冷却系统普及讲义优秀PPT.ppt

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1、冷却系统普及讲义1第1页，本讲稿共17页带走，散热器又必须有足够的空气通道面积及足够的散热面积(额定功率时流经散热器的风速在10m/s)。同时，为了保证冷却空气把散热器的热量带走，风扇也应供给足够的空气流量，同时具有克服空气道阻力的一定的压头。发动机的温度，取决于具体的发动机结构和发动机工作条件。但是，这个温度值，必须在冷却条件许可的最大与最小温度范围之内。过热会使发动机充气系数下降，燃烧不正常（爆燃、早燃等），机油变质和烧损，非金属零部件加速硬化，零件的摩擦损失加剧，引起发动机的动力性、经济性、可靠性和耐久性全面恶化；过冷会使散热损失和摩擦损失加剧，发动机工作粗暴。因此过冷与过热现象均应避免

2、。对于水冷发动机来说，温度极限是用机油温度或发动机冷却水的出口温度来表示的。一般，冷却水的极限值，最小是71，最大是100。对水冷发动机油温的规定，一般在稳态工作条件下，润滑油的温度极限是：从最小54到最大121。含乙二醇的防冻液,是所有内燃机冷却系统最佳的保护剂,它对散热器可以起防冻、防 2第2页，本讲稿共17页蚀及防过热的保护作用。其中所含保养成分能够防止发动机重要构件，如气缸盖、缸体、水泵及热交换器中冷却管道的积垢。试验结果如下：溶解度：与水的可混合性 可任意混合 与硬水的可混合性 无沉淀泡沫倾向：最大50毫升/13秒腐蚀试验：（与玻璃器皿试验）铜、锡焊料、黄铜、钢、铸 铁、铸铝等金属与

3、合金平均重量损失：全部样管均少于0.1毫克/cm2模拟腐蚀试验:铜、锡焊料、黄铜、钢、铸铁、铸铝重量 损失 0.2毫克/cm2 3第3页，本讲稿共17页 乙二醇的沸点是197.2,当它与水以适当比例混合时(防冻液浓度不能超过68%,否则性能会恶化。从有关表格可了解到，一般情况下，当防冻液浓度超过68%时，冰点反而会开始上升，至100%时，冰点在-14左右),溶液的凝固点最低可降到-53,因而可适用于北极工作.发动机工作的温度范围,是由恒温装置与冷却水的沸点来决定的.由于乙二醇与水的混合物的沸点比纯水高,因此,可以允许较高的工作温度.但是,混合液的比热值低于纯水,这样,对于相同的热传导表面来说,

4、冷却液的容量要求就更大了。(康明斯B系列柴油机要求使用长效防冻防锈液，它含乙二醇50%（容积比），在标准大气条件下，沸点为108，冰点为-37。实验表明，防冻防锈液对各种金属和橡胶都无腐蚀作用，更换周期为两年，可保证发动机冷却系水套内腔不会结垢，使极寒地区的发动机安全过冬。在密封良好的冷却系内，无需经常添加冷却液，减少了保养工作量。)另从减小气缸的腐蚀性磨损和提高燃料经济性的角度，最佳水温在100120左右最好。这时冷却水温与气温之间的 4第4页，本讲稿共17页温差大，散热器的散热效果好（这就是为什么大部分小轿车通过加压力盖将水温提高至100以上的缘故）。整车使用过程中冷却系统冷却能力不足、水

5、温高的原因整车使用过程中冷却系统冷却能力不足、水温高的原因外在原因：1.水温传感器失灵、水温表误差过大；2.散热器被异物堵塞(诸如北京公交散热器被柳絮堵塞、内蒙旅游车被杂草堵塞等)；3.由于降低运行成本等因素而未按规定使用防冻液造成发动机及散热器内大量锈蚀,从而影响散热效果,表现冷却系统水温偏高（大量的车型在新车状态情况下未发生水温高，而现在体现水温高均属此类原因造成）。内在原因：1.风扇、散热器选择或匹配不当(表现比较明显的应该是公交车 5第5页，本讲稿共17页系列,原设计时均对额定功率时发动机的散热量进行校核,未考虑公交车使用工况,即车速较低,超载严重,对发动机来说,其对应工况应该是最大扭

