摘 要
在寒冷的冬季，特别是在北方，许多人的汽车会因为没有车库而停放在的室外，而室外温度一般会达到零下十儿度甚至零下几十度，如果在这样的低温条件下启动机动车辆，不但不容易启动，而且对机动车的使用性能甚至是使用寿命都会产生很大的负面影响。
储热式预热系统，它是整体的预热是利用外接能源自动地预热发动机 ,也就是根据水的温度情况来自动加热发动机的系统。采用这种方法时发动机并没有的空转。因此 ,并没有引起起动造成柴油机摩擦件的快速磨损和燃油的消耗。预热系统的电路控制传统方式为手动控制手动预热,手动预热的控制电路较为简单,维修较易,缺点是操作者控制预热时间随意性较大,易使电热塞损坏等。随着电子技术的迅猛发展,一种以电子器件为中心的全自动定时预热器称为自动预热器它以其先进的设计,简单的操纵,长久的寿命,而逐渐在一些机械特别是进口机械上广泛使用,使这些机械的起动性能改善,电气设备的寿命等都有很大提高。我所设计的就是一中自动预热。
该智能控制系统可缩短发动机预热时间，提高热效率，增强了冷却系统在发机不同工况下适应能力，实现对冷却水温的精确控制，降低汽车的燃油消耗，达到提高发动机工作可靠性使用寿命的目的.
关键词：冷起动；储热装置；预热；冷却系统；单片机
ABSTRACT
As we all know, in cold winter, especially in north area, the temperature of outdoor is 10 Celsius scales under zero even reach 20 Celsius scale under zero.However many people's car will place out of the door just because they have no carport. To startup the cars in this weather is not only difficult but also harmful to the car and shorten the life of the car.
Regenerative preheating system, it is the whole warm-up is the use of external energy to preheat the engine automatically, that is the case in accordance with the temperature of water to automatically heat engine system. To adopt such an approach and not idling the engine. Therefore, there is no friction caused by pieces of diesel engine start-up caused by the rapid wear and fuel consumption. Warm-up circuit control system for manual control of the traditional warm-up manual, manual control of preheating circuit is simpler, easier maintenance, the demerit is that the operator greater control over random warm-up time, easy to make, such as glow plug damage . With the rapid development of electronic technology, electronic devices, a fully automatic timing-centric as the Auto preheater preheater for its advanced design, simple manipulation, long life, and gradually, especially in a number of mechanical extensive use of imported machinery to enable them to improve the starting performance of machinery, electrical equipment such as life expectancy has greatly improved. I have designed is a warm-up automatically.
The intelligent control system for engine warm-up time can be shortened to improve the thermal efficiency and improved cooling system, in the machine the ability to adapt to different conditions, to achieve precise control of cooling water temperature and lower fuel consumption of motor vehicles to enhance the reliability of engine life purposes.
