发动机冷却系统设计方法研究.doc

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1、本科毕业设计（论文） 发动机冷却系统设计方法研究 系 别 汽车工程系 专业班级 车辆工程班 学生姓名 王穗斌 指导教师 简弃非 提交日期 2010 年 05 月 10 日 华 南 理 工 大 学 广 州 汽 车 学 院 毕 业 设 计 （论文） 任 务 书 兹发给 06级车辆工程 班学生 王穗斌 毕业设计（论文）任务书，内容如下： 1.毕业设计（论文）题目： 发动机冷却系统设计方法研究 2.应完成的项目：结合自己所学的关于发动机的知识，对车用发动机散热系统进行计算分析。 （1）实际工作需要及兴趣爱好，查阅与自己毕业设计题目相关的资料，准备毕业设计需要的数据及相关材料； （2）根据所确定的毕业设

2、计课题，进行该方面资料的专门查询收集，涉及计算的部分做好编程计算等； （3）进行校验分析，改进并完善研究分析方法，结合专业知识对计算结果进行分析探讨，直到得出最佳结果； （4）对计算结果在上述工作完成的基础上，开始进行毕业设计论文的撰写。 3.参考资料以及说明： （1）汽车散热器技术条件，中华人民共和国机械工业部标准，GB9421 （2）张敏；汽车散热器的设计及其发展；天津汽车；2002,(03) P1921 （3）王刚；对某型发动机冷却系统的设计与匹配研究；车辆与动力技术；2007,(04)；P3235 （4）孙军,桂长林; 水冷内燃机风扇的优化设计; 内燃机工程;2003,(05) P52

3、54 （5）姚仲鹏、王新国著车辆冷却传热.北京：北京理工大学出版社，2001 （6）张行周、王浚著管带式汽车散热器特性仿真.辽宁工程技术大学学报，200524(3)：426428 （7）耿曙光; 李云超; 车辆智能化散热系统技术；农机使用与维修, 2005,(05) P5051 4.本毕业设计（论文）任务书于 2010年1月22日发出，应于2010年06月01日前完成，然后提交毕业考试委员会进行答辩。专业教研组（系）负责人 审核 年 月 日指导教师（导师组） 签发 年 月 日毕业设计（论文）评语： 论文选题适当，有较好的理论意义或应用价值。该生学习态度认真，查阅文献有一定的广泛性，能积极主动地

4、查阅毕业设计所涉及的参考文献，稍欠缺的是外文资料的查阅。该生有一定的综合归纳资料的能力和有自己的见解。能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集加工各种信息及获取新知识的能力。从文章可以看出，该生结合了自己的专业知识，运用传热学、流体力学、换热器结构及机械设计等知识，进行发动机冷却系统热负荷计算及结构设计，具体包括计算所设计发动机的热负荷、进行冷却系各个部件的结构设计，将车用发动机专业知识与工程设计结合起来。能正确处理数据；能对课题进行理论分析，并得出有价值的结论。分析较为全面，论证得力，所得数据及其结论可靠。毕业设计及毕业论文格式规范，论文内容符合要求。论文表述准确，逻辑层次分明，语句通顺，较

5、好地理解和应用本专业知识到毕业设计课题中。论文达到了本科设计要求的水平。毕业设计（论文）总评成绩： 毕业设计（论文）答辩小组负责人签字： 年 月 日摘 要 发动机冷却系统是发动机的重要组成部分，对发动机的动力性，经济性和可靠性都有很大的影响，散热器和冷却风扇作为冷却系统的关键部分是设计的重点。本文主要通过自己所学的专业知识，运用传热学、换热器原理、内燃机原理、泵与风机以及机械设计等知识，以车用康明斯柴油发动机的冷却系统为设计对象，进行发动机冷却系统的设计计算。首先对发动机冷却系统的工作情况作整体介绍，包括散热器、风扇与电机、连接水管与水泵等进行工作分析；接着根据发动机已知的参数，计算得出散热器

