1、 計算說明書題目：XX冷卻系統設 計:校 對:審 核:批 準: XXXXXXXXXX 有 限 公 司計算說明書XX冷卻系統計算 編 號： JS-S21-06XX冷卻系統計算冷卻系統的作用是在所有工況下，保證發動機在最適宜的溫度下工作，冷卻系統匹配的是否合適將直接影響到發動機的使用壽命和燃油經濟性，所以在冷卻系統的設計及計算中，散熱器的選型以及風扇的匹配對冷卻系統起著至關重要的作用。為便于組織氣流，散熱器布置在整車的前面，但由于受到整車布置空間的限制，在其前面還布置了空調冷凝器，這會增加風阻，影響散熱器的進風量，從而影響冷卻系統的冷卻能力。風扇布置在散熱器后面，靠風扇電機帶動。1. 發動機參數

2、表一：YY發動機參數發動機型號YYY發動機型式L4、DOHC、VVT、MPI汽油機缸徑×行程73mm×77.5mm排量1297.5mL額定功率65kw/6000rpm最大扭矩115.9N·m/4500rpm發動機工作沖程數4發動機的點火次序1-3-4-22. 發動機散熱量估算發動機在額定功率點、扭矩點、怠速點的水套散熱量：2.1. 發動機額定功率點水套散熱量為：Qw=AgePeHu=56.94 kW（34 kW ZZ 提供，遠小于估算值）A-傳給冷卻系統的散熱量占燃料燃燒產生熱量的百分比，取0.25（Qw以實測值為準，A取值一般0.230.3） ge-發動機燃油消

3、耗率,取290g/kW·h（按萬有特性曲線） Pe-發動機功率，取65kW（按發動機標定數據） Hu-燃料凈熱值，取43500kJ/kg（RON 93#汽油）2.2. 發動機扭矩點水套散熱量為：Qw=AgePeHu=40.54 kW（26 Kw ZZ 提供，遠小于估算值）A-傳給冷卻系統的散熱量占燃料燃燒產生熱量的百分比，取0.25（Qw以實測值為準，A取值一般0.230.3） ge-發動機燃油消耗率,取280g/kW·h（按萬有特性曲線） Pe-發動機功率，取47.93kW（按發動機標定數據）2.3. 散熱器選擇根據選型的散熱器的散熱量，驗算最大功率點：Qw = kStk

4、-散熱器的傳熱系數，kW/（m2·）傳熱系數k受下列因素影響：1、冷卻管內冷卻液流速；2、散熱器的材料和管片的厚度；制造質量；通過散熱器芯部的空氣流量或風速；經對鋁制散熱器的傳熱系數進行統計取0.2。t-冷卻常數，散熱器的內外溫差，根據下列關系得到：冷卻液為乙二醇和水50%：50%，其常溫沸點108，散熱器進口溫度為50。t=108-50=58。S-散熱器的散熱面積，根據表三為5.4 m2。散熱器的散熱量Qw =62.64 kW>56.94 kW，安全系數為1.1，滿足最大功率點散熱的使用要求，表二 YY(1.3L/S11加厚型)散熱器參數YY(1.3L)散熱器（芯部尺寸：51

5、8×297×34） 試驗時間：散熱帶冷卻管芯部尺寸尺寸數量（條）截面尺寸數量（高×寬×厚）散熱面積（m2）7.54×2.6×343031.57×2.5129518×297×347.38進口溫度水流量(L/min)風速(kg/m2.s)風阻水阻散熱量(kw)7070(1.17kg/s)5312.041.742.566414.3541.744.868635.0841.755.0210928.8241.763.77111132.241.763.5945(0.75kg/s)5312.014.336.126414.

