汽车发动机冷却系统的设计原则汇总
冷却系设计要求
冷却系设计要求冷却系设计说明书冷却系设计要求：1、保证发动机在任何工况下工作在最佳温度范围；2、发动机启动后能在短时间内达到最佳温度范围；3、保证散热器散热效率高，材料消耗少；4、水泵，风扇消耗功率小，噪声低；5、冷却系统中的零部件拆装、维修方便。
冷却系结构：1、基本结构：该结构由发动机水路、水泵、散热器、风扇、节温器以及连接管路组成。
为保证冷却系统中的气体能顺利排出，加水充分，排水彻底，一般要求散热器的上水室（散热器进水室）进水口处为冷却系统的最高点，下水室（出水室）出水口为冷却系的最低点。
2、带补偿水桶结构：补偿水桶的作用是发动机工作时水温升高后，水膨胀外溢可流入补偿水桶内；当水温降低后，冷却系水体积减小，补偿水桶内的水会重新被吸回到冷却系。
特点：为确保补偿水桶内的水进出通畅、对冷却系统的密封性要求较高。
散热器的上下水室也应处在冷却系的最高及最低点。
3、带膨胀水箱结构：膨胀水箱布置在冷却系最高点，散热器的最高点可以低于发动机。
散热器设计要点：1、在整车空间布置允许的条件下，尽量增大散热器的迎风面积，减薄芯子厚度。
这样可以充分利用风扇的风量和车的迎面风，提高散热器的散热效率。
2、货车散热器一般采用纵流结构，因为货车的布置空间较宽裕。
而且纵流式结构的散热器强度及悬置的可靠性好。
轿车由于空间限制，也可采用横流结构。
散热器悬置设计要点1、悬置点应设计在一个部件总成上，改善散热器受力状况，尽量减少散热器的振动强度。
主悬置点应与辅助悬置点保持一定的距离，以提高散热器的稳定性。
主悬置点，辅助悬置点处散热器与其连接的部件总成之间以胶垫或胶套等柔性非金属材料过度达到减振的目的。
护风罩设计要点1、确保风扇产生的风量全部流经散热器，提高风扇效率。
护风罩对低速大功率风扇效率提高特别显著。
2、风扇与护风罩的径向间隙越小，风扇的效率越高。
一般控制在5-25mm。
3、从成本角度考虑，在大批量生产的车型中，多采用塑料护风罩。
发动机冷却系统设计规范
编号：冷却系统设计规范编制：万涛校对：审核：批准：厦门金龙联合汽车工业有限公司技术中心年月日一、概述要使发动机正常工作，必须使其得到适度的冷却，冷却不足或冷却过度均会带来严重的影响。
冷却不足，发动机过热，会破坏各运动机件原来正常的配合间隙，导致摩擦阻力增加，磨损加剧，特别是活塞环和气缸壁之间的运动，严重时会发生烧蚀、卡滞，使发动机停转或者发生“拉缸”现象，刮伤活塞或气缸，更严重时还会发生连杆打烂气缸体现象。
也会使润滑油变稀，运动机件间的油膜破坏，造成干摩擦或半干摩擦，加速磨损。
同时会降低发动机充气量，使发动机功率下降。
发动机过度冷却时，由于冷却水带走太多热量，使发动机功率下降、动力性能变差。
发动机过冷，气缸磨损加剧。
同时，由于过冷，混合气形成的液体，容易进入曲轴箱使润滑油变稀，影响润滑作用。
由此可见，使发动机工作温度保持在最适宜范围内的冷却系，是何其重要。
一般地，发动机最适宜的工作温度是其气缸盖处冷却水温度保持在80℃~90℃，此时发动机的动力性、经济性最好。
二、冷却系统设计的总体要求a)具有足够的冷却能力，保证在所有工况下发动机出水温度低于所要求的许用值（一般为55°）；b) 冷却系统的设计应保证散热器上水室的温度不超过99 ℃。
c) 采用105 kPa压力盖，在不连续工况运行下，最高水温允许到110 ℃，但一年中水温达到和超过99 ℃的时间不应超过50 h。
d) 冷却液的膨胀容积应等于整个系统冷却液容量的6 %。
e) 冷却系统必须用不低于19 L/min的速度加注冷却液，直至达到应有的冷却液平面，以保证所有工作条件下气缸体水套内冷却液能保持正常的压力。
三、冷却系统的构成液体冷却系主要由以下部件组成：散热器、风扇、风扇护风罩、皮带轮、风扇离合器、水泵、节温器、副水箱、发动机进水管、发动机出水管、散热器除气管、发动机除气管等。
四、主要部件的设计选型1、散热器散热器的散热量（Q）和散热器散热系数（K）、散热器散热面积（A）及气液温差（⊿T）有关： Q=K·A·⊿T其中：Q---散热器的散热量（kcal/h）K---散热器散热系数（kcal/m2•h•ºC）A---散热器散热面积（m2）⊿T---气液温差：散热器进水温度和散热器进风温度之差（ºC）散热器的散热系数是代表散热效率的重要指标，主要影响因素如下：①冷却管内冷却液的流速---据试验结果，冷却液流速由0.2m/s提高到0.8m/s，散热效率有较大提高，但超过0.8m/s后，效果不大；②通过散热器芯部的空气流量---空气的导热系数很小，因此散热器的散热能力主要取决于空气的流动，通过散热器芯部的风量起了决定性作用；③散热器的材料和管带的厚度---国内散热器的材料目前基本上已标准化；④制造质量---主要是冷却管和散热带之间的贴合性和焊接质量；1.1 散热器是冷却系统中的重要部件，其主要作用是对发动机进行强制冷却，以保证发动机能始终处于最适宜的温度状态下工作，以获得最高的动力性、经济性和可靠性。
发动机冷却系统设计规范
发动机冷却系统设计规范发动机冷却系统在汽车和其他内燃机动力设备中起着至关重要的作用。
它的设计和工作原理直接影响到发动机的性能、寿命和可靠性。
因此，对于发动机冷却系统的设计规范十分重要。
本文将探讨一些常见的发动机冷却系统设计规范。
首先，冷却剂的选择是冷却系统设计的首要考虑因素之一、冷却剂应具有良好的热传导性能、高温稳定性、低粘度和耐腐蚀性。
一般来说，乙二醇和甘油是常用的冷却剂。
冷却剂的选择应根据发动机的工作条件和环境温度进行合理的考虑。
其次，冷却系统的设计应根据发动机的散热需求进行。
