汽车冷却系统的设计及匹配试验
发动机冷却系统的设计与匹配
发动机冷却系统的设计与匹配随着汽车技术的不断进步，发动机冷却系统的设计与匹配变得越来越重要。
发动机冷却系统负责将发动机中产生的过热能量散发出去，以保持发动机的工作温度在合理范围内，确保发动机的正常工作。
下面将介绍发动机冷却系统设计与匹配的几个重要方面。
首先，设计与匹配发动机冷却系统需要考虑的是发动机的散热需求。
发动机冷却系统的设计应该根据发动机的排量、功率以及使用环境等因素来确定冷却水的流量和温度。
通常情况下，发动机的散热需求与发动机的功率密切相关，功率越大，散热需求越大，因此冷却系统的设计应该满足发动机的散热需求。
其次，发动机冷却系统的设计与匹配还应考虑到冷却系统的稳定性和可靠性。
发动机在运行中产生的热量非常大，如果散热不及时或不稳定，容易导致发动机温度过高，甚至发生过热。
因此，冷却系统的设计应该考虑到温度传感器的安装位置、水泵的流量控制和风扇的控制等因素，以确保冷却系统的稳定性和可靠性。
此外，发动机冷却系统的设计与匹配还应考虑到节能和环保的要求。
传统的冷却系统主要依靠水泵和风扇来降低发动机的温度，但是这样会消耗大量的能量。
因此，在设计和匹配发动机冷却系统时，可以考虑使用电动风扇和电动水泵等节能环保的设备，以减少能量的消耗和对环境的污染。
在发动机冷却系统的设计与匹配中，还需要考虑到发动机的结构特点。
不同类型的发动机有不同的散热方式和散热需求，比如液冷发动机和空冷发动机的散热方式就不同。
在设计和匹配冷却系统时，应该根据发动机的结构特点来选择合适的冷却方式和散热器的类型。
最后，发动机冷却系统的设计与匹配还需要考虑到维护和保养的方便性。
发动机冷却系统是汽车的重要部件之一，因此在设计和匹配时，应该考虑到冷却系统的易维护性和保养性。
比如冷却系统的管路布局应该合理，以便于维护和检修；同时，还需要选择易于更换的冷却液和过滤器等设备，以便于冷却系统的保养。
综上所述，发动机冷却系统的设计与匹配需要考虑到多个方面的因素，包括发动机的散热需求、稳定性和可靠性、节能和环保、发动机的结构特点以及维护和保养等。
汽车热管理性能道路评价——动力总成冷却及热保护试验方法
汽车热管理性能道路评价——动力总成冷却及热保护试验方法汽车热管理性能是指汽车动力总成在工作过程中的热能分配和排出情况，涉及到动力总成的冷却和热保护功能。
为了评价汽车的热管理性能，进行动力总成冷却及热保护试验是一种常见的方法。
本文将详细介绍动力总成冷却及热保护试验方法。
动力总成冷却试验是为了验证汽车在各种工况下动力总成的冷却性能。
试验主要包括带负荷冷却性能试验、恒速工况冷却性能试验和爬坡冷却性能试验。
带负荷冷却性能试验是在发动机负荷工况下进行的试验，目的是评价冷却系统能否满足发动机在高负荷工况下的冷却需求。
试验中需要测量发动机的冷却水温度、发动机排气温度和进气温度等参数，并根据试验要求进行分析和评估。
恒速工况冷却性能试验是在发动机恒定转速工况下进行的试验，主要是为了评估动力总成在持续工作状态下的冷却性能。
试验中需要测量发动机各个关键点的温度，并根据试验要求进行分析和评价。
爬坡冷却性能试验是为了评估动力总成在长时间持续爬坡工况下的冷却能力。
试验中需要测量动力总成各个关键部件的温度，并结合试验要求进行分析和评估。
除了冷却试验外，热保护试验也是评价汽车热管理性能的重要方法之一、热保护试验是为了验证汽车在温度过高时动力总成能够及时采取保护措施，防止发动机过热引发故障。
试验中需要模拟汽车在高温环境中的工作状态，并通过检测传感器、冷却器和电子控制模块等来评估动力总成的热保护性能。
总结起来，动力总成冷却及热保护试验主要包括带负荷冷却性能试验、恒速工况冷却性能试验、爬坡冷却性能试验以及热保护试验。
这些试验能够客观评价汽车热管理性能，为汽车制造商提供有关冷却系统和热保护系统设计的参考依据，并提供优化和改进的方向。
汽车发动机冷却系统的设计原则
