潘效龍

摘要：目前國內(nèi)大中型客車多為發(fā)動機后置結構，其冷卻系統(tǒng)的布置也有區(qū)別，本文通過對比發(fā)動機后置型式的客車冷卻系統(tǒng)布置結構，及其對發(fā)動機冷卻系統(tǒng)散熱能力的影響?？偨Y出最有利于發(fā)動機散熱的結構布置，為整車冷卻系統(tǒng)的結構布置提供合理建議。

Abstract： At present， most large and medium-sized passenger cars in china are rear-engine structures. The layout of the cooling system is also different. This paper compares the layout structure of cooling system of passenger car with engine rear type， and its influence on the heat dissipation capacity of engine cooling system. Summed up the most conductive to the engine heat dissipation structure layout， to provide reasonable suggestions for the structure arrangement of vehicle cooling system.

關鍵詞：冷卻系統(tǒng);結構布置;散熱

Key words： cooling system;structural arrangement;heat dissipation

0? 引言

冷卻系統(tǒng)能使發(fā)動機在任何工況下都保持在適當?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，冷卻系統(tǒng)的好壞影響著車輛的動力性、燃油經(jīng)濟性、可靠性及耐久性[1]?？蛙嚴鋮s系統(tǒng)一般是發(fā)動機后置，風扇、水箱、中冷器在發(fā)動機一側，大多與發(fā)動機平行布置，近來國外機型及部分國內(nèi)機型也采用與發(fā)動機垂直布置[2]。對后置發(fā)動機來說，沒有迎面風，不利于冷卻[3]，但冷卻系的空間可以與發(fā)動機隔開，形成相對封閉的區(qū)域，避免熱空氣回流和發(fā)動機熱輻射。在布局合理時，冷卻效果可優(yōu)于前置發(fā)動機。本文對影響客車冷卻系統(tǒng)散熱效率的因素進行了分析研究，并列舉不合格案例進行證明。

1? 客車冷卻系統(tǒng)散熱效率影響因素

客車的冷卻系統(tǒng)主要包括中冷器、水箱、風扇三類主要部件，通常采用串聯(lián)方式連接[4]，風扇多為吸風式。影響冷卻系統(tǒng)散熱效果的因素有冷卻系統(tǒng)布置在整車的具體方位、整車吸風和排風格柵開口方向和大小、高溫部件是否包裹、發(fā)動機艙是否包裹隔熱材料。

1.1 冷卻系統(tǒng)布置方位

冷卻系統(tǒng)的布置主要是散熱器的布置及冷卻風扇的驅動形式。目前國內(nèi)外客運車、公交車冷卻系統(tǒng)均采用側置式結構安裝，與發(fā)動機輪系保持平行位置。根據(jù)散熱器的布置情況，目前冷卻風扇的驅動形式有皮帶傳動、角傳動、液壓傳動、電驅動，其中皮帶傳動、電驅動較為常見[5]。

側置式冷卻系統(tǒng)的布置可以根據(jù)整車運行的方向進行設定，分為發(fā)動機的左右兩側，以目前國內(nèi)道路右行為例，圖1為國內(nèi)某客車發(fā)動機艙布置圖。

該車冷卻風扇采用皮帶驅動，散熱器迎風面與整車方向垂直，冷卻系統(tǒng)布置在發(fā)動機的左側，整車在道路上運行時冷卻系統(tǒng)位于道路里側，遠離路邊，可以避免風扇吸入路邊雜物，保持散熱器清潔，保證散熱器散熱能力長時間運行不受影響。當采用電驅動冷卻風扇時，為增強風扇吸風能力，散熱器迎風面與整車方向平行，減小了吸風阻力。圖2為電驅動風扇散熱器布置圖。

1.2 整車進排風格柵的方向及大小

整車的進排風格柵的開口方向直接影響散熱介質(zhì)—風的流動，進而影響散熱系統(tǒng)的散熱能力。合理的格柵開口方向及大小有利于風扇吸入足夠的風進行冷卻。

進風格柵的面積原則上不能小于散熱器迎風面積的80%[6]，格柵網(wǎng)格大小會影響散熱器的清潔度，匹配時應注意選擇大小合適的網(wǎng)格。排風格柵面積在車外輻射噪聲允許的情況下應盡可能大。實驗表明排風格柵開口方向向下時排風效果比向上時更好，且下雨時排風格柵開口向下發(fā)動機艙不易進水，可以起到保護發(fā)動機的作用。相關排風格柵開口方向見圖3。

