機(jī)械畢業(yè)論文

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1、 摘 要 從1860年起，萊諾依爾發(fā)明了大氣內(nèi)燃機(jī)到如今，內(nèi)燃機(jī)經(jīng)歷了140多年的發(fā)展。內(nèi)燃機(jī)自發(fā)明以來(lái)，一直把提高動(dòng)力性，改善經(jīng)濟(jì)性以及提高可靠性 和耐久性作為主要研究目標(biāo)。但是隨著內(nèi)燃機(jī)的保有量及生產(chǎn)量的成倍增加，對(duì)環(huán)境的污染越來(lái)越嚴(yán)重，而且由于石油危機(jī)導(dǎo)致原油價(jià)格成倍增長(zhǎng)，這些嚴(yán)重的問(wèn)題給內(nèi)燃機(jī)的研究提出了新的要求，使內(nèi)燃機(jī)的研究目標(biāo)發(fā)生了根本變化。出了提高動(dòng)力性，改善經(jīng)濟(jì)性以及提高可靠性和耐久性外，影響內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的主要因素是凈化廢氣、降低噪音降低燃油消耗率和采用多種燃料。 本文以東風(fēng)4型內(nèi)燃機(jī)為例，設(shè)計(jì)確定散熱器的結(jié)構(gòu)

2、，傳熱過(guò)程的傳熱系數(shù)、面積、散熱單節(jié)數(shù)、冷卻風(fēng)扇的功率，同時(shí)對(duì)扁管和圓管進(jìn)行了計(jì)算與比較。 關(guān)鍵詞：內(nèi)燃機(jī) 扁管 圓管 Abstract Since 1860, leno who invented atmospheric engine up to now, experienced 140years of development of internal combustion engine. Internal combustion engine since its invention, has been to increase p

3、ower, improve the economy and improving the reliability and durability as the main research object. But with the internal combustion engine retains the quantity and production quantity increases exponentially, the environment pollution is more and more serious, and because of the oil crisis caused t

4、he oil price twice grows, these serious problems to the research of internal combustion engine has made new demands, the research of internal combustion engine target produced fundamental change. The increased power, improve the economy and improving the reliability and durability of external, inter

5、nal combustion engine design and operation effect is the main factor for purifying exhaust gas, noise reduction to reduce the fuel consumption rate and using various kinds of fuel. Taking Dongfeng 4 diesel as an example, the design to determine the structure of the radiator, the heat transfer coeff

6、icient, heat transfer area, cooling section number, cooling fan power, at the same time on the flat tube and pipe were calculated and compared. Key Words: Internal combustion Flat Tube pipe 目 錄 摘 要 ……………………………………………………. Abstract ………………………………………………… 一 緒論…………………………

7、…………………………. 1.1 課題背景和意義 …………………………………… 1.2國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展?fàn)顩r…………………………………… 1.3 內(nèi)燃機(jī)冷卻系的作用介紹及分類 ……………… 1.4本課程研究的主要內(nèi)容和任務(wù)……………………. 二 內(nèi)燃機(jī)冷卻裝置計(jì)算……………………………….. 2.1概述…………………………………………………. 2.2熱交換器的選取……………………………. 2.3 冷卻水系統(tǒng)…………………………………………. 2.4風(fēng)扇及風(fēng)機(jī)的選取與計(jì)算…………………………… 2.5本章小結(jié)……………………………………………. 三 結(jié)論與展望……………………

8、……………………… 3.1 結(jié)論………………………………………………….. 3.2 展望 ………………………………………………… 參考文獻(xiàn)…………………………………………………. 致 謝 …………………………………………………….. 附 圖 一 緒論 1.1課題背景和意義 東風(fēng)4型內(nèi)燃機(jī)車(chē)是一種3600馬力，交-變直流電力傳動(dòng)，干線客、貨兩用的內(nèi)燃機(jī)車(chē)，它是在1965年開(kāi)始由我國(guó)大連機(jī)車(chē)廠設(shè)計(jì)制造的。到目前為止，東風(fēng)4型內(nèi)燃機(jī)車(chē)仍是我國(guó)國(guó)產(chǎn)功率再打的但動(dòng)力機(jī)組的內(nèi)燃機(jī)車(chē)。在圖1中可以看到東風(fēng)4型內(nèi)燃機(jī)車(chē)的外貌。 東風(fēng)4型內(nèi)燃機(jī)車(chē)的整體機(jī)車(chē)的整備重量達(dá)138噸；機(jī)車(chē)持續(xù)

