發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)散熱量確定及水箱、風(fēng)扇參數(shù)確定方法

1、發(fā)動(dòng)機(jī)冷去卩系統(tǒng)散熱量確定及水箱、風(fēng)扇參數(shù)確定方法1. 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水散熱量 （Kcal/h）冷卻系應(yīng)散發(fā)出去的熱量與發(fā)動(dòng)機(jī)的形式及功率大小有關(guān)。對(duì)于我廠6110系列增壓中冷發(fā)動(dòng)機(jī)，額定點(diǎn)工況下冷卻水散熱量約占燃料總發(fā)熱量的2225%，對(duì)于4D32發(fā)動(dòng)機(jī)，該值約為2530%?？紤]到冷卻系設(shè)計(jì)的安全性，一 般取上限。2. 水循環(huán)流量q冷卻水的循環(huán)流量是根據(jù)冷卻系應(yīng)散發(fā)出去的熱量，由熱平衡方程計(jì)算：qV,w W cP,W tW( Kcal/h)其中:/tw為冷卻水溫差；在熱平衡溫度下，冷卻水流經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫升應(yīng)等于冷卻 水流經(jīng)水箱的溫降。該值一般為 612°G P為冷卻水密度；一般取 100

2、0Kg/m3Cp, w為冷卻水定壓比熱容，一般取 1Kcal/（Kg.C） °1千卡（Kcal） =4 186焦耳。1兆焦（MJ） =1 000 000焦耳。所以1MJ/kg=239Kcal/kg3. 冷卻空氣體積流量qv,a冷卻空氣的流量，即冷卻風(fēng)扇的供風(fēng)量，也是根據(jù)冷卻系應(yīng)散發(fā)出去的熱 量，由熱平衡方程計(jì)算：qV,ac( Kcal/h)taP ,aa其中:a為冷卻空氣進(jìn)出水散熱器溫升；該值一般為 30 C pa為空氣密度；一般 取1. "051."2Kg/m3Cp, a為空氣定壓比熱容，一般取O."2393Kcal/(Kg. C)4. 風(fēng)扇的選型設(shè)計(jì)

3、風(fēng)扇選型設(shè)計(jì)要有三個(gè)前提條件冷卻系統(tǒng)所需要風(fēng)量（發(fā)動(dòng)機(jī)廠提供）冷卻風(fēng)道的全氣路阻力曲線（即風(fēng)扇所需提供的靜壓頭）（汽車廠提 供）可供選用的風(fēng)扇特性曲線（某一轉(zhuǎn)速下的壓力與流量的關(guān)系）（風(fēng)扇設(shè) 計(jì)部門或制造廠提供）選擇風(fēng)扇時(shí)，首先在風(fēng)扇性能曲線上找到冷卻系統(tǒng)所需風(fēng)量下的壓力值， 同時(shí)在全氣路阻力曲線上找到該風(fēng)量下氣路阻力值。當(dāng)前者大于后者時(shí)，系統(tǒng) 可以穩(wěn)定工作。同時(shí)還需綜合考慮風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)功率、噪音水平、傳動(dòng)比、安裝 空間等因素。5. 冷卻水箱（散熱器）的選型設(shè)計(jì)水箱選型設(shè)計(jì)注重的是水箱參數(shù)與冷卻系統(tǒng)總體的匹配。選型設(shè)計(jì)時(shí)，除 冷卻系統(tǒng)對(duì)散熱器設(shè)計(jì)要求（設(shè)計(jì)輸入）都已經(jīng)確定外，還要求有可供選用的

4、散熱器傳熱與阻力曲線。對(duì)散熱器選型設(shè)計(jì)要求包括以下內(nèi)容:要求散熱器散走的熱量 Kw （考慮到散熱器焊接質(zhì)量、使用中形成的污 垢、堵塞及其它不可預(yù)見因素所造成的散熱能力下降，設(shè)計(jì)要求散熱量應(yīng)比要 求散熱量大1015%）熱側(cè)冷卻水流量qv,wL/min熱側(cè)xxxx溫度tw1°C冷卻空氣流量qv,am3/m冷卻空氣xx溫度ta1°水側(cè)允許的阻力損失佯wkPa空氣側(cè)允許的阻力損失佯akPa散熱器允許的空間安裝尺寸供選用的散熱器傳熱與阻力曲線應(yīng)包括以下內(nèi)容（水箱生產(chǎn)或設(shè)計(jì)部門提 供）：一定水流速（或流量）下，空氣流速（或質(zhì)量風(fēng)速）與散熱量（或傳熱 系數(shù)）關(guān)系曲線空氣流速（或質(zhì)量風(fēng)速）

5、與空氣壓力降曲線 水流速（流量）與水側(cè)阻力關(guān)系曲線發(fā)動(dòng)機(jī)與整車?yán)鋮s系匹配的一般步驟:1.計(jì)算（或試驗(yàn)測(cè)量）發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水散熱量/發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速特性2. 測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水流量/發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速特性3. 計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫升4. 初步計(jì)算冷卻空氣體積流量5. 初步進(jìn)行風(fēng)扇選型設(shè)計(jì)（如風(fēng)扇與水泵同軸還需考慮水泵參數(shù)）6. 根據(jù)整車布置需要初步確定水箱形式，計(jì)算或試驗(yàn)給定水箱傳熱系數(shù)K7. 計(jì)算水箱散熱面積S1."11."15)（4為水、空氣平均溫差，蟲=（t進(jìn)水+t出水）/2 （t進(jìn)氣+ t出氣）/2）8. 根據(jù)散熱器允許的空間尺寸及散熱面積確定散熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)9. 計(jì)算（或試驗(yàn)）校和設(shè)計(jì)散熱

6、器散熱性能、水側(cè)阻力、氣側(cè)阻力10. "如均滿足設(shè)計(jì)要求，選型結(jié)束4 / 61." 由于選型設(shè)計(jì)中設(shè)定了許多假定條件，同時(shí)對(duì)不同車型和使用地區(qū)環(huán)境 條件的差異，在初步確定水箱、風(fēng)扇參數(shù)后還需進(jìn)行道路試驗(yàn)驗(yàn)證。以 CA6DE124 發(fā)動(dòng)機(jī)為例：XX散熱量 =25% *P*q*H0."25*176."5*220*10."2 = 99000 (Kcal/h)其中：P 為額定功率( Kw)，q 為油耗率( g/Kw.h) ,Hu 為燃料低熱值，柴油取10."2Kcal/gXX 循環(huán)流量 qv, w = 99000/(1000*1*8)=12."4m3/h=206 l/min 冷卻空氣體積流量11492m3/h=3."192m3/s設(shè)計(jì)要求水箱散熱量：散=(1+15%) *O= 1