汽 車 水 散 熱 器 的 概 述及理論設(shè)計(jì)計(jì)算

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1、汽車水散熱器的概述及理論設(shè)計(jì)計(jì)算一、散熱器概述1汽車散熱器的定義：汽車散熱器是水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。通過強(qiáng)制水循環(huán)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷卻，是保證發(fā)動(dòng)機(jī)在正常的溫度范圍內(nèi)連續(xù)工作的換熱裝置。1、散熱器在汽車中的重要地位1汽車總成產(chǎn)值比重按不同的車型能夠占汽車總成的1~2.5%2發(fā)動(dòng)機(jī)總成產(chǎn)值比重按不同的車型能夠占發(fā)動(dòng)機(jī)的15%左右3、散熱器結(jié)構(gòu)的發(fā)展1管片式開窗結(jié)構(gòu)2銅質(zhì)管帶式平片結(jié)構(gòu)3銅質(zhì)管帶式開窗結(jié)構(gòu)4鋁質(zhì)汽車散熱器5銅塑水箱或鋁塑水箱4、散熱器的結(jié)構(gòu)1基本結(jié)構(gòu)2帶補(bǔ)償水壺結(jié)構(gòu)3帶膨脹水箱結(jié)構(gòu)三、汽車的整體結(jié)構(gòu)溫度過高及過低的壞處溫度過高3溫度過高時(shí)大多

2、數(shù)零件都受熱膨脹，溫度越高，膨脹越大3零件在高溫下會(huì)降低強(qiáng)度，不能很好地工作4溫度過高時(shí)，其潤滑油粘度降低，會(huì)加劇零件的磨損5氣缸內(nèi)的溫度過高時(shí)，進(jìn)入氣缸內(nèi)的新鮮空氣很快膨脹，就減少了進(jìn)氣量，降低功率。6在汽油機(jī)中，氣缸內(nèi)溫度過高時(shí)，容易產(chǎn)生爆炸現(xiàn)象溫度過低2燃料不能完全燃燒,使燃料消耗增加3使?jié)櫥驼扯仍龈?零件的摩擦阻力加大,消耗較多的功率,因而減少了輸出功率4廢氣中的水蒸氣與硫化物生成一種叫亞硫酸的液滴腐蝕零件5傳走的熱能增加,轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功的熱能減少,造成過多的散熱損失.汽車分類最新標(biāo)準(zhǔn)以前的分類是我國1988年6月發(fā)布的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB/T3730.1-1

3、988。2目前新標(biāo)準(zhǔn)已將汽車的分類作了修改:3一是廢除了“轎車”的提法4二是不再將”越野車”單獨(dú)分類5三是將汽車分為乘用車和商用車兩大類乘用車（不超過9座）：1分為普通乘用車、活頂乘用車、高級(jí)乘用車、小型乘用車、敞篷車、倉背乘用車、旅行車、多用途乘用車、短頭乘用車、越野乘用車、專用乘用車。商用車:2分為客車、貨車和半掛牽引車3客車細(xì)分為小型客車、城市客車、長途客車、鉸接客車、無軌客車、越野客車、專用客車。4貨車細(xì)分為普通貨車、多用途貨車、全掛牽引車、越野貨車、專用作業(yè)車、專用貨車。RV車-------休閑車RV大致分為3大類型1MPV:是在轎車底盤基礎(chǔ)上開發(fā)的

4、。2SUV:是一種越野車、休閑車概念的延伸。六、水散熱器的設(shè)計(jì)散熱器在汽車零部件中是強(qiáng)度較薄弱的環(huán)節(jié)，要求散熱器在有限的空間內(nèi)應(yīng)具有足夠的散熱能力和較高的使用壽命。1、水套的總散熱量的計(jì)算（1）Qn=q*Nq----水套的比散熱量，取1994~2563KJ/KW*h，柴油取上限。N----最大功率(KW)Qn----最大功率點(diǎn)工況水套總散熱量(KJ/h)（2）Qm=q*Me*Ne/9550q----水套的比散熱量Me—最大扭矩值N.mNe---最大扭矩時(shí)的轉(zhuǎn)速2、散熱能力（一）、散熱能力：是發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)能適應(yīng)最高的外界氣溫條件下，保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的能力。（

5、1）用“沸騰風(fēng)溫法”表示（2）散熱量、風(fēng)阻和水阻表示（3）極限環(huán)境溫度（35℃~45℃）（二）、散熱能力的試驗(yàn)工況1節(jié)溫器全開2全負(fù)荷運(yùn)行3最大扭矩轉(zhuǎn)速1額定轉(zhuǎn)速（三）、對(duì)散熱能力的影響1正面面積2散熱片（帶）形狀3冷卻水管尺寸與排量4芯體厚度5散熱面積（四）、對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可靠性影響1結(jié)構(gòu)型式2冷卻水管3芯厚4主片與水室的結(jié)構(gòu)參數(shù)5系統(tǒng)壓力的大小6生產(chǎn)工藝水平3、正面面積的確定1(1)F≥0.1+0.032*Vn2(2)F=(0.0027~0.0034)*Ne3Ne<73.5Kw取上限，Ne>73.5Kw取下限4、芯體厚度的確定1T=S/Ff*￥(參考)2S--

6、--散熱面積（m2）3Ff----正面面積（m2）4￥----容積緊湊性系數(shù)（500~1000m2/m3）5轎車、輕型車取上限，中型車以上貨車取下限5、散熱面積的確定1Q=K*F*ΔT2Q----散熱量(KJ/h)3K----散熱系數(shù)KJ/(m2*h*℃)1F----散熱器的散熱面積(m2)2ΔT---液氣平均溫差℃K值通常為290~420KJ/(m2*h*℃)6、導(dǎo)風(fēng)罩的設(shè)計(jì)2耗功率約占發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率的3~10%，一般設(shè)計(jì)好的占3~5%。3提供足夠的風(fēng)量，風(fēng)扇直徑對(duì)散熱器芯體的覆蓋面積要足夠大，是通過散熱器的風(fēng)速均勻，要消耗的功率小、效率要高，要結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)

7、量輕、成本低等特點(diǎn)。（1）導(dǎo)風(fēng)罩的結(jié)構(gòu)、材料1吸風(fēng)式：風(fēng)扇向后排風(fēng)與汽車的行駛方向一致2吹風(fēng)式：在沒有氣流沖擊效應(yīng)時(shí)，采用吹風(fēng)式布置。3薄板型4工程塑料5玻璃鋼（2）風(fēng)扇的主要性能參數(shù)2風(fēng)量：指風(fēng)扇在單位時(shí)間內(nèi)所輸送的體積流量m3/s3靜壓：進(jìn)口壓力與大氣壓力之差。Kpa4軸功率：發(fā)動(dòng)機(jī)傳給風(fēng)扇軸的功率，即風(fēng)扇消耗的功率。Kw5靜壓有效功率：單位時(shí)間內(nèi)空氣從風(fēng)扇工作中獲得的實(shí)際能量。N=Ps*V6靜壓效率：是靜壓有效功率和軸功率的比值。（3）風(fēng)扇與散熱器導(dǎo)風(fēng)罩的間隙1徑向間隙：一般為20mm左右，最大不應(yīng)超過風(fēng)扇直徑的2.5%，徑向間隙S與風(fēng)扇直徑D之比增加1

8、%，風(fēng)扇流量下降2.5~4%，效率下降