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汽车发动机电动风扇冷却系统的设计,汽车发动机,电动,风扇,冷却系统,设计
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毕 业 设 计(论 文)任 务 书 设计(论文)题目:汽车发动机电动风扇冷却系统的设计 学生姓名:任务书填写要求1毕业设计(论文)任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写,经学生所在专业的负责人审查、系(院)领导签字后生效。此任务书应在毕业设计(论文)开始前一周内填好并发给学生。2任务书内容必须用黑墨水笔工整书写,不得涂改或潦草书写;或者按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,要求正文小4号宋体,1.5倍行距,禁止打印在其它纸上剪贴。3任务书内填写的内容,必须和学生毕业设计(论文)完成的情况相一致,若有变更,应当经过所在专业及系(院)主管领导审批后方可重新填写。4任务书内有关“学院”、“专业”等名称的填写,应写中文全称,不能写数字代码。学生的“学号”要写全号,不能只写最后2位或1位数字。 5任务书内“主要参考文献”的填写,应按照金陵科技学院本科毕业设计(论文)撰写规范的要求书写。 6有关年月日等日期的填写,应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。如“2002年4月2日”或“2002-04-02”。毕 业 设 计(论 文)任 务 书1本毕业设计(论文)课题应达到的目的: 在完成毕业设计的过程中,任务承担学生能够综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能分析和解决实际问题,从而具备初步科学研究的能力。培养学生具备独立的根据课题内容进行调查研究的能力,能够在大量的中外文献进行检索有用的与课题相关的文献,为今后的工作奠定坚实的能够进行独立研究的能力。 2本毕业设计(论文)课题任务的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等): 1、熟悉发动机冷却系统的结构和工作原理。2、完成相关的能量转换的理论研究。3、设计出功能完备的电动风扇冷却系统,运用ANSYS进行重要零部件的受力分析。4、对电动风扇冷却系统进行运动仿真。毕 业 设 计(论 文)任 务 书3对本毕业设计(论文)课题成果的要求包括图表、实物等硬件要求:1. 熟练使用画图软件和ANSYS软件,对能量转换的的理论研究要有结论性的成果,提交电动风扇冷却系统的装配图和重要零部件的零件图。2撰写符合要求的毕业设计论文或设计说明书。4主要参考文献: 1 刘达立,蔡斌.大中型客车电动风扇冷却系统J.客车技术与研究,2011,(4)2 郭新民,邢娟,袁燕利等. 汽车发动机自控电动冷却风扇的发展与研究J.内燃机工程.1999,(3)3 莫伟标.发动机环形冷却风扇结构与参数对其性能影响的研究D.广州:华南理工大学,20154 李浩. 发动机机体有限元分析及其冷却风扇CFD仿真优化研究D.合肥:合肥工业大学,20135 万星荣. 发动机冷却风扇气动性能的CFD分析与仿真流程优化D.广州:华南理工大学,20136 上官文斌,吴敏,王益有等. 发动机冷却风扇气动性能的计算方法J.汽车工程,2010,(9)7 吴敏.发动机冷却风扇性能计算方法的研究D.广州:华南理工大学,20108 唐钊.发动机冷却风扇叶片参数的研究与优化D.广州:华南理工大学,20129 钟守山.发动机冷却风扇造型设计与性能计算方法的研究D.广州:华南理工大学,201110 张红辉.发动机轴流冷却风扇低噪声气动性能分析与控制研究D.重庆:重庆大学,200211 王振.豪华大客车后置发动机冷却风扇驱动系统的研究开发D.武汉理工大学,200712 赵要珍.轿车发动机冷却风扇的CFD分析与低噪声优化设计D.吉林大学,200613 郭新民,邢娟,袁燕利等. 汽车发动机电动冷却风扇控制系统的研究J.世界汽车,1996,(6)14 何奇. 汽车发动机冷却风扇计算机辅助设计研究D.南京:南京航空航天大学,200915 郭新民. 汽车发动机自控电动冷却风扇的研究J.技能技术,1994,(1)16 赵永辉.涡扇发动机风扇及内外涵道匹配的数值分析D.北京:中国科学院研究生院,2005 毕 业 设 计(论 文)任 务 书5本毕业设计(论文)课题工作进度计划:2015.12.05-2016.01.15确定选题,填写审题表;指导教师下发任务书,学生查阅课题相关参考文献、资料,撰写开题报告。2016.01.16-2016.02.25提交开题报告、外文参考资料及译文、毕业设计(论文)大纲;开始毕业设计(论文)。2016.02.26-2016.04.15具体设计或研究方案实施,提交毕业设计(论文)草稿,填写中期检查表。