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摘要：发动机是汽车的灵魂，决定了汽车的性能好坏。发动机在快速运转的时候会产生很多热量，如果这些热量没有散失，会严重影响汽车零部件的运转，从而影响汽车的正常使用。汽车发动机冷却系统伴随着汽车的发展而有了很大的改善。本文主要探讨了汽车发动机冷却系统的设计。
关键词：汽车；发动机；冷却系统；设计
1.冷却系统的构造
1.1冷却液
冷却液指清洁的软水，不是什么水都可以当作冷却液的，越娇贵的车对水质的要求越高。比如，清澈的泉水，虽然清澈，看起来也洁净，但泉水中含有大量的矿物质，如果加入发念头的冷却系统中，就会产生大量的水垢，影响冷却系统正常作用的发挥，可见，冷却液水质的好坏是相当重要的，国际上遍及使用的乙二醇型冷却液是在软化水中按比例添加防冻剂乙二醇，配以适量的金属缓蚀剂、阻垢剂等添加剂进行科学调和，达到冬季防冻、夏季防沸、且能防腐蚀、防水垢等作用。
1.2汽缸水套
它相当于发念头燃烧室周围的水道，当发念头产生大量的热时，汽缸水套将发挥降温的作用在发念头中，水和油的管道泾渭分明、互不干预干与，如果发现冷却液中有油，就说明水道和油路发生了穿孔征象，一旦出现这种情况，水温表的水温会急剧上升，这时一定要及时采纳措施。
1.3散热水箱和冷却风扇
散热水箱从外观看状似蜂窝，做成这种形状是为了增加水箱的散热面积，以加强散热效果；冷却风扇有在正面安装的，也有在侧面安装的，汽车在高速行驶过程中，冷却风扇将外面的空气吸引进来，利用自然风，起到冷却的作用。冷却系和空调冷凝器共同的风扇是直流永磁电念头风扇，用装在散热器上的温度节制开关来节制，当散热器中冷却液温度降落至93～98℃时风扇停转。
1.4冷却水泵和节温器
冷却液在冷却系统中的流动，首要依靠冷却水泵的动力；节温器能感知发念头的作温度，低温时，它封住水套中的水，令其在水套内流动，当达到一定温度时再打开，让水颠末散热水箱，发挥散热作用。这里值得说明的是，切勿将节温器摘掉，不然会导致发念头过冷而难于启动。
2.冷却系统工作原理
冷却系的功用就是使发念头在不论什么工况下都得到适度的冷却，从而保持在相宜的温度（冷却液温度）下工作。汽车冷却系统分为两种类型：液冷和风冷。
2.1水冷系
水冷系是以冷却液为冷却介质，通过冷却液将高温零件的热量带走，再以一定的方式散发到大气去，使发动机的温度降低而进行冷却的一系列装置。
2.2风冷系
这种冷却方法不是在发动机中进行液体循环，而是通过发动机缸体表面附着的铝片对气缸进行散热。一个功率强大的风扇向这些铝片吹风，使其向空气中散热，从而达到冷却发动机的目的。
3.冷却系统的特点
传统冷却系统的作用是可靠地保护发念头，而还应具备改善燃料经济性和降低排放的作用。为此，现代冷却系统要综合考虑底下的因素：发念头内部的摩擦损掉；冷却系统水泵的功率；燃烧边界条件，如燃烧室温度、充量密度、充量温度。先进的冷却系统接纳系统化、模块化设计方法，统筹考虑每项影响因素，使冷却系统既保证发念头正常工作，又提高发念头效率和削减排放。
4.汽车发动机冷却系统控制模式设计
4.1涡轮增压器的冷却
涡轮增压器轴承过去只用机油冷却，最近，由于安装了中间冷却器，使发动机功率进一步提高，因此发动机内燃气量增加，热负荷增大，涡轮增压器轴承处的机油容易结炭，轴承材料也容易发生高温腐蚀。为此，正开始采取用发动机冷却水冷却涡轮增压器轴承的方法。因冷却水在涡轮周围高温区循环，所以，不仅在运转中而且在停车后冷却水的气化潜热也可以冷却轴承和机油通道。豪克等人声称：装车的水冷式涡轮增压器，与旧式只用机油润滑的发动机相比其可靠性可提高4～10倍。
4.2分流式冷却系统
分流式冷却系统为另外一种冷却系统。在这种冷却系统中，气缸盖和气缸体由各自的液流回路冷却，气缸盖和气缸体具有不同的温度。分流式冷却系统具备特有的优势，可使发动机各部分在最优的温度设定点工作，冷却系统的整体效率达到最大。每个冷却回路将在不同冷却温度设定点或流速下工作，创造理想的发动机温度分布。理想的发动机热工作状态是气缸盖温度较低而气缸体温度相对较高。气缸盖温度较低可提高充气效率，增大进气量。温度低且进气量大可促进完全燃烧，降低CO、HC形成，也提高输出功率。较高气缸体温度会减小摩擦损失，直接改善燃油效率，间接地降低缸内峰值压力和温度。分流式冷却系统可使缸盖和缸体温度相差100e。气缸温度可高达150e，而缸盖温度可降低50e，减少缸体摩擦损失，降低油耗。较高的缸体温度使油耗降低4%～6%，在部分负荷时Hc降低20%～35%。节气门全开时，缸盖和缸体温度设定值可调到50e和90e，从整体上改善燃油消耗、功率输出和排放。
