载货汽车中冷器设计和结构作用

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1、载货汽车中冷器设计和结构作用摘要柴油机中冷器本质上是热交换器的一种。它作为增压中冷柴油机不可缺少的部分，对从增压器流出的压缩空气进行冷却，进而提高进入柴油机的新鲜空气的密度，增大柴油机的进气量，提高柴油机的功率，降低污染物的排放。关键词载货汽车柴油机中冷器作用设计结构载货汽车中冷器是增压柴油机不可缺少的一部分。而增压中冷系统对柴油机的动力性、经济性和降低排放污染物具有巨大的贡献。在今能源紧缺、注重环保的大前提下，对柴油机中冷器的优化设计及其与柴油机的匹配研究就显得十分重要。增压中冷的作用是降低发动机的进气温度，将经压气机压缩后的高温

2、空气进行冷却，可使进入发动机气缸的空气密度进一步提高，从而提高发动机动力性，减轻发动机的热负荷，降低排温，改善经济性，降低排放，尤其是可以大大降低NOx的排放量。一般增压空气温度每下降10°C,发动机功率可增加3%〜5%,提高燃料经济性和对海拔高度的适应性，改善增压器匹配和适应性。进气温度下降使排气温度相应下降，这对降低发动机热负荷和提高增压器的使用寿命等都十分有利。、载货汽车中冷器的设计1、初期设计中冷器换热量Q(kJ/s)计算Q=qmbCpb(Tbl~Tb2)式中qmb(kg/s)-增压空气流量，Cpb(kg/s)-增压空气比热

3、容，Tbl(k)-中冷器进口温度,Tb2(k)-中冷器出口温度。中冷器换热系数K(m2K/W)计算K二1/(l/hb+Rl+R2+R3+R4+Ab/hwAw)式中hb(W/m2K)-增压空气的对流换热系数，hw(W/m2K)-冷却介质的对流换热系数，Ab(m2)-增压空气换热面积，Aw(m2)-冷却介质换热面积，R1(m2K/W)-增压空气污垢热阻，R2(m2K/W)-冷却介质污垢热阻，R3(m2K/W)-散热片焊接处接触热阻,R4(m2K/W)-导热热阻。2、中期校核中冷器散热面积校核(对数平均温差法)增压空气和冷却空气的对流平均

4、温差AT(K)计算AT=[(Tbl-Tw2)-(Tb2-Twl)]/ln[(Tbl-Twl)-(Tb2-Tw2)]式中Twl(k)-冷却介质进口温度，Tw2(k)-冷却介质出口温度。中冷器散热面积Ac(m2)计算Ac二Q/(KAT)柴油机正常工作所需散热面积值必须小于实际散热面积值。增压空气出口温度校核(效能传热单元数法)(1)热容比:❷0=(qmCp)min/(qmCp)max式中(qmCp)min取qmbCpb和qmwCpw中较小者，(qmCp)max取较大者，其中qmw(kg/s)-冷却介质流量，Cpw(kg/s)-冷却介质比

5、热容。(2)传热单元数：NTU=KAc/(qmCp)min(3)效能：❷-1-exb和冷却介质的压力损失必须小于允许损失的压力值。(1)增压空气的压力损失：APb二PbCb2(0.3164Lb/RebO.25Db+1.4)/2式中Lb-增压空气通道深度(2)冷却介质的压力损失：ZPw二PwCw2(0.3164Lw/RewO.25Dw+1.4)/2式中Lw-增压空气通道深度二、载货汽车中冷器结构柴油机中冷器本质上是热交换器的一种。它作为增压柴油机不可缺少的部分，对从增压器流出的压缩空气进行冷却，进而提高进入柴油机的新鲜空气的密度，增

6、大柴油机的进气量，提高柴油机的功率，降低污染物的排放。在实际应用中，其类型和结构差别很大。柴油机中冷器的类型有很多,目前增压柴油机的中冷器大都采用错流外冷间壁式冷却方式。中冷器一般由铝合金材料制成。根据冷却介质不同，常见的中冷器可以分为水冷式和风冷式。水冷式利用汽车发动机的水冷却系统来冷却增压空气，结构较为复杂，且冷却效果受发动机水温的限制，不可能达到更低的温度。载货汽车中冷器多采用风冷式即空-空中冷器，它用管子将增压空气引至安装在发动机冷却水散热器前面的空气散热器，利用发动机的风扇和汽车行驶时的迎面风来冷却增压空气。风冷式中冷器的

7、体积比水冷式的大，它不增加发动机散热器的散热负担，但对散热器的散热有一定的影响，其温降一般为25£〜60°Co风冷式中冷器是用环境空气来冷却增压后的高温空气，由于热侧和冷侧换热介质均为空气，两侧的对流换热系数在同一数量级，因此两侧的换热面积应大致相同，风冷式中冷器的结构有扁管式、翅片式和管翅式等。扁管式中冷器在扁管外围设有散热片，增压空气在管内流动，冷却空气在管外流动。由于热气侧换热面积太小，使中冷器传热效率低，应用少。应用较多的是板翅式和管翅式中冷器。（作者单位：沈阳金杯车辆制造有限公司）