发动机在工作时会产生大量的热量，因此需要一个有效的散热系统来保持发动机的温度在可控制的范围内。
冷却系统应包括散热器、水泵、温度传感器和风扇等组件。
散热器的设计应充分考虑到冷却剂的流动性和散热面积，以提高散热效果。
另外，冷却系统的设计还应考虑到发动机的工作性质和负载条件。
例如，对于大型货车或挖掘机等需要长时间连续工作的设备，冷却系统应具备足够的散热能力，以保证发动机在高负荷下不会过热。
此外，还需要考虑到环境温度和海拔等因素对冷却系统的影响，以确保发动机在各种工作条件下都能保持适当的温度。
值得注意的是，冷却系统设计应注重节能和环保。
冷却系统的能源消耗在整个发动机系统中占据很大比例，因此应设计出能有效降低能耗的冷却系统。
例如，可以采用可变速风扇或控制风扇的闭环反馈系统，以根据发动机的温度自动调整风扇转速。
此外，应选择符合环保要求的冷却剂和材料，以减少对环境的污染和健康的影响。
最后，冷却系统的设计还应注重可靠性和维护性。
一个好的冷却系统应具备稳定的性能和长久的使用寿命。
例如，冷却系统的管道应采用高质量的材料和耐腐蚀的涂层，以防止管道的堵塞和泄漏。
此外，冷却系统的设计还应方便维护和检修，以减少维修时间和成本。
综上所述，发动机冷却系统设计规范是确保发动机正常运行和延长其使用寿命的关键因素之一、冷却剂的选择、散热系统的设计、能耗和环保、可靠性和维护性等都是设计冷却系统时需要考虑的重要因素。
发动机冷却系统总体参数设计方法
1
102千卡/米2 .小时. C
—从冷却水到散热器壁的放热系数,当冷却水流速为 0.2～0.6m/s 时，
w
，取 3500。 约为 2000～3500 千卡/米2 .小时.C
w
— 散 热 管 导 热 系 数 ， 纯 铝 导 热 系 数 为 230W/m.k, 换 算 为
197.8千卡/米2 .小时.C
—散热管壁厚，0.0002m
—散热管到空气的散热系数， 当流过散热管的空气流速为 10～20m/s 时，
L
，取 105。 =60～105 千卡/米2 .小时.C
L
散热面积 F
QW 70776 1.1 20.8m2 K tm 102 26
2.散热器细节计算 在计算出散热面积后，就是散热器芯部的选择。从结构上分主要有管片式 和管带式两种（如图 1） 。这里选用管带式散热器。 根据汽车行业标准 QC/T29025-1991,选择如下芯子： 冷却管选取高频对焊型冷却管Ⅳ型号， b1 =2mm ,L=16m,如图 1 选用 D 2 型双排冷却管，如图 2
1.4 冷却系统轮廓图（例子） 1.散热器张紧板 2.六角法兰面螺栓 3.橡胶衬套 4.散热器总成 5.弹性卡 箍 6.发动机出水管 7.弹性卡箍 8.水管－膨胀箱至散热器 9.水管卡片 10.六角法兰面螺栓 11.管夹 12. 六角法兰面螺栓 13.膨胀箱总成 14.弹性卡箍 15.水管－膨胀箱至水 泵 16.水管－发动机至膨胀箱 17.弹性卡箍 18.发动机进水管 19.弹
一、 冷却系统说明 二、 散热器总成参数设计 三、 膨胀箱总成参数设计 四、 冷却风扇总成参数设计 五、水泵总成参数设计 六、橡胶水管参数设计 七、节温器选择 八、冷却液选择 一、 冷却系统说明 内燃机运转时 ，与高温燃气相接触的零件受到强烈的加热，如不加以 适当的冷却，会使内燃机过热，充气系数下降，燃烧不正常（爆燃、 早燃等） ，机油变质和烧损，零件的摩擦和磨损加剧，引起内燃机的动 力性、经济性、可靠性和耐久性全面恶化。但是，如果冷却过强，汽 油机混合气形成不良，机油被燃烧稀释，柴油机工作粗爆，散热损失 和摩擦损失增加，零件的磨损加剧，也会使内燃机工作变坏。因此， 冷却系统的主要任务是保证内燃机在最适宜的温度状态下工作。
新能源汽车冷却系统设计
新能源汽车冷却系统设计随着世界能源和环境保护问题的不断升级，新能源汽车逐渐成为了人们选择出行的新标准。
而冷却系统便是新能源汽车中一个不可或缺的部分，也是设计中需要重点关注的部分。
在新能源汽车的冷却系统设计中，需要考虑到传统汽车冷却系统设计中的种种问题，并综合考虑新能源汽车特有的因素，才能确保汽车高效、安全、环保地运行。
本文将就新能源汽车冷却系统的设计要点进行探讨。
一、冷却系统设计原则在新能源汽车的冷却系统设计中，需要遵循以下五大原则：1. 安全性原则冷却系统应具备防漏、防爆、防冻等特性，从而确保行车中的安全性。
2. 效率性原则冷却系统的设计应尽可能地提高制冷效率，才能满足日常使用时的需求。
3. 节能性原则冷却系统的设计原则应兼顾节能保护环境，尽可能地减少能源的消耗。
4. 全面性原则冷却系统应考虑车辆各个方面的换热需求，满足整车的热平衡需求。
5. 维护性原则冷却系统应尽可能地减少维护方面的成本和时间，方便用户使用和维修。
二、冷却系统设计要点在设计冷却系统时，需要考虑以下四个方面的因素：1. 散热制冷系统在设计散热制冷系统时，需要充分解决传统汽车冷却系统可能存在的漏洞。
新能源汽车在调节温度的时候，要使用额外的冷却系统，这个系统就应该在设计时能够承受循环时的高压和高温。
2. 循环系统在设计循环系统时，需要考虑到整车的运行情况和车型的需求。
特别是在电动汽车运行时，能量的消耗要考虑到循环系统的负载，不应该将整辆车的行车压力全部交给循环系统。
3. 温控系统在设计温控系统时，需要合理控制整车内的温度，从而保证行驶中的舒适度。
同时，在设计温控系统时，需要考虑到发动机（电动机）和驱动系统所在的位置、散热部位以及散热实效等因素，确保车辆在不同的运行情况下，都能自动适应温度变化。
4. 保护系统在设计保护系统时，需要考虑到车辆使用中的一些可能存在的异常情况，如汽车超载、道路情况、高温环境等因素。
