
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文檔簡(jiǎn)介
1、水冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)的工作可靠性,降低其熱負(fù)荷,必須加強(qiáng)它的冷卻散熱。發(fā)動(dòng)機(jī)主要依靠其冷卻系統(tǒng)來(lái)保證自身在工作過(guò)程中得到適度的冷卻。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的功用就是把發(fā)動(dòng)機(jī)傳出來(lái)的熱,及時(shí)散發(fā)到周圍環(huán)境中去,使發(fā)動(dòng)機(jī)具有可靠而有效的熱狀態(tài)?,F(xiàn)代完善的冷卻系統(tǒng),可以使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種不同環(huán)境溫度和運(yùn)轉(zhuǎn)工況下具有最佳的熱狀態(tài),既不過(guò)熱,也不過(guò)冷。發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)按照傳熱介質(zhì)來(lái)分類可以分為以水為傳熱介質(zhì)的水冷型冷卻系,以空氣為傳熱介質(zhì)的風(fēng)冷型冷卻系,以油(如機(jī)油等)為傳熱介質(zhì)的油冷型冷卻系z(mì)2332。現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī),尤其是轎車發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用的是水冷型的冷卻系。在水冷型冷卻系中,如果按照傳熱方式來(lái)分類
2、,有單相傳熱和兩相傳熱兩種方式,前者為人們通常所說(shuō)的水冷型冷卻系,后者稱為蒸發(fā)式冷卻系。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的水冷系統(tǒng)均為強(qiáng)制水冷系統(tǒng),即利用水泵提高冷卻液的壓力,強(qiáng)制冷卻液在發(fā)動(dòng)機(jī)中循環(huán)流動(dòng)。這種系統(tǒng)的組成主要包括:水泵、散熱器、冷卻風(fēng)扇、節(jié)溫器、補(bǔ)償水箱、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套以及附加裝置等。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)冷卻液在冷卻系統(tǒng)中的循環(huán)路徑:冷卻液經(jīng)水泵增壓后,進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)缸體水套,冷卻液從水套壁周圍流過(guò)并吸熱而升溫。然后向上流入缸蓋水套,從缸蓋水套壁吸熱后經(jīng)節(jié)溫器(對(duì)于該型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī),當(dāng)出水溫度低于82時(shí),進(jìn)行小循環(huán),這時(shí)節(jié)溫器將冷卻液流向散熱器的通道關(guān)閉,使冷卻液經(jīng)水泵入口直接流入缸體或氣缸蓋水套,以便使冷卻液能
3、夠迅速升溫。當(dāng)高于82C時(shí),水經(jīng)過(guò)散熱器而進(jìn)行的循環(huán)流動(dòng),從而使水溫降低。)然后回到水泵,如此循環(huán)不止(如圖2.1.1所示)。冷卻液隨發(fā)動(dòng)機(jī)的不同而不一樣。冷卻液用水最好是軟水,否則將在發(fā)動(dòng)機(jī)水套中產(chǎn)生水垢,使傳熱受阻,易造成發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱。純凈水在O時(shí)結(jié)冰。如果發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中的水結(jié)冰,將使冷卻水終止循環(huán)引起發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱。尤其嚴(yán)重的是水結(jié)冰時(shí)體積膨脹,可能將缸體、氣缸蓋和散熱器脹裂。為了適應(yīng)冬季行車的需要,在水中加入防凍劑制成冷卻液以防止循環(huán)冷卻水的凍結(jié)。最常用的防凍劑是乙二醇。冷卻液中水與乙二醇的比例不同,其冰點(diǎn)也不同。50%的水與50%的乙二醇混合而成的冷卻液,其冰點(diǎn)約為一35.5OC。本文中
