发动机冷却系统设计规范..
号： 冷却系统设计规范 编制：万涛 校对： 审核： 批准： 第1页
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水泵、节温器、副水箱、发动机进水管、发动机出水管、散热器除气管、发动机除气管等。 四、主要部件的设计选型 1、散热器 散热器的散热量（Q）和散热器散热系数（K）、散热器散热面积（A）及气液温差（⊿T）有关： Q=K·A·⊿T 其中：Q---散热器的散热量（kcal/h） K---散热器散热系数（kcal/m2?h?oC） A---散热器散热面积（m2） ⊿T---气液温差：散热器进水温度和散热器进风温度之差（oC）散热器的散热系数是代表散热效率的重要指标，主要影响因素如下： ①冷却管内冷却液的流速---据试验结果，冷却液流速由0.2m/s提高到0.8m/s，散热效 率有较大提高，但超过0.8m/s后，效果不大； ②通过散热器芯部的空气流量---空气的导热系数很小，因此散热器的散热能力主要取决 于空气的流动，通过散热器芯部的风量起了决定性作用； ③散热器的材料和管带的厚度---国内散热器的材料目前基本上已标准化； ④制造质量---主要是冷却管和散热带之间的贴合性和焊接质量； 第1页
1.1 散热器是冷却系统中的重要部件，其主要作用是对发动机进行强制冷却，以保证发动机能始终处于最适宜的温度状态下工作，以获得最高的动力性、经济性和可靠性。 1.2 发动机最适宜的冷却液温度为85 ℃~95 ℃，测量位置在散热器的上水室。 1.3 散热器和风扇组合匹配效率是当散热器芯子未被气流扫过的面积最小时为最高，因此，最好采用接近正方形的散热器芯子。 1.4 散热器的总散热面积、芯子的迎风面积、结构形状和结构尺寸要通过发动机冷却系统所需最大散热量来计算确定，并应通过试验评价来最终确定。但一般可按散热器芯子的迎风面积来估算：0.31~0.38m2/100kW，载货车和前置客车通风良好时，可取下限值；后置客车通风欠佳时可取上限值；城市公交车长期低速运转可偏下限值；自卸车、牵引车、山区长途客运车等经常大负荷运行的车辆可偏上限值。 1.5 散热器进风口的实际面积不得小于散热器芯子迎风面积的80 %，以防止散热能力下降。后置客车散热器的进风通道要与发动机舱密封隔离，散热器周围要安装密封橡胶，以防止发动机舱的热风回流到进风通道，影响散热性能；进风通道的面积应不小于散热器芯子的迎风面积。 1.6 在灰尘多的脏环境下使用时，应选用直排或斜排冷却管，且管子间隔要大，以避免散热器芯子堵塞，影响散热效果。 1.7 散热器安装时，紧固必须牢靠，与车架的连接必须采用减振垫，采用减振垫的目的是为了隔离和吸收来自车架的部份振动和冲击，使散热器在车辆运行中，不致发生振裂、扭曲等非正常损坏，延长散热器寿命。 1.8 因为散热器与车架之间安装有隔振橡胶，因而形成了绝缘状态，通过冷却液介质，在散热器与车架之间产生了电位差，在冷却液中产生了微弱电流，使冷却系统的零部件发生电腐蚀。因此，一定要采取散热器负极接地等措施，消除电位差，防止电腐蚀。 2 冷却风扇 风扇选型主要考虑风扇的风量、噪声和功率消耗。 风扇风量（G）与风扇直径（D）、风扇转速（n）之间存在如下比例关系： G=K1?n?D3------其中K1为比例系数 而风扇噪声的声压级（SPL）和风扇直径（D）、风扇转速（n）之间存在如下比例关系： SPL= K2?n3?D2------其中K2为比例系数 根据上述比例关系可得：SPL= K3?Q?n2/D------其中K3为比例系数 第2页
编制大纲： 需要补充的内容：1，水泵（定速离心泵，变频泵）；2，温控阀；3，节流孔板；4，热平衡计算的理论公式，温升热量水量公式；5，特殊案例的区分（温控阀，板冷，变频泵对整个冷却系统形式选定的影响；分离封闭式，高低温混流式，配置变频海水泵没有温控阀的中央式。）6，利用目前的实船进行计算公式的验证，还有一些经验系数的反推导（特别是一些厂家自己的经验系数）7，膨胀水箱；8，补充开发设计需要的部分，参考《船舶管舾装设计工艺实用手册》 前言（目的） 以《船舶设计实用手册---轮机分册》---国防工业出版社为蓝本，将其中的冷却水系统做了进一步内容扩展和深化描述，提供给详细设计人员参考。 参考《船舶管舾装设计工艺实用手册》，补充一部分工程计算公式； 系统发展核心： 1，稳定调节； 2，节省能源，余热循环利用； 3，节省成本，替代方案的方式； 关键词： 将冷却水稳定可靠的输送到需要冷却的设备中：这个可靠和稳定来源于几个参数：稳定的压力，稳定的流量，稳定的温度，稳定的水质（这个水质包含化学成分稳定不结垢，物理成分稳定，极少气泡，气泡会影响热交换器的效率）
冷却水系统 目录 1，范围 2，冷却水系统的基本形式 3，系统形式的选择 4，冷却水系统实例 5，中央冷却系统热平衡计算 6，冷却水系统的主要设备配置要点 7，制淡装置（造水机） 8，具有冰区航行船级符号船舶的冷却水系统特殊要求9，海水进水阀操纵位置的要求 10，冷却水系统的温控阀 11，冷却水系统的节流孔板 12，冷却水系统的泵 13，冷却水系统的膨胀水箱
冷却水系统 1，冷却水系统的基本形式 冷却水系统的基本形式见表1， 注解： （1），所谓开式和闭式冷却水系统是指柴油机本身冷却水系统而言。开式系统是指柴油机本身直接用舷外海水或者江水冷却。如今除江河小船之外，基本不采用开式系统。海拖（海洋港口拖轮）还在使用海水直接冷却柴油机。（潜在问题：船内海水泄露，在及柴油机连接的弹性管配置不正确时容易出现，已有其他公司的海拖因为这个弹性管破裂造成沉船） （2），在闭式系统中，柴油机是用淡水冷却，而淡水在经过热交换器用舷
