汽车发动机散热器散热面积的计算
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2.会议论文 李大仕 散热器翅片的优化设计 2001
本文对小尺寸风冷带翅片散热器的换热进行了研究.给出翅片几何尺寸与冷却效果的关系.组织好流场,提高局部换热系数,会使散热器的冷却效 果更好.
3.期刊论文 张永恒.张伟 双流道散热器提高冷却能力的分析 -内燃机车2001,01(1)
通过对现有试验资料的分析及单、双流道冷却装置计算,比较了单、双流道冷却装置性能,分析了双流道散热器提高冷却能力的机理.认为双流 道冷却装置使总的空气温升增大、低温侧对数温差提高.双流道散热器冷却技术的应用依赖于高低温冷却系统散热量、单节内高低温散热面积的比 例以及相应冷却水进口水温度的高低.
图 #" 散热器
" " !" 主" 片" " #" 上水室" " $" 加水口盖 " " %" 冷却管" " &" 散热带" " ’" 支" 架 " " (" 下水室" " )" 侧" 板" " *" 附侧板
$" 散热器散热效果的调节
图 !" 发动机循环式水冷系示意图
" " !" 百叶窗" " #" 散热器" " $" 加水口盖 " " %" 风" 扇" " &" 水" 泵" " ’" 节温器 " " (" 水温表" " )" 水" 套" " *" 分水管 " " !+" 放水阀
#" 散热器的构造
散热器的构造如图 # 所示。其主要组成部分为 上水室 #、下水室 (、加水口盖 $、侧板 )、支架 ’ 和散热 器芯。在上、下水室上分别焊有进、出水管，以便于与 进、出水软管联接，在上水室上还焊有加水口管，用于 向散热器中注 入 冷 却 水，平 时 管 口 用 加 水 口 盖 盖 住， 在下水室上通常都装有放水阀门。侧板加强了散热 器的强度，又将用于与外部连接的支架与其它构件连 为一体。
（ 黄石高等专科学校机械与动力工程系，湖北 黄石 -+’,,+） 摘" 要：介绍了散热器的作用及其构造，阐述了散热器散热效果的调节方法，推导出了散热器散热面积的计
算公式。
关键词：散热器；冷却；散热面积 中图分类号：0(1,# +* 2 -" 文献标识码：3" 文章编号：!,,* / *(-’（(,,-）,- / ,,+1 / ,+
图 !" 冷却管与散热带特征 散热器的散热面积由散热带的散热面积（ 双面）、 冷却管的散热 面 积、上、下 水 室 及 其 主 片 以 及 附 侧 板 的散热面积等组成。由于附侧板的材料为 #$% 钢板， 其导热性较散热带和冷却管的材料紫铜差很多，又由 于附侧板和上、下水室及其主片的面积占整个散热器 的散热面积的 比 例 很 小，计 算 又 复 杂，所 以 在 实 际 计 算散热器的散热面积时只计算散热带和冷却管的散 热面积，而后给 一 修 正 系 数 对 其 值 进 行 修 正，以 使 计 算数据与实际情况更相符。 如图 ! 所示，冷却管横截面的外侧周长为：&（ ’ ( )）* !)，由 于 上、下 主 片 均 向 水 室 方 向 凹 进 去 ! + ,--，则暴露在空气中的冷却管长度如图 & 所示为：. * / + $--，所以，单根冷却管的散热面积为：［&（ ’ ( )）* !)