玉柴发动机应用工程培训_冷却系统匹配设计计算.pps
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1、2010-09-27,冷却系统匹配设计计算,工程研究院冷却系统研究与应用项目组,玉柴发动机应用工程培训之,2010-09-27,2,内容提要,系统原理 软件仿真 匹配计算 校核计算 影响因素,2010-09-27,3,内容提要,系统原理 软件仿真 匹配计算 校核计算 影响因素,2010-09-27,4,冷却系统的作用 使工作中的发动机得到适度的冷却,并保持发动机在最适宜的温度状态下工作。 所谓适宜的工作温度,对于水冷发动机,要求气缸盖内冷却水温度在8095之间。 发动机在工作中为什么要适度冷却?为什么不能过热? 燃气在燃烧过程中,气缸内气体温度高达2000 ,发动机零部件与高温气体接触,将会造
2、成气缸和进气管温度过高,使进入气缸的可燃混合气因受热而膨胀,充气量,使得充气效率,发动机功率; 机油因温度过高,粘度,严重时,机油变质,影响润滑效果,机件磨损加剧; 各机件因高温而膨胀,破坏了正常的啮合间隙,产生卡死现象。 因此,发动机应及时冷却。那么是不是冷却温度越低越好?,冷却系统_系统原理,2010-09-27,5,不是冷却温度越低越好。 过度冷却(过冷)后果 热量散失过多,转变为有用功的热量,热效率; 温度低,机油粘度大,摩擦阻力,消耗功率大,起动困难; 燃油不易气化,燃烧不充分,燃油消耗率,功率。 冷却方式:风冷、水冷,2010-09-27,6,水冷系的组成:水冷却系是以水(或防冻液
3、)作为冷却介质,把发动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。目前汽车发动机上采用的水冷系大都是强制循环式水冷系,利用水泵强制水在冷却系中进行循环流动。一般由散热器、水泵、风扇、发动机冷却水套和节温器等组成。,冷却系统_系统原理,2010-09-27,7,水散热器:外界空气冷却发动机冷却水。为了将散热器传出的热量尽快带走,在散热器后面装有风扇与散热器配合工作。俗称水箱,一般由上水室、散热器芯和下水室等组成。一般俗称水箱。,冷却系统_主要零部件,2010-09-27,8,水散热器核心:散热器芯子 由许多冷却管和散热片组成。采用散热片是为了增加散热器芯的散热面积。散热器芯的构造形式有多样,常用的有管片
4、式和管带式两种。 要求:必须有足够的正面积和散热面积,而且材料导热性能要好。因此,散热器一般用铜或铝制成。,2010-09-27,9,水散热器的性能: 流阻性能:风阻、水阻。 散热性能:散热量。,2010-09-27,10,风扇:提高通过散热器芯的空气流速,增加散热效果,加速水的冷却。风扇通常安排在散热器后面。当风扇旋转时,对空气产生吸力,使之沿轴向流动。空气流由前向后通过散热器芯,使流经散热器芯的冷却水加速冷却。一般由发动机带动,辅助电子风扇由辅助电机带动。,冷却系统_主要零部件,2010-09-27,11,风扇的性能: 风量-静压:不同转速下,风量与静压的关系。 风量-效率:不同转速下,风
5、量与效率的关系。 风量-轴功率:不同转速下,风量与轴功率的关系。,对同一个风扇: 风量正比于转速; 静压正比于转速的平方; 轴功率正比于转速的三次方。,2010-09-27,12,水泵:对冷却水加压,加速冷却水的循环流动,保证冷却可靠。车用发动机上多采用离心式水泵,离心式水泵具有结构简单、尺寸小、排水量大、维修方便等优点。离心式水泵主要由泵体、叶轮和水泵轴组成,叶轮一般是径向或向后弯曲的,其数目一般为69片。,当叶轮旋转时,水泵中的水被叶轮带动一起旋转,在离心力作用下,水被甩向叶轮边缘,然后经外壳上与叶轮成切线方向的出水管压送到发动机水套内。与此同时,叶轮中心处的压力降低,散热器中的水便经进水
6、管被吸进叶轮中心部分。如此连续的作用,使冷却水在水路中不断地循环。如果水泵因故停止工作时,冷却水仍然能从叶轮叶片之间流过,进行热流循环,不致于很快产生过热。,冷却系统_主要零部件,2010-09-27,13,水泵的性能: 水流量-扬程:不同转速下,水流量与扬程的关系。 水流量-效率:不同转速下,水流量与效率的关系。 水流量-轴功率:不同转速下,水流量与轴功率的关系。,对同一个水泵: 水流量正比于转速; 扬程正比于转速的平方; 轴功率正比于转速的三次方。,2010-09-27,14,冷却强度调节装置:根据发动机不同工况和不同使用条件,改变冷却系的散热能力,即改变冷却强度,从而保证发动机经常在最有
7、利的温度状态下工作。改变冷却强度通常有两种调节方式,一种是改变通过散热器的空气流量;另一种是改变冷却液的循环流量和循环范围(节温器)。 改变通过散热器的空气流量:百叶窗、风扇离合器 百叶窗是调节空气流量并防止冬季冻坏水箱,多用人工调节,也有采用自动调节装置的。,自动风扇离合器(硅油和电磁):是根据发动机的温度(通常为水温)自动控制风扇的转速,调节扇风量以达到改变通过散热器的空气流量,它不仅能减少发动机的功率损失,节省燃油,而且还能提高发动机的使用寿命,降低发动机的噪声。,冷却系统_主要零部件,2010-09-27,15,改变通过散热器的冷却水的流量:节温器(或调温器) 节温器装在冷却水循环的通
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