发动机冷却系统计算 发动机冷却系统是汽车的重要组成部分之一，冷却系统的作用是使发动机在各种转速和各种行驶状态下都能有效的控制温度，其中水套是整个冷却系统的关键部分。本文为发动机冷却系设计计算分析，水套计算分析由AVL 公司的FIRE 软件完成。通过CFD 计算，可以得到水套整个流场(速度、压力、温度以及HTC 等)分布。通过速度场可以识别出滞止区、速度梯度大的区域，通过温度分布可以分析可能产生气泡的位置，通过换热系数的分布可以评估水套的冷却性能，通过压力分布可以显示出压力损失大的区域。本文针对功率点进行了计算。 1.散热量的计算 在设计或选用冷却系统的部件时，就是以散入冷却系统的热量Q W 为原始数据，计算冷却系统的循环水量、冷却空气量，以便设计或选用水泵和散热器。 1.1 冷却系统散走的热量 冷却系统散走的热量Q W ,受许多复杂因素的影响,很难精确计算, 因此在计算时，通常采用经验公式或参照类似发动机的实测数据进行估算。在采用经验公式估算时，Q W 估算公式为：)/(3600s kJ A h N g Q n e e W = （1） 式中:A —传给冷却系统的热量占燃料热能的百分比; g e —内燃机燃料消耗率( kg/kW ·h); N e —内燃机功率(kW); h n —燃料低热值(kJ/kg)。 根据表1CK14发动机总功率实验数据：6000rpm 时，N e =70.2kW, g e =340.8 g/kW ·h, 汽油机热量理论计算一般A=0.23～0.30，但随着发动机燃烧技术的提高，热效率也不断提高，根据同类型机型热平衡试验数据反运算，A 值一般在0.15左右。 汽油低热值h n =43100 kJ/kg, A 选取0.15，故对于CK14发动机标定功率下散热量： KW Q W 433600 431002.703408.015.0≈???=
船用柴油机冷却水系统处理 摘要船用柴油机是船舶心脏，在航行过程中有着举足轻重的作用，为使柴油机在合适的温度下能够安全有效的工作，对于冷却水系统就显得尤为重要，本文结合日常工作实际，对船用柴油机冷却水系统在检修、清洗及防腐步骤进行论述，使从事柴油机工作人员在进行柴油机的日常维护有所启迪。 关键词船用柴油机；冷却水系统；检查 0引言 柴油机冷却系统的主要功能是用来控制发动机的工作温度和驱散多余的热能（含润滑系统的散热）。系统好坏对发动机的工作和使用寿命有着直接的关系。因此，日常检查和清洗及防腐就显得尤为重要。在船舶柴油机使用过程中，由于缺乏对冷却系统的科学认识，不能正确检查和对冷却水及时去做防腐，甚至误认为冷却水温越低越好，影响了冷却系统的正常功能，造成了柴油机运行不稳定，使其使用寿命大大降低。 1冷却水系统 1.1冷却水系统的防腐保护 柴油机冷却水必须仔细处理，保存和检测，以避免腐蚀或形成沉淀，从而使热传热效率降低。因此很有必要对冷却水进行处理。应按如下步骤进行处理：1）清洗冷却水系统；2）注满带防腐剂的无离子水或蒸馏水（来自淡水发生器的水）；3）对冷却水系统和冷却水状况进行定期检查。遵守这些预防规定，确保系统排泄良好，就会使由冷却水引起的故障降至最低。 1.2冷却水系统的清洁处理 1）在防腐处理之前，必须除去系统中的石灰沉淀层，铁锈和油泥，以改善热传导和确保防腐剂对表面进行保护的均匀性； 2）清洁处理应包括除油泥，酸洗除锈和清除水垢； 3）水乳化清洁剂和弱碱性清洁剂一样可以用于除油污过程； 4）不得使用含有易燃物的预混合清洁剂。用酸除锈时，推荐采用以氨基硫酸，柠檬酸，酒石酸为基础的专门产品，这些酸通常固态易溶于水且不会散发出有毒的蒸汽； 5）清洁剂不应直接混合，而应溶于水后再加入到冷却水系统中； 6）清洗时一般不必拆卸柴油机零件，水在柴油机中循环才能达到最佳的效果； 7）清洁可使不良配合的结合处或有缺陷的垫片部位渗漏更明显，因此在净化过程中应进行检查。在清洁后的24小时要检查滑油系统的含酸量。 1.3未净化的水 1）建议使用无离子水或蒸馏水（如由淡水发生器产生水）作为冷却水。由于硬度较低，这种水还具有相当的腐蚀性，应不断加入防腐剂； 2）如果没有无离子水或蒸馏水，特殊情况下可使用饮用水。但是水的总硬度不得超过9°DH。要检查水中的氯化物，氯，硫酸盐，硅酸盐的含量。它们不能超过下列值：氯化物：50ppm（50mg/L）；氯：10ppm（10mg/L）；硫酸盐：100ppm （100mg/L）；硅酸盐：150ppm（150mg/L）； 3）水中不得含有硫化物和氨。绝对不能使用雨水，因为雨水可能已被严重污染。应该注意的事，对水的软化处理不会降低硫酸盐和硅酸盐的含量。
冷却系统计算 一、 闭式强制冷却系统原始参数 都以散入冷却系统的热量 Q W 为原始数据，计算冷却系统的循环水量、冷却 空气量，以便设计或选用水泵、散热器、风扇 1．冷却系统散走的热量Q W 冷却系统散走的热量Q W ，受很多复杂因素的影响，很难精确计算，初估Q W ，可以用下列经验公式估算： 3600 h N g Q u e e W A （千焦/秒） （1-1） A ---传给冷却系统的热量占燃料热能的百分比，对汽油机A=0.23~0.30， 对柴油机A=0.18~0.25 g e ---内燃机燃料消耗率（千克/千瓦.小时） N e ---内燃机功率（千瓦） h u ---燃料低热值（千焦/千克） 如果内燃机还有机油散热器，而且是水油散热器，则传入冷却系统中的热量，也应将传入机油中的热量计算在冷却系统中，则按上式计算的热量Q W 值应增大5~10% 一般把最大功率（额定工况）作为冷却系统的计算工况，但应该对最大扭矩工况进行验算，因为当转速降低时可能形成蒸汽泡（由于气缸体水套中压力降低）和内燃机过热的现象。 具有一般指标的内燃机，在额定工况时，柴油机g e 可取0.21~0.27千克/千瓦.小时，汽油机g e 可取0.30~0.34千克/千瓦.小时，柴油和汽油的低热值可分别取41870千焦/千克和43100千焦/千克，将此值带入公式即得 汽油机Q W =（0.85~1.10）N e 柴油机Q W =（0.50~0.78）N e
