冷却系统简介

发动机从空气/燃料混合物中提供机械能,效率在20%到45%之间。剩余的以动能和热能的形式在废气中流动,以及由于摩擦而通过金属体的热能。在这种情况下,冷却系统必须使发动机发挥最佳性能,确保这种性能的耐久性,并通过保证发动机任何一点的热机械应力处于可接受水平来确保发动机的可靠性。这要归功于将过量的热量疏散到外部大气中。

冷却系统类型

散热存在不同的物理原理:

  • 热量可以通过对流、传导或辐射来提取
  • 有几种中间液体可以用来将热量驱动到吸收介质中(这些液体被称为冷却剂)。
  • 冷却剂可以是气态、液态或相变的

在汽车工业中,主要的冷却系统有自然对流空气冷却、强制对流空气冷却和液态水冷却。自然对流是指气缸和气缸盖有翅片,以确保有效的对流和传导,而强制对流是指在发动机周围安装空气涡轮和冷却空气壳。在这两种情况下,冷却剂都是空气,空气是唯一能排出热量的液体。液冷使用两种流体,空气和水。水从发动机中排出热量,并在散热器中与周围的空气交换,散热器是当今汽车工业中使用最多的系统。

热量衡算

的功能所提供的功能划分如下图所示发动机满载不同发动机类型的负载:

热平衡比较

这显示了平均热平衡,但今天的柴油发动机可以达到40%的效率,直喷汽油机现在可以达到30%的效率,热损失在18%到20%之间。

然而,通过减少热交换,降低了冷却需求,在一些情况下,如热身,城市交通和交通堵塞,水中没有足够的热量来温暖机舱。制造商们提出了几个解决这个舒适问题的答案:

验证过程

OEM(原始设备制造商)验证程序是围绕压力、发生和风险等关键估计问题建立的,并取决于气候。验证旨在满足制造商或供应商的限制条件,如最高水温(118°C)、斜坡最高油温(150°C)或最高速度最高油温(135°C)。这里给出的数值对所有汽车制造商来说都很相似,通常是经验和统计研究的结果。冷却系统的尺寸点

直到80年代,欧洲制造商的测试都是在真实情况下,用拖车在蒙特文图克斯(法国)或内华达山脉(西班牙)的道路上进行的。它们现在大多是在空气气候室中,在一个滚筒试验台上完成的。

最常用的测试条件如下:

  • 最大车速
  • 爬坡1:坡度10 ~ 12%,二档,满载挂车,50 ~ 60公里/小时
  • 爬坡2:坡度8 ~ 10%,三档,满载,带拖车和不带拖车
  • 高速公路坡度4%,130公里/小时,满载

冷却系统的次要作用

液冷系统还用于保证乘客车厢加热,调节发动机油温度,调节自动变速箱油温,冷却EGR。

在某些特殊情况下,它还可以用来限制交流发电机的温度,加热节流阀体,冷却助力转向,以提取热量从排气系统,冷却涡轮轴承…

因此,关键情况的数量增加,以及控制和监控困难或不同需求之间的干扰。

罗曼的意见:

对于发动机来说,尽可能地提高效率变得越来越重要。事实上,为了获得竞争优势,每一种浪费都必须减少。为此,以冷却系统为例,是目前一种潜在的废气能量回收解决方案。因此,冷却系统的要求越来越高,设计也越来越复杂。您认为目前实施的冷却系统是否有潜力达到未来的附加要求或需要技术突破?

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