冷却系统总成设计指南
发动机冷却系统设计规范..
发动机冷却系统设计规范..号：冷却系统设计规范编制：万涛校对：审核：批准：第1页第1页水泵、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；第1页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。
1.2 发动机最适宜的冷却液温度为85 ℃~95 ℃，测量位置在散热器的上水室。
1.3 散热器和风扇组合匹配效率是当散热器芯子未被气流扫过的面积最小时为最高，因此，最好采用接近正方形的散热器芯子。
1.4 散热器的总散热面积、芯子的迎风面积、结构形状和结构尺寸要通过发动机冷却系统所需最大散热量来计算确定，并应通过试验评价来最终确定。
但一般可按散热器芯子的迎风面积来估算：0.31~0.38m2/100kW，载货车和前置客车通风良好时，可取下限值；后置客车通风欠佳时可取上限值；城市公交车长期低速运转可偏下限值；自卸车、牵引车、山区长途客运车等经常大负荷运行的车辆可偏上限值。
冷却系统的设计教材
模具技术系
相 关 理 论 知 识
不要总是因为考虑长远的打算而忽略了随时可付出的努力！
项目一 塑料壳体注射模设计
关 均厚度来确定。
实 践 平均壁厚为2mm时，水孔直径可取8～10mm； 知 平均壁厚为2～4mm时，水孔直径可取10～12mm； 识 平均壁厚为4～6mm时，水孔直径可取10～14mm。
不要总是因为考虑长远的打算而忽略了随时可付出的努力！
项目一 塑料壳体注射模设计
模块三：冷却及排气系统设计
（一）冷却系统设计
本塑件壁厚均为1.5mm，
相 制品总体尺寸为
关
60×30×12，较小，确 定水孔直径为6mm。并
实 在型腔和型芯上均采用直
践 流循环式冷却装置。由于
知 动模、定模均为镶拼式，
识 受结构限制，冷却水路布
置如图所示。
模具技术系
不要总是因为考虑长远的打算而忽略了随时可付出的努力！
项目一 塑料壳体注射模设计
模具技术系
（一）模具温度及其调节的重要性
1、模具温度对塑料制品质量的影响
相 关 模温过低 理 论 模温过高 知
塑料流动性差，塑件轮廓不清晰， 表面无光泽；热固性塑料则欠熟。
塑料易造成溢料粘模，塑件脱模困 难，变形大；热固性塑料则过熟。
识 模温不均 型芯型腔温差过大，塑件收缩不均、
内应力增大、塑件变形、尺寸不稳定。
工
作
任
务
不要总是因为考虑长远的打算而忽略了随时可付出的努力！
项目一 塑料壳体注射模设计
模块三：冷却及排气系统设计
模具技术系
（一）冷却系统设计
一般注射到模具内的塑料温度在200度左
相 右，而塑件固化后从模具型腔中取出时其温度 关 在60度以下。
纯电动轿车冷却系统设计指南
纯电动轿车冷却系统设计指南目 次1 范围 (1)2 纯电动轿车冷却系统的要求 (1)3 纯电动轿车冷却系统简述 (1)3.1 纯电动轿车冷却系统的组成 (1)3.2 纯电动轿车冷却系统的功用 (1)3.3 纯电动轿车冷却系统的性能指标 (1)4 纯电动轿车冷却系统设计流程概述 (1)4.1 纯电动轿车冷却系统设计流程包含以下步骤： (1)4.2 纯电动轿车冷却系统的设计流程图 (2)5 纯电动轿车冷却系统的主要结构选型与布置 (3)5.1 散热器 (3)5.1.1 散热器的作用 (3)5.1.2 散热器的结构 (3)5.2 膨胀箱 (5)5.3 电子风扇 (8)5.4 电子水泵 (10)5.5 冷却水管 (10)5.6 卡箍 (16)5.7 冷却液 (18)6 纯电动汽车冷却系统的总体布置 (19)6.1 空气流通系统布置设计原则 (19)6.2 冷却液循环系统布置设计原则 (21)7 冷却系统的流量控制 (21)7.1 电子水泵的控制 (21)7.2 电子风扇的控制 (22)8 仿真分析 (24)附录A（资料性附录） J02项目都市SUV四门车电动机散热CFD分析报告 (25)前 言为了指导本公司纯电动轿车冷却系统设计开发，特制定了本设计指南。
本规范由公司产品管理部提出并归口。
本规范起草单位：动力总成部。
纯电动轿车冷却系统设计指南1 范围本规范规定了纯电动轿车设计开发过程中电机冷却系统设计的设计流程、设计方法与规范。
电机冷却系统的主要冷却对象是电机、电机控制器、DC/DC、充电机等高压散热元件，电池冷却和空调冷却不在此范围。
本指南适用于本公司设计的A0级、A级、B级轿车的电机冷却系统设计匹配，其它车型可参照执行。
2 纯电动轿车冷却系统的要求2.1 散热能力能满足各散热元件在各种工况下运转时的需要。
当工况和环境条件变化时，仍能保证各散 热元件可靠地工作和维持最佳的冷却水温度。
2.2 应在短时间内，排除系统的空气。
汽车冷却系统结构与设计
汽车冷却系统结构与设计1.水泵：水泵是冷却系统的核心部件，负责将冷却液从水箱抽出并通过散热器循环。
