【正文】 氣形成不良，機(jī)油被燃燒稀釋，柴油機(jī)工作粗爆，散熱損失和摩擦損失增加，零件的磨損加劇，也會使內(nèi)燃機(jī)工作變壞。因此，冷卻系統(tǒng)的主要任務(wù)是保證內(nèi)燃機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。 發(fā)動機(jī)的工況及對冷卻系統(tǒng)的要求一個良好的冷卻系統(tǒng)，應(yīng)滿足下列各項要求：1）散熱能力能滿足內(nèi)燃機(jī)在各種工況下運轉(zhuǎn)時的需要。當(dāng)工況和環(huán)境條件變化時，仍能保證內(nèi)燃機(jī)可靠地工作和維持最佳的冷卻水溫度；2）應(yīng)在短時間內(nèi)，排除系統(tǒng)的壓力；3）應(yīng)考慮膨脹空間，一般其容積占總?cè)莘e的46%；4）具有較高的加水速率。初次加注量能達(dá)到系統(tǒng)容積的90%以上。5）在發(fā)動機(jī)高速運轉(zhuǎn)，系統(tǒng)壓力蓋打開時，水泵進(jìn)口應(yīng)為正壓；6）有一定的缺水工作能力，缺水量大于第一次未加滿冷卻液的容積；7）設(shè)置水溫報警裝置；8）密封好，不得漏氣、漏水；9）冷卻系統(tǒng)消耗功率小。啟動后，能在短時間內(nèi)達(dá)到正常工作溫度。10）使用可靠，壽命長，制造成本低。 冷卻系統(tǒng)的總體布置冷卻系統(tǒng)總布置主要考慮兩方面：一是空氣流通系統(tǒng)；二是冷卻液循環(huán)系統(tǒng)。在設(shè)計中必須作到提高進(jìn)風(fēng)系數(shù)和冷卻液循環(huán)中的散熱能力。提高通風(fēng)系數(shù)：總的進(jìn)風(fēng)口有效面積和散熱器正面積之比≥30%。對于空氣流通不順的結(jié)構(gòu)，需要加導(dǎo)風(fēng)裝置使風(fēng)能有效的吹到散熱器的正面積上，提高散熱器的利用率。在整車空間布置允許的條件下，盡量增大散熱器的迎風(fēng)面積，減薄芯子厚度。這樣可充分利用風(fēng)扇的風(fēng)量和車的迎面風(fēng)，提高散熱器的散熱效率。一般貨車芯厚不超過四排水管，轎車芯厚不超過二排水管。在整車布置中散熱系統(tǒng)中，還要考慮散熱器和周邊的間隙，散熱器到保險杠外皮的最小距離100毫米，如果發(fā)動機(jī)的三元催化在前端的話，還要考慮風(fēng)扇到三元催化本體距離至少100毫米，到三元催化隔熱罩距離至少80毫米。一般三元催化的隔熱罩到本體大概有15毫米，－1毫米，一般材料為st12。散熱器布置貨車散熱器一般采用縱流水結(jié)構(gòu)，因為貨車的布置空間也較寬裕。而且縱流水結(jié)構(gòu)的散熱器強(qiáng)度及懸置的可靠性較好，轎車多采用散熱器橫流水結(jié)構(gòu)，因為轎車車身較低，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：散熱器通常為四點懸置，也可以采用三點懸置。其中主懸置點為2個，輔助懸置點為2個或1個。所有懸置點應(yīng)布置在同一個部件總成上，改善散熱器受力情況，以盡量減少散熱器的振動強(qiáng)度。主懸置點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剛性較大的保護(hù)框架，以防止振動等外界力直接作用在散熱器上。懸置點設(shè)置在框架上。輕型貨車和轎車一般不加保護(hù)框架，懸置點設(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會造成風(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）其徑向與相對運動，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)罩在常開有多個窗口并加以單向簾布。當(dāng)車速較高，風(fēng)扇停止運轉(zhuǎn)時簾布打開減小護(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，如轎車散熱器，有時采用兩個直徑較小的風(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。電動風(fēng)扇是由電動機(jī)來驅(qū)動風(fēng)扇，電動機(jī)的啟動與停止是受水溫直接感應(yīng)的溫度開關(guān)來控制。電動風(fēng)扇具有起動溫度與設(shè)定溫度一致，布置位置靈活，不受發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的影響，汽車在低速怠速時冷卻效果好等優(yōu)點，冷車啟動時水溫上升較快。