重型汽车冷却系统和中冷系统设计规范

冷却系设计要求冷却系设计说明书冷却系设计要求：1、保证发动机在任何工况下工作在最佳温度范围；2、发动机启动后能在短时间内达到最佳温度范围；3、保证散热器散热效率高，材料消耗少；4、水泵，风扇消耗功率小，噪声低；5、冷却系统中的零部件拆装、维修方便。

冷却系结构：1、基本结构：该结构由发动机水路、水泵、散热器、风扇、节温器以及连接管路组成。

为保证冷却系统中的气体能顺利排出，加水充分，排水彻底，一般要求散热器的上水室（散热器进水室）进水口处为冷却系统的最高点，下水室（出水室）出水口为冷却系的最低点。

2、带补偿水桶结构：补偿水桶的作用是发动机工作时水温升高后，水膨胀外溢可流入补偿水桶内；当水温降低后，冷却系水体积减小，补偿水桶内的水会重新被吸回到冷却系。

特点：为确保补偿水桶内的水进出通畅、对冷却系统的密封性要求较高。

散热器的上下水室也应处在冷却系的最高及最低点。

3、带膨胀水箱结构：膨胀水箱布置在冷却系最高点，散热器的最高点可以低于发动机。

散热器设计要点：1、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。

这样可以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。

2、货车散热器一般采用纵流结构，因为货车的布置空间较宽裕。

而且纵流式结构的散热器强度及悬置的可靠性好。

轿车由于空间限制，也可采用横流结构。

散热器悬置设计要点1、悬置点应设计在一个部件总成上，改善散热器受力状况，尽量减少散热器的振动强度。

主悬置点应与辅助悬置点保持一定的距离，以提高散热器的稳定性。

主悬置点，辅助悬置点处散热器与其连接的部件总成之间以胶垫或胶套等柔性非金属材料过度达到减振的目的。

护风罩设计要点1、确保风扇产生的风量全部流经散热器，提高风扇效率。

护风罩对低速大功率风扇效率提高特别显著。

2、风扇与护风罩的径向间隙越小，风扇的效率越高。

一般控制在5-25mm。

3、从成本角度考虑，在大批量生产的车型中，多采用塑料护风罩。

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页第1页水泵、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。

发动机冷却系统设计规范发动机冷却系统在汽车和其他内燃机动力设备中起着至关重要的作用。

它的设计和工作原理直接影响到发动机的性能、寿命和可靠性。

因此，对于发动机冷却系统的设计规范十分重要。

本文将探讨一些常见的发动机冷却系统设计规范。

首先，冷却剂的选择是冷却系统设计的首要考虑因素之一、冷却剂应具有良好的热传导性能、高温稳定性、低粘度和耐腐蚀性。

一般来说，乙二醇和甘油是常用的冷却剂。

冷却剂的选择应根据发动机的工作条件和环境温度进行合理的考虑。

其次，冷却系统的设计应根据发动机的散热需求进行。

发动机在工作时会产生大量的热量，因此需要一个有效的散热系统来保持发动机的温度在可控制的范围内。

冷却系统应包括散热器、水泵、温度传感器和风扇等组件。

散热器的设计应充分考虑到冷却剂的流动性和散热面积，以提高散热效果。

另外，冷却系统的设计还应考虑到发动机的工作性质和负载条件。

例如，对于大型货车或挖掘机等需要长时间连续工作的设备，冷却系统应具备足够的散热能力，以保证发动机在高负荷下不会过热。

此外，还需要考虑到环境温度和海拔等因素对冷却系统的影响，以确保发动机在各种工作条件下都能保持适当的温度。

值得注意的是，冷却系统设计应注重节能和环保。

冷却系统的能源消耗在整个发动机系统中占据很大比例，因此应设计出能有效降低能耗的冷却系统。

例如，可以采用可变速风扇或控制风扇的闭环反馈系统，以根据发动机的温度自动调整风扇转速。

此外，应选择符合环保要求的冷却剂和材料，以减少对环境的污染和健康的影响。

最后，冷却系统的设计还应注重可靠性和维护性。

一个好的冷却系统应具备稳定的性能和长久的使用寿命。

例如，冷却系统的管道应采用高质量的材料和耐腐蚀的涂层，以防止管道的堵塞和泄漏。

此外，冷却系统的设计还应方便维护和检修，以减少维修时间和成本。

综上所述，发动机冷却系统设计规范是确保发动机正常运行和延长其使用寿命的关键因素之一、冷却剂的选择、散热系统的设计、能耗和环保、可靠性和维护性等都是设计冷却系统时需要考虑的重要因素。