水泵通常由一个叶轮和一个驱动轴组成，它通过发动机的曲轴带动叶轮转动，从而实现水流的循环。
2.散热器：散热器是汽车冷却系统中的另一个重要部件，用于散发热量，将热量从冷却液传导到周围的空气中。
散热器通常由一系列细小而紧密排列的导热管组成，通过这些导热管，冷却液与周围的空气进行热量交换。
3.水箱：水箱是冷却系统的储液容器，它通常位于发动机舱前部。
冷却液从水泵中抽出后，首先会流入水箱，然后再经过散热器散发热量，并通过输油管路再次回到发动机。
4.温控装置：冷却系统还包括一些温度控制装置，用于确保发动机保持在适宜的工作温度范围内。
最常见的温控装置是恒温阀和电子控制单元（ECU）。
恒温阀会根据冷却液的温度来调节冷却液的流量，从而控制发动机的温度。
ECU则会根据发动机的工作条件和冷却液的温度来调节水泵的转速和风扇的运转，以确保发动机的温度保持在合适的范围内。
5.其他辅助部件：汽车冷却系统还包括一些辅助部件，如冷却液储液罐、冷却液滤清器、冷却液传感器等。
在汽车冷却系统的设计中1.散热效率：散热器是冷却系统中最关键的部件之一，其散热效率直接影响到发动机的工作温度。
因此，在散热器的设计中，需要考虑到散热面积、散热材料的导热性能以及散热风道的设计等因素，以确保散热器可以有效地吸收和散发热量。
2.流体力学性能：汽车冷却系统中的流体力学性能对于冷却液的流动速度和流动方向有着重要的影响。
为了提高冷却系统的效率，设计师需要合理选择水泵的尺寸和设计，并优化冷却液的流动路径。
3.材料选择：汽车冷却系统的各个部件也需要经受长时间和高温的工作环境，因此材料的选择至关重要。
通常情况下，散热器和水箱会采用铝合金材料，因其具有良好的导热性能和抗腐蚀性能。
而冷却液传导管道则会采用耐高温和耐腐蚀的塑料材料。
4.安全性：冷却系统在使用过程中需要经受高压和高温的冷却液，如果冷却系统设计不当或部件损坏，可能会导致冷却液泄漏。
汽车乘用车冷却系统布置及主要零部件设计规范
乘用车冷却系统布置及主要零部件设计规范1范围本标准规½T ⅛F∏车冷知姿统布置及主更零部件的设计杓想、设计要求、BeMhi U ark 和灾效模式“ 本标准适用丁本公司皮F Λ SLV 、轿年齒总布置设计中冷知系统的布宣及主要谷部件设计・ 2规范性引用文件下列文件对于本乂件的用用足必不町少的。
凡足注日期的引用丈件.仅所注日期的版本适用于本文 件=凡足不注日期的引用文件，rtsa 版本（包括所有的修改单）适用于本文件・Q/CC JT （K ）2-2011汽车取热躊 技术条件汽年用输术掾胶软待技术条件 汽车散热辭电动・风塌技术条件 溢水罐总成技术条件 水冷式油冷器总成技术条件 内燃机 晦乐空代冷却器 技术条件 Q/CC JT33O —2012凤冷式油冷器 技术条件 Q/CC JT342—2012 HT-ACMjfi 轮增圧胶曾技术条件3设计构想 3.1功能要求发动机运∙⅛髙湿燃弋相技处的号部件受如采不加以适当冷却J 会使发动机过热，充气系 数卜降.导致燃疣不止常（辉熾、早燃等）、机油变质和烧损，不那件的障擦和管损加剧，引起发动机 的动力性、经济性、可维性和咐久性全面恶化.但是如采冷却过强，汽油机混合U 形成不良，伍St 表面 机油彼燃油烯驿造成气缸曙损增加.丙此，冷却系统的主亜任务足保证发动机在适合的温度状态下正常 运魚3.2顾喜、市场要求3.2.1 —个良好的冷却累统应诛满足下列件项娶求：a ） 敵热呢力能满足发动机在备种T 况卜远转的％要・当丁况和坏境条件变化时•仍能;保证发动机 可塑的工作和维持的最佳冷却水ISJ 支？b ） 柱規定的时间内，排除系統内气淹IC ）膨胀水辑的总容枳应•包含占冷却系统总容枳6%的膨胀容段、占•冷却系统总容⅛1 10%的储⅛∙容 枳以及必备的残射容枳；d ）貝有较离的加木運率，初次加注IE 能达到系统容枳的X%以h ：e ） 在发动机离速运转时•泵统乐力打开时，水帝进水口为f ） 保址一定的缺水丁作能力，Wt ⅛ft 人于笫一次未加满的容积：g ） 设置水温报警驶置Jh ） 密封性较好，不允许StiS ：I ） 冷却系统消耗功率小，启动后，龍在短时州内达到止⅛∙MT 作溫度：J ） 可靠性、寿1⅛要有保障•，同时制造成本低亠Q/CC JToI4—2008 Q/CC JTI47—2OID Q/CC JTl 56—2009Q/CC JTl 72—Q/CC JT305—2011 承圧式淋朮罐总成技术*件 Q/CC SY0B2—2013 整千保安防灾评价3.2.2随右冷却系统的发展，电控冷却系统即将取代传統的冷知系统，冷却系统部件也随之增加" 33相关法规要求相关的法规莹求见本标准在条款中所规范性引用的冇关文件, 4设计要求41冷却系统的总体布直4 1 1冷却系统总布罢主翌考坦两方面：U）空气流通系统：b）冷却術坏系统,4 1. 2在设汁中必须做JiIffir⅛St风系数和冷却液循坏中的散热机力亠4 1.3尽Mffiδ⅛ft进K系敎，总的进址口有效面族和散热器芯休疋面枳之比不小T* 15⅛ CCFKOlI车型实测及验证数Ie）.