一种商用燃油车冷却系统匹配方法

技术领域

本发明属于商用燃油车技术领域，具体涉及一种电解水制水器商用燃油车冷却系统匹配方法。

背景技术

散热器是发动机冷却系统中不可或缺的重要部件，其作用是将发动机水套内的冷却液所携带的多余热量经过二次热交换，在外界强制气流的作用下，从高温零件所吸收的热量散发到空气中的热交换装置。因此散热器的性能将直接影响汽车发动机的散热效果，影响其动力性、经济性和可靠性，乃至其正常工作和安全行驶的问题。

随着汽车发动机转速和功率的不断提高，热负荷也越来越大，对冷却系统的要求也越来越高，人们对包括散热器在内的冷却系统的研究愈加重视，新技术、新材料不断涌现。汽车铝塑散热器体现在轻量化、可靠性高、价格低、生产工艺简单和生产环保，整车厂采用铝塑水箱代替原有的铝散热器和铜散热器是汽车散热器技术发展的必然趋势。

如何匹配设计符合发动机散热性能的铝塑散热器，成为本领技术人员研究的方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种商用燃油车冷却系统匹配方法，以期解决背景技术中的技术问题。通过对铝塑散热器的结构介绍、结合发动机的散热要求，正确设计与其匹配的铝塑散热器，并通过整车热平衡试验验证其散热效果，从而确定其匹配计算是否合理。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种商用燃油车冷却系统匹配方法，包括以下步骤：

设计输入发动机参数及工况点散热要求；

设计工况点和校核工况点；

设计散热系统；

散热器的最大功率点的校核。

在一些实施例中，所述设计工况点和校核工况点；包括在最大扭矩点进行工况点设计，在最大功率点进行工况点校核。

在一些实施例中，所述设计散热系统，包括：

散热器散热正面积的计算；

基于正面积设计风扇参数；

计算最大扭矩点的散热量；

芯体散热面积设计计算；

散热器的芯体尺寸设计计算校核。

在一些实施例中，所述散热器散热正面积的计算，包括：

Ff＝(0.0020～0.0032)Nemax

其中，Ff：散热正面积；

Nemax：发动机最大功率；

对于Nemax大于73.5KW，系数取下限值；

散热器芯体实际正面积F＝散热器芯体的高*散热器芯体的宽；

如果F＞Ff，则散热器迎风面积符合设计要求。

在一些实施例中，所述基于正面积设计风扇参数，包括：

实际扇热面积S占散热器芯体实际正面积F大于60％；

风扇的直径需要≥660mm。

在一些实施例中，所述计算最大扭矩点的散热量；包括：

Q

其中，Q

系数对于载重车取下限。

在一些实施例中，所述芯体散热面积设计计算；包括：

A＝Q

其中，K：散热系数；

A：散热面积，理论值；

ΔT：液气平均温差。

在一些实施例中，所述散热器的芯体尺寸设计计算校核；包括：

实际散热面积：S＞理论计算散热面积A

设计符合要求。

在一些实施例中，所述散热器的最大功率点的校核，包括：

最大功率点散热量的要求：

Q

其中，Q

系数对于载重车取下限；

最大功率点时产品的实际散热能力计算

Q

如果Q

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

采用本发明的方法，通过对铝塑散热器的结构介绍、结合发动机的散热要求，正确设计与其匹配的铝塑散热器，并通过整车热平衡试验验证其散热效果，从而确定其匹配计算是否合理。

附图说明

图1为本申请的扭矩点散热曲线图；

图2为本申请的功率点散热曲线图；

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请的优选实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或显示不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或显示固有的其它步骤或单元。

实施例1:

以某公司发动机散热器设计为例，具体介绍散热器的匹配：

1.计输入：

发动机参数及工况点散热要求见下表1：

表1发动机参数及工况点散热要求

散热器外形宽要求尺寸：792mm

散热器芯体要求尺寸：1000mm(高)*728mm(宽)*42mm(厚)。

2.设计工况点和校核工况点：

载重车一般在最大扭矩点进行设计，在最大功率点进行校核。

3.散热系统的设计

3.1散热器散热正面积的计算：

Ff＝(0.0020～0.0032)Nemax

Ff：散热正面积

Nemax：发动机最大功率

对于Nemax大于73.5KW系数取下限

Ff＝0.0020＊353＝0.7060m

芯体实际正面积F＝1＊0.728＝0.728＞0.7060m

散热器迎风面积符合设计要求

3.2风扇的设计要求：

实际扇热面积S风占芯体面积大于60％的技术要求，

S风≥0.60＊0.728＝0.4368m

风扇的直径需要≥660mm：

冷却系统对风扇的安装要求(建议)：

1)扇叶和风圈面径向间隙在20mm～25mm左右，

2)轴向间隙，与散热器芯体的间隙在120mm以上，有利于气流组织的均布，风扇的二分之一左右在护风罩内，利于风扇性能的发挥。

3.3最大扭矩点的散热量的要求

Q

Q

对于载重车取下限

Q

3.4芯体散热面积设计计算

Q

K：散热系数

A：散热面积(理论值)

ΔT：液气平均温差

产品在此结构状况和液气温差为65℃下，ΔT为45～45.5℃(考虑到中冷器的影响)，K为85～100W/m

A＝Q

＝161.28kw/(45＊100)

＝35.4m

3.5散热器的芯体尺寸设计计算校核：

综合主机厂散热器外形尺寸及散热面积和散热正面积的要求，初步将散热器的芯体规格设计为：42＊728＊1000mm

产品实际的散热面积和正面积分别为：

芯体正面积F＝1＊0.728＝0.728

理论散热面积A＝35.4m

实际散热面积：S＝43.4m

实际散热面积：S＞理论计算散热面积A

设计符合要求

4.散热器的最大功率点的校核

4.1最大功率点散热量的要求

Q

＝1.2＊157.9

＝189.48KW

Q

对于载重车取下限

4.2最大功率点时产品的散热能力计算(这个是实际的测量数据，与理论进行对比)

产品在此结构状况和液气温差为65℃下，ΔT为45.5℃(考虑到中冷器的影响)，K为100～140W/m

QKSΔT

＝100＊43.4＊45.5

＝197470W

≈197.47KW

Q＞Q

产品的设计满足最大功率点的要求。

5.铝塑散热器热平衡试验验证其散热效果，如图1-2：

对该散热器按照GB/T 12542-90进行发动机热平衡试验(环境温度40℃)以验证该散热器的性能。由图1-2看出，在环境温度为40℃，发动机在扭矩点水温，功率点水温，试验液气温差值为62.8，符合发动机匹配条件。

综合该车型发动机最大扭矩点和最大功率点的水套散热量要求计算，发现现产品实际散热面积超理论计算散热面积，计算出产品的散热能力超水套散热要求，符合产品设计要求，在实际中应注意车型在实际使用中的水温情况，以免发动机水温出现过低现象，以保证发动机在适宜的温度范围内工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。