【正文】 大的陰雨天氣或是溫差太大的時(shí)候車內(nèi)的玻璃上容易起霧,打開空調(diào)驅(qū)霧就是一個(gè)除濕的過程。但是，如果冷卻過強(qiáng)，汽油機(jī)混合氣形成不良，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(huì)使內(nèi)燃機(jī)工作變壞。 發(fā)動(dòng)機(jī)的工況及對(duì)冷卻系統(tǒng)的要求一個(gè)良好的冷卻系統(tǒng)，應(yīng)滿足下列各項(xiàng)要求：1）散熱能力能滿足內(nèi)燃機(jī)在各種工況下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的需要。初次加注量能達(dá)到系統(tǒng)容積的90%以上。啟動(dòng)后，能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到正常工作溫度。 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)。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%。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。一般貨車芯厚不超過四排水管，轎車芯厚不超過二排水管。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。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?yàn)檗I車車身較低，空間尺寸緊張。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。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)。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。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。懸置點(diǎn)設(shè)置在框架上。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)罩對(duì)低速大功率風(fēng)扇效率提高特別顯著。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。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。鐵護(hù)罩多用于批量小或直徑較大的車型中。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。以達(dá)到減小功率消耗和降低噪音的目的。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。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)。要求節(jié)溫器的泄漏量小，全開時(shí)流通面積大。國(guó)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。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(rùn)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。膨脹箱布置盡量靠近散熱器布置，使得水管長(zhǎng)度最短；膨脹箱的高度要高于冷卻系統(tǒng)所有部件。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。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。 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(dòng)機(jī)至膨脹箱 性卡箍 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 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=～ ，取A=燃料消耗率，kg/；～ 發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)所需的散走的熱量后，可計(jì)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(shí)際冷卻水循環(huán)量為冷卻空氣需要量：散熱器前后流動(dòng)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(jì)。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 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(shí)的溫度，取 —空氣離開散熱器時(shí)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。散熱面積 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。這里選用管帶式散熱器。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= 。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=(3)額定工況下，壓縮機(jī)的排氣比焓為：hd=hs+(hd,s—hs)/ηi=+(—)/=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=℃。根據(jù)以知條件，膨脹閥前制冷劑液體溫度t4,為： t4,=tc—△tsc=℃—5℃=℃。蒸發(fā)器出口制冷劑氣體溫度為： t1=te+△tsh=5℃+5℃=10℃。按t4,查表有：蒸發(fā)器進(jìn)口制冷劑比焓h5,=h4,=(4)(5)設(shè)該余量為10%，則制冷系統(tǒng)所需制冷量Qe,s為： Qe,s=Qs=5446W=5991W3）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： qm,s=qe,s=。(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= 該工況壓縮機(jī)所需制冷量Qe,c= 4）將額定空調(diào)工況下壓縮機(jī)制冷量換算成測(cè)試工況壓縮機(jī)制冷量(1) 壓縮機(jī)的測(cè)試工況條件：制冷劑冷凝溫度tc,t=℃。膨脹閥前制冷劑液體過冷度△tsc,t=0℃。壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速n=1800r/min。(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(cè)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。(3) 根據(jù)ts,t和Ps，t，查表有壓縮機(jī)測(cè)試工況下吸氣比焓hst=(4) 根據(jù)膨脹閥前制冷劑液體溫度t4=tc,t△tsc,t=℃，查表得膨脹閥前制冷劑 液體比焓h4=。KJ/Kg。(7) 由于額定空調(diào)工況下和測(cè)試工況西啊的冷凝壓力(冷凝溫度)蒸發(fā)壓力(蒸發(fā)壓力)， 排氣壓力及吸氣壓力均可相同，則兩種工況壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)也相同，即：λt=λc。5）測(cè)試工況壓縮機(jī)所需制冷劑單位質(zhì)量流量qm,t為 qm,t=Qe,t/qe,t=。根據(jù)Pd,t和Ss,t，查表得壓縮機(jī)等比熵壓縮終了的制冷劑比hd,s=制 冷劑溫度td,s=℃。測(cè)試工況下壓縮機(jī)單位等比熵壓縮功Wts,t為： Wts,t=hd,s—hs,t=—=。測(cè)試工況下壓縮機(jī)的理論等比熵功率Pts,t為：Pts,t=(4)(5)Pi,t=(6)1037 1800105105=。測(cè)試工況下，壓縮機(jī)所需軸功率Pe,t為： Pe,t=+Pm,t=+=。根據(jù)壓縮機(jī)的計(jì)算，查其產(chǎn)品使用說明書知理論排氣量 Vth=；制冷量可達(dá)Qet=；質(zhì)量輸氣量 qmr,t=；壓縮機(jī)的軸功率Pe,t=。該壓縮機(jī)具體參數(shù)如下： 排量cm3/r缸數(shù)缸徑mm行程mm最高轉(zhuǎn)速r/min制冷劑潤(rùn)滑油功耗W76500R134aAAI 125cm342 空調(diào)蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)計(jì)算本設(shè)計(jì)中要求設(shè)計(jì)的蒸發(fā)器為板翅式蒸發(fā)器，通過負(fù)荷計(jì)算可知在夏季需要向車內(nèi)提供5446W的制冷量，采用R134a制冷劑，蒸發(fā)溫度te=5℃，蒸發(fā)器出口過熱度為5℃。（1）由設(shè)計(jì)任務(wù)中的條件te=5℃，過熱度為5℃，可知蒸發(fā)器出口制冷劑溫度為tr2=10℃。.1) 每米散熱板長(zhǎng)內(nèi)表面積每米散熱板長(zhǎng)翅片表面積Af，a為： 3) 每米散熱器長(zhǎng)總外表面積Aa為： 4) 肋通系數(shù)a ： 5) 百葉窗高度hL為： 6)Dh，r為： 7) 翅片通道水力直徑Dh，as)、熱導(dǎo)率λ=102W/(m 10) 計(jì)算析濕系數(shù)與濕工況下空氣側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),由蒸發(fā)器風(fēng)量500m3/h 根據(jù)蒸發(fā)器換熱量可求得出風(fēng)空氣的比焓ha2=(干空氣)，設(shè)車內(nèi)空氣濕度為55%，查空氣的焓濕圖可查得出風(fēng)溫度為干球溫度ta2=℃，℃，同時(shí)已知蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)溫度為干球溫度ta1=27℃，℃，比焓ha1=(干空氣)。K) 11) 初估迎風(fēng)面積和總傳熱面積 1)計(jì)算干空氣質(zhì)量流量qm，a 2)計(jì)算迎風(fēng)面積Aface,o 3)計(jì)算以外表面為基準(zhǔn)的總傳熱面積Ao Ao=aAface,o== 4)計(jì)算散熱板長(zhǎng)度。s) 液態(tài)制冷劑的普朗特?cái)?shù) 氣態(tài)制冷劑的密度 氣態(tài)制冷劑的動(dòng)力粘度μv=106kg/(mK)，出口過熱，因此平