2016.04.16-2016.05.05完成论文或设计说明书、图纸等材料,提交毕业设计(论文)定稿,指导老师审核。2016.05.06-2016.05.13提交毕业设计纸质文档,学生准备答辩;评阅教师评阅学生毕业设计(论文)。2016.05.13-2016.05.26根据学院统一安排,进行毕业设计(论文)答辩。所在专业审查意见: 通过 负责人: 2016 年 1 月 22 日毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告 设计(论文)题目:汽车发动机电动风扇冷却系统的设计 学生姓名: 2016 年 1 月 8 日 开题报告填写要求 1开题报告(含“文献综述”)作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效;2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见;3“文献综述”应按论文的框架成文,并直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目内,学生写文献综述的参考文献应不少于15篇(不包括辞典、手册);4有关年月日等日期的填写,应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。5、开题报告(文献综述)字体请按宋体、小四号书写,行间距1.5倍。 毕 业 设 计(论文) 开 题 报 告 1结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写不少于1000字左右的文献综述: 一、前言 风扇是发动机冷却系统的重要部件之一,其性能的好坏直接关系到发动机能否正常运转。风扇消耗的功率占发动机输出功率的 5%至8%,车内外噪声的重要来源之一就是风扇的噪声。发动机风扇的设计原则是在满足发动机冷却能力的前提下,降低风扇的噪声,提高风扇的效率。随着相关法规的不断严格以及人们对车辆舒适性的要求不断提高,降低车辆的能耗和噪声一直是现代汽车设计考虑的重点。因此,一直以来发动机冷却系统的重要研究课题之一就是改进风扇设计。二、课题研究领域的现状、动态及发展方向 汽车的发展极大地改善了我们大家的生产生活,促进了人类的发展。随着中国经济建设的飞速发展以及人民生活水平的普遍提高,汽车正在以前所未有的步伐迈进普通百姓的家庭之中。在我国汽车的需求量逐年上升,正在这种需求的促使下我国的汽车产业得到迅猛发展。目前,我国已经成为了世界汽车的主要生产国之一。但还仅仅是生产大国,在自主开发、核心技术上方面与世界的汽车强国还有很大的差距。我国汽车工业面临的一个重要课题就是提高自主研发和技术创新的能力。 随着汽车保有量逐年在攀升,目前据统计全世界汽车保有量已经超过 6亿辆,汽车给人们的生活也带来了不少问题。汽车行驶过程中,噪声和尾气的排放,给人们的身心健康带来了很大的危害;同时由于石油资源的枯竭以及汽车发动机向大功率发展,提高燃油的经济性和降低汽车的排放已经成为了汽车发展的一个趋势。车辆系统的重要组成部分之一就是车辆冷却系统;发动机冷却风扇作为发动机冷却系统的主要部件,也已经成为国内外学者重点研究对象。 发动机冷却系统对于整个发动机的性能的发挥着至关重要。一般发动机在工作的时候,气缸内的气温可以高达 2500,温度过高的话会使各零部件受热过度膨胀,会使机械强度降低,配合间隙会破坏,使出现活塞“咬缸”等严重问题:包括润滑油变质,润滑性变差;使得发动机的动力性、可靠性、经济性等性能会发生整体降低。因此,我们必须及时对发动机进行冷却。汽车的发动机常用的是强制循环式水冷系统。 强制循环式水冷系统主要由冷却风扇、散热器、水套、水泵等附件所组成。水套部分是直接铸造在气缸体和气缸盖内的,组成了一个相互连通的空腔,是带走气缸热量的主要部件。水套是通过进水软管、出水软管、水泵等与散热器相连,从而形成封闭的冷却水循环。发动机工作时,水套和散热器里面充满冷却液,通过水泵加压后,使冷却液在水套和散热器之间,不断的循环。冷却水在吸收了发动机的大量的热量之后,进入到散热器之中;发动机冷却风扇驱动高速气流加速了散热器中冷却水热量的散失;如此不断的循环,使冷却发动机的热量可以快速散失。 目前汽车中使用最多的发动机风扇可以分为离心式和轴流式风扇。离心式风扇可以将气流方向改变 90,并且提供的压力比较高。轴流式风扇的压力比较低,而且气流是沿轴向流动。相对于离心式风扇来说,轴流式风扇在低压下风量较大、效率较高、结构紧凑、布置方便,适应于发动机舱空间小以及所需制冷量大的特点,因而将它广泛运用于汽车发动机的冷却之中。通常商用车上,风扇消耗的功率较大,因此是由发动机直接驱动,而在乘用车上,风扇一般是由电机驱动。发动机冷却风扇的性能参数是包括流量、功率、压力、噪声和效率等。 发动机冷却风扇的工作区间可以分为稳定工作区和失速区两个部分。随着流量减少,流量-静压曲线在到达第一个驻点之后便进入失速区,效率、流量会急剧降低,此时噪声会明显增加,同时也会使风扇的振动加剧,这样容易发生疲劳破坏,这种工况应当避免。