车用柴油机可取Q W=（0.60~0.75）N e，直接喷射柴油机可取较小值，增压的直接喷射式柴油机由于扫气的冷却作用，加之单位功率的冷却面积小，可取Q =（0.50~0.60）N e，精确的Q W应通过样机的热平衡试验确定。 W 取Q W=0.60N e 考虑到机油散热器散走的热量，所以Q W在上式计算的基础上增大10% 额定功率： ∴对于420马力发动机Q W=0.6*309=185.4千焦/秒 增大10%后的Q W=203.94千焦/秒 ∴对于360马力发动机Q W=0.6*266=159.6千焦/秒 增大10%后的Q W=175.56千焦/秒 ∴对于310马力发动机Q W=0.6*225=135千焦/秒 增大10%后的Q W=148.5千焦/秒 最大扭矩： ∴对于420马力发动机Q W=0.6*250=150千焦/秒 增大10%后的Q W=165千焦/秒 ∴对于360马力发动机Q W=0.6*245=147千焦/秒 增大10%后的Q W=161.7千焦/秒 ∴对于310马力发动机Q W=0.6*180=108千焦/秒 增大10%后的Q W=118.8千焦/秒 2．冷却水的循环量 根据散入冷却系统中的热量，可以算出冷却水的循环量V W
客户服务部培训教材 ——发动机故障案例（YANMAR）
故障案例（YANMAR柴油机） 柴油机因热效率高，机动性好，动力性好，安全性高等特点而广泛使用，是现代工程机械产品的主要动力装置。YANMAR柴油机可靠性高、油耗低，在SUNWARD品牌挖掘机上被广泛运用，但YANMAR柴油机由于燃油系统结构复杂，使用要求高，所以在日常保养中要按时、按程序操作(SUNWARD所有设备出厂时，都附有产品使用说明书)，作为售后服务工程师，一定要非常熟练的掌握使用说明书的内容，只有这样才能正确指导客户操作手搞好设备的日常保养，保证设备安全、正常运转，以避免出现故障，延长柴油机大修时间。 第一部分：维修过程中的注意事项 在进行柴油机售后服务过程中，有以下事项必须注意，做好这些工作会对你的人身安全与及时准确的判断问题有好处： 1、进行任何柴油机的修理工作之前，首先要拆下蓄电池的接线，以防意外起动；应先拆下蓄电池的负极接线. 2、若柴油机处于工作状态或冷却液处于热态时，应先冷却柴油机后方可将加水盖慢慢松开使冷却系统卸压； 3、防腐剂内含强碱，严防溅入眼中，更不可吞服。若不小心接触皮肤，应及时用肥皂或水清洗； 4、在着手排除故障之前，先要仔细地了解故障细节，如故障前柴油机工作条件——负载情况、海拔高度、环境温度高低、环境灰尘状况、机器行驶道路状况等。故障性质——是逐渐恶化的还是突然发生的，或者是间歇性出现的、是否在更换燃油或机油后发生的等等。故障现象——排气烟色、冷却液温度和消耗情况、柴油机噪声情况等。冷却液是否受污染，如机油、铁绣、凝固的沉淀物等。机油是否受污染，如有水、燃油和金属等。柴油机振动情况等等。 5、对故障进行严密而系统的分析； 6、把故障的征兆与柴油机系统和基本零部件建立有机联系；
第六章冷却系统 第一节冷却系统的功用、组成和布置 一、冷却系统的功用 柴油机工作时的燃气温度高达1800℃左右，使与燃气直接接触的气缸盖、气缸套、活塞、气阀、喷油器等部件严重受热。严重的受热会造成： ①材料的机械性能下降，产生较大的热应力与变形，导致上述部件产生疲劳裂纹或塑性变形； ②破坏运动部件之间的正常间隙，引起过度磨损，甚至发生相互咬死或损坏事故； ③燃烧室周围部件温度过高，使进气温度升高，密度降低，从而减少进气量；增压 后的空气温度也会升高，并影响进气量； ④润滑油的温度也逐渐升高，粘度下降，不利于摩擦表面油膜的形成，甚至失去润 滑作用。 综上所述，为了保证柴油机可靠工作必须对柴油机受热机件，滑油及增压后的空气等进行冷却。 然而从能量利用观点来看，柴油机的冷却是一种能量损失，过分冷却将导致燃油滞燃期延长，产生爆燃和燃烧不完全，增加加散热损失；机件内外温度差过大，以致热应力超过材料本身的强度而产生裂纹，润滑油粘度变大而增加摩擦功的消耗；在燃用含硫量较高的重油时，将产生低温腐蚀，使缸套严重腐蚀等。 因此，在管理中应既不使柴油机因缺乏冷却而导致机件过热，也不使柴油机因过分冷却而造成不良后果，应有所兼顾。冷却系统的主要任务应是保证柴油机在最适宜的温度状态下工作，达到既能避免零件的损坏和减小其磨损，又能充分发出它的有效功率。近代，从尽量减少冷却损失以充分利用燃烧能量出发，国内、外正在进行绝热发动机的研究，相应发展了一批耐高温的受热部件材料，如陶瓷材料等。 目前，柴油机的冷却方式分为强制液体冷却和风冷两种，绝大多数柴油机使用前者。 而液体冷却的介质通常有淡水、海水、滑油等三种。 淡水的水质稳定，传热效果好并可采用水处理解决其腐蚀和结垢的缺陷，因而它是目前使用最广泛的一种理想冷却介质； 海水的水源充裕但水质难以控制且其腐蚀和结垢问题比较突出，为减少腐蚀和结垢应限制海水的出口温度不应超过55℃； 滑油的比热小，传热效果较差，在高温状态易在冷却腔内产生结焦，但它不存在因漏泄而污染曲轴箱油的危险，因而适于作为活塞的冷却介质。 二、冷却系统的组成和布置 柴油机冷却系统一般是用海水强制冷却淡水和其它载热流体（如滑油、增压空气等）。在系统布置上，海水系统属开式循环，淡水及滑油等属于闭式循环，两者组成的冷却系统称“闭式冷却系统”。 （一）开式循环冷却系统
