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1、精品学习资源一、引言东南公司托付东风汽车工程争论院轻乘部，为其原配三菱4G63 发动机的一般型 delica换装 EQ491发动机；对于接受 EQ491发动机的 EQ1031T轻卡及 EQ6480面包车，冷却系统的开发都比较成功；受布置空间的限制，现有冷却系统不能完全移植到东南delica 上；初步的技术方案是：沿用delica的散热器及膨胀散热器，与EQ491 现行风扇带硅油风扇离合器总成进行匹配；为探讨该方案的可行性，在完成delica原车散热器样品台架试验的基础 上，结合 EQ1030冷却系统开发试验结果，本文将对delica配 EQ491发动机冷却系统的冷却才能进行设计运算，为确定设计
2、方案供应依据；二有关总成主要技术参数1发动机： 4G63和 EQ491三菱 4G63EQ491结构特点直列、四缸、四冲程、水冷、单顶置凸轮轴汽油机排量4- 85x88=1.997 l4- 91x77=1.993 l压缩比9.5 ：19.2 ： 1最大扭矩158N.m3000rpm152N.m3500rpm额定功率78kW6000rpm66kW5000rpm冷却水容量（发动机）： EQ491： 3 l发动机水套散热量： EQ491全速全负荷时为 40kW；发动机规定的极限温度： EQ491，依据 Ford“汽油机和轿车柴油机热循环试验”规范，冷却液温度应 120，机油温度应 135从理论上分析：
3、两发动机排量相当，最大扭矩点工况相近，而4G63 额定功率比 EQ491高出 20%，故 4G63对冷却系统的要求应比较高；但另一方面，大缸径、短冲程的EQ491 发动机的热负荷较高，这与其在EQ1030 上使用后的反映是一样的；而在额定功率点，4G63 发动机转速高出20%，风扇转速相应提高，有利于提高冷却才能；2散热器： 1301DN-010和 1301QA-010芯子尺寸：宽x 高 x 厚（ mm）1301DN-010596.3x400x161301QA-010538x360x32波距 mmx波数2.16x3.6x100波高 mmx带数7x60散热带天窗28，间距 1mm散热带材料厚度0
4、.05mm（=393W/m.）散规格13x2热管数2x59=118管材料厚度0.14mm（=330W/m.）欢迎下载精品学习资源2总散热面积 =散热带 +散热管（m）6.5=5.85+0.657.06=5.86+1.2欢迎下载精品学习资源2散热器正面积（ m）0.23850.19368通水断面积（ m2 ）冷却液容积（ l ）0.0015751.4 （实测 1.8 ） 0.0029612.7干燥重量（ kg）7.22压力盖压力（ kg/cm ）0 9两散热器的性能试验结果见附表1，试验方法： JB2293-78汽车、拖拉机散热器风筒试验方法及 EQC-110-1998；Delica接受单排管、
5、波距较小、正面积较大的散热器，可充分利用迎面风；依据体会及两个散热器的结构参数，delica散热器的风阻不应大于两排管的 EQ1030散热器， Delica散热器技术条件里规定的风阻值亦与EQ1030相近， 但台架试验的结果说明， Delica散热器的风阻近乎后者的两倍；我们对风阻的 试验结果持保留态度（可能与样品局部受磕碰有关）；Delica散热器技术条件见附表 2；3.风扇离合器带风扇总成： 1308QA-050及 1308QA-010风扇：外径 410，轮毂直径 128，叶片投影宽度 43，8 叶均布风扇性能试验结果见附表3，试验方法： GB1236-85通风机空气动力性能试验方法硅油风
6、扇离合器：性能参数：输入转速：5600rpm（曲轴转速5000rpm 时，水泵轴转速为5600rpm）啮合温度： 623啮合转速： 3600120rpm分别温度： 49分别转速： 6001000rpm对于硅油风扇离合器而言，其在台架上的啮合转速与整车上的啮合转速有确定差距，这是由于环境条件不一样引起的；转毂试验结果说明，对于装 EQ491的 EQ1030轻卡，风扇的实际转速如下： 功率点：发动机 5000rpm，水泵 5600rpm，风扇 3750rpm，离合器滑差欢迎下载精品学习资源率 33%率 23%扭矩点：发动机 3500rpm，水泵 3920rpm，风扇 3000rpm，离合器滑差欢迎
7、下载精品学习资源4. 水泵： EQ491型式：离心叶轮式，由曲轴经 V带传动；速比： 1.12x 曲轴转速发动机转速 rpm10002000300040005000水泵流量 l/min22.243.866.088.2110功率点流量： 110l/min5000rpm扭矩点流量： 75l/min3500rpm2 流通断面积 Stube=2x59x / 4 22 13-2 2=2966.71mm欢迎下载精品学习资源5. 节温器： EQ491型式：腊式初开温度： 8589 全开温度： 991026. 布置特点比较Delica冷却系统的周边条件优于EQ1030：由于是短长头造型，散热器进出风道都比较顺
8、畅；空调 冷凝器 同样布置在 散 热器的正前方 ， Delica冷凝器正 面积大于EQ1030，与散热器正面积重叠部分也大于EQ1030，但空调冷凝器与散热器的间距大于 EQ1030（举荐值：不小于 30mm）；换 EQ491后，风扇与散热器芯子间距太小（？40mm），一般举荐为 2.56英寸；三、冷却系统冷却才能运算与分析EQ1030 进行过很完整的冷却系统开发试验，以此为基础，可以抛开烦琐复杂的纯理论运算，依据试验结果推测Delica换 EQ491后的冷却才能；运算过程为：（ 1）依据 EQ1030 试验结果，确定冷却系统的安装效率及扭矩点的水套散热量；（ 2）依据（ 1）的结果，推测 D