6、414.338.418635.114.345.9310906.214.351.26111114.714.351.47表三 XX散熱器參數散熱帶冷卻管芯部尺寸尺寸數量（條）截面尺寸數量（高×寬×厚）散熱面積（m2）7.5×2.6×167114.55×1.570637.5×349.2×165.4進口溫度水流量(L/min)風速(m/s)風阻水阻散熱量(kw)5010082704557504041201034通過散熱器的風速在額定工況下一般在8-10m/s，對比以上兩散熱器風速為8m/s參數，通過類比法可知XX的風阻小于YY，而散

7、熱量與YYY接近，有利于降低風扇功率消耗，延長風扇使用壽命，更有利于散熱，能夠滿足使用要求。3. 水泵由XX1散熱器試驗數據可知，水泵流量應大于100L/min,壓力應大于70kpa,XXX提供的發動機水泵數據如下表，能夠滿足設計要求：表四 發動機水泵參數泵速壓頭mAq流量L/min水溫（）4930rpm8.6510880±24. 風扇的匹配選擇：按定型的散熱器，根據散熱器的寬度637.5mm及周邊的結構、整車的布置，選擇兩個280mm塑料吸風式軸流電驅動風扇，在冷卻液溫度高時溫控開關接通，使風扇轉動，帶動空氣向后側流動，形成氣流，氣流通過散熱器芯部時，吸收掉部分散熱器水管的熱循環冷

8、卻液的熱量，并散發出去，使發動機維持在適當的工作溫度范圍內。但是由于風扇結構對性能要求影響較大，在廠家不能提供詳細試驗數據的情況下，還需進行整車驗證。風扇的參數如下：葉片直徑：280mm在12±0.1VDC時，轉速=2300±150rpm風扇風量1050m3/h風扇靜壓80kPa（具體靜壓差的點根據實際情況給定）噪聲<73dB（根據整車噪聲標準法規給定）開啟溫度：88±1.5（略高于節溫器的初開啟溫度87±2）最大電流：15A其中：計算風扇風量Q=SVS-冷卻風扇覆蓋的散熱器面積；V-冷卻風扇強制提供的風速，根據工況條件估算取9m/s，即可達到最大

9、功率點散熱器的散熱量的要求；Q=/4×0.282/2×9×3600=998 m3/h，取1050m3/h5. 驗算典型工況5.1. 怠速點由于沒有發動機在750rpm的油耗，近似取1000rpm點。發動機的散熱量為：QwAgePeHu=11.6 kW（10 Kw， ZZ 提供在1500rpm的點，小于估算值）A-傳給冷卻系統的散熱量占燃料燃燒產生熱量的百分比，取0.25ge-發動機燃油消耗率,取400g/kW·h（按萬有特性曲線）Pe-發動機功率，取9.6kW（根據發動機標定數值）按散熱器性能估算此時散熱器散熱量為Qc=20kw冷卻常數:t=1.1

10、15;（t冷卻液沸點-t進口溫度）×Qw/ Qc=37°C許用環境溫度：t=108-37=71°C45°C匹配合理5.2. 2檔40km/h,10%坡度 由動力性計算可知：S22 在40km/h，10坡度時，需要克服的行駛阻力為1615N，對應發動機轉速為3200rpm，對應發動機扭矩約為59.7Nm，發動機功率為20kW。查XX1.3LCBR 驗收時萬有特性曲線可得對應發動機比油耗為285g/kW·h。發動機散熱量為：QwAgePeHu=17.2kWA-傳給冷卻系統的散熱量占燃料燃燒產生熱量的百分比，取0.25ge-發動機燃油消耗率,取285

11、g/kW·h（按萬有特性曲線）Pe-發動機功率，取20kW此時發動機轉速約為根據經驗可知在40km/h時可以產生4m/s的風速。按散熱器性能此時散熱器散熱量為Qc=34kw。冷卻常數:t=1.1×（t冷卻液沸點-t進口溫度）×Qw/ Qc=32°C許用環境溫度：t=108-32=76°C45°C匹配合理6. 結論由以上計算結果可以看出，冷卻系統選型是滿足設計要求的。但是在計算過程中由于具體的試驗數據不全和有些系數的選取受整車布置影響較大，因此以上計算結果僅是對設計起指導作用，具體冷卻性能還需要實車驗證。附：散熱器開口比計算XX新造型開口比計算圖 1散熱器正面積：Ar=637.5×349.2=222615 mm2=0.222615 m2經牌照板遮擋后正面直接進風口面積如圖2：Ai=2*0.0013+0.75*（0.0189+2*0.0013+2*0.0047+2*0.0003）=0.02623 m2 此部分開口比= Ai / Ar=11.8%其中考慮格柵上網格影響，有格柵的進風部分的面積折算系數取0.75圖 2正面間接進風口面積如圖3：Ao=0.75*（0.0662-2*0.0047）*0.4+（0.1042-0.0189-0.0616-2*0.0003）*0.