6、的散热量为55.8kJ/s，冷却水循环量为0.00133，冷却空气循环量为2.11。根据计算出的散热量确定散热器的尺寸为，该散热器选用管带式散热器。通过冷却空气循环量，计算出风扇的结构参数及性能参数，选择轴流式风扇作为水冷系统的冷却风扇。在完成上述工作的基础上，对散热器和冷却风扇进行匹配与校核，以达到最优组合。通过冷却水循环量，确定水泵工作性能的主要参数，选择离心式水泵。最后是对发动机冷却系统各部件进行安装布置，并进行系统优化。在保证发动机足够散热能力和强度前提下，高效率低能耗已经成为未来发展的必然趋势。在整个毕业设计的过程中对发动机冷却系统有了进一步的了解，达到了对发动机冷却系统设计方法学习

7、的目的。关键字：发动机冷却系统，散热器，冷却风扇AbstractThe engine cooling system is an important part of the engine. It have great influence on the engine performance, efficiency and reliability, the radiator and cooling fan, as a key part of the cooling system is the focal point of design.This paper through my own profes

8、sional knowledge, using Heat Transfer, Heat Exchanger Theory, Internal Combustion Engine Fundamentals, Pumps and Fans, and Mechanical Design Expertise.Select Cummins automotive diesel engine cooling system for design objects.Firstly, the engine cooling system work as a whole description, including t

9、he radiator, fan and motor, and connecting water pipes and pumps and other job analysis;Then according to the known engine parameters, calculate radiator heat capacity is 55.8kJ/s, volume of cooling water is 0.00133, cooling air circulation rate is 2.11, by radiator heat capacity determine the size

10、of the radiator is , Choose the tube-and-fin radiator. Through the cooling air circulation rate, Calculated structural parameters and performance parameters of the fan , and Select the axial fan as the cooling system fan. On the basis of the above work completed, on the radiator and cooling fan for

11、matching and checking, in order to achieve the best optimum combination. Through the volume of cooling water, Determine the working performance of the main parameters of the pump and select the centrifugal pump. Finally ，installed and arrange the engine cooling system components, and making the syst

12、em optimization.In order to ensure adequate cooling capacity and strength of the engine, low energy consumption and high efficiency premise has become an inevitable trend in the development of the future. Throughout the graduation design process of the engine cooling system for better understanding,

13、 reach the purpose of the learning. Key word : Engine cooling system , Radiator , cooling fan目 录摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1发动机冷却系统概述11.2基本资料概述11.2.1选题背景与意义11.2.2 冷却系统的设计任务21.3现代发动机冷却系统发展趋势21.4 本章小结2第二章 发动机冷却系统各部件工作分析32.1水冷却系统组成结构32.2散热器工作介绍42.3 风扇与电机工作介绍42.4连接水管与水泵介绍52.5其他部件的介绍52.6 本章小结5第三章 发动机冷却系统各部件的

14、分析计算及设计63.1散热器的设计63.1.1 散热器的结构63.2.2 散热器的计算方法研究63.2风扇的设计93.2.1风扇的结构参数93.2.2 风扇的性能参数103.2.3 风扇的选型113.3 散热器与风扇的匹配113.3.1散热器的匹配计算113.3.3散热器与冷却风扇的匹配计算123.4 散热器与风扇的校核143.4.1验算散热器的散热能力143.4.2冷却风扇的校核计算143.5 水泵的设计153.6其他部件的概述163.6.1节温器163.6.2风扇离合器163.6.3 冷却风道173.6.4 膨胀箱173.7 本章小结17第四章 安装与布置184.1部件的布置与安装184.

15、2 合理设计空气流通系统，提高进风系数194.3确保冷却液循环中的除气能力194.4 提高冷却效果的其他建议204.5 本章小结21结论22参考文献23致谢24第一章 绪论1.1发动机冷却系统概述冷却系统的功用是维持发动机在各种工况下均在最适宜的温度内工作，以使发动机工作可靠，并得到良好的动力性与经济性。内燃机工作室，与高温燃烧气体接触的零件受热而温度过高，如不加以适当冷却，则会造成内燃机过热，充气效率下降，燃烧不正常，破坏正常的配合间隙，机油变质，磨损加剧，严重时出现拉缸现象。内燃机过冷也会引起一些不良后果，如混合气形成不好，造成柴油机工作粗暴，汽油机燃烧不完全；输出功率减少，油耗增加；润滑