9、功率為3600馬力。根據(jù)1974年對(duì)改型機(jī)車(chē)所做的牽引熱工試驗(yàn)的結(jié)果，尤其是東風(fēng)4型內(nèi)燃機(jī)車(chē)批量生產(chǎn)后投入運(yùn)用的實(shí)踐表明：在柴油機(jī)3300馬力的撞裝車(chē)功率下，作為貨用機(jī)車(chē)（轉(zhuǎn)向架驅(qū)動(dòng)齒輪傳動(dòng)比為4.5），當(dāng)司機(jī)控制器主要手柄置于第16位，其啟動(dòng)牽引力可達(dá)44700公斤；持續(xù)牽引力為3000公斤；持續(xù)速度為21.6公里/小時(shí)；最大速度為100公里 /小時(shí)。在這種工況下，它能牽引3300噸的列車(chē)以23公里/小時(shí)的計(jì)算速度通過(guò)6‰的坡道。此牽引定數(shù)3300噸使我國(guó)近期內(nèi)鐵路干線上最大的牽引定數(shù)，遠(yuǎn)期可考慮將牽引定數(shù)提高到3800~4000噸的水平。東風(fēng)4型內(nèi)燃機(jī)車(chē)作為客用機(jī)車(chē)時(shí)（轉(zhuǎn)向架驅(qū)動(dòng)齒輪比為3

10、.75），能牽引750噸~800噸的客車(chē)以110~120公里/小時(shí)的速度在平直線路上運(yùn)行。遠(yuǎn)期可考慮客用機(jī)車(chē)編組20輛，列車(chē)重量達(dá)1000噸，運(yùn)行速度仍為110~120公里/小時(shí)。從以上牽引運(yùn)輸能力來(lái)看，東風(fēng)4型內(nèi)燃機(jī)車(chē)在近期是可以滿足我國(guó)鐵路干線客、貨運(yùn)輸?shù)男枰摹? 東風(fēng)4型內(nèi)燃機(jī)車(chē)初期采用的柴油機(jī)為1624Z型（約100臺(tái)左右）。后來(lái)經(jīng)過(guò)了幾年的反復(fù)試驗(yàn)，特別是積累了運(yùn)用實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該機(jī)型的一些零、部件的結(jié)構(gòu)、尺寸作了改進(jìn)，稱為1624ZA型柴油機(jī)。在運(yùn)用實(shí)踐中，1624ZA型機(jī)型又暴露了一些問(wèn)題，大連機(jī)車(chē)車(chē)輛廠對(duì)其又進(jìn)行了改進(jìn)，并于1977年對(duì)改進(jìn)的1624ZB型柴油機(jī)通過(guò)了臺(tái)架試驗(yàn)

11、。 由于柴油機(jī)的功率、經(jīng)濟(jì)性和重量指標(biāo)對(duì)內(nèi)燃機(jī)車(chē)的性能有著極大地影響，所以在當(dāng)前國(guó)內(nèi)外機(jī)車(chē)柴油機(jī)的研制方面都已力求提高功率、改善經(jīng)濟(jì)性能和延長(zhǎng)使用壽命為主攻方向。目前在比較成熟的機(jī)車(chē)柴油機(jī)中，單機(jī)功率達(dá)到4000馬力是為數(shù)不多的。在經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面，中速柴油機(jī)的燃油消耗率已減少到140~150克/馬力小時(shí)的范圍內(nèi)，中速柴油機(jī)的重量指標(biāo)，比較先進(jìn)的也達(dá)到4.5到5公斤/馬力左右；大修期限可達(dá)到30000小時(shí)以上，從以上各主要參數(shù)來(lái)看，1624ZA型柴油機(jī)已經(jīng)進(jìn)入了比較先進(jìn)的機(jī)車(chē)柴油機(jī)的行列。 東風(fēng)4型內(nèi)燃機(jī)車(chē)（采用交-直流電力傳動(dòng)裝置）。然而內(nèi)燃機(jī)車(chē)電力傳動(dòng)在近四十年的發(fā)展過(guò)程中，一直采用直

12、-直流系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是線路簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)方法簡(jiǎn)便。此外直流電機(jī)在制造個(gè)運(yùn)用方面都比較成熟。但是隨著鐵路運(yùn)輸不斷的發(fā)展，柴油機(jī)制造水平不斷地提高，致使動(dòng)力機(jī)組功率迅速增加，因此要求電力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)向大功率發(fā)展。但直流牽引發(fā)動(dòng)機(jī)的提高時(shí)受限制的，只是在電機(jī)電驅(qū)的線負(fù)荷及整流片間電壓不超過(guò)它們的允許值時(shí)，才能有滿意的整流。 東風(fēng)4型內(nèi)燃機(jī)車(chē)的牽引發(fā)電機(jī)為T(mén)QFR-3000型三相交流同步徑向自通風(fēng)發(fā)電機(jī)，它的額定容量為2985千伏安；額定電壓為438/613伏；額定電流為3936/2805安；額定轉(zhuǎn)速為1100轉(zhuǎn)/分。 1.2國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展?fàn)顩r 1.2.1我國(guó)內(nèi)燃機(jī)車(chē)的現(xiàn)狀