・故热模块茴端需要加导风装負使风能有吹到故热器的正荷秋上，捉高散M器的和用率，冷空气从车头而罩流入，经散热器芯部，空气温反升高,热空气被入机舱，从发动机两側和底部甘出，在布置过程中应特别注说以F二点：H）冷却枳块曲端尽可能不被阻挡，否则会造成空代进代配力增加从而降低JSK^数；D 由于风席丁作后，会造成风朗的前后斥差较人，部分储空气通过周者朮它路轻从后部高乐处冋流到丽端低圧处，所权必须增加密钊装負：C）风扇中心偏离散热器茁部中心不atiiΛ4o轴向护旳过近，否则κ⅛,⅞⅞能不能得封充分发挥，容品左Ift烛养上形成气流“死金"，便气流产生人^i⅛i⅛或者iffi流损失亠4 14 —农完整的冷却.系统示心见圈1・系统中的主更不部件布置间隙应符fr Q/CC SY082-2013中飽相关规定。
北京地区冷却塔供冷系统设计指南
北京地区冷却塔供冷设计指南前言为更好地执行《公共建筑节能设计标准》（DBJ 01-621-2007意见的基础上编制本设计指南。
本设计指南的技术内容是：1.总则；2.负荷侧系统设计；3.冷源侧系统设计；4.5.节能计算和经济比较。
本设计指南附有若干资料性附录。
释。
在实施过程中如发现需要修改和补充之处,主编单位: 北京市建筑设计研究院参编单位：清华大学建筑学院建筑技术科学系主要起草人: 孙敏生万水娥诸群飞王冷非王旭辉张宇目次1总则2负荷侧系统设计2.1 冬季内区风机盘管负担冷负荷的确定2.2 冷却塔供冷工况时空调冷水温度、供冷量和流量的确定2.3 负荷侧系统和设备配置举例3冷源侧系统设计3.1 冷源侧流量、水温和室外温度的确定3.2 冷源设备的配置举例4冷却塔供冷系统的控制5冷却塔供冷运行时间、节能计算和经济比较5.1 冷却塔供冷运行时间5.2 节能计算5.3 经济比较5.4 节能计算与经济比较公式中的变量附录A 设计例题附录B 风机盘管供冷能力资料附录C 冷却塔冷却特性资料附录D 北京地区全年常用冷却塔供冷时间1.0.112制）；3【说明】1.0.2【说明1.0.3121.0.4121）50％。
2）3）4）34【说明2.1.12.1.2【说明2.1.312 新风最低送风温度应考虑以下因素确定：1）与室温的温差不得大于《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019－2003）的有关规定；2）应考虑采用的新风加湿方式对新风温度的要求；3）风机盘管仅供应空调冷水时，应按室内发热量最低情况下，办公用房室温不低于18℃，商场室温不低于16℃确定。
2.1.4 冬季供冷房间风机盘管负担冷负荷应按下式进行计算：q f＝（αq n－q x）/n＝（αq n－0.337L x（t n－t x））/n （2.1.4）式中q f——冬季供冷房间内单台风机盘管负担冷负荷（W）；α——保证系数，根据设计标准和房间的重要性，可取α＝1.0～0.8；q n——冬季供冷房间显热冷负荷（W）；q x——冬季新风负担供冷房间的显热冷负荷（W）；n ——房间内布置的风机盘管台数；L x——房间新风量（m3/h）；t n——冬季内区供冷房间室温（℃）；t x——冬季新风送风温度（℃）。
冷却系统系统设计指南
冷却系统系统设计指南1、概述：汽车发动机大多为内燃机，内燃机将燃料的化学能通过燃烧转化为机械能来驱动汽车行驶，工作时会产生大量热量，为确保发动机在一个合适的温度下有效的工作，需要对发动机本身，尤其是发动机缸体进行及时的冷却。
冷却系统中的散热器就承担着给发动机进行散热的任务。
对于大多数柴油机而言，都采用了增压器以改善发动机的燃烧和功率。
从增压器出来的空气温度是比较高的，不利于发动机的工作。
为此需要对进入发动机前的空气进行冷却。
冷却系统中的中冷器就起到了这样一个作用。
冷却系统设计的好坏直接影响发动机的性能和可靠性，从而影响整车的性能和可靠性。
2、冷却系统的作用冷却系统的功能是保证发动机保持在合适的温度环境中工作，提高发动机的性能和寿命。
3、冷却系统的组成冷却系统主要部件为散热器、中冷器、膨胀水箱和连接管路等，其设计质量直接影响着发动机的性能和可靠性。
4、冷却系统设计一、设计准则1、发动机冷却系统各部件匹配合理，以保证冷却系统的良好散热性能。
2、冷却系统安装方便、可靠。
二、冷却系统各种参数的确定1. 散热器和风扇之间距离的选择根据各车型的布置经验和发动机厂推荐的安装规范，风扇前端与散热器芯子距离选50～100mm较为合适，在这个范围之内尽量取大一些。
2.散热器的计算（1）首先要知道发动机的一些性能参数，如：额定功率Ne(kW)、额定功率时转速n(r/min)、最大扭矩Me(N.m)、最大扭矩时转速n1(r/min)等等。
（2）设计工况点的选择冷却系的设计要以额定功率点为设计点，以最大扭矩点作校核。