设计保护系统的目的是能够在出现异常情况的时候，自动保护车辆不受损害。
发动机冷却系统设计
发动机冷却系统设计发动机冷却系统是保证发动机正常工作的重要组成部分。
其主要功能是降低发动机的温度，排除多余的热量，确保发动机保持在适宜的工作温度范围内。
一个优秀的发动机冷却系统需要考虑到许多因素，如冷却剂的选择、冷却器的设计、流量控制和温度控制等。
以下是一个关于发动机冷却系统设计的文章，供参考。
首先，冷却剂的选择十分重要。
冷却剂应具备优异的热传导性能、耐腐蚀性、抗氧化性和防锈性。
常见的冷却剂有水和乙二醇水溶液。
水的热传导性能好，但伴随着蒸发和冻结的问题。
乙二醇水溶液可以提高冷却剂的沸点和冷冻点，减轻蒸发和结冰的影响，但其热传导性能相对较差。
因此，根据不同的工作环境和要求，可以选择不同的冷却剂。
其次，冷却器的设计也是冷却系统设计的重要组成部分。
冷却器应具备足够的冷却面积和流通面积，以确保冷却剂能够充分接触到发动机散热表面并迅速带走热量。
常见的冷却器有辐射式散热器和透平式散热器。
辐射式散热器是由多个散热管组成的网格状结构，散热效果较好。
透平式散热器则是采用涡轮风扇和冷却器组合而成，具备较大的散热面积和流通面积，可适应高温和高压工况。
第三，流量控制是冷却系统的重要设计要素。
流量控制可以通过水泵的转速调节来实现。
低转速时，冷却剂的流动速度相对较慢，散热面积相对较小，但冷却效果较好。
高转速时，冷却剂的流动速度相对较快，散热面积相对较大，但冷却效果较差。
因此，可以根据发动机的工作负荷和温度变化来调节水泵的转速，以实现最佳的冷却效果。
最后，温度控制是冷却系统设计的一个重要考虑因素。
可通过安装温度传感器和控制阀来实现。
温度传感器可以监测发动机的温度，并将信号传输给控制阀。
控制阀根据温度信号自动控制冷却剂的流动速度和冷却器的散热面积，以保持发动机的适宜工作温度。
同时，还可以根据不同的工况和要求，设定温度警报和保护装置，保证发动机的安全运行。
综上所述，一个优秀的发动机冷却系统需要全面考虑冷却剂的选择、冷却器的设计、流量控制和温度控制等因素。
汽车发动机冷却系设计要点
发动机的冷却系统2005-8-15 10:26:23来源: 编辑: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。
发动机的冷却系有风冷和水冷之分。
以空气为冷却介质的冷却系成为风冷系；以冷却液为冷却介质的称水冷系。
如简图：1、冷却系统的循环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。
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。
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，散热后，再经水泵进入发动机。
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、冷却系统部件分析在整个冷却系统中，冷却介质是冷却液，主要零部件有节温器、水泵、水泵皮带、散热器、散热风扇、水温感应器、蓄液罐、采暖装置(类似散热器)。
如图：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1)冷却液：冷却液又称防冻液，是由防冻添加剂及防止金属产生锈蚀的添加剂和水组成的液体。
汽车冷却系统设计要求
——叶海见汽车冷却系统设计.................................. 错误!未定义书签。
一、概述......................................... 错误!未定义书签。
二、要求......................................... 错误!未定义书签。
三、结构......................................... 错误!未定义书签。
四、设计要点..................................... 错误!未定义书签。
（一）散热器.................................... 错误!未定义书签。
（二）散热器悬置................................ 错误!未定义书签。
（三）风扇...................................... 错误!未定义书签。
（四）副水箱.................................... 错误!未定义书签。
（五）连接水管.................................. 错误!未定义书签。
（六）发动机水套................................ 错误!未定义书签。
五、设计程序..................................... 错误!未定义书签。
六、匹配......................................... 错误!未定义书签。
七、设计验证..................................... 错误!未定义书签。
八、设计优化..................................... 错误!未定义书签。
一、概述二、汽车对冷却系统的要求（一）汽车对冷却系统有如下几点要求1、保证发动机在任何工况下工作在最佳温度范围；2、保证启动后发动机能在短时间内达到最佳温度范围；3、保证散热器散热效率高，可靠性好，寿命长；4、体积小，重量轻，成本低；5、水泵，风扇消耗功率小，噪声低；6、拆装、维修方便。