13、我國(guó)內(nèi)燃機(jī)車(chē)經(jīng)歷了50多年的發(fā)展，經(jīng)過(guò)了早期試制、定型生產(chǎn) 、自主開(kāi)發(fā)、采用先進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)新型內(nèi)燃機(jī)車(chē)四個(gè)階段，累計(jì)生產(chǎn)了４代、２００多種型號(hào)的18000 多臺(tái)內(nèi)燃機(jī)車(chē)（至２００９年末）。內(nèi)燃機(jī)車(chē)產(chǎn)品，也經(jīng)過(guò)了試制產(chǎn)品、第一代產(chǎn)品、第二代產(chǎn)品、第三代產(chǎn)品四個(gè)階段。目前正在開(kāi)發(fā)生產(chǎn)第四代產(chǎn)品。 國(guó)產(chǎn)第一代內(nèi)燃機(jī)車(chē)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的5年（1964~1968）,技術(shù)特征：同上，但性能有所提高,代表產(chǎn)品：東風(fēng)、東風(fēng)2、東風(fēng)3、東風(fēng)2增、東風(fēng)增、東方紅1等. 國(guó)產(chǎn)第二代內(nèi)燃機(jī)車(chē)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的20年（1966~1988）, 技術(shù)特征:（1）機(jī)車(chē)、柴油機(jī)及主要部件都是我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的；（2）機(jī)車(chē)技術(shù)性能和可靠性、經(jīng)濟(jì)性

14、有大幅度提高；（3）液力傳動(dòng)既配高速柴油機(jī)，也配中速柴油機(jī).代表產(chǎn)品：東風(fēng)4A、B、C、東風(fēng)5、東風(fēng)7、東風(fēng)8、東方紅3、北京等（北京型和東方紅型都是液力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)，目前已經(jīng)逐步淘汰）。國(guó)產(chǎn)第三代內(nèi)燃機(jī)車(chē)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的10年（1989~1998）,技術(shù)特征:1、干線機(jī)車(chē)采用與國(guó)外合作開(kāi)發(fā)或進(jìn)一步自主開(kāi)發(fā)的新型16V240ZJD（及其系列）和16V280ZJA型柴油機(jī); 2、干線機(jī)車(chē)為中速柴油機(jī)匹配交直流電傳動(dòng);3、采用微機(jī)控制；4、準(zhǔn)高速機(jī)車(chē)采用牽引電動(dòng)機(jī)架懸式轉(zhuǎn)向架；5、機(jī)車(chē)整體水平有了很大提高。代表產(chǎn)品：DF6、東風(fēng)11、東風(fēng)8B、東風(fēng)4D、東風(fēng)10F等. 國(guó)產(chǎn)第四代內(nèi)燃機(jī)車(chē)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的起步（

15、1999~ ）技術(shù)特征：1、采用交直交電傳動(dòng)（直接采用第三代逆變器IGBT）；2、輔機(jī)交流電傳動(dòng)；3、機(jī)車(chē)微機(jī)控制;４、柴油機(jī)電子噴射；５、客運(yùn)機(jī)車(chē)牽引電動(dòng)機(jī)架懸、貨運(yùn)機(jī)車(chē)徑向轉(zhuǎn)向架。代表產(chǎn)品：捷力號(hào)（日本三菱公司IPM）、DF8CJ、DF8DJ（西門(mén)子IGBT功率模塊）、HXN5（GE）、出口澳大利亞內(nèi)燃機(jī)車(chē)（SDA1）和4400HP機(jī)車(chē)等。 我國(guó)生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)的四代內(nèi)燃機(jī)車(chē)的生產(chǎn)運(yùn)用現(xiàn)狀,大致可以歸納如下:第一代機(jī)車(chē)已經(jīng)使用到限,淘汰完畢。第二代和第三代國(guó)產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)車(chē)是目前國(guó)家鐵路非電氣化線路上的主要牽引動(dòng)力,提速重載內(nèi)燃機(jī)車(chē)都屬于第三代新型內(nèi)燃機(jī)車(chē),窄軌鐵路、非國(guó)家鐵路及出口內(nèi)燃機(jī)車(chē)大多是

16、第三代內(nèi)燃機(jī)車(chē)。從2004 年起,由于國(guó)家鐵路內(nèi)燃機(jī)車(chē)的訂貨量迅速下降,各工廠主要生產(chǎn)自銷(xiāo)到非國(guó)家鐵路的機(jī)車(chē)和出口機(jī)車(chē)。第四代交流電傳動(dòng)機(jī)車(chē)已經(jīng)開(kāi)始批量生產(chǎn)（完全自主設(shè)計(jì)生產(chǎn)），2010年9月1日，資機(jī)公司與澳大利亞SCT公司簽署了總額超億元的共計(jì)12臺(tái)交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)購(gòu)銷(xiāo)合同。首批6臺(tái)澳車(chē)預(yù)計(jì)于2011年12月底全部交付。2011年戚機(jī)公司將開(kāi)始批量生產(chǎn)完全自主設(shè)計(jì)的4400HP交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車(chē). 1.2.2國(guó)外內(nèi)燃機(jī)車(chē)技術(shù)水平 Alstom公司從1999年就開(kāi)始批量生產(chǎn)第三代交流電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)；GM公司則從2002年才開(kāi)始改造試驗(yàn)第三代交流電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)。雖然GE公司和GM公司的機(jī)車(chē)裝