第三节冷却管系 一、冷却管系的任务及组成 内燃动力装置中有许多机械设备，在正常运行过程中不断地散发出热量，这些热量如不及时散发，机械设备的温度就不断上升以至超过容许界限而不能继续工作，造成严重事故，冷却系统的主要使命就是要解决这些机械设备的散热问题，从而保证各种机械设备正常工作。 在舰船上需要散热的机械设备有： ①主、辅柴油机，包括气缸盖、气缸壁、活塞、增压器等。 ②主、辅机的滑油冷却器、淡水冷却器、及增压空气中间冷却器等热交换器。 ③轴系的轴承、尾轴管和传动设备。 ④空气压缩机等。 另外，压缩机等排出的气体以及废汽和凝结水等也都需要给以冷却，以适应工作过程的需要。 由于在上述机械设备中，以主机散发出的热量为最多，冷却管路规模也最大。 为了保证气缸工作容积壁部不受高温的影响，并保持气缸工作表面上润滑油膜，需要在其受热的壁部施行有效的冷却。此外，由于运动部件摩擦所产生的热量，必须从它的产生处，直接地与间接地通过润滑油将热量传递到冷却剂中，否则这些部分将大量积聚热量而引起损坏。发动机的单位功率提得愈高时，冷却则更加重要。 不良的冷却将使气缸与燃料室的壁部有过高的温度，其后果将造成润滑油碳化、活塞环胶结，活塞过度磨蚀与咬合和排气阀过热等害处。 二、冷却管系设计的一般要求 钢质海船的冷却管系的设计要求见有关规定及本书有关章节介绍，而军用舰艇冷却管系的设计与布置应满足如下要求： （1）每台主机应有独立的冷却管系及循环水管系。 （2）辅机一般应有独立的冷却水管系。若几台辅机共用一台海水冷却泵时，应设有备用泵或代用泵。 （3）采用自流式冷却及循环水管系，除应满足主机各种正车工况外，还必须满足主机空车和倒车工况的要求。 （4）登陆舰艇应考虑登滩前后一段时间内的主、辅机海水冷却。若采用压载水舱作为海水冷却循环水舱时，该舱的容量应满足上述时间内的主、辅机的冷却需要，并应有和舷外海水的转换装置。 （5）滑油冷却器中的冷却水压力应低于滑油压力。 （6）采用自流式循环水系统的主汽轮机组，必须设有一台循环水泵以满足主汽轮组最大倒车功率及舰船备航和低速航行时的需要。
编号：
冷却系统设计规范
编制： 万 涛
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厦门金龙联合汽车工业有限公司技术中心 年月日
一、概述 要使发动机正常工作，必须使其得到适度的冷却，冷却不足或冷却过度均会带来严重
的影响。 冷却不足，发动机过热，会破坏各运动机件原来正常的配合间隙，导致摩擦阻力增加，
磨损加剧，特别是活塞环和气缸壁之间的运动，严重时会发生烧蚀、卡滞，使发动机停转 或者发生“拉缸”现象，刮伤活塞或气缸，更严重时还会发生连杆打烂气缸体现象。也会 使润滑油变稀，运动机件间的油膜破坏，造成干摩擦或半干摩擦，加速磨损。同时会降低 发动机充气量，使发动机功率下降。
发动机过度冷却时，由于冷却水带走太多热量，使发动机功率下降、动力性能变差。 发动机过冷，气缸磨损加剧。同时，由于过冷，混合气形成的液体，容易进入曲轴箱使润 滑油变稀，影响润滑作用。
由此可见，使发动机工作温度保持在最适宜范围内的冷却系，是何其重要。一般地， 发动机最适宜的工作温度是其气缸盖处冷却水温度保持在 80℃~90℃，此时发动机的动力 性、经济性最好。 二、冷却系统设计的总体要求
a)具有足够的冷却能力，保证在所有工况下发动机出水温度低于所要求的许用值（一 般为 55°）； b) 冷却系统的设计应保证散热器上水室的温度不超过 99 ℃。 c) 采用 105 kPa 压力盖，在不连续工况运行下，最高水温允许到 110 ℃，但一年中
水温达到和超过 99 ℃的时间不应超过 50 h。 d) 冷却液的膨胀容积应等于整个系统冷却液容量的 6 %。 e) 冷却系统必须用不低于 19 L/min 的速度加注冷却液，直至达到应有的冷却液平面，
以保证所有工作条件下气缸体水套内冷却液能保持正常的压力。 三、冷却系统的构成
液体冷却系主要由以下部件组成：散热器、风扇、风扇护风罩、皮带轮、风扇离合器、 水泵、节温器、副水箱、发动机进水管、发动机出水管、散热器除气管、发动机除气管等。
发动机冷却系统的设计原则 （李勇） 水冷式汽车发动机冷却系统一般由散热器、节温器、水泵、缸体水道、缸盖水道、风扇及连接水管、冷却液等组成。我们主机厂主要根据整车布置及发动机功率的要求来选定散热器及各零部件的形状、大小，并合理布置整个冷却系统，保证发动机的动力性、经济性、可靠性和耐久性，从而提高整车的性能。 一、冷却系统的总体布置原则 冷却系统总布置主要考虑两方面，一是空气流通系统；二是冷却液循环系统。因此在设计中必须做到提高进风系数和冷却液循环中的散热能力。 1，提高进风系数。要做到提高进风系数就必须要做到：（1）减小空气的流通阻力，（2）降低进风温度，防止热风回流。 （1）减小空气的流通阻力 设计中应尽量减少散热器前面的障碍物，进风口的有效进风面积不要小于60﹪的散热器芯部正面积；在整车布置允许的前提下，尽可能采用迎风正面积较大的散热器；风扇与任何部件的距离不应小于20mm，这样就可以组织气流通畅排出，可以减少风扇后的排风背压。 （2）降低进风温度， 要合理布置散热器的进风口，提高散热器与车身、发动机舱接合处的密封性，防止热风回流。 （3）合理布置风扇与散热器芯部的相对位置 从正面看，尽量使风扇中心与散热器中心重合，并使风扇直径与正
