天然气发动机冷却系统校核.pdf

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汽车实用技术
2015年第1期
测试试验
AUTOMOBILE APPLIED TECHNOLOGY
2015NO.1
天然气发动机冷却系统校核
李恩光,黄娜
(陕西重型汽车有限公司,陕西西安710200)
摘要:发动机冷却系统的作用是使发动机的温度在所有工况下均保持在适当的范围内。冷却系统不仅要防止发动
机过热,也要防止发动机过冷。本文主要是对某重卡车型的发动机冷却系统进行了校核计算,为整个车型的匹配计
算提供数据支持。
关键词:散热器;散热量;散热表面积;燃料消耗率;低热值
中图分类号:U464.9文献标识码:A文章编号:1671-7988(2015)01-96-03
Calculation of cooling system of natural gas engine
Li Enguang, Huang Na
( Shaanxi Heavy Duty Automobile Co, Ltd, Shaanxi Xi'an 710200)
Abstract: The engine cooling system is the role of the engine temperature at all operating conditions were maintained in the
proper range. Cooling system should not only prevent engine overheating, but also to prevent a cold engine. This paper is
mainly the engine cooling system of a certain truck models are calculated and checked, For the calculation of matching
models provide data support
Key Words: Radiator; Heat dissipating capacity; The radiating surface area; Fuel consumption rate; Low calorific
CLC NO: U4649 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)01-96-03
选用散热器、风扇必须确定冷却系统应该散走的热量,但
前言
由于它受很多复杂因素的影响,很难精确计算,在初步设计
在我国经济快速发展的过程中,重型卡车己经成为工程时按下式估算:
建设、物流运输的重要组成部分,而大部分车型都会长期处
Ag.N。h
3600
于超负荷运行状态,发动机高温现象频出不穷,这样就对发
动机冷却系统提出了更高的要求,本文从设讨角度出发,通
式中
过系统计算校核,保证发动机匹配合理,从根源上消除发动
Qn冷却系统的散热量,kJ/s
机高温等问题。
Aー一传给冷却系统的热量占燃料热能的百分比
A=0.18~-0.25,取A=0.20
1、车型信息及系统计算
内燃机燃料消耗率,kg/kW.h
N一一内燃机功率,kW;
该车型为一款半挂牵引车,匹配的发动机为380马力天
然气发动机,型号为WP12NG380。在冷却系统计算过程中,
っ一一燃料低热值,可近似取ん,=50586kJ/kg:(天燃
作者简介:李恩光,就职于陕西重型汽车有限公司。
WP12NG380发动机参数及散热量Q-,见表1。
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2015年第1期
表
数值{功率N.燃料消耗率g.转速n
?(kJs)
(KW)
(kg/kw.h)(r/min)
内容「必高(mn)「死(an)し厚」正適面积Fa(a)「散热被面积F(m
发动机额
638
0.680
0.203
2200159.85
定功率T况
发动机最
由表2、3可得,F>F,FF,所选散热器满足要求
223
0.190
1400118.98
大扭矩工况
3、风扇的选择
2、散热器的选择
①风病的病风量应该等于散热器的冷却空气量,而冷
①散热器的散热量等于冷却系统的散热量Q,冷却空却空气量又由散热器的散热量决定“。所以,扇风最可由
于流过散热器的室气量,其计算公式如下:
5.82m/
②计算风扇的压力
式中
p=△P。+△
vー一冷却空气理论需要量,m/s;
式中:
△。一空气进入散热器以前与通过散热器以后的温度
AP一散热器的阻力,△P。=100~5002a,取
差,C,取A.=25C
500pa:
y。一空气的重度,y。-1.01kg
AP一除散热器以外的所有空气通道的阻力,△P
CP"一空气定压比热,C。=1.047kJ/kgC。
(0.4~1.1)△Pa,取△P=1.0△P2
将相关参数代入式(7)得
②根据冷却空气量,计算散热器的正面积:
所以p=△P.+AP=1000Pa
③计算风扇的外径D2
风扇轮叶扫过的环面积等于散热器芯部正面积的45
%~60%,风扇叶轮内径与外径之比通常取D,/D,=0.28
式中:
F一散热器的理论正面积,m;
散热器正面前的空气流速,
m/s,取
っ1~/2
(0.45~0.60)
即D,=(0.79~0.93)√F(
③散热器的散热表面积:
将相关参数代入式(8)得
D,=0.602~0.709m
④计算风扇外径D处的圆周速度
式中
F一散热器的理论散热表面积,m
K一一传热系数,KA=0.069kJ/m?s?C-0.117kJ
式中
m?s?C,取K。=0.099kJ/m?s?C
n一发动机转速(r/min),取n=2200r/min:
△t-一散热器中冷却液和冷却空气的平均温差,C,
i一风扇驱动速比,取i=1.26。
取△r=40C。
将相关参数代入式(9)得:
计算结果,见表2。
72.1m/s~98.2m/s
表2
⑤计算风扇的消耗功率
数值
散热器的理散热器的理论散
(10)
论正面Fa(m2)热表间积F(m)
7
发动机额定功率工况
0.67
40.37
式中:
发动机最大扭矩工况
0.5
ー风扇的总效率,1=0.3~0.5,取n-0.5。
④选用的散热器参数见表