叶思源

（安徽江淮汽车集团股份有限公司国际公司，安徽 合肥 230022）

关于一种车型冷却系统的改进

叶思源

（安徽江淮汽车集团股份有限公司国际公司，安徽 合肥 230022）

汽车冷却系统的作用是确保发动机在任何负荷下均能在最适合的温度状态正常可靠地工作。文章在常规和极限工况进行了汽车室内整车热平衡试验，得出不同环境工况下发动机冷却系统的温变特性，有效地评价了冷却系统的散热能力。本文研究成果为冷却系统的设计成果提供了有效的验证方法，并为冷却系统的优化提供了方向。

热平衡；冷却系统；散热

引言

随着当今发动机的发展，发动机功率和转速不断提高，导致发动机的热负荷愈来愈高，这对冷却系统提出了更高的要求。冷却系统作为汽车的一个重要部分，对发动机的动力性和经济性有很深的影响。冷却效率提高、能耗降低成为发动机冷却系统未来的发展方向。为了使整车的冷却系统满足发动机散热的需求、满足在各种环境及工况下整车热平衡的要求，必须从系统集成和整体角度出发，对整车冷却系统的散热能力进行考核。

1 设计要求及验证结果

1.1 设计要求

表1 设计要求

伊朗等中东地区夏季气温高达 55℃，地表极端温度为75～90℃，是典型的亚热带与热带沙漠气候，且有山地爬坡路况，坡度多数达到10%，最高达到12%。本文试验车型在中东地区使用时热平衡不能满足当地的使用需求。具体设计要求如表1所示。

1.2 验证标准

1.2.1 环境温度 50℃，满载空调全开，130km/h行驶50km，制动车辆直至停止，怠速（挂空挡）车辆30分钟。

1.2.2 环境温度45℃，满载空调全开，III档爬10%坡，保持50km/h行驶25km，制动直至车辆停止，熄灭发动机并且放置车辆20分钟。

1.2.3 环境温度35℃，满载空调全开，III档爬10%坡，保持50km/h行驶25km，制动直至车辆停止，熄灭发动机并且放置车辆20分钟。

1.3 热平衡摸底试验结果

1.3.1 结果详见图1、图2、表2。

图1 45℃爬坡工况试验结果

图2 50℃高速工况试验结果

表2 摸底试验结果

1.4 结论

1.4.1 试验结果

从数据可以看出，45℃爬坡工况，290s时，水温超过110℃，空调切断。

50℃高速工况，160s时，水温超过110℃，空调切断。

1.4.2 试验结果分析

现量产状态的试验车辆整车热平衡无法满足中东环境的要求，若车辆出口，则需要对整车热平衡性能进行进一步的优化提升。

2 冷却系统性能提升方案及验证

2.1 实验验证（如表2）

2.2 结论

综合分析，以下方案可有效提升本文试验车型冷却能力：

1）增加风扇风量，更改风扇控制逻辑；

2）更改散热器散热面积；

3）增加前保险杠进风面积；

4）封堵机油冷却器。

风险提示：

1）切断机油冷却器可以降低3℃发动机出水水温，但同时高速时机油温度较之前有大幅升高，实际使用考虑光照后，环境条件更加恶劣，可能存在风险。

2）增加前保险杠进风面积，要重新做造型，前保重新开模，此时开发周期及成本较大。

最终选择增加风扇风量，更改风扇控制逻辑及更改散热器散热面积的方式优化本车型的冷却系统，根据试验结果，达到了试验的最初要求。

表2

3 结束语

通过对本文试验车型整车冷却系统关键部件的逐步改进设计及多次热环境模拟试验,改进整车的冷却系统。

冷却系统是一个遵循“木桶理论”的系统，冷却系统的冷却能力，不是单独提升某一个部件的能力可以做到的。以上数值只是基于理论计算和样品试验检测的结果，具体性能的提高与实际的结构及系统匹配有很大关系。

[1] 魏春源.《汽车工程手册》[J].北京理工大学出版社.

[2] 刘惟信.《汽车设计》[Z].清华大学出版社.

[3] 杨小松.汽车冷却系统匹配性探讨.《汽车研究与开发》[Z].当代汽车出版社.

Improvements in a vehicle cooling system

Ye Siyuan
( Anhui jianghuai automobile group co., LTD. International company, Anhui hefei 230022 )

Cooling system's function is to make sure that the engine in any load condition and working environment can in the most temperature condition normal and working reliably. In this paper, the heat balance test are carried out for the vehicle interior vehicle. The temperature variation characteristics of engine cooling system under different environment conditions are obtained, and the cooling capacity of cooling system is evaluated effectively. The results of this paper provide an effective method for the design of cooling system, and provide a direction for the optimization of the cooling system.

thermal equilibrium; cooling system; radiating

CLC NO.: U464.138 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)12-83-02

U464.138 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)12-83-02

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.12.026

叶思源（1988-），助理工程师，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司国际公司。