17、車(chē)功率較大（分別為3281kW和3207kW），而Alstom公司機(jī)車(chē)的最大裝車(chē)功率為2880kW，但是從第三代交流電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)的技術(shù)水平和可靠性而言，目前世界上水平最高的交流電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)，應(yīng)屬Alstom公司的PrimaTM系族的為伊朗制造的DE43CAC（AD43C）型內(nèi)燃機(jī)車(chē)。 世界最高水平的交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)是2002年由Alstom公司為伊朗生產(chǎn)的DE43CAC（AD43C）型內(nèi)燃機(jī)車(chē)。采用軸控式直交電傳動(dòng)系統(tǒng)、IGBT/ ONIX逆變器和Alstom公司的Agate微機(jī)控制系統(tǒng) 單節(jié)功率最大的批量生產(chǎn)貨運(yùn)交流電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)是1995年起美國(guó)GE公司生產(chǎn)的AC6000CW型內(nèi)燃

18、機(jī)車(chē)和1996年起美國(guó)GM公司生產(chǎn)的SD90MAC型內(nèi)燃機(jī)車(chē)。其柴油機(jī)裝車(chē)功率分別達(dá)到4660kW和4476kW。機(jī)車(chē)采用的是GTO晶閘管逆變器。 運(yùn)行速度最高的批量生產(chǎn)交流電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)是1997年由原Adtranz公司為希臘國(guó)鐵制造的26臺(tái)A480AC型（DE2000型）雙柴油機(jī)組內(nèi)燃機(jī)車(chē)。該機(jī)車(chē)軸式為Bo-Bo，軸重20.5t，機(jī)車(chē)功率2100kW，設(shè)計(jì)速度為200km/h，運(yùn)營(yíng)速度為160km/h，裝用2臺(tái)MTU 12V396TC13型高速柴油機(jī)，機(jī)車(chē)采用柔性浮動(dòng)轉(zhuǎn)向架，采用GTO晶閘管逆變器. 1.2.3我國(guó)內(nèi)燃機(jī)車(chē)與國(guó)際先進(jìn)水平的差距 我國(guó)內(nèi)燃機(jī)車(chē)經(jīng)過(guò)50多年，取得了長(zhǎng)足

19、的進(jìn)步，也為中國(guó)鐵路的發(fā)展、特別是為中國(guó)鐵路的四次大提速作出了重要貢獻(xiàn)。然而,在當(dāng)代最先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用(如上述“四大關(guān)鍵技術(shù)”) 和機(jī)車(chē)的可靠性、經(jīng) 濟(jì)性、耐久性和對(duì)環(huán)保要求適應(yīng)性等方面,與世界先進(jìn)水平尚有一定 差距。與國(guó)際先進(jìn)水平的差距主要體現(xiàn)在機(jī)車(chē)柴油機(jī)、電傳動(dòng)系統(tǒng)、、機(jī)車(chē)轉(zhuǎn)向架、微機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、液力傳動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)車(chē)性能等幾個(gè)方面： 1）運(yùn)輸安全可靠性難以滿足要求，設(shè)備故障時(shí)有發(fā)生，給運(yùn)輸安全帶來(lái)不少隱患； 2）機(jī)車(chē)整體技術(shù)檔次不高，許多關(guān)鍵技術(shù)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家；國(guó)外交流傳動(dòng)機(jī)車(chē)已大批量生產(chǎn)，而我國(guó)才剛剛起步； 3）設(shè)備運(yùn)用和維修成本較高，由于設(shè)計(jì)生產(chǎn)質(zhì)量不高，運(yùn)用中需要大量的人力、

20、物力和財(cái)力支撐； 4）功能上不適應(yīng)運(yùn)輸發(fā)展需要，尤其是在標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化、信息化方面與發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在明顯的差距，也滿足不了我國(guó)鐵路發(fā)展對(duì)機(jī)車(chē)高速和重載的要求。 1.3內(nèi)燃機(jī)冷卻系的作用介紹及分類 1.3.1冷卻系的功能 內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，氣缸內(nèi)燃?xì)獾淖罡邷囟瓤蛇_(dá)2500℃.與燃?xì)饨佑|的氣缸套、氣缸、活塞和氣門(mén)燈零件將吸收大量的熱量而使溫度升高很快。若不及時(shí)將這些高溫零件上的過(guò)多熱量散去，將出現(xiàn)下述各種不良現(xiàn)象： 1.在高溫下零件的機(jī)械性能會(huì)顯著下降，易發(fā)生變形或者破裂。 2.由于氣缸內(nèi)溫度過(guò)高，吸進(jìn)的工質(zhì)因高溫而膨脹，使氣缸沖氣量下降，從而導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)功率下降。 3.溫度過(guò)高破