方形一边相等，这样可以使通过散热器的气流分布最为均匀，或者使风扇中心高一下些，使空气流经散热器上部的高温高效区。 另：考虑发动机振动的因素，风扇和护风罩之间的间隙应该在20mm 以上。 从轴向看，尽可能加大风扇前端面与散热器之间的距离，并合理设计护风罩。要使气流均匀通过散热器芯部整个面积，必须要求风扇与散热器之间保持一定的距离，一般对载货汽车，风扇与散热器芯部之间的距离不得小于50mm。 2，提高冷却液循环中的散热能力 要提高冷却液循环中的散热能力，提高冷却液循环中的除气能力是关键。冷却系统的气体会造成水泵流量下降，使散热器的冷却率下降；还会造成发动机水套内局部沸腾，致使局部热应力猛增，影响发动机性能；在热机停工况，气体还会造成冷却液过多的损失。因此要提高冷却液循环中的除气能力，其措施就是设计膨胀水箱和相应的除气管路（当散热器位置比发动机位置高时，可以在散热器上部直接开一个注水口，并在注水口上用一压力式的散热器盖即可，我厂的农用车型的散热器就是采用此方式进行排气及加水）。 二、散热器的选择 （1）现在我厂基本上全部都采用铜制散热器，芯部结构为管带式的。散热器要带走的热量Q w，按照热平衡的试验数据或经验公式计算：Q w=（A·g e·Ne·h n）/3600 kJ/s 式中： A—传给冷却系统的热量占燃料热能的百分比，对柴油机A=0.18～0.25
船舶发动机冷却系统
第六章冷却系统 第一节冷却系统的功用、组成和布置 一、冷却系统的功用 柴油机工作时的燃气温度高达1800℃左右，使与燃气直接接触的气缸盖、气缸套、活塞、气阀、喷油器等部件严重受热。严重的受热会造成： ①材料的机械性能下降，产生较大的热应力与变形，导致上述部件产生疲劳裂纹或塑性变形； ②破坏运动部件之间的正常间隙，引起过度磨损，甚至发生相互咬死或损 坏事故；③燃烧室周围部件温度过高，使进气温度升高，密度降低，从而减少进气量；增压后的空气温度也会升高，并影响进气量； ④润滑油的温度也逐渐升高，粘度下降，不利于摩擦表面油膜的形成，甚 至失去润滑作用。 综上所述，为了保证柴油机可靠工作必须对柴油机受热机件，滑油及增压后的空气 等进行冷却。 然而从能量利用观点来看，柴油机的冷却是一种能量损失，过分冷却将导致燃油滞燃期延长，产生爆燃和燃烧不完全，增加加散热损失；机件内外温度差过大，以致热应力超过材料本身的强度而产生裂纹，润滑油粘度变大而增加 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
摩擦功的消耗；在燃用含硫量较高的重油时，将产生低温腐蚀，使缸套严重腐蚀等。 因此，在管理中应既不使柴油机因缺乏冷却而导致机件过热，也不使柴油机因过分冷却而造成不良后果，应有所兼顾。冷却系统的主要任务应是保证柴油机在最适宜的温度状态下工作，达到既能避免零件的损坏和减小其磨损，又能充分发出它的有效功率。近代，从尽量减少冷却损失以充分利用燃烧能量出发，国内、外正在进行绝热发动机的研究，相应发展了一批耐高温的受热部件材料，如陶瓷材料等。 目前，柴油机的冷却方式分为强制液体冷却和风冷两种，绝大多数柴油机使用前者。而液体冷却的介质通常有淡水、海水、滑油等三种。 淡水的水质稳定，传热效果好并可采用水处理解决其腐蚀和结垢的缺陷，因而它是 目前使用最广泛的一种理想冷却介质； 海水的水源充裕但水质难以控制且其腐蚀和结垢问题比较突出，为减少腐蚀和结垢应限制海水的出口温度不应超过55℃； 滑油的比热小，传热效果较差，在高温状态易在冷却腔内产生结焦，但它不存在因 漏泄而污染曲轴箱油的危险，因而适于作为活塞的冷却介质。 二、冷却系统的组成和布置 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢3
一、冷却系统说明 二、散热器总成参数设计 三、膨胀箱总成参数设计 四、冷却风扇总成参数设计 五、水泵总成参数设计 六、橡胶水管参数设计 七、节温器选择 八、冷却液选择 一、冷却系统说明 内燃机运转时，与高温燃气相接触的零件受到强烈的加热,如不加以适当的冷却，会使内燃机过热，充气系数下降，燃烧不正常（爆燃、早燃等)，机油变质和烧损,零件的摩擦和磨损加剧,引起内燃机的动力性、经济性、可靠性和耐久性全面恶化。但是,如果冷却过强，汽油机混合气形成不良,机油被燃烧稀释,柴油机工作粗爆,散热损失和摩擦损失增加，零件的磨损加剧，也会使内燃机工作变坏。因此，冷却系统的主要任务是保证内燃机在最适宜的温度状态下工作。 1.1 发动机的工况及对冷却系统的要求 一个良好的冷却系统,应满足下列各项要求: 1）散热能力能满足内燃机在各种工况下运转时的需要。当工况和环境条件变化时,仍能保证内燃机可靠地工作和维持 最佳的冷却水温度;
2）应在短时间内，排除系统的压力； 3）应考虑膨胀空间,一般其容积占总容积的4-6％; 4）具有较高的加水速率。初次加注量能达到系统容积的90％以上。 5）在发动机高速运转,系统压力盖打开时，水泵进口应为正压; 6）有一定的缺水工作能力，缺水量大于第一次未加满冷却液的容积; 7）设置水温报警装置; 8）密封好，不得漏气、漏水； 9）冷却系统消耗功率小。启动后,能在短时间内达到正常工作温度。 10）使用可靠,寿命长，制造成本低。 1.２冷却系统的总体布置 冷却系统总布置主要考虑两方面:一是空气流通系统;二是冷却液循环系统。在设计中必须作到提高进风系数和冷却液循环中的散热能力。 提高通风系数:总的进风口有效面积和散热器正面积之比≥3０％。对于空气流通不顺的结构，需要加导风装置使风能有效的吹到散热器的正面积上,提高散热器的利用率。 在整车空间布置允许的条件下,尽量增大散热器的迎风面积,减薄芯子厚度。这样可充分利用风扇的风量和车的迎面风，提高散热器的散热效率。一般货车芯厚不超过四排水管,轿车芯厚不超过二排水管。