（3）发动机水套散热量Qw因无发动机水套散热量Qw的试验数据，现按经验公式计算QwQw=（0.5～0.7）×Ne（kW）（4）散热器的最大散热能力Qmax由于散热器使用一段时间后，散热能力一般下降10%左右；另外压力盖的泄漏以及气流分布不均等原因，也会造成散热器性能的下降，因此散热器的最大散热能力Qmax要比设计工况的水套散热量要高，最大散热量系数定为K，一般K 取1.15。
冷却系统基本设计规范
冷却系统基本设计规范简式国际汽车设计（北京）有限公司2008.5目录1.冷却系统的构成和设计要求 (1)1.1 冷却系统的构成 (1)1.2 冷却系统的设计要求 (1)2 冷却系统设计 (2)2.1 散热器 (2)2.2 冷却风扇 (6)2.3 风扇护风罩 (7)2.4 压力盖 (8)2.5 膨胀水箱 (10)2.6 取暖器 (13)2.7 水泵 (13)2.8 散热器管路 (13)2.9 冷却液 (14)1.冷却系统的构成和设计要求1.1 冷却系统的构成冷却系统由散热器、风扇、膨胀箱等部件组成。
其功能是对发动机进行强制冷却，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。
汽车冷却系统的结构简图见图1-1所示：图1-1 冷却系统的构成1.2 冷却系统的设计要求1) 冷却系统的设计应保证：使用冷却水作冷却液和 0.5bar 以下的压力盖时，发动机出水口的温度允许到 100 ℃；使用冷却水作冷却液和 0.7-0.9bar 压力盖，在不连续工况运行下，最高水温允许到 110 ℃。
2)如果使用长效防冻防锈液作冷却液和 0.5bar 以下的压力盖时，发动机出水口的温度允许到105℃；使用长效防冻防锈液作冷却液和 0.7-0.9bar 压力盖，在不连续工况运行下，最高水温允许到 115 ℃。
3) 冷却液的膨胀容积应大于等于整个系统冷却液容量的 6 %。
4) 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。
2 冷却系统设计件进行冷却系统内流场计算分析，最终以整车高温试验结果对冷却系统设计是否满足使用要求进行确认。
具体各主要部件的设计过程如下。
2.1 散热器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。
《冷却系统设计》课件
液体冷却系统设计
液体冷却系统设计是指利用液体（如水、油等）来带走设备或系统产生的热量。
液体冷却系统设计适用于散热要求高、发热量大、需要快速散热的设备和系统，如 高性能计算机、激光器、核能反应堆等。
液体冷却系统设计的优点是散热效果好、速度快、能够处理大量热量等，但其成本 较高、设计和维护较为复杂。
热管冷却系统设计
实践案例
介绍一些成功的冷却系统优化实践案例，包括案例背景、优化措施、实施效果等 ，为读者提供参考和借鉴。
05 案例分析
案例一：某型计算机散热系统设计
总结词
高效散热、低噪音
详细描述
针对某型计算机的高热流密度问题，设计了一种高效的散热系统。该系统采用热管技术，将CPU产生的热量快速 传递到散热器上，并通过风扇将热量排出。此外，该设计还考虑了噪音问题，采用了低噪音风扇和减震措施，确 保散热系统在运行时不会产生过大的噪音。
优化方法
采用先进的热工控制技术、优化水系统设计、提高设备能效等。
03 常见冷却系统设计
自然冷却系统设计
自然冷却系统设计是指利用自然 环境条件，如空气对流、辐射和 热传导等，来实现设备或系统的
冷却。
自然冷却系统设计通常适用于对 散热要求不高的设备和系统，如
小型电子设备和家用电器等。
自然冷却系统设计的优点是成本 低、维护简单、环保等，但其散 热效果通常不如强制通风冷却系
根据使用场合的不同，冷 却系统可分为工业冷却系 统和汽车冷却系统等。
冷却系统的基本组成
散热器
01
散热器是冷却系统中的主要部件之一，其作用是增大散热面积
，加速热量的散布。
风扇或水泵
02
风扇或水泵的作用是提供冷却介质所需的流动动力，使冷却介
冷却系设计说明书-2
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。
风扇设计要点1、风扇直径大小应和散热器的形状相协调，条件允许的条件下可增大风扇直径、降低风扇转速，以减小功率消耗降低噪音的目的。
汽车冷却系统设计介绍
整车驱动冷却系统集成
2017-12-22
内容
传统动力总成冷却系统集成
• 动力总成冷却系统输入要求 • 发动机散热需求分析 • 变速箱散热需求分析 • 涡轮增压器散热需求分析 • 动力总成冷却系统设计工况定义 • 动力总成冷却系统负荷计算 • 动力总成冷却系统回路设计 • 动力总成冷却系统控制
动力总成系统和空调 系统散热
平衡
LSOtuGdOy
动力总成冷却系 统要求
热量散入环境
产生热量
换热器 + 前端风量
冷却液，制冷剂，润滑油
带走热量
前端风量
8
传统动力总成冷却系统集成
LSOtuGdOy
集成的核心：平衡