21、壞了各零件間的正常配合間隙，使其無(wú)法正常工作，甚至造成卡死現(xiàn)象。 4.在高溫下潤(rùn)滑油粘度大幅度下降，并易于氧化變質(zhì)，使?jié)櫥瑮l件惡化，運(yùn)動(dòng)件間磨損加劇，功率消耗加大。 冷卻系的功能就是強(qiáng)制地將高溫零件所吸收的熱量及時(shí)的散去，以保證它們能在正常的溫度范圍內(nèi)工作。在現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)中，冷卻所消耗的熱量約等于供給內(nèi)燃機(jī)的全部熱量的1/4-1/3. 如果內(nèi)燃機(jī)冷卻過(guò)度，不僅浪費(fèi)了熱能，而且還會(huì)引起下述的各種不良后果： 1.氣缸內(nèi)溫度過(guò)低，會(huì)使燃料的霧化蒸發(fā)性能變差，不利于可燃混合氣的形成和燃燒，從而使燃油耗量增大。 2.廢氣中的水蒸氣和硫化物在低溫下會(huì)凝結(jié)成亞硫酸、硫酸等酸性物質(zhì)，造成零件的腐蝕和磨

22、損。 3.溫度過(guò)低會(huì)使機(jī)油的粘度變大，運(yùn)轉(zhuǎn)阻力變大，從而使內(nèi)燃機(jī)的功率下降。 4.氣缸中溫度過(guò)低，會(huì)使熱量散失較大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ臒崃繙p少，從而使內(nèi)燃機(jī)功率和輸出功率降低。 綜上所述，冷卻系統(tǒng)的功能是及時(shí)并適量的把在高溫條件下工作的機(jī)件所吸收的熱量散發(fā)到空氣中去，保證內(nèi)燃機(jī)在最適宜的溫度下工作。對(duì)水冷式內(nèi)燃機(jī)，汽缸套中適宜的溫度是85-95℃:；對(duì)于風(fēng)冷式內(nèi)燃機(jī)，氣缸壁適宜的溫度是150-180℃. 冷卻系統(tǒng)工作的好壞，對(duì)內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、可靠性和耐久性都有直接的影響。 1.3.2內(nèi)燃機(jī)冷卻系的分類 車(chē)用內(nèi)燃機(jī)的冷卻系有兩大類，一類是水冷，另一類是風(fēng)冷。就目前的情況而言，

23、大多數(shù)車(chē)用內(nèi)燃機(jī)采用水冷系。 水冷系按冷卻水的循環(huán)方式又分為自然循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)兩種。 自然循環(huán)冷卻系使利用水的密度隨溫度而變的特點(diǎn)，使冷卻水在系統(tǒng)中進(jìn)行自然循環(huán)。溫度較低的水由于密度較大而沉到冷卻水套的下部，而吸熱以后溫度較高的水由于密度減小而上升到冷卻系統(tǒng)的上部，將熱量散于大氣中。自然循環(huán)冷卻沒(méi)有水泵，沒(méi)有或只有較少的管路，結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單。它的最大缺點(diǎn)是耗水量太大，由于散熱，水不斷的蒸發(fā)，必須及時(shí)補(bǔ)充冷卻水才能保證內(nèi)燃機(jī)正常工作，這對(duì)于車(chē)用內(nèi)燃機(jī)使及其不方便的。因此它一般僅用于采用單杠的手扶拖拉機(jī)或小型翻斗車(chē)上。 強(qiáng)制循環(huán)冷卻系按其是否與大氣相通又可分成開(kāi)式冷卻系和閉式冷卻系兩種。 開(kāi)式

24、冷卻系的水循環(huán)系統(tǒng)與外界大氣直接相通，冷卻系內(nèi)的壓力與外界大氣相等，因此冷卻系內(nèi)的冷卻水不斷地蒸發(fā)，必須不斷的補(bǔ)充冷卻水，造成水的大量消耗。由于水的大量蒸發(fā)使冷卻系內(nèi)壁上形成了一層水垢，造成散熱惡化。 閉式冷卻系的水循環(huán)系統(tǒng)與外界大氣不直接相通。這樣就可以適當(dāng)提高冷卻系內(nèi)的壓力和溫度，減少水的蒸發(fā)量，這不僅減少了水的消耗，而且也改善了散熱條件。另外，由于冷卻水溫高，也改善了氣缸內(nèi)氣體的工作過(guò)程，這有利于提高內(nèi)燃機(jī)功率和減少燃油消耗。目前車(chē)用內(nèi)燃機(jī)絕大多數(shù)都采用閉式冷卻系。 1.4本課程研究的主要內(nèi)容和任務(wù) 本文的的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面： 1機(jī)油熱交換器的選擇 2設(shè)計(jì)和確定冷卻