9、elica的安装效率；（ 3） 运算 Delica冷却常数；1EQ1030冷却系统安装效率的确定：考虑发动机舱内气流的影响、叶尖间隙对容积效率的影响、以及风扇效率，一般车用冷却系统的安装效率在45%70%之间；依据 EQ1030及 Delica两车的特点，前者的安装效率应接近下限，后者应在5060%之间；（1） 功率点实际匹配风速EQ491全速全负荷时的水套散热量为： Qw=40kW；欢迎下载精品学习资源图 1：水流量 110 l/min时的标准散热量（ EQ1030）转毂试验的结果：功率点冷却常数T 为 75.6 （见东风汽车工程争论院EQCT-111-1998试验方法验证明验）；故，此时散
10、热器的标准散热量为：QQ60nW twta=40x60/75.6=31.75kW对应水流量为 110 l/min依据附表 1，得到散热器标准散热量曲线如图1；对应 31.75kW散热量， EQ1030散热器对应风速：Vr1 =4.85m/s* 插值运算局部数据如下：风速（ m/s标准散热量（ kW）4.5575830.622724.6545531.138214.7515231.64764.8484832.150874.9454532.64803（2） 理论匹配风速依据附表 1，得到散热器与风扇风阻匹配曲线如附图1；对于 EQ1030：功率点风扇转速为 3750rpm，匹配空气流量：Qa=2.3
11、6612m3/s扭矩点风扇转速为 3000rpm，匹配空气流量： Qa=1.85578m3 /s散热器正面积：Fr=0.19368m2欢迎下载精品学习资源通过散热器的对应风速为功率点：欢迎下载精品学习资源VQa2.36612rFr0.1936812.22m / s欢迎下载精品学习资源扭矩点：欢迎下载精品学习资源V rQa1.85578Fr0.193689.58m / s欢迎下载精品学习资源（3） 安装效率：依据功率点的实际匹配风速和理论匹配风速，有：欢迎下载精品学习资源Vr 1Vr4.8512.2239.7%欢迎下载精品学习资源安装效率与实际使用情形相符，也接近我们的推测；可以认为，功率点与扭
12、矩点的安装效率是一样的；（4）扭矩点水套散热量运算：转毂试验的结果：功率点冷却常数T 为 63.9 （见东风汽车工程争论院EQCT-111-1998试验方法验证明验）；扭矩点实际匹配风速 :Vr1 =Vr . =9.58x39.7%=3.80m/s对应标准散热量为： Qn=24.8kW（见图 2）图 2：水流量 75 l/min时的标准散热量（ EQ1030）* 插值运算局部数据如下：风速（ m/s）散热量（ kW）3.591823.83903.787824.72043.983725.5883欢迎下载精品学习资源4.179626.44284.375527.28384.5714328.11143
13、因此，扭矩点发动机水套散热量为：Qw =Qn * T/60=24.8x63.9/60=26.4kW 2、Delica冷却系统安装效率推测依据一、 6 和二、 1，对 Delica ，取=55%；3、Delica冷却才能运算（1） 理论匹配风速依据附图 1；对于 Delica ：功率点风扇转速为 3750rpm，匹配空气流量： Qa=2.11517m3/s ；扭矩点风扇转速为 3000rpm，匹配空气流量： Qa=1.69551m3/s ；散热器正面积：Fr=0.2385m2通过散热器的对应风速为功率点：欢迎下载精品学习资源VQa2.11517rFr0.23858.8686m / s欢迎下载精品
14、学习资源扭矩点：欢迎下载精品学习资源V rQa1.69551Fr0.23857.1091m / s欢迎下载精品学习资源（2） 实际匹配风速： 安装效率：=55%就实际匹配风速： 功率点：Vr1 =Vr . .=8.8686x55%=4.8773m/s扭矩点：Vr1 =Vr . =7.1091x55%=3.9101m/s（3） Delica散热器的标准散热量：依据附表 1，得到 Delica散热器功率点（水流量 110 l/min时）标准散热量曲线如图 3：欢迎下载精品学习资源图 3：水流量 110 l/min时的标准散热量（ Delica功率点的标准散热量为Qn=33.6kW；* 插值运算局部
15、数据如下（ 110 l/min风速（ m/s）4.767354.963275.159185.3551水流量）：散热量（ kW）32.9488833.8971434.8299135.74719）对于 Delica散热器，由于扭矩点的标准散热量没有测量，经与EQ1030散热器试验结果进行对比分析， Delica散热器在低风速段（ 6m/s 以下）标准散热量稍大于 EQ1030散热器，因此，在扭矩点，直接以EQ1030散热器散热量作为运算依据；依据附表 1，得到 EQ1030（ Delica ）散热器扭矩点（水流量 75 l/min时）的标准散热量曲线如图4：欢迎下载精品学习资源图 4：水流量 75
16、 l/min时的标准散热量（ EQ1030）扭矩点的标准散热量为Qn=25.2kW（4）冷却常数运算：功率点：TQWQn60406071.4 C33.6扭矩点：T QWQ6026.425.26062.8 CnEQ1030 相应的两个冷却常数为EQ1030；75.6 和 63.9 ； Delica冷却才能好于对于接受 0.9atm 压力盖的闭式强制循环冷却系统，冷却液沸腾温度可提高到 120以上， EQ491 发动机答应的最高水温为120，技术条件中举荐为115；因此， Delica换装 EQ491 后，冷却系统答应的最高环境温度为115-71.5=43.5 ，中意国内使用条件；四、对 Deli