发动机冷却系统的设计原则（李勇）水冷式汽车发动机冷却系统一般由散热器、节温器、水泵、缸体水道、缸盖水道、风扇及连接水管、冷却液等组成。
我们主机厂主要根据整车布置及发动机功率的要求来选定散热器及各零部件的形状、大小，并合理布置整个冷却系统，保证发动机的动力性、经济性、可靠性和耐久性，从而提高整车的性能。
一、冷却系统的总体布置原则冷却系统总布置主要考虑两方面，一是空气流通系统；二是冷却液循环系统。
因此在设计中必须做到提高进风系数和冷却液循环中的散热能力。
1，提高进风系数。
要做到提高进风系数就必须要做到：（1）减小空气的流通阻力，（2）降低进风温度，防止热风回流。
（1）减小空气的流通阻力设计中应尽量减少散热器前面的障碍物，进风口的有效进风面积不要小于60%的散热器芯部正面积；在整车布置允许的前提下，尽可能采用迎风正面积较大的散热器；风扇与任何部件的距离不应小于20mm这样就可以组织气流通畅排出，可以减少风扇后的排风背压。
（2）降低进风温度，要合理布置散热器的进风口，提高散热器与车身、发动机舱接合处的密封性，防止热风回流。
（3）合理布置风扇与散热器芯部的相对位置从正面看，尽量使风扇中心与散热器中心重合，并使风扇直径与正方形一边相等，这样可以使通过散热器的气流分布最为均匀，或者使风扇中心高一下些，使空气流经散热器上部的高温高效区。
另：考虑发动机振动的因素，风扇和护风罩之间的间隙应该在20mm 以上。
从轴向看，尽可能加大风扇前端面与散热器之间的距离，并合理设计护风罩。
要使气流均匀通过散热器芯部整个面积，必须要求风扇与散热器之间保持一定的距离，一般对载货汽车，风扇与散热器芯部之间的距离不得小于50mm。
2，提高冷却液循环中的散热能力要提高冷却液循环中的散热能力，提高冷却液循环中的除气能力是关键。
冷却系统的气体会造成水泵流量下降，使散热器的冷却率下降；还会造成发动机水套内局部沸腾，致使局部热应力猛增，影响发动机性能；在热机停工况，气体还会造成冷却液过多的损失。
整车冷却系统的设计与匹配研究
’
某公 司车型 的发 动机 出水 温度普遍偏低 （ 相 比 竞争 车 型 ） ， 且 目前 的冷却 系匹配 计算不 完善 、 发动 ／ ＝ ： 一一 ｌ 一 机 台架 冷却 系试验 对冷却 系 的热平衡 关注较 少 。 ＾ ★ ＼ 一 ／ ０ 本文首先 指 出目前冷 却系 匹配 计算 中存在 的主要问 ：ｊ 题 ，接 着对 发动机 台架冷却 系热平衡试验 的一 致性 进行分 析 ， 然后 根据冷却 系试 验开发工作 ， 确定 冷却 系计算 的内容和流程 ， 最后利用 ｆ ｌ ｏ ｗ ｍ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ 软件 对冷 图 ２ 台架冷却试 验 图 １台 架冷 却 试 验 却 系建模 ，分析进 风量 、格栅 开 口率对冷却 系 的影 散 热 器进 出水 温 差 发动机全 负荷功率及散热量 响。 ２冷 却 系 计算 主 要 计 算 问题 解 析 冷却 系计算工况 ：目前计算 采用发动 机的最大 功率点 和最大扭矩点 工况 。而 整车冷却 系试 验 的工 况， 包括 山路爬 坡 、 高速爬坡 以及高速工况 。冷却系 日 计算应与试验工况一致 。 散热器 前风速 ： 额定功 率点 的散热器 前风速 ， 计 』 ＼ 、 哦 帆 算采用 的风 速过大 。参照风洞试验 结果 ， １ ４ ０ ｋ ｍ ／ ｈ风 ｆ ——］ ／ 扇 全 开 、百 叶 窗 打 开 时 散 热 器 前 的平 均 风 速 仅 ５． ７ ５ｒ ｒ ｄ ｓ 图 ３台 架布 置 示意 图 图４ ｆ ｌ ｏ ｗ ｍａ ｓ ｔ ｅ ｒ 模 型 图 未体现 发动机 出水 温度 的计算 结果 ；从上述 分 定行驶工况。 析看 出 ， 目前的冷却 系匹配计算需要 改进 ， 以满 足整车冷却 系 的计 ｄ ． 根据发动机散热量万有特性图确定计算工况下的散热量。 