车辆散热器组散热特性研究
汽油大型客车的车辆冷却系统与散热效果研究
汽油大型客车的车辆冷却系统与散热效果研究随着汽车行业的发展和技术的提升，现代汽车不仅日益增长的功率需求，也对车辆的冷却系统和散热效果提出了更高的要求。
尤其对于大型客车这样的重型载货工具，高效的冷却系统和散热效果对于车辆的可靠性和使用寿命至关重要。
本文将围绕汽油大型客车的车辆冷却系统与散热效果展开研究，分析其关键问题，并提出相应的解决方案。
一、汽油大型客车冷却系统的重要性车辆冷却系统是车辆中至关重要的组成部分，主要作用是保持发动机在适宜的温度范围内工作，防止发动机过热而造成损坏。
对于大型客车来说，由于车辆体积庞大、负载重、路况复杂，发动机的热量更容易聚集，因此冷却系统的重要性更突出。
首先，良好的冷却系统能够有效降低发动机的温度，提高燃烧效率和动力输出。
当发动机温度过高时，燃烧会不完全，燃油的利用率低，动力输出减弱，甚至会导致燃烧室变形、活塞卡死等严重问题。
而冷却系统的存在可以快速降低发动机温度，确保发动机在正常工作范围内，同时提高燃烧效率和动力输出水平。
其次，有效的冷却系统能够延长发动机的使用寿命，减少维修成本。
发动机在过高温度下运行，热胀冷缩会引起很大的内部应力，容易造成零件的磨损和损坏。
而冷却系统的设计合理、工作稳定，能够降低机械零件的磨损和损坏，延长发动机的使用寿命，减少维修成本。
最后，高效的冷却系统有助于降低排放物和改善环境。
发动机在高温环境下容易产生氮氧化物等有害物质，对环境造成污染。
而通过优化冷却系统，有效地降低了发动机温度，可以减少有害物质的产生，降低车辆尾气排放对环境的影响。
二、大型客车冷却系统现状分析为了更好地理解大型客车冷却系统的现状及问题，我们需要从以下几个方面进行分析。
首先是散热器设计问题。
散热器是冷却系统的核心部件之一，其主要作用是通过散热片的散热，将发动机中产生的热量传递给空气。
然而，在大型客车冷却系统中，散热器的设计存在一些问题。
例如，散热器散热面积不足，无法有效地散热；散热器材质不合理，热传导性能差；散热器与发动机之间的衔接不紧密，存在散热效果的损失。
汽车散热系统工作原理
汽车散热系统工作原理汽车散热系统是车辆中至关重要的部分之一，它的作用是有效地调节引擎的温度，以确保引擎处于适宜的工作温度范围内。
以下将介绍汽车散热系统的工作原理。
一、散热系统组成汽车散热系统主要由散热器、风扇、水泵、热交换器和冷却液组成。
散热器通常位于引擎前方并与前进风产生热交换作用。
风扇则通过产生气流来增加冷却效果。
水泵负责将冷却液流动起来，使其能够有效地带走引擎产生的热量。
热交换器则用于控制冷却液温度。
二、工作原理汽车散热系统是循环工作的。
首先，水泵将冷却液从散热器中抽入，然后通过引擎的水道流动，吸收和带走发动机产生的热量。
冷却液在流动过程中逐渐升温。
接下来，冷却液通过热交换器与汽车内部的暖气系统进行热交换，以供暖气系统使用。
在经过发动机后，冷却液进入散热器。
散热器中的管道被充满了许多细小的散热片，使冷却液与大量通过引擎前方的空气进行热交换。
通过这种方式，冷却液能够将热量散发到外部环境中，从而降低温度。
风扇的作用是增加气流，提高热量传递效果。
当温度达到一定值时，风扇会自动启动。
当引擎温度降低后，风扇会自动停止。
三、冷却液的重要性冷却液在汽车散热系统中起着至关重要的作用。
首先，冷却液能够吸收和带走大部分的发动机热量，有效地控制引擎温度。
其次，冷却液还具有防腐和防腐蚀的作用，可以保证系统的长期稳定运行。
此外，冷却液还具有升高沸点和降低冰点的特性，使得散热系统不会在高温或低温环境下发生问题。
四、散热系统的维护和保养为了确保汽车散热系统的正常工作，我们需要进行定期的维护和保养。
首先，应定期检查冷却液的液位和质量，并根据需要进行添加或更换。
其次，要确保散热器和风扇的正常运转，以充分发挥它们的散热效果。
此外，还应注意定期检查散热系统的密封性，以防止漏水或气泡的产生。
综上所述，汽车散热系统通过循环工作、利用水泵、散热器和风扇等组件，有效地调节引擎温度，确保汽车正常运行。
冷却液的质量和散热系统的维护和保养对于系统的正常工作至关重要。
散热器的电磁辐射和散热特性分析
收 稿 日期 ：２００８—１２．３０
ｈ＝ ５ ｍｍ ， ｔ＝３ ｍｍ ， ｍ ＝ ２ ｍｍ ， ｎ ＝ ２ ｍｍ ； Ｌ ：
