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1、汽 车 散 热 器 概 述一、散 热 器 概 述n汽车散热器的定义：汽车散热器是水冷式发动机冷却系 统的关键部件。通过强制水循环对发动机 进行冷却，是保证发动机在正常的温度范 围内连续工作的换热装置。1、散热器在汽车中的重要地 位n汽车总成n产值比重按不同的车 型能够占汽车总成的 12.5%n发动机总成n产值比重按不同的车 型能够占发动机的 15%左右2、散热器的发展史n1901年美国出现了第一台散热器n1904年在英国开始生产散热器n1935年日本开始发展散热器工业n1956年中国一汽散热器厂成立3、散热器结构的发展n管片式平片结构n管片式开窗结构n铜质管带式平片结构n铜质管带式开窗结构n铝
2、质汽车散热器n铜塑水箱或铝塑水箱4、散热器的结构n基本结构n带补偿水壶结构n带膨胀水箱结构二、汽车的整体结构汽车结构发动机底盘车身电器设备动力性指标经济性指标有效转矩Te有效功率Pe燃油消耗率术语解释n有效转矩Te：发动机通过飞轮对外输出的 转矩n有效功率Pe：发动机通过飞轮对外输出的 功率n燃油消耗率：发动机每发出1KW有效功率 ，在1H内有所消耗的燃油质量三、发动机的冷却方式散热器冷却方式风冷油冷水冷强制水冷自然水冷冷却系统散热器节温器风扇护风罩百叶窗水泵n水冷：发动机周围的水套 里的水通过散热器将发动 机内燃料燃烧散发的部分 热量散发掉，使发动机各 零部件保持正常的工作温 度温度过高及过
3、低的坏处温度过高n温度过高时大多数零件都受热 膨胀，温度越高，膨胀越大n零件在高温下会降低强度，不 能很好地工作n温度过高时，其润滑油粘度降 低，会加剧零件的磨损n气缸内的温度过高时，进入气 缸内的新鲜空气很快膨胀，就 减少了进气量，降低功率。n在汽油机中，气缸内温度过高 时，容易产生爆炸现象温度过低n燃料不能完全燃烧,使燃料消耗 增加n使润滑油粘度增高,零件的摩擦 阻力加大,消耗较多的功率,因而 减少了输出功率n废气中的水蒸气与硫化物生成 一种叫亚硫酸的液滴腐蚀零件n传走的热能增加,转变为机械功 的热能减少,造成过多的散热损 失. 原汽车分类一般汽车特种汽车轿车货车客车微型轿车中级轿车普通级
4、轿车中高级轿车高级轿车微型客车轻型客车中型客车大型客车特大型客车微型货车轻型货车中型货车重型货车娱乐汽车竞赛汽车特种作业车牵引汽车最新标准n 以上的分类是我国1988年6月发布的有关 标准GB/T3730.1-1988。n 目前新标准已将汽车的分类作了修改:n 一是废除了“轿车”的提法n 二是不再将”越野车”单独分类n 三是将汽车分为乘用车和商用车两大类最新标准n乘用车（不超过9座） ：n分为普通乘用车、活顶乘用车、高级 乘用车、小型乘用车、敞篷车、仓背 乘用车、旅行车、多用途乘用车、短 头乘用车、越野乘用车、专用乘用车 。最新标准n商用车:n分为客车、货车和半挂牵引车n客车细分为小型客车、城
5、市客车、长途客 车、铰接客车、无轨客车、越野客车、专 用客车。n 货车细分为普通货车、多用途货车、全挂 牵引车、越野货车、专用作业车、专用货 车。RV车-休闲车nRV大致分为3大类型nMPV: 是在轿车底盘基础上开发的。nSUV: 是一种越野车、休闲车概念的延伸。四、冷却系统n散热器的设计要点n护风罩的设计要点n风扇的设计要点n水泵的设计要点n整车布置的要点散热器发展趋势n薄壁、轻量、高效n结构合理n低锡焊料和有机焊剂n装配式铝散热器n硬钎焊铝散热器n采用较高的系统压力五、水 散 热 器 的 设 计n散热器在汽车零部件中是强度 较薄弱的环节，要求散热器在 有限的空间内应具有足够的散 热能力和较