4、發(fā)動(dòng)機(jī)所用的是復(fù)合型三防長(zhǎng)效冷卻液,沸點(diǎn)不低于107,冰點(diǎn)不高于一35。因此,發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求是要保證對(duì)冷卻液溫度的要求,現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)趨向于在實(shí)現(xiàn)高的冷卻能力的同時(shí),使整個(gè)冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更緊湊、消耗功率小、減小系統(tǒng)阻力。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)示意圖2.2發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套的冷卻與傳熱這是原理很多詳細(xì)介紹從而分析出設(shè)計(jì)要求在發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻過(guò)程中,缸體和缸蓋的受熱部件的冷卻主要靠水套內(nèi)冷卻液的流動(dòng)帶走熱量來(lái)實(shí)現(xiàn),所以冷卻水套的冷卻能力是非常關(guān)鍵的,它直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的工作可靠性、動(dòng)力性以及經(jīng)濟(jì)性。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套內(nèi)的傳熱,是冷卻水套壁面?zhèn)鳠峤o冷卻液。水套的水側(cè)壁面的溫度對(duì)于冷卻液與缸體(缸蓋)
5、壁面之間的傳熱起著重要的作用,在一定條件下,決定著放熱過(guò)程的性質(zhì)#。氣缸蓋內(nèi)冷卻水套的傳熱,是冷卻水套壁面放熱給冷卻水,冷卻水套壁面溫度介對(duì)于冷卻水與缸蓋壁面以及與缸蓋火力面之間的傳熱起著重要的作用;在一定條件下,決定著放熱過(guò)程的性質(zhì),包括單相流體(冷卻水)的自然對(duì)流換熱和沸騰傳熱箱蓋水套中溫差與熱流密度的關(guān)系圖由試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),隨著缸蓋內(nèi)水套壁面溫度t二與水套內(nèi)水的飽和溫度t、之差t(=t二一ts)的變化,水套內(nèi)可發(fā)生自然對(duì)流傳熱·泡態(tài)沸騰(或稱核態(tài)沸騰)傳熱和膜態(tài)沸騰傳熱,傳遞的熱流密度q與t的關(guān)系曲線,如圖2.2.1所示(水套內(nèi)壓1.013、lo5Pa)。由圖2.2一可見(jiàn):當(dāng)冷卻水的
6、流速較低,水套壁溫t二與冷卻水的飽和溫度t之差t<5時(shí),由壁面?zhèn)髦晾鋮s水的熱流是依靠自然對(duì)流換熱傳輸?shù)?。?jiàn)圖2.2.1中的A3段。此時(shí)傳熱速率很低。當(dāng)t憐=101OC時(shí),。七5x10W/m,。當(dāng)水套壁溫t二>t。(t>5C)時(shí),壁面上便開(kāi)始出現(xiàn)大量氣泡;這些氣泡離開(kāi)壁面又消失在水中,在水中產(chǎn)生劇烈擾動(dòng),從而使傳熱顯著增強(qiáng)這種現(xiàn)象稱為泡態(tài)沸騰(或稱核態(tài)沸騰)傳熱(圖2.2.IBC段)o當(dāng)t二=125一145時(shí),熱流密度q達(dá)到最大。約為145又lo4w/mZ(圖上e點(diǎn))。當(dāng)t二>125一145時(shí),隨著溫差t(稱為沸騰勢(shì))的進(jìn)一步升高,氣泡形成速度更快,氣泡數(shù)目劇增,并相互匯
