汽车发动机舱散热特性研究

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1、万方数据万方数据万方数据万方数据汽车发动机舱散热特性研究／蒋光福设计-礤究图5发动机舱对称面上温度场(工况1)图6发动机舱对称面上温度场(工况2)3冷却系统散热性能评价冷却常数是评估散热器冷却性能的主要指标．要求冷却常数的分析(或试验)指标不大于冷却常数的设计指标．才能满足对散热器的热性能设计要求。冷却常数的分析(或试验)指标按式(1)计算，冷却常数的设计指标按式(2)计算。冷却常数分析(或试验)指标=发动机出水温度⋯一分析(或试验)环境温度”7冷却常数设计指标=发动机最高允许出水温度⋯一最高许用环境温度”7对中冷器的热性能评价指标是冷却效率(式3)和中冷器里

2、的空气压降．一般设计要求中冷器的冷却效率大于80％和中冷器里的空气压降小于12kPa．才能满足对中冷器的热性能设计要求。冷却效率=可礴嵩莲墓彗鼍磊毳笔惹莲淼×·oo％cs，在发动机额定功率点通过中冷器里的空气流量为O．3847k∥s(即23．08kg，min)，在发动机最大扭矩点通过中冷器里的空气流量为0．2167kg，s(即13kg，min)。又由表1可知，在发动机额定功率点和在发动机最大扭矩点中冷器里的空气压强降低值均低于12kPa。发动机出水温度=耻△n(Z’r死)(4)式中，乃为发动机出水温度；死为发动机进水温度；△劝散热器中冷却水的进出口温度差，见表

3、3。式(3)中中冷器里空气的进出口温差由表7查得．各工况下中冷器里空气的进口温度及环境温度由前面的工况定义可知．由此可得各工况下中冷器的冷却效率(如表5所示)。表6中发动机出水温度由式(4)计算得出。表5中冷器的冷却效率发动机工况额定功率点(工况1)最大扭矩点(工况2)冷却效率／％91．9299．2l设计指标，％80．oo80．00设计评价满足设计要求由表6和表7可知．中冷器在发动机额定功率点和最大扭矩点的冷却效率靠冷器均高于80％，满足设计要求；散热器在发动机额定功率点的冷却常数K低于设计指标，满足设计要求。但是散热器在发动机表6散热器的冷却常数发动机工况额

4、定功率点(工况1)最大扭矩点(工况2)发动机出水温度，℃84．7682．94冷却常数，℃47．9648．“设计指标纠℃48．948．3设计评价满足设计要求不满足设计要求表7汽车发动机中冷一冷却系统散热性能试验结果最大扭矩点额定功率点发动机工况(1025N·m)(191kW)(九叶)风扇转速(r／lllin)14002200车速(kzll／11)25环境温度乃34．336．8发动机出水温度孔83．185．1温发动机进水温度乃77．980．4度机油温度乃105．3111．9参空滤入口温度死39．442．3数增压器出口温度死148．1178．2／℃中冷器进口温度n1

5、41．6172．3中冷器出口温度孔51．862．5发动机进气管温度乃54．6“压力增压器出口Pl11．1l14．78参数发动机进口P210．7514．13，1舻Pa中冷系统总压降△P十_tO．370．64散热器循环水散热量，kW6090散热器循环水冷却常数疋48．848．3中冷器冷却效率f十冷*／％83．781．0发动机进气口与环境温升△r十斗-，℃20．327．2设计冷却系最高许用环境温度r*／cC50．150．7发动机允许最高水温刀℃99．O指标冷却系统冷却液冷却常数48．948．3·21·万方数据设计-研究汽车科技第5期2006年9月最大扭矩点的的冷却常

6、数疋高于设计指标，不满足设计要求。表明与C260一20发动机匹配的风扇和散热器的参数选择是不可行的。有两种改进方法：一是换装别的风扇，提高风扇的吸风能力；二是改用散热性能更好的散热器。4冷却系统结构设计研究为了防止发动机舱热空气回流进人中冷器和散热器。影响中冷器和散热器的散热性能。设计师通常会在冷凝器、中冷器和散热器之间上部和侧面加隔绝材料．从理论上讲。这样可提高冷凝器和中冷器的散热效率。但是，散热器的散热效率降低了，为此，在前面分析的基础上去掉冷凝器、中冷器和散热器之间上部和侧面的隔绝材料．让空气能够从冷凝器、中冷器和散热器之间的上表面和侧面进人到中冷器和散

7、热器里．冷凝器、中冷器和散热器的散热特性可根据通过冷凝器、中冷器和散热器的空气流量(如表8所示)与热量之间的关系。进行转换处理。得出空气流过冷凝器、中冷器和散热器后所带走的热量，如表9所示。表8方案2各部件空气流量计算结果kg，S部件名称额定功率点(工况1)最大扭矩点(工况2)车身迎风面进风口6．18lO5．9731中冷器2．080l1．3206散热器5．37353．2374冷凝器O．9857O．7277风扇5．37353．2374表9方案2空气流过各部件所带走的热量(即散热量)W／s部件名称额定功率点(工况1)最大扭矩点(工况2)中冷器48220．89062

8、8578．8301散热器214101．