对于在特定的工作环境中,风扇必须要克服一定的风阻,这种阻力称之为系统阻力。发动机的冷却模组的系统阻力一般是通过原点的二次曲线或者指数曲线,它与风扇流量-静压曲线的交点即为实际工作点。工作点一般会选择在最大静压的90%附近,此时风扇的效率会在最高点附近。这就要求对于在特定的工作环境中选择与之相匹配的冷却风扇。发动机冷却风扇的设计要求风量足够、功率消耗少、风压适度和效率高等。发动机冷却风扇的设计原则是在满足发动机冷却能力前提下,提高风扇的效率,降低风扇的噪声。发动机冷却风扇通风量过小或过大,功率过小或过大,都是不可取的。 发动机冷却风扇的气动性能是由风扇的轮毂比、直径、叶型安装角以及转速等参数决定。在风扇内部的流体流动是一个非常复杂的三维非定常粘性流动,因此它的设计和试验测量都比较困难。随着计算机水平仿真技术在不断的发展,风扇的仿真现在已被越来越多的生产厂商采用。风扇的仿真其实就是通过模拟风扇的运动试验,而为风扇的改进设计提供依据。 由于目前大部分主机厂还只要求保证风扇满足散热需要,他们对风扇的效率、噪声等要求不是十分严格,这使得国内的一些风扇生产厂家对发动机冷却风扇设计开发不够重视,设计手段一直是非常落后。不少的厂家目前仍然是靠工程师凭经验来设计出一款风扇,再经过试制、试验、然后改进、然后再试制的过程才能最终定型,这样的话往往要耗费大量的时间、人力和物力,而且这样也很难设计出高性能、低噪声的冷却风扇。现在随着相关法规的不断严格以及主机厂的要求越来越高,风扇生产厂家们只有加大研发力度和改进现有的设计方法,去不断开发出能够满足主机厂要求的高性能和低噪声的发动机冷却风扇,才能使他们在激烈的市场竞争中占有一席之地。 发动机冷却风扇的设计是包括正问题和反问题。根据既定的压力、流量等参数,通过计算得到风扇的轮毂比、直径、叶片数和几何结构角等参数的问题称为正问题。根据现在已有的风扇结构,利用风扇设计的基本理论,计算得到风扇的流量、压力等基本参数则被称为反问题。 在实际的应用中相似设计和全新设计是常用的风扇设计方法。相似设计的方法是在现有研究成果之中找到一个合适的风扇模型,然后再根据风扇定理进行换算得到满足冷却要求的风扇几何尺寸,这种设计的优点是简单可靠,且不需要模型试验就可以得到满足要求的产品。全新设计也就是风扇设计的正问题,是指从流动计算开始,根据要求的风扇性能参数,基于翼型理论算出风扇的直径、轮毂比、叶片数和叶型安装角等参数,其中需要多轮的计算和模型试验工作,才能定型投产,因此要消耗较多的人力和财力,产品设计周期较长。 风扇全新设计的具体方法有很多种,归纳起来主要是有两大类:一种是叶栅设计法;另一种是孤立翼型设计法。叶栅与孤立翼型的空气动力工况的差别在于叶栅中各叶片间的相互影响。气流绕着轴流风扇叶片的流动是一个较为复杂的三维流动,当假定气流绕着每个叶片流动之间是没有相互干扰的,这就成了孤立翼型;当气流绕叶片的流动,由于相邻叶片之间的相互影响而发生改变时,翼型就被当成叶栅。孤立翼型设计的方法是利用孤立翼型的风洞试验所得到的数据来进行设计计算的一种方法。用孤立翼型设计法来设计轴流风扇,方法比较简便。叶栅设计法是利用叶栅的理论、叶栅的吹风试验成果来进行设计,这种设计方法是根据叶栅翼型试验数据进行气动设计,考虑到了叶片之间的影响,这种设计方法相对于叶片稠度较大的高压轴流风扇来说更为合适。 最后用CATIA软件进行运动仿真 1)将设计好的发动机冷却风扇导入到CATIA软件进行运动仿真,并分析仿真结果。 2)根据仿真结果得到的数据,对发动机冷却风扇结构进行一定的改善和优化。 3)多重复几次,得到更准确的结果,便于进一步优化设计。 大量使用仿真技术对部件进行设计与分析,将使部件的设计更加合理、可靠。未来,针对汽车设计的CAE分析将更加精细化,复杂程度也将随之提高,但汽车设计的周期会逐渐缩短,开发成本将会降低。三、结语 课题首先以某车辆基本参数为依据对其发动机冷却风扇进行结构设计,然后利用CATIA软件对发动机冷却风扇进行运动仿真,通过分析其数据结果,得出结论,提出优化方案,为发动机冷却风扇的进一步优化设计提供参考。这样可以大大缩短发动机冷却风扇的开发周期,提高设计质量,降低开发成本。 参考文献: 1 刘达立,蔡斌.大中型客车电动风扇冷却系统J.客车技术与研究,2011,(4) 2 郭新民,邢娟,袁燕等. 汽车发动机自控电动冷却风扇的发展与研究J.内燃机工程.1999,(3) 3 莫伟标.发动机环形冷却风扇结构与参数对其性能影响的研究D.广州:华南理工大学,2015 4 李浩. 发动机机体有限元分析及其冷却风扇CFD仿真优化研究D.合肥:合肥工业大学,2013 5 万星荣. 发动机冷却风扇气动性能的CFD分析与仿真流程优化D.广州:华南理工大学,2013 6 上官文斌,吴敏,王益有等. 发动机冷却风扇气动性能的计算方法J.汽车工程,2010,(9) 7 吴敏.发动机冷却风扇性能计算方法的研究D.广州:华南理工大学,2010 8 唐钊,发动机冷却风扇叶片参数的研究与优化D.广州:华南理工大学,2012 9 钟守山,发动机冷却风扇造型设计与性能计算方法的研究D.