7、合而在水側(cè)壁面上形成一層氣膜,熱量由壁面?zhèn)髦了斜仨毻ㄟ^(guò)這層氣膜。由于較大的氣膜熱阻而使傳熱速率降低,這種現(xiàn)象稱為過(guò)渡沸騰傳熱(圖2.2.1中CD段);在過(guò)渡沸騰階段,開(kāi)始一段,壁面上形成的氣膜層是不穩(wěn)定的,它不斷裂開(kāi)而形成較大的氣泡后離開(kāi)壁面.然后在原地又形成新的氣膜層;當(dāng)壁面溫度t二升高到約250時(shí),氣膜形成達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)(圖2.2.ID點(diǎn))o并從此時(shí)開(kāi)始,過(guò)渡沸騰轉(zhuǎn)化為膜態(tài)沸騰(圖2.2.IDE段),在壁面上形成穩(wěn)定的氣膜層,在這個(gè)階段,水側(cè)壁面溫度是相當(dāng)高的,最高可超過(guò)400,而火力面溫度將會(huì)更高,甚至達(dá)到不能允許的地步。考察圖2.2.1,如果自C點(diǎn)起,繼續(xù)增高沸騰勢(shì)t,亦即提高水套壁面
8、溫度t,則將出現(xiàn)過(guò)渡沸騰甚至膜態(tài)沸騰,造成火力面溫度很高,以致發(fā)生壁面燒損。因此,c點(diǎn)是臨界熱負(fù)荷點(diǎn)。該點(diǎn)的水腔壁面溫度約125一145,該處的放熱系數(shù)(又稱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù))和熱流密度,通稱為臨界放熱系數(shù)H和臨界熱流密度Q。在水套內(nèi)的壓力為一個(gè)大氣壓力時(shí),H=5.szxlo4w/(m,·), Q=145xlo4w/m,。因此在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要特別注意:(l)保證氣缸蓋火力面溫度在允許溫度375以下。(2)缸蓋內(nèi)冷卻水套的壁面溫度一般不應(yīng)超過(guò) 120一145。缸蓋的冷卻傳熱,包括兩種性質(zhì)不同的傳熱過(guò)程,即無(wú)相變的對(duì)流傳熱和泡態(tài)沸騰(或稱核態(tài)沸騰)傳熱。后者的傳熱強(qiáng)度要比前者大得多。
9、這兩種傳熱過(guò)程應(yīng)用于各種類型、不同功率大小的內(nèi)燃機(jī)氣缸蓋的冷卻傳熱中。一般汽油機(jī)和中、小型低強(qiáng)化水冷式柴油機(jī)氣缸蓋,由于熱負(fù)荷不是太大,一般采用對(duì)流傳熱進(jìn)行冷卻。而大功率、高強(qiáng)化柴油機(jī)氣缸蓋,除其中部的高溫區(qū)域之外,也均為對(duì)流冷卻傳熱。對(duì)于“鼻梁區(qū)”(“鼻梁區(qū)”是指汽油機(jī)氣缸蓋進(jìn)氣門和排氣門座之間的區(qū)域)和噴油器座等中部區(qū)域,由于該區(qū)域的冷卻套的壁面溫度較高,因此,一般是泡態(tài)沸騰傳熱,這種傳熱過(guò)程,傳遞的熱流率足夠大,可有效降低氣缸蓋的火力面溫度。研究表明,一般情況下,缸體水套內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)泡態(tài)沸騰,其傳熱過(guò)程基本上是無(wú)相變的對(duì)流傳熱過(guò)程。根據(jù)對(duì)流換熱原理,在水套的壁面上有一層很薄的溫度邊界層,該
10、邊界層與壁面接觸的一側(cè)可認(rèn)為溫度是t二,該邊界層與冷卻液接觸的一側(cè)可認(rèn)為溫度是t:。那么基于上述條件,通過(guò)溫度邊界的熱流密度q(w/m,)可以表示為: q=/改正符號(hào)下一個(gè)公式集(參見(jiàn)某發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)研究)(式中:t二一t:=t為沸騰勢(shì),單位K;兄為邊界層導(dǎo)熱系數(shù),單位W/(mZ.K);占為溫度邊界層厚度,單位m。因?yàn)樵谒字袎毫σ欢ǖ臈l件下,飽和溫度t:是一定的,所以降低沸騰勢(shì)實(shí)際上是降低水側(cè)壁面的溫度t二,在熱流密度q一定的條件下,隨著t甲的降低,也就是降低了金屬熱面的溫度水平,改善其熱狀況,保證工作可靠性。影響沸騰勢(shì)的主要因素有:水套壁面的表面狀況、水流速度和水流方向。下面分別說(shuō)明。(I
