发动机冷却系统总体参数设计
25页1、散热器总成参数设计三、膨胀箱总成参数设计四、冷却风扇总成参数设计五、水泵总成参数设计六、橡胶水管参数设计七、节温器选择八、冷却液选择一、冷却系统说明内燃机运转时,与高温燃气相接触的零件受到强烈的加热,如不加以适当的 冷却,会使内燃机过热,充气系数下降,燃烧不正常(爆燃、早燃等),机油变质和烧 损,零件的摩擦和磨损加剧,引起内燃机的动力性、经济性、可靠性和耐久性全面恶化。 但是,如果冷却过强,汽油机混合气形成不良,机油被燃烧稀释,柴油机工作粗爆,散热 损失和摩擦损失增加,零件的磨损加剧,也会使内燃机工作变坏。因此,冷却系统的主 要任务是保证内燃机在最适宜的温度状态下工作。1.1发动机的工况及对冷却系统的要求一个良好的冷却系统,应满足下列各项要求:1) 散热能力能满足内燃机在各种工况下运转时的需要。当工况和环境条件变化时,仍能保证内燃机可靠地工作和维持最佳的冷却水温度;2) 应在短时间内,排除系统的压力;3) 应考虑膨胀空间,一般其容积占总容积的4-6%;4) 具有较高的加水速率。初次加注量能达到系统容积的90%以上。5) 在发动机高速运转,系统压力盖打开时,水泵进口应为正压;6) 有一定
2、的缺水工作能力,缺水量大于第一次未加满)令却液的容积;7) 设置水温报警装置;8) 密封好,不得漏气、漏水;9) 令却系统消耗功率小。启动后,能在短时间内达到正常工作温度。10) 使用可靠,寿命长,制造成本低。1.2令却系统的总体布置令却系统总布置主要考虑两方面:一是空气流通系统;二是令 却液循环系统。在设计中必须作到提高进风系数和冷却液循环中的散热能力。提高通风系数:总的进风有效面积和散热器正面积之比30%对于空气流通不 顺的结构,需要加导风装置使风能有效的吹到散热器的正面积上,提高散热器的利用 率。在整车空间布置允许的条件下,尽量增大散热器的迎风面积,减薄芯子厚度。这 样可充分利用风扇的风量和车的迎面风,提高散热器的散热效率。一般货车芯厚不超过 四排水管,轿车芯厚不超过二排水管。在整车布置中散热系统中,还要考虑散热器和周边的间隙,散热器到保险杠外皮的最小距离100毫米,如果发动机的三元催化在前端的话,还要考虑风扇到三元催化本体 距离至少100毫米,到三元催化隔热罩距离至少80毫米。一般三元催化的隔热罩到本体 大概有15毫米,隔热罩厚度为0.5 -1毫米,一般材料为st12。1.2.
3、1散热器布置货车散热器一般采用纵流水结构,因为货车的布置空间也较宽裕。而且纵流水结 构的散热器强度及悬置的可靠性较好,轿车多采用散热器横流水结构,因为轿车车身较 低,空间尺寸紧张。横流水结构散热器能充分地利用轿车的有限空间最大限度地增加散 热器的迎风面积。散热器分成水冷和风冷两种冷却形式,风冷主要用在行驶在沙漠地带 的车辆的冷却,但是决大多数的车辆采用水冷冷却形式。散热器悬置布置:散热器通常为四点悬置,也可以采用三点悬置。其中主悬置点为 2个,辅助悬置点为2个或1个。所有悬置点应布置在同一个部件总成上,改善散热器 受力情况,以尽量减少散热器的振动强度。主悬置点与其连接的部件总成之间以胶垫或 胶套等柔性非金属材料过渡以达到减震的目的。主悬置点的胶垫压缩量一般为其自由高 度的1/5左右。少数轿车因其整车的减振胶垫或胶套而进行刚性连接。中,重型载货汽车由于散热器的质量大及使用环境较差,一般要在散热器的外部增 加一个刚性较大的保护框架,以防止振动等外界力直接作用在散热器上。悬置点设置在框 架上。轻型货车和轿车一般不加保护框架,悬置点设置在散热器的侧板或水室上。为提 高散热器强度一些车散热器上加
4、有十字拉筋。1.2.2护风罩布置护风罩的作用是确保风扇产生的风量全部流经散热器,提高风扇效 率。护风罩对低速大功率风扇效率提高特别显著。风扇与护风罩的径向间隙较小,风扇的效率越高。但间隙过小,车在行驶中由 于振动会造成风扇与护风罩之间的干涉。风扇与护风罩之间的径向间隙一般控制在5m 叶25mm当风扇与护风罩之间的干涉。风扇与护风罩安装在同一零部件总成上(如同在 底盘或同在车身上)其径向与相对运动,风扇与护风罩之间的间隙可以下线,否则取 上限。风扇与护风罩的轴向位置一般为:风扇径向投影宽度的2/3在护风罩内,1/3 在护风罩外,以增加导流减小背压。在大批量生产的车型中多采用塑料护风罩。铁护罩多用于批量小或直径较大的车 型中。在某些车型中,特别是轿车,护风罩在常开有多个窗口并加以单向帘布。当车速 较高,风扇停止运转时帘布打开减小护风罩的风阻,当风扇启功后,帘布关闭提高风扇 效率。1.2.3 风扇布置风扇直径大小应和散热器的形状相协调,条件允许时可增大风扇的直径,降低风 扇转速。以达到减小功率消耗和降低噪音的目的。在某些散热器长,宽比例相差较大 时,如轿车散热器,有时采用两个直径较小的风扇所
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