后置客车冷却系统结构布置研究

潘效龙

摘要：目前国内大中型客车多为发动机后置结构，其冷却系统的布置也有区别，本文通过对比发动机后置型式的客车冷却系统布置结构，及其对发动机冷却系统散热能力的影响。总结出最有利于发动机散热的结构布置，为整车冷却系统的结构布置提供合理建议。

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.

關键词：冷却系统;结构布置;散热

Key words： cooling system;structural arrangement;heat dissipation

0  引言

冷却系统能使发动机在任何工况下都保持在适当的温度范围内，冷却系统的好坏影响着车辆的动力性、燃油经济性、可靠性及耐久性[1]。客车冷却系统一般是发动机后置，风扇、水箱、中冷器在发动机一侧，大多与发动机平行布置，近来国外机型及部分国内机型也采用与发动机垂直布置[2]。对后置发动机来说，没有迎面风，不利于冷却[3]，但冷却系的空间可以与发动机隔开，形成相对封闭的区域，避免热空气回流和发动机热辐射。在布局合理时，冷却效果可优于前置发动机。本文对影响客车冷却系统散热效率的因素进行了分析研究，并列举不合格案例进行证明。

1  客车冷却系统散热效率影响因素

客车的冷却系统主要包括中冷器、水箱、风扇三类主要部件，通常采用串联方式连接[4]，风扇多为吸风式。影响冷却系统散热效果的因素有冷却系统布置在整车的具体方位、整车吸风和排风格栅开口方向和大小、高温部件是否包裹、发动机舱是否包裹隔热材料。

1.1 冷却系统布置方位

冷却系统的布置主要是散热器的布置及冷却风扇的驱动形式。目前国内外客运车、公交车冷却系统均采用侧置式结构安装，与发动机轮系保持平行位置。根据散热器的布置情况，目前冷却风扇的驱动形式有皮带传动、角传动、液压传动、电驱动，其中皮带传动、电驱动较为常见[5]。

侧置式冷却系统的布置可以根据整车运行的方向进行设定，分为发动机的左右两侧，以目前国内道路右行为例，图1为国内某客车发动机舱布置图。

该车冷却风扇采用皮带驱动，散热器迎风面与整车方向垂直，冷却系统布置在发动机的左侧，整车在道路上运行时冷却系统位于道路里侧，远离路边，可以避免风扇吸入路边杂物，保持散热器清洁，保证散热器散热能力长时间运行不受影响。当采用电驱动冷却风扇时，为增强风扇吸风能力，散热器迎风面与整车方向平行，减小了吸风阻力。图2为电驱动风扇散热器布置图。

1.2 整车进排风格栅的方向及大小

整车的进排风格栅的开口方向直接影响散热介质—风的流动，进而影响散热系统的散热能力。合理的格栅开口方向及大小有利于风扇吸入足够的风进行冷却。

进风格栅的面积原则上不能小于散热器迎风面积的80%[6]，格栅网格大小会影响散热器的清洁度，匹配时应注意选择大小合适的网格。排风格栅面积在车外辐射噪声允许的情况下应尽可能大。实验表明排风格栅开口方向向下时排风效果比向上时更好，且下雨时排风格栅开口向下发动机舱不易进水，可以起到保护发动机的作用。相关排风格栅开口方向见图3。

1.3 发动机舱高温部件包裹情况

为防止发动机舱温度过高影响冷却系统散热，应对机舱内所有高温部件用隔热材料进行包裹（见图4），其中高温部件包括排气管、消音器、EGR管。同时为降低进气温度，必要时需对增压器前进气管路进行包裹。为防止发动机舱热量辐射加热散热器进气温度，应在发动机舱与散热器进气道隔板上增加隔热层。

2  客车冷却系统布置不合理案例

针对上文中描述的整车冷却系统布置的影响因素，市场上均出现相应的布置不合理案例，下面将依次列举。

2.1 冷却系统布置位置不当

以国内客车为例，国内交通为右行车道，风扇和散热器应尽可能安装在客车的左侧，避免因车辆靠右边行驶、停靠时路边较脏使散热器堵塞，散热器过脏时散热性能下降或局部不能及时散热，水温偏高钎料力学性能下降易开焊漏水。某右置散热器运行一段时间后散热器将会严重堵塞，见图5。

2.2 进排风格栅方向与大小不当

客车进排风格栅的开口方向和大小决定了车辆运行时的散热系统风量，以某客车排风格栅为例，图4中排风格栅的开口方向为开口朝下，在测试风速时显示格栅附近风速接近于0，严重影响热风排出，导致发动机舱温度过高。相关格栅和开口方向见图6。

进风格栅网格的大小也是影响散热器清洁度的重要因素，图7中为两不同厂家客车运行相近时间且运行环境相同，进风格栅网格大小不同，散热器的表面清洁度不同的比对图。

由图7中可以看出进风格栅网格过大，容易使杂物透过格栅网格吸附到散热器上，降低散热器散热能力，致使发动机水温高故障[7]。

2.3 发动机舱高温部件未包裹

某客车的发动机舱高温部件未进行包裹（见图8），在整车以额定功率运行时测试其发动机舱温度（见图9），温度传感器布置在发动机当中部位正上方。

从测试结果分析得出，机舱内温度随测试时间推移迅速上升至65℃左右，该温度对散热系统的散热极为不利。

3  结论

本文针对影响客车冷却系统散热能力的三个因素进行阐述，并分别列举了相关案例证明。得出在客车冷却系统布置时应注意以下几点：

①散热器与风扇的布置应根据当地道路法规要求行驶方向，布置在整车的相反方向侧，例如中国、俄罗斯等地为右行，则布置在整车的左侧，马来西亚、印度、英国等地为左行，则布置在整车的右侧;

②整车进排风格栅的开口方向应与风向相同，起到风向导流的作用，格栅面积应在条件允许的情况下尽可能大，是散热器的散热能力得到充分利用;

③发动机舱内的高温部件及相应的进气管部件应用隔热材料包裹，尽可能降低机舱温度。以上三点为当前客车冷却系统布置最为常见的注意事项，布置散热器时应尽可能参照。

参考文献：

[1]冯水安，张建林，陈荣祥.三门低地板客车欧六发动机附件系统布置.机电技术，2019，02.

[2]黎灿辉，席力克，刘凌.发动机热管理系统对整车节油性能的评估.汽车电器，2014（3）.

[3]卢永生.后置客车冷却系外循环系统的设计与布置新思路 客车技术与研究，1998（4）.

[4]陈煌熙，刘善锷，等.后置混合动力客车冷却系统总体布置和设计.第七届中国智能交通年会优秀论文集，2011，06.

[5]冯水安.客车冷却风扇液压系统设计[J].客车技术与研究，  2019（2）.

[6]姜明瀚，沈元科.客车智能冷却系统的设计与应用[J].客车技术，2017，02.

[7]陈妙才.客车冷却液温度高故障2例[J].汽车维护与修理，  2013，07.