出口热带地区某重型越野汽车冷却系计算

韩瑞鑫

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

出口热带地区某重型越野汽车冷却系计算

韩瑞鑫

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

为校核车辆在热带地区适应性而进行发动机冷却系散热性能计算分析是新产品适应性开发中必须进行的项目。本文通过对某重型越野汽车冷却系计算，并对风扇及散热器等部件能力进行校核，为同类车型设计提供了参考依据。

冷却系；水泵；风扇；散热器

CLC NO.:U464.138Document Code:AArticle ID:1671-7988(2014)02-54-03

前言

柴油机工作时，气缸内气体燃烧温度可达1800～2000℃，瞬时温度可达3000℃，与高温燃气接触的零件如不加以适当冷却，发动机会过热，导致充气系数下降，使得燃烧不正常，易发生早燃和爆燃现象；发动机过热也会导致材料机械性能降低和产生严重的热应力，使零件产生变形和裂纹；另外。温度过高会使机油变质，进而破坏润滑油膜，导致零件的摩擦和磨损加剧，从而使发动机的动力性、经济性、可靠性恶化。

本文通过对出口热带地区某重型越野汽车冷却系统冷却能力的校核计算，以逆向计算的方法检验了风扇、散热器、水泵等零部件的选择。

1、冷却系原理及相关参数

1.1 柴油机冷却路线图

1.2 发动机相关参数

项目 数值额定功率（kW） 206额定工况燃油消耗率（kg/kW·h） ≤0.225额定转速（r/min） 2200

2、冷却系计算

式中：

式中 Δtw——冷却水在内燃机中循环时的容许温升，Δtw=6～12℃；

本次计算取Δtw=8～9℃

γw——水的比重，可近似取γw=1000kg/m3；

Cw——水的比热，可近似取Cw=4.187kJ/kg·℃=216.3～243.3L/min。

发动机缸体、缸盖水套的阻力一般为1.25～1.5mH2O，散热器的流通阻力一般为2～2.5mH2O，水管阻力一般为0.75～1.25mH2O，节温器节流损失取2mH2O。

相应水泵标定转速2585r/min时的水泵流量满足计算值要求。

式中：

Va——冷却空气理论需要量，m3/s；

Δta——空气进入散热器以前与通过散热器以后的温度差，°C，取Δta＝28°C；

γa——空气的重度，γa=1.01kg/ m3；

CP——空气定压比热，Cp=1.005kJ/kg·°C。

=3.98 m3/s=14328 m3/h

根据风扇在额定工况下气流量：15751m3/h，满足风扇进风量要求。

2.4 风扇掠过散热器面积百分比

风扇掠过散热器面积百分比经验值为46%～60 %，对比计算结果。

面积百分比符合经验值。

风扇外径处的圆周速度为：

=83m/s（最高转速时）/57m/s（扭矩最大时）

根据经验值一般控制在不大于70m/s的范围内，所以普通工况下噪音满足要求，极限工况下噪音较大。

2.5 散热器能力校核

车辆使用地区环境温度（排除极端高温天气）取：46℃（GJB1763地面气温极值），本散热系统满足最高发动机出水温度：

发动机允许最高工作温度：110℃，冷却能力满足使用要求。

3、结论

本文依据汽车理论对冷却系统中散热器、风扇及水泵的匹配进行了逆向计算，根据热带地区工况差异相关数据作相应调整，并结合实际生产情况并确定了合理的产品，除极端工况下风扇噪音值偏高外，其余基本满足车辆对冷却系统能力的要求。同时为同类型车型冷却系的设计提供了参考。

[1] 周保龙.内燃机学.北京：机械工业出版社，2000.

[2] 余志生.汽车理论.北京：机械工业出版社，2003.

Cooling system calculation ofa heavy-duty off-road vehicle exportedto tropical areas

Han Ruixin

(Shaanxi Heavy Duty Automobile Co., Ltd., Shaanxi Xi'an 710200)

In order to collate and check the adaptability of the vehicle in the tropical areas, it’s indispensable to calculate and analyze the performance of engine cooling system in the development of new products. By calculating the cooling system of a heavy duty off-road vehicle and checking the performance of fan, radiator and some other parts, the paper provides some reference for designing the same type vehicle.

cooling system; water pump; fan; radiator

U464.138

A

1671-7988(2014)02-54-03

韩瑞鑫，就职于陕西重型汽车有限公司。