］（ . * / + $ ）；波纹状的散热带为充分利用空 间，增加散热面积，波纹做的很密，则散热带的折角很 小，一折散热带的长度近似于散热带的峰值 0，如图 ! 所示，对波峰数为 1 宽度为 2 的散热带，其展开长度 为：&01（ 两折散热带形成一个波峰），散 热 面 积（ 双 面）为：,021，对 - 排 3 层冷却管散热器，共有 - 4 3 根冷却管，3 * 5 条散热带，散热器的散热面积由下 式计算： 6 7 8｛［&（ ’ ( )）* !)］4（ . * / + $）4 - 4 3 * ,
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［+］" 王孝培 # 冲压手册［ $］# 北京：机械工业出版社， (,,,
［-］" 于连仲 # 高方盒形件多次拉深工艺过程的确定［ .］ # 全国第一次冲压学术会议论文集，!%*’
［’］" 中川威雄著，郭青山译 # 板料冲压加工［ $］# 天津： 天津科学技术出版社，!%*(
（ 责任编辑：李明喜）
!"" " " " " " " " " " " " " " 黄" 石" 高" 等" 专" 科" 学" 校" 学" 报" " " " " " " " " " " " " #++% 年
机中直接与燃气接触的零件（ 如活塞、气缸、气缸盖和 进排气门等）强烈加热。如这些零件长时间的过热和 不均匀受热，将 使 材 料 的 机 械 性 能 下 降，破 坏 了 机 件 间的正常间隙，并 使 润 滑 油 高 温 分 解 或 烧 掉，失 去 润 滑能力，引起零件加速磨损，甚至卡死等严重事故。
散热器是汽车发动机冷却循环系统中的一个重 要部件，其作用是将由冷却循环水带出的发动机各零 件的热量散发到空气中，其质量直接影响着汽车发动 机冷却循环系统的性能指标。
2004,27(3)
用发热铜块模拟电子器件,油泵回路控制风温,毕托管和倾斜式微压计测量风速等方法,建立了热管型散热器性能测试系统.对所设计的重力型热 管电子器件散热器,通过改变散热功率、风速、风温等因素来测试电子器件表面温度的变化.实验结果表明:重力型热管散热器具有良好的散热性能 ,可满足较高热流密度(小于8.56×104 w/m2)电子器件的冷却要求.性能测试系统具有良好的精度和可靠性,可以作为改进散热器设计的重要手段.
散热器芯是散热器的核心部件，是散热器的主要 散热元件。散热器芯的构造型式有多种，但管带式散 热器芯以其散热能力强、制造工艺简单、质量小、成本 低等优点而得以广泛地应用。如图 # 所示，管带式散 热器芯是由波纹状的散热带 & 与冷却管 % 相间排列 着，冷却管的两端分别插入上、下水室主片 ! 的扁孔 中，外侧的散热带被两片附侧板 * 所 夹 持 经 钎 焊 而 成。
%" 散热器散热面积的计算
设计散热器时一般是根据发动机在某一常用工 况下能得到可靠的冷却而设计。散热器的散热面积 是散热器的一个主要技术指标，它对散热器的散热效 果有着至关重 要 的 影 响，在 散 热 器 的 的 设 计 参 数 中， 对散热器的散热面积都有明确的要求。
第 , 期" " " " " " " " " " " " 黄新明" 华文林：汽车发动机散热器散热面积的计算" " " " " " " " " " " " !"