作者简介 ：李竞 波 （１９８３一）， 男，硕 士研 究 生。研 究 方向 ５８ ｍｍ，Ｗ＝５８ ｍｍ， ＝２０ ｍｍ。文 中在 电磁 辐 射和
底部大 小可 以减 小辐射 Ｊ，但 同时也会 降低散热 器的 周 围的电磁干扰 用等效 的电压源来代 替 ｊ，如 图 １所
散热性 能 。这就需 要研究不 同结构 的散热 器的 电磁 示 ，散热 器用理 想导 电体代替 实际 中的金属 材料 。在
辐射和散热性 能 ，在 尺寸不 变 的情 况下 ，通 过结 构 的 文献 ［６］中 已经提 出 了使用 结 构优 化 的方 法来 抑制 散 优 化使 散 热 器 在 不 增 大 辐 射 的 基 础 上 提 高 散 热 性 热 器 的辐射 ，所 以文 中将 以两种 不 同结 构 的散 热器 进
本文对集 成 电路 中常用 的片状 散热器 和针状 散热 器进 行 分析 ，明确 散热器结 构对 电磁辐射 和散热 特性 的影 响。研究 的两种 散 热器 具 有相 同的 底板 形状 和 高度 ， 只是 在用 于散热 的鳍结构 上有所 不 同 ，片状散 热器 的 鳍是 长条 状 ，针 状 散 热 器 的 鳍 是 横 截 面 积 较 小 的柱 状 。两种散热 器模 型 的尺 寸 ，如 图 １所 示 。参 数为 ：
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｈｅａｔ Ｓｉｎｋ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｈｅｒｍ ａｌ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
Ｌｉ Ｊｉｎｇｂｏ ， Ｐｅｎｇ Ｈａｏ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉｄｉａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ ７１００７１，Ｃｈｉｎａ；
汽车散热器疲劳性能研究分析
汽车散热器疲劳性能研究分析2.温州市博耐汽车散热器有限公司浙江省温州市3250003.乐清市飞鹏紧固件有限公司浙江省温州市325000【摘要】在现代化发展进程中,随着经济水平的提升,汽车行业也获得了崭新的发展机遇和变革,现阶段人们对于大功率发动机的需求也逐渐强烈,这使得汽车中的发动机工作负荷也逐渐增大,加之汽车高度紧凑化设计和汽车轻量化设计对散热片体积和质量的严格限制,这不仅对散热气的散热性能要求更高,同时对散热器的结构强度和结构寿命要求也更高。
为此,本文将针对汽车散热器疲劳性能将展开深入研究分析。
【关键词】汽车散热器；疲劳性能；研究分析在汽车散热器研制出来后,就要针对散热器的性能开展相应的测试,测试的内容主要有散热性能测试、抗机械振动疲劳性能实验、流动阻力性能试验等等,因为散热器的设计可以说是一项较为复杂的项目工程,设计的内容也较多,这其中有流体力学、热力学及机械学等等,随着社会发展对于汽车散热器设计提出了更高要求,所以,汽车散热器疲劳性能的分析备受关注。
一、汽车散热器原理及结构设计汽车散热器是发动机冷却系统中不可或缺的关键构件，其中管式散热器的核心是由许多细密的散热管和散热管组成,这些散热管大多是为了减少空气阻力,增大传热面积而采用的扁圆截面。
散热片器芯要有让防冰液经过的充足流动区域,也要有让气流经过的充足流动区域,将防冰液传递到散热片器中的热能带来。
同样,防冰液、气流和翅片之间的热交换必须有充足的散热片区域才能完成。
管式散热片器采用了波纹散热片条与冷却管交替连接而成的。
与传统管式散热片器比较,管式散热片器在同等条件下可使整体散热面积增大了约百分之十二。
另外,散热带界有扰流百叶孔,使散热带界表面的流动空气附着层受到破坏,散热能力有所改善。
汽车散热器结构的分类:大多数汽车散热器包括水冷和风冷。
风冷系统的冷却散热片是通过压缩空气的流动而带来热能,所以也起到冷却散热的作用。
气冷发动机的气缸外部结构形成一个紧密的片状构造,从而通过扩大散热片容积以适应发动机的散热条件。
汽车散热器试验研究及性能分析
IV
目
录
目
录