16、油粘度高，运动件间摩擦阻力加大等。所以冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。根据所用冷却介质的不同，汽车发动机的冷却系统有两种基本形式，即水冷式和风冷式。风冷却系统是指高温零部件的热量直接散入大气中进行冷却，对应的装置称为风冷却系统。以冷却液为冷却介质的称为水冷却系统。由于冷却系统是发动机热量的消耗者，因此为了使发动机正常地工作，不管负荷、转速和周围大气温度的高低，冷却液应保证在353363K（8090C）的范围内1。目前在汽车发动机上均采用强制水循环式水冷却系统，就是利用水泵强制提高冷却液的压力，使冷却液在发动机整个冷却系统中循环流动。强制循

17、环式水冷却系统一般由补偿水箱、冷却水套、水泵、散热器、水温表和传感器、放水阀、分水管、风扇、百叶窗、节温器等组成。冷却液是由水泵从散热器仲抽取低温冷却液，加压后通过管道输入气缸体的冷却水套内，冷却液从气缸壁吸收热量，温度升高，向上流入气缸盖冷却水套内，再次受热升温后从缸盖流出，沿水管流入散热器，由于有风扇的强力抽取，空气流从前向后高速流过散热器，不断地将流经散热器的冷却液的热量带走。冷却后的冷却液由水泵从散热器底部重新泵入水套，实现冷却液在冷却系统中的不断循环。因而保证了发动机的高温部件的温度得以控制。1.2基本资料概述1.2.1选题背景与意义发动机工作时，燃料要燃烧，各运动部件运动时要互相摩

18、擦，这样就会产生大量的热量。其中，燃料燃烧时，使发动机气缸内的产生高温，这样就会使零件强烈受热，特别是那些直接与燃烧气体接触的零件（气缸、活塞、缸盖、气门）温度会更高，如果没有适当的冷却，那么发动机将不能正常工作，所以在发动机结构内必须设计冷却系统。发动机冷却系统的作用就是维持发动机在全部工作范围内，能在最适宜的温度下工作。1.2.2 冷却系统的设计任务本文主要论述东风康明斯某柴油发动机的冷却系统设计方法研究。汽车发动机冷却系统一般是由水泵、散热器、风扇、护叶罩和百叶窗等组成。其设计计算主要包括设计计算散热器，确定散热器的散热面积、迎风面积；估算空气通道阻力、按所需的空气流量及空气通道总阻力，

19、选择风扇；对散热器及冷却风扇进行匹配及校核，估算冷却系统中的水阻力，并按所需的水流量及水流道阻力，选择水泵。1.3现代发动机冷却系统发展趋势随着发动机采用更加紧凑的设计和具有更大的比功率，发动机生产的废热密度也随之明显增大。一些关键区域，如排气门周围的散热问题需优先考虑。发动机冷却系统的散热能力一般应满足发动机满负荷时的散热需求，因为此时发动机产生的热量最大。然而，在部分负荷时，冷却系统会发生功率损失。因为发动机怠速时排放的污染物较多，油耗大。而冷却系统的结构对发动机的冷起动时间有较大的影响，因此，希望发动机冷起动时间尽可能短。现代的发动机设计充分考虑这些问题，将发动机的热量管理系统纳入到整个

20、发动机控制系统中，全面考虑发动机的暖机、冷却效率、废气排放控制、燃油利用、乘客室的取暖和三元催化剂活化时间等。目前的冷却系统属于被动系统，只能有限地调节发动机和汽车的热分布状态。采用先进的设计和工作方式可大大改进冷却系统，使系统高效地运行，间接地提高燃料经济性和降低排放量。先进冷却系统的特性能够改善冷却系统性能潜力，提高燃油经济性和排放性能。冷却系统的能控性是改善冷却系统的关键，是发动机结构保护的关键参数，如金属温度、冷却液温度和机油温度等能够控制，确保发动机在安全范围工作。冷却系统能够对不同工况作出快速反应，最大地节省燃料、降低排放，而不影响发动机整体性能。1.4 本章小结本章主要明确了本文