首先对三种不同型式的热管散热器对称u型热管散热器非对称u型热管散热器工型热管散热器利用专业散热模拟软件flotherm对其散热特性进行了数值模拟分析包括散热器的温度分布热管的温度分布风道内的温度分布流场分布压力场分布等并对热扩散板进行了传热效果优化分析通过提高散热器底面的热扩散能力改善散热效率提高冷却能力
黄石高等专科学校学报 JOURNAL OF HUANGSHI POLYTECHNIC COLLEGE 2004，20(4) 0次
参考文献(3条) 1.陈家瑞 汽车构造 2001 2.陈焕江 汽车检测与诊断 2001 3.康展权.张洪欣.王耀明 汽车工程手册 2001
相似文献(10条)
1.期刊论文 王雪峰.孙志坚.吴存真.靳静.王立新 电子器件冷却用重力型热管散热器的实验研究 -电子器件
4 0 4 2 4 1 4（ 3 * 5）｝9 5#/ 其中：6———散热器散热面积，单位：-& ；8———散
热面积 系 数，对 大 水 箱：8 7 5: 5，对 小 水
箱：8 7 5: #;； ’———冷却管长度，单位：--； )———冷却管宽度，单位：--； .———主片间距，单位：--； -———冷却管排数； 3———冷却管层数； 0———散热带峰值，单位：--； 2———散热带宽度，单位：--； 1———散热带波峰数。 散热带宽度为标准值，其值如下： 一排管散热器 2 7 5/ --，二排管散热器 2 7 !& --， 三排管散热器 2 7 ,< --，四排管散热器 2 7 // --， 冷却管的尺寸已标准化，散热带的峰值为减少工 装设备的品种数量也做成了标准尺寸。我们选用的 标准：冷却管外形尺寸 ’ 4 ) 7 5!-- 4 &: 5--，散热带 峰值 0 7 5#--，则散热器的散热面积计算公式为： 6 7 8［&$: , 4（ . * / + $）4 - 4 3 * ,# 4 2 4 1 4 （ 3 * 5）］9 5#/
［&］"#5
［!］" 康展权，张洪欣，王耀明等: 汽车工程手册［ =］: 北 京：人民交通出版社，&##5
（ 责任编辑：李明喜）
汽车发动机散热器散热面积的计算
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
黄新明， 华文林 黄石高等专科学校机械与动力工程系,湖北,黄石,435003
第 (, 卷"
第
-
期 "
"
"
"
"
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"
黄" 石" 高" 等" 专" 科" 学" 校" 学" 报 " " " " " " Y<IO (," R<O -
(,,- 年 * 月
)P0QR3S PT E03RUVEW HPSXLCJERWJ JPSSCUC
3FD" " (,,-
汽车发动机散热器散热面积的计算
黄新明" 华文林
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收稿日期：(,,- / ,! / (* 作者简介：黄新明（!%&+—" ），男，湖北黄石人，工程师，主要从事机械产品的设计与制造工作。
参考文献
［!］" 罗曼诺夫斯基（ 苏）# 冷压手册［ $］# 北京：中国工 业出版社，!%&’
［(］" 李硕本 # 盒形件的冲压变形分析［ )］# 电子工艺技 术，!%*+（(）
!" 散热器的作用
如图 ! 所示，汽车发动机冷却循环系统由散热器
(、风扇 -、水泵 ’、节温器 &、进水管及出水管等组成。 冷却系统的作 用 是：疏 散 发 动 机 各 零 件 的 热 量，使 这 些零件的温度保持在发动机正常工作所许可的范围 内。因发动机工作时，燃料燃烧所产生的热量一部分 转变为有用的机械功，输出功率；另一部分则使发动
使用条件（ 如汽车速度、负荷和环境温度等）对散 热器的散热效果有很大的影响。为使散热器与发动 机很好地匹配，可以改变通过散热器的空气流量和改 变通过散热器的冷却水流量的方法来调节冷却强度。 通常利用百页窗和各种自动风扇来实现改变通过散 热器的空气流量，而使用节温器或者支路循环来控制 通过散热器冷却水的流量。
;" 结束语
在生产实践中，根据客户提供的散热器散热面积 要求及安装条 件，在 确 定 了 冷 却 管 排 数 和 层 数 后，利 用散热器的散热面积计算公式，可以很方便地计算出 散热器的波峰数并编制出散热器制造工艺并组织生 产。
参考文献
［5］" 陈家 瑞: 汽 车 构 造［ =］: 北 京：机 械 工 业 出 版 社， &##5
发动机的冷却必须适度。若冷却强度不足，将出 现过热现象，水 箱 中 的 水 温 将 升 至 沸 点，水 蒸 气 大 量 蒸发，发动机的热效率低，油耗大，同时，发动机的零 件也会因润滑不良而加速磨损。若冷却强度过强，将 出现过冷现象，一 方 面 由 于 热 量 散 失 过 多，使 转 变 成 有用功的热量 减 少，另 一 方 面，由 于 混 合 气 体 与 冷 气 缸壁接触而凝结并流到曲轴箱内，不仅增加了燃油消 耗，且使机油变 稀 而 影 响 润 滑，结 果 也 将 使 发 动 机 功 率下降，磨损加剧。在气缸盖内的冷却水温为 )+ , *+- 之间时，散热器与发动机匹配最好。
本文对小尺寸风冷带翅片散热器的换热进行了研究.给出翅片几何尺寸与冷却效果的关系.组织好流场,提高局部换热系数,会使散热器的冷却效 果更好.