汽车冷却系统设计要求
汽车冷却系统设计——叶海见汽车冷却系统设计 (1)一、概述 (2)二、要求 (2)三、结构 (2)四、设计要点 ............................................................................ 错误!未定义书签。
（一）散热器 ......................................................................... 错误!未定义书签。
（二）散热器悬置................................................................. 错误!未定义书签。
（三）风扇 ............................................................................. 错误!未定义书签。
（四）副水箱 (5)（五）连接水管 (6)（六）发动机水套 (6)五、设计程序 (6)六、匹配 (6)七、设计验证 (6)八、设计优化 (6)一、概述二、汽车对冷却系统的要求（一）汽车对冷却系统有如下几点要求1、保证发动机在任何工况下工作在最佳温度范围；2、保证启动后发动机能在短时间内达到最佳温度范围；3、保证散热器散热效率高，可靠性好，寿命长；4、体积小，重量轻，成本低；5、水泵，风扇消耗功率小，噪声低；6、拆装、维修方便。
（二）冷却系统问题对汽车的影响1、冷却不足时，会导致内燃机过热，充气系数下降，燃烧不正常（爆燃、早燃等），机油变质和烧损，零部件摩擦和磨损加剧（如活塞、活塞环和缸套咬伤，缸盖发生热疲劳裂纹等），引起内燃机的动力性、经济性、可靠性全面恶化。
2、冷却过剩时（40～50℃），汽油机混合气形成不良，机油被燃油稀释；柴油机工作粗暴，散热损失增加，零部件磨损加剧（比正常工作温度工作时大好几倍），也会使内燃机工作变坏。
发动机冷却和中冷系统设计规范
发动机冷却和 xx 系统设计标准1.适用范围本设计标准适用于重型汽车冷却、中冷系统设计。
本设计标准规定了冷却、中冷系统设计中应遵循的通用原那么，和一般的设计方法。
2.设计原那么设计良好的冷却、中冷系统应该充分考虑以下几方面原那么：2.1 首先应优先考虑冷却、中冷系统的冷却能力问题。
其中所要求的冷却常数、中冷系统冷却效率及发动机进气温度等皆应一一满足。
2.2 冷却、中冷系统的安装方式及在整车中的合理位置也应充分考虑，不应有因为安装点位置及结构引起系统损坏或造成潜在易损坏因素。
系统在整车中的位置将影响其性能，应谨慎考虑。
2.3 冷却、中冷系统的管路应合理并力求简洁清晰。
防止因管路走向不合理而引起的系统内阻的增加和性能的下降。
2.4 冷却、中冷系统应有良好的保护装置，防止系统异常损坏和性能下降。
2.5 冷却、中冷系统的设计应考虑到装车工艺性要求和维修的接近性要求。
3.设计方法3.1 中冷器和散热器的设计、选择及安装：如果有足够的空间，冷却系统可以选用迎风面积大、芯子薄、散热效率高的热交换器。
在有风扇离合器控制风扇运作的情况下，应充分利用空间加大热交换器的尺寸，这样可以降低风扇的功耗和降低风扇工作噪声。
在无中冷器的情况下且无风扇离合器情况下，按经验推荐，发动机功率每 100 千瓦的散热器迎风面积应为0."3 ～0."375m2 之间。
由于排放法规要求，现代重型车上一般具有空空中冷系统。
所以在推荐迎风面积上稍作增加。
散热器散热面积〔冷侧〕的推荐值大概为：0."1 ～0."16 m2/kW( 发动机功率 )。
在中冷系统布置空间足够时，一般推荐采用一字流向的中冷器，反之那么为U 型流向的中冷器。
因为U 型的中冷器的内阻大于一字流的中冷器。
另外中冷器气室应尽量防止遮蔽散热器芯子太多面积。
中冷器和散热器的芯子可参考以往系统配置，因为主片模具价格较贵，如无必要，尽量采用同样的管型和散热带波高。
发动机冷却系统设计
发动机冷却系统设计首先，关于冷却液的选用。
冷却液是发动机冷却系统中的核心部分，它需要具备以下特点：热稳定性好、导热性能优良、抗冻性强、防锈蚀性能好、低泡性以及不对密封件和橡胶密封圈起腐蚀作用等。
一般来说，常用的冷却液有水、乙二醇和甘醇等。
水具有导热性能好的特点，但防锈蚀性能差，容易结冰。
乙二醇和甘醇具有良好的抗冻性能，但导热性能较差。
因此，一般采用乙二醇和水的混合物作为冷却液，以兼顾导热性能和抗冻性能。
其次，关于散热器的设计。
散热器是发动机冷却系统中的关键组件，它通过散热的方式将发动机产生的热量散发到外界。
设计散热器时，需要考虑以下几个因素：散热面积、散热器材料、散热风道等。
散热面积应足够大，以便更好地散热。
散热器材料应具有良好的导热性能和耐腐蚀性能，一般采用铝合金材料。
散热风道的设计需要考虑气流的流动性和散热效果，以保证冷却效果的最大化。
最后，关于冷却系统的控制。
冷却系统的控制主要包括温度传感器的安装、水泵的控制和风扇的控制等。
温度传感器安装在发动机散热器上，用于监测发动机的工作温度。
当发动机的工作温度超过设定的阈值时，温度传感器会发送信号给水泵和风扇，启动它们工作。
水泵主要负责将冷却液循环流动，保持发动机的工作温度。
风扇主要负责增强空气流动，提高散热效果。
当发动机的工作温度降低到设定的阈值以下时，温度传感器会停止发送信号，水泵和风扇也会停止工作。