但也多用于發(fā)動機(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)冷卻水溫溫度升高時蠟膨脹，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)動機(jī)剛體進(jìn)行小循環(huán)。節(jié)溫器一般布置在發(fā)動機(jī)的出水口處。要求節(jié)溫器的泄漏量小，全開時流通面積大。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，對節(jié)溫器技術(shù)要求較高。有些發(fā)動機(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程根據(jù)不同的發(fā)動機(jī)而定。－。，－，揚程過高對冷卻系統(tǒng)的密封性會產(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)計要點 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)動機(jī)正常工作水溫范圍的中限，開啟溫度應(yīng)為發(fā)動機(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） －膨脹箱至散熱器 －膨脹箱至水泵 －發(fā)動機(jī)至膨脹箱 性卡箍 冷卻系的主要設(shè)計參數(shù):發(fā)動機(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)動機(jī)排量：2254ml 壓縮比：：1 最大功率：110kw/5700rpm 最大扭矩： 在設(shè)計或選用冷卻部件時應(yīng)以散入冷卻系統(tǒng)的熱量Q為原始數(shù)據(jù)，來計 算冷卻系統(tǒng)的循環(huán)水量和冷卻空氣量： 用經(jīng)驗式 燃料熱能傳給冷卻系的分?jǐn)?shù),取同類機(jī)型的統(tǒng)計量汽油機(jī)A=～ ，取A=燃料消耗率，kg/；～ 發(fā)動機(jī)有效功率，取最大功率110kw若水冷式機(jī)油散熱器，要增加散熱量，增大5%～10%.在算出發(fā)動機(jī)所需的散走的熱量后，可計算冷卻水循環(huán)量 冷卻水循環(huán)的容許溫升（），取水的密度，（1000kg/）水比熱（）實際冷卻水循環(huán)量為冷卻空氣需要量：散熱器前后流動空氣的溫度差，取20空氣密度，空氣的定壓比熱，可取= 散熱器的設(shè)計。散熱器散發(fā)的熱量就等于發(fā)動機(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可由下式計算： F= ψ／ K K散熱器的傳熱系數(shù) 散熱器貯備系數(shù)，水垢及油泥影響等，一般=～，冷卻水與空氣的平均溫差，取散熱器的不同部位，其冷卻水與空氣溫差不同，通常采用平均溫差，—散熱器進(jìn)水溫度，取—散熱器出水溫度，取—空氣進(jìn)入散熱器時的溫度，取 —空氣離開散熱器時的溫度，取 —從冷卻水到散熱器壁的放熱系數(shù),～，約為2000～3500，取3500。—散熱管導(dǎo)熱系數(shù)，純鋁導(dǎo)熱系數(shù)為230W/,換算為 —散熱管壁厚，—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，=60～105，取105。散熱面積 散熱器細(xì)節(jié)計算在計算出散熱面積后，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：冷卻管選取高頻對焊型冷卻管Ⅳ型號，=2mm ,L=16m, 選用型雙排冷卻管，如圖1冷卻型號 規(guī)格B1L Ⅰ213213 Ⅱ1414 Ⅲ1515 Ⅳ216216 Ⅴ1919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： 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υs=，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ηi為： ηi=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)/ηi=+(—)/=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）計算額定空調(diào)工況制冷系統(tǒng)所需制冷