汽车冷却系统性能计算分析

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1、轻型汽车技术2014(5／6)技术纵横11汽车冷却系统性能计算分析郭兵朱晓刘怀金田亮(南京依维柯汽车有限公司)摘要本文主要介绍了汽车冷却系统选型时要考虑的因素，汽车冷却系统性能的计算方法，并以某车型为例，进行了计算分析说明。关键词：汽车冷却性能计算分析考虑开发费用及物料成本，即设计时要考虑相关1概述模具费用，产品价格，避免过设计，尽量借用现有1．1冷却系统的作用产品规格；同时在满足要求的前提下产品尽量轻冷却系统的主要作用是在所有工况下，保证量化，即零部件在目标成本允许的情况下要选用发动机在最适宜的温度下工作。冷却系统匹配的轻材质，如芯子采用铝制。是否合适将直接影响到发动机的使用寿命、

2、动力l_2．3空间布置性和燃油经济性，所以在冷却系统的设计计算中，冷却系统的布置要合理，进行布置时须考虑散热器的选型及风扇的匹配对冷却系统起着至关风扇与风扇护罩相对布置位置的合理性，水系布重要的作用。在进行新项目开发的时候，必须进行置的合理性，副水箱布置高度的合理I生(副水箱高详细的冷却系统计算分析，使理论计算与实际试度应满足水箱及发动机的除气能力，提供水泵足验结果相吻合，达到设计目标要求，避免走回头够的防气蚀压力)，散热器周边间隙布置合理性路。(保证散热器振动位移范围内，周边无干涉，有安1．2冷却系统设计匹配要考虑的因素全间隙)；同时还要考虑维护方便性，即冷却液加1．2．1冷却性能

3、注方便性，散热器的维修拆装方便性。冷却性能的优劣对车辆非常重要，与汽车冷2冷却系统主要部件参数却性能有关的因素主要有：许用环境温度，散热器散热能力，冷却风扇性能，冷却水路散热能力，冷选择冷却系统时要综合考虑发动机冷却要却系统风路散热能力。求、整车级别、销售区域要素，根据具体设定的目1．2．2选型及成本标值选择合适的冷却系统部件。下面以一个新车冷却系统选型时要考虑通用性，即不同车型型冷却系统的匹配计算为例进行介绍。共用同种冷却系，不同冷却系共用同种零部件；要2。1发动机技术参数(见表1)12技术纵横轻型汽车技术2{)14(5／6)2．4空调冷凝器尺寸和试验数据(见表4)表1发动机技术参

4、数芯子尺寸：宽×高×厚=686mm×470mmX项目NEW16ram结构型式四行程电喷四气门变凸轮欧Ⅳ缸径×行程4-87x10H0表4冷凝器试验数据压缩比9．5检测项目检测数据排量2．378L迎面风速rrds2．53．54．5最大扭矩200Nm／3000rpm风阻Pa35．159-288．4最大功率121kW／5750rpm许用机油温度流阻MPa0．2980．3520_4I水套容量3L换热量W1l39614719l7379水套散热量60kW进风温度℃353535许用冷却水温l13qC许用环境温度一℃出风温度qC48．O246．9l45．95水流量143l／rain2．5车辆前面罩格栅

5、进风面积2．2散热器尺寸和试验数据前面罩水箱进风道有两部分：上进风道和下进风道。上进风道进风面积：0．0114Irf，下进风道散热器芯为铝塑横流管带式；芯子尺寸：宽X高X厚：700X467．8X27(0．32746rrf)；试验数据进风面积：0．09775rTf，前面罩总进风面积：(液气温差60~C时试验数据)见表2。0．09775-1—0．0114=0．1081rf。表2散热器试验数据3冷却性能计算流量l／风速m／s45810123．1冷却系统阻力计算风阻Pa161．9303．9463．3652．6871．83．1．1散热器阻力4052．562．769．576．579．6因为散热器

6、芯为铝塑横流管带式横向结构，80散热量kW61．176．889．199．3108．6即气流的通风冷却并产生散热器阻力的结构不12064．084．998．6l】1．5121．0变。可以由散热器试验数据表查得散热器阻力曲线数据，见表5。2．3电子风扇试验数据(见表3)表5散热器阻力数据风速m／sO4681012表3电子风扇试验数据转速rpm224022382216222322102214风阻PaOl61．9303．9463．3652．6871．8流速rn／s2．8652．5502．2572．0921．7421．505流量m3378．113006．152661．652466．62054．5

7、1775．1静压Pa-0．618．639，658．879．898．43．1．2冷凝器阻力(见表6)轻型汽车技术2014(5／6)技术纵横13根据供应商提供的电子风扇性能试验数据表6冷凝器阻力数据(见表8)绘制风扇静压曲线，如图1所示。迎面风速s02．53．54．5表8电子风扇性能试验数据流量m00．8O6051．128471．45089流速m／s2．8652．5502．2572．O921．7421．505风阻PaO35．159．288．4静压Pa-0．61