冷却和中冷系统设计规范冷却和中冷系统设计规范1. 适用范围本设计规范适用于重型汽车冷却、中冷系统设计。

本设计规范规定了冷却、中冷系统设计中应遵循的通用原则，和一般的设计方法。

2. 设计原则设计良好的冷却、中冷系统应该充分考虑以下几方面原则：2.1 首先应优先考虑冷却、中冷系统的冷却能力问题。

其中所要求的冷却常数、中冷系统冷却效率及发动机进气温度等皆应一一满足。

2.2 冷却、中冷系统的安装方式及在整车中的合理位置也应充分考虑，不应有因为安装点位置及结构引起系统损坏或造成潜在易损坏因素。

系统在整车中的位置将影响其性能，应谨慎考虑。

2.3 冷却、中冷系统的管路应合理并力求简洁清晰。

防止因管路走向不合理而引起的系统内阻的增加和性能的下降。

2.4 冷却、中冷系统应有良好的保护装置，防止系统异常损坏和性能下降。

2.5 冷却、中冷系统的设计应考虑到装车工艺性要求和维修的接近性要求。

3. 设计方法3.1 中冷器和散热器的设计、选择及安装：如果有足够的空间，冷却系统可以选用迎风面积大、芯子薄、散热效率高的热交换器。

在有风扇离合器控制风扇运作的情况下，应充分利用空间加大热交换器的尺寸，这样可以降低风扇的功耗和降低风扇工作噪声。

在无中冷器的情况下且无风扇离合器情况下，按经验推荐，发动机功率每100千瓦的散热器迎风面积应为0.3～0.375m2之间。

由于排放法规要求，现代重型车上一般具有空空中冷系统。

所以在推荐迎风面积上稍作增加。

散热器散热面积（冷侧）的推荐值大概为：0.1～0.16 m2/kW(发动机功率)。

在中冷系统布置空间足够时，一般推荐采用一字流向的中冷器，反之则为U型流向的中冷器。

因为U型的中冷器的内阻大于一字流的中冷器。

另外中冷器气室应尽量避免遮蔽散热器芯子太多面积。

中冷器和散热器的芯子可参考以往系统配置，因为主片模具价格较贵，如无必要，尽量采用同样的管型和散热带波高。

由于中冷器处于冷却空气上游，必须将它设计成能适应多尘的环境，推荐每英寸的散热片为8～10片，散热带可不开窗以便清洗。

QCT 828-2010是汽车行业的一项标准，全称为《汽车水冷中冷器性能要求及台架试验方法》。

该标准规定了汽车水冷中冷器的性能要求和试验方法，旨在确保汽车发动机的正常运行和可靠性。

下面是对该标准的详细介绍。

一、背景与意义汽车水冷中冷器是汽车冷却系统中的重要组成部分，负责将发动机的热量传递给冷却液，再通过散热器将热量散发到大气中。

水冷中冷器性能的好坏直接影响到汽车发动机的性能和寿命。

因此，制定一套科学、合理的性能要求及试验方法，对于保证汽车水冷中冷器的质量和可靠性具有重要意义。

二、主要内容1. 性能要求QCT 828-2010标准对汽车水冷中冷器的性能要求包括以下几个方面：(1)传热性能：水冷中冷器应具有足够的传热能力，确保发动机的热量能够被及时传递给冷却液。