综上所述，发动机冷却系统的设计需要考虑冷却液的选用、散热器的设计和冷却系统的控制，以保证发动机的正常运转和寿命。
通过合理的设计和优化，可以提高冷却系统的效率，提高发动机的性能和可靠性。
发动机冷却系统设计规范
发动机冷却系统设计规范编号：冷却系统设计规范编制：万涛校对：审核：批准：厦门金龙联合汽车工业有限公司技术中心年月日一、概述要使发动机正常工作，必须使其得到适度的冷却，冷却不足或冷却过度均会带来严重的影响。
冷却不足，发动机过热，会破坏各运动机件原来正常的配合间隙，导致摩擦阻力增加，磨损加剧，特别是活塞环和气缸壁之间的运动，严重时会发生烧蚀、卡滞，使发动机停转或者发生“拉缸”现象，刮伤活塞或气缸，更严重时还会发生连杆打烂气缸体现象。
也会使润滑油变稀，运动机件间的油膜破坏，造成干摩擦或半干摩擦，加速磨损。
同时会降低发动机充气量，使发动机功率下降。
发动机过度冷却时，由于冷却水带走太多热量，使发动机功率下降、动力性能变差。
发动机过冷，气缸磨损加剧。
同时，由于过冷，混合气形成的液体，容易进入曲轴箱使润滑油变稀，影响润滑作用。
由此可见，使发动机工作温度保持在最适宜范围内的冷却系，是何其重要。
一般地，发动机最适宜的工作温度是其气缸盖处冷却水温度保持在80℃~90℃，此时发动机的动力性、经济性最好。
二、冷却系统设计的总体要求a)具有足够的冷却能力，保证在所有工况下发动机出水温度低于所要求的许用值（一般为55°）；b) 冷却系统的设计应保证散热器上水室的温度不超过99 ℃。
c) 采用105 kPa压力盖，在不连续工况运行下，最高水温允许到110 ℃，但一年中水温达到和超过99 ℃的时间不应超过50 h。
d) 冷却液的膨胀容积应等于整个系统冷却液容量的6 %。
e) 冷却系统必须用不低于19 L/min的速度加注冷却液，直至达到应有的冷却液平面，以保证所有工作条件下气缸体水套内冷却液能保持正常的压力。
三、冷却系统的构成液体冷却系主要由以下部件组成：散热器、风扇、风扇护风罩、皮带轮、风扇离合器、水泵、节温器、副水箱、发动机进水管、发动机出水管、散热器除气管、发动机除气管等。
四、主要部件的设计选型1、散热器散热器的散热量（Q）和散热器散热系数（K）、散热器散热面积（A）及气液温差（⊿T）有关： Q=K·A·⊿T其中：Q---散热器的散热量（kcal/h）K---散热器散热系数（kcal/m2•h•ºC）A---散热器散热面积（m2）⊿T---气液温差：散热器进水温度和散热器进风温度之差（ºC）散热器的散热系数是代表散热效率的重要指标，主要影响因素如下：①冷却管内冷却液的流速---据试验结果，冷却液流速由0.2m/s提高到0.8m/s，散热效率有较大提高，但超过0.8m/s后，效果不大；②经过散热器芯部的空气流量---空气的导热系数很小，因此散热器的散热能力主要取决于空气的流动，经过散热器芯部的风量起了决定性作用；③散热器的材料和管带的厚度---国内散热器的材料当前基本上已标准化；④制造质量---主要是冷却管和散热带之间的贴合性和焊接质量；1.1 散热器是冷却系统中的重要部件，其主要作用是对发动机进行强制冷却，以保证发动机能始终处于最适宜的温度状态下工作，以获得最高的动力性、经济性和可靠性。
汽车冷却系统设计
汽车冷却系统设计汽车冷却系统主要由水泵、散热器、恒温器（水箱），以及各种管道、软管组成。
当发动机运转过程中产生大量热量时，水泵将冷却液从水箱中抽出，通过水管输送至发动机内部。
冷却液在发动机内部经过散热器，通过与散热器外部流过的冷空气进行热交换，将热量传递给空气，实现发动机的降温。
降温后的冷却液再次被水泵抽回水箱中，从而形成循环。
在汽车冷却系统的设计中，几个关键要点需要考虑：首先是水泵的选择。
汽车冷却系统的水泵需要具备足够的流量和扬程，以确保循环冷却液能够顺畅地流动。
水泵的转速、叶轮的形状、材料的选择等都会对水泵的性能产生影响，需要根据发动机的冷却需求进行选择。
其次是散热器的设计。
散热器的主要作用是通过散热片的扩散和导热管的传导，将冷却液的热量传递给空气。
冷却液和空气之间的热交换效果取决于散热片的面积和设计，导热管的材料和结构等因素。
同时，还需考虑散热器与风扇之间的匹配，以确保散热效果最佳。
同时，恒温器（水箱）的设计也非常重要。
恒温器的作用是调节冷却系统的温度，保持发动机在适宜的工作温度范围内。
恒温器的工作原理是通过内部的阀门控制冷却液的流动，当发动机冷却液温度升高到一定程度时，阀门打开，使冷却液进入散热器进行散热。
当温度降低到一定程度时，阀门关闭，阻止冷却液流向散热器，从而保持温度稳定。
恒温器的選擇要根据发动机运行温度范围进行，以确保发动机的正常工作。
此外，汽车冷却系统设计中需考虑冷却液的选择。
冷却液需要具备良好的导热性能、抗腐蚀性能和抗气泡性能，以确保发动机可以高效而稳定地降温。
冷却液的选择要根据气候条件、发动机类型、材料等因素来决定，需要满足相关标准和要求。
最后，汽车冷却系统设计中还需要考虑管道和软管的布置和选材等因素。
管道和软管的设计应尽量减少冷却液的阻力和压力损失，同时需要避免冷却液泄漏和磨损。
材料的选择应考虑到防腐蚀、耐高温、柔韧性等特点，以确保系统的可靠性和耐用性。
综上所述，汽车冷却系统设计需要考虑水泵、散热器、恒温器、冷却液的选择和管道、软管等的布置和选材等因素。
汽车冷却系统设计要求