1.3 發(fā)動機艙高溫部件包裹情況

為防止發(fā)動機艙溫度過高影響冷卻系統(tǒng)散熱，應對機艙內(nèi)所有高溫部件用隔熱材料進行包裹（見圖4），其中高溫部件包括排氣管、消音器、EGR管。同時為降低進氣溫度，必要時需對增壓器前進氣管路進行包裹。為防止發(fā)動機艙熱量輻射加熱散熱器進氣溫度，應在發(fā)動機艙與散熱器進氣道隔板上增加隔熱層。

2? 客車冷卻系統(tǒng)布置不合理案例

針對上文中描述的整車冷卻系統(tǒng)布置的影響因素，市場上均出現(xiàn)相應的布置不合理案例，下面將依次列舉。

2.1 冷卻系統(tǒng)布置位置不當

以國內(nèi)客車為例，國內(nèi)交通為右行車道，風扇和散熱器應盡可能安裝在客車的左側，避免因車輛靠右邊行駛、?？繒r路邊較臟使散熱器堵塞，散熱器過臟時散熱性能下降或局部不能及時散熱，水溫偏高釬料力學性能下降易開焊漏水。某右置散熱器運行一段時間后散熱器將會嚴重堵塞，見圖5。

2.2 進排風格柵方向與大小不當

客車進排風格柵的開口方向和大小決定了車輛運行時的散熱系統(tǒng)風量，以某客車排風格柵為例，圖4中排風格柵的開口方向為開口朝下，在測試風速時顯示格柵附近風速接近于0，嚴重影響熱風排出，導致發(fā)動機艙溫度過高。相關格柵和開口方向見圖6。

進風格柵網(wǎng)格的大小也是影響散熱器清潔度的重要因素，圖7中為兩不同廠家客車運行相近時間且運行環(huán)境相同，進風格柵網(wǎng)格大小不同，散熱器的表面清潔度不同的比對圖。

由圖7中可以看出進風格柵網(wǎng)格過大，容易使雜物透過格柵網(wǎng)格吸附到散熱器上，降低散熱器散熱能力，致使發(fā)動機水溫高故障[7]。

2.3 發(fā)動機艙高溫部件未包裹

某客車的發(fā)動機艙高溫部件未進行包裹（見圖8），在整車以額定功率運行時測試其發(fā)動機艙溫度（見圖9），溫度傳感器布置在發(fā)動機當中部位正上方。

從測試結果分析得出，機艙內(nèi)溫度隨測試時間推移迅速上升至65℃左右，該溫度對散熱系統(tǒng)的散熱極為不利。

3? 結論

本文針對影響客車冷卻系統(tǒng)散熱能力的三個因素進行闡述，并分別列舉了相關案例證明。得出在客車冷卻系統(tǒng)布置時應注意以下幾點：

①散熱器與風扇的布置應根據(jù)當?shù)氐缆贩ㄒ?guī)要求行駛方向，布置在整車的相反方向側，例如中國、俄羅斯等地為右行，則布置在整車的左側，馬來西亞、印度、英國等地為左行，則布置在整車的右側;

②整車進排風格柵的開口方向應與風向相同，起到風向導流的作用，格柵面積應在條件允許的情況下盡可能大，是散熱器的散熱能力得到充分利用;

③發(fā)動機艙內(nèi)的高溫部件及相應的進氣管部件應用隔熱材料包裹，盡可能降低機艙溫度。以上三點為當前客車冷卻系統(tǒng)布置最為常見的注意事項，布置散熱器時應盡可能參照。

參考文獻：

[1]馮水安，張建林，陳榮祥.三門低地板客車歐六發(fā)動機附件系統(tǒng)布置.機電技術，2019，02.

[2]黎燦輝，席力克，劉凌.發(fā)動機熱管理系統(tǒng)對整車節(jié)油性能的評估.汽車電器，2014（3）.

[3]盧永生.后置客車冷卻系外循環(huán)系統(tǒng)的設計與布置新思路 客車技術與研究，1998（4）.

[4]陳煌熙，劉善鍔，等.后置混合動力客車冷卻系統(tǒng)總體布置和設計.第七屆中國智能交通年會優(yōu)秀論文集，2011，06.

[5]馮水安.客車冷卻風扇液壓系統(tǒng)設計[J].客車技術與研究，? 2019（2）.

[6]姜明瀚，沈元科.客車智能冷卻系統(tǒng)的設計與應用[J].客車技術，2017，02.

[7]陳妙才.客車冷卻液溫度高故障2例[J].汽車維護與修理，? 2013，07.