6、矩工况,此时,发动机散热量虽然较额定工况小,但由于此时发动机转速较低、风扇吸风量较少，从目前的使用反馈来看，风扇、散热器选择不甚合理);2.散热器周围不密封导致热风回流(尤其是散热器外侧与仓门密封用的竖式橡胶密封条处。此项车身附件室已对U、V系列作专题整改目的是进一步提高该处的密封);3.进风仓密封和隔热不好,导致进风温度高(表现比较明显地是老式KLQ6100G消声器与散热器同侧布置且密封效果较差同时由于散热器前横梁布置较高严重影响进风量);4.散热器进气仓门设计不合理,导致散热器进风量不足或热风回流造成进风温度高(前面已经介绍过,前置发动机进风格栅面积不小于散热器正面积的80%,后置发动机进

7、风格栅面积大于或等于6第6页，本讲稿共17页散热器正面积。表现比较明显的车型为U、V系列进风格栅面积较小造成进风量不足从而造成水温偏高。老式KLQ6820G进风格栅开口开至散热器截面后可造成热风从仓门外回流，影响散热器进风温度)从设计角度及服务角度对出现上述问题的处理办法从设计角度及服务角度对出现上述问题的处理办法：1.首先排除上述外在原因造成的水温偏高因素的影响，对误差较大的水温传感器及水温表等进行更换。设计时选用性能和可靠性均较好的哈尔滨威帝仪表和传感器等。采用譬如容易清理的布帘结构来过滤杂草及柳絮等（主要针对草原及北京地区）。同时，应该尽最大努力说服用户使用防锈防冻液进而防止发动机及散热

8、器锈蚀、结垢等（会严重影响发动机传热），提高发动机及散热器等使用寿命（发动机及散热器的清洗可以用碱水溶液来进行，10L水中加入750-800g洗涤用碱，以中等速度将柴油机运转预热10-15分钟，让溶液在柴油机内停留10-12小时，再重新运转发动机10-15分钟，然后将溶液放掉，再用清水仔7第7页，本讲稿共17页细清洗后运转3-5分钟，放掉，换上新防冻液即可。在清除内部水垢的同时，千万不要忘掉清除散热器、中冷器等外部灰尘和污垢）。2.检查在用车辆上述该密封处密封效果;同时对U、V系列车型从设计上对上述密封处作专题整改和重新设计。目的是改善密封效果，提高密封可靠性。对于其它系列车型由于散热器安装结

9、构的影响无法作上述整改，但希望在使用过程中，对该处的密封提请注意（已发现部分车型该处密封条丢失未进行及时处理，也发现个别司机将发动机检修门在运行时打开以为可以提高进风量或改善发动机散热，诸不知这样会严重影响进风温度，更加恶化发动机的散热）。3.由于冷却系统对整车噪声贡献度体现在风扇旋转的线速度大小之上，线速度大，则噪声大，线速度小，噪声值则小。设计时既为了满足发动机冷却的要求，同时也为了符合噪声限值的要求，尽可能采用大直径、低转速的风扇来达到设计要求。但这受整车布置限制，因此一般控制风扇线速度不超过80m/s来满足上述两方面的要求。也就是根据 8第8页，本讲稿共17页发动机转速及曲轴皮带轮直径

10、大小来调整风扇皮带轮直径大小来实现。目前公司风扇皮带轮有两种规格，即直径为175mm和150mm两种。其中175mm直径的风扇皮带轮只用于装玉柴系列发动机，其它类型发动机所装用的均为直径150mm的风扇皮带轮。现在市场反馈，装175mm直径的风扇皮带轮车型存在水温高的问题，从维修使用的角度出发，同意将直径为175mm风扇皮带轮更换为直径为150mm风扇皮带轮（直径为150mm风扇皮带轮的采购代号为：1300B0M-00004），通过提高风扇转速可以部分改善冷却效果。目前，U、V系列及公交车系列均从设计上进行了切换。175mm直径的风扇皮带轮库存消耗完后将进行全部切换。两种皮带轮从更换的角度出发

11、，完全可以互换。4.由于风扇的设计、制造及试验技术的不断提高，目前风扇生产厂家已经制造出一种扇风量更大的宽叶风扇。其与原使用的风扇结构参数及试验结果列表如下：9第9页，本讲稿共17页编号 风扇直径（mm）叶片数 轮毂直径（mm）风扇形式 叶片材料 1#600 8 250 等距机翼 进口尼龙改性 2#597 10 194 等距机翼 进口尼龙改性 10第10页，本讲稿共17页风扇转速rpm 风量m3/s 静压pa 功率kw 静压效率%1#2#1#2#1#2#1#2#1800 3.01 2.98 362.1 359.6 3.43 3.32 31.8 32.1 2100 3.51 3.43 501.3