11、) 水側(cè)壁面的表面狀況影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,壁面越光滑,則沸騰勢(shì)越低。在相同沸騰勢(shì)條件下,經(jīng)過(guò)加工的鑄鐵平板的熱流密度較高,因此在強(qiáng)化程度較高的發(fā)動(dòng)機(jī)中,對(duì)于熱負(fù)荷較高的零件,其冷卻水側(cè)壁面最好能給予適當(dāng)?shù)臋C(jī)械加工,獲得較低的沸騰勢(shì),降低水套的水側(cè)壁溫t二。此外,由于內(nèi)燃機(jī)受熱零部件的冷卻面通常是鑄造面,其上常常會(huì)附著或嵌入鑄造芯砂,因此在表面容易形成一層銹膜,由于沸騰勢(shì)會(huì)因表面生銹、侵蝕或生成水垢及其它沉積物而升高,因此可在冷卻液中添加乙二醇或其它防銹劑來(lái)降低沸騰勢(shì)。(II) 冷卻液流速的影響。提高冷卻液的流速可以降低沸騰勢(shì)。但是大量試驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)于現(xiàn)代柴油機(jī)而言,提高水套內(nèi)的冷卻液流速,對(duì)
12、于改善水套的能力并非最有力的。但是從迅速帶走水套內(nèi)的氣泡、防止金屬微粒沉積以及防止產(chǎn)生局部冷卻液低流速區(qū)而形成過(guò)熱點(diǎn)等方面考慮,還是要保證水套內(nèi)的冷卻液具有足夠的流速。一般來(lái)說(shuō),水套內(nèi)的冷卻液流速度不要低于o.3m/(III) 冷卻液流動(dòng)方向的影響。在熱流量過(guò)大時(shí),局部地區(qū)用定向水流來(lái)冷卻,能有效地降低沸騰勢(shì)。這一結(jié)果目前廣泛用于高強(qiáng)化柴油機(jī)氣缸蓋“鼻梁區(qū)”的冷卻。在熱負(fù)荷高的缸蓋水套中,在局部熱流較大區(qū)域,利用噴管或起截流作用的水道形成冷卻液的定向流動(dòng),有效地提高換熱量,降低沸騰勢(shì),從而降低缸蓋冷卻液側(cè)的壁面溫度t牙,保證缸蓋工作的可靠性。2.3冷卻水套結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套內(nèi)冷卻液的
13、流動(dòng)方式取決于缸蓋的具體結(jié)構(gòu)及其熱負(fù)荷等。為了確保水套的冷卻能力,冷卻水套的設(shè)計(jì)主要工作之一就是要保證缸蓋的冷卻。因此,在設(shè)計(jì)冷卻水套的結(jié)構(gòu)時(shí),要合理布置水道和組織冷卻水流,避免出現(xiàn)流動(dòng)死區(qū)。同時(shí),還要采取措施加強(qiáng)對(duì)局部高溫區(qū)域的冷卻。由于水冷式氣缸蓋的溫度分布是很不均勻的,“鼻梁區(qū)”、噴油器座等部位的溫度最高,為了降低整個(gè)氣缸蓋的溫度水平,使其溫度分布較均勻,應(yīng)對(duì)高溫區(qū)域采取適當(dāng)?shù)姆椒?,?yōu)先集中冷卻。2.3.1冷卻水套內(nèi)冷卻液的流動(dòng)形式發(fā)動(dòng)機(jī)水套內(nèi)冷卻液的流動(dòng)形式通常設(shè)計(jì)為縱向流動(dòng)、橫向流動(dòng)和混合流動(dòng)三種。近年來(lái)為了滿足轎車暖車要求,出現(xiàn)了分體冷卻的冷卻方式,即缸體水套和缸蓋水套內(nèi)冷卻液流動(dòng)