(2)阻力性能：水冷中冷器应具有较低的阻力，以减小冷却液流经水冷中冷器时的压力损失。

(3)耐腐蚀性能：水冷中冷器应具有较好的耐腐蚀性能，能够承受冷却液和大气中的有害物质侵蚀。

(4)密封性能：水冷中冷器应具有较好的密封性能，防止冷却液漏出。

(5)结构与外观：水冷中冷器应具有合理的结构和外观，方便安装和维护。

2. 试验方法为了验证水冷中冷器的性能是否符合要求，QCT 828-2010标准规定了相应的试验方法。

具体试验项目包括：传热性能试验、阻力性能试验、耐腐蚀性能试验、密封性能试验以及外观质量检查等。

这些试验方法旨在全面评估水冷中冷器的各项性能指标，确保其在实际使用中的可靠性。

三、应用与影响QCT 828-2010标准的实施对于提高汽车水冷中冷器的质量和可靠性具有重要影响。

通过该标准的规定，汽车制造商可以更加明确地了解水冷中冷器的性能要求，从而在生产过程中采取相应的质量控制措施。

此外，该标准也为客户在选择汽车水冷中冷器时提供了参考依据，有助于推动汽车零部件行业的健康发展。

乘用车冷却系统布置及主要零部件设计规范1范围本标准规½T ⅛F∏车冷知姿统布置及主更零部件的设计杓想、设计要求、BeMhi U ark 和灾效模式“ 本标准适用丁本公司皮F Λ SLV 、轿年齒总布置设计中冷知系统的布宣及主要谷部件设计・ 2规范性引用文件下列文件对于本乂件的用用足必不町少的。

凡足注日期的引用丈件.仅所注日期的版本适用于本文 件=凡足不注日期的引用文件，rtsa 版本（包括所有的修改单）适用于本文件・Q/CC JT （K ）2-2011汽车取热躊 技术条件汽年用输术掾胶软待技术条件 汽车散热辭电动・风塌技术条件 溢水罐总成技术条件 水冷式油冷器总成技术条件 内燃机 晦乐空代冷却器 技术条件 Q/CC JT33O —2012凤冷式油冷器 技术条件 Q/CC JT342—2012 HT-ACMjfi 轮增圧胶曾技术条件3设计构想 3.1功能要求发动机运∙⅛髙湿燃弋相技处的号部件受如采不加以适当冷却J 会使发动机过热，充气系 数卜降.导致燃疣不止常（辉熾、早燃等）、机油变质和烧损，不那件的障擦和管损加剧，引起发动机 的动力性、经济性、可维性和咐久性全面恶化.但是如采冷却过强，汽油机混合U 形成不良，伍St 表面 机油彼燃油烯驿造成气缸曙损增加.丙此，冷却系统的主亜任务足保证发动机在适合的温度状态下正常 运魚3.2顾喜、市场要求3.2.1 —个良好的冷却累统应诛满足下列件项娶求：a ） 敵热呢力能满足发动机在备种T 况卜远转的％要・当丁况和坏境条件变化时•仍能;保证发动机 可塑的工作和维持的最佳冷却水ISJ 支？b ） 柱規定的时间内，排除系統内气淹IC ）膨胀水辑的总容枳应•包含占冷却系统总容枳6%的膨胀容段、占•冷却系统总容⅛1 10%的储⅛∙容 枳以及必备的残射容枳；d ）貝有较离的加木運率，初次加注IE 能达到系统容枳的X%以h ：e ） 在发动机离速运转时•泵统乐力打开时，水帝进水口为f ） 保址一定的缺水丁作能力，Wt ⅛ft 人于笫一次未加满的容积：g ） 设置水温报警驶置Jh ） 密封性较好，不允许StiS ：I ） 冷却系统消耗功率小，启动后，龍在短时州内达到止⅛∙MT 作溫度：J ） 可靠性、寿1⅛要有保障•，同时制造成本低亠Q/CC JToI4—2008 Q/CC JTI47—2OID Q/CC JTl 56—2009Q/CC JTl 72—Q/CC JT305—2011 承圧式淋朮罐总成技术*件 Q/CC SY0B2—2013 整千保安防灾评价3.2.2随右冷却系统的发展，电控冷却系统即将取代传統的冷知系统，冷却系统部件也随之增加" 33相关法规要求相关的法规莹求见本标准在条款中所规范性引用的冇关文件, 4设计要求41冷却系统的总体布直4 1 1冷却系统总布罢主翌考坦两方面：U）空气流通系统：b）冷却術坏系统,4 1. 2在设汁中必须做JiIffir⅛St风系数和冷却液循坏中的散热机力亠4 1.3尽Mffiδ⅛ft进K系敎，总的进址口有效面族和散热器芯休疋面枳之比不小T* 15⅛ CCFKOlI车型实测及验证数Ie）.・故热模块茴端需要加导风装負使风能有吹到故热器的正荷秋上，捉高散M器的和用率，冷空气从车头而罩流入，经散热器芯部，空气温反升高,热空气被入机舱，从发动机两側和底部甘出，在布置过程中应特别注说以F二点：H）冷却枳块曲端尽可能不被阻挡，否则会造成空代进代配力增加从而降低JSK^数；D 由于风席丁作后，会造成风朗的前后斥差较人，部分储空气通过周者朮它路轻从后部高乐处冋流到丽端低圧处，所权必须增加密钊装負：C）风扇中心偏离散热器茁部中心不atiiΛ4o轴向护旳过近，否则κ⅛,⅞⅞能不能得封充分发挥，容品左Ift烛养上形成气流“死金"，便气流产生人^i⅛i⅛或者iffi流损失亠4 14 —农完整的冷却.系统示心见圈1・系统中的主更不部件布置间隙应符fr Q/CC SY082-2013中飽相关规定。