广州:华南理工大学,2011 10 张红辉, 发动机轴流冷却风扇低噪声气动性能分析与控制研究D.重庆:重庆大学,2002 11 王振, 豪华大客车后置发动机冷却风扇驱动系统的研究开发D.武汉理工大学,2007 12 赵要珍,轿车发动机冷却风扇的CFD分析与低噪声优化设计D.吉林大学,2006 13 郭新民,邢娟,袁燕利等. 汽车发动机电动冷却风扇控制系统的研究J.世界汽车,1996,(6) 14 何奇, 汽车发动机冷却风扇计算机辅助设计研究D.南京:南京航空航天大学,2009 15 郭新民, 汽车发动机自控电动冷却风扇的研究J.技能技术,1994,(1) 16 赵永辉, 涡扇发动机风扇及内外涵道匹配的数值分析D.北京:中国科学院研究生院,2005 毕 业 设 计(论文) 开 题 报 告 2本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径): 一、研究问题 熟悉发动机冷却系统的结构和工作原理,完成相关的能量转换的理论研究,设计出功能完备的电动风扇冷却系统,运用ANSYS进行重要零部件的受力分析,对电动风扇冷却系统进行运动仿真。并分析其数据结果,为发动机冷却风扇的优化设计提供参考。二、研究方法 (1)查阅发动机冷却风扇设计资料,深入了解发动机冷却风扇装置。 (2)熟悉CATIA,ANSYS等软件。 (3)查阅相关期刊、论文了解新的设计、分析方法。 (4)在掌握充分资料的基础上制定毕业设计实施计划。 (5)遇到问题及时与指导老师交流、请教。 毕 业 设 计(论文) 开 题 报 告 指导教师意见:1对“文献综述”的评语:收集了与设计课题相关文献资料的基础上撰写了文献综述,条理清晰、格式规范,符合文献综述的特点与要求。 2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计(论文)结果的预测:本课题深度广度适中,工作量符合毕业设计要求;经过认真充分的准备工作,能够如期完成毕业设计工作。 3.是否同意开题: 同意 不同意 指导教师: 2016 年 04 月 14 日所在专业审查意见:同意开题 负责人: 2016 年 04 月 14 日毕 业 设 计(论 文)外 文 参 考 资 料 及 译 文译文题目: COOLING SYSTEM 冷却系统 学生姓名:专业:所在学院:指导教师:职称:COOLINGSYSTEMBACKGROUNDANDSUMMARYThepresentinventionrelatestoacoolingsystemforanengine,saidcoolingsystembeingdividedintoaninnercircuitandanoutercircuit.Theinnercircuitcomprisesaradiator,acoolingpump,athermostathousing,anejectorpumpandcoolingchannelsarrangedinsidetheengine.Theejectorpumpisarrangedtodrawcoolantfromtheoutersystem,whichcomprisesanexpansiontank,ductinginterconnectingtheexpansiontankandtheejectorpumpandductinginterconnectingtheinnercircuitandtheexpansiontankanddeliverittotheinnersystem.Moreover,thepresentinventionrelatestoanejectorpumpforpressurizingacoolingsystemofacombustionengine.Asiswellknownbypersonsskilledintheart,themainpurposeofacoolingsystemofanengineistotransferheatgeneratedintheenginetoaradiator,wheretheheatcouldbeventedtotheambientair.Initssimplestform,acoolingsystemcouldcomprisearea-increasingmetalfinsarrangede.g.oncylinderwallsoftheenginetobecooled.Thistypeofcoolingisgenerallyreferredtoasair-cooling,andwasthefirstcoolingsystemusedoninternalcombustionengines.Onmodern,highperformanceengines,air-coolingisnotsufficienttocooltheengine;instead,acoolingsystemwithacoolantisarranged.Thecoolantisusuallywatermixedwithanti-freezingandanti-corrosionagentsandtheductingisarrangedtomovethecoolantfromcoolingchannelsintheengine(wherethecoolantabsorbsheatfromtheengine,hencecoolingit)toaradiator,wheretheabsorbedheatisventedtotheambientair.Thistypeofcoolingisgenerallyreferredtoaswater-cooling,andismuchmoresufficientthanair-cooling.Inordertoensureacoolingthatisnottoogreat,andnottoosmall,thereisusuallyprovidedathermostatinthecoolantducting,.Thepurposeofthethermostatistoredirectcoolanttobypasstheradiatorifthecoolantshouldbecoolerthandesired.Therearehoweversomeproblemstobesolvedrelatingtowatercooling.Firstly,thereeisatrendtowardshighercoolanttemperatures;ahighcoolanttemperaturegivesahighermaximumcoolingrate(duetoalargertemperaturedifferencebetweenthecoolantandtheambientair)andalsolessheattransferfromtheenginescombustionchamberstothecoolant,whichisbeneficialforengineefficiency.Thehighertemperaturesleadtohigherstresslevelsoncoolingsystemcomponentsmadeofplasticmaterialsorrubber.Especiallytheexpansionchamber(acomponentwellknownbypersonsskilledinart)isacomponentthatgetssignificantlymoreexpensiveifitshouldstandelevatedcoolanttemperatures.Secondly,water-coolingsystemhaveproblemswithcavitations;cavitationsmeansthataliquidisforcedtoboilbydecompression,whichgivesgasbubbleintheliquid;thesegasbubbleshave,however,averyshortlife;assoonasthepressureintheliquidreturnstonormallevels,thebubbleswillimplodetoliquid.Cavitationisdetrimentaltocoolingsystemcomponentsduetothe“micro-shocks”resultingfromthebubbleimplosions,andisrathercommonincoolingsystem.Theresultsofcavitations,e.g.small“holes”inmetalcomponentsconstitutingthecoolingsystem,couldbeseene.g.onpumpingfins.Thirdly,water-coolingsystemhaveproblemswithboilingafterengineshut-off;aftertheenginehasbeenshutoff,thecoolantwillstopcirculatinginthecoolingsystem.Remainingheatfromthecylinderwallsandtheexhaustmanifoldwillbetransferredtothecoolant,whichmightreachboilingtemperature.Asiswellknownbypersonsskilledintheart,thevolumeofgasexceedsthevolumeoftheliquiditemanatesfrom,undernormalatmosphericconditionsbyafactorexceeding100.Thevolumeincreaseemanatingfromboilingmightforcecoolantoutfromthecoolingsystem,whichleadstoincreasedcoolantconsumption.Fourthly,airentrainmentmight(orrather,will)poseaproblemifthecoolantisnotdemarcatedcontinuously.Inpriorartsystem,thedemarcationofthecoolantwilltakeplaceintheexpansionchamber,butaswillbeevidentinthefollowing,thisisasolutionthatwillnotbeveryefficientinthefuture.Oneefficient,known,wayofreducingtheproblemswithcavitationsandboilingafterengineshut-offistoincreasethecoolantpressure.Thisishoweverratherexpensive,sincetheexpansiontankmustbeavesselstandinghighpressures,i.e.avesselhavingthickwalls.U.S.Pat.No.4,346,757describesanautomotivevehiclecoolingsystemhavingaradiatorconnectedtotheenginecoolantjacketforcirculationofcoolant,apumpdeliveringcoolantfromtheradiatortotheengine,anon-pressurizedreservoirbottle,orexpansionvessel,communicatingwitharadiatorandhavingamake-uplinecommunicatingwithaVenturiinarecirculationlinearoundthepumpdirectingcoolantfromtheoutlettothepumpinlet.TheVenturiallowsmake-upcoolanttobeaddedfromthereservoirbottleatatmosphericpressuresothatthebottlecanbeofarelativelylight-weightgaugematerial.U.S.Pat.No.4,346,757solves,inpart,theproblemwithcavitationsbyputtingthecoolingsystemunderpressure;however,deacrationofthecoolanttakesplaceintheexpansionvessel,whichrequiresaconstantstreamofcoolantfromthecoolingsystemtotheexpansionvessel.Atlowenginespeed,andastheengineisshutoff,therewillbeonlyasmall,orno,pressureincreaseinthecoolingsystem,sincethepressureinthecoolingsystemandtheexpansionchamberwillbeequalizedrapidlyatlowenginespeedsorastheengineisshutpff,duetotheprovisionofacapillaryhose(34)betweentheradiatorandtheexpansionvessel.Consequently,thedesignaccordingtoU.S.Pat.No.4,346,757doesnotinanywayaddresstheproblemofboilingafterengineshut-off.U.S.Pat.No.6,886,503describesacoolingsystemwhereintheinternalpressureisincreasedbylettingincompressedairfromaturbochargerintotheexpansionvessel.Althoughsimpleandcostefficient,thissolutionaddressesneithertheproblemofexpensive,pressurecapableexpansionvesselsnorcoolantboilingafterengineshut-off.Oneproblemwithsubjectinganexpansionvesselforcompressedair,isthatthistypeofvesselwill”breathe”frequentlyandcoolantcanescapefromthevesseleachtimetheinletvalveisopened.Itisdesirabletoprovideacoolingsystemhavinganelevatedpressure,whichpressureremainsatlowenginespeedandafterengineshut-off.Accordingtoanaspectoftheinvention,solvedbytheprovisionofaone-wayvalveplacedinaductinginterconnectingtheexpansiontankandaninnercoolingcircuit.Inordertoreachasufficientworkingpressure,theone-wayvalvecouldhaveanopeningpressureofabout0.5bar.Iftheone-wayvalvehasanopeningpressureofabout0.5bars,asecondone-wayvalveallowingacoolantflowfromtheexpansiontanktowardstheejectorpumpispreferablyprovided.Inordertoobtainanefficientdeacrationofthecoolant,adeacrationtankcouldserveasajunctionforaductingfromanelevatedpositionintheenginecoolingsystem,aductingfromaninletofthecoolantpump,aductingfromatopportionoftheradiator,andtheductinginterconnectingtheinnercircuitandtheexpansiontank.Thedeacrationtankcouldhaveavolumeofabout1-5liter.Furthermore,theejectorpumpcompriseschamberconnectedtoanexpansiontank,anozzleopeningintheinletchamberandejectingaflowofcoolanttowardsaneckconnectingtheinletchamberandamixingzonehavinganincreasingdiameterinaflowdirectionofthecoolantflowejectedfromthenozzle.Inordertogetasufficientpumpingeffect,thenozzlediametercouldbeabout2-4mmandtheneckdiametercouldbeabout5-10mm.Thelengthofthemixingzonecouldbeabout4to10timesthediameteroftheneck,andthemixingzonecouldhaveadiameterincreasingfromtheneckdiametertoabout2to3timesthediameteroftheneck.冷却系统背景和总结目前关于发动机冷却系统的一项研究:冷却系统可以分为内循环和外循环。内循环包括散热器,冷却水泵,节温器壳体,喷射泵以及安装在发动机内部的冷却液通道。安装喷射泵是用来从外部系统中获取冷却剂,而外部系统包含膨胀罐,用管道连接膨胀罐和喷射泵,并且用导管连接内循环和膨胀罐,将其送入内部系统。此外,目前发明的这种喷射泵主要用于内燃机的冷却系统。精通设计的人都知道,发动机冷却系统的主要目的是将发动机产生的热量传送至散热器,散热器又将热量释放到周围的空气中。在其最简单的形式中,冷却系统理应包括局部镶嵌发动机在汽缸壁上的金属鳍以便于冷却。这种型的冷却方式一般被称为空冷,并且是最原始应用在内燃机发动机上的冷却系统。现如今,高速运转的发动机,空冷已经不足满足发动机的冷却需求了;相反,装配了一种带有冷却剂的冷却系统。这种冷却剂通常是由水和防冻防腐药剂混合而成,然后安装导管从发动机冷却通道中将冷却剂移出来(这种冷却剂从发动机中吸收热量,从而起到冷却效果)送至散热器,散热器又将吸收的热量释放到周围的空气中。这种类型的冷却方式通常被称为水冷,比空冷的效果好得多。为了保证冷却效果适宜,通常会在冷却液管道中安装一个节温器,安装节温器的目的是如果冷却液的温度比理论上的低,它就会改变冷却液流向的散热器的途径。然而,水冷系仍然存在一些问题需要解决。第一,高温冷却液存在一种倾向,冷却液温度越高,产生的冷却速率越大(由于周围空气和冷却液的温度存在差异),同时极少的热量从燃烧室传递到冷却液,这对发动机的高效运转很有益。温度越高,对冷却系统的那些由塑料材料或者合成橡胶组成部分的压力也越高。尤其是膨胀室(精通设计的人熟知的部分),如果要求
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