3.期刊论文 张永恒.张伟 双流道散热器提高冷却能力的分析 -内燃机车2001,01(1)
通过对现有试验资料的分析及单、双流道冷却装置计算,比较了单、双流道冷却装置性能,分析了双流道散热器提高冷却能力的机理.认为双流 道冷却装置使总的空气温升增大、低温侧对数温差提高.双流道散热器冷却技术的应用依赖于高低温冷却系统散热量、单节内高低温散热面积的比 例以及相应冷却水进口水温度的高低.
图 #" 散热器
" " !" 主" 片" " #" 上水室" " $" 加水口盖 " " %" 冷却管" " &" 散热带" " ’" 支" 架 " " (" 下水室" " )" 侧" 板" " *" 附侧板
$" 散热器散热效果的调节
图 !" 发动机循环式水冷系示意图
" " !" 百叶窗" " #" 散热器" " $" 加水口盖 " " %" 风" 扇" " &" 水" 泵" " ’" 节温器 " " (" 水温表" " )" 水" 套" " *" 分水管 " " !+" 放水阀
#" 散热器的构造
散热器的构造如图 # 所示。其主要组成部分为 上水室 #、下水室 (、加水口盖 $、侧板 )、支架 ’ 和散热 器芯。在上、下水室上分别焊有进、出水管，以便于与 进、出水软管联接，在上水室上还焊有加水口管，用于 向散热器中注 入 冷 却 水，平 时 管 口 用 加 水 口 盖 盖 住， 在下水室上通常都装有放水阀门。侧板加强了散热 器的强度，又将用于与外部连接的支架与其它构件连 为一体。
（ 黄石高等专科学校机械与动力工程系，湖北 黄石 -+’,,+） 摘" 要：介绍了散热器的作用及其构造，阐述了散热器散热效果的调节方法，推导出了散热器散热面积的计
算公式。
关键词：散热器；冷却；散热面积 中图分类号：0(1,# +* 2 -" 文献标识码：3" 文章编号：!,,* / *(-’（(,,-）,- / ,,+1 / ,+
图 !" 冷却管与散热带特征 散热器的散热面积由散热带的散热面积（ 双面）、 冷却管的散热 面 积、上、下 水 室 及 其 主 片 以 及 附 侧 板 的散热面积等组成。由于附侧板的材料为 #$% 钢板， 其导热性较散热带和冷却管的材料紫铜差很多，又由 于附侧板和上、下水室及其主片的面积占整个散热器 的散热面积的 比 例 很 小，计 算 又 复 杂，所 以 在 实 际 计 算散热器的散热面积时只计算散热带和冷却管的散 热面积，而后给 一 修 正 系 数 对 其 值 进 行 修 正，以 使 计 算数据与实际情况更相符。 如图 ! 所示，冷却管横截面的外侧周长为：&（ ’ ( )）* !)，由 于 上、下 主 片 均 向 水 室 方 向 凹 进 去 ! + ,--，则暴露在空气中的冷却管长度如图 & 所示为：. * / + $--，所以，单根冷却管的散热面积为：［&（ ’ ( )）* !)］（ . * / + $ ）；波纹状的散热带为充分利用空 间，增加散热面积，波纹做的很密，则散热带的折角很 小，一折散热带的长度近似于散热带的峰值 0，如图 ! 所示，对波峰数为 1 宽度为 2 的散热带，其展开长度 为：&01（ 两折散热带形成一个波峰），散 热 面 积（ 双 面）为：,021，对 - 排 3 层冷却管散热器，共有 - 4 3 根冷却管，3 * 5 条散热带，散热器的散热面积由下 式计算： 6 7 8｛［&（ ’ ( )）* !)］4（ . * / + $）4 - 4 3 * ,
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［+］" 王孝培 # 冲压手册［ $］# 北京：机械工业出版社， (,,,
［-］" 于连仲 # 高方盒形件多次拉深工艺过程的确定［ .］ # 全国第一次冲压学术会议论文集，!%*’