散热布置示意见图1，燃油散热布置示意图2。

柴油机；2.低温回水管路；3.低温出水管路；4.高温出水管路；5.回水管路；6.高温散热器；7.低温散热器.图1柴油机散热布置示意MTU16V4000C11柴油机参数及散热要求2.1柴油机基本参数见表1柴油机冷却系统参数见表2表2冷却系统参数项目额定功率点风扇传动比冷却液循环类型双泵双循环高温水泵最小流量低温水泵最小流量柴油机水套散热量柴油机中冷散热量1672L/min648L/min576kW487kW——————————————————作者简介:罗景文（1978-），男，湖南湘潭人，湘电重型装备有限公司，工程师，学士，研究方向为动力系统设计。

燃油散热器；2.燃油回油管路；3.燃油进油管路；图2燃油散热布置示意表1基本参数参数额定功率额定转速最大扭矩最大扭矩点转速1715kW1900r/min9313N1500r/min图3散热器性能曲线4风扇由于散热要求高，在满足风扇叶尖速度不超标前提下，尽量选择大直径、多叶片风扇。

本次设计采用直径71英寸、11叶，宽叶片风扇，风扇空气流量与空气通过风扇时压力降之间的性能曲线（风扇转速912rpm）见图4。

由图4可知空气流量越大，风扇静压整体呈下降趋势。

5分析计算5.1布置顺序本冷却系统采用吸风式风扇，空气由外向内依次流过燃油散热器、低温散热器、高温散热器，风扇和柴油机。

按空气流过顺序，我们将燃油散热器命名为1号散热器、低温散热器命名为2号散热器、高温散热器命名为3号散热器，并以此顺序进行热平衡计算。

5.2风量确定性能曲线叠加，两条曲线的交点即为散热器与风扇的工作匹配点见图5。

此点对应的空气流量即为理论风量，由图5可知理论风量为127289ft3/min。

风扇性能曲线是基于空气密度1.2kg/m3、导风罩紧密配合得到的，工作匹配点是假定气流除了散热芯外没有其它阻力，但实际情况肯定不符合上述条件，故实际风量小于理论风量。

