选型分析报告-华冠.doc

1 散热系统结构特点及性能 2 计算公式及参数2.1 冷却系统散走的热量式中： 传给冷却系统的热量占燃料热能的百分比（柴油机A0.180.25涡流机比直喷机高）（汽油机A0.230.30压缩比高，往小取） 内燃机燃料消耗率 内燃机功率 燃料低热值2.2 冷却空气需要量式中： 空气进入散热器前与通过散热器后的温差，1030 空气密度 空气定压比热2.3 散热器散热面积a.散热器正面积式中： 散热器正前面空气流速，815载重车取812 m/s；矿车用8 m/s；轿车取12 m/sb.散热器散热表面积式中： 平均冷却液温度与平均空气温度的差值 传热系数 散热面积储备系数，1.11.15 3 散热系统方案在设计冷却系统部件时，是以散入冷却系统的热量（发动机冷却水套散走的热量）为原始数据。计算冷却空气量。以便设计或选用散热器和风扇。受许多复杂因素的影响很难精确计算，这时一般把内燃机的最大功率(工况)作为冷却系统的计算工况。3.1 内燃机的最大功率工况作为冷却系统的计算工况3.1.1 冷却系统散走的热量，受许多复杂因素的影响，很难精确计算，但可以用经验公式估算： 参数的确定： 对于 升 发动机 取 对于 升 发动机 取 内燃机功率为 燃料低热值 取43000把以上数值代入公式 3.1.2 冷却空气需要量冷却空气的需要量一般根据散热器散热量确定，散热器散热量等于冷却系统的散热量。 参数的确定：对于1.0升4G10发动机 取 20空气密度 取1.01空气定压比热 取1.047所以， 3.1.3 散热器理论散热面积a.散热器理论正面积应根据冷却空气量计算散热器的正面积 散热器正前面空气流速 取 12所以， b.散热器理论散热表面积 式中：为传热系数，由散热器的结构及制造水平决定，取0.16， 为散热面积储备系数，1.1则 式中： 冷却水平均温度冷却空气平均温度式中： 进水温度，95100 取出水温度，进出口温差612 取所以： 式中： 冷却空气进气温度，一般取40 取冷却空气出气温度式中： 冷却空气温差，1030 取所以： 3.2 样车散热器散热能力评估3.2.1 散热器正迎风面积芯子长：L=342 mm 芯子高：H=371 mm芯子厚：T=18 mm则实际迎风正面积 =HL=0.1273.2.1 散热器散热表面积A管片式散热器芯子的尺寸：芯子长：L=342 mm 芯子高：H=371 mm芯子厚：T=16 mm散热片厚：t1=0.2 mm水管厚： t2=2.5 mm水管宽： a=14.4 mm水管数： b=27样车散热器为管片式，通过实件测量，在30mm的长度内有31块散热片。由此可近似计算：样车散热器拥有的散热片N=（H/30）31=384（近似值）每片散热表面积 Fa=2（t1T+ t1L+ LT）=11087.2总的散热片的散热表面积 FA=NFa=4.26每根水管的散热表面积Fb=2（Ha+ Ht2+ t2a）=12611.8总的水管的散热表面积FB=bFb=0.34总的散热表面积F= FA+ FB=4.6B管带式芯子的芯距为X，散热带的带距为Y，芯料厚为b，芯厚为h，带料厚为c，带的长度为ld，芯的长度为lx，带厚为Z，Md为带的数量，Mx为芯的数量。X0.006m，Y0.0026m，b0.0015m，h0.016m，C0.00015m，Ld0.365m，Z0.016Lx0.365m，Md51，Mx50所以：一个带矩内带的展开长度为：ly3.14Y/2+（X-b-Y/2）2=0.010482 m带长ld含有的带矩数为：ld/ Y=140一个带的展开长度为：lzlyld/ Y=1.47 m总的带的散热面积为：Fd2（lyZ+ lyc+cZ）Md=2.42总的芯的散热面积为：Fx2（lxb+lxh）Mx=0.64散热器散热面积为：FFdFx=3.063.3 xxxxx散热器设计选型3.3.1 散热器方案样车采用的是管片式散热器，考虑到国内散热器的制造工艺水平，鉴于现阶段国内散热器广泛采用管带形式，因此xxxxx散热器采用管带式散热器，单吸式风扇。项目方案-1方案-2参考（威姿）冷却管冷却管截面16.171.5016.171.5016.171.80冷却管料厚0.280.280.28冷却管数量（根）827370管横截面积（）11.8810.5713.17液侧散热面积（）1.0170.9140.787散热带散热带尺寸（波高波距带宽）6.42.1177.342.1177.342.517散热带密（f/dm）959580散热带数量（条）837471带散热面积（）6.4046.4775.126芯子芯子尺寸（长宽厚）3546501735465017349.0642.917芯子正面积（）0.230.230.224总散热面积（）7.4327.3925.91293.3.2 散热器方案对比由上部分理论计算可得出需要的正迎风面积需要的总散热表面积项目方案-1方案-2参考（xxxxx）原xxxxx（管片式）原xxxxx（管带式）理论计算值正迎风面积（）0.230.230.2240.1270.1270.19散热表面积（）7.4327.3925.9124.603.067.82散热带波高（mm）6.47.347.346芯子尺寸（mm）3546501735465017349.0642.917371.0342.016371.0342.016由于散热面积受许多复杂因素的影响，牵涉到很多的参数值很难精确计算。所以计算值仅做一个参考，不作为设计方案的依据。比较上表方案-1、方案-2可以看出，二者芯子尺寸和总散热面积近似，唯一的不同在于方案-1采用的散热带波高为6.4mm，方案-2采用的散热带波高为7.34mm。3.3.3xxxxx设计方案确定A散热器芯子的确定xxxxx车型实际散热条件恶劣，散热器前部正迎风面积全部被空调冷凝器遮掩，通风效果不好，进气阻力大。所以需要设计水管间隙大的芯子，减小进风阻力。相比两种方案的尺寸，现决定采用方案-2散热带波高为7.34mm的散热带。由于总布置尺寸限制，现选定芯子尺寸如下（长高宽，单位：mm）：35465017B散热表面积的确定原xxxxx车采用的管片式散热器，考虑到散热方式不同，国外制造工艺水平较高，散热器的传热系数值相对较大，所以其散热表面积仅为2.60。考虑到国内生产工艺水平，xxxxx车型在设计散热器的时候应该相应的增加散热表面积。威姿为国内成熟车型，在此列出其散热器参数作为对比。威姿为1.3L发动机，散热表面积为5.912。综上所述，现拟定的散热表面积为7.1，能