算需求 。 ｅ． 散热器 、 风扇的匹配及 目标水温的确定 。 ３ 整车与台架冷却系热平衡试 验对 比及台架改进建议 通 过散热量 和流经散热器 的流量 ，确定 散热器 进出 １ ： ３ 的温度 （ １ ）从整车采用 山路爬坡工况 和高速爬 坡工况 ， 与发动机 台架 差 ； 通过散热量和散热器前风量 ， 确定散热器前后冷却风温度差 ， 整 热平衡的相应工况点进行对 比。结果显 示 ， 整 车山路爬坡工况与发 车冷却系试验 中 ， 山路爬坡工况环境温度 ３ ８ ℃， 考虑冷却 风经过冷 动机台架对应的况的散热量结果基本相 同 ； 整 车高速爬坡工况 的散 凝器后 温度上升 ， 散热器前后冷却风温差 ， 得到散 热器后 的冷却 风 热量为 台架散热量 的 １ ． １ ４倍 。 温度 ；根 据散热器前 的冷却 风温度 ， 以及 液气温差 ， 确定发 动机 的 （ ２ ）从发动机 台架冷却系热平衡一致性分析 。 发动机 台架冷却 出水温度 ； 与整车试验结果对 比， 并需做散热器 的部件试验 ， 以确定 系统试验结果（ 发动机全 负荷 ） 见图 １ － ２ 。 真实的传热系数 。 从图 １ 看出， 发动 机 出水 温度 ８ ８ 。Ｃ、 １ １ ５ 。Ｃ时 ， 散 热量 曲线 ４冷却 系统建模 波动较 大 ； 图 ２可 以看 出， 进 出水 温差 波动很 大。 出水 温度 ８ ８ 。Ｃ 软件辅 助分析利用 软件 ｆ ｌ ｏ ｗ ｍ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ 对 整车的冷却 系进行 建模 ， 时， 节温器 未全 开 ， 造成进 出水温差波动大 ； 出水 温度 １ １ ５ 。Ｃ时 ， 进 可在整车设计初期对 冷却 系的压力 、 流量 、 温度分布进行预估 ， 以及 出水 温差波动原 因为热平衡时间较短造成 。 对重要参数的敏感度进行分析 。建模结果见 图 ４ 。 主要问题及改善台架 目前的冷却系布置示意图见图 ３ 。发动机 参数敏感 度分析 ： 计算进 风量变化 、 格栅开 口率变化 对冷却 系 出水温度较高时 ，通过在散热器前额外 加风机对发动机进行冷却 ； 的影响 ， 随车速 的增加 ， 风速随开 口率的变化增大 。 排气管温度较高时 ， 在排 气侧 加开风机 。 ５ 结论 台架冷却 系试验 主要 问题 ： 目前 台架 使用 风机对散热 器 、 排气 本文指 出了 目前冷却系存在 的主要 问题 ， 并对 目前发动机 台架 降温 的同时 ， 也 带走缸体 、 缸盖 、 油底 壳部分热量 ， 造成 通过冷 却液 的冷却系热平衡试 验提 出改善建议 ；经实车的计算 与试 验结果对 的散 热量计算值 偏低 ； 台架热平 衡时 间较 短 ， 特 别是 出水 温度较 高 比， 编写 的冷却系计算流程 可在 动力总成参数确定后 ， 对 整车冷却 时， 发动机 的出水温度不容易控制 。 系的设 计起到一定的作用 ； 采用 Ｆ ｌ ｏ ｗ ｍ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ 软件可 以在整车设计初 鉴 于以上问题 ， 对 台架冷却系试验 的改善建议如下 ： 期对冷却 系的设计起到预测的作用 ； 后期需通过奇瑞公 司其他车辆 ａ ． 通过水冷式热交 换器带走发 动机冷却液 热量 （ 最终通过 冷却 的试验结果进行冷却系计算的对标 ， 规 范冷却系计算过程。 水塔带走热量 ） ， 保证发 动机 的热 量都通过 热交换器 带走 。 测量 热交 参考文献 换器 的散热量 ， 即可得到发动机的散热量。 【 １ ］ 盛 明星．整 车冷却 系统优化 匹配 方法浅谈【 Ｊ 】 ． 柴油机设 计与制造 ｂ ． 适 当延长热平衡时间 ， 提高台架的一致性 。 ２ ０ ０ ６ ， ６ ： １ ０ —１ ７ ． 结合整车冷却 系试验工况 ， 提 出冷却系的匹配过程如下： 【 ２ ］ Ｐ广锋， 郭新 民， 孙运柱． 