配套电动机（共3篇）
配套电动机 篇1
2012年11月27-30日, 由中国汽车工程学会主办的FISITA 2012世界汽车工程年会暨展览在中国国家会议中心开幕。18年后, 第34届FISITA再次回归中国, 通过学术论坛和技术展览会的形式, 全方位展示全球领域汽车行业内的最新科研技术成果。此次会议召开在中国汽车产销量由2000到2010十年间的年均增长20%回归到最近两年产销增长在个位数的时代大背景下, 也让中国汽车业冷静思考一下未来之路该如何走好。
此次展会以“更绿色、更安全、可持续—低碳时代的汽车与交通”为主题, 随着能源危机的显现和新技术的不断开发, 电动汽车正在成为世界汽车工业的下一个发展重点。在FISITA2012开幕式上, 来自政府和汽车业的厂商代表齐聚, 共同探讨电动汽车的未来。
全国政协副主席、科学技术部部长万钢表示, 汽车由依靠石油向电力转变这条路不管有多长, 中国都会努力去实现。中国要建立电动汽车技术创新链和产业链, 企业尤其要关注电池、电机、电控等关键技术的研发, 建立资源共享机制, 保持与国际沟通合作, 政府也会积极推进新能源汽车的应用示范。工业和信息化部部长苗圩表示, 今年会推广新能源汽车商用于大中城市的公共交通, 未来会加快推进汽车动力系统电动化的转型、智能化交通体系的建设。
大众汽车、通用汽车、北汽集团、丰田汽车、华晨宝马的企业代表, 均表示其公司未来会重点发展电动汽车并会积极参与相关产业的建设, 比如电池的研发和制造、充电站的建设、新材料的研发。可见电动汽车要普及, 相关配套需同步跟上, 否则汽车要摆脱石油依赖就是一个美丽的幻想。吉利公司表示, 对于安全性的保证是自主品牌当前的第一要务, 先解决生存, 再布局新能源汽车或许是吉利的潜台词吧。
电动汽车目前受限于电池容量限制、价格偏高、充电不便捷等因素, 虽然政府也出台了一系列的优惠和鼓励措施, 市场依然是叫好不叫座的态势, 此次FISITA年会传达出来中国政府发展电动汽车的决心和路径, 汽车厂商也决意要在此领域深耕细作, 参与到电动汽车产业链条的各个环节。电动汽车普及之路还有多长, 没有答案, 但是有未来。
配套电动机 篇2
万钢称,有两项任务需要完成: 第一,汽车发动机一定要能够在节能减排、清洁排放上下大功夫。同时,重点还要放到新能源汽车方面,新能源汽车我国从本世纪初开始研发起步,保有量已经达到12万辆。其中去年下半年市场开始着力发展,已经达到将近8万辆的销售。
在这个市场的形成过程中,我国坚持了核心技术和整车同时开发,现在在电池、电机、电控方面都形成了一定的国际竞争能力。当然,我国还要继续加强这方面的研发投入,特别是企业这方面的研发投入。同时,还要解决电动汽车在市场推广上碰到的一些问题,比如装充电桩,比如快速充电的技术研发,比如在商业模式上的“分时租赁”模式,比如在公车改革上怎么优先使用新能源汽车等,使更多人使用上电动汽车。
配套电动机 篇3
发动机冷却系统主要由水箱1、膨胀水箱2、节温器3、节温器座4、水套5、机油散热器6、小循环胶管7、风扇8、大循环管9、水泵进水管10、水泵11等组成,见图1。其主要作用是通过冷却液(通常所说的水或防冻液),经过水泵加压,送至发动机水套中去,吸收发动机的热量,然后汇集到水箱散热器中,再由冷却风扇运转,使空气强行通过散热器,把多余热量发散到空气中,完成热交换,冷却后的液体再通过水泵泵回到发动机,再次冷却发动机,进行下一次的热交换,使发动机维持在一个正常工作的温度范围内。
