礦用車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計

周鑫

摘? 要：在該研究中，主要結(jié)合具體某種礦用車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)作為研究對象，分析在礦區(qū)極其惡劣的情況下，分析礦用車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)設(shè)計問題，保證發(fā)動機的穩(wěn)定性和安全性，防止出現(xiàn)過熱問題，影響礦用車的整體運行。在對礦用車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計以后，通過有效的測試，能夠有效解決發(fā)動機冷卻系統(tǒng)存在的問題，為以后運行維護管理提供借鑒和幫助。

關(guān)鍵詞：礦用車? 發(fā)動機? 冷卻系統(tǒng)? 優(yōu)化設(shè)計

在進行礦產(chǎn)生產(chǎn)過程中，礦用車得到了廣泛的應(yīng)用。其中礦用車發(fā)動車主要采用緊湊的設(shè)計方式，提升了單位體積功率和強化程度，保證了生產(chǎn)的正常進行。但是這種設(shè)計方式會增加內(nèi)部發(fā)動機的熱量，尤其在工作環(huán)境惡劣和負(fù)荷復(fù)雜多樣的前提下，發(fā)動機很容易出現(xiàn)過熱的問題，增加燃油消耗，導(dǎo)致機油變質(zhì)，影響到發(fā)動機的正常運行，在極端條件下，甚至燒壞發(fā)動機，縮短發(fā)動機的使用壽命，無法滿足礦用車發(fā)動機實際運行條件。因此，該文針對礦用車發(fā)動機過熱問題，對電動水泵控制系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計，利用溫度傳感器對發(fā)動機冷卻系統(tǒng)水溫進行動態(tài)的監(jiān)控，采集相應(yīng)的水溫信號，然后進行判斷與處理。通過對電動水泵下達(dá)調(diào)節(jié)命令，根據(jù)實際情況，對冷卻水的供給量進行調(diào)節(jié)，滿足發(fā)動機運行的要求。

1? 礦用車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)分析

為了有效降低礦用車運行溫度，設(shè)計需要對發(fā)動機冷卻系統(tǒng)進行設(shè)計，保證系統(tǒng)能夠及時吸收發(fā)動機運行的熱量，控制好整個發(fā)動機的溫度。就目前而言，我國礦用車發(fā)動機主要采用強制循環(huán)冷卻系統(tǒng)，通常包括發(fā)動機、散熱器、風(fēng)扇、冷卻水泵等。

散熱器中的冷卻液受到冷卻水泵壓力的影響，流入到發(fā)動機，就會帶走發(fā)動機內(nèi)部零件的熱量，然后通過節(jié)溫器進入到散熱器。在水泵的影響下，冷卻液形成了一個完整的冷卻循環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)持續(xù)冷卻的作用。與此同時，發(fā)動機曲軸利用過帶傳動，驅(qū)動冷卻電扇對高溫液體進行散熱降溫。設(shè)計人員主要根據(jù)礦用車發(fā)動機最大熱負(fù)荷情況進行設(shè)計，有效降低了發(fā)動機的問題，但是也面臨著其他一些問題，比如發(fā)動機散熱條件不能自我調(diào)節(jié)，會增加實際的油耗和發(fā)動機運行的噪音，對發(fā)動機正常運行產(chǎn)生極為不利的影響，需要設(shè)計人員進行進一步優(yōu)化。

2? 礦用車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

從國外礦業(yè)發(fā)展來看，有的國家在改進重型礦用車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)過程中，主要采用全封閉環(huán)式冷卻系統(tǒng)。而我國相關(guān)研究人員主要通過分析冷卻水循環(huán)量的大小對冷卻循環(huán)系統(tǒng)的影響效果進行分析。在負(fù)荷較大的情況下，可以滿足實際冷卻的基本需求，在負(fù)荷較小的情況下，一旦出現(xiàn)冷卻量大的情況，就會影響到發(fā)動機的正常運行。針對出現(xiàn)的這種問題，該文主要針對電動水泵控制系統(tǒng)進行分析，然后提出相應(yīng)的優(yōu)化措施，為當(dāng)前礦用車發(fā)動機性能提升提供借鑒和幫助，具體見圖1。

在此次系統(tǒng)設(shè)計中，設(shè)計人員設(shè)置了溫度傳感器，采用了電動水泵。水溫傳感器可以隨時采集水管處中的溫度值，ECU主要采集和處理溫度信號。在系統(tǒng)發(fā)出指令以后，電動水泵就會轉(zhuǎn)動，提升冷卻液流程的控制效率，可以對冷卻系統(tǒng)水溫進行實時的調(diào)節(jié)，滿足復(fù)雜多變環(huán)境的要求，進一步降低能源消耗。

3? 電動水泵控制系統(tǒng)設(shè)計分析

在電動水泵控制系統(tǒng)設(shè)計過程中，主要包括硬件設(shè)計、軟件設(shè)計以及電源電路設(shè)計等，整體結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性和可靠性會影響系統(tǒng)的正常運行，具體見圖2。

此次系統(tǒng)微處理器主要采用高檔8位單片機，能夠兼容多種系列產(chǎn)品，在實際運行過程中，功耗比較低，編程人員可以根據(jù)實際情況進行編程。在單片外部需要設(shè)置相應(yīng)的復(fù)位電路和轉(zhuǎn)換模塊。這個位置主要測量冷卻液的溫度。溫度傳感器是整個控制系統(tǒng)的重要元件，設(shè)計人員可以選擇MSTT型一體化的溫度轉(zhuǎn)換裝置。溫度轉(zhuǎn)換器會把溫度傳感器輸出的信號進行有效的處理，把搜集的溫度信號轉(zhuǎn)換成電壓模擬信號。在經(jīng)過轉(zhuǎn)換的電壓信號發(fā)送到A/D轉(zhuǎn)換模塊進行轉(zhuǎn)換，最后單片機對最終的轉(zhuǎn)換結(jié)果進行的處理，根據(jù)實際的指令，把數(shù)字量轉(zhuǎn)化成電流，然后驅(qū)動電動水泵需要根據(jù)不同的轉(zhuǎn)速為整個冷卻系統(tǒng)提供表標(biāo)準(zhǔn)的冷卻量，滿足發(fā)動機實際運行的要求。

在此次系統(tǒng)設(shè)計中，設(shè)計人員根據(jù)控制系統(tǒng)的性能，把整個系統(tǒng)軟件按照實際的程序，劃分成不同的模塊，然后根據(jù)不同的模塊進行單獨的設(shè)計和調(diào)試，在完成調(diào)試以后，再進行聯(lián)合調(diào)節(jié)，提升程序設(shè)計的針對性和科學(xué)性，完成對整個冷卻液溫度信號的持續(xù)采樣和運算處理等，具體見圖3所示。

4? 結(jié)語

通過此次優(yōu)化設(shè)計，有效地節(jié)省了實際的油耗，提升了冷卻系統(tǒng)的系統(tǒng)性能，保證整個礦用車運行的經(jīng)濟性，提高了冷卻液運行循環(huán)的效率。但是也存在一定的不足之處，由于礦用車運行環(huán)境十分復(fù)雜，設(shè)計人員需要進一步提升整個運行系統(tǒng)的抗干擾能力，從而滿足實際生產(chǎn)的需求。

參考文獻

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