汽车冷却 系统水温对发 动机 性能的影响 ａ ． 明确市场 区域 ， 确定 环境温度 。 ［ Ｊ ］ ．山东内燃机， ２ ０ ０ ２ ， １ ： ２ ９ — ３ ３ ． ｂ ． 确定 目标水温。 ［ ３ ］ 郭春裕， 郭斌， 陈永 良．汽车冷却 水泵密封性 能试验 台的设计『 Ｊ ］ ． 中 ｃ 确 定冷却计算具体工况 ： 发动机功率与整车行驶 阻力 匹配 ， 确 国科 技 信 息 ， ２ ０ ０ ６ ． １ ５ ： ４ ７ — ４ ８冷却 系统 的设 计 与匹配研 究
汽车发动机冷却系统与散热器的匹配设计
出， 经 过 散 热 器 冷 却 后 的冷 却 液 再 进 入 人 发 动 机 进 行 冷却 循环 ， 也就是大循环 ， 使发动机尽量保持在最佳工作温度。
４ 散热器的设计计算
散热 器 是 冷却 系统 中 的 重要 部 件 ，其 主 要作 用 是 储 存 冷却 液 ， 并将 冷 却 液 携 带 的热 量散 发 出去 ， 从 而 降低 发 动 机 冷却液温度 ， 最终达到发动机降温的过程。 散热器 的合理设
黄坚 ＨＵ ＡＮ Ｇ Ｊ ｉ ａ ｎ
（ 广 西 机 电职 业 技 术 学 院汽 车 工 程 系 ， 南宁 ５ ３ ０ ０ ０ ７ ） （ Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃ ｏ Ｈ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｒ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｉ ｔ ｙ Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍｏ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｎ ａ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ５ ３ ０ ０ ０ ７ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
中图分类号 ： Ｕ ４ ６ ４
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ６ — ４ ３ １ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ ０ ３ ０ — ０ ２
１ 发 动机冷 却系统 的功能
其 工作原理是利 用水泵提高冷却液 的压力 ， 强 制冷却
汽车发动机（ 汽 油 机 或 柴 油机 ） 在 工作 时 ， 与 高 温 燃 气 液在发 动机 的冷却水道 中循环流动 ， 将发动机 多余 的热量 相 接 触 的零 件 最 高 温 度 高 达 ２ ０ ０ ０摄 氏度 以上 ，发 动 机 冷 带走 ， 使 其保持在最佳 工作温度。有小循环 与大循 环两种 却 系统 的 主 要 功 能 就 是 把 受 热 零 件 吸 收 的部 分 热 量 及 时 工作模 式。小循环是 指在发 动机冷启动后 ， 温度较 低的冷 散 发 出去 ， 保 证 发 动 机 在 最 适 宜 的温 度 状 态 下 工 作 。 一 般 却 液 不 会 将 节 温器 打 开 ， 此 时冷 却 液 只 经 过 水 泵 在 发 动 机 的水 道 中进 行 循 环 ，使 发 动 机尽 快 达 到 正 常 的工 作 温 度 。 正 常 的冷 却 水 温在 ８ ５ 一 ｌ ｌ ０ 。 Ｃ 之 间。
汽车发动机冷却系统的优化设计与热管理技术
汽车发动机冷却系统的优化设计与热管理技术汽车作为现代社会重要的交通工具，其发动机的性能和可靠性至关重要。
而发动机冷却系统则是保证发动机正常运行的关键部件之一。
良好的冷却系统不仅能够有效地控制发动机的温度，提高发动机的工作效率，还能延长发动机的使用寿命。