重型汽车膨胀水壶装置设计探讨刘鸿志【摘要】本文针对重型汽车冷却系统中的重要组成部分——膨胀水壶的设计进行了探讨.首先从膨胀水壶对冷却系统的影响进行说明,分析了膨胀水壶在冷却系统中起到密封、定压、除气、补水、膨胀等作用;然后从设计角度对膨胀水壶容积、最高水位、最低水位等方面内容进行探讨;最后对膨胀水壶的设计原则进行了总结,以便后期膨胀水壶设计时参考使用.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】3页(P25-27)【关键词】重型汽车;冷却系统;膨胀水壶;设计【作者】刘鸿志【作者单位】安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥230601【正文语种】中文【中图分类】U463.5CLC NO.:U463.5 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)05-25-03 随着汽车技术的不断发展，汽车的冷却系统也已经由早期的开放式冷却系统转变为闭式强制循环冷却系统（见图1）。

由于现在冷却系统冷却介质用价格较高的汽车冷却液代替水，如果闭式强制循环冷却系统不具有全封闭的特点，则可能会因为冷却液的蒸发等损失而经常补充造成用户使用成本的增加。

当车辆行驶在不同海拔的地域工况时，还需要调整系统的最大压力，来提高冷却液的沸点，使车辆不至于过早开锅。

冷却系统如果除气性能不好则可能会造成发动机水泵、水道等零部件的气蚀，气蚀是发动机冷却系统的失效模式之一[1]，对发动机的危害很大。

发生气蚀时冷却系统产生大量的气泡，冷却液流量降低，冷却系统散热能力下降，导致发动机温度过高、寿命缩短。

闭式强制循环冷却系统为了实现密封、定压、除气、补水、膨胀等，所以在系统中设置一个相对独立的装置——膨胀水壶装置来实现这些功能。

当前对于重型汽车来说，使用膨胀水壶装置实现闭式强制循环已普遍推广，除了一些相对低端的车型外，中、轻型卡车和乘用车都已经普遍使用该模式的冷却系统。

汽车冷却系统中的膨胀水壶装置一般包括膨胀水壶总成、冷却液补水管、散热器除气管和发动机除气管。

重型汽车冷却系统和中冷系统设计规範●适用範围本设计规範适用于重型汽车冷却、中冷系统设计。

本设计规範规定了冷却、中冷系统设计中应遵循的通用原则，和一般的设计方法。

●设计原则设计良好的冷却、中冷系统因该充分考虑以下几方面原则：1、首先应优先考虑冷却、中冷系统的冷却力气问题。

其中所要求的冷却常数、中冷系统冷却效率及发动机进气温度等皆应一一满足。

2、冷却、中冷系统的安装方式及在整车中的合理位置也应充分考虑，不应有由于安装饰位置及结构引起系统损坏或造成潜在易损坏因素。

系统在整车中的位置将影响其效能，应谨慎考虑。

3、冷却、中冷系统的管路应合理併力求简洁清楚。

防止因管路走向不合理而引起的系统内阻的增加和效能的下降。

4、冷却、中冷系统应有良好的爱护装置，防止系统特别损坏和效能下降。

5、冷却、中冷系统的设计应考虑到装车工艺性要求和修理的接近性要求。

●设计方法1、中冷器和散热器的设计、选择及安装：假如有足够的空间，冷却系统可以选用迎风面积大、芯子薄、散热效率高的热交换器。

在有风扇离合器把握风扇运作的状况下，应充分利用空间加大热交换器的尺寸，这样可以降低风扇的功耗和降低风扇工作噪声。

在无中冷器的状况下且无风扇离合器状况下，按阅历推举，发动机功率每100千瓦的散热器迎风面积应为0.3～0.375m2之间。

由于排放法规要求，现代重型车上一般具有空空中冷系统。

所以在推举迎风面积上稍作增加。

散热器散热面积（冷侧）的推举值或许为：0.1～0.16m2/kw(发动机功率)。

在中冷系统布置空间足够时，一般推举採用一字流向的中冷器，反之则为u型流向的中冷器。

由于u型的中冷器的内阻大于一字流的中冷器。

另外中冷器气室应儘量避开遮挡散热器芯子太多面积。

中冷器和散热器的芯子可参考以往系统配置，由于主片模具**较贵，如无必要，儘量採用同样的管型和散热带波高。

由于中冷器处于冷却空气上游，必需将它设计成能适应多尘的环境，推举每英寸的散热片为8～10片，散热带可不开窗以便清洗。