25、室和散熱器的結(jié)構(gòu) 3傳熱過(guò)程的傳熱系數(shù)、面積、散熱單節(jié)數(shù)、冷卻風(fēng)扇的功率的確定 二 內(nèi)燃機(jī)冷卻裝置計(jì)算 2.1概述 內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)，機(jī)車(chē)的冷卻水、潤(rùn)滑油、牽引電機(jī)及電器或液力傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)油等的溫度均會(huì)不斷地升高，若不加以冷卻，將要影響到柴油機(jī)的正常工作。 內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)，機(jī)車(chē)的冷卻水、潤(rùn)滑油、牽引電機(jī)及電器或液力傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)油等的溫度均會(huì)不斷地升高，若不加以冷卻，將要影響到柴油機(jī)及傳動(dòng)裝置的功率發(fā)揮，工作效率下降，潤(rùn)滑油老化變質(zhì)，破壞潤(rùn)滑，影響機(jī)車(chē)零部件的使用壽命，甚至損壞。因此，在內(nèi)燃機(jī)車(chē)上采取必要的冷卻措施，設(shè)置一些裝置來(lái)保證柴油機(jī)、傳動(dòng)裝置工作時(shí)所產(chǎn)生的熱量能及

26、時(shí)適度地排放到大氣中去，使其溫度維持在允許的范圍內(nèi)，以改善零部件的熱強(qiáng)度和潤(rùn)滑狀況，提高內(nèi)燃機(jī)車(chē)工作的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，延長(zhǎng)其使用壽命，這就是內(nèi)燃機(jī)車(chē)?yán)鋮s系統(tǒng)的主要任務(wù)。 內(nèi)燃機(jī)車(chē)的冷卻，除電機(jī)、電器的通風(fēng)冷卻與空氣有關(guān)外，其余柴油機(jī)冷卻水、增壓空氣、潤(rùn)滑油和液力傳動(dòng)裝置傳動(dòng)油等的冷卻均與水有關(guān)。因此，內(nèi)燃機(jī)車(chē)的諸多冷卻，可概括分為通風(fēng)冷卻系統(tǒng)和水冷卻系統(tǒng)兩類。 通風(fēng)冷卻系統(tǒng) 為冷卻主發(fā)電機(jī)、牽引電動(dòng)機(jī)和電器專門(mén)設(shè)置的系統(tǒng)。該系統(tǒng)由通風(fēng)機(jī)、進(jìn)、排風(fēng)道以及空氣濾清裝置等組成。按通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征可分為：自通風(fēng)式、獨(dú)立通風(fēng)式、車(chē)內(nèi)進(jìn)氣式、車(chē)外進(jìn)氣式、單獨(dú)式、集中式和混合式等。自通風(fēng)式是指通風(fēng)機(jī)在

27、牽引電機(jī)內(nèi)部，安裝在電機(jī)軸上。獨(dú)立通風(fēng)式是指通風(fēng)機(jī)與電機(jī)分開(kāi)安裝。牽引電機(jī)、電器車(chē)內(nèi)進(jìn)氣的空氣溫度比大氣溫度要高，顯然，車(chē)外進(jìn)氣式牽引電機(jī)、電器的散熱條件比車(chē)內(nèi)進(jìn)氣式優(yōu)越。因此，現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)車(chē)多采用車(chē)外進(jìn)氣式，但在設(shè)計(jì)上要預(yù)先考慮到在惡劣氣候條件下改為車(chē)內(nèi)進(jìn)氣的臨時(shí)措施。內(nèi)燃機(jī)車(chē)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)有三種供風(fēng)方式：①單獨(dú)式。主發(fā)電機(jī)、牽引電動(dòng)機(jī)和硅整流裝置各有單獨(dú)的通風(fēng)機(jī)供給冷空氣。②混合式。主發(fā)電機(jī)和硅整流裝置各有一臺(tái)通風(fēng)機(jī)供給冷空氣，而兩組牽引電動(dòng)機(jī)則分別有兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)集中供給冷空氣。中國(guó)東風(fēng)11型內(nèi)燃機(jī)車(chē)采用類似混合式的通風(fēng)方式，其不同點(diǎn)在于主硅整流柜與主發(fā)電機(jī)的通風(fēng)串聯(lián)在一起，共用一臺(tái)通風(fēng)機(jī)冷卻。