本文将探讨汽车发动机冷却系统的优化设计与热管理技术。
一、汽车发动机冷却系统的作用与工作原理汽车发动机在工作过程中会产生大量的热量，如果这些热量不能及时散发出去，将会导致发动机过热，从而影响发动机的性能和可靠性。
因此，冷却系统的主要作用就是将发动机产生的多余热量带走，使其保持在正常的工作温度范围内。
发动机冷却系统的工作原理主要是通过冷却液在发动机内部和散热器之间的循环流动来实现热量的传递和散发。
冷却液在水泵的作用下从发动机缸体水套中流出，经过散热器冷却后再回到发动机水套中，如此循环往复。
在这个过程中，散热器将冷却液中的热量散发到空气中，从而降低冷却液的温度。
二、传统汽车发动机冷却系统存在的问题传统的汽车发动机冷却系统通常采用机械驱动的水泵和节温器来控制冷却液的流量和温度。
然而，这种冷却系统存在一些不足之处。
首先，传统冷却系统的水泵转速通常与发动机转速成正比，这意味着在发动机低速运转时，水泵的流量可能不足，导致发动机冷却效果不佳；而在发动机高速运转时，水泵的流量又可能过大，造成能量浪费。
其次，节温器的控制精度有限，难以根据发动机的实际工作状况精确地调节冷却液的温度，从而影响发动机的热效率。
此外，传统冷却系统的散热器结构和风扇性能也有待优化，以提高散热效率。
三、汽车发动机冷却系统的优化设计为了解决传统冷却系统存在的问题，需要对冷却系统进行优化设计。
（一）电子水泵的应用电子水泵可以根据发动机的实际需求精确地控制冷却液的流量，从而提高冷却系统的效率。
例如，在发动机低速运转时，电子水泵可以提高转速，增加冷却液流量；而在发动机高速运转时，则可以降低转速，减少能量消耗。
发动机冷却系统匹配计算与试验分析
Ｑ 空气的比热 ， ｋ ｃ ａ ｌ ／ ｋ ｇ ％。 根据公式 （ ６ ） 、 （ ７ ） 和Ｑ ｏ ＝ Ｑ 可得到下列公式 ：
（ 一 ｔ 。 １ ） ＝ ｐ ｌ ｌ ， ） （
图 ２ 通过壁热流的热通过率 Ｋ
（ ８ ）
１ ． ４ 散热 器散 热量和 液气 温差
《 客 车 技 术 》 Ｋ Ｅ Ｃ Ｈ Ｅ Ｊ Ｉ Ｓ Ｈ Ｕ ２ ０ １ ５ ． ３ ． 回
散 热器流 出的散热后水的水温
（ ５ ）
性 冷却用大气吸热后温度 能 散热器 的散热量
式中： 一空气 的水 当量 ， ｋ ｃ ａ ｌ ／ ｈ ℃；
ｃ 水的水当量 ， ｋ ｃ ａ ｌ ／ ｈ ％。
１ ． １ 热通 过率 根据公式（ ４ ） 和（ ５ ） 可 以求 出散热器的有效 因子 。
ｔ ｗ — ｔ 使用对数平均温度差来求取， 计算公式如下 ：
ｔ ｗ － ｔ ａ ＝ －
。 ｇ 与 ｔ ｗ ｌ － ｔ ａ ２
（ ３ ）
器人 口的空气和水 的温度 、 散热器的散热面积 、 热通过 率、 空气吸热后稳定、 水放热后的稳定来决定的。所设 定的 目标温度与发热量是否匹配是确定散热器基本 性能的基础 ， 散热器基本性能参数见表 １ ， 其中ｔ 小ｔ ｗ 、
时
、 嗽
对汽车散热器来说 ， ｔ ｔ 。 。 被称之为液气温差 ， 在
表 ４ 待选用散热器总成主 要尺寸参数
项目 单位 参数
确定散热器 的散热量时 ， 应先求得液气温差值。通过
液气温差值 ，可对各种散热器的散热量进行 比较 ， 便 于散热器选型 ； 在散热器使用地 区的最高大气温度定 为￡ 水 的沸点以下的温度定为 ， 求液气温差 ｔ ｗ ｌ － ｔ ａ （ 例如设定为 ６ ５ 。 ） 时的散热量 Ｑ ， 把这个 Ｑ 岱和发动
机械工程中的冷却系统设计与分析
机械工程中的冷却系统设计与分析冷却系统是机械工程中不可或缺的一部分，它被广泛应用于汽车、航空航天、能源生产和工业设备等领域。
冷却系统的设计和分析对于机械设备的性能和寿命至关重要。
在本文中，我们将探讨冷却系统的设计原理、分析方法和实际应用。
一、冷却系统的基本原理冷却系统的基本原理是通过向机械设备输送冷却剂，将设备上产生的热量带走，并通过换热器或冷却塔等设备将热量散发到周围环境中。