21、的选题背景和意义及设计的工作，对发动机冷却系统进行了概述，并提出现代发动机冷却系统的发展趋势。 第二章 发动机冷却系统各部件工作分析2.1水冷却系统组成结构汽车发动机的冷却系为强制循环水冷系，即利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机中循环流动。如图2-1所示，冷却系主要由水泵、散热器、冷却风扇、补偿水箱、节温器、发动机机体和气缸盖中的水套以及附属装置等组成。图2-1 发动机冷却系统1、护罩2、电动风扇 3、V带4、散热器5、从动风扇 6、水泵带轮7、水泵组件8、气缸体水道 9、气缸盖水道10、热敏开关11、进气歧管出水管 12、膨胀箱管13.冷却液膨胀 14、排气管 15、冷却液下橡胶软

22、管 16、冷却液上橡胶软管 17、电动风扇 双速热敏开关 18、膨胀箱盖在冷却系统中，其实有两个散热循环：一个是冷却发动机的主循环，另一个是车内取暖循环。这两个循环都以发动机为中心，使用是同一冷却液。一、 冷却发动机的主循环：主循环中包括了两种工作循环，即“冷车循环”和“正常循环”。冷车着车后，发动机在渐渐升温，冷却液的温度还无法打开系统中的节温器，此时的冷却液只是经过水泵在发动机内进行“冷车循环”，目的是使发动机尽快地达到正常工作温度。随着发动机的温度，冷却液温度升到了节温器的开启温度(通常这温度在80摄氏度后)，冷却循环开始了“正常循环”。这时候的冷却液从发动机出来，经过车前端的散热器，散

23、热后，再经水泵进入发动机2。二、 车内取暖的循环：这是一个取暖循环，但对于发动机来说，它同样是一个发动机的冷却循环。冷却液经过车内的采暖装置，将冷却液的热量送入车内，然后回到发动机。有一点不同的是：取暖循环不受节温器的控制，只要打开暖气，这循环就开始进行，不管冷却液是冷的、还是热的。2.2散热器工作介绍散热器，俗称水箱，主要功能是将水套出来的热的冷却液自上而下或横向分成许多小股，并将其热量散给环境大气，使冷却液温度降低。为此，散热器必须有足够的散热面积。 图2-2 带蒸汽-空气阀的散热器盖发动机工作时，当冷却系统内的压力在规定范围内时，散热器盖上的蒸汽阀和空气阀均处于关闭状态，冷却系统与外界大

24、气不通。当冷却系统内压力大于规定值，蒸汽阀开启（图2-2b），高温、高压的蒸汽及冷却液顺蒸汽排出管排入补偿水箱，防止散热器胀裂。压力达到规定值以内时，蒸汽阀在压力弹簧作用下重新关闭。发动机停止工作后，冷却液温度下降，体积缩小，散热器内压力下降。当冷却系统内压力小于规定值时，空气阀开启，补偿水箱中的水部分流回散热器，空气从蒸汽排除管进入冷却系统（图2-2a），防止散热器被大气压力压坏，当散热器内压力恢复至接近大气压力时，空气阀在弹簧作用下关闭。散热器芯部是散热器的主要散热部分。由于散热器的外部使用条件较差，为了保证良好的传热性能和耐用性，散热器材料多采用耐腐蚀、导热性好的铜或铝片制成。芯部的构造

25、形式有很多种，但车用发动机散热器的芯部绝大多数采用管片式和管带式两种形式 3 。2.3 风扇与电机工作介绍风扇的功用是使冷却空气在风道内不断流动，提高流经散热器的空气流速和流量，以带走发动机的散热器发出的热量，强化散热器的散热能力。风扇通常装载散热器后面，与水泵同轴。当风扇旋转时，抽取空气通过散热器芯部，使冷却液在散热器内得到充分的热交换，加速冷却液的冷却，加强对发动机的冷却作用。2.4连接水管与水泵介绍水泵的功用是将冷却系统内的冷却液加压，使冷却液在汽缸套和气缸盖的水套、散热器内循环。水泵叶轮旋转时，水泵中的冷却液被叶轮带动一起旋转，并在离心力的作用下甩向叶轮外缘，进入泵体的壳内，经壳体上与