发动机最适宜的冷却液温度为85~95℃,发动机过“冷”或过“热”都是水温不正常,都会对发动机的经济性、动力性、工作可靠性带来不利的影响。发动机水温不正常的主要原因是设计不良和配套不当。
1 水温不正常的危险性
1.1 水温过高的危险性
a.水温过高会使活塞、气缸套、气缸盖、气门等零部件强度下降,零件变形加快,过早磨损。
b.使机油变质,不能正常润滑。同时零件受热膨胀,破坏零件正常配合间隙,引起拉伤、卡死。
c.使进气密度下降,进入燃烧室气体质量减少,引起发动机功率下降。
1.2 水温过低的危险性
水温过低是指冷却液出口温度在小于80℃下长期工作。发动机过冷的危险性是散热量增加,油耗上升,发动机工作粗暴,效率下降。
2 从设计上杜绝发动机水温不正常的方法
在设计上应采用系统化、模块化设计方法,统筹考虑每项影响因素,是杜绝发动机水温不正常现象的最有效方法,它能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。
2.1 发动机冷却水套设计注意要点
冷却液在水套里的循环不畅或水套里储存的量不够,会引起水温过高,因此,在设计过程中,要避免水套狭窄(小)、死角问题。
2.2 水泵的流量与扬程的确定要点
水泵的流量与扬程要经过计算和试验验证,计算方法如下:
2.2.1 水泵流量计算
式中,Vm为水泵流量,m3/h;△tm为冷却水在发动机中循环允许的温升,相当于散热器中冷却水进口与出口温差;γm为水的比重;Cw为水的比热。
2.2.2 水泵扬程
水泵扬程由以下几方面原因决定:缸体、缸盖水套阻力,散热器流通阻力,水管阻力,机油冷却器阻力和节温器节流损失。
水泵的流量和扬程必须用试验来验证,并且水泵皮带的包角、水泵的皮带的张紧度也要符合规范要求。
2.3 风扇直径的确定要点
式中,Frw为散热器芯子正面积。
a.风扇首先要满足冷却系统对风量和压头的需要。
b.同时消耗功率小,风扇效率高,且有较宽的高效率区,风扇噪声小,质量轻,成本低等。
c.目前普遍采用的有金属风扇和塑料风扇两种,风扇叶片必须有足够的强度,以防车辆涉水时,折断风叶。在寒冷地区使用,应选用带硅油离合器的风扇。
d.确定风扇直径与转速时,要注意风扇叶尖的圆周速度不大于91 m/s,后置客车不大于100 m/s,否则对风扇噪声和强度都不利。风扇直径尽可能与散热器芯子迎风尺寸基本相同,以便风扇扫过的面积尽可能大地覆盖散热器芯子的迎风面积,使气流全面地通过散热器。
2.4 散热器的选型要点
式中,FW为散热器(水箱)散热面积,m2;K为散热器(水箱)对空气的传热系数,一般为333.6~458.7k J/(m2·h·℃)。
a.水箱迎风面积和散热面积要与实际功率相符,散热器进风口的实际面积不得小于散热器芯子迎风面积的80%,以防止散热能力下降。
b.在灰尘多的脏环境下使用时,应选用直排或斜排冷却管,且管子间隔要大,以避免散热器芯子堵塞,影响散热效果。
c.为了达到散热均匀,水箱进、出水管口不能设在水箱同一侧。
2.5 保险钢的设计要点
为了保证散热器的通风,前保险杠中部必须开窗口通风,见图2。
2.6 风扇导风罩设计与选型原则
导风罩的设计不应有如图3所示的阻挡风扇气流的死角。
2.7 膨胀水箱的选型
膨胀水箱应设置最高液面和最低液面标志。最高液面的上方应有不小于规定的膨胀容积,该容积内不可以加注冷却液;最低液面与最高液面之间的容积应不小于规定的储备容积。膨胀水箱还应设置最低液面的液位传感器,以便提醒驾驶员及时添加冷却液,否则引起假性水温高开锅。膨胀水箱容积和液面要求见图4。
a.膨胀水箱容积为冷却系统总容积的10%~25%。