14、是兩個(gè)相互獨(dú)立的流動(dòng)形式。同時(shí),為了加強(qiáng)缸蓋水套的冷卻,在缸蓋水套的設(shè)計(jì)中采用了U型流動(dòng)和螺旋U型流動(dòng)的冷卻液流動(dòng)形式#01。1.縱向流動(dòng)對(duì)于采用整體式氣缸蓋的小功率發(fā)動(dòng)機(jī),冷卻液多采用縱向流動(dòng)方式:冷卻液從缸體前端進(jìn)入,向后依次流經(jīng)各缸直至最后一缸,之后再?gòu)母鞲紫蛏狭魅霘飧咨w,然后從氣缸蓋后端流出。本論文CFD計(jì)算所用的發(fā)動(dòng)機(jī)采用的就是這種冷卻方式。2.橫向流動(dòng)對(duì)于強(qiáng)化程度較高的柴油機(jī)或單體式氣缸蓋,柴油機(jī)一般采用橫流方式:在缸體長(zhǎng)度方向有總布水道,分別流入各缸,然后再由各缸向上流入氣缸蓋。氣缸蓋分布若干個(gè)水孔,冷卻液在排氣管側(cè)上方引出,便于帶走氣泡。這種冷卻流動(dòng)方式,能加強(qiáng)對(duì)氣缸蓋高溫區(qū)域
15、的冷卻,特別對(duì)組織“鼻梁區(qū)”的冷卻較為方便。并使各部位冷卻較為均勻,從而有利于降低熱應(yīng)力,故在大功率柴油機(jī)上應(yīng)用比較廣泛。3.混合流動(dòng)分開(kāi)式和直接噴射式燃燒室柴油機(jī),一般采用混合流動(dòng)形式,即約2/3的水量在缸體內(nèi)縱向流動(dòng),或由缸體進(jìn)入氣缸蓋,或每缸分別向上流動(dòng)。另外1/3的水量直接導(dǎo)入燃燒室和鼻梁區(qū)附近。對(duì)于大功率中速柴油機(jī)或高增壓度的發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸缸蓋,在水套內(nèi)宜布置擋水板或中隔板,使冷卻水涌向氣缸蓋中部,并靠底面流動(dòng),以加強(qiáng)中部高溫區(qū)的冷卻。4,分體冷卻的冷卻方式上面提到的三種冷卻方式的缸體和缸蓋水套都是相連通的。但對(duì)于分體冷卻方式而言,它的缸體水套和缸蓋水套之間是不相通的,亦即從水泵來(lái)的冷
16、卻液在水泵出口就分成兩路,分別流入缸體和缸蓋水套,然后再?gòu)母髯缘某隹诜謩e流出,整個(gè)流動(dòng)過(guò)程中,兩股冷卻液并不摻混。采用分體冷卻方式為實(shí)現(xiàn)對(duì)缸體水套內(nèi)冷卻液何時(shí)流入外循環(huán)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行控制創(chuàng)造了結(jié)構(gòu)上的條件。在發(fā)動(dòng)機(jī)暖車過(guò)程中,通過(guò)控制系統(tǒng)使缸體冷卻液不參與外循環(huán)流動(dòng)而是只在缸體水套內(nèi)流動(dòng),使缸體水套內(nèi)的冷卻液溫度迅速升高,從而降低暖車過(guò)程中的燃油耗,縮短暖車時(shí)間。5.U型流動(dòng)及螺旋U型流動(dòng)采用U型流動(dòng)及螺旋U型流動(dòng)的目的是為了加強(qiáng)缸蓋鼻梁區(qū)和排氣道側(cè)的冷卻。圖2.3.1為某發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋排氣道側(cè)水套內(nèi)冷卻液流動(dòng)的示意圖。圖中的缸蓋底平面水套的一部分冷卻液經(jīng)兩排氣門之間的水套流到缸蓋頂平面,形成圖中的
17、U型流動(dòng),起到了加強(qiáng)排氣門之間冷卻的作用;而來(lái)自缸蓋底平面水套的另一部分冷卻液則經(jīng)過(guò)排氣道底部水套流入頂部水套,與頂部其它冷卻液匯集后經(jīng)兩缸之間的連接流入下一缸,形成圖中所示的螺旋U型流動(dòng),該流動(dòng)主要是加強(qiáng)了缸蓋排氣道周圍的冷卻。本論文所用的模型排氣道側(cè)的冷卻便是這種冷卻形式。 缸體和缸蓋冷卻水套的設(shè)計(jì),通常是根據(jù)冷卻需要采用多種冷卻液流動(dòng)形式相結(jié)合的方式,其目的就是更好的利用組織冷卻液的流動(dòng),加強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻,使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠更好的工作。2.3.2缸蓋水套的設(shè)計(jì)原則各類水冷式內(nèi)燃機(jī),傳給冷卻水的全部熱量的50%一65%是通過(guò)氣缸蓋傳出的。因此,氣缸蓋的溫度水平是相當(dāng)高的。缸蓋水套在結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)原