冷却系统通常由冷却剂、泵、冷却器、控制装置和传感器等组成。
冷却剂的选择在冷却系统的设计中起着重要的作用。
常用的冷却剂包括水、冷冻剂和液氮等。
水是最常见的冷却剂，其具有高热传导性和稳定性。
冷冻剂在一些特殊应用中使用，能够在低温下提供更高的冷却效果。
液氮是一种极低温的冷却剂，适用于一些需要极低温度的应用。
泵用于将冷却剂从储存器输送到冷却设备中。
泵的选择要考虑到流量和压力的要求。
冷却器是冷却系统中的关键组件，其目的是将冷却剂的温度降低。
常见的冷却器包括散热器、冷却塔和热交换器等。
控制装置和传感器用于监测和控制冷却系统的运行状态，确保冷却效果的稳定性和安全性。
二、冷却系统的分析方法在冷却系统的设计和分析中，我们通常需要考虑以下几个因素：1. 热负荷分析热负荷分析是冷却系统设计的第一步。
通过分析机械设备产生的热量和热负荷的分布情况，可以确定冷却系统所需的冷却能力。
热负荷分析通常涉及热传导、对流和辐射等传热机制的计算。
2. 流场分析流场分析是冷却系统设计的关键部分，它涉及流体力学和传热学的知识。
通过建立数值模型，可以分析冷却剂在冷却系统中的流动情况和温度分布。
这有助于优化冷却系统的设计和提高冷却效率。
3. 材料热力学分析材料的热力学特性对冷却系统的性能和寿命有着重要的影响。
在冷却系统的设计中，需要分析材料的热膨胀、热导率和热稳定性等热力学特性，以确保设计的可靠性和安全性。
4. 能量耗散分析冷却系统的能量消耗与系统的运行效率和成本密切相关。
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了的 ， 散热量 比最初设计 的增加 了 ２ ％， ３ 散热面积 比 ６ ０×２ ０％ ＝ １ ２ｋＷ 。 最初 设 计 的增加 了 ７ ． ，迎 风 面积 比最初 设 计 的 ２８％ 这样看来 ， 整车在 ６ ／ 行驶时 ， ０ ｍｈ ｋ 就达到了热平 增加 了 ５ ０％， 居然还会 出现水温高的问题。 衡 ；当车速达 到 ７ ｍｈ时 ，一定 会 出现水 温高 的 问 ０ｋ ／ ２２ 对 问题 的分 析 ． 题。因为满载时，发动机散发到冷却系统的散热量为 针对 以上 问题 ， 我们从冷却风道上思考 ， 细观 １ 大于冷却系统的吸热量 １ 热平衡不好 ， 仔 ７ Ｗ， ｋ ２ ｗ， ｋ 难 察整车发动机仓 的内部结构布置 ， 发现如下问题 ： 怪会出现高速 ７ ｒ ０ ｒｈ以上车速水温高的问题。 ｋｄ （） １ 导风罩与散热器不匹配。 最初选择的电子扇 为了证实导风罩及重叠影响散热效果 ，我们将 的 最 大外 径 太 小 ，水 箱 大部 分 散 热 面积 被 导风 罩 盖 不 合理 的导风 罩 拆 下 ，只装 了适 合 于 ３ ５风 扇 直径 ０ 住， 在整车高速行驶时 ， 由于导风罩挡住 了出风 口， 的 小 导 风罩 ， 箱 及 其他 部 位 无 阻 挡 物 ， 外 ， 整 水 另 调 对 自然 空气流动有严重的影响 ，这严重影响了高速 了散热 器 与冷 凝 器 的重 叠 部位 及水 箱 上 部 的 ０距 离 的空 气 流 动 ， 形 中减 少 了水 箱 的 散热 面 积 ， 以导 的横梁， 了如下试验 ， 无 所 做 如表 ｌ 所列。 致 了高速行驶时出现水温高的现象 ； 表 １ 导风罩与散热器改进试验数据表 （） ２ 水箱布置中与冷凝器重叠过多 ， 两者之间 且 各 车速工 况 散热器配原 电子扇及不 合理 去掉导风罩多余 的 （ｍ ｋ ｍ） 的导风罩和多重叠（ ） ℃ 部 分． 