车辆冷却系统设计计算课件.ppt

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1、车辆冷却系统设计计算●发动机散热量确定●水泵●水散热器●风扇第一章　发动机散热量的确定冷却系统是发动机组成的一个重要部分，其性能直接影响发动机的动力性、经济性和可靠性。一般要求发动机的循环冷却水经过散热器冷却后，温度达到80℃~85℃之间；小功率的柴油机75℃~85℃之间；大功率的柴油机在85℃~90℃之间；汽油发动机在85℃~95℃之间。进入发动机冷却水的温度不能低于40℃，否则，燃料在燃烧过程中产生一系列的化学反应，产生有腐蚀性的气体，对发动机的缸体引起气蚀，并且使发动机产生动力不足。冷却系统所要求的散热参数一般在发动机参数表上已经明确要求出：散热量、进水温度、出水

2、温度、水流量、风扇参数等一系列的参数。第一节快速经验法一般发动机燃料产生的热量约有1/3的热能做了机械功；1/3的热能随废气排出；1/3的热能让冷却水带走：Q=Ge*Hu*Neb*1/3（Kcal/h)式中:Ge----发动机的有效燃料消耗功率（g/(Ps.h))Hu----燃料的低热值，汽油和柴油一般取（10Kcal/g）Neb----发动机标定功率（Ps)第二节经验理论计算法内燃机在标定功率下，通过冷却水带走的热量，是计算设计散热器的依据，可以通过以下方法计算：Qw=Kw*Ge*Hu*Neb/1000=qw*Neb(Kcal/h)式中：Kw----冷却水带走热量占内

3、燃机燃料总热值的百分数（%）Ge----发动机的有效燃料消耗功率（g/(Ps.h))Hu----燃料的低热值，汽油和柴油一般取（10Kcal/g）Neb----发动机标定功率（Ps)qw----每马力小时冷却水带走的热量（Kcal/Ps.h)第二节经验理论计算法内燃机的Kw和qw值是以经验值评估出来的：内燃机类别Kw（%）Qw（Kcal/Ps.h)汽油机侧置气门24~30550~700顶置气门20~26500~600柴油机分开式燃烧室22~27460~540直接喷射燃烧室15~20300~350高速大功率柴油机16~25260~400低速大功率船用柴油机12~2O200

4、~300第三节理论综合计算法为了使风扇和散热器组发挥预期作用，必须对冷却能力进行综合计算。a、确定必须由散热器散掉的总热量。b、利用风扇和散热器的性能曲线，确定散热器理论空气流量。c、根据冷却系统的效率修正空气流量。d、确定散热器散掉所有热量的气-水温差。e、计算通过散热器的水温降。f、确定设计环境的温度。g、计算在设计环境工作时上水室的水温。第三节理论综合计算法热负荷计算散热器的热负荷包括环境温度和进气温度修正了的发动机向冷却系统释放的热量再加上发动机冷却液作介质任何冷却器的热负荷。A、发动机的散热量一般在额定转速和最大扭矩时，规定的散热量。如果没有持续的热量，则针对

5、最大功率时的散热量。●在一些设备中，发动机的输出功率受到制约时，其散热量为：第三节理论综合计算法散热量=额定负荷散热量X（实际功率/额定功率）X1.15一、发动机标定转速与发动机数据表上的转速（满功率）不同，则用额定转速和最大扭矩点的散热量进行插值计算。数据表上给出转速n1时的散热量Q1；转速n2时的散热量Q2；则转速n3时的散热量Q3：Q3=Q2+【﹙n3-n2﹚/﹙n1-n2﹚】x（Q1-Q2）（n1＜n3＜n2）第三节理论综合计算法二、环境温度修正值：当环境温度超过38℃时，每增加5.5℃，则其散热量就须增加1%。当进气温度超过38℃时，每增加5.5℃，则其散热量

6、就须增加1.5%。此时发动机的散热量就是：Qe=额定热负荷X｛1+（T环境-38)÷5.5X1%+（T进气-38)÷5.5X1.5%｝第三节理论综合计算法三、如果带有变矩器或变矩器的自动或动力换档变速箱，则附加的热负荷按70%计算，必须有变矩器冷却器传到发动机冷却系统的冷却液来散热的热负荷为：QT=【变矩器的输入功率(HP)-变矩器的输出功率(HP)】X642.6Kcal/h=变矩器的输入功率(HP)X192.78Kcal/h=变矩器的输出功率(HP)X275.68Kcal/h特殊说明：对于三级和四级变矩器具有较高失速比和降负荷或减速能力，但会产生严重的热负荷，在高速地

7、负荷时会产生很大的热量，是发动机功率的50%，其此时的热负荷：发动机净功率(HP)x50%x642.6Kcal/h因此，在此种情况下，不宜应用于发动机冷却系用中散热器的冷却液对其冷却，应采用独立的油-空冷却器，否则，会加大散热器的散热能力。第三节理论综合计算法四、液压油系统冷却器的热负荷：通常认为液压系统的效率为75%，有的高效液压系统是发动机有效输出功率的10%~15%转化为热量输出的。QY=发动机至泵的功率(HP)X160.65Kcal/h或QY=发动机有效输出功率(HP)X96.39Kcal/h第三节理论综合计算法五、减速器的热负荷