b.膨胀水箱液面要求:最低液面到膨胀水箱的底面距离不小于35 mm。
2.8 压力盖的选型
在无膨胀水箱的冷却系中,压力盖装在散热器上水室的加注口上;在有膨胀水箱的冷却系中,压力盖装在膨胀水箱的加注口上。压力盖开启压力一般有50,70,90,105 k Pa四种,应根据使用地区海拔高度选定,以补偿由于海拔高度上升引起的大气压力下降。推荐压力盖的开启压力为50~90 k Pa,在高原地区使用时为105 k Pa。
冷却系必须采用压力盖,以保证密封式冷却系的冷却液能保持一定的压力,从而提高冷却液的沸腾温度,冷却系最高工作温度为99℃。
2.9 冷却系统外部管路的设计原则
a.连接发动机与散热器之间的管路直径要满足冷却系统最小水流量要求,且应尽可能短而直,减少弯曲。
b.总布置需要拐弯时,管子的曲率半径应尽可能大,以减少管道阻力,且管路的弯角处或截面变化处必须圆滑过渡。
c.对散热器侧置、外部管路较长的后置发动机,则管路应沿水流方向适当上翘,避免采用水平布置和拱形布置的管路,以利于冷却系中空气和蒸汽的排出,并应尽量避免前低后高的管路布置,如确有必要,则应在发动机水道最高点设置放气阀,加注冷却液时应打开该放气阀,让发动机水套内的气体及时排出。
d.所有管路要有一定的柔性,以适应发动机和散热器之间的相对运动,防止散热器的管口振裂。
e.水泵进水管必须有足够的刚性,以免发动机工作时被吸扁。环箍不能用双钢丝环箍及铝带环箍,可用不锈钢钢带环箍,否则环箍不可靠,见图5。
f.散热器的管路可用成形胶管或金属接管加胶管接头。金属接管要进行防锈处理,外径和发动机进出水口部位的管径相同或稍大;成形胶管或胶管接头的内径应和发动机进出水口的外径相同或稍大。
2.1 0 水温报警器的设置
发动机在正常工作条件下,最合适的冷却液工作温度为85~95℃,仪表板上必须安装冷却液温度表,并用颜色区别温度范围,推荐60~80℃为黄色区域;85~95℃为绿色区域;99~110℃为红色区域。推荐设置高温报警装置和超高温自动保护装置,即当冷却液温度达到99℃时,仪表板上应有红灯闪或者蜂鸣器报警;当冷却液温度上升到110℃时,发动机应自动回到怠速状态。
3 从配套、布置安装上杜绝发动机水温不正常的方法
3.1 散热器的布置安装要点
a.散热器安装时,与车架的连接必须采用减振垫,目的是为了隔离和吸收来自车架的部份振动和冲击,使散热器在车辆运行中不致发生振裂、扭曲等非正常损坏,延长散热器寿命。
b.紧固必须牢靠。
c.导风罩与水箱之间上下左右应无间隙,应采用橡胶或泡沫塑料垫加以密封,否则冷却效率会降低,见图6。
d.对于后置客车,散热器的进风通道要与发动机舱密封隔离,散热器周围要安装密封橡胶,以防止发动机舱的热风回流到进风通道,影响散热性能。进风通道的面积应不小于散热器芯子的迎风面积。
e.由于散热器与车架之间安装有隔振橡胶,因而形成了绝缘状态,通过冷却液介质,在散热器与车架之间产生了电位差,在冷却液中产生了微弱电流,使冷却系统的零部件发生电腐蚀。因此,散热器要接地,以消除电位差,防止电腐蚀。
3.2 膨胀水箱的布置安装要点
a.膨胀水箱的底面至少应高出发动机水道顶部或散热器上水室顶部。
b.为了保证除气系统防气蚀压力,应将膨胀水箱安装在冷却系统最高处,一般高出水泵进水口600 mm,放气管内径不小于6~8 mm。
c.膨胀水箱液面要求:最低液面到膨胀水箱的底面距离不小于35 mm。
3.3 冷却风扇的布置安装要点
为充分利用车辆行驶时的迎风速度,车用发动机风扇都采用吸风式,布置、安装时要注意:
