【正文】 ，轎車多采用散熱器橫流水結(jié)構(gòu)，因?yàn)檗I車車身較低，空間尺寸緊張。橫流水結(jié)構(gòu)散熱器能充分地利用轎車的有限空間最大限度地增加散熱器的迎風(fēng)面積。散熱器分成水冷和風(fēng)冷兩種冷卻 形式，風(fēng)冷主要用在行駛在沙漠地帶的車輛的冷卻，但是決大多數(shù)的車輛采用水冷冷卻形式。 散熱器懸置布置： 散熱器通常為四點(diǎn)懸置，也可以采用三點(diǎn)懸置。其中主懸置點(diǎn)為 2 個(gè)，輔助懸置點(diǎn)為 2 個(gè)或 1 個(gè)。所有懸置點(diǎn)應(yīng)布置在同一個(gè)部件總成上，改善散熱器受力情況，以盡量減少散熱器的振動(dòng)強(qiáng)度。主懸置點(diǎn)與其連接的部件總成之間以膠墊或膠套等柔性非金屬材料過渡以達(dá)到減震的目的。主懸置點(diǎn)的膠墊壓縮量一般為其自由高度的 1/5 左右。少數(shù)轎車因其整車的減振膠墊或膠套而進(jìn)行剛性連接。 中，重型載貨汽車由于散熱器的質(zhì)量大及使用環(huán)境較差，一般要在散熱器的外部增加一個(gè)剛性較大的保護(hù)框架，以防止振動(dòng)等外界力直接作用在散熱器上。懸置點(diǎn)設(shè)置在框架上。輕型貨車和轎車一般不加保護(hù)框架，蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 懸置點(diǎn)設(shè)置在散熱器的側(cè)板或水室上。為提高散熱器強(qiáng)度一些車散熱器上加有十字拉筋。 護(hù)風(fēng)罩布置 護(hù)風(fēng)罩的作用是確保風(fēng)扇產(chǎn)生的風(fēng)量全部流經(jīng)散熱器，提高風(fēng)扇效率。護(hù)風(fēng)罩對(duì)低速大功率風(fēng)扇效率提高特別顯著。 風(fēng)扇與護(hù)風(fēng)罩的徑向間隙較小，風(fēng)扇的效率越高。但間隙過小，車在行駛中由于振動(dòng)會(huì)造成風(fēng)扇與護(hù)風(fēng)罩之間的干涉。風(fēng)扇與護(hù)風(fēng)罩之間的徑向間隙一般控制在 5mm－ 25mm。當(dāng)風(fēng)扇與護(hù)風(fēng)罩之間的干涉。風(fēng)扇 與護(hù)風(fēng)罩安裝在同一零部件總成上（如同在底盤或同在車身上）其徑向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)，風(fēng)扇與護(hù)風(fēng)罩之間的間隙可以下線，否則取上限。風(fēng)扇與護(hù)風(fēng)罩的軸向位置一般為：風(fēng)扇徑向投影寬度的 2/3 在護(hù)風(fēng)罩內(nèi)， 1/3 在護(hù)風(fēng)罩外，以增加導(dǎo)流減小背壓。 在大批量生產(chǎn)的車型中多采用塑料護(hù)風(fēng)罩。鐵護(hù)罩多用于批量小或直徑較大的車型中。 在某些車型中，特別是轎車，護(hù)風(fēng)罩在常開有多個(gè)窗口并加以單向簾布。當(dāng)車速較高，風(fēng)扇停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)簾布打開減小護(hù)風(fēng)罩的風(fēng)阻，當(dāng)風(fēng)扇啟功后，簾布關(guān)閉提高風(fēng)扇效率。 風(fēng)扇布置 風(fēng)扇直徑大小應(yīng)和散熱器的形狀相協(xié)調(diào)，條件允許時(shí) 可增大風(fēng)扇的直徑，降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。以達(dá)到減小功率消耗和降低噪音的目的。在某些散熱器長，寬比例相差較大時(shí)，如轎車散熱器，有時(shí)采用兩個(gè)直徑較小的風(fēng)扇所取代。特別是要求轉(zhuǎn)速較高的風(fēng)扇中已全部采用塑料風(fēng)扇。 電動(dòng)風(fēng)扇是由電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)與停止是受水溫直接感應(yīng)的溫度開關(guān)來控制。