汽车冷却系统设计——叶海见汽车冷却系统设计 (1)一、概述 (2)二、汽车对冷却系统的要求 (2)三、冷却系统布置选型 (3)（一）冷却系统结构 (3)四、设计要点 (7)（一）散热器 (7)（二）散热器悬置 (7)（三）风扇 (8)（四）副水箱 (11)（五）连接水管 (11)（六）发动机水套 (11)五、设计程序 (11)六、匹配 (11)七、设计验证 (12)八、设计优化 (12)一、概述二、汽车对冷却系统的要求（一）汽车对冷却系统有如下几点要求1、保证发动机在任何工况下工作在最佳温度范围；2、保证启动后发动机能在短时间内达到最佳温度范围；3、保证散热器散热效率高，可靠性好，寿命长；4、体积小，重量轻，成本低；5、水泵，风扇消耗功率小，噪声低；6、拆装、维修方便。
（二）冷却系统问题对汽车的影响1、冷却不足时，会导致内燃机过热，充气系数下降，燃烧不正常（爆燃、早燃等），机油变质和烧损，零部件摩擦和磨损加剧（如活塞、活塞环和缸套咬伤，缸盖发生热疲劳裂纹等），引起内燃机的动力性、经济性、可靠性全面恶化。
2、冷却过剩时（40～50℃），汽油机混合气形成不良，机油被燃油稀释；柴油机工作粗暴，散热损失增加，零部件磨损加剧（比正常工作温度工作时大好几倍），也会使内燃机工作变坏。
三、冷却系统布置选型（一）冷却系统结构1、分类：气冷却强制空气冷却利用风扇迫使空气循环的冷却方式。
2、常用结构：（1）基本结构。
组成：发动机水路、水泵、节温器、散热器、风扇以及连接管路。
原理：散热器上水室兼起膨胀水箱或者补偿水箱的作用。
注意事项：为保证冷却系统排气顺畅，加水充分，排水彻底，散热器的上水室加水口处为冷却系统的最高点，下水室出水口为冷却系的最低点。
同时，为满足发动机排气、冷却液膨胀蒸发和冷却系统补水的需要，上水室要有足够的空间。
其结构如（图1）。
（图1）（2）带补偿水桶结构。
（图2）组成：发动机水路、水泵、节温器、散热器、风扇、补偿水桶以及连接管路。
发动机冷却系统设计规范
发动机冷却系统设计规范发动机冷却系统设计规范1 范围本规范规定了传统客车产品中发动机冷却系统的设计本标准适用于所有新开发的带发动机的车型。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB 13094-2017 《客车结构安全要求》GB 7258-2017 《机动车运行安全技术条件》JB／T 1094 《营运客车安全技术条件》3 定义发动机冷却系统由散热器、风扇、膨胀水箱、上下水管等部件组成。
其功能是对发动机进行强制冷却。
4 要求4.1 一般要求发动机冷却系统应保证发动机能始终处于最适宜的温度状态下工作，以获得较高的动力性、经济性及可靠性。
4.2 发动机散热要求参数的确定发动机散热需求量一般体现在发动机配套参数表中散热相关参数（如下图）。
4.3 散热器初步方案的确定a. 散热器外形尺寸的确定前置车需考虑大梁宽度，发动机舱盖的高度，前接近角，水箱安装支架等来确定。
后置车需考虑舱体大小，后平台高度，侧围骨架，舱门铰链是否会干涉，离去角等问题。
另外，特别针对后置车型，需要考虑导流罩是否方便设计和制作。
b.护风圈初步方案的确定护风圈的直径、位置的确定。
在不超出散热器外形尺寸的基础上，可以尽量将护风圈做大来增强散热效果。
将以上两项提供给散热器厂家后，厂家一般会进行校核并不断调整方案。
此过程可能需要多次反复确认。
散热基本方案确认后，需要再次核对底盘总布置，是否会出现干涉或其他问题。
特别需要注意的是，冷却系统的设计一般是和进气中冷系统协同设计的。
整个冷却包包含中冷器，水箱，护风圈等。
所以需要和进气系统的设计人员协同完成。
4.4 散热器细节的确定散热器细节需要核对以下项目：散热器进水和出水口的位置和口径，散热器是否需要带除气口。
散热器预留安装孔确定或者散热器直接匹配安装支架。
散热器护风圈是否有Z方向调节空间。
冷却设备设计原则
冷却设备设计原则1. 简介冷却设备是工业生产过程中不可或缺的组成部分，其设计的优劣直接影响到产品的质量和生产效率。
本文档旨在阐述冷却设备设计的基本原则，以指导工程师在设计冷却设备时做出合理的选择。
2. 冷却设备的设计原则2.1 热力学原理在冷却设备的设计中，首先要遵循热力学原理，确保冷却效果。
这包括正确选择冷却介质、计算冷却负荷、确定冷却面积和冷却功率等。
2.1.1 冷却介质的选取根据冷却介质的不同，冷却设备可以分为水冷和风冷两种类型。
在选取冷却介质时，应考虑介质的导热性能、比热容、粘度、腐蚀性等因素，以确保最佳的冷却效果。
2.1.2 冷却负荷的计算正确计算冷却负荷是确保冷却设备正常运行的关键。
负荷计算应包括热源的热量、散热面积、环境温度、冷却介质的流量等因素。
2.1.3 冷却面积和冷却功率的确定根据冷却负荷和冷却介质的流量，可以确定冷却面积和冷却功率。
设计时应充分考虑设备的紧凑性和运行成本，以实现最佳的冷却效果。
2.2 流体力学原理流体力学原理在冷却设备设计中的应用主要体现在冷却介质的流动和换热过程中。
2.2.1 合理布局冷却通道为了提高冷却效果，应合理布局冷却通道，增加冷却介质的流速和湍流程度，减小流动阻力。
2.2.2 优化换热器设计换热器是冷却设备的核心部件，其设计应考虑提高传热系数、减小传热阻力，以提高整体的冷却效果。
2.3 结构设计原则冷却设备在结构设计时，应充分考虑以下原则：2.3.1 强度和稳定性冷却设备在运行过程中承受着各种载荷，因此其结构设计应满足强度和稳定性的要求。
2.3.2 易于维护和清洗为了确保冷却设备的长期稳定运行，其结构设计应便于维护和清洗。
2.3.3 材料选择根据冷却设备的工作环境和介质，合理选择耐腐蚀、耐磨损、高强度的材料。
3. 总结冷却设备设计应遵循热力学、流体力学和结构设计等多方面的原则，以确保设备的正常运行和最佳的冷却效果。
设计工程师在实际工作中，应根据具体情况进行灵活运用，不断优化冷却设备的设计。
发动机冷却系统设计规范..
