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。

另外，如果是ATS，还需要电气核对线束、接插件等信息。A TS技术协议需要与电子组会签。

4.5 风扇的选择

a.风扇的直径

风扇直径一般比护风圈内径小30-40mm左右，这样护风圈的导风效果比较理想。另外，针对风扇与护风圈一体的冷却包（如A TS），风扇直径一般比护风圈内径小15-

20mm。

b.风扇与散热器芯部距离

该距离一般控制在80mm左右散热效果比较理想。

c.风扇与护风圈相对位置

吸风风扇侧向投影宽度一般留2/3在护风圈内部，吹风风扇留1/3在护风圈内部。这样散热效果较理想。

d.风扇旋向

风扇分为吸风和吹风式，需要仔细核对图纸的旋向和气流方向。

e.风扇叶尖最高线速度

风扇叶尖最高线速度不得超过100m/s，否则对风扇的噪声和强度都不利。

4.6 风扇传动机构的设计

对于非ATS的散热系统，风扇动力一般直接从曲轴皮带取力。传动系统一般包括风扇安装座和中间带轮（包含张紧机构）。

风扇传动机构设计时主要需要考虑：

a.风扇传动机构沿X（皮带轮轴）向的可调性。

因支架等等误差的存在，安装皮带后可能出现皮带歪斜的情况。所以需要在传动机构或者传动机构固定支架上设计成可以调节位置的结构。

b. 风扇安装座Y方向的可调性

因支架等等误差的存在，安装皮带后可能风扇与护风圈不同心的情况。所以需要在传动机构或者传动机构固定支架上设计成可以调节位置的结构。

c. 中间带轮高度的选定

中间带轮高度不可过低。过低会使皮带与大梁干涉。一般要求皮带与大梁距离在50mm以上。

d. 传动机构理论位置的确定

确定好风扇从曲轴皮带轮的取力槽后，需要将该槽确定的平面与传动机构对应的皮带轮槽定到同一平面，这样就确定了传动机构X向的位置。

e. 传动机构皮带轮槽型与曲轴皮带轮槽型的匹配

两者必须使用同种类型的皮带。比如B槽或C槽。如果不匹配，可以要求发动机厂家或者传动机构厂家进行调整。

4.7 皮带的选型

a. 皮带参数的确定

包括皮带的长度和类型。所选择的皮带长度需要保证皮带安装的方便和皮带在完全张紧后日后还有一定的张紧调整空间。

b. 皮带干涉的检查

皮带是否会与车架或其他零件干涉，需要仔细核对。特别注意的是皮带有一定的跳动量。一般要求与其他零件留有50mm以上的距离。

4.8 膨胀水箱的设计

a. 膨胀水箱容积的确定

发动机配套参数表中有对膨胀水箱容积占冷却系统容积及膨胀空间占冷却系统的容积的要求。选择膨胀水箱时需要满足。

b. 膨胀水箱的安装位置

布置膨胀水箱位置时，它的底面至少应高出发动机出水口顶部或散热器上水室顶部100mm。便于冷却系统的除气。

c. 膨胀水箱压力盖的选择

压力值一般参照发动机配套参数表。压力至少为50KPa。

4.9 散热器管路的设计

a.尽量使用短而直的管路设计

连接发动机与散热器之间的管路应尽量短而直，减少弯曲；总布置需要拐弯时，管子的曲率半径应尽可能大，以减少管道阻力。

b.管路除气口设计

若发动机出水口与散热器进水口的管路高于水箱则需要在最高点增加除气口连接至膨胀水箱。