发动机冷却系统设计及散热量的计算.pdf

《装备制造技术》 2004 年第2 期
简述发动机冷却系统
设计及散热量的计算
张杰
(柳州五菱汽车有限责任公司柳州机械厂,广西柳州 545005)
摘要:通过介绍内燃机冷却系统, ,以便于设计人员选择。了解散热蚤的
计算,掌握设计、选用水泵、散热器和风扇等冷却系统的主要部件。
关键词:内燃机;冷却系统;散热I
中图分类号:T K 4 文献标识码:B 文章编号:1672- 545X (2004)02- 0021- 04
有效的冷却,这当然要在结构设计上付出一定的代
前言
价。
作为汽车动力的核心,汽车发动机性能的好坏, 利用高温介质如乙二醉(沸腾温度180C )来代
将直接影响汽车的性能。内燃机运转时,与高温燃气替水作为冷却介质,但由于乙二醇与水相比有比热
相接触的零件受到强烈的加热,如不加以适当的冷小、导热系数低和粘度高等一系列缺点,因而其散热
却,会使内燃机过热,充气系数下降,燃烧不正常(爆效果也不及水冷却系,所以这种冷却形式在目前一
燃、早燃等),机油变质和烧损,零件的摩擦和磨损加般用途的内燃机中已不再使用。
剧,引起内燃机的动力性、经济性、可靠性和耐久性
2 冷却型式
全面恶化。但是,如果冷却过强,汽油机混合气形成
不良,机油被燃油稀释,柴油机工作粗暴,散热损失 水冷
和摩擦损失增加,零件的磨损加剧,也会使内燃机工在水冷内燃机上,采用一个循环水泵迫使冷却
作变坏。因此,选择适当的冷却型式和冷却介质也成水流过气缸套和气缸盖需要冷却的部分,通过适当
为设计发动机的关键。布置导水管或采用其他导流措施,可以对热负荷很
严重的部分(气门间的鼻梁区、气缸套上缘等)实现
1 冷却介质
有效的冷却。
内燃机的发明人奥托(O tto)就是采用水作为冷 蒸发冷却
却气缸的介质。水具有良好的热容量(比热大),与壁在开式冷却系统中,利用水的汽化潜热(其值在
面之间的换热系数较高,而且一般说来,也是比较便 100℃时为2258kj/kg)可以达到良好的冷却效果。根
宜和随手可得的,这也就是水冷方式目前得到广泛据燃油耗率和通过冷却水所带走的热量比例,可以
应用的原因。但水冷方式也存在一些缺点,因为不是估算出这种冷却方式需消耗的冷却水量为 1- 3L /
任何一种水都适用于作冷却剂,而且至少在运输车 kW ·h。这种冷却方式主要用于一些老式的小型内
辆上常常无法带有足够的水量来实现完全的水冷, 燃机上。
为此,冷却本身还要通过空气一水热变换器(冷却水 开式循环冷却
箱)再进行冷却。这样,就自然联想到可以直接使用在开式循环水冷却方式中,冷却水连同带走的
空气来作为冷却介质。但由于空气与壁面的热交换热量重新流回江湖中去。因为自然界的水一般处于
系数较小,必须加大内燃机上的冷却面积才能保证低温状态(最高350C ),为了防止热应力过大,内燃机
作者简介:张杰(1972- ),男,黑龙江五常人,助理工程师,主要从事发动机设计工作。
收稿日期:2003- 12- 28
万方数据
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