编号：冷却系统设计规范编制：万涛校对：审核：批准：厦门金龙联合汽车工业有限公司技术中心年月日一、概述要使发动机正常工作，必须使其得到适度的冷却，冷却不足或冷却过度均会带来严重的影响。
冷却不足，发动机过热，会破坏各运动机件原来正常的配合间隙，导致摩擦阻力增加，磨损加剧，特别是活塞环和气缸壁之间的运动，严重时会发生烧蚀、卡滞，使发动机停转或者发生“拉缸”现象，刮伤活塞或气缸，更严重时还会发生连杆打烂气缸体现象。
也会使润滑油变稀，运动机件间的油膜破坏，造成干摩擦或半干摩擦，加速磨损。
同时会降低发动机充气量，使发动机功率下降。
发动机过度冷却时，由于冷却水带走太多热量，使发动机功率下降、动力性能变差。
发动机过冷，气缸磨损加剧。
同时，由于过冷，混合气形成的液体，容易进入曲轴箱使润滑油变稀，影响润滑作用。
由此可见，使发动机工作温度保持在最适宜范围内的冷却系，是何其重要。
一般地，发动机最适宜的工作温度是其气缸盖处冷却水温度保持在80℃~90℃，此时发动机的动力性、经济性最好。
二、冷却系统设计的总体要求a)具有足够的冷却能力，保证在所有工况下发动机出水温度低于所要求的许用值（一般为55°）；b) 冷却系统的设计应保证散热器上水室的温度不超过99 ℃。
c) 采用105 kPa压力盖，在不连续工况运行下，最高水温允许到110 ℃，但一年中水温达到和超过99 ℃的时间不应超过50 h。
d) 冷却液的膨胀容积应等于整个系统冷却液容量的6 %。
e) 冷却系统必须用不低于19 L/min的速度加注冷却液，直至达到应有的冷却液平面，以保证所有工作条件下气缸体水套内冷却液能保持正常的压力。
三、冷却系统的构成液体冷却系主要由以下部件组成：散热器、风扇、风扇护风罩、皮带轮、风扇离合器、水泵、节温器、副水箱、发动机进水管、发动机出水管、散热器除气管、发动机除气管等。
四、主要部件的设计选型1、散热器散热器的散热量（Q）和散热器散热系数（K）、散热器散热面积（A）及气液温差（⊿T）有关： Q=K·A·⊿T其中：Q---散热器的散热量（kcal/h）K---散热器散热系数（kcal/m2•h•ºC）A---散热器散热面积（m2）⊿T---气液温差：散热器进水温度和散热器进风温度之差（ºC）散热器的散热系数是代表散热效率的重要指标，主要影响因素如下：①冷却管内冷却液的流速---据试验结果，冷却液流速由0.2m/s提高到0.8m/s，散热效率有较大提高，但超过0.8m/s后，效果不大；②通过散热器芯部的空气流量---空气的导热系数很小，因此散热器的散热能力主要取决于空气的流动，通过散热器芯部的风量起了决定性作用；③散热器的材料和管带的厚度---国内散热器的材料目前基本上已标准化；④制造质量---主要是冷却管和散热带之间的贴合性和焊接质量；1.1 散热器是冷却系统中的重要部件，其主要作用是对发动机进行强制冷却，以保证发动机能始终处于最适宜的温度状态下工作，以获得最高的动力性、经济性和可靠性。
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发动机冷却系统的设计原则
（李勇）
水冷式汽车发动机冷却系统一般由散热器、节温器、水泵、缸体水道、缸盖水道、风扇及连接水管、冷却液等组成。
我们主机厂主要根据整车布置及发动机功率的要求来选定散热器及各零部件的形状、大小，并合理布置整个冷却系统，保证发动机的动力性、经济性、可靠性和耐久性，从而提高整车的性能。
一、冷却系统的总体布置原则
冷却系统总布置主要考虑两方面，一是空气流通系统；二是冷却液循环系统。
因此在设计中必须做到提高进风系数和冷却液循环中的散热能力。
1，提高进风系数。
要做到提高进风系数就必须要做到：（1）
减小空气的流通阻力，（2）降低进风温度，防止热风回流。
（1）减小空气的流通阻力
设计中应尽量减少散热器前面的障碍物，进风口的有效进风面积不要小于60﹪的散热器芯部正面积；在整车布置允许的前提下，尽可能采用迎风正面积较大的散热器；风扇与任何部件的距离不应小于20mm，这样就可以组织气流通畅排出，可以减少风扇后的排风背压。
（2）降低进风温度，
要合理布置散热器的进风口，提高散热器与车身、发动机舱接合处的密封性，防止热风回流。
（3）合理布置风扇与散热器芯部的相对位置
从正面看，尽量使风扇中心与散热器中心重合，并使风扇直径与正方形一边相等，这样可以使通过散热器的气流分布最为均匀，或者使风扇中心高一下些，使空气流经散热器上部的高温高效区。
另：考虑发动机振动的因素，风扇和护风罩之间的间隙应该在20mm以上。
从轴向看，尽可能加大风扇前端面与散热器之间的距离，并合理设计护风罩。
要使气流均匀通过散热器芯部整个面积，必须要求风扇与散热器之间保持一定的距离，一般对载货汽车，风扇与散热器芯部之间的距离不得小于50mm。
2，提高冷却液循环中的散热能力
要提高冷却液循环中的散热能力，提高冷却液循环中的除气能力是关键。
冷却系统的气体会造成水泵流量下降，使散热器的冷却率下降；还会造成发动机水套内局部沸腾，致使局部热应力猛增，影响发动机性能；在热机停工况，气体还会造成冷却液过多的损失。
因此要提高冷却液循环中的除气能力，其措施就是设计膨胀水箱和相应的除气管路（当散热器位置比发动机位置高时，可以在散热器上部直接开一个注水口，并在注水口上用一压力式的散热器盖即可，我厂的农用车型的散热器就是采用此方式进行排气及加
水）。
二、散热器的选择
（1）现在我厂基本上全部都采用铜制散热器，芯部结构为管带式的。
散热器要带走的热量Q w，按照热平衡的试验数据或经验公式计算：