无重叠（ ｃ ｏ） 的间 隙 小 ， 小 处 仅 为 ２—４ｍ 这 也 严 重 地影 响 了 最 ｍ， 城 市工况 正常 正常 水箱 的散热面积的正常发挥 ， 影响了冷却效果 ； ７ ０ ９ ７ 正 常 （） ３ 水箱 上安 装梁 与水箱 距 离小 ， 仅为 ０ ５ｍｍ， ８ ０ ９ ８ 正常 这也减少了水箱的散热面积； ９ ０ ９ ９ 正常 ｌｏ ｏ ｌ０ ｏ 正常 （） ４ 发动机仓的排风 口小 ， 排风 口面积小于水箱 ｌ０ ｌ ｌ５以 上 ｏ １３ ０ 的进风 口面积 ， 排气背压大， 热风难 以排 出去 ； ｌＯ ２ 不敢开 ｌＯ ｌ （） ５ 水箱的进风面积小 ， 前保险杠上的进风 口离 ． 水 箱 的 正 面距 离太 近 ，有 的地 方 几乎 与 散 热器 的进 ３２ 对发 动机 仓排 风 口小 的改进 针对 ２２中 问题 （ ）经计 算 ， 设计 发 动机 仓 水 ． ４， 原 风 口处 为 ０距 离 ， 严重 地 影响 了冷 却效 果 ； 这 （） ６ 发动机仓 内的冷却通风无导流 ， 发动机后的 箱 侧 的通 风 口的面积 约为
３ ０ ＋ ４ ０ ＝７ ０ ｍｍ １ ４ ９６ ５ ００ ９ ９６ ＜ ８１ ０ ０ ｍｍ ８ ０ 前隔板全部为直角 ，而且发动机后部离前隔板距 离 散 。 太近， 最小处距 离仅为 ４ ｍ， ０ ｍ 这严 重地影 响了冷却 （ 热器 正 面面积 ） 所 以造 成热 风 出不 去 ，必 然会 出现 水 温 高 的现 风 经 过发 动 机 后 流 往外 部 ，影 响 了各 种工 况 的 通 风 散热 。 象 ； 将侧 板缺 口开大 ， 出风 口面积 为 后 使 ３ ０＋ １ ０ １ ０＝ ２ ５ ０ ０ ｍｍ ４ ９６ ７ ０ ０ ６
车 况 开 空调 、 变 装 速器 侧 边 板 开 空 调 、 变 拆 速 器 侧边 板 开空 调 装 变 速 开空 凋装 变建 器 器侧 半 边 板 侧 边 板 ． 左 前 但 档 泥板 前 仆缺 ［ ＝ ｊ 水 温
８ ８— ９ ３
８ ８—９３
配 的 问题 ， 行 了如 下计 算 ： 进 （） １ 水箱 的正 面散 热芯 子的 面积 为 １ １ ０ ｚ ８ ０ ８ ｍｍ ， 原 配 电子 扇 的导风 罩的面 积为 ７ ６ ｍ ，被 遮挡住 ５进试验
３１对 导风 罩 与 散热 器不 匹 配的 改进 ． 针 对 ２２节 中（ ） （ ） （ ） ． １ 、２ 、 ３ 导风 罩 与散 热器 不 匹
试 验水 温有 明显 的改善 ， 试验 结果 见表 ２ 。
表 ２ 发 动 机 仓 排 风 口 改进 试 验 结 果 表 （ 位 ： ） 单 ℃
要验证 整车冷却 系统是 否 能平衡 发动 机 的热
动机水温不能满足设计要求 的情况 ，本文针对此 问 量 ， 即使通过 了严密的计算， 也还须对整车 的冷却系 题 从 设计 计 算 到整 车试 验 ， 开 了相 关论证 。 展 统进行试验 ，才能最后确定冷却系统的各零部件 匹 配 的合 理 性 。为 此 我们 进行 了 匹配 设计 后 样 车 的冷
动力性 和经济性 ， 又有 良好的工作可靠性。 的行 驶 速度相 对较 慢 。 汽车冷却 系统的热传递部件 ， 主要有水泵 、 散热 （） ２ 最小 爬坡 车 速 ， 主要 基 于车辆 的总 质量 和发 其 最 器 、 扇 和导 风 罩 ， 风 调节 零 件 是节 温 器 。 当车辆 在 温 动机 功 率水 平 ， 将影 响 冷却 试 验 的空 气 流 量 ， 小 和 和较冷 的环境下运行时 ，冷却系统 的调节零件把 爬 坡 车速一 般 为（ ８～ｌ ）ｍ／ Ｏ ｋ ｈ。 冷 却 介 质 的温 度 控制 在 希 望 的范 围内 ； 当车辆 在 酷 （ ） 制环 境 温度 （ Ａ ）就 是 在 发 动机 冷 却 液 ３限 ＬＴ ， 热的环境下运行时 ，热传递部件及调节零件又使冷 温度达到车辆能运行的最高环境温度。一般车辆设 定为 ４ ５℃， 最高环境温度限值 ＝ Ａ ＋ ｒ Ｌ Ｔ Ｔ Ｄ。 却介质维持在规定 的水平 以下。 因此 ， 在冷却 系统试验 中， 冷却系统 应能达到发 汽 车冷 却 系统 设计 的主要 步骤 为 ： （） １ 确定冷却系统的性能要求 ； （） ２ 确定发动机散热量和冷却液流量； （ ） 择散 热 器 、 ３选 风扇 等冷 却 系统部 件 ； （ 冷 却 系统 试验 ４）