18、則是:對(duì)高溫區(qū)域采取適當(dāng)?shù)姆椒?,?yōu)先集中冷卻。體現(xiàn)在水冷發(fā)動(dòng)機(jī)上便是對(duì)“鼻梁區(qū)”和噴油器座等高溫部位加強(qiáng)冷卻。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則如下42,I3860:1.中小型高速發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋,一般采用冷卻水道孔、導(dǎo)流板或鑄管等措施,對(duì)氣門座“鼻梁區(qū)”、噴油器座或燃燒室壁進(jìn)行冷卻散熱。2.對(duì)于采用雙層底板結(jié)構(gòu)的大功率中速柴油機(jī)氣缸蓋,冷卻水應(yīng)先冷卻缸蓋底面,再環(huán)流冷卻噴油器座周圍。3.注意氣缸蓋冷卻水孔的布置、水流動(dòng)型式和進(jìn)、出水孔尺寸的合理選擇。一般來(lái)說(shuō),水孔位置、水孔(水道)數(shù)目和其尺寸,應(yīng)以最后通過(guò)試驗(yàn)確定為宜。4.冷卻水孔布置1)水孔布置應(yīng)與冷卻系統(tǒng)型式及其布置方案良好的配合。采用沸騰換熱冷卻方案時(shí),缸蓋
19、至蒸發(fā)沸騰箱之間,水孔宜大,便于冷卻水的對(duì)流和蒸氣的排出。2)一般進(jìn)水口位置,宜靠近高溫區(qū)。排氣道附近應(yīng)布置進(jìn)水孔;在氣門座、噴油器座或燃燒室三角地帶的局部高溫區(qū),采用噴水導(dǎo)管或隔板引水冷卻方法。對(duì)于整體式和連體式氣缸蓋的進(jìn)水道,可適當(dāng)設(shè)置導(dǎo)流擋板,以保證冷卻水的良好分布和集中冷卻,但要注意避免形成蒸氣阻滯而產(chǎn)生局部過(guò)熱,在檔板死角處應(yīng)設(shè)有排蒸氣小孔。燃燒室(或噴油器座)和排氣道下部的進(jìn)水孔,其孔徑應(yīng)大些:一般進(jìn)水孔為每缸4一8個(gè),多的超過(guò)10個(gè)。氣缸蓋頂面出水孔,每缸為1一2個(gè)。出水孔與進(jìn)水孔的總流通截面積之比,中小型柴油機(jī)為0.8一 1.2,大功率強(qiáng)化柴油機(jī)為 1.1一2.1,最大為3.0
20、。總的來(lái)說(shuō),出水孔徑稍大,進(jìn)水孔徑稍小,使得進(jìn)水較快,而出水較慢,以此獲得比較均勻的冷卻效果。2.3.3缸體水套的設(shè)計(jì)原則發(fā)動(dòng)機(jī)缸體水套的設(shè)計(jì)主要是使各缸水套內(nèi)的水流速度一致,具有良好的冷卻均勻性,同時(shí)要保證缸體上半部分熱負(fù)荷較高區(qū)域的冷卻。缸體水套內(nèi)不應(yīng)有流動(dòng)死區(qū),以避免形成空氣囊或蒸氣囊,而引起局部過(guò)熱。因此,合理布置水套和水孔,組織好水套內(nèi)冷卻液的流動(dòng)是非常關(guān)鍵的。水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體有平分式、龍門式和隧道式三鐘結(jié)構(gòu)型式。車用內(nèi)燃機(jī)采用第一、二種型式居多。為了使多缸水冷內(nèi)燃機(jī)的各缸冷卻均勻和水流速度一致,通常在氣缸體內(nèi)布置水道和水孔,組織好冷卻水的循環(huán)。冷卻水循環(huán)流向,隨水道的位置變化而不同,當(dāng)水道布置在氣缸體上部時(shí),冷卻水即從缸體上部進(jìn)入水道,經(jīng)分水孔流入氣缸套與缸體之間的水套,并沿縱向向下流動(dòng),最后流出。當(dāng)水道位于氣缸體腰部時(shí),冷卻水則由下向上流動(dòng),最后流出。大多數(shù)中、小功率內(nèi)燃機(jī),采用水道置于缸體上部的方案,冷卻水沿縱向自上向下流動(dòng),先使氣缸套上部最熱的部分得到冷卻,對(duì)于大功率的高、中速柴油機(jī),較多的將水道設(shè)置在
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