Balance with Cost， Package， Quality，Mass，Cd, Safety, Elec. Power budget, Studio…
• 实际操作中可考虑分段拟合
19
传统动力总成冷却系统集成
LSOtuGdOy
无量纲化处理的缺点
• 没有考虑相同功率下，发动机不同转速下的发动机效率不同，从 而散热量不同
• 没有发动机转速，无法确定水泵流量 • 数据点散差较大，处理复杂，工程师需要具有一定整车开发经验 • 后期信息完备后需要进一步校核
10
传统动力总成冷却系统集成
项目输入 工程语言
动力总成 发动机系列？排量？最大功率？PFI or SIDI? -- 水箱大小 涡轮增压？水冷 or 风冷？ -- 中冷系统 手动、DCT、自动变速箱？ -- 油冷系统
车型区间和载荷
A/B/C, Van Trailer…
销售市场：国内/中东/东南亚/印度/墨西哥 /澳大利亚/欧洲？
4.5.6 冷却系统设计[共5页]
![4.5.6 冷却系统设计[共5页]](https://img.taocdn.com/s3/m/e9860ad503d8ce2f006623e3.png)
224
与︱
库】面板，在面板中单击按钮，系统再弹出【LTools _标准顶针】对话框。
在对话框中选择【平面图】单选按钮，在【直径】下拉列表框中选择“6”并单击按钮，命令行提示“基准点”，在后模视图中选择需要放置顶针的位置，如图4-80所示。
②
使用【镜像】命令将φ 6mm 的顶针镜像到相应的位置，φ 6mm 的顶针共16根，如图
4-81所示。
图4-80 绘制顶针 图4-81 镜像顶针 经 验
考虑看图需要，可以把三视图表达简单化，当顶针数量过多时，只需要表达一个在主视图即可，
多种规格顶针则每种规格顶针画出表达清楚。
经 验 因为产品的形状，顶针不在同一水平面上，在实际生产制造中，先将顶针安装好后，再用打磨机将各顶针的表面打磨成型芯的曲面一样。
4.5.6 冷却系统设计 灯盖模具因比较简单，而且分型面分级（不在同一水平面），所以设计的冷却系统采用循环式的水路（钻孔）即可，如图4-82所示。
柴油发电机的冷却系统设计指南
柴油发电机的冷却系统设计指南随着工业的快速发展，柴油发电机在各个领域得到了广泛应用。
为了保证柴油发电机的正常运行和延长其使用寿命，冷却系统的设计变得至关重要。
本文将为您介绍柴油发电机的冷却系统设计指南，以帮助您实现最佳的工作效果。
一、冷却系统的基本原理柴油发电机的冷却系统主要通过循环冷却剂来实现对发动机的散热。
冷却剂在发动机中循环流动，带走发动机产生的热量，从而保持发动机在适宜的工作温度范围内。
冷却系统由冷却剂、水泵、散热器、风扇等核心组件组成。
1. 冷却剂选择选择合适的冷却剂非常重要。
一般情况下，乙二醇是常用的冷却剂，因为它具有良好的热稳定性和抗腐蚀性。
但是，在选择冷却剂时，需要考虑到环境和运行条件，以确保其能够适应相应的工作环境。
2. 水泵的选择水泵是冷却系统的核心组件之一，负责将冷却剂循环送至散热器。
在选择水泵时，需要考虑其流量和扬程。
流量决定了冷却剂的循环速度，而扬程则决定了冷却剂能够循环到发动机的各个部分。
3. 散热器的设计散热器是冷却系统中起到关键作用的部件，它将冷却剂散热至周围环境。
散热器的设计应当合理，以充分利用空气流动和冷却剂流动的热传导特性。
通常情况下，采用铝制散热器能够提供更好的散热效果。
4. 风扇系统的设计风扇系统通常与散热器相结合，用于增加空气对散热器的流动。
当冷却系统无法通过自然对流达到预期效果时，风扇系统将发挥重要作用。
在设计风扇系统时，应考虑到所需的风量和风速，以确保散热效果的充分。
二、冷却系统的设计要点在柴油发电机的冷却系统设计中，以下几个要点需要特别注意：1. 热负荷计算在冷却系统设计之前，需要对发动机的热负荷进行准确的计算。
这包括考虑到发动机的功率输出、运行时间、环境温度以及附件的热负荷等因素。
只有准确计算了热负荷，才能保证冷却系统的设计能够满足实际需求。
2. 流动分析冷却系统中的冷却剂流动状况对发动机的冷却效果有着直接影响。
因此，在设计过程中，需要进行流动分析，以确保冷却剂能够在整个系统中的合理流动，达到最佳的冷却效果。
汽车冷却系统总体参数设计说明
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1.1 发动机的工况及对冷却系统的要求一个良好的冷却系统，应满足下列各项要求：1）散热能力能满足内燃机在各种工况下运转时的需要。
当工况和环境条件变化时，仍能保证内燃机可靠地工作和维持最佳的冷却水温度；2）应在短时间内，排除系统的压力；3）应考虑膨胀空间，一般其容积占总容积的4-6%；4）具有较高的加水速率。
初次加注量能达到系统容积的90%以上。
5）在发动机高速运转，系统压力盖打开时，水泵进口应为正压；6）有一定的缺水工作能力，缺水量大于第一次未加满冷却液的容积；7）设置水温报警装置；8）密封好，不得漏气、漏水；9）冷却系统消耗功率小。