4.3单片机控制系统工作原理
当点火开关处于“ON”，发动机转速传感器采集发动机转速信号，发动机转速信号经处理变换为数字信号，由单片机MCS-51读入，MCS-51单片机根据输入的信号判断发动机是否处于启动或正常工作状态。当发动机处于启动状态时，温度传感器感受发动机冷却液温度，同时把温度信号转变为电压模拟信号，此信号经处理后送入转换器中，由转换器把采集来的模拟电压信号，转换为数字信号并读入单片机MCS-51，单片机根据送来的温度信号判断发动机冷却液温度是否低于一定温度）。如发动机冷却液温度低于60℃，单片机输出信号电加热器给冷却液预热，以便于发动机冷启动，缩短暖机时间，减轻发动机磨损，减少燃油消耗和排放污染。当冷却液温度达到60℃C时则停止预热。当发动机启动后，由温度传感器感受发动机冷却液温度高低与变化率，同时把温度电压信号经处理后由单片机读入，单片机根据温度的高低及变化率，采用模糊控制的方法分析处理，输出控制信号去控制驱动电路，对节温器、保温帘的开度和冷却风扇的转速进行控制，实现对发动机冷却系统冷却强度的智能控制。在发动机工作过程中，如发动机冷却液温度越限（，单片机则输出信号进行越限报警，如传感器及其电路在工作过程中出现故障，单片机得到的信号不符合要求，单片机则输出信号进行故障报警。单片机根据采样数据分析处理发出控制指令，使：a电控冷却风扇不工作；b电控导风板处于敞开状态；c电控节温器处于大循环状态。这样，直到发动机水温返升至95e，电控冷却风扇又重新工作。
结语
随着汽车轻量化技术等发展，现代汽车领域对发动机的设计理念趋向于紧凑、单位面积功率大等方向。这样的设计就导致发动机的强化程度越来越高，发动机工作的时候产生的热流密度也就非常大。这个产生的热流也是妨碍发动机进一步提高效率，改进性能一大因素。发动机冷却系统就是为了解决发动机高速工作时热流的冷却和热平衡。除此之外，冷却系統还对发动机的排放有影响，越来越严格的排放标准对冷却系统也提出了更高的要求。发动机冷却系统已经成为汽车领域里关键的技术，对提高发动机性能和经济性都有很大的帮助。因此，对发动机冷却系统设计进行更深入的研究也就具有了更加重要的意义了。
关键词：汽车；发动机；冷却系统；设计
1.冷却系统的构造
1.1冷却液
冷却液指清洁的软水，不是什么水都可以当作冷却液的，越娇贵的车对水质的要求越高。比如，清澈的泉水，虽然清澈，看起来也洁净，但泉水中含有大量的矿物质，如果加入发念头的冷却系统中，就会产生大量的水垢，影响冷却系统正常作用的发挥，可见，冷却液水质的好坏是相当重要的，国际上遍及使用的乙二醇型冷却液是在软化水中按比例添加防冻剂乙二醇，配以适量的金属缓蚀剂、阻垢剂等添加剂进行科学调和，达到冬季防冻、夏季防沸、且能防腐蚀、防水垢等作用。
1.2汽缸水套
它相当于发念头燃烧室周围的水道，当发念头产生大量的热时，汽缸水套将发挥降温的作用在发念头中，水和油的管道泾渭分明、互不干预干与，如果发现冷却液中有油，就说明水道和油路发生了穿孔征象，一旦出现这种情况，水温表的水温会急剧上升，这时一定要及时采纳措施。
1.3散热水箱和冷却风扇
散热水箱从外观看状似蜂窝，做成这种形状是为了增加水箱的散热面积，以加强散热效果；冷却风扇有在正面安装的，也有在侧面安装的，汽车在高速行驶过程中，冷却风扇将外面的空气吸引进来，利用自然风，起到冷却的作用。冷却系和空调冷凝器共同的风扇是直流永磁电念头风扇，用装在散热器上的温度节制开关来节制，当散热器中冷却液温度降落至93～98℃时风扇停转。
1.4冷却水泵和节温器
冷却液在冷却系统中的流动，首要依靠冷却水泵的动力；节温器能感知发念头的作温度，低温时，它封住水套中的水，令其在水套内流动，当达到一定温度时再打开，让水颠末散热水箱，发挥散热作用。这里值得说明的是，切勿将节温器摘掉，不然会导致发念头过冷而难于启动。
2.冷却系统工作原理
冷却系的功用就是使发念头在不论什么工况下都得到适度的冷却，从而保持在相宜的温度（冷却液温度）下工作。汽车冷却系统分为两种类型：液冷和风冷。
2.1水冷系
水冷系是以冷却液为冷却介质，通过冷却液将高温零件的热量带走，再以一定的方式散发到大气去，使发动机的温度降低而进行冷却的一系列装置。