Keywords:Cold-Start；Thermal Energy Storage Device；Preheating；Cooling System；
Single-chip
目 录
摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
第1章 绪论 1
1.1 机动车加装预热器的必要性 1
1.2 国内外汽车预热器的发展 2
1.2.1 局部预热 2
1.2.2 整体预热 3
1.3 储热式预热系统介绍 3
1.4 说明书结构安排 4
第2章 预热系统零部件的设计 5
2.1 引言 5
2.2 预热系统的概略构成 5
2.2.1 冷却系统部分 6
2.2.2 储热系统部分 7
2.2.3 ECU系统部分 8
2.3 水泵选择 8
2.4 单向阀体和管道的选择 11
2.4.1 保温管的选择 11
2.4.2 单向阀的选择 11
2.4.3 电磁阀的选择 11
2.4.4 自动跑风阀的选择 12
2.5 储热装置的设计 12
2.5.1 储热装置的结构 12
2.5.2 储热装置的材料 13
2.5.3 储热装置的计算 14
2.6 本章小结 16
第3章 汽车预热器无线遥控装置的设计 17
3.1 引言 17
3.2 无线遥控装置的组成和原理 17
3.3 无线遥控装置的硬件设计介绍 18
3.3.1 nRF401一单片UHF无线收发芯片 18
3.3.2 发射机和接收机射频部分电路 19
3.3.3 发射机和接收机控制部分的电路 20
3.4 无线遥控装置的软件设计介绍 21
3.5 本章小结 22
第4章 预热系统的控制设计 23
4.1 引言 23
4.2 预热控制系统的硬件设计 23
4.2.1 单片机的选型 23
4.2.2 驱动电路设计 26
4.2.3 控制电路设计 27
4.3 预热控制系统的软件设计 28
4.3.1 预热控制的基本步骤 28
4.3.2 预热控制的详细步骤 29
4.3.3 预热控制的其他控制因数 31
4.4 本章小结 34
结论 35
参考文献 36
致谢 37
附录 38
第1章 绪 论
1.1 机动车加装预热器的必要性
在寒冷的冬季，特别是在北方，室外温度一般会达到零下十几度甚至零下几十度，如果在这样的低温条件下启动机动车辆，不但不容易启动，而且对机动车的使用性能甚至是使用寿命都会产生很大的负面影响。一般来说，解决的方法以下有两种:
将汽车放在车库当中。这样做虽然解决了启动难的问题，但是另一个问题却随之而来。我们知道，冬季下雪后，城镇街道一般都会用盐或除雪 剂来除雪，而除雪剂的主要成分是盐，盐对金属有很强的腐蚀性。当汽车进入暖库后，在车体上会凝结一层水雾，这些水雾与溅在车体上的除雪剂相结合，在暖库里适当的温度条件下，会腐蚀车体及其它部件，汽车放在暖库里的时间越长，腐蚀现象越严重。因此，在加拿大等发达国家，人们通常不把汽车放在暖库里面。
还有就是对放在室外一个晚上的汽车进行预热。
首先发动机在低温条件下启动是很困难的，特别是在露天停放了一整夜的车辆，如果不事先采取预热措施更是难以起动。众所周知，发动机启动时。必须预先依靠外界的能量转动曲轴，使得在发动机的汽缸内出现最初的可燃混合气，并进行最初的压缩过程，从而使得发动机运转起来。发动机温度低时，润滑机油的粘度增大，各个运动部件随温度下降而收缩不一造成运动阻力加大，当外界给发动机的启动能量不足时，发动机就难于启动，甚至不能启动。经研究，在低温状态下，发动机启动功率的大约 60%是消耗在克服活塞、连杆、曲轴等零件摩擦的运动阻力上的，而消耗在空气压缩上的只占一小部分。对于柴油发动机来说低温启动难的问题更为突出。柴油机的点火系统一般是压燃式，不需要火花塞。汽车在室外放置较长的时间后，发动机的温度和室外的温度必然是一致的，所以室外冷空气进入发动机后温度不会有很大的变化，这些未经加热的冷空气同经喷油嘴喷入燃烧室的雾化柴油混合后形成的可燃混合气的温度也较低，这就造成可燃混合气不容易被压燃，从而使柴油机启动较困难。为了减少发动机启动时的运动阻力，目前广为使用的方法是往散热器里加入热水或用汽油喷灯及其他方式对曲轴箱底部进行烘烤。若用汽油喷灯烤车，一般若达到发动机能够发动，需要用汽油 1.5公斤，天长日久，不但浪费大量汽油，而且还存在着热量损耗大、安全性差和易发生火灾的缺点。另外，可使用防冻机油或添加防冻剂，可在一定低温条件下起到一定的作用，然而，随着发动机的运转温度逐步升高，润滑防冻机油变稀，从而降低密封和润滑性能。
其次由于低温起动困难，往往需要重复多次才能发动，必然会浪费许多燃油。经过测试，发动机温度为 0℃时，如果依靠发动机自身的工作使其温度升高到40℃大约需要1升的汽油，使温度由20℃升高到40℃大约耗油0.87升。如果采取一定的预热措施将发动机的温度升高到 40℃不但能够节省燃油，而且起动也会比较容易。
再次由于低温条件下发动机油底壳中的机油粘度大，这样在起动之后的一段时间内，发动机气缸与气缸曲轴上的各个摩擦点处的给油要求难以满足，这会加速发动机的磨损。据有关资料显示，发动机在零下5摄氏度启动一次，气缸的磨损量相当于汽车正常行驶三百里的磨损量。如果一台汽车在一个冬天里冷启动了一百次，其磨损量就相当于正常行驶了三万公里。这样时间长了会严重影响发动机的使用寿命。
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