電動(dòng)風(fēng)扇具有起動(dòng)溫度與設(shè)定溫度一致，布置位置靈活，不受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的影響，汽車在低速怠速時(shí)冷卻效果好等優(yōu)點(diǎn)，冷車啟動(dòng)時(shí)水溫上升較快。但也多用于發(fā)動(dòng)機(jī)橫置的轎車。 節(jié)溫器布置 目前汽車上應(yīng)用的節(jié)溫器均采用蠟式感應(yīng)體節(jié)溫器。當(dāng)冷卻水溫溫度蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 升高時(shí)蠟膨脹，節(jié)溫器開啟，冷卻水流經(jīng)散熱器進(jìn)行大循環(huán)。當(dāng)冷卻水的溫度降低時(shí)蠟體積縮小，節(jié)溫器關(guān)閉，冷卻水不經(jīng)過散熱器，短路流經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)剛體進(jìn)行小循環(huán)。節(jié)溫器一般布置在發(fā)動(dòng)機(jī)的出水口處。要求節(jié)溫器的泄漏量小，全開時(shí)流通面積大。增大節(jié)溫器的流通面積可以通過提高節(jié)溫器閥門的升程和增加閥門的直徑來實(shí)現(xiàn)。國外較先進(jìn)的節(jié)溫器多通過提高閥門升程來增大流通面積，這樣可以減少因增大節(jié)溫器閥門直徑帶來的卡滯，密封不嚴(yán)等問題。但是增大節(jié)溫器的升程，對(duì)節(jié)溫器技術(shù)要求較高。有些發(fā)動(dòng)機(jī)為增加節(jié)溫器的流通面積多采用兩只節(jié)溫器并聯(lián)結(jié)構(gòu)。 水 泵布置 水泵的流量及揚(yáng)程根據(jù)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)而定。流量一般為發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率的 － 倍。，揚(yáng)程一般為 － ，揚(yáng)程過高對(duì)冷卻系統(tǒng)的密封性會(huì)產(chǎn)生不利的影響。水泵的可靠性主要取決于水封和軸承，軸承普遍采用軸連軸承及永久式潤滑結(jié)構(gòu)，水封采用陶瓷，碳化硅動(dòng)環(huán)和石墨靜環(huán)整體式水封。軸承的游隙及水封的氣密性要嚴(yán)格控制。 膨脹箱布置 盡量靠近散熱器布置，使得水管長度最短；膨脹箱的高度要高于冷卻系統(tǒng)所有部件。 冷卻系統(tǒng)主要部件匹配設(shè)計(jì)要點(diǎn) 在整車總布置空間允許的條件下，盡量增大散熱器的迎風(fēng)面積。 在保證風(fēng)量不變的條件下，可以適當(dāng)增加風(fēng)扇直徑，降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，減少噪聲和率消耗。 冷卻系統(tǒng)的最高水溫應(yīng)以發(fā)動(dòng)機(jī)的允許使用水溫為標(biāo)準(zhǔn)。 節(jié)溫器的全開溫度應(yīng)為發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作水溫范圍的中限，開啟溫度應(yīng)為發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作水溫范圍的下限。但因節(jié)溫器的自身特性，開啟溫度一般低于全開溫度 10攝氏度左右。 冷卻系統(tǒng)輪廓圖（例子） 5.彈性卡箍 卡箍 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 －膨脹箱至散熱器 －膨脹箱至水泵 －發(fā)動(dòng)機(jī)至膨脹箱 性卡箍 水管 冷卻系的主要設(shè)計(jì)參數(shù) :發(fā)動(dòng)機(jī)主要參數(shù)： 類型：水冷 4 沖程，直列 4 缸 SOHC VTEC ， 16 氣門橫置 氣缸直徑與行程： 發(fā)動(dòng)機(jī)排量： 2254ml 壓縮比： ： 1 最大功率： 110kw/5700rpm 最大扭矩： 在設(shè)計(jì)或選用冷卻部件時(shí)應(yīng)以散入冷卻系統(tǒng)的熱量 Q 為原始數(shù)據(jù)，來計(jì) 算冷卻系統(tǒng)的循環(huán)水量和冷卻空氣量： 用經(jīng)驗(yàn)式 0 . 