26、叶轮成切线方向的出水管被压送到发动机水套，实现了冷却液在冷却系统的内循环。与此同时，在水泵叶轮的中心处即入口处，压力降低，形成低压区，将冷却液从散热器下贮水室或气缸盖出水口的旁通管吸入，冷却液得以在冷却系统内连续不断地流动。2.5其他部件的介绍节温器： 从介绍冷却循环时，可以看出节温器是决定走“冷车循环”，还是“正常循环”的。节温器在80摄氏度后开启，95摄氏度时开度最大。节温器不能关闭，会使循环从开始就进入“正常循环”，这样就造成发动机不能尽快达到或无法达到正常温度。节温器不能开启或开启不灵活，会使冷却液无法经过散热器循环，造成温度过高，或时高时正常。如果因节温器不能开启而引起过热时，散热器

27、上下两水管的温度和压力会有所不同。水温感应器：水温感应器其实是一个温度开关，当发动机进水温度超出90摄氏度以上，水温感应器将接通风扇电路。如果循环正常，而温度升高时，风扇不转，水温感应器和风扇本身就需要检查。蓄液罐：蓄液罐的作用是补充冷却液和缓冲“热胀冷缩”的变化，所以不要加液过满。如果蓄液罐完全用空，就不能仅仅在罐中加液，需要开启散热器盖检查液面并添加冷却液，不然蓄液罐就失去功用。2.6 本章小结本章主要介绍了水冷却系统各主要组成部件的结构和工作方式，对各部件在水冷却系统中所起的作用作出基本的了解，为下一步的设计工作提供了充实的基础。第三章 发动机冷却系统各部件的分析计算及设计3.1散热器的

28、设计3.1.1 散热器的结构 图3-1 散热器结构图1-散热器 2-上贮水室 3- 散热器进水管4-散热器芯 5 -散热器出水管 6-下贮水室 7-溢水管散热器构造如图3-1所示。它由上贮水室、下贮水室和散热器芯等组成。其安装位置见图2-1。上贮水室3、顶部有加水口，平时用散热器盖1盖住，冷却水即由此注入整个冷却系。在上、下贮水室上分别装有进水软管和出水软管。它们分别与发动机缸盖上的出水管和水泵的进水管相连接。由发动机气缸盖上出水管流出的温度较高的热水经过进水软管进入上贮水室，经冷却管得到冷却后流入下贮水室，由出水软管流出被吸入水泵。在下贮水室中一般还装有放水阀。3.2.2 散热器的计算方法研

29、究在设计和选用冷却系统部件时，就是以散入冷却系统的热量Qw为原始数据，计算冷却系统的循环水量、冷却空气量，以便设计和选用散热器和风扇。冷却系统的散热量 冷却系统的散热量Qw，受许多复杂因数的影响，很难精确计算，可用下列经验公式计算4： （3-1）A传给冷却系统的热量占燃料热能的百分比，对柴油机：A=0.180.25ge内燃机燃料消耗率（kg/KWh）柴油机可取0.2100.270 kg/KWhNe内燃机功率（KW）Hn燃料低热值（kJ/kg）对于柴油机取 41870 kJ/kg选取A=0.205，ge=0.27kg/KWh，Ne=88KW，Hn=41870kJ/kg冷却水的循环量 Vw根据冷却

30、系统的散热量，可以计算出冷却水的循环量Vw： （3-2）tw冷却水在内燃机中循环时的容许温升，对现代强制循环冷却系，可取tw=6C12C；w水的比重，可近似取w=1000kg/m3 ； Cw水的比热。可近似取Cw=4.187KJ/kg C. 选取tw=10C，w=1000kg/m3 ，Cw=4.187KJ/kg C冷却空气需要量冷却空气需要量Va一班根据散热器的散热量确定。 （3-3）ta空气进入散热器以前与以后的温度差，通常ta=10C30C4；a空气的重度，一般a=1.01kg/m3；Cp空气定压比热，可取Cp=1.047KJ/kg C.ta可取25C，a=1.01kg/m3，Cp=1.0