28、③集中式。主發(fā)電機(jī)、整流裝置和牽引電動(dòng)機(jī)均由一臺(tái)集中通風(fēng)機(jī)供風(fēng)。集中通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是通風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置簡(jiǎn)化，驅(qū)動(dòng)裝置的質(zhì)量減輕，尺寸減小，占用空間少，同時(shí)可采用高效率、大容量通風(fēng)機(jī)。其缺點(diǎn)是風(fēng)道長(zhǎng)，流動(dòng)阻力大，驅(qū)動(dòng)裝置消耗功率也相應(yīng)增大。 在通用系統(tǒng)中普遍采用網(wǎng)式空氣濾清器，也有用旋風(fēng)式除塵器、玻璃纖維或氯丁橡膠纖維制成的空氣濾清器等?？諝鉃V清器安裝在車(chē)體的側(cè)壁上，安裝位置與通風(fēng)方式和進(jìn)氣系統(tǒng)有關(guān)。 水冷卻系統(tǒng) 為冷卻柴油機(jī)的冷卻水、潤(rùn)滑油、增壓空氣和液力傳動(dòng)機(jī)車(chē)的傳動(dòng)油專門(mén)設(shè)置的系統(tǒng)。按水冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征可分為∶①按循環(huán)水路分有獨(dú)立循環(huán)水路、單循環(huán)水路和雙循環(huán)水路系統(tǒng)。獨(dú)立循環(huán)水路系統(tǒng)是指

29、柴油機(jī)冷卻水、潤(rùn)滑油和增壓空氣的冷卻水分別有各自單獨(dú)的循環(huán)水路系統(tǒng)。單循環(huán)水路系統(tǒng)是指柴油機(jī)、機(jī)油熱交換器和增壓空氣的中冷器合用一個(gè)循環(huán)水路。雙循環(huán)水路系統(tǒng)中柴油機(jī)冷卻水為一個(gè)循環(huán)水路.稱為主（高溫）循環(huán)水路；而機(jī)油熱交換器和中冷器的冷卻水為另一個(gè)循環(huán)水路，稱為次（低溫）循環(huán)水路。在兩個(gè)循環(huán)水路各有一個(gè)水泵，分別稱為主水泵和次水泵。②按水溫調(diào)節(jié)分有不可調(diào)節(jié)式、有限調(diào)節(jié)式和自動(dòng)調(diào)節(jié)式三種。有限調(diào)節(jié)式為采用離合器驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇，根據(jù)冷卻水的水溫，確定離合器合上或者分離,使冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)或者不轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行冷卻。自動(dòng)調(diào)節(jié)式是根據(jù)冷卻水溫度的變化，相應(yīng)地改變冷卻水的流量（冷卻水分流），或改變冷空氣的流量（改變

30、百葉窗調(diào)節(jié)片的開(kāi)度，調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)扇葉片角度，或改變冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速），或者采用兩種調(diào)節(jié)方法共同使用的聯(lián)合調(diào)節(jié)方式，以使冷卻水溫度穩(wěn)定在某一最佳的范圍內(nèi)。③按水系統(tǒng)的封閉性分有開(kāi)式和閉式兩種水循環(huán)系統(tǒng)。開(kāi)式水循環(huán)系統(tǒng)是指整個(gè)水冷卻系統(tǒng)不承受附加壓力，水系統(tǒng)中殘存的氣體由膨脹水箱排往大氣。開(kāi)式水循環(huán)系統(tǒng)允許最高水溫不得超過(guò)360K.中國(guó)生的的各型內(nèi)燃機(jī)車(chē)大部分采用開(kāi)式水循環(huán)系統(tǒng)。閉式水循環(huán)系統(tǒng)是指該系統(tǒng)不與大氣相通，并給系統(tǒng)施加一定的壓力，這樣可提高水的沸點(diǎn)。系統(tǒng)附加壓力寸為0.04 MPa時(shí)水的沸點(diǎn)為382K；附加壓力為0.1MPa時(shí)水的沸點(diǎn)為394 K。這種利用提高水的沸點(diǎn)，來(lái)強(qiáng)化內(nèi)燃機(jī)車(chē)?yán)鋮s效果的

31、方法稱為高溫冷卻。 在采用高溫冷卻的內(nèi)燃機(jī)車(chē)上，多采用雙循環(huán)水路冷卻系統(tǒng)。閉式高冷卻水系統(tǒng)專為冷卻柴油機(jī)氣缸套、氣缸蓋等部件之用。柴油機(jī)出口水溫的最高允許值從目前的360 K提高到380K～400K。另一個(gè)開(kāi)式水循環(huán)系統(tǒng)用來(lái)冷卻機(jī)油及增壓空氣。采用高溫冷卻，可使散熱器單節(jié)的平均溫差提高0.8～1.5倍，在冷卻風(fēng)扇功率保持不變的情況下，可相應(yīng)地減少散熱器單節(jié)數(shù)目。這點(diǎn)對(duì)于大功率內(nèi)燃機(jī)車(chē)尤為重要。目前，高溫冷卻在國(guó)際上已廣泛應(yīng)用，中國(guó)生產(chǎn)的東風(fēng)6型內(nèi)燃機(jī)車(chē)也采用高溫冷卻。閉式高溫冷卻水系統(tǒng)產(chǎn)生壓力的方法有三種：①在閉式高溫冷卻系統(tǒng)中增設(shè)活塞式輔助泵，膨脹水箱的水經(jīng)吸水閥進(jìn)入水泵，加壓后經(jīng)壓水閥進(jìn)

