浅谈某款汽车散热器设计及性能校核

程技术工11FORTUNEWORLD2012.09浅谈某款汽车散热器设计及性能校核曹珉吴祥忱江铃控股有限公司开发中心3.1.2、按内燃机的最大扭矩的计算工况A、冷却系统散走的热量，受许多复杂因素的影响，但可以用经验公式估算：参数的确定：A—传给冷却系统的热量占燃料热能的百分比取A＝0.15—内燃机燃料消耗率取＝0.2—内燃机功率取=120nh—燃料低热值取nh＝43100所以：B、冷却空气需要量αV冷却空气的需要量αV一般根据散热器散热量确定，散热器散热量等于冷却系统的散热量。参数的确定：αt∆—对于本发动机取αt∆＝25℃αγ—空气密度取αγ＝1.01pc—空气定压比热取pc＝1.047℃通过对最大功率和最大扭矩两种工况下的散热器正面积进行对比，由于在最大功率工况下散热器理论正面积需求更大，故以此工况作为散热器正面积设计依据。3.2确定散热器结构尺寸参数通过以上计算，并结合供应商处资源，最后确定散热器结构尺寸，如下表：翅片规格翅片数量扁管规格扁管数量芯体尺寸迎风面积总散热面积H7.4×W22×P2.55622×1.655L670×W4140.28
11.6
×H16三、散热器性能校通过理论计算在最大功率工况下散热器散热量为72.3千瓦，在曲线中找出该点坐标，72.3Kw对应的风速为6.5m/s，属于正常范围，故判定散热器设计能够满足整车的设计要求。参考资料1、万欣((内燃机))、林大渊，内燃机设计，天津大学出版社,19892、汽车工程手册，人民交通出版社，2001散热器散热面积)(2mtKQFRW∆=式中：t∆—平均冷却液温度与平均空气温度的差值；RK—传热系数。2.2、冷却系统散走的热量式中：A—传给冷却系统的热量占燃料热能的百分比；—内燃机燃料消耗率；—内燃机功率；nh—燃料低热值。2.3、冷却空气需要量αV式中：αt∆—空气进入散热器前与通过散热器后的温差，αt∆＝10～30℃；αγ—空气密度；pc—空气定压比热。3、散热器参数确定3.1、确定散热器正面积RF3.1.1、按内燃机的最大功率工况作为冷却系统的计算工况A、冷却系统散走的热量冷却系统散走的热量，受许多复杂因素的影响，但可以用经验公式估算：参数的确定：A—传给冷却系统的热量占燃料热能的百分比取A＝0.23—内燃机燃料消耗率取＝0.21—内燃机功率取=125nh—燃料低热值取nh＝43100所以：=72.3kJ/sB、冷却空气需要量αV冷却空气的需要量αV一般根据散热器散热量确定，散热器散热量等于冷却系统的散热量。参数的确定：αt∆—对于本发动机取αt∆＝25℃αγ—空气密度取αγ＝1.01pc—空气定压比热取pc＝1.047℃所以：摘要：本文通过简要说明某款越野车冷却系统散热器的散热性能、设计计算及性能校核，以确定散热器的性能满足整车的设计要求。该款汽车冷却系统是采用的是铝制管带式水冷散热器。关键词：散热器设计性能校核一、散热器的功用散热器与风扇一起组成了汽车的冷却系统。其功用是使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内。既要防止发动机过热，也要防止冬季发动机过冷。在冷发动机起动之后，冷却系统还要保证发动机迅速升温，尽快达到正常的工作温度。在发动机工作期间，最高燃烧温度可能高达2500℃，即使在怠速或中等转速下，燃烧室的平均温度也在1000℃以上。因此，与高温燃气接触的发动机零件受到强烈的加热。在这种情况下，若不进行适当的冷却，发动机将会过热，工作过程恶化，零件强度降低，机油变质，零件磨损加剧，最终导致发动机动力性、经济性、可靠性及耐久性的全面下降。过度冷却或使发动机长时间在低温下工作，均会使散热损失及摩擦损失增加，零件磨损加剧，排放恶化，发动机工作粗暴，发动机功率下降及燃油消耗率增加。二、散热器设计散热器是冷却系统的两个重要部件之一，在设计中必须做到提高冷却液循环中的散热能力。1、散热器的结构形式陆风汽车冷却系统采用的是铝制管带式水冷散热器。由于铝制散热器质量小，多用于轻型车及轿车上。管带式水冷散热器制造工艺性好，散热带为波浪形，与空气接触面积大，空气流过是形成湍流。2、散热器设计2.1、散热器正面积RF及散热面积F散热器的正面积也称迎风面积。正面积越大，则散热器被冷却风扫过的区域就越大，冷却效率就越大。散热器的正面积还需要同相应直径的风扇及风扇与散热器的相对位置相匹配。散热器正面积)(2mVFRανα=式中：αν—散热器正前面空气流速，αν＝10～15sm/；αV—冷却空气需要量。在散热器的正面积确定后，增大芯厚或增加冷却管、散热带的数量及散热带的折数，都可以增加散热面积。但是芯厚增加的同时会增加风阻，而散热带数量或折数增加同样也会增大风阻或造成散热器芯子的阻塞。