启动后，能在短时间内达到正常工作温度。
10）使用可靠，寿命长，制造成本低。
1.2 冷却系统的总体布置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。
在设计中必须作到提高进风系数和冷却液循环中的散热能力。
提高通风系数：总的进风口有效面积和散热器正面积之比≥30%。
对于空气流通不顺的结构，需要加导风装置使风能有效的吹到散热器的正面积上，提高散热器的利用率。
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。
汽车冷却系统设计
汽车冷却系统设计汽车冷却系统是汽车发动机的重要组成部分之一，其主要作用是通过循环水来保持发动机在适宜的工作温度范围内运行。
汽车发动机在工作过程中会产生大量的热量，如果不及时散发掉，会导致发动机过热，从而影响汽车的性能、寿命甚至引发安全事故。
因此，合理设计汽车冷却系统对汽车的正常运行至关重要。
汽车冷却系统主要由以下几个部分组成：水箱、水泵、散热器、风扇、水管和水套等。
水箱是储存和供给循环水的容器，通常设置在发动机前面。
水泵通过转动来产生水流，将发动机内部产生的热量带走。
散热器通过散热片将冷却液的热量散发出去，以保持发动机的适宜工作温度。
风扇则帮助提升散热效果，通常安装在散热器后方。
水管将散热水流连接起来，完成循环。
水套是与发动机连接的部分，通过水套，发动机可以将热量传送到冷却液中，从而实现散热。
在设计汽车冷却系统时，需要考虑以下几个因素：1.温度范围：发动机的工作温度通常在90℃-100℃之间，应根据不同的发动机类型和工作情况确定适宜的温度范围。
过低的温度会影响燃油的燃烧效率，过高的温度会导致发动机过热，从而损坏发动机部件。
2.冷却液：冷却液通常采用蒸馏水和防冻剂的混合物，以提高其抗冻、抗腐蚀和润滑性能。
选择合适的冷却液要考虑当地气候和环境条件，以及供应的方便性和成本等因素。
3.循环水流：汽车冷却系统的循环水流应保持畅通，并且要保证循环速度适中。
循环水流过慢会导致热量不能迅速带走，循环水流过快则会影响散热效果。
4.散热器：散热器是汽车冷却系统中最重要的组件之一、在设计散热器时，需要根据发动机的热量产生情况和散热需求来确定其尺寸和散热片的数量。
同时，散热器的材料也要具有良好的导热性能和耐腐蚀性。
5.风扇：风扇的作用是帮助加速冷却液的散热。
目前，大多数汽车采用电动风扇，可以根据发动机温度自动启动和关闭，以达到节能降耗的目的。
6.水泵：水泵的作用是产生水流，帮助冷却液循环流动。
水泵的设计需要考虑到体积、重量、效率和耐久性等因素。
冷却系统设计装配指导规范
工程自卸汽车冷却系统设计指导规范长沙汽车厂技术中心目次前言 (3)1范围 (4)2规范性引用文件 (4)3冷却系设计流程 (4)4冷却系设计中的注意事项及要点、试验方法 (4)前言为了建立我厂冷却系统的设计平台，提升设计质量、装配水平，下发此工程自卸汽车冷却系统设计指导规范做为参考。
本规范的内容主要是根据设计经验，结合国家、行业的相关规范以及本公司设计开发的实际情况而制定的。
本规范自2008年10月30日开始实施。
本规范起草单位：北汽福田汽车股份有限公司长沙汽车厂技术中心。
本规范主要起草人：李冬。
本规范主要审核人：。
本规范主要审定人：。
本规范批准人：。
本规范于2008年10月首次发布。
本规范由北汽福田汽车股份有限公司长沙汽车厂技术中心负责解释。
1 范围本标准规定了冷却系统的设计流程、冷却系统设计计算及布置原则等规范。
本标准适用于长沙汽车厂工程汽车产品。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。
Q/FT E003 《车辆产品散热器总成技术条件》GB/T 12542 《汽车发动机冷却系冷却能力道路试验方法》QC/T 468 《汽车散热器总成技术条件》3 冷却系设计流程：3.1.1根据有关计算公式及所配发动机的相关参数，如功率，油耗等，确定水冷散热器的总散热面积（计算模板见附页）。
3.1.2根据风扇大小及整车空间尺寸确定散热器迎风面积，再根据散热器面积计算公式选取散热器芯厚尺寸。
3.1.3 根据发动机与散热器的相互位置设计管路。
3.1.4 绘制整车散热系统安装总成图。
3.1.5 根据冷却能力道路试验、试装后的结果，对散热器、管路的尺寸、参数重新调整。
3.1.6 经设计人员认可后投入生产。