a.为了有利于气流均匀通过散热器芯部整个面积,尤其是散热器的四角,风扇前端面至散热器芯子的距离应大于50 mm。要最大限度地降低风扇噪声及叶片振动,并改善发动机的气流状况,以满足发动机的冷却需要为目的。
b.如果风扇装在水泵皮带轮上,一般不允许加装风扇垫块;如果风扇装在曲轴前端,风扇与连接法兰之间必须装有橡胶减振器,用于吸收曲轴的扭振,防止叶片扭振断裂,同时避免影响曲轴系平衡。
c.后置客车风扇一般由曲轴皮带轮通过惰轮驱动,风扇驱动皮带和风扇皮带必须分别设置皮带张力调整机构。要求曲轴皮带轮和惰轮、惰轮和风扇皮带轮的轮槽必须分别处于一个平面上,皮带和皮带轮的交叉角应控制在0.5°以内,必须先调整好之后再安装皮带,否则会损坏皮带、皮带轮或轴承,甚至会发生皮带翻转或脱落。
d.安装风扇时,不可使用弹簧垫圈,因为弹簧垫圈能使风扇托架产生预紧力,影响强度。
e.风扇伸入护风罩的轴向位置,与进气效率有很大关系,对于吸风式风扇,2/3在里面;对于吹风式风扇,1/3在里面;如果有空对空中冷器,无论吸风式还是吹风式风扇,1/2在里面,否则引起水温高开锅!
3.4 风扇护风罩的安装要点
风扇护风罩有整体式和分开式两种,对于前置发动机,整体式和分开式两种都有采用;对于后置式发动机,一般都采用整体式。
a.分开式护风罩两部分之间有相对运动,必须用帆布圈等柔性密封连接。
b.护风罩与风扇叶尖的径向间隙应尽可能小,以保证风扇冷却效率。当采用分开式护风罩时,风扇与护风罩无相对运行,其径向间隙应不超过风扇直径的1.5%,或者5~10 mm;当采用整体式护风罩时,风扇与护风罩有相对运动,其径向间隙也不应超过风扇直径的2.5%,或者15~20 mm。
3.5 散热器管路的布置安装要点
a.水泵的进水胶管刚度必须足够,否则容易被强大的水泵吸力吸扁。
b.进水连接管的直径应与水泵进水口管内径一致。
c.为了联接可靠,所有环箍使用T型不锈钢钢带环箍。
3.6 后置客车进风道的布置安装要点
对于后置客车,进风道必须有导流板,否则进风容易形成紊流,进风道的布置安装要求如下:
a.进风口的实际有效面积大于等于中冷器或水箱迎风面积。
b.布置有进风舱导流板增加散热效果。
4 冷却液的选择对水温的影响
如果长期使用伪劣的防冻液,或者夏天加入大量的自来水,长时间高温循环后将会在发动机内部循环系统产生大量的水垢,而且也会侵蚀发动机缸体内壁及缸垫而形成杂质,它们很容易造成循环系统及发动机内部水道的堵塞,使水温升高,并对发动机内部造成损害。因此在配套协议和使用手册中要规定:发动机必须使用长效防冻防锈液,即含有50%的水和50%的乙二醇的溶液(容积比),在标准大气条件下,沸点为108℃,冰点为-37℃。实验证明,这种防冻防锈液对各种金属和橡胶都无腐蚀作用,更换周期为2年。
5 以配套确认及测试等手段确保水温正常
5.1 配套确认
样车装配完成以后,发动机厂与汽车厂配套双方要进行联合评审,以确认以下项目是否满足要求:散热器型号、生产厂家、散热面积、正面积,风扇直径、扇叶数,风道的布置、风道进风口面积,除气系统,散热窗。
5.2 测试验证
对于配套过程中,发动机或底盘改动较大的车型,要进行测试验证。测试的目的是通过对冷却系统的性能参数测量,以评价冷却系统选型、匹配的合理性,为设计改进提供试验依据。主要测试发动机在扭矩点时的冷却系数K(液气温差)及标定点时的冷却系数K值。对比看是否满足配套技术要求,若不满足,则建议发动机厂、整车厂配套双方立即对冷却系统进行整改,包括散热器的散热面积、风扇的直径等。
6 结束语