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汽车冷却系统设计计算_汽车冷却系统计算
tamoadmin 2024-05-16 人已围观
简介汽车风扇坏了,车子就不能开了。否则冷却水温会急剧升高,造成水箱开锅,冷却液喷出。严重的话会造成发动机沾缸,发动机报废。冷却风扇是车辆冷却系统的重要组成部分,风扇的性能直接影响着发动机的散热效果,进而影响发动机的性能。若风扇选取不当,则会导致发动机冷却不足或冷却过度,造成发动机工作环境恶化,进而影响发动机的性能和使用寿命。扩展资料风扇与冷却系统的匹配和风扇优选:冷却风扇与冷却系统匹配的先决条件是风扇
汽车风扇坏了,车子就不能开了。否则冷却水温会急剧升高,造成水箱开锅,冷却液喷出。严重的话会造成发动机沾缸,发动机报废。
冷却风扇是车辆冷却系统的重要组成部分,风扇的性能直接影响着发动机的散热效果,进而影响发动机的性能。若风扇选取不当,则会导致发动机冷却不足或冷却过度,造成发动机工作环境恶化,进而影响发动机的性能和使用寿命。
扩展资料
风扇与冷却系统的匹配和风扇优选:
冷却风扇与冷却系统匹配的先决条件是风扇要符合系统的安装要求。根据给定的冷却系统参数确定符合安装条件的备选风扇之后,就可以求出每款风扇在发动机扭矩最大时的工作点。
如需进一步保证匹配结果的可靠性,可计算出标定功率下风扇的工作点,并与此时所需的空气流量进行对比以达到校核的目的。
以节约能耗、提升燃油经济性为出发点对符合冷却系统要求的风扇进行优选,其目的便是要综合考虑发动机的运转情况挑选出总体功耗较低的风扇。因此,风扇的优选应该基于发动机常用转速来考虑,而非基于最大扭矩时的转速。
冷却系统阻力的计算:
匹配中需要用到冷却系统的流量—系统阻力曲线。如果主机厂能提供这条曲线,匹配分析就可以很快完成;当无法获得该曲线时,则可以通过计算拟合得到。
计算的主要思路是:假设几组不同的流量,根据冷却系统参数求出相应的系统阻力,根据流量和阻力的数值拟合得出流量—系统阻力曲线。
百度百科-冷却风扇
百度百科-汽车冷却系统
汽车空调知识
汽车空调系统的正常使用是否会增加耗油量?
这个问题是汽车领域为数不多有标准答案的问题:冷空调会增加油耗,暖风系统不影响耗油量,同时风挡大小对油耗的影响可以忽略不计。
一、风量&油耗
汽车空调系统中的「风机」本质就是风扇或鼓风机,风量越大理论上电耗自然越高;因为高转速需要的是电机输出高功率,在恒扭矩转台下提升功率只能拉升转速。
能量守恒定律是自然法则,想要得到更高的功率(动能)就必须消耗足够多的能源,然而汽车的电路系统有超大的冗余,在发电量远超电耗的前提下,这些电能似乎是“不用白不用·用了也白用”。
知识点1:汽车启动之后由发动机带动发电机全时运转,此时电瓶不再为车辆供电,且电机会在为设备供电的同时为电瓶充电。
原车发电机的功率标准一般为1000/1500瓦(w),其概念为额定功率运行,每小时可发电1.0~1.5度。而汽车的空调风机功率往往只有50瓦左右,即使有前后独立送风系统,综合功率又能有多少瓦呢?