中文摘要.......................................................................................................................................... I 英文摘要....................................................................................................................................... III 1 绪 论......................................................................................................................................... 1
College of Power Engineering of Chongqing University, Chongqing, China May 2013
中文摘要
摘
要
汽车散热器作为发动机冷却系统的重要组成部分，主要作用是通过金属扁管 和翅片将冷却系统的循环介质在发动机舱吸收的热量传递给外部环境，以维持发 动机冷却系统有效循环，保证发动机的正常工作。 本文基于 JB/T 8577-2005、JIS D 1614-2000 等工业标准，研制了一种以测量散 热量和阻力压降为目的的高精度汽车散热器性能试验台。试验台主测为空气侧， 采用焓差法测定散热能力。试验台在空气侧设计增加了取样装置，以对进口空气 温度进行测量；试验台风道系统采用插入式多喉颈流量计和文丘里流量计组合的 方式对空气流量进行测量，不仅保证了测量精度和准确度，也提高了测量范围。 试验台辅测为介质侧，采用比热容法测定散热能力。试验台在介质侧设计增加了 一个有压力标准接头和铂电阻温度传感器标准接头的取样装置，以方便温度和压 力测量，减小连接管路对压力测量的影响。通过与出厂试验数据的对比可知：试 验数据准确有效、真实可靠，性能试验台能够应用于汽车散热器的工程实际。 考虑到汽车散热器工作时冷却介质和空气流动为非接触交叉流动，即通过扁 管和翅片外表面进行热交换，这样只要建立准确的数学模型，就可对不同扁管数 目，不同翅片形式散热器进行方法相同的仿真计算。本文以百叶窗翅片汽车散热 器为研究对象，以矩阵实验室为基础，编写根据汽车散热器计算长度确定出口状 态参数为迭代算法的性能仿真程序，对仿真程序进行可视化界面设计以完成散热 器传热和压降的仿真模型。通过仿真与试验结果对比可知：仿真结果与试验结果 在空气侧散热量相对误差<3.5%，介质侧散热量相对误差<3.1%，空气侧压降相对 误差<7.2%，介质侧压降相对误差<8.9%。 随着汽车产业的发展，散热装置在节省材料方面越来越被重视，要求汽车散 热器的开发设计是最优的可行方案 。本文通过矩阵实验室脚本文件编写散热器优 化程序，利用遗传算法以百叶窗开窗间距、百叶窗开窗角度，百叶窗翅片间距、 翅片厚度、扁管厚度、扁管管壁厚度为优化变量，对汽车散热器进行优化设计。 结果表明：在保证散热量和阻力压降满足设计要求情况下，相比于原散热器优化 后散热器耗材面积减少了 5.8％左右；在耗材面积一定和阻力压降满足设计要求情 况下，相比于原散热器优化后散热器的散热量提高了 4.2%左右。 关键词：汽车散热器，性能试验台，仿真模型，优化设计
汽车散热器散热性能分析软件系统开发
1前言1.1汽车散热器发展概况及趋势随着汽车制造业的迅速发展，汽车散热器的使用量也随之增加。
回顾汽车散热器的发展历史，美国于1901年在第二次汽车展览会上展出了世界上第一个散热器，英国于1904年开始生产用于汽车的散热器，日本1935年在修配的基础上产生了散热器工业并且发展迅速。
我国汽车散热器发展比较缓慢，是随着拖拉机和汽车工业的发展逐步发展起来的。
汽车散热器主要经历了管片式铜质散热器、管带式铜质散热器、装配式铝质散热器、钎焊式铝质散热器等几个阶段。
随着汽车发动机转速和功率的不断提高，热负荷也愈来愈大，对冷却系统的要求也越来越高，作为汽车水冷发动机冷却系统的重要部件，对散热器的要求也越来越高。
从整体来看，我国车用散热器的技术水平、质量状况已基本能够满足国内配套的需要，管带式铜散热器和钎焊式铝散热器为行业的主导产品。
近年来，在我国，生产汽车散热器的厂家相继涌现出来，各个企业也设有专门的研究部门，可以根据发动机的功率、安装尺寸等参数及工作环境等要求，设计开发全新的产品。