32、入散熱器，多余的水經(jīng)吸排水閥和蛇形凝汽空流入膨脹水箱。此方法比較復(fù)雜。②利用膨脹水箱蒸汽空氣墊產(chǎn)生壓力。膨脹水箱上部空間的蒸汽和空氣的壓力，隨水溫上升而升高，直至蒸汽空氣閥動(dòng)作為止。系統(tǒng)內(nèi)壓力由蒸汽空氣閥調(diào)節(jié)。此方法簡(jiǎn)單，只需要添加一個(gè)蒸汽空氣閥即可。但缺點(diǎn)是水循環(huán)管路內(nèi)不但有汽囊存在，而且在蒸汽空氣間動(dòng)作時(shí)，要損失一部分冷卻水。③利用機(jī)車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的壓縮空氣進(jìn)入膨脹水箱，用減壓閥使膨脹水箱壓縮空氣保持一定的壓力。此法簡(jiǎn)便易行，世界上許多國(guó)家的內(nèi)燃機(jī)車(chē)都有采用此方法，一般開(kāi)式水冷卻系編印可方便地轉(zhuǎn)變成閉式高溫冷卻系統(tǒng)。 高溫冷卻與通常中溫冷卻相比，其明顯優(yōu)點(diǎn)是有色金屬和冷卻風(fēng)扇功率消耗降低。當(dāng)

33、最高冷卻水溫從360 K提高到390 K時(shí),可使散熱器單節(jié)數(shù)目減少40%，而冷卻風(fēng)扇功率消耗只有中溫冷卻的30%。高溫冷卻時(shí)，柴油機(jī)在低負(fù)荷工況下氣缸內(nèi)的溫度比中溫冷卻時(shí)要高，這不但有利于柴油機(jī)低負(fù)荷工況下燃燒狀況的改善，而且缸套的熱變形和穴蝕狀況亦有所減弱。它的缺點(diǎn)是柴油機(jī)零件熱強(qiáng)度增大，機(jī)油溫度升高，加速其老化，油膜易破壞，磨損加劇。所以，采用高溫冷卻，對(duì)柴油機(jī)機(jī)油、活塞環(huán)與缸套的配合間隙和加工精度、散熱器單節(jié)的焊接質(zhì)量及高溫冷卻閉式水系統(tǒng)的密封性等提出了更高有要求。 內(nèi)燃機(jī)車(chē)?yán)鋮s水系統(tǒng)流程 見(jiàn)下圖。系統(tǒng)為開(kāi)式雙循環(huán),冷卻水最高工作水路為88℃。冷卻水系統(tǒng)由冷卻水泵、中冷器、機(jī)油熱交換器

34、、散熱器、冷卻風(fēng)扇、靜液壓油熱交換器、膨脹水箱、閥門(mén)管路及儀表等組成。①高溫水循環(huán)系統(tǒng)。柴油機(jī)工作時(shí)驅(qū)動(dòng)高溫水泵.將冷卻水壓入柴油機(jī)左、右兩側(cè)氣缸套和氣缸蓋及柴油機(jī)前、后渦輪增壓器出氣殼。冷卻后出來(lái)的熱水匯合進(jìn)入散熱器，被冷空氣冷卻后經(jīng)止回閥又回到高溫水泵.②低溫水循環(huán)系統(tǒng)。柴油機(jī)工作時(shí)低溫水泵轉(zhuǎn)動(dòng)，將冷卻水送入前、后中冷器，機(jī)油熱交換器出來(lái)的熱水在散熱器被冷空氣冷卻后，進(jìn)入靜液壓油熱交換器，最后經(jīng)逆止閥又進(jìn)入低溫水泵。③冬季司機(jī)室需要取暖和燃油需要預(yù)熱時(shí)，可打開(kāi)柴油機(jī)熱水總管中的截止閥，使部分熱水進(jìn)入司機(jī)室的熱風(fēng)機(jī)和燃油預(yù)熱器，出來(lái)的熱水流回高溫水泵吸水管。膨脹水箱安裝在水冷卻系統(tǒng)的最高處,

35、 它的作用是給冷卻水系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)水（水的泄漏、蒸發(fā)），清除系統(tǒng)中產(chǎn)生的汽泡和使冷卻水受熱后有膨脹的余地等。 管片式散熱器由連接箱、扁銅管、管板、支撐管、側(cè)護(hù)板等組成。扁銅管和散熱片組成散熱器的冷卻芯。散熱片上沖有許多小凸球或其他的結(jié)構(gòu)形狀，以增強(qiáng)空氣統(tǒng)湍流特性，提高傳熱系數(shù)。冷卻芯兩端焊接在補(