［’］" 中川威雄著，郭青山译 # 板料冲压加工［ $］# 天津： 天津科学技术出版社，!%*(
（ 责任编辑：李明喜）
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机中直接与燃气接触的零件（ 如活塞、气缸、气缸盖和 进排气门等）强烈加热。如这些零件长时间的过热和 不均匀受热，将 使 材 料 的 机 械 性 能 下 降，破 坏 了 机 件 间的正常间隙，并 使 润 滑 油 高 温 分 解 或 烧 掉，失 去 润 滑能力，引起零件加速磨损，甚至卡死等严重事故。
散热器是汽车发动机冷却循环系统中的一个重 要部件，其作用是将由冷却循环水带出的发动机各零 件的热量散发到空气中，其质量直接影响着汽车发动 机冷却循环系统的性能指标。
2004,27(3)
用发热铜块模拟电子器件,油泵回路控制风温,毕托管和倾斜式微压计测量风速等方法,建立了热管型散热器性能测试系统.对所设计的重力型热 管电子器件散热器,通过改变散热功率、风速、风温等因素来测试电子器件表面温度的变化.实验结果表明:重力型热管散热器具有良好的散热性能 ,可满足较高热流密度(小于8.56×104 w/m2)电子器件的冷却要求.性能测试系统具有良好的精度和可靠性,可以作为改进散热器设计的重要手段.
散热器芯是散热器的核心部件，是散热器的主要 散热元件。散热器芯的构造型式有多种，但管带式散 热器芯以其散热能力强、制造工艺简单、质量小、成本 低等优点而得以广泛地应用。如图 # 所示，管带式散 热器芯是由波纹状的散热带 & 与冷却管 % 相间排列 着，冷却管的两端分别插入上、下水室主片 ! 的扁孔 中，外侧的散热带被两片附侧板 * 所 夹 持 经 钎 焊 而 成。
%" 散热器散热面积的计算
设计散热器时一般是根据发动机在某一常用工 况下能得到可靠的冷却而设计。散热器的散热面积 是散热器的一个主要技术指标，它对散热器的散热效 果有着至关重 要 的 影 响，在 散 热 器 的 的 设 计 参 数 中， 对散热器的散热面积都有明确的要求。
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首先对三种不同型式的热管散热器对称u型热管散热器非对称u型热管散热器工型热管散热器利用专业散热模拟软件flotherm对其散热特性进行了数值模拟分析包括散热器的温度分布热管的温度分布风道内的温度分布流场分布压力场分布等并对热扩散板进行了传热效果优化分析通过提高散热器底面的热扩散能力改善散热效率提高冷却能力
黄石高等专科学校学报 JOURNAL OF HUANGSHI POLYTECHNIC COLLEGE 2004，20(4) 0次
参考文献(3条) 1.陈家瑞 汽车构造 2001 2.陈焕江 汽车检测与诊断 2001 3.康展权.张洪欣.王耀明 汽车工程手册 2001
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1.期刊论文 王雪峰.孙志坚.吴存真.靳静.王立新 电子器件冷却用重力型热管散热器的实验研究 -电子器件
4 0 4 2 4 1 4（ 3 * 5）｝9 5#/ 其中：6———散热器散热面积，单位：-& ；8———散
热面积 系 数，对 大 水 箱：8 7 5: 5，对 小 水
