V
b
V
W
m3
s
(4)
vs
式中VW冷却水循环量,由(2)式算得CK14发动机VW为147Ls;
水泵的容积效率,主要考虑水泵中冷却水的泄漏,一般08~0。9,本次
vs
vs
计算取值0。8。vs
计算得CK14发动机所需水泵的泵水量为Vb≈1。84Ls所以我们选取水泵的流量在
标定转速时应大于110Lmi
。2。2水泵的泵水压力选取
确定水泵的泵水压力应保证其足以克服冷却系中所有的流动阻力,并得到必要的冷却水循环流动速度,同时为了冷却可靠在工作温度下,水在任一点的压力均应大于此时的饱和蒸汽压力,以免发生气蚀现象。
2
f一般车用发动机中,冷却系管道流动阻力一般为75103~125103Pa水套阻力一般
为13103~15103Pa,水散热器阻力一般为20103~25103Pa,总阻力为40103~
53103,为安全起见一般泵水压力取150KPa。总上所述我们确定水泵的选取要求为:在发动机转速为6000rpm时,水泵转速6720rpm
时,水泵流量应大于110Lmi
水泵进出口压力差应大于150KPa。
3.散热器的设计计算
3。1散热器需散走的热量
散热器在使用一段时间以后由于水垢的生成而使少量水管堵塞,散热性能下降10%左右;此外,由于压力盖泄漏以及气流分布不均,也会使其散热能力下降5~10;另外,根据以往及AVL匹配发动机的经验,空调冷凝器前置对前格栅的进风温度将提升10℃20℃左右在进行整车热平衡的研究,必须考虑空调对发动机过热的影响。因此我们选用的散
热器的散热能力
Q散
应比水套散掉的热量
QW
高出10%~25。即
Q散
(1。05~1。25)
QW
取系数为11,则散热器的散热量应为473kW。
32散热器芯子正面面积Ff
依据《汽车设计手册》提供公式Ff(0。002700034)NemaxNemax70。2Kw,发动机散热器正面面积Ff0。18950。2523m2。3。3散热面积S
散热面积S为管带的散热面积与散热片面积之和。
依据《汽车设计手册》提供公式SS比Nemax轿车S比为007m2Kw发动机散热器散热面积S0。07×7024914m2
4。发动机水套CFD模拟计算
41水套计算模型和网格
图1水套几何模型
3
f图2水套网格模型由于水泵的内部结构非常复杂,完全按照水泵真实模型建模计算比较困难,同时考虑到计算耗时和计算主要所关心的是水套内流动情况,所以本报告计算采用在水套入口加上定转速时的水泵流量进行模拟。
4。2计算工况及边界条件
计算工况为标定工况冷却介质为纯水。计算中假定冷却水在水套内的流动是稳定的三维粘性湍流流动,采用稳态计算模式
进口:质量流量,根据上面水泵参数确定为1。8kgs,进水温度80℃;出口:压力边界,取为1000r