知识点2:汽车主要电子设备的功率都很小,比如电耗最高的扬声器*(音响系统)共计不过两三百瓦,仪表盘与导航机的功率要低得多;至于电瓶的容量其实也只是0.5~0.7度电左右的容量,所以在正常运行中这些设备都不会对油耗产生明显的波动。
或者说发电机通过皮带与发动机曲轴连接,这种设定已经将电耗对油耗的影响计算过了,正常的电子设备真的不用白不用。
二、冷风-影响油耗
汽车空调制冷的基础是「压缩机+制冷剂」,制冷剂普遍使用四氟乙烷这种物质;其特点为低至零下﹣26.2℃即可沸腾(气态),压缩机会将气态四氟乙烷推动到冷凝器,经过干燥感和膨胀阀使其成为温度更低的液态。
最终达到零度以上的蒸发器时瞬间就会沸腾,而蒸发沸腾的过程中会吸收热能,蒸发器被动降温后再通过风机将热空气吹过蒸发器;利用低温物体会吸热的原理为空气降温,送入车内即为冷风。
制冷说白了就是利用两次吸热:
1、制冷剂吸收蒸发器温度
2、蒸发器吸收空气的热能
不过本质还得是四氟乙烷能够在管路中循环流动,然而这种高压气态物质需要很大的驱动力才能运转。汽车对其施加的作用力一般为「5PS·马力」左右,约合3kw上下的功率;如果用电驱动就是每小时3度的标准,然而燃油汽车的压缩机是通过皮带与发动机曲轴连接,打开A·C开关后带压缩机与其带轮吸合,结果则会消耗掉3kw左右的动力。
汽车的功率明显降低则加速能力与车速都会降低,想要达到开空调之前的标准,唯一的方式是拉升转速提高输出功率;高转速等于高频率的喷油,所以夏季驾车的油耗总会偏高。
三、暖风-没有影响
燃油汽车装备的发动机类型为「内燃式热机」,运行基础为燃烧燃油产生热能,以热能推动活塞连杆曲轴运动转化为机械能(动力)。这种运行模式会产生非常高的温度,比如汽油燃烧的火焰温度高达1200℃,想要不融化机体就要用水冷系统循环散热。
防冻冷却液的功能正是在循环过程中温度发动机温度,在热机状态下温度会达到100℃左右;于是这种高温溶液也就被拿来做“水冷空调”了,概念如下。
说明:打开空调风机时并不一定会激活暖风,必须将温度调整到高温标准或红色指示标志内,此时水冷系统的阀门才会打开,高温防冻冷却液会流入暖风水箱为其加温。待水箱足够烫之后,鼓风机将低温空气吹过蒸发器则可以升温。
低温空气吸收水箱热能-升温
水箱温度得以合理的控制
汽车冷热系统都离不开吸热的原理,这也符合热力学第二定律做出的解释。然而这些热能本就是“废热”,就像是富余的电能不用白不用是一个道理,但是为什么冬季驾车油耗还是会升高呢?
四、原因-热车效率
发动机·热效率是判断油耗高低的基础,其概念指能将燃烧产生的总热能中的多大比例转化为机械能,40%的热效率就是浪费60%、利用40%,明白了吧。
重点:最佳热效率需要的是最佳的运行温度,也就是100℃左右的标准;然而机体与防冻冷却液在长时间停放后会降温,标准与环境温度相同。
夏季温度40℃-温差60℃左右
冬季温度≤0℃-温差超过100度
温差越大则达到理想温度的速度就会越慢,同时行驶中的低温空气还会吸收热能,所以升温的速度就会更慢。在这一阶段的热效率会低很多,有更大比例的热能没有转化为扭矩,输出功率自然会更低,想要提升功率与车速还得拉升转速,油耗不升高反而不正常。
同低温冷启动时ECU会主动加大喷油量与转速,目的是以燃烧更多燃油为基础(产生更多热能),从而达到快速热机的目的。在怠速状态下喷油量大约会提升一倍,如果有原地热车的习惯则油耗必然会很高。
然而冬季车内的温度太低又会影响驾乘体验,所以很多明知原地热车不正确的用户也不得不这么操作。这就是冬季油耗会升高的主要原因,是正常的物理现象,与空调系统无关。