黄腾飞 赵景毅 马磊 崔鹏飞 郑瑞涛
奇瑞汽车河南有限公司 河南省开封市 475000
摘要：近些年来，我国经济发展的快速发展从而使得人们的物质生活水平取得了极大程度的提高。在该环境下汽车的数量增长相对快。然而汽车在运行的过程中冷却系统的匹配对于汽车的动力方面的影响也相对较大。本文主要针对汽车冷却系统的设计还有匹配实验进行了有效地分析。
关键词：汽车；冷却系统；设计；匹配
前言
汽车水冷发动机的冷却系统主要是由发动机冷却水套还有冷却散热器以及冷却水泵等部件构成的，该些零部件之间经过科学合理地匹配从而令汽车动力性还有经济性得到充分的发挥，在此过程中还需要对汽车的前杠以及中网通风面积的大小所造成的影响进行有效地分析。汽车的冷却系统的性能主要有对于冷却系统的性能方面的确定，然后对发动机散热量还有冷却也流量的确定，对于散热气还有风扇等冷却系统的相关部件的选择以及冷却系统方面的试验。本文主要是以五菱品牌的耨车型的冷却系统的匹配设计还有实验进行对汽车冷却系统的设计还有匹配试验进行了有效分析。
一、汽车冷却系统在性能方面的实际要求
车辆在运行过程中其环境最高温度还有最为恶劣的冷却环境下的车辆运动速度对于车辆冷却系统的性能方面的要求具有着决定性的影响,其主要以现在一下几点：第一，车辆发动机出水口的温度还有环境温度的温差限值TTD，该方面的设计主要是为了有效避免发动机冷却液出口温度高于其最高冷却也温度的限值若汽车在冷却相对恶劣的环境中运行期间，发动机水温方面机油可能出现问题。对于大多数公路车辆来讲，冷却系统在最恶劣的环境中，通常情况下是在车辆处于满载的状态进行长坡的形式，在此环境下车辆的发动机所承受的热负荷相对较大，同时车辆运行的速度也相对较慢。第二，最低爬坡车速，其主要是由车辆的总质量还有车辆发动机的功率水平，均对于冷却试验的空气流量具有一定程度的影响，爬坡最低车速通常情况下在每小时8公里到每小时10公里范围内。第三，限制环境温度，其主要是在发动机冷却液温度处于车辆可以运行的最高环境温度。通常情况下车辆所设定的温度在45摄氏度，二其最高环境温度的极限值为新址环境温度与TTD的总和。所以在冷却系统试验内，冷却系统需要达到打洞机出水口温度还有环境温度的温差限值TTD的能力从而实现设计环境的应用的实际要求。
二、样品车冷却系统试验问题研究
在对车辆的冷却系统的对于发动机热量的调节能力方面的验证过程中，一方面需要通过对其进行科学严格的计算，另一方面还应当对整车的冷却系统展开有效地试验，从而最终进行对冷却系统内的相关零部件是否匹配的有效确定。在此技术上展开了匹配设计以后对样品车的冷却系统进行了试验验证，然而通过实验验证从而发现为能够满足设计方面的要求，在试验验证的过程中水温温度相对较高，面对此种情况从而进行了一下的分析以及试验验证：第一，车辆处于满载的情况试验时出现的问题，采用两台实验样品车展开满载试验在具体的试验过程中当处于城市是若是在试验过程中刹车次数多，停车起步相对较多的情况下水温相对较高，同时车速当超过每小时70公里的情况下，水温也会升高，当车辆进行爬山运动的期间水温也会相应的增高。
若车辆在运行的过程中发动机舱相对较热，在此情况下仓内的热量无法及时进行散发，尤其是发动机舱盖会由于温度较高极有可能使得其盖板出现一定程度的百姓。针对此次试验进行分析，其主要原因在于车辆的水箱方面的选择存在一定的问题，其散热量相较于原本设计增加了23%，散热面积相较于原本设计增加了72.8%，同时迎风面积相较于原本设计增加了50%然而在试验的过程中仍然会出现水温过高的问题。面对此次试验过程中所存在的问题应当重视由冷却风道方面进行分析，同时对整车发动机舱的内部的具体结构布置进行有效地分析从而了解到：第一，导风罩和散热器存在匹配不合理的情况。在最初设计的过程中所采用的电子扇的最大外径相对较小，水箱大部分散热面积由于导风罩的原因从而被遮盖住了，在车辆处于高速运动的情况下，因为导风罩对于出风口的遮挡从而使得自然空气流动过程中受到了一定程度的影响，该种情况下使得车辆在高速运行的过程中空气流动受到了严重的影响并且也会一定程度上使得水箱的散热面积出现一定程度的下降，以至于车辆处于高速运行的过程中出现水温过高的情况。第二，水箱布置内同冷凝器出现严重的重叠，同时在设置的过程中两者间所存在的间隙相对较小，此种情况的存在，使得书香的散热面积受到一定程度的制约以至于冷却效果大大折扣。第三，水箱上安装梁与水箱的距离过紧从而使得水箱的实际散热面积受到一定程度的限制。第四，车辆的发动机舱的排风口相对较小，排风口的实际面积小于属相的进风口的面积在排气的过程中其背压相对较大因此仓内的热风很难实现有效地排出。第五，水箱的进风口面积相对较小，车辆的前保险杠上的进风口激励书香的正面相对较近，部分区域基本上与散射器的进风口出现了一定程度的接触，以至于使得冷却的效果受到严重的影响。第六，发动机仓内的冷却通风未能够实现有效地导流，发动机后的前隔板均为直角，并且发动机后部距离前隔板相对较近，该种情况的存在使得冷却风在经过发动机以后直接流往外部，使得通风散热受到一定程度的制约。
三、关于不合理结构方面的分析以及改进试验
通过对试验验证的相关数据的有效分析从而了解到大约80%的散热器在运行过程中作用未得到充分的发挥，在此情况下车辆在处于每小时60公里的速度进行运动的过程中能够实现热平衡，但是当车辆车速保持在每小时70公里的情况下则车辆的水温将会出现升高的情况。由于车辆处于满载的状态，发动机散发至冷却系统的散热量在17kw，超过了冷却系统的吸热量，以至于无法实现热平衡。通过将不合理的导风罩的拆除从而进行对导风罩重叠方面对于散热放米欧按的影响进行有效地验证，采用305风扇直径的小导风罩，水箱还有其他部位不进行遮挡，除此之外，对散热器与冷凝器的重叠区域还有水箱上部的横梁的有效调整。对于水箱进风口面积小的有效改进，在进行汽车设计的过程中明确规定对于车身方面的设计过程中应当尽可能的避免散热器前存在障碍物，通常散热器的进风口的面积需要风雨散热器的正面面积。冷却系统应当由风产出从而取得空气流量值。大部分处于车辆采用的为前置式的冷却系统从而能够在高速行驶的过程中获得相对较为充足的自然空气流。因为水箱属于前置式因此需要采取有效地措施从而充分利用迎风面。
结束语
综合来讲，汽车冷却系统在设计计算中应当同计算机方针还有热态模拟事项相结合作为发展方向。同时还应当结合户外实车试验，在该种情况下才可以对车辆的冷却系统的匹配予以有效地明确。
参考文献：
[1]韩松.车用发动机智能冷却系统基础问题研究[D].博士学位论文.浙江大学,2017.
[2]苏忆.汽车发动机冷却系统智能控制技术研究[D].硕士论文.南京理工大学,2016.
作者简介：黄腾飞（1990-11），男，汉族，河南省开封市，主管质量工程师，助理工程师，本科，汽车制造