４
６３ ５９
车速 水 箱 最 大 出 水 箱 最 大 出 水 箱 最 大 出 （ｍｈ 风 口的 温度 水 温 风 口的 温度 水 温 口的 温度 水 温 ｋ ／） 风 怠 速
１ ３ ０ ０ ４０ ５ ０ ８ ０
— 一
７ ６
７６ ７６ ６６
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汽 车冷 却 系统 的设计 及 匹 配试 验
赖焕萍 ， 格 严
（ 州 五菱 汽 车工业 有 限公 司 ， 柳 广西 柳 州 ５ ５０ ） ４ ０７
（ ） 动 机 出 水 口温 度 与 环境 温 度 的温 差 限 值 １发
问题 ：
收稿 日期 ：０ ２ ０ ． ９ ２ １－ ５－ － ０ 作者简 介 ： 焕萍 （９ ３ ） 女 ， 赖 １６一 ， 高级 工程 师 ， 学士学位 ， 主要研 究方向为汽车动力总成系统的匹配设计 ； 格 （９ （ ） 男 ， 严 １７卜 ， 广东三水人 ， 工程师 ， 学士学位 ， 主要研 究方 向为整车规划和法 规认证 。
中圈分类号 ： ４ ４１ ８ Ｕ ６ ．： ３
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ：６ ２ ５ ５ ２ １ ０ — １ ６ ０ １ ７ — ４ Ｘ（ ０ ２）８ ０ ９ — ４
汽车动力系统可靠性的好坏 ，与发动机冷却 系 ｍ ， 这是设计来防止发动机冷却液出口温度超过其 统的好坏有着直接的关系，好的冷却系统可以把发 动机和传动装置受热件所传导 出来 的热及时散发到 周 围环 境 中去 ，使 发 动 机 和传 动装 置 获 得可 靠 和有 效 工 作 的 热状 态 ， 既不 过 热 ， 不 过 冷 ， 也 既有 良好 的 最高冷却液温度限值——当车辆在最恶劣冷却条件 下运行时， 可能遇到的发动机水温。对大多数公路车 辆 来说 ， 冷却 系 统所 遇 到 的最 恶 劣 的状 态 ， 发生 在 车 辆 满 载爬 长坡 时 ， 时 发动 机 的 热负 荷 最 大 ， 车 辆 此 且
方 没有 进 风 口， 面积 为 ４ ５ ｍ ， ５４ ０ｍ 占水 箱 的正 面 散 热芯 子 的面积 的 ２ ５％ ；
（ ） 动 机 仓 过 热 ， 量 散 发 不 出去 ， ４ 发 热 特别 是 发 综 合起来 ， 约有 ８ 的散热器 没 有发 挥作 用 ， Ｏ％ 发 动 机仓 盖 板 ， 得都 变 形 了 。 热 挥作用的散热器的散热量的值仅 占总散热量的 ２ ％， ０ 问题 的出现让我们深思 ，水箱 的选择是 足够大 当整 车在 ７ ｍｈ行驶时 ，散热 器 的散热 量 只发挥 了 ０ｋ ／
１ 冷却 系统的性能要 求
却系统的试验验证 ，但验证的结果发现并不能满足 设 计要 求 ， 出现 了水 温 高 的 问题 ， 对 这个 问题 我们 针 车辆冷却系统的性能要求 ，是基于车辆运行 的 展开了日下分析及验证试验 ：
最高环境 温度 和在最恶劣冷却条件下的行驶车速而 ２１ 满载试 验 时 出现的 问题 ＿ 规定的 ， 主要 有 如 下几 点 ： 对 两 台试 验样 车 进 行 了满 载 路试 ，出现 了如 下
下 面 是 笔 者 在五 菱 某 车 型冷 却 系统 的匹 配设 计 及 试 验 中 的一 点 体会 。在样 车试 制 的初 期 ， 出现 了发 动 机 出水 口温 度 与环 境 温 度 的 温 差 限 值 Ｔ Ｄ 的 能 ｒ 力 ， 能满足 设计 环境 的应 用要 求 。 才
２ 样车冷却 系统试验 问题分 析
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《 装备制造技术）ｏ ２ ） １ 年第 ８ ２ 期
（） １ 在城市工况时 ， 如果踩刹车多 ， 停车起步多 ，