2 5 1 1 0 4 3 1 0 0 0 . 2 5 8 2 . 3 1 / 7 0 7 7 6 /3 6 0 0 3 6 0 0e e uW A g P hQ k J s? ? ?? ? ? ? 千 卡 小 時(shí) 燃料熱能傳給冷卻系的分?jǐn)?shù) ,取同類機(jī)型的統(tǒng)計(jì)量汽油機(jī) A=～ 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 ，取 A= 燃料消耗率， kg/；汽油機(jī) ～ 取 eP 發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率，取 eg 最大功率 110kw 若水冷式機(jī)油散熱器，要增加散熱量， WQ 增大 5%～ 10%. 在算出發(fā)動(dòng)機(jī)所需的散走的熱量后，可計(jì)算冷卻水循環(huán)量 8 2 . 3 1 2 4 5 . 7 3 / m in8 1 0 0 0 4 . 1 8 7WWW W WQVLt r C? ? ?? ? ? Wt? 冷卻水循環(huán)的容 許溫升（ 6? 12? ），取 8? Wr 水的密度，（ 1000kg/ 3m ） WC 水比熱（ ? ） 實(shí)際冷卻水循環(huán)量為 29 8 / m inpWV V L?? 冷卻空氣需要量： 38 2 . 3 1 3 . 8 9 2 /2 0 1 . 0 1 1 . 0 4 7Wa a a P aQV m st r C? ? ?? ? ? at? 散熱器前后流動(dòng)空氣的溫度差，取 20C? ar 空氣密度，一般 ar 取 空氣的 PaC 定壓比熱， 可取 PaC =? g. 散熱器的設(shè)計(jì) 外形尺寸。散熱器散發(fā)的熱量就等于發(fā)動(dòng)機(jī)傳給冷卻液的熱量。已知散熱器散發(fā)的熱量后，所需散熱面積 F 可由下式計(jì)算： F= ψ／ K mt? K散熱器的傳熱系數(shù) / 2千 卡 米 .小 時(shí) 散熱器貯備系數(shù)，水垢及油泥影響等，一般 ? =～ ，取 mt? 冷卻水與空氣的平均溫差，取 26? 散熱器的不同部位，其冷卻水與空氣溫差不同，通常采用平均溫差， ? 1ts— 散熱器進(jìn)水溫度，取 90?2ts— 散熱器出水溫度，取 0?4 1tk— 空氣進(jìn)入散熱器時(shí)的溫度，取 0?2 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 2tk— 空氣離開散熱器時(shí)的溫度，取 0?4 1 1 0 2 .11kwL? ?? ? ??? ? ???2千 卡 / 米 小 時(shí) .C w? — 從冷卻水到散熱器壁的放熱系數(shù) ,當(dāng)冷卻水流速為 ～ 時(shí)， w? 約為 2021～ 3500 . ?2千 卡 /米 小 時(shí) .C，取 3500。 ?? — 散熱管導(dǎo)熱系數(shù)，純鋁導(dǎo)熱系數(shù)為 230W/,換算為197 .8 . ?2千 卡 /米 小 時(shí) .C ?? — 散熱管壁厚， L? — 散熱管到空氣的散熱系數(shù)，當(dāng)流過散熱管的空氣流速為 10～20m/s 時(shí)， L? =60～ 105 . ?2千 卡 /米 小 時(shí) .C，取 105。 散熱面積 27 0 7 7 6 1 .1 2 0 .81 0 2 2 6W mQFmKt ? ?? ? ??? 散熱器細(xì)節(jié)計(jì)算 在計(jì)算出散熱面積后，就是散熱器芯部的選擇。從結(jié)構(gòu)上分主 要有管片式和管帶式兩種（如圖 1）。這里選用管帶式散熱器。 根據(jù)汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) QC/T290251991,選擇如下芯子： 冷卻管選取高頻對(duì)焊型冷卻管Ⅳ型號(hào)， 1b =2mm ,L=16m, 選用 2D 型雙排冷卻管，如圖 1 冷卻型號(hào) 規(guī)格 B1 L Ⅰ 2 13 2 13 Ⅱ 14 14 Ⅲ 15 15 Ⅳ 2 16 2 16 Ⅴ 19 19 圖 1 空調(diào)壓縮機(jī)的選用 （ 1） 確定壓縮機(jī)的的排氣壓力，吸氣壓力，排氣比焓及溫度 在這里忽略壓縮機(jī)吸氣管路和排氣管路的壓力損失， 根據(jù) 任務(wù)書中的已 知條件可 知制冷劑 R134a 在額定空調(diào)工況下壓縮機(jī)的吸氣壓力和排氣壓力分別為 ： 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 Pd=1700Kpa PS= 。 (2) 根據(jù) PS 和 ts，查表 R134a 過熱蒸氣的熱力性質(zhì)表得：壓縮機(jī)吸氣口制冷劑比 焓 hs=，比體積 υ s=，比熵 SS=(Kg?K) (3) 根據(jù) PS 和 SS，查 R134a過熱蒸氣的熱力性質(zhì)表得：壓縮機(jī)等比熵壓縮終了的 制冷劑比焓 hd， s= KJ/Kg。 (3) 額定空調(diào)工況下壓縮機(jī)的指示效率 η i 為： η i=Te/Tc+b*te=(5+)/(+)+ 5= (4) 額定工況下，壓縮機(jī)的排氣比焓為： hd=hs+(hd,s— hs)/η i=+(— )/= KJ/Kg (5) 根據(jù) Pd 和 hd，查 R134a 過熱蒸氣的熱力性質(zhì)表得：額定工況下壓縮機(jī)的排氣溫度 td=℃ 。 2） 計(jì)算額定空調(diào)工況制冷系統(tǒng)所需制冷量 (1) 根據(jù)以知條件，膨脹閥前制冷劑液體溫度 t4,為： t4,=tc— △ tsc=℃ — 5℃ =℃ 。 (2) 蒸發(fā)器出口制冷劑氣體溫度為： t1=te+△ tsh=5℃ +5℃ =10℃ 。 (3) 按 t4,查表有：蒸發(fā)器進(jìn)口制冷劑比焓 h5,=h4,= KJ/Kg，按 t1和 Pe 查表有：蒸發(fā)器出口制冷劑比焓 h1=hs=。 (4) 在額定空調(diào)工況下，蒸發(fā)器的單位制冷量 qe,s為： qe,s=h1— h5,=— =。 (5) 穩(wěn)態(tài)工況，制冷系統(tǒng)所需制冷器應(yīng)與車廂熱負(fù)荷平衡，計(jì)算是應(yīng)留有一定的余量，以考慮實(shí)際情況與車廂熱負(fù)荷平衡是可能存在的差距。設(shè)該余量為 10%，則制冷系統(tǒng)所需 制冷量 Qe,s為： Qe,s=Q s= 5446W=5991W 3） 將額定空調(diào)工況下制冷系統(tǒng)所需制冷量換算成壓縮機(jī)所需制冷量 (1) 額定空調(diào)工況下制冷系統(tǒng)所需制冷劑的單位質(zhì)量流量 qm,s 為： 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 qm,s= Qe,s/ qe,s=。 (2) 額定空調(diào)工況下壓縮機(jī)的單位質(zhì)量制冷量 qe,c為： qe,c=hs— h5/=— =。 (3) 額定空調(diào)工況下壓縮機(jī)的單位體積制冷量 qv,c 為： qv,c= qe,c/υ s=。 (4) 對(duì)于穩(wěn)態(tài)過程，制冷系統(tǒng)中各組成部件的制冷劑質(zhì)量流量應(yīng)當(dāng)一致，因而額定空 調(diào)工況壓縮機(jī)的制冷劑質(zhì)量流量應(yīng)為： Qm,c=Qm,s=。 該工況壓縮機(jī)所需制冷量 Qe,c= qe,cq m,c= 478=。 4） 將額定空調(diào)工況下壓縮機(jī)制冷量換算成測試工況壓縮機(jī)制冷量 (1) 壓縮機(jī)的測試工況條件：制冷劑冷凝溫度 tc,t=℃ 。制冷劑的蒸發(fā)溫度 Te,t=5℃ 。 膨脹閥前制冷劑液體過冷度 △ tsc,t=0℃ 。壓縮機(jī)的吸氣溫度ts,t=t1/=7℃ 。壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速 n=1800r/min。不考慮 壓縮機(jī)吸氣管路 及 排氣管路的壓降。 (2) 根據(jù)制冷劑的蒸發(fā)溫度 te,t 和冷凝溫度 tc,t，查 R134a 飽和狀態(tài)下的熱力性質(zhì) 表， 得測試工況下制冷劑的蒸發(fā)壓力和冷凝壓力分別為 ：Pe,t=,t=1700KPa。 壓縮機(jī)吸氣壓力 Pst=pe,t = Pd,t=Pc,t =1700KPa。 (3) 根據(jù) ts,t 和 Ps， t，查表有壓縮機(jī)測試工況下吸氣比焓 hst= KJ/K