冷却系统设计指南

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1、第17页目录1概述22冷却系统的基本要求23整车冷却系统的总体布置44散热器的设计44.1散热器悬置布置54.2散热器的参数设计计算54.2.1散热器的最大散热能力54.2.2散热介质的温度64.2.3散热器的技术参数设计65风扇的设计75.1风扇风量的计算75.2风扇外径的计算86护风罩的设计97冷却水的循环量和类型确定97.1冷却水循环量97.2冷却液的选择98节温器的设计109膨胀水箱总成设计109.1膨胀箱压力盖的作用109.2水箱压力盖压力的选择1110散热器与冷却风扇的匹配计算1311汽车热平衡能力道路试验1411.1热平衡试验方法1411.2试验条件1511.3试验

2、内容1511.4试验结果的评定1711.5试验报告1712总结18第17页柴油机和整车冷却系统应用匹配设计指南1概述根据发动机的工作原理，发动机在运转时，将化学能转化为热能再到机械能的过程中，由于最终转换效率只有45%左右，所以有大量的热量产生，从而导致发动机过热，冷却系统的冷却液容易到达沸点产生蒸汽，形成气阻，使冷却液无法正常循环，发动机冷却不良引起拉缸。冷却系统的作用是要使发动机发出的热量通过冷却系统散发出去，形成热平衡状态。由于发动机整体设计已经完成，本指南主要适用于应用工程开发时的发动机和整车上的冷却系统匹配，未充分考虑发动机冷却系统的设计，比如水泵的结构设计，除传动速比

3、以外，也未对具体的风扇离合器之类的系统进行充分的考虑，着重考虑了整车冷却系统两个子系统：进风冷却系统和冷却液循环冷却系统之间的匹配设计计算以及基本要求。中冷器散发的热量也是发动机散发热量的一部分，整车冷却系统要总体考虑中冷器冷却系统的设计。本指南未对中冷器冷却系统的设计进行充分的考虑。由于整车冷却系统结构和技术要求的复杂性，最终的冷却系统匹配设计的有效性，必须通过最终整车按照极限条件下的道路试验来验证，这一点显得尤为重要，必要时可在市场上进行小批验证，PPAP进行批准后才能进行批量投产。开展产品的先期质量策划（APQP）活动是保证产品质量的有效方法之一。2冷却系统的基本要求一个良

4、好的整车冷却系统，应满足以下基本要求：1、整车冷却系统分为两个子系统，进风冷却系统和冷却液循环冷却系统。第17页进风冷却系统的散热能力和冷却液循环冷却系统的散热能力必须相匹配，一般要求进风冷却系统散热能力要大于发动机水套的散热能力，以此为原则来选配整车的冷却系统，确保进风冷却系统要有足够的进风量来满足冷却液循环冷却系统散热量，这一点至关重要。根据经验表明很多的整车冷却系统由于进风冷却系统进风量不足使得冷却液循环冷却系统的热量不能充分散发，导致水温高。2、整车的冷却系统应能满足各种极限条件下的使用要求，特别是高原、高温、长时间爬坡等极限条件下。当整车在极限条件下工作时应能处于热平衡

5、状态，保证柴油机可靠地工作。3、放气阀能正常工作，保证冷却液系统内压力稳定。当大于限压值时能快速释放压力，当小于低压值时能有效的补充压力。放气阀压力范围的选择必须根据使用的条件，特别是高原条件下，由于大气压力降低对于冷却系统内压的影响导致沸点降低，容易沸腾。需要指出的是，合理的选择放气阀的开启压力对于冷却系统非常重要。4、为了适应冷却液的热胀冷缩体积变化，应考虑冷却液循环系统留有膨胀空间，一般其容积占总冷却液容积的5%左右；5、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，加水时间不可过长，运行5分钟左右要补一次水至加水刻线，确保冷却液量足够。6、膨胀水箱要有一定的耐

6、压能力，避免膨胀水箱胀裂。7、有一定的缺水工作能力，当缺水量小于总容积的5%-8%时，发动机冷却系统也能正常工作。8、整个冷却系统密封的各种介质（冷却液或者空气），不得有泄露。冷却系统所有管路件安装牢固，防震防脱落。9、当整车冷却系统总体布置时，要考虑中冷器和空调散热器对水箱散热器散热能力的影响，充分考虑三个散热器之间的位置关系，水箱和前两者之间尽量留有一定的间隙，以便水箱散热器进风能从侧面进来，降低进风温度，提高冷却效率。由于三者出现重叠后风阻增加风量减少，风温升高，整车冷却系统散热能力下降，考虑到这些因素，必须选择有足够散热能力的散热器。10、尽量降低冷却系统消耗的功率，能提

7、高发动机的动力性和经济性。11、起动后，能在尽可能短的短时间内达到发动机的最佳工作温度。3整车冷却系统的总体布置整车冷却系统总布置主要考虑两个子系统：一是进风冷却系统；二是冷却液循环冷却系统。第17页在进风冷却系统设计时确保有足够的进风量。如何提高进风量：1、驾驶室前脸的进风面积要足够大，且进风口位置与散热器尽量重叠，充分利用汽车行驶时产生的风压，提高进风量；总的进风口有效面积与散热器迎风面积之比≥30%。对于进风不畅的结构，需要加导风板来提高进风量；2、中冷器和水箱散热器之间要