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目录 1概述 (1) 1.1任务来源 (1) 1.2冷却系统基本介绍 (1) 1.3汽车冷却系统的结构简图 (1) 1.4计算的目的 (1) 2冷却系统设计的输入条件 (1) 3冷却系统的设计计算 (1) 3.1发动机水套散热量Q水 (1) 3.2散热器最大散热量 (2) 3.3散热器设计工况和校核工况 (2) 3.4系统压力 (2) 3.5散热器的设计计算 (2) 3.5.1芯子正面面积 (2) 3.5.2冷却水管的选择 (3) 3.5.3散热器散热面积 (3) 3.6风扇参数设计 (4) 3.6.1风扇外径的确定 (5) 3.6.2风扇风量的确定............................... 错误！未定义书签。 3.7计算结果 (7) 4结论及分析....................................... 错误！未定义书签。参考文献 .................................... 错误！未定义书签。
发动机冷却系统设计计算报告 1概 述 1.1任务来源 根据？项目整车开发合同，在对样车进行逆向开发的基础上，动力总成选用三阳？发动机，青山？手动变速器，其它发动机附件及各系统，参考标杆车及国内同类汽车底盘结构，进行选型和设计。 1.2冷却系统基本介绍 冷却系统由散热器、电子风扇、膨胀水壶等零部件组成。其功能是对发动机进行强制冷却，保证发动机能始终处于最适宜的温度状态下工作，以便获得较高的动力性、经济性及可靠性。本车的发动机冷却系统为闭式强制水冷系统。 1.3汽车冷却系统的结构简图 汽车冷却系统结构简图见图1 ？ 图1：冷却系统 1.4计算的目的 通过计算确定散热器芯部的几何尺寸及风扇的风量及外径。 2冷却系统设计的输入条件 表1 SK-L1冷却系统设计基本参数 3冷却系统的设计计算 3.1发动机水套散热量水Q 1)发动机输出最大功率时,发动机水套散热量水Q =？ kJ/h (发动机厂家提供的数据). 2)发动机输出最大扭矩时,最大功率为？kW,发动机发动机厂家不能提供比Q ,根据经验值比Q =2200kJ/(kW.h)，由于max 1N Q Q ?=比水(汽车设计手册),发动机水套
冷却系统计算
冷却系统计算 一、闭式强制冷却系统原始参数 都以散入冷却系统的热量Q W 为原始数据，计算冷却系统的循环水量、冷却空气量，以便设计或选用水泵、散热器、风扇 1．冷却系统散走的热量Q W 冷却系统散走的热量Q W ，受很多复杂因素的影响，很难精确计算，初估Q W ，可以用下列经验公式估算：（千焦/秒） （1-1） ---传给冷却系统的热量占燃料热能的百分比，对汽油机 A=0.23~0.30，对柴油机A=0.18~0.25 ---内燃机燃料消耗率（千克/千瓦.小时） ---内燃机功率（千瓦）---燃料低热值（千焦/千克） 如果内燃机还有机油散热器，而且是水油散热器，则传入冷却系统中的热量，也应将传入机油中的热量计算在冷却系统中，则按上式计算的热量值应增大5~10% 一般把最大功率（额定工况）作为冷却系统的计算工况，但应该对最大扭矩工况进行验算，因为当转速降低时可能形成蒸汽泡（由于气缸体水套中压力降低）和内燃机过热的现象。 具有一般指标的内燃机，在额定工况时，柴油机可取0.21~0.27千克/千瓦.小时，汽油机可取0.30~0.34千克/千瓦.小时，柴油和汽油的低热值可分别取41870千焦/千克和43100千焦/千克，将此值带入公式即得 汽油机=（0.85~1.10）3600h N g Q u e e W A A g e N e h u Q W g e g e Q W N e
柴油机=（0.50~0.78）车用柴油机可取=（0.60~0.75），直接喷射柴油机可取较小值，增压的直接喷射式柴油机由于扫气的冷却作用，加之单位功率的冷却面积小，可取=（0.50~0.60），精确的应通过样机的热平衡试验确定。 取=0.60考虑到机油散热器散走的热量，所以在上式计算的基础上增大10%额定功率： ∴ 对于420马力发动机=0.6*309=185.4千焦/秒 增大10%后的=203.94千焦/秒 ∴ 对于360马力发动机=0.6*266=159.6千焦/秒 增大10%后的=175.56千焦/秒 ∴ 对于310马力发动机=0.6*225=135千焦/秒 增大10%后的=148.5千焦/秒 最大扭矩： ∴ 对于420马力发动机=0.6*250=150千焦/秒 增大10%后的=165千焦/秒 ∴ 对于360马力发动机=0.6*245=147千焦/秒 增大10%后的=161.7千焦/秒 ∴ 对于310马力发动机=0.6*180=108千焦/秒 增大10%后的=118.8千焦/秒 2．冷却水的循环量 根据散入冷却系统中的热量，可以算出冷却水的循环量Q W N e Q W N e Q W N e Q W Q W N e Q W Q W Q W Q W Q W Q W Q W Q W Q W Q W Q W Q W Q W V W
经济型轿车 冷却系计算报告