31、47KJ/kg C换热介质对数平均温差的确定 （3-4）散热器冷却水的平均温度（）空气通过散热器的平均温度（）散热器进水温度，对开式冷却系取=9095，对闭式冷却系取=95100，本文=97；散热器出水温度，为冷却水在散热器中最大温降，强制循环冷却系取=612，本文=10；散热器进气温度，一般取=4050，本文取=40流出散热器的空气温度，为空气流过散热器的温升，范围在1030，本文取=25，散热器散热面积的确定散热器散热面积（略去上下水室所带走的热量不计）可按下列公式计算。 （3-5）储备系数，考虑焊接不良，水垢以及油泥对散热性能影响，可取=1.11.15;本文中=1.15；K传热系数，考虑

32、到冷却水流速及散热器结构，取其值0.10;换热介质的平均温差，根据公式（3-4）确定，=40.5 水管尺寸及参数的确定 水管尺寸（mm）：=；每根管内截面积（）：；每根管外截面积（）：水管总流通断面（）：；其中Q=，由公式（3-2）得出，去管内水流流速=0.4m/s；水管数：，取n=180；取管子高度H=480mm；散热器芯厚：，取整T=60，其中由公式（3-5）获得，据资料推荐，载重车用散热器总面积与发动机功率之比为0.0030.00375/kw，所以) ，在此取 ，=370900,管带式芯子取上限，；散热器芯宽（mm）：，取整W=690(mm)；则得出散热器尺寸为：片长度等于芯宽（690m

33、m）片宽度等于芯厚（60mm）片厚度（0.1mm）散热片片数：，全部散热片散热面积：水管布置采用三管交错排列。3.2风扇的设计 风扇选型设计是在冷却系统总体设计过程中，根据冷却系统设计的总要求选配风扇的方案型设计。它不同于风扇的技术设计。选型设计是对已有的风扇进行选用，只要求所选择的风扇在性能、尺寸、传动、噪声、功率及工作可靠性等方面满足冷却系统的总体要求，并与同一系统内冷却风道和散热器匹配良好。风扇的选型设计要有三个前提条件：（1）冷却系统速要的冷却风量已经确定；（2）冷却风道的全气路阻力即风扇需要提供的静压头己经算出；(3)有可供选择的风扇的特性曲线5。3.2.1风扇的结构参数1.风扇外径

34、D风扇外径的选取应考虑以下几点：1）所需的风量及风压；2）风扇对散热器芯子的覆盖面积应尽量大；3）风扇的圆周速度一般不超过110120m/s。一般地，汽车发动机的购风扇外径，在D=0.30.8m左右，初选D=0.49m；2风扇轮毂比 风扇轮毂直径d与风扇叶轮外径之比 =d/D称风扇轮毂比。轮毂直径d取得过小，使叶片根部处于不合理状态；取得过大，风扇有效面积小，使容积效率下降。但叶片短、刚度大。一般汽车风扇的轮毂比 =0.250.4，本文取=0.3；3风扇叶片安装角 叶弦与风扇叶轮平面间的夹角称为安装角。取大的 角，可增加风量，但驱动风扇所需的功率则急剧增加，所以 角不能取得过大。等安装角的风扇

35、效率较低，但制造方便。为了提高风扇效率，可采用变安装角叶片，将叶片沿长度方向扭曲，从叶根到叶梢 角在4515范围内变化。此处选取=25；4风扇叶片数Z增加叶片数Z并不显著增加风扇的流量，一般Z=46片，也有810片的。叶片边缘到散热器的距离一般为830mm，可使流过整个散热器的气流均匀，以提高冷却效果。所以在此选取Z=6；5叶片圆弧的曲率半径r叶片选用厚度 =12mm薄钢板的轴流风扇其曲率半径一般取r=(0.30.4)D。这种叶片的大量生产工艺性较好，试验表明弦宽b和圆弧半径r之比b/r=0.40.8较合适。r=0.3D=0.147m；6叶片长度h和叶片厚度 一般取h=(0.30.35)D，取

