礦用車發動機冷卻系統的優化設計

周鑫

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

關鍵詞：礦用車? 發動機? 冷卻系統? 優化設計

在進行礦產生產過程中，礦用車得到了廣泛的應用。其中礦用車發動車主要采用緊湊的設計方式，提升了單位體積功率和強化程度，保證了生產的正常進行。但是這種設計方式會增加內部發動機的熱量，尤其在工作環境惡劣和負荷復雜多樣的前提下，發動機很容易出現過熱的問題，增加燃油消耗，導致機油變質，影響到發動機的正常運行，在極端條件下，甚至燒壞發動機，縮短發動機的使用壽命，無法滿足礦用車發動機實際運行條件。因此，該文針對礦用車發動機過熱問題，對電動水泵控制系統進行優化設計，利用溫度傳感器對發動機冷卻系統水溫進行動態的監控，采集相應的水溫信號，然后進行判斷與處理。通過對電動水泵下達調節命令，根據實際情況，對冷卻水的供給量進行調節，滿足發動機運行的要求。

1? 礦用車發動機冷卻系統分析

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

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

2? 礦用車發動機冷卻系統結構優化設計

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

在此次系統設計中，設計人員設置了溫度傳感器，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。在系統發出指令以后，電動水泵就會轉動，提升冷卻液流程的控制效率，可以對冷卻系統水溫進行實時的調節，滿足復雜多變環境的要求，進一步降低能源消耗。

3? 電動水泵控制系統設計分析

在電動水泵控制系統設計過程中，主要包括硬件設計、軟件設計以及電源電路設計等，整體結構設計的合理性和可靠性會影響系統的正常運行，具體見圖2。

此次系統微處理器主要采用高檔8位單片機，能夠兼容多種系列產品，在實際運行過程中，功耗比較低，編程人員可以根據實際情況進行編程。在單片外部需要設置相應的復位電路和轉換模塊。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的重要元件，設計人員可以選擇MSTT型一體化的溫度轉換裝置。溫度轉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換成電壓模擬信號。在經過轉換的電壓信號發送到A/D轉換模塊進行轉換，最后單片機對最終的轉換結果進行的處理，根據實際的指令，把數字量轉化成電流，然后驅動電動水泵需要根據不同的轉速為整個冷卻系統提供表標準的冷卻量，滿足發動機實際運行的要求。

在此次系統設計中，設計人員根據控制系統的性能，把整個系統軟件按照實際的程序，劃分成不同的模塊，然后根據不同的模塊進行單獨的設計和調試，在完成調試以后，再進行聯合調節，提升程序設計的針對性和科學性，完成對整個冷卻液溫度信號的持續采樣和運算處理等，具體見圖3所示。

4? 結語

通過此次優化設計，有效地節省了實際的油耗，提升了冷卻系統的系統性能，保證整個礦用車運行的經濟性，提高了冷卻液運行循環的效率。但是也存在一定的不足之處，由于礦用車運行環境十分復雜，設計人員需要進一步提升整個運行系統的抗干擾能力，從而滿足實際生產的需求。

參考文獻

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