12、 496.1 5.37 5.15 32.8 33.0 2400 3.96 3.91 653.3 648.1 7.82 7.44 32.9 33.2 2700 4.20 4.14851.6 844.910.83 10.24 33.1 33.3 11第11页，本讲稿共17页从以上试验结果可看出,扇风量及静压均有不同程度的增加,当然,风扇消耗功率也有一定的增加。扇风量尤其是静压的提高，这一点对于目前我们采用13T01-01010散热器的公交车型意义比较大。因为该散热器其散热面积虽说是目前我公司所用散热器中最大的一种（散热器散热面积为47m2），但是该散热器正面积并不大，它是通过增加排管数来加大散热面

13、积，我们知道增加排管数必然增加散热器通过阻力，尤其对于长期运转在低转速的公交车来说，风扇转速较低，散热器通过阻力又大，散热器散热量有限，这样必然会影响冷却系统的冷却效果。因此采用这种宽叶风扇就变得很有意义。在对用户服务时，在采用小直径风扇皮带轮的情况不能解决的情况下，可以将更换宽叶风扇作为一种处理方案。目前，公司从设计上，对U、V系列车型，以及公交系列车型都进行了宽叶风扇的切换工作（两种风扇与原使用的风扇从换装的角度出发是完全一样的）。待库存消耗完后，其它车型将作相应的切换。替代直径为570mm（零件号为：13A11-08010）窄叶风扇的宽叶风扇零件号为：12第12页，本讲稿共17页13T2

14、2-08010，同时其直径更改为580mm；替代直径为597mm（零件号为：13E01-08010）窄叶风扇的宽叶风扇零件号为：13U07-08010，同时其直径更改为600mm。5关于铜质和铝质散热器等相关问题：泰安鲁美对铜质和铝质散热器的散热性能作过对比试验，试验结果如下：型号 芯子尺寸宽高厚mm 冷却水管数目 冷却水管尺寸mm 散热带带数 散热面积m2 铜质 48540549 114 132 39 11.3 铝质 48541034 48 322 49 9.7 13第13页，本讲稿共17页重量风速kg/m2s 8101214标准散热量Qn(KJ/h)铜质153180。81171487。56

15、186164。50200024。33铝质193898。30217877。58240627。70259946。2514第14页，本讲稿共17页从上表所列出的试验数据可以看出,铝质散热器标准散热量比铜质散热器增加了26.58%、27.05%、29.26%、29.96%。也就是说，在适配同一发动机时，采用铝质散热器从结构尺寸上来说可以制作得更为紧凑一些，或者，在相同条件下，采用铝质散热器可以提高冷却系统的冷却能力。目前在对用户服务过程中，有少部分车型已经对其散热器进行了试换。在设计时，首先对装用13T22-01010散热器的公交车进行批量试装，后续将对装用13T01-01010散热器的车型进行批量试

16、装，待试装及试用结果出来后会根据实际情况进行批量替换。但这里要提醒一点，那就是铝质散热器损坏后，无法采用象铜质散热器修复的办法来进行铅锡焊修补。只有进行总成更换。鉴于此，目前对铝质散热器的使用仅限于路况较好的公交车车型。其中有用于T22、T24、M61、M23等车型的13T22-01001-B的铝质散热器，有用于G42、M11、M63、T23、T41等车型的13T01-01010-A铝质散热器。另针对新疆的KLQ6751车型用铝质散热器零件号为：13N02-13001-B 15第15页，本讲稿共17页6关于发动机后仓门开孔的问题：一辆行驶中的汽车后部产生的尾流，包含着许多由于车身所引起的涡流。

17、其对车身尾部的压力分布可以通过风压管放在尾流中横向移动而测出。从相关的压力线图可查到，对于发动机仓来说，其压力为正值。即空气从车后向车内方向流动（当然涡流的中心位置与车身的形状、结构以及与车辆行驶车速等有很大关系，而这个位置将直接影响到发动机仓中的热空气向车外排出的顺畅程度）。基于此，对于适用于高速等路面、行驶车速较高的旅游系列车型从设计上不建议后仓门开孔（主要目的是为了减小车外噪声等同时开孔对于热空气排出并没有多大的实际意义）；而对于行驶车速不高，同时经常停车的公交车等系列车型，后仓门开孔对于发动机仓的散热将有较大的帮助。因此，设计时，通常是公交车系列车型，其后仓门是开孔的。16第16页，本讲稿共17页好，谢谢大家！17第17页，本讲稿共17页