矿用车发动机冷却系统的优化设计

周鑫

摘  要：在该研究中，主要结合具体某种矿用车发动机冷却系统作为研究对象，分析在矿区极其恶劣的情况下，分析矿用车发动机冷却系统设计问题，保证发动机的稳定性和安全性，防止出现过热问题，影响矿用车的整体运行。在对矿用车发动机冷却系统优化设计以后，通过有效的测试，能够有效解决发动机冷却系统存在的问题，为以后运行维护管理提供借鉴和帮助。

关键词：矿用车  发动机  冷却系统  优化设计

在进行矿产生产过程中，矿用车得到了广泛的应用。其中矿用车发动车主要采用紧凑的设计方式，提升了单位体积功率和强化程度，保证了生产的正常进行。但是这种设计方式会增加内部发动机的热量，尤其在工作环境恶劣和负荷复杂多样的前提下，发动机很容易出现过热的问题，增加燃油消耗，导致机油变质，影响到发动机的正常运行，在极端条件下，甚至烧坏发动机，缩短发动机的使用寿命，无法满足矿用车发动机实际运行条件。因此，该文针对矿用车发动机过热问题，对电动水泵控制系统进行优化设计，利用温度传感器对发动机冷却系统水温进行动态的监控，采集相应的水温信号，然后进行判断与处理。通过对电动水泵下达调节命令，根据实际情况，对冷却水的供给量进行调节，满足发动机运行的要求。

1  矿用车发动机冷却系统分析

为了有效降低矿用车运行温度，设计需要对发动机冷却系统进行设计，保证系统能够及时吸收发动机运行的热量，控制好整个发动机的温度。就目前而言，我国矿用车发动机主要采用强制循环冷却系统，通常包括发动机、散热器、风扇、冷却水泵等。

散热器中的冷却液受到冷却水泵压力的影响，流入到发动机，就会带走发动机内部零件的热量，然后通过节温器进入到散热器。在水泵的影响下，冷却液形成了一个完整的冷却循环系统，实现持续冷却的作用。与此同时，发动机曲轴利用过带传动，驱动冷却电扇对高温液体进行散热降温。设计人员主要根据矿用车发动机最大热负荷情况进行设计，有效降低了发动机的问题，但是也面临着其他一些问题，比如发动机散热条件不能自我调节，会增加实际的油耗和发动机运行的噪音，对发动机正常运行产生极为不利的影响，需要设计人员进行进一步优化。

2  矿用车发动机冷却系统结构优化设计

从国外矿业发展来看，有的国家在改进重型矿用车发动机冷却系统过程中，主要采用全封闭环式冷却系统。而我国相关研究人员主要通过分析冷却水循环量的大小对冷却循环系统的影响效果进行分析。在负荷较大的情况下，可以满足实际冷却的基本需求，在负荷较小的情况下，一旦出现冷却量大的情况，就会影响到发动机的正常运行。针对出现的这种问题，该文主要针对电动水泵控制系统进行分析，然后提出相应的优化措施，为当前矿用车发动机性能提升提供借鉴和帮助，具体见图1。

在此次系统设计中，设计人员设置了温度传感器，采用了电动水泵。水温传感器可以随时采集水管处中的温度值，ECU主要采集和处理温度信号。在系统发出指令以后，电动水泵就会转动，提升冷却液流程的控制效率，可以对冷却系统水温进行实时的调节，满足复杂多变环境的要求，进一步降低能源消耗。

3  电动水泵控制系统设计分析

在电动水泵控制系统设计过程中，主要包括硬件设计、软件设计以及电源电路设计等，整体结构设计的合理性和可靠性会影响系统的正常运行，具体见图2。

此次系统微处理器主要采用高档8位单片机，能够兼容多种系列产品，在实际运行过程中，功耗比较低，编程人员可以根据实际情况进行编程。在单片外部需要设置相应的复位电路和转换模块。这个位置主要测量冷却液的温度。温度传感器是整个控制系统的重要元件，设计人员可以选择MSTT型一体化的温度转换装置。温度转换器会把温度传感器输出的信号进行有效的处理，把搜集的温度信号转換成电压模拟信号。在经过转换的电压信号发送到A/D转换模块进行转换，最后单片机对最终的转换结果进行的处理，根据实际的指令，把数字量转化成电流，然后驱动电动水泵需要根据不同的转速为整个冷却系统提供表标准的冷却量，满足发动机实际运行的要求。

在此次系统设计中，设计人员根据控制系统的性能，把整个系统软件按照实际的程序，划分成不同的模块，然后根据不同的模块进行单独的设计和调试，在完成调试以后，再进行联合调节，提升程序设计的针对性和科学性，完成对整个冷却液温度信号的持续采样和运算处理等，具体见图3所示。

4  结语

通过此次优化设计，有效地节省了实际的油耗，提升了冷却系统的系统性能，保证整个矿用车运行的经济性，提高了冷却液运行循环的效率。但是也存在一定的不足之处，由于矿用车运行环境十分复杂，设计人员需要进一步提升整个运行系统的抗干扰能力，从而满足实际生产的需求。

参考文献

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