36、 =0.02D。H=0.35D=0.172m，=0.02D=0.01m7径向间隙S风扇和护风圈之间必须有520mm的径向间隙。减小径向间隙，可提高风扇的容积效率，但对结构和制造质量要求较高。护风圈的结构要求有足够大的刚度。为防止护风圈与风扇相碰，可把散热器与发动机作整体安装。3.2.2 风扇的性能参数风扇的散风量，可按下式计算 （3-6）其中由公式（3-3）得出，为风扇的容积率，主要取决于风扇与导风罩之间的间隙一般=0.70.9，此处取=0.7，则计算得出：；自由排风的风压要求40kgf/,取=0.7则散热器风阻=23.5kgf/ =16.5kgf/ 散热器的风阻（kgf/） 风道系统的阻力（

37、散热器除外）（kgf/）经验表明，汽车风扇取=2050kgf/风扇的压头可由下式求出：（） 空气重度（kgf/），取3.2；风扇消耗的功率3.2.3 风扇的选型 根据上述的计算出的结构参数及性能参数，决定选用轴流式风扇，轴流式风扇一般由叶片和托板铆接而成，风扇叶片有钢板冲压和铸造两种。为了降低叶片旋转时的气流噪声，使叶片具有良好的空气动力性能，选择具有翼型断面叶片的整体铝合金铸造或用尼龙、聚丙烯等合成树脂注射成型的轴流式风扇。这种风扇制造工艺复杂，但效率高，功率消耗较小。3.3 散热器与风扇的匹配3.3.1散热器的匹配计算所计算出的散热器的具体参数如下：散热器形式：管片式芯部尺寸：690480

38、60mm 芯部面积：0.332总散热面积：15.84，冷却管尺寸/数目：2.219/100冷却片数/管排数：160/3性能曲线数据见表（1）表（1） 散热器性能曲线数据表通过散热器的空气流量1.271.92.342.833.343.87散热器风阻Pa58.8798.7161.96258.2364.95467.53散热器散热量KJ/s50.0263.9874.7683.7593.25102.13 3.3.2风扇的匹配计算风扇的具体参数如下：直径；叶片数：6；与发动机速比：1.1。 一般风扇外径应略小于散热器芯部的宽度和高度，希望扫过的面积尽可能大地覆盖散热器芯部正面积，一般要等于散热器芯部正面积

39、的 45%60%，二风扇轮叶内径与外径之比则 即 所以所选风扇符合尺寸要求。性能曲线数据见表（2） 表（2）风扇性能曲线数据表风扇产生的空气流量1.041.281.552.062.332.583.123.36风扇参数的空气压差Pa798.69743.35689.64583.73532.54456.26233.6155.96 以上各表中所指空气流量的风扇转速均是指在发动机额定转速下的风扇转速，所指流量均是指风筒试验台上测得的理论数据6。3.3.3散热器与冷却风扇的匹配计算通过理论计算来验证所选散热器和冷却风扇相互匹配是否能满足冷却要求。根据散热器和冷却风扇的性能曲线数据，可以绘制散热器与冷却风扇

40、性能匹配图图3-2 散热器与风扇理论匹配曲线图图3-3 散热器与风扇实际匹配曲线图图3-1中为散热器风阻与空气流量的关系曲线, 为风扇风压与风量关系曲线, 两曲线的交点A 为散热器与风扇的理论匹配点 , 对应的空气流量为2.92 , 压差为283.33 Pa. 因实际空气流量远小于实验时所测得的理论值, 故需要采用进风系数(0.65 0.75)进行修正. 取进风系数为0.75 ,则实际风量为2.19.在风速为 2.19的空气流量下，可对应散热器的散热率曲线得出 B 点，图3-2中B点即为实际风量与散热器散热量的汇合点。B 点对应的纵坐标就是散热器在这实际空气流量下的散热率，其大小为67KJ/s.60。60是指散热器试验时所采用的“液气温差”值为 60，“液