關(guān)于一種車型冷卻系統(tǒng)的改進(jìn)

葉思源

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司國際公司，安徽 合肥 230022）

關(guān)于一種車型冷卻系統(tǒng)的改進(jìn)

葉思源

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司國際公司，安徽 合肥 230022）

汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的作用是確保發(fā)動機(jī)在任何負(fù)荷下均能在最適合的溫度狀態(tài)正常可靠地工作。文章在常規(guī)和極限工況進(jìn)行了汽車室內(nèi)整車熱平衡試驗，得出不同環(huán)境工況下發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的溫變特性，有效地評價了冷卻系統(tǒng)的散熱能力。本文研究成果為冷卻系統(tǒng)的設(shè)計成果提供了有效的驗證方法，并為冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化提供了方向。

熱平衡；冷卻系統(tǒng)；散熱

引言

隨著當(dāng)今發(fā)動機(jī)的發(fā)展，發(fā)動機(jī)功率和轉(zhuǎn)速不斷提高，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)的熱負(fù)荷愈來愈高，這對冷卻系統(tǒng)提出了更高的要求。冷卻系統(tǒng)作為汽車的一個重要部分，對發(fā)動機(jī)的動力性和經(jīng)濟(jì)性有很深的影響。冷卻效率提高、能耗降低成為發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)未來的發(fā)展方向。為了使整車的冷卻系統(tǒng)滿足發(fā)動機(jī)散熱的需求、滿足在各種環(huán)境及工況下整車熱平衡的要求，必須從系統(tǒng)集成和整體角度出發(fā)，對整車?yán)鋮s系統(tǒng)的散熱能力進(jìn)行考核。

1 設(shè)計要求及驗證結(jié)果

1.1 設(shè)計要求

表1 設(shè)計要求

伊朗等中東地區(qū)夏季氣溫高達(dá) 55℃，地表極端溫度為75～90℃，是典型的亞熱帶與熱帶沙漠氣候，且有山地爬坡路況，坡度多數(shù)達(dá)到10%，最高達(dá)到12%。本文試驗車型在中東地區(qū)使用時熱平衡不能滿足當(dāng)?shù)氐氖褂眯枨蟆＞唧w設(shè)計要求如表1所示。

1.2 驗證標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1 環(huán)境溫度 50℃，滿載空調(diào)全開，130km/h行駛50km，制動車輛直至停止，怠速（掛空擋）車輛30分鐘。

1.2.2 環(huán)境溫度45℃，滿載空調(diào)全開，III檔爬10%坡，保持50km/h行駛25km，制動直至車輛停止，熄滅發(fā)動機(jī)并且放置車輛20分鐘。

1.2.3 環(huán)境溫度35℃，滿載空調(diào)全開，III檔爬10%坡，保持50km/h行駛25km，制動直至車輛停止，熄滅發(fā)動機(jī)并且放置車輛20分鐘。

1.3 熱平衡摸底試驗結(jié)果

1.3.1 結(jié)果詳見圖1、圖2、表2。

圖1 45℃爬坡工況試驗結(jié)果

圖2 50℃高速工況試驗結(jié)果

表2 摸底試驗結(jié)果

1.4 結(jié)論

1.4.1 試驗結(jié)果

從數(shù)據(jù)可以看出，45℃爬坡工況，290s時，水溫超過110℃，空調(diào)切斷。

50℃高速工況，160s時，水溫超過110℃，空調(diào)切斷。

1.4.2 試驗結(jié)果分析

現(xiàn)量產(chǎn)狀態(tài)的試驗車輛整車熱平衡無法滿足中東環(huán)境的要求，若車輛出口，則需要對整車熱平衡性能進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化提升。

2 冷卻系統(tǒng)性能提升方案及驗證

2.1 實(shí)驗驗證（如表2）

2.2 結(jié)論

綜合分析，以下方案可有效提升本文試驗車型冷卻能力：

1）增加風(fēng)扇風(fēng)量，更改風(fēng)扇控制邏輯；

2）更改散熱器散熱面積；

3）增加前保險杠進(jìn)風(fēng)面積；

4）封堵機(jī)油冷卻器。

風(fēng)險提示：

1）切斷機(jī)油冷卻器可以降低3℃發(fā)動機(jī)出水水溫，但同時高速時機(jī)油溫度較之前有大幅升高，實(shí)際使用考慮光照后，環(huán)境條件更加惡劣，可能存在風(fēng)險。

2）增加前保險杠進(jìn)風(fēng)面積，要重新做造型，前保重新開模，此時開發(fā)周期及成本較大。

最終選擇增加風(fēng)扇風(fēng)量，更改風(fēng)扇控制邏輯及更改散熱器散熱面積的方式優(yōu)化本車型的冷卻系統(tǒng)，根據(jù)試驗結(jié)果，達(dá)到了試驗的最初要求。

表2

3 結(jié)束語

通過對本文試驗車型整車?yán)鋮s系統(tǒng)關(guān)鍵部件的逐步改進(jìn)設(shè)計及多次熱環(huán)境模擬試驗,改進(jìn)整車的冷卻系統(tǒng)。

冷卻系統(tǒng)是一個遵循“木桶理論”的系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)的冷卻能力，不是單獨(dú)提升某一個部件的能力可以做到的。以上數(shù)值只是基于理論計算和樣品試驗檢測的結(jié)果，具體性能的提高與實(shí)際的結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)匹配有很大關(guān)系。

[1] 魏春源.《汽車工程手冊》[J].北京理工大學(xué)出版社.

[2] 劉惟信.《汽車設(shè)計》[Z].清華大學(xué)出版社.

[3] 楊小松.汽車?yán)鋮s系統(tǒng)匹配性探討.《汽車研究與開發(fā)》[Z].當(dāng)代汽車出版社.

Improvements in a vehicle cooling system

Ye Siyuan
( Anhui jianghuai automobile group co., LTD. International company, Anhui hefei 230022 )

Cooling system's function is to make sure that the engine in any load condition and working environment can in the most temperature condition normal and working reliably. In this paper, the heat balance test are carried out for the vehicle interior vehicle. The temperature variation characteristics of engine cooling system under different environment conditions are obtained, and the cooling capacity of cooling system is evaluated effectively. The results of this paper provide an effective method for the design of cooling system, and provide a direction for the optimization of the cooling system.

thermal equilibrium; cooling system; radiating

CLC NO.: U464.138 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)12-83-02

U464.138 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7988 (2017)12-83-02

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.12.026

葉思源（1988-），助理工程師，就職于安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司國際公司。