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编制日期：编者：版次：页次：- 1 - 冷却系统总成设计指南编制：校对：汽车工程研究院编制日期：编者：版次：页次：- 2 -目录一、冷却系统设计二、散热器总成设计三、冷却风扇总成设计四、膨胀箱总成设计五、橡胶水管设计编制日期：编者：版次：页次：- 3 -一、冷却系统设计1．主题本指南制订了与汽车发动机相匹配的冷却系统的设计开发流程；1.2 适用范围本程序适用于汽车冷却系统的设计开发2．冷却系统设计要点2．1冷却系统组成：冷却系统主要包括：发动机水套、节温器、水泵、散热器、风扇及控制器、膨胀箱、水管、油冷器（包括发动机油冷器和变速箱油冷器）等，同时还受冷凝器、暖风散热器、以及车身前进风面罩的影响，影响因素比较多，本设计指南主要讨论散热器、风扇、膨胀箱、水管等总成。
2.2一般冷却系统循环示意图：2.3 冷却系统功用内燃机运转时，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、可靠性和编制日期：编者：版次：页次：- 4 -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。
2.4 冷却系统设计中的一般要求一个良好的冷却系统，应满足下列各项要求：1）散热能力能满足内燃机在各种工况下运转时的需要。
当工况和环境条件变化时，仍能保证内燃机可靠地工作和维持最佳的冷却水温度。
2）应在短时间内，排除系统的压力。
3）应考虑膨胀空间，一般其容积占总容积的4-6%；4）具有较高的加水速率。
初次加注量能达到系统容积的90%以上。
5）在发动机高速运转，系统压力盖打开时，水泵进口应为正压；6）有一定的缺水工作能力，缺水量大于第一次未加满冷却液的容积；7）设置水温报警装置；8）密封好，不得漏水；9）冷却系统消耗功率小。
启动后，能在短时间内达到正常工作温度。
10）使用可靠，寿命长，制造成本低。
2.5 冷却系统的总体布置：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。
在设计中必须作到提高进风系数和冷却液循环中的散热能力。
2.5.1 提高通风系数风扇实际空气流量与散热器和风扇理论匹配点上所确定的空气流量（即风扇台架流量）之比称为进风系数。
造成进风系数低的原因，大致可归纳为如下三个原因。
①阻挡，即被障碍物阻挡，或进风及排风的流通截面太小，阻力太大；②回流，即由于风扇工作时前后产生压差，一部分气流通过周围间隙或其他途径从后端高压处回流到前端低压处；③风扇与散热器的相对位置配合不好，在散热器上存在着无气流的死角，使气流产生大量的涡流回喘流。
改善冷却空气流通系统的措施如下：①减少空气流动阻力②降低热风温度，防止热风回流③合理布置风扇和散热器芯部的相对位置：从正面看，风扇与散热器相对位置是以散热器芯部未被风扇叶片扫过的面积最小时为最佳；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。
2.5.2、提高冷却循环中的除气能力编制日期：编者：版次：页次：- 5 -① 散热器位置高于发动机，并使散热器上水室具有足够大的容量或上水室内部具有除气措施。
② 当散热器位置稍高于发动机或与发动机等高时，应该设计副水箱和引气管。
③ 热器位置低于发动机时，必须设置副水箱和引气管，并设有强制连续除气循环的管路。
3．设计计算3.1计算冷却系统散走的热量：冷却系统散走的热量Qw ，受许多复杂因素的影响，很难精确计算，初估Qw 时，可以用下列经验公式估算： A geNe h n 3600式中 A ─传给冷却系统的热量占燃料热能的的百分比，对汽油机A =0.23～ 0.30；取A =0.25ge ─内燃机燃油消耗率（千克/千瓦·小时）；取ge=0.32千克/千瓦·小时。
Ne ─内燃机功率（千瓦）；Ne=62千瓦。
h n ─燃料低热值，h n=43100千焦/千克3.2计算冷却水的循环量根据散入冷却系统中的热量，可以算出冷却水的循环量Vw Qw Δtw γw cw式中 Δtw ─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Δtw=6～12℃；取Δtw=9℃γw ─水的比重，可近似取γw=1000千克/米 ；cw ─水的比热，可近似取cw =4.187千焦/千克·度3.3计算冷却空气的需要量冷却空气的需要量Va 一般根据散热器的散热量确定。
散热器的散热量一般 等于冷却系统的散热量Qw 。
QwΔta γa cp式中 Δta ─空气进入散热器以前与通过散热器以后的温度差，通常Δta=10～30℃；取Δta=20℃γa ─空气的重度，一般γa=1.01千克/米 ；cp ─空气定压比热，可取cp=1.047千焦/千克·度Q w =V w = 3V a =编制日期：编者：版次：页次：- 6 -3.4 以SQR480发动机的冷却系统计算为例，计算出各种发动机转速下需要带走的散热量、同时需要达到风量和水流量，从而得到的散热器和风扇的基本性能参数4. 冷却系统试验验证：1）高温转鼓试验验证（室内）：根据公司标准Q/SQR.04.053—2004 执行2）热带环模试验（室外）：根据GB/T12542-1990 执行编制日期：编者：版次：页次：- 7 -二、散热器总成设计1．散热器总成设计要点1.1散热器的结构形式：焊接式散热器和装配式散热器1.2散热器的正面积：散热器正面积越大，冷却效率越高，一般载货汽车推荐散热器正面积为30~40cm2/kw1.3散热器的散热面积：指散热器冷却管、散热带与冷却空气所接触的所有表面积之和。