目录 一、概述 (1) 1.1冷却系统的任务： (1) 1.2组成： (1) 1.3冷却系统概述： (1) 二、冷却系统设计的参数 (2) 2.1汽车参数 (2) 2.2发动机水套散热量Q水 (2) 2.3散热器的最大散热能力Q MAX (3) 2.4沸腾风温 (3) 2.5散热器设计工况和校核工况 (3) 2.6系统压力 (3) 三、冷却系统的设计计算 (3) 3.1散热器的设计计算 (3) 3.1.1 散热器芯子正面面积F f (3) 3.1.2 散热面积S (4) 3.1.3 校核 (4) 3.2风扇参数设计 (5) 3.2.1 风扇风量的确定 (5) 3.2.1 风扇外径D2 (5) 参考文献 (6)
一、概述 1.1 冷却系统的任务： 冷却系统通过对发动机进行强制冷却，保证发动机能始终处于最适宜的温度状态下工作，以获得较高的动力性、经济性及可靠性。 1.2 组成： 散热器、进水管、出水管、膨胀水箱、风扇、除水管、放水开关、电子风扇及其上述各零部件的辅件。 1.3 冷却系统概述： 冷却系统通过对发动机进行强制冷却，保证发动机能始终处于最适宜的温度状态下工作，以获得较高的动力性、经济性及可靠性。本车底盘发动机冷却方式为闭式强制水冷系统。 该车为高级轿车，行驶路面状态较好，散热器承受的振动应力相对小一些，灰尘较少。因此本系统中散热器采用封闭直流强制循环管带式散热器提高散热能力，材料采用铝制减轻重量，设置膨胀水箱用来增加除气能力，散热器盖选用两挡旋开式以确保适当的系统
压力。在本系统中散热器的上下部均设置两个橡胶减振垫用螺栓固定, 以消除来自地面的振动和车架的扭曲变形等影响。连接发动机和散热器之间的管路采用了橡胶管的方式可抵消发动机与车架之间的相对位移。 本系统采用薄片型轴流吸风式电子风扇，由电机驱动风扇；由于电驱动风扇装在护风罩上，故其间隙为2mm左右。电动风扇采用两级调速，在冷却液温度低时，低速转动；而在冷却液温度高时温控开关接通，使风扇高速转动，提高经济性，降低噪声的优点。 二、冷却系统设计的参数 2.1汽车参数 发动机排量：2.4L 发动机气缸数：4 额定功率：101.6/5500（kw/rpm） 最大扭矩：204.8N·m（2500rpm） 发动机对冷却系统的要求：发动机最高工作温度≤118℃，正常工 作温度为88～90℃； 以上为本次设计轿车的部分参数，作为冷却系统设计计算的基础参数。 2.2 发动机水套散热量Q水 依据《汽车设计手册》提供公式Q水=Q比?Ne max 发动机为顶置气门汽油机，Q比选择3300KJ/(Kw·h) Ne max------发动机最大功率，101.6Kw
2008年(第30卷第9期 汽车工程Aut omotive Engineering 2008(Vol . 30 No . 9 2008170 车用发动机冷却系统工作过程与匹配计算 成晓北, 潘立, 周祥军 1 1 2 (11华中科技大学能源与动力工程学院, 武汉430074; 21玉柴机器股份有限公司技术中心, 玉林537005 [摘要]对一台车用柴油机的冷却系统进行冷却系统水流和热流分布台架试验, 利用流体系统仿真分析软件 对整个冷却系统工作循环过程、热平衡状态和冷却系统匹配性能进行仿真计算, 并依据试验得到的相关结果验证了计算模型, 对影响其冷却性能的一些因素进行详细分析, 最后指出该冷却系统存在的问题, 并提出优化改进方案。 关键词:汽车柴油机; 冷却系统; 水流分布; 热流分布; 试验; 仿真 Working Pr ocess and Matching Si m ulati on of Cooling System in D iesel Engine Cheng X i a obe i , Pan L i i a 1 1
2 11School of Energy &Po w er Engineering, Huazhong uhan 430074; 21R &D Center , Yulin iesel Yulin 537005 [Abstract]and heat flux distributi ons in the cooling syste m of a vehicle diesel engine is . si m ulati on on the working p r ocess, ther mal balance and matching perf or mance of the whole cooling syste m is carried out with one 2di m ensi onal co mmercial s oft w are F LOWMASTER2. The si m ulati on models are verified by test results, and s ome fact ors affecting the perf or mance of cooling syste m are analyzed in de 2tail . Finally, the p r oble m s re mained in existing cooling syste m are pointed out with i m p r ove ment sche me p r oposed . Keywords:veh i cle d i esel eng i n e; cooli n g syste m; wa ter flow d istr i buti on; hea t flux d istr i buti on; test ; si m ul a ti on 水泵流量过大等。通过对影响冷却性能的因素进行 前言 随着发动机升功率的不断提高, 产生的热流密度也随之增大, 普遍存在着发动机冷却液温度过高的问题。因此, 对发动机冷却系统进行整体优化改进, 解决高功率密度下发动机冷却和热平衡问题是满足上述要求而必须突破的技术关键。现代发动机设计中, 必须要考虑发动机各流体系统之间的热影响, 即发动机的热管理 [1] 分析, 提出了对该发动机冷却系统的改进方案。 1热流分布试验
