关于发动机与散热器匹配计算的若干问题

ququf

最近我一直在思考发动机与散热器匹配的问题,现把自己的想法和问题与大家分享一下,希望得到专业人士的指点.
1)发动机水套散热量:试验,我觉得流程应该是这样的:1,把发动机固定在测功机台架上,进出水口的水温是可控的2,使发动机在不同转速下运行,同时节气门开度最大,即负荷最大,3,各个转速下负荷最大时,调整发动机进水温度,使发动机出水温度为90摄氏度(该温度是发动机工作的最佳温度,即燃油消耗率最小点),同时要检测各个转速下的水流量.4,根据进出水口的温度及水流量计算各个转速下的发动机水套散热量,描绘曲线即可.
2)散热器选取:发动机水套散热量曲线及水泵流量曲线获得后根据散热器的设计点(发动机额定转速全负荷)即可以得到散热器在该点所需要具备的散热量.(散热器还需要在此基础上增加10%的散热量富裕量,因为散热器运行一段时间后散热效率会下降.)根据整车的布局来确认散热器的正面积,在这里我有一个问题,散热器的散热量知道,正面积也根据整车的布局知道,如何确认散热器的芯体厚度?当然,可以根据经验来选取进行试验,我如果没有经验,计算的时候如何计算出来呢?计算厚度的时候还需要考虑散热器的风阻的.
3)风扇的选取:散热器选取之后,就是风扇,散热器的结构尺寸知道,可以对散热器进行风洞试验,获取散热器在各个工况下的散热量,风阻,风量的曲线,根据风阻-风量曲线与散热器风阻-风量的曲线交叉点来选择风扇,当然,这里要考虑进风系数的,也就是说散热器在额定转速最大负荷工况下的风量需求仅仅是风扇在该散热器风阻下风量的60%-70%.

以上仅仅是个人的一些想法,也许有很多错误之处,希望大家指点.在此仅抛砖引玉,希望在整机厂或者零部件厂做过该计算的贤士能把自己的经验和大家分享一下.

ganyan1983

一般用公式是算不准的，必须要做台架试验，一般发动机厂家是做个试验的，会提供散热量或散热面积要求的，曾理论计算与发动机厂家提供的数据相差2倍。

HXLUN

首先 从楼主的贴中得到了一些启示 谢谢楼主
以下是我个人观点：匹配时楼主说的三个方面得综合起来考虑,随着散热器结构的改进,散热面积参考价值并不太大,相同的芯体厚度,不同管型不同波高的散热器性能差30%也不奇怪，对应的工况--散热量曲线也各不相同。关于芯体厚度选择，我想，得对各型散热器有相当的了解和数据积累。另外，我觉得，匹配当中最难的是如何确定散热器在实际工作中的风速(或风量)

CHAIJIALI

我们的做法是：测取实车（或近似车）的通气阻抗数据，根据经验公式推算RAD,COND单体的通气阻抗和散热性能（或者根据现行式样推测），
然后把整体（实车+单体RAD,COND）的流量风阻曲线和马达风扇的静压流量曲线进行描绘，交叉点处即为工作点要求性能处。

layjy1314

计算出来的散热器单体散热量满足发动机冷却要求，但是放到整车上不一定就合格，散热器前方空气流场影响也比较大

HXLUN

CHAIJIALI 发表于 20-8-2012 17:27
我们的做法是：测取实车（或近似车）的通气阻抗数据，根据经验公式推算RAD,COND单体的通气阻抗和散热性能（ ...

您好！能够分享一下rad 、cond的通气阻抗的经验公式啊？谢谢拉

CHAIJIALI

rad，cond是可以通过近似的样品进行实测的，一般来讲同种式样的fin间距一样的话，通气阻抗应该就可以通用，这个跟芯体尺寸没有太大影响

CHAIJIALI

layjy1314 发表于 21-8-2012 15:45
计算出来的散热器单体散热量满足发动机冷却要求，但是放到整车上不一定就合格，散热器前方空气流场影响也比 ...

这个计算过程中是考虑了车体的通气阻抗的，也就是说考虑了散热器前方空气流场的影响，根据到目前为止我们的经验情况来看，这种计算方法还是比较准确的。不过，车体的通气抵抗数据很多国内的整车厂是不做的，所以这对计算的准确性会有些影响。

张少焱

CHAIJIALI 发表于 23-8-2012 09:50
这个计算过程中是考虑了车体的通气阻抗的，也就是说考虑了散热器前方空气流场的影响，根据到目前为止我们 ...

发动机在额定工况下需要散热器提供多达的散热量，这点很关键，另外额定工况下的车速，整车的阻抗，散热器、中冷器、冷凝器的风阻，风扇的特性曲线、水侧在额定工况下的水流量，知道了这些，可以大致进行计算。

张少焱

HXLUN 发表于 12-8-2012 10:30
首先 从楼主的贴中得到了一些启示 谢谢楼主
以下是我个人观点：匹配时楼主说的三个方面得综合起来考虑,随着 ...

实际情况中，风通过散热器各个点的风速其实都不一样，散热器前面有中冷器、冷凝器的影响，有进气格栅的影响，护风罩的形状对进风也有影响，要想比较精确的计算很难，除非通过热分析软件。

HXLUN

张少焱 发表于 23-8-2012 11:46
实际情况中，风通过散热器各个点的风速其实都不一样，散热器前面有中冷器、冷凝器的影响，有进气格栅的影 ...

用分析软件恐怕一般的高端电脑（六核 24G内存）做起求解来都需要相当长的时间，结果的准确性也不是很高。我们曾经分析过散热器的，模拟平行风，划分网格、计算求解，大约用了2天，结果根试验结果相差甚远！下面是用来分析的散热带数模，这个装配好的散热器用一般图形工作站打开都非常难，

proezhang

HXLUN 发表于 24-8-2012 11:42
用分析软件恐怕一般的高端电脑（六核 24G内存）做起求解来都需要相当长的时间，结果的准确性也不是很高 ...

有一维的分析软件，比如GT,KULI等，只不过需要单体的试验数据的输入。

HXLUN

proezhang 发表于 24-8-2012 12:36
有一维的分析软件，比如GT,KULI等，只不过需要单体的试验数据的输入。

哦，是这样，谢谢指点，能否具体说说啊？

补充内容 (27-8-2012 08:41):
请问,谁能介绍一下kuli软件啊？使用怎么样

jy000167

最近也在做散热器选型的实验

layjy1314

CHAIJIALI 发表于 23-8-2012 09:50
这个计算过程中是考虑了车体的通气阻抗的，也就是说考虑了散热器前方空气流场的影响，根据到目前为止我们 ...

能够介绍下你们怎么测取实车的通气阻抗吗？测得后怎么推算散热器性能的吗？