Q w=（A·g e·Ne·h n）/3600 kJ/s
式中： A—传给冷却系统的热量占燃料热能的百分比，对柴油机A=0.18～0.25
g e—发动机燃料消耗率，㎏/（kW·h）；
Ne—发动机功率，kW；
h n—燃料低热值，kJ/㎏
增压的直接喷射柴油机可取Qw=（0.5～0.6）Ne（kJ/s）。
冷却水的循环量V w，可以根据Q w按下式计算：
V w=Q w/（△t w·Ｙw·Cw）m·㎡/s
式中：△t w—冷却水在发动机中循环时的容许温升，
可取△t w=6～12℃；
Ｙw—水的密度，可近似取Ｙw=1000㎏/（m·㎡）
Cw—水的比热，可近似取Cw=4.184kJ/（㎏·d eg）
冷却空气的需要量V a，可根据Q w按下式计算：
V a=Q w/（△t a·Ｙa·Cp）m·㎡/s
式中：△t a—空气进入散热器以前与通过散热器之后的温度
差，
可取△t a=10～30℃；
Ｙa—空气的密度，一般Ｙa=1.01㎏/（m·㎡）
Cp—空气的定压比热，可近似取Cp=1.047kJ/（㎏·d eg）
散热器的正面积F R，根据V a按下式计算：
F R=V a/v a ㎡
式中：v a—散热器正前面的空气流速，m/s，载货汽车一般取
10m/s
算出F R后，根据总布置要求确定散热器芯部高度h和宽度b
F R=h·b
散热器的水管数i，可按下式计算：
i= V w/（ひw·f0）
式中：ひw—水在散热器水管中的流速，m/s，一般取
ひw =0.6～0.8 m/s
f0—每根水管的横断面积，㎡。
散热器的散热表面积F，可按下式计算：
F= Q w/（k R·△t）㎡
式中：△t—散热器冷却水和冷却空气的平均温度差，
△t=t w-t a；
t w—冷却水平均温度，t w= t w1+△t w/2；
t w1—散热器的进水温度，t w1=95～100℃；
△t w—散热器冷却水的进出口温度差，一般取△t w =6～12℃；
t a—冷却空气均温度，t a= t a1+△t a/2；
t a1—散热器冷却空气的进口温度，一般取40℃；
△t a—散热器冷却空气的进出口温度差，
一般取△t w =10～30℃；
k R—散热器的散热系数，W/（㎡·K）
散热器的实际散热面积F0要比计算结果大些，因为散热器中冷却空气流速不可能均匀，散热片上有尘土时散热性能降低，所以通常取：
F0=βF
式中：β—储备系数，一般取β=1.1～1.5。
设计散热器时，在考虑整车布置的前提下，使散热器的正面积尽可能大，因为正面积越大散热器被冷风扫过的区域就越大，冷却效率就越高。
一般载货汽车推荐散热器正面积为30～40C㎡/kW。
（2）散热器的散热面积是指散热器冷却管和散热带与冷却空气所接触的所有表面积之和。
在正面积确定之后，增大芯厚或增加冷却管及散热带的折数，都可以增加散热面积。
散热器的散热面积是根据发动机的功率大小及风扇曲线、水泵曲线来进行计算确定的，一般对载货汽车推荐散热带折数为2.7～4.3折/cm，散热面积为
0.1～0.16㎡/kW。
三、膨胀水箱的选择
冷却液在发动机冷却回路流动，随温度升高体积膨胀，为了吸收这部分膨胀体积而需要选用膨胀水箱。
选用的膨胀水箱必须要求有耐热、耐压、及一定的容积，膨胀水箱盖应该为压力式散热器盖。
一般要求膨胀水箱的设计容积占整个冷却系统容积的4﹪～6﹪，并且膨胀水箱安装位置必须高于散热器及发动机缸盖。
四、水管的设计
发动机冷却回路中的水管具有吸收发动机振动和散热器相对运动的作用。
因此水管要求有耐热性、耐臭氧性、耐压性、对冷却液的适应性及柔软性。
为了减少冷却液在冷却回路上的功率损失，应尽量减少水管的拐弯数，特别是尽量避免拐急弯的现象出现。
从管子
连接处的密封考虑。
胶管的内径应比与其连接管的外径小1mm，胶管两端与其他管相连接时，应有30～35mm地插入量。
五、防冻液的选择
（1）防冻液所要求的性能：1，防冻性，即使在冬天0℃以下不结冰，地区不同，防冻要求也不同；2，防腐蚀性，要求防冻液对钢、铸铁、铝、铜、黄铜、焊锡等多种金属没有腐蚀作用，也不能够腐蚀橡胶、树脂。
防腐蚀性由选定的添加剂种类及多少决定，并且只能用书中添加剂的组合来满足整体防腐蚀性要求。
现在经常使用以乙二醇为主要成分、加有防腐添加剂及水的LLC防冻液，由JIS K2234来规定，其中1种只在冬季使用；2种可以全年使用。
3，热传导性及传热性能必须优良；4，性能稳定，不容易变质。
（2）防冻液的老化：防冻液经长期使用，由于其接触的环境（主要消耗防腐蚀添加剂）和外部因素（主要是浓度降低），使防腐蚀性能下降。
特别是由于主要成分乙二醇氧化变质产生腐蚀性物质使使用温度的提高，会加速防冻液的老化。
为了保持它的防腐蚀性能，要定期维护，保持适当浓度，必要时应进行更换。
同时还要防止锈和燃气等异物的混入。
七、冷却系统的固定
由于车辆行驶路况较复杂，加上发动机自身的振动等因素，如果不对冷却系统进行固定或者固定不牢固，就有可能会引起散热器芯子与发动机风扇的刮蹭甚至碰撞，从而导致散热器损坏漏水，因此冷却系统的固定是很重要的。
我厂现在使用的散热器固定方式就是在散热器的侧板上焊接两散热器吊耳，两吊耳通过胶垫后直接架在车架上翼面，然后在散热器下部装上两个散热器拉板支架，与安装在横梁下翼面的支架连接，达到固定散热器的目的。
散热器的固定原则就是：在车辆行驶过程中散热器不能够上下跳动及前后晃动（或者晃动量非常小），因此需要尽量将吊耳及下部拉板的上下距离尽量布置到最大，使拉板的力臂最大。
详见下面的示意图所示：
冷却系统总成示意图。