散热器培训资料

汽车散热器概述 一 散热器概述 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 汽车总成产值比重按不同的车型能够占汽车总成的1 2 5 发动机总成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 1901年美国出现了第一台散热器1904年在英国开始生产散热器1935年日本开始发展散热器工业1956年中国一汽散热器厂成立 3 散热器结构的发展 管片式平片结构管片式开窗结构铜质管带式平片结构铜质管带式开窗结构铝质汽车散热器铜塑水箱或铝塑水箱 4 散热器的结构 基本结构带补偿水壶结构带膨胀水箱结构 二 汽车的整体结构 术语解释 有效转矩Te 发动机通过飞轮对外输出的转矩有效功率Pe 发动机通过飞轮对外输出的功率燃油消耗率 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 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 温度过高及过低的坏处 温度过高温度过高时大多数零件都受热膨胀 温度越高 膨胀越大零件在高温下会降低强度 不能很好地工作温度过高时 其润滑油粘度降低 会加剧零件的磨损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 在汽油机中 气缸内温度过高时 容易产生爆炸现象 温度过低燃料不能完全燃烧 使燃料消耗增加使润滑油粘度增高 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 最新标准 以上的分类是我国1988年6月发布的有关标准GB T3730 1 1988 目前新标准已将汽车的分类作了修改 一是废除了 轿车 的提法二是不再将 越野车 单独分类三是将汽车分为乘用车和商用车两大类 最新标准 乘用车 不超过9座 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 商用车 分为客车 货车和半挂牵引车客车细分为小型客车 城市客车 长途客车 铰接客车 无轨客车 越野客车 专用客车 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 RV大致分为3大类型MPV 是在轿车底盘基础上开发的 SUV 是一种越野车 休闲车概念的延伸 四 冷却系统 散热器的设计要点护风罩的设计要点风扇的设计要点水泵的设计要点整车布置的要点 散热器发展趋势 薄壁 轻量 高效结构合理低锡焊料和有机焊剂装配式铝散热器硬钎焊铝散热器采用较高的系统压力 五 水散热器的设计 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高的使用寿命 1 水套的总散热量的计算 1 Qn q Nq 水套的比散热量 取1994 2563KJ KW h 柴油取上限 N 最大功率 KW Qn 最大功率点工况水套总散热量 KJ h 2 Qm q Me Ne 9550q 水套的比散热量Me 最大扭矩值N mNe 最大扭矩时的转速 3 Qy Gt Hu Ge Ne HuGt 总油耗 kg hHu 燃料的低发热值Ge 耗油率 g Kw h Ne 最大功率值 Kw Qy 总散热量 2 散热能力 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 表示 2 散热量 风阻和水阻表示 3 极限环境温度 35 45 二 散热能力的试验工况 节温器全开全负荷运行最大扭矩转速额定转速 三 对散热能力的影响 正面面积散热片 带 形状冷却水管尺寸与排量芯体厚度散热面积 四 对结构强度可靠性影响 结构型式冷却水管芯厚主片与水室的结构参数系统压力的大小生产工艺水平 3 正面面积的确定 1 F 0 1 0 032 Vn 2 F 0 0027 0 0034 NeNe73 5Kw取下限 4 芯体厚度的确定 T S Ff 参考 S 散热面积 m Ff 正面面积 m 容积紧凑性系数 500 1000m m 轿车 轻型车取上限 中型车以上货车取下限 5 散热面积的确定 Q K F TQ 散热量 KJ h K 散热系数KJ m h F 散热器的散热面积 m T 液气平均温差 K值通常为290 420KJ m h 6 导风罩的设计 耗功率约占发动机额定功率的3 10 一般设计好的占3 5 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 吸风式 风扇向后排风与汽车的行驶方向一致吹风式 在没有气流冲击效应时 采用吹风式布置 薄板型工程塑料玻璃钢 2 风扇的主要性能参数 风量 指风扇在单位时间内所输送的体积流量m s静压 进口压力与大气压力之差 Kpa轴功率 发动机传给风扇轴的功率 即风扇消耗的功率 Kw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 V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 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 5 4 效率下降2 3 风扇的设计条件S D 1 3 风扇与散热器导风罩的间隙 轴向间隙 吸风式 最小距离为50mm吹风式 最小距离为100mm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 3 7 机油冷却器的设计 1 Q 0 1QnQn