游艇发动机分类和常识 （时间:2010-8-11 15:08:44 共有 7人次浏览） (一)发动机种类 按安装类型分： 舷內机：发动机安装在船体内侧，大型游艇使用。 舷内外机：发动机安装在船体内侧，推进器安装在船体外侧。中小型艇用。 舷外机：未永久固定装置于船上，需随时拆卸移置于岸上供推进用的机器。由于体积小、功率大、转速高而广泛应用于高速艇、渔船及工作船。 喷射引擎：将水吸入引擎，加速向后方喷射以获得动力，不需要舵，只要改变喷射方向即可改变船只的行进方向。 按使用燃料分： 汽油发动机：较柴油发动机体积小,重量轻，噪音低，易检修。相对比较容易发动，因为汽油的燃点低,热效率低,热效能转化为动能的行程短，动能转化为速度容易发挥，加速敏捷也易于操控，适合推动船身及载重较轻的小船。 柴油发动机：与汽油机相比，柴油机的优点是柴油价格便宜，经济性好，故障较少。从马力角度说，柴油机马力比汽油机马力大，在船舶上的应用更为广泛。柴油机的使用寿命相对较长而且操作费用相对较少。柴油热点高,热效率高，热效能转化为动能的行程长，动能发挥及加速反应较慢，但动能转化和加大扭力的能力强，比较适合推动重型船身及载重较大的船。 (二)发动机性能 发动机如同游艇的“心脏”。体现发动机品质高低主要是看动力性和经济性，也就是说，发动机要具有较好的功率、良好的加速性和较低的燃料消耗量。影响发动机功率和燃料消耗量的因素有很多，其中影响最大的因素有排量、压缩比、配气机构。 不能单凭速度一项指标来评定游艇上发动机的性能，在游艇上，性能是舒适性，稳定性，操控性，节省燃料，及速度的融合体。 (三)发动机品牌 发动机品牌选择主要是看在该发动机厂家是否在中国地区有良好的服务网络，因为再好的发动
大连海事大学毕业论文 专业班级： 姓名：王逸飞 指导教师：张跃文 继续教育学院
船舶柴油机冷却水系统的智能控制 内容摘要 本文针对传统的船舶柴油机冷却水PID控制系统不能快速、准确、稳定地调节冷却水温度的问题,提出了智能冷却水温度控制系统总体控制方案和具体方法。在建立船舶柴油机中央冷却系统高温淡水（缸套冷却水）冷却回路的动态热力学模型的基础上，又将柴油机功率模糊控制信号引入到高温冷却水温度控制系统中。通过预先调节三通阀的开度，达到降低冷却水温度动态偏差，快速调节冷却水温度的目的。应用Matlab软件对系统的仿真结果表明，基于功率信号模糊预调节与水温Smith+PID调节的智能控制方法，明显优于常规PID控制方法。在实际应用中实现了对船舶柴油机冷却水的智能精确控制，减少了油耗，延长了发动机的使用寿命。 关键词：智能温度控制；功率信号；精度高；响应快 ABSTRACT The system cannot fast, accurate, and stable control of cooling water temperature control machine cooling water of PID marine diesel engine the traditional, proposed intelligent cooling water temperature control system overallcontrol plan and specific method. In the establishment of the central cooling system of ship diesel engine (high temperature water jacket cooling water) dynamically basedon the thermodynamic model of the cooling circuit, and the power of the diesel engine fuzzy control signal into high temperature of cooling water temperature control system.Through the opening of the regulating valve in advance, to reduce the temperature of the cooling water dynamic deviation, rapid adjusting cooling water temperature in the.The system simulation results show that the power signalusing Matlab software, the fuzzy intelligent control methodand preconditioned regulating water temperature based on Smith+PID, is superior to the conventional PID control method. In the practical application to realize accurate control of the intelligent marine diesel engine cooling water,reduce oil consumption, prolong the service life of the engine. I