专业的团队加上先进的生产线及检测设备（如风洞试验台[16]、振动试验台检测等），使国产散热器的质量得到明显提高，进口汽车散热器的比例正在逐渐减小。
目前正逐步占据市场的散热器为新型的钎焊式铝制散热器。
铜和铝是散热器制造的常见材料。
近年来，散热器产品的改进主要是希望减轻重量，相同规格的铝制散热器比铜质散热器重量的三分之二。
大部分生产厂家都倾向于铝制散热器的设计研究。
散热器的选取取决于汽车的型号以及发动机的功率等因素。
中小功率的汽车大多采用的是铝散热器，汽车散热器正朝着轻型、高效、经济的方向发展。
1.2汽车散热器的结构特点汽车散热器属于汽车冷却系统，由进水室、出水室及散热器芯体等三部分构成，如图1.1所示。
冷却液在散热器芯内流动，空气在散热器芯外通过。
散热器是一个热交换器，在工作过程中，热的冷却液（水）向空气散热变冷，冷空气则吸收冷却液散出的热量而升温。
汽车管芯式散热器的热力特性
０ 引言
散热器是汽车内 燃机冷却系统中最重要的部件 之一 ， 内燃机的动力性 ， 它对 经济性 以及 可靠性有重 大影响 ， 其产值在发 动机和汽 车 的全部 部件 中分别
占 １％和 ２５ ４ ．％左右 ， 以研究如何提高散 热器 的性 所
的主要 结构 参 数见 表 １ 散 热器 芯 体 结 构 和 散 热 ． 器试件 如 图 １与 图 ２所示 ．
式 散热器试 件 的空气侧 对流换 热系 数和 阻力 系数
的准则关 系方程 ， 时对 水管 排 数 与散 热 器试 件 同
的换 热性 能和空气 阻力 之间 的关 系做 了分析 ．
图 ２ 散 热 器 试 件 图
１ 试 验 系统
１ １ 散热器 试件 ．
１ ２ 试 验 系统 台 架 ．
试 验 系统 台架 如 图 ３所 示 ， 要 由 风 机 、 主 水
１ ５ 温 度 的测量 及 控制 ．
Ｊ ．一 １． ．．
Ｉ
Ｈ 不小于ｌ 应 — ｍ
ｌ ９／
散 热器 的工 作必 须 在冷 热流体 间存 在一 定 温 差 时才 能正 常进 行 ， 冷热 流体 问 的温 差 对 最后 试
１进风 口；２整流网 ；３前风简 ；４风速测量 ； ． ． ． ．
流量 计来 测量 ， 过 测 量 节 流 件 前 后 的差 压 来 测 通
量流量 ， 可压 缩 流体 的流量 方 程可 ３ ， （ｌ Ｐ）ｐ Ａ／ 进 暇二 风
Ｈ
．． ．．． ．
（） ３
洲
Ｐ 、 别为 实 际取压 位置 处取 出的压 力 ； 为 节 Ｐ 分 。 流件 开孔 面积 ； 流量 系数． Ｊ Ｂ为
气流
热单元 ， 冷却水管间互不相连 ， 管的顶部 和底部用弹 性件密封 ， 所以其强度极限和耐震动 、 击的能力很 撞 强． 管芯式散热器在重型汽车上得到了广泛 的应用 ．
浅谈某款汽车散热器设计及性能校核
散热器的正面积也称迎风面积。正面积 越大，则散热器被冷却风扫过的区域就越大， 冷却效率就越大。散热器的正面积还需要同相 应直径的风扇及风扇与散热器的相对位置相匹 配。
F 散热器正面积 R = Vα να (m2 )
式中：να —散热器正前面空气流速， να ＝10～15 m / s ；Vα —冷却空气需要量。
在散热器的正面积确定后，增大芯厚或增 加冷却管、散热带的数量及散热带的折数，都 可以增加散热面积。但是芯厚增加的同时会增 加风阻，而散热带数量或折数增加同样也会增 大风阻或造成散热器芯子的阻塞。
散热器散热面积 F = QW (m2 ) K R ∆t
式中： ∆t —平均冷却液温度与平均空气 温度的差值； KR —传热系数。
参考资料 1、万欣 ((内燃机))、林大渊，内燃机设计， 天津大学出版社, 1989 2、汽车工程手册，人民交通出版社，2001
11
FORTUNE WORLD 2012.09
冷却系统散走的热量 ，受许多复杂因 素的影响，但 可以用经验公式估算：
参数的确定：
A —传给冷却系统的热量占燃料热能的
百分比 取 A ＝0.23
—内燃机燃料消耗率 取 ＝0.21
—内燃机功率 取 =125
hn —燃料低热值 取 hn ＝43100
所以：
=72.3kJ/s B、冷却空气需要量Vα 冷却空气的需要量Vα 一般根据散热器散
参数的确定：
A —传给冷却系统的热量占燃料热能
的百分比 取 AΒιβλιοθήκη 0.15—内燃机燃料消耗率
取
＝0.2
—内燃机功率 取 =120
hn — 燃 料 低 热 值
取 hn ＝