城市客车冷却系统膨胀水箱的参数设计

如图 1 所示。 其功 位观 察窗、 低 液位报 警器等部分组 成， 排 出 加 注 过程 中 系 能 是： 实 现 冷却系统的冷却 液 加 注 ， 统 内 残 留 的 空 气 并 保 持 水 泵泵 送 能力 以 维 持 系统 内 充 膨胀空 间 是 指 足 的冷却 液 流量 ； 提 供 冷却 液 膨胀空 间 ， 膨胀水箱在 允 许 加 注 的 最 在封 闭的冷 态 的冷却系统 里， “冷态 满 ” 的全 部 容 积 大 系统 容 积 以 上 的 空 间 ， 是高于 量； 提供冷却 液 储 备 容 积 以 允 许 保 养 间 隔 之 间 出现一 些 冷却 液损失 。
客 36 第6期
车
技
术
与
研
究 No.6 2017 年 12 月 2017
客 车 技 术 与 AND 研 究 BUS & COACH TECHNOLOGY RESEARCH
城市客车冷却系统膨胀水箱的参数设计
田志 野 ，张彤阳
（ 一汽客车有限公司，长春 130000 ）
摘
要:对 一城市客车冷却 系统膨胀水箱容 积 进行试验和改进,提 出 城市 客车 冷却 系统 膨胀水箱 设 计的 要
客车发动机冷却系统基 本 采 用水 冷 形 式 ， 冷却系统 既要 防止发动机过热 ， 也要 防止冬季 发动机 过冷[1-2]。冷 为 却液 在 发动机冷却 回 路 流动，随 温 度 升 高 体积 膨胀， 吸收 这部分膨胀体积 而设置 了膨胀水箱 [3]。 对于 国 内 客 车主 机厂， 现 有 的 膨胀水箱 设计 只 是 对 膨胀 容 积的 下 限 值进行校核 ， 并 没 有 对 膨胀水箱 的 其 他 设计 参数 进行量 化。 本文以多数客车主机 厂采用 的圆柱形 膨胀水箱 作为 对 膨胀水箱 的设 研究对 象 ， 基于 理 论 计算与 试验数 据 ， 计参数进行计算。 1.2
文章 编号： 1006-3331 （2017） 06-0036-03
Parameter Design on Expansion Tank for City Bus Cooling System
Abstract： Through the test and improvement of the expansion tank volume for a city bus cooling system, the authors present the general requirements of expansion tank design for city bus cooling system, and provide a method for calculating the design parameters of an expansion tank during the process of developing whole vehicle. Key words: city bus; cooling system; expansion tank; parameter design
抗 进气 容 积 和 冷 态 满 液 位 。 间、 报警液位、 抗 进气 液 位 、 冷 抗 进气液 位 是 指 为 了 防 止 冷却 液 在 循环 中卷入空 气 ， 却 液的最 低液位 。 抗进气容积是 指抗进气液位 与冷态 满 液 位之间的容积 。具体设计要 求如下： 膨胀水箱 的 膨胀空 间 必 须 大 于冷却系统 总 容 积的 6%， 并且要 小于冷却系统总 容积的 12%。这是 由 于加注 随着 发动机 启 动 定 量的冷却 液 后 ， 冷却 液 的 质 量 恒 定， 后， 冷却 液 的 温 度 会 升 高 ， 冷却 液 的体积 大 约 会增大 原 体积的 6%，设计膨胀水箱 的 膨胀空 间 至 少 是 冷却系统 容 积的 6%[4]。 另 外， 当 发动机工 作于 高温 环境时 ， 需要 确
（1981-） ， 男， 硕士； 工程师； 主要研究方向为汽车底盘设计。 作者简介:田志野
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田志野，张彤阳：城市客车冷却系统膨胀水箱的参数设计
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以维持水 保冷却系统热 起 来时 能 建 立足 够 的系统 压 力 ， 使 冷却系统 具 有 足 够 泵 进口处有 足 够 高 的冷却 液 压 力 ， 的 压 力 来 防 止 冷却 液 沸 腾 和 水 泵 穴 蚀
[5-6]
对冷却系统进行 定 涡 轮 流量计 ， 通过 设 定 流量计 数 值 ， 速加 注 ， 推 荐 使用 19 L/min 的 加 注 速率。同时通过 流量 计自动 记录 加 注 量 ， 加 注 的冷却 液 到 膨胀水箱 的冷 态 满 位置时 停止加注。
பைடு நூலகம்
。 为 实 现水 泵
进口 为正压 ， 第一， 通 常 将 水 泵 的进口 位 置设计 为 冷却 系统的 最 低 点 ，将 膨胀水箱 安 装在 冷却系统的 最 高 处， 一 般 膨胀水箱 底 部 要 高 出水 泵 进 水 口 600 mm[7]；第 二 ， 因 为 膨胀空 要 保证冷却系统的 膨胀空 间 在一定 范围 内， 间 过大将 限 制 系统 在 发动机工 作 温 度 范围 内 建 立 压 力 的能力 [8-9]， 通常高于 “冷 态 满 ” 的全 部 容 积 必 须 限 制 在 系统容积的 12%以内， 以 确 保 在 冷却 液 的 正 常 工 作 温 度 范围内达 到需要的压 力。 冷却 液 位 传 感 器 必 须 在 液 位 降 低 到 能 产 生 系统 总 容 积 16%的 膨胀空间 之前 触 发 最严 重低 液 位 报 警， 同时 最严 重低 液 位 传 感 器 必 须 在 抗 进气 液 位 之 前 被触 发 报 警。即报 警液位高 度要高 于抗进气 液位。 以上这 些要求 适用于 所有客车。 计算 过程 ： 首先， 根据 设计车 型 冷却系统的 总 容 积 估 算出膨胀水箱 所 需 要 的 容 积 ， 然后 计算 膨胀空 间 并 判 根据 膨胀空 间的 容 积 确 定 定是否符 合 设计 要 求 。其次 ， 出膨胀水箱 的冷 态 满 液 位 高 度， 然后 再 计算 抗 进气 容 计算 出最低液 位的报 警 积， 确定抗 进气液位 高度。 最后， 即 最 低 加 注 容 积的 液 水位， 选择合适的液位警报开关， 位 高度。
1- 加注口；2- 膨胀水箱箱体；3- 压力盖；4- 除气管接口； 5- 压力盖出气管；6- 液位观察窗；7- 低液位报警器
图1
膨胀水箱构成图
膨胀水箱的设计要求 设计 膨胀水箱 需 要 计算的设计 指标 包 括 ：膨胀空
1
1.1
膨胀水 箱的功 能及设计要 求
膨胀水箱 的功能 压 力盖、 除气管接口 、 液 膨胀水箱 由 膨胀水箱箱 体、
求,为 整车开发中膨胀水箱的 设计参 数提供 计算方法 。 关键词:城市 客车;冷却系统 ;膨胀水箱;参 数设 计 中图分类号： U463.138 文献标志 码： B
Tian Zhiye，Zhang Tongyang （FAW Bus Co., Ltd, Changchun 130000, China）