6、高的使用寿命。1、水套的总散热量的计算n（1 ） Qn=q * Nn q-水套的比散热量，取 19942563KJ/KW*h，柴油取上限。n N-最大功率(KW)nQn-最大功率点工况水套总散热量 (KJ/h)n（2）Qm=q*Me*Ne/9550nq-水套的比散热量nMe最大扭矩值N.mnNe-最大扭矩时的转速n（3）Qy=Gt*Hu=Ge*Ne*HunGt-总油耗，kg/hnHu-燃料的低发热值nGe-耗油率 （g/Kw.h）nNe-最大功率值（Kw）nQy-总散热量2、散热能力n一）、散热能力：是发动机冷却系统能适应最高的外界 气温条件下，保证发动机正常工作的能力 。（1）用“沸腾风温法
7、”表示 （2）散热量、风阻和水阻表示 （3）极限环境温度（3545）二）、散热能力的试验工况n节温器全开n全负荷运行n最大扭矩转速n额定转速三）、对散热能力的影响n正面面积n散热片（带）形状n冷却水管尺寸与排量n芯体厚度n散热面积四）、对结构强度可靠性影响n结构型式n冷却水管n芯厚n主片与水室的结构参数n系统压力的大小n生产工艺水平3、正面面积的确定n(1)F0.1+0.032*Vnn(2)F=(0.00270.0034)*NenNe73.5Kw取下限4、芯体厚度的确定nT=S/Ff*￥(参考)nS-散热面积（m）nFf-正面面积 （m）n￥-容积紧凑性系数（5001000m/m ）n轿车、轻
8、型车取上限，中型车以上货车取 下限5、散热面积的确定nQ=K*F*TnQ-散热量(KJ/h)nK-散热系数KJ/( m*h*)nF-散热器的散热面积( m)nT-液气平均温差K值通常为290420 KJ/( m*h*)6、导风罩的设计n耗功率约占发动机额定功率的310%，一 般设计好的占35%。n提供足够的风量，风扇直径对散热器芯体 的覆盖面积要足够大，是通过散热器的风 速均匀，要消耗的功率小、效率要高，要 结构紧凑，质量轻、成本低等特点。（1）导风罩的结构、材料n吸风式：风扇向后排风与汽车的行驶方向一 致n吹风式：在没有气流冲击效应时，采用吹风 式布置。n薄板型n工程塑料n玻璃钢（2）风扇的
9、主要性能参数n风量：指风扇在单位时间内所输送的体积流量 m/sn静压：进口压力与大气压力之差。 Kpan轴功率：发动机传给风扇轴的功率，即风 扇消耗的功率。Kwn静压有效功率：单位时间内空气从风扇工 作中获得的实际能量。N=Ps*Vn静压效率：是静压有效功率和轴功率的比 值。（3）风扇与散热器导风罩的间 隙n径向间隙：一般为20mm左右，最大不应超过风扇直径 的2.5%，径向间隙S与风扇直径D之比增加 1%，风扇流量下降2.54%，效率下降 23%，风扇的设计条件S/D1%（3）风扇与散热器导风罩的间 隙n轴向间隙：吸风式：最小距离为50mm吹风式：最小距离为100mmn风扇侧面投影宽进入散热器导风罩的距离吸风式：2/3吹风式：1/37、机油冷却器的设计n（1）Q=0.1QnQn:水套的总散热量n（2）Q=VrctV:机油的流量r:机油的比重 0.85Kg/Lc:机油的比热 1.72.1KJ/kg.t:机油的进出口温差 8 15（1）机油冷却器的台架试验 ：n传热性能试验n油侧压差试验n密封性试验n振动性试验n耐久性试验n油侧清洁度检测试验