17、ca散热器的评判比面积2即散热器散热面积（ m）/ 发动机功率（ hp）Delica 原车=6.5/78*0.735=0.061 Delica 新车=6.5/66*0.735=0.072 EQ1030=7.06/66*0.735=0.079日本趋向小的比面积，一般在0.05 ；德国奔腾一般为0.10 ； CABSTAR为0.07 ；风速：欢迎下载精品学习资源台架匹配结果：Delica ：功率点 8.7m/s ，扭矩点 7.1m/s EQ1030：功率点 12.2m/s ，扭矩点 9.6m/s一般乘用车举荐风速 12m/s，载重车 810m/s冷却水流速：Delica ：功率点 1.164m/s
18、 ，扭矩点 0.79m/s EQ1030：功率点 0.619m/s ，扭矩点 0.422m/s一般情形下，水流速低于0.5m/s 是不合理的，提高水流速有利于提高冷却效率，但流速大于 1m/s 后，成效不显著，反而使水泵功耗增加；Delica流速稍偏大，而 EQ1030就偏小；冷却水容积：发动机水套 3 lEQ1030散热器 2.3 l Delica 散热器 1.4 l对散热器冷却水容积没有严格的要求，但水容积过小，可能导致下水室显现负压，影响水泵效率；一般接受加副水箱的措施，提高水泵进口压力；五、结论新的冷却系统匹配方案是可行的，建议完成整车试制后，即进行冷却系统冷却才能试验；附表一、散热器
19、性能试验结果东南delica 散热器性能试验结果空气流量散热量kw散热量kw流体阻力欢迎下载精品学习资源风速m/sm3/s风阻Pa水流量 40l/min水流量 110l/min水流量l/min流阻kpa欢迎下载精品学习资源4.00000.954058.000024.500028.4000402.786.00001.4310183.000033.000040.0000757.18.00001.9080307.000037.000046.700011016.9810.00002.3850480.000041.100051.500012.00002.8620666.000043.600058.400
20、0欢迎下载精品学习资源空气流量EQ1030散热器性能试验结果散热量kw散热量kw流体阻力欢迎下载精品学习资源l/min4.00000.774730.000025.100026.9000756.656.00001.1621130.000035.000039.000011013.718.00001.5494195.000040.000045.000010.00001.9368260.000045.000049.000012.00002.324250.000053.0000附表二、风扇性能试验结果风速m/sm3/s风阻Pa水流量 75l/min水流量 110l/min水流量流阻kpa欢迎下载精品学习
21、资源转速 rpm流量 m3/s静压Pa内功率 kW噪声 dB20001.530716.84940.7867欢迎下载精品学习资源1.404748.72030.80711.223593.54550.78670.8485194.32230.70490.5275290.85290.78670.0000384.84540.878625001.853533.26771.52231.6417113.53161.55291.2944179.02941.28730.9781370.51821.38950.5804466.54601.52230.0000597.46181.685730002.258945.192
22、42.574691.501.9608159.64982.595092.501.6031277.09252.186397.501.1353509.36782.308994.500.5330673.49542.564494.500.0000854.35262.819896.5032502.411353.45343.228492.802.1053193.53213.259194.001.7133318.88472.738099.501.2188571.14612.809697.000.7247778.90963.197896.600.0000987.61493.514598.0035002.5370
23、64.01324.004994.502.2237223.08044.004996.001.7259382.45093.3306102.001.3132663.76573.473699.500.7871903.86313.902798.500.00001149.62704.3420100.5037502.763374.62884.812096.502.4358256.45194.812097.801.9532437.15743.9640103.501.4300772.37264.1684100.500.79451080.83304.7303100.000.00001325.06505.1900102.0040002.940286.79295.649898.002.5916284.08455.772499.502.0940489.30984.7916105.301.5307857.79274.9857102.500.80931174.95305.6498102.000.00001492.18606.2423103.50欢迎下载精品学习资源欢迎下载