汽车发动机散热器散热面积的计算概要

参考文献

[1] 罗曼诺夫斯基(苏冷压手册[M ] 北京:中国

工业出版社,1965

[2] 李硕本盒形件的冲压变形分析[J] 电子工

艺技术,1983(2

[3] 王孝培冲压手册[M ] 北京:机械工业出版

社,2000

[4] 于连仲高方盒形件多次拉深工艺过程的确定

[D ] 全国第一次冲压学术会议论文集,1985[5] 中川威雄著,郭青山译板料冲压加工[M ] 天

津:天津科学技术出版社,1982

(责任编辑:李明喜

收稿日期:2004-01-28

作者简介:黄新明(1963 ,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。

汽车发动机散热器散热面积的计算

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

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:U270 38+4 文献标识码:A 文章编号:1008-8245(200404-0037-03

The Calculation to Heat -transfer Area

of Automobile Engine s Radiator

Huang Xinming Hua Wenlin

(Department of Mechanic and Dynamic Engineeri ng ,Huangshi Polytechnic College,Huan gshi Hubei 435003Abstract:This paper introduces the function and constructure of radiator,and discusses the regulating method of radiator s heat-transfer effect,then deduces the calculation equation of radiator s heat-transfer

area .Keywords:radiator;cool;heat-tranfer area

1 散热器的作用

如图1所示,汽车发动机冷却循环系统由散

热器2、风扇4、水泵5、节温器6、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

第20卷第4期2004年8月黄石高等专科学校学报JOURNAL OF HUANGSHI POLYTEC HNIC COLLE GE

Vol.20 No.4

Aug 2004

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

。

图1 发动机循环式水冷系示意图

1 百叶窗

2 散热器

3 加水口盖

4 风扇

5 水泵

6 节温器

7 水温表

8 水套

9 分水管 10 放水阀

2 散热器的构造

散热器的构造如图2所示。其主要组成部分为上水室2、下水室7、加水口盖3、侧板8、支架6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。

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2所示,管带式散热器芯是由波纹状的散热带5与冷却管4相间排列着,冷却管的两端分别插入上、下水室主片1的扁孔中,外侧的散热带被两片附侧板9所夹持经钎焊而成

。

图2 散热器

1 主片

2 上水室

3 加水口盖

4 冷却管

5 散热带

6 支架

7 下水室

8 侧板

9 附侧板

3 散热器散热效果的调节

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80~90!之间时,散热器与发动机匹配最好。

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。

4 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

38 黄石高等专科学校学报 2004年

求。

图3 冷却管与散热带特征