词条 | 冷却系统 |
释义 | 在机电装备业中, 冷却系统是极其重要的一环, 关乎被冷却机电装置的安全运行和使用寿命, 也是易被忽视处于薄弱的一环, 比如在大功率电力电子器件的冷却系统, 是非常必要的配套设备。 由于主机装置的不同, 冷却系统也有各种类型, 可藉冷却剂的循环,将多余的热量移出引擎,以防止过热的系统。在水冷式的引擎中,包括水套、水泵、水箱及节温器。 汽车冷却系统也采用类似设计 冷却系统(Cooling System)在可燃混合器燃烧时气缸内气体温度高达2073-2273K.直接与高温气体接触的机件(如汽缸体,汽缸盖,活塞,气门等)若不及时加以冷却,则其中运动机件会因受热膨胀而破坏正常间隙,或因润滑油在高温下失效而卡死:机件会因高温而导致其机械强度降低甚至损坏.因此,为保证发动机正常工作,必须对在高温条件下工作的机件加以冷却. 发动机的冷却必须适度.若发动机冷却不足,会使气缸充气量不足和出现早然和爆燃等燃烧不正常的现象,发动机功率将下降,且发动机零件也会因润滑不良而加速磨损.但若冷却过度,一方面由于热量散失过多,是转变成有用功的热量减少,另一方面由于混呼气与冷缸壁接触,使其中原已气化的燃油又凝结并流到曲轴箱内,不仅增加了燃油消耗,且使机油变稀影响润滑,结果也将使发动机功率下降,磨损加剧.因此,冷却系的任务就是使工作中的发动机得到适度的冷却,从而保持在最适宜的温度范围内工作. 发动机中使高温零件的热量直接散入大气进行冷却的一系列装置称为风冷系;使热量先传到给水,然后再散入大气的一系列装置称为水冷系.目前汽车发动机上广泛采用的是水冷系.采用水冷系时,因使汽缸盖内的冷却水温在353-363K(80-90℃)之间; 冷却系统的功用冷却系统的功用是带走引擎因燃烧所产生的热量,使引擎维持在正常的运转温度范围内。引擎依照冷却的方式可分为气冷式引擎及水冷式引擎,气冷式引擎是靠引擎带动风扇及车辆行驶时的气流来冷却引擎;水冷式引擎则是靠冷却水在引擎中循环来冷却引擎。不论采何种方式冷却,正常的冷却系统必须确保引擎在各样行驶环境都不致过热。 冷却循环因为多数车辆皆采用水冷式引擎,所以本文以介绍水冷式引擎之冷却循环为主。在水冷引擎的冷却循环中,可分为「小循环」与「大循环」。小循环是指冷却水仅在引擎内循环,而大循环则是冷却水在引擎与热交换器 (水箱) 间循环。为什么要有大循环与小循环呢?主要是因为引擎在冷车时温度低,此时少量的冷却水在引擎内作小循环,使引擎能迅速达到工作温度;一旦引擎达到工作温度,控制大、小循环转换的温度控制阀 (俗称水龟) 则会开启,让冷却水能流至水箱内让空气将热带走,引擎温度越高,水龟开启的程度就越大,冷却水的流量也越大,好带走更多的热量。冷却水的循环是靠水泵浦带动的,水泵浦则是由引擎的运转所驱动,所以当引擎转速越高,水泵浦的运转效率也越高。 冷却液的特性冷却液是由纯水与水箱精按一定比例调制而成,水箱精能提高冷却水的沸点。纯水在常温常压下的沸点是100℃,一旦引擎温度过高,会使冷却水沸腾成为水蒸气,而水在气态下的热对流系数远低于液态,所以气态的水蒸气几乎无法带走引擎的热量,此时引擎温度会迅速升高而损害引擎。所以水箱精将冷却水的沸点提高,以确保冷却液在高温时仍是液态,才能带走引擎产生的热。 汽车冷却系统可藉冷却剂的循环,将多余的热量移出引擎,以防止过热的系统。在水冷式的引擎中,包括水套、水泵、水箱及节温器 冷却系统的功用是带走引擎因燃烧所产生的热量,使引擎维持在正常的运转温度范围内。引擎依照冷却的方式可分为气冷式引擎及水冷式引擎,气冷式引擎是靠引擎带动风扇及车辆行驶时的气流来冷却引擎;水冷式引擎则是靠冷却水在引擎中循环来冷却引擎。不论采何种方式冷却,正常的冷却系统必须确保引擎在各样行驶环境都不致过热。 其它因为多数车辆皆采用水冷式引擎,所以本文以介绍水冷式引擎之冷却循环为主。在水冷引擎的冷却循环中,可分为「小循环」与「大循环」。小循环是指冷却水仅在引擎内循环,而大循环则是冷却水在引擎与热交换器 (水箱) 间循环。为什么要有大循环与小循环呢?主要是因为引擎在冷车时温度低,此时少量的冷却水在引擎内作小循环,使引擎能迅速达到工作温度;一旦引擎达到工作温度,控制大、小循环转换的温度控制阀 (俗称水龟) 则会开启,让冷却水能流至水箱内让空气将热带走,引擎温度越高,水龟开启的程度就越大,冷却水的流量也越大,好带走更多的热量。冷却水的循环是靠水泵浦带动的,水泵浦则是由引擎的运转所驱动,所以当引擎转速越高,水泵浦的运转效率也越高。 冷却液是由纯水与水箱精案一定比例调制而成,水箱精能提高冷却水的沸点。纯水在常温常压下的沸点是100℃,一旦引擎温度过高,会使冷却水沸腾成为水蒸气,而水在气态下的热对流系数远低于液态,所以气态的水蒸气几乎无法带走引擎的热量,此时引擎温度会迅速升高而损害引擎。所以水箱精将冷却水的沸点提高,以确保冷却液在高温时仍是液态,才能带走引擎产生的热。 氢冷却系统概述随着发动机采用更加紧凑的设计和具有更大的比功率,发动机产生的废热密度也随之明显增大。一些关键区域,如排气门周围散热问题需优先考虑,冷却系统即便出现小的故障也可能在这样的区域造成灾难性的后果。发动机冷却系统的散热能力一般应满足发动机满负荷时的散热需求,因为此时发动机产生的热量最大。然而,在部分负荷时,冷却系统会发生功率损失,水泵所提供的冷却液流量超过所需的流量。我们希望发动机冷启动时间尽可能短。因为发动机怠速时排放的污染物较多,油耗也大。冷却系统的结构对发动机的冷启动时间有较大的影响。 特点传统冷却系统的作用是可靠地保护发动机,而还应具有改善燃料经济性和降低排放的作用。为此,现代冷却系统要综合考虑下面的因素:发动机内部的摩擦损失;冷却系统水泵的功率;燃烧边界条件,如燃烧室温度、充量密度、充量温度。 先进的冷却系统采用系统化、模块化设计方法,统筹考虑每项影响因素,使冷却系统既保证发动机正常工作,又提高发动机效率和减少排放。 温度设定点发动机工作温度的极限值取决于排气门周围区域最高温度。最理想的情况是按金属温度而不是冷却液温度控制冷却系统,这样才能更好地保护发动机。由于冷却系统设定的冷却温度是以满负荷时最大散热率为基础,因此,发动机和冷却系统在部分负荷时处于不太理想状态,如市区行驶和低速行驶时,会产生高油耗和排放。 通过改变冷却液温度设定点可改善发动机和冷却系统在部分负荷时的性能。根据排气门周围区域温度极限值,可升高或降低冷却液或金属温度设定点。升高或降低温度点都各有特点,这取决于希望达到的目的。 |
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