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摩托车水冷系统的设计与应用(1)
来源:摩托车技术  作者:佚名  2018-05-25 08:04:06

    摘要:随着国IV排放法规的实施以及市场对高品质摩托车的需求,水冷技术和电喷技术结合成了摩托车发展的新趋势。根据冷却系统在不同工况下对冷却液温度按制的分析,为冷却系统更好的匹配散热器和风扇提供了一定的理论依据。通过对本田250摩托车和国内某公司250摩托车进行怠速实验,观察其大循环和小循环中冷却液温度随时间的变化情况,通过对冷却液温度变化情况的分析结合理论知识对国内水冷技术在实践应用中存在的问题做了简单的分析,并指出了进一步提升冷却系统性能的设计方法和未来的发展方向。

    1 发展现状
    改革开放至今,我国摩托车产业得到了迅猛的发展,特别是在中小排量低端品质方面成为了日本最大的竞争对手。但是这些低端产品的阶段性成功主要是取决干大量经济落后国家的旺盛需求和中国市场完整的摩托车配套体系。随着世界经济一体化步伐的加快我国摩托车产业能否继续在未来的市场竞争中掌握主动权,关键取决于我国摩企能否制造出高品质的摩托车。现在市场流行的高品质车主要以水冷电喷车为主,水冷技术和电喷技术在摩托车上的应用不仅能够提高摩托车的可靠性、降低油耗,而且会大大提高驾驶的舒适性。

    1.1摩托车水冷技术简介
    冷却系统是发动机重要的组成部分,其作用是维持发动机在各种工况下都在最适宜的温度下工作,使发动机的工作可靠,并得到良好的动力性和经济性。根据冷却介质的不同,常用的发动机冷却方式分为风冷和水冷两种。传统的风冷技术很难达到高品质摩托车的需求,然而水冷技术可以通过散热器解决发动机散热,利用水道隔层吸收和隔绝噪音等一系列问题。本文主要对水冷技术展开讨论。
    摩托车水冷技术通过维持冷却液温度在设计的范围内波动,间接的维持发动机的工作温度。发动机温度太高或者太低不仅影响发动机的使用寿命和可靠性还会破坏燃气混合,影响一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)等废气的排放量。发动机在工作过程中,气缸内混合气燃烧瞬时温度可能超过2000℃,其中相当一部分热量要通过燃烧室壁传递给
冷却液在散热器中将热量交换到空气中,通常冷却液的温度维持在80℃~95℃的范围内发动机的性能最佳,每一款发动机具体的温度范围根据发动机的设计参数确定。所以为每一款发动机匹配合适的冷却系统变得十分重要。如图1所示为常见的水冷系统结构。

    a)散热器
    散热器主要由两个水室及芯体组成,按结构不同可分为管片式和管带式两种。发动机工作时冷却液通过芯部水管进行循环,将大部分的热量通过散热片散发到空气中,使冷却液的温度降低。散热器一般安装在车架前端,位于风扇正前方。散热器的选取直接影响冷却系统的散热能力,所以需要和车型进行匹配,每一款车型所用的散热器存在一定的差距。

    风扇是冷却系统的重要组成部分,风扇的功用是提高流经散热器的空气流速和流量,强化散热器的散热能力,所以风扇的选取需要和散热器一起根据车型进行匹配选型。安装在散热器正后面,开启和关闭由ECU根据水温传感器反馈的温度信息来控制。
    c)水泵
    水泵主要是为冷却液在系统中的循环提供动力。大多数发动机所使用的都是曲轴驱动水泵。水泵和发动机曲轴通过齿轮传动,水泵的转速随发动机曲轴转速相应变化,不能根据冷却系统的实际需要改变转速。
    d)节温器
    节温器是直接控制水冷系统中冷却液流量大小和流动路径的关键部件,如图2所示为本田250冷却系统采用的蜡式节温器。利用了石蜡在常温下为固态,受热融化体积增大的特性而设计,安装在缸盖出水口附近或直接装在缸体/盖上。

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