箱：8 7 5: #;； ’———冷却管长度，单位：--； )———冷却管宽度，单位：--； .———主片间距，单位：--； -———冷却管排数； 3———冷却管层数； 0———散热带峰值，单位：--； 2———散热带宽度，单位：--； 1———散热带波峰数。 散热带宽度为标准值，其值如下： 一排管散热器 2 7 5/ --，二排管散热器 2 7 !& --， 三排管散热器 2 7 ,< --，四排管散热器 2 7 // --， 冷却管的尺寸已标准化，散热带的峰值为减少工 装设备的品种数量也做成了标准尺寸。我们选用的 标准：冷却管外形尺寸 ’ 4 ) 7 5!-- 4 &: 5--，散热带 峰值 0 7 5#--，则散热器的散热面积计算公式为： 6 7 8［&$: , 4（ . * / + $）4 - 4 3 * ,# 4 2 4 1 4 （ 3 * 5）］9 5#/
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［!］" 康展权，张洪欣，王耀明等: 汽车工程手册［ =］: 北 京：人民交通出版社，&##5
（ 责任编辑：李明喜）
汽车发动机散热器散热面积的计算
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
黄新明， 华文林 黄石高等专科学校机械与动力工程系,湖北,黄石,435003
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黄" 石" 高" 等" 专" 科" 学" 校" 学" 报 " " " " " " Y<IO (," R<O -
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)P0QR3S PT E03RUVEW HPSXLCJERWJ JPSSCUC
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黄新明" 华文林
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参考文献
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!" 散热器的作用
如图 ! 所示，汽车发动机冷却循环系统由散热器
(、风扇 -、水泵 ’、节温器 &、进水管及出水管等组成。 冷却系统的作 用 是：疏 散 发 动 机 各 零 件 的 热 量，使 这 些零件的温度保持在发动机正常工作所许可的范围 内。因发动机工作时，燃料燃烧所产生的热量一部分 转变为有用的机械功，输出功率；另一部分则使发动
使用条件（ 如汽车速度、负荷和环境温度等）对散 热器的散热效果有很大的影响。为使散热器与发动 机很好地匹配，可以改变通过散热器的空气流量和改 变通过散热器的冷却水流量的方法来调节冷却强度。 通常利用百页窗和各种自动风扇来实现改变通过散 热器的空气流量，而使用节温器或者支路循环来控制 通过散热器冷却水的流量。
;" 结束语
在生产实践中，根据客户提供的散热器散热面积 要求及安装条 件，在 确 定 了 冷 却 管 排 数 和 层 数 后，利 用散热器的散热面积计算公式，可以很方便地计算出 散热器的波峰数并编制出散热器制造工艺并组织生 产。
参考文献
［5］" 陈家 瑞: 汽 车 构 造［ =］: 北 京：机 械 工 业 出 版 社， &##5
发动机的冷却必须适度。若冷却强度不足，将出 现过热现象，水 箱 中 的 水 温 将 升 至 沸 点，水 蒸 气 大 量 蒸发，发动机的热效率低，油耗大，同时，发动机的零 件也会因润滑不良而加速磨损。若冷却强度过强，将 出现过冷现象，一 方 面 由 于 热 量 散 失 过 多，使 转 变 成 有用功的热量 减 少，另 一 方 面，由 于 混 合 气 体 与 冷 气 缸壁接触而凝结并流到曲轴箱内，不仅增加了燃油消 耗，且使机油变 稀 而 影 响 润 滑，结 果 也 将 使 发 动 机 功 率下降，磨损加剧。在气缸盖内的冷却水温为 )+ , *+- 之间时，散热器与发动机匹配最好。