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 m2/kw。
1.4散热器的散热系数：散热量Q公式：Q=ksΔt Q—散热器的散热量W ，K—散热器的散热系数，S—散热器的散热面积m2Δt—液气温差。
K是代表散热效率的重要指标，与下列因素有关：a）冷却管内冷却液流速：这主要取决于发动机水泵循环流量和冷却管断面与其数量之积。
据试验结果，冷却液流速由0.2m/s提高到0.8m/s，散热器效率有较大提高，但超过0.8m/s 后，效果不大。
b）散热器材料和管片厚度。
c）制造质量：冷却管和散热带之间的贴合性和焊接质量。
其优劣会影响散热效率20%~40%。
D）通过散热器芯部的空气流量或风速：评价散热器的散热性能时，必须在同等风量的前提下进行。
通过散热器的风速在额定工况下应不小于8~10m/s，以充分发挥散热器的散热能力。
编制日期：编者：版次：页次：- 8 -三、风扇设计要点1. 设计要点：要求具有要求的扇风量，噪声低，功率损失小2.设计参数和计算方法：1）风量Q与直径d、转速n的计算公式：Q=knd3 k—比例系数2）噪声（SPL）与直径d、转速n的计算公式：SPL=k1n3d2 k1—比例系数3）噪声与风量Q、直径d、转速n的计算公式：SPL=k2Qn2/d k2—比例系数因此在同一风量Q条件下，为降低噪声，应使直径d 增加，转速n减少。
3.注意点：1）扇流量与叶片的升力系数和叶片宽度乘积成正比。
升力系数越小，叶面上的流动就越平顺，附面层就越难剥离，噪声也就越小，作为风扇其他的主要参数还有叶片数量，安装角，扭转角（叶片顶部和根部的角度差），轮毂比（风扇直径与风扇轮毂直径的比值）和风扇叶片进入护风罩的比例等参数影响风扇性能。
2）动风扇一般装在护风罩上，其间隙为：3~6mm，风扇叶片与散热器芯子的距离为10~15 mm，如大于15 mm，则风扇的实际利用率会很快减低。
3）80%的情况下，风扇是不工作的。
4）风扇控制型式：ECU控制和热敏电阻控制（放在散热器进水水室中），一般转速有两挡或无级。
控制参数：5）噪声水平：12V±0.1V直流电压，风扇总成带冷凝器和散热器的工况下，风扇最大声压级不大于75dB（A）。
在高温情况下：风扇在发动机熄火后会空转10min，以保护发动机及周围附件。
编制日期：编者：版次：页次：- 9 -四膨胀箱总成设计1设计要点冷却液在发动机冷却回路流动，随温度升高体积膨胀，为吸收这部分膨胀体积而设置了膨胀箱。
具有膨胀箱的冷却系统根据膨胀箱有无加压分为两种：系统A：在加压系统内具有冷却液的膨胀空间（膨胀箱），冷却液循环到膨胀空间中，进行气液分离。
位置高于散热器并保持系统内压力适宜。
系统B：在加压系统内具有冷却液的膨胀空间（膨胀箱），仅在溢流至膨胀箱时进行气液分离。
膨胀箱耐热性、容量、位置要求低些。
冷却液受热膨胀，一般为整个循环总容积的4%~6%（根据具体某种防冻液的热膨胀性来具体确定）。
2 技术要求在设计过程中主要考虑膨胀箱的耐热性和耐压性。
如果膨胀箱盖是带压力阀和真空阀，那么两个阀的开启压力将考虑发动机本身和冷却系统个部件承受压力的能力。
压力阀使系统内的冷却崖沸点升高，可降低穴蚀作用，提高工作温度，提高系统冷却能力；真空阀能避免冷却系统冷却时因冷却液冷却收缩使负压太大而损害水箱、管路等。
编制日期：编者：版次：页次：- 10 -五橡胶水管开发指南1、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，耐热性、耐臭氧性、耐压性、对冷却液的适应性及柔软性是水管应具有的性能。
在实际使用中，壁厚4mm以上的橡胶硬度为60~70HS。
从柔软性方面考虑，中间加强型管子用60HS，纯橡胶为70HS。
从管子连接处的密封考虑，管子内径比与其连接管的外径小1mm，胶管两端与其它管相连接时，应有30mm的插入量。
2、散热器橡胶水管1.1结构：内胶层、骨架层、外胶层1.2材料品种：内胶层：EPDM、骨架层：聚脂线1500D×1、外胶层：EPDM1.3基本规格尺寸：内径Ф24 + 0.5-1、Ф27、Ф30、Ф33～Ф38、壁厚4 + 0.5-0或5±0.31.4基本性能：发动机冷却回路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，耐热性、耐臭氧性、耐压性、对冷却液的适应性及柔软性是水管应具有的性能。
具体性能要求见企业标准Q/SQR.04.175。