2.2风冷系
这种冷却方法不是在发动机中进行液体循环，而是通过发动机缸体表面附着的铝片对气缸进行散热。一个功率强大的风扇向这些铝片吹风，使其向空气中散热，从而达到冷却发动机的目的。
3.冷却系统的特点
传统冷却系统的作用是可靠地保护发念头，而还应具备改善燃料经济性和降低排放的作用。为此，现代冷却系统要综合考虑底下的因素：发念头内部的摩擦损掉；冷却系统水泵的功率；燃烧边界条件，如燃烧室温度、充量密度、充量温度。先进的冷却系统接纳系统化、模块化设计方法，统筹考虑每项影响因素，使冷却系统既保证发念头正常工作，又提高发念头效率和削减排放。
4.汽车发动机冷却系统控制模式设计
4.1涡轮增压器的冷却
涡轮增压器轴承过去只用机油冷却，最近，由于安装了中间冷却器，使发动机功率进一步提高，因此发动机内燃气量增加，热负荷增大，涡轮增压器轴承处的机油容易结炭，轴承材料也容易发生高温腐蚀。为此，正开始采取用发动机冷却水冷却涡轮增压器轴承的方法。因冷却水在涡轮周围高温区循环，所以，不仅在运转中而且在停车后冷却水的气化潜热也可以冷却轴承和机油通道。豪克等人声称：装车的水冷式涡轮增压器，与旧式只用机油润滑的发动机相比其可靠性可提高4～10倍。
4.2分流式冷却系统
分流式冷却系统为另外一种冷却系统。在这种冷却系统中，气缸盖和气缸体由各自的液流回路冷却，气缸盖和气缸体具有不同的温度。分流式冷却系统具备特有的优势，可使发动机各部分在最优的温度设定点工作，冷却系统的整体效率达到最大。每个冷却回路将在不同冷却温度设定点或流速下工作，创造理想的发动机温度分布。理想的发动机热工作状态是气缸盖温度较低而气缸体温度相对较高。气缸盖温度较低可提高充气效率，增大进气量。温度低且进气量大可促进完全燃烧，降低CO、HC形成，也提高输出功率。较高气缸体温度会减小摩擦损失，直接改善燃油效率，间接地降低缸内峰值压力和温度。分流式冷却系统可使缸盖和缸体温度相差100e。气缸温度可高达150e，而缸盖温度可降低50e，减少缸体摩擦损失，降低油耗。较高的缸体温度使油耗降低4%～6%，在部分负荷时Hc降低20%～35%。节气门全开时，缸盖和缸体温度设定值可调到50e和90e，从整体上改善燃油消耗、功率输出和排放。
4.3单片机控制系统工作原理
当点火开关处于“ON”，发动机转速传感器采集发动机转速信号，发动机转速信号经处理变换为数字信号，由单片机MCS-51读入，MCS-51单片机根据输入的信号判断发动机是否处于启动或正常工作状态。当发动机处于启动状态时，温度传感器感受发动机冷却液温度，同时把温度信号转变为电压模拟信号，此信号经处理后送入转换器中，由转换器把采集来的模拟电压信号，转换为数字信号并读入单片机MCS-51，单片机根据送来的温度信号判断发动机冷却液温度是否低于一定温度）。如发动机冷却液温度低于60℃，单片机输出信号电加热器给冷却液预热，以便于发动机冷启动，缩短暖机时间，减轻发动机磨损，减少燃油消耗和排放污染。当冷却液温度达到60℃C时则停止预热。当发动机启动后，由温度传感器感受发动机冷却液温度高低与变化率，同时把温度电压信号经处理后由单片机读入，单片机根据温度的高低及变化率，采用模糊控制的方法分析处理，输出控制信号去控制驱动电路，对节温器、保温帘的开度和冷却风扇的转速进行控制，实现对发动机冷却系统冷却强度的智能控制。在发动机工作过程中，如发动机冷却液温度越限（，单片机则输出信号进行越限报警，如传感器及其电路在工作过程中出现故障，单片机得到的信号不符合要求，单片机则输出信号进行故障报警。单片机根据采样数据分析处理发出控制指令，使：a电控冷却风扇不工作；b电控导风板处于敞开状态；c电控节温器处于大循环状态。这样，直到发动机水温返升至95e，电控冷却风扇又重新工作。
结语
随着汽车轻量化技术等发展，现代汽车领域对发动机的设计理念趋向于紧凑、单位面积功率大等方向。这样的设计就导致发动机的强化程度越来越高，发动机工作的时候产生的热流密度也就非常大。这个产生的热流也是妨碍发动机进一步提高效率，改进性能一大因素。发动机冷却系统就是为了解决发动机高速工作时热流的冷却和热平衡。除此之外，冷却系統还对发动机的排放有影响，越来越严格的排放标准对冷却系统也提出了更高的要求。发动机冷却系统已经成为汽车领域里关键的技术，对提高发动机性能和经济性都有很大的帮助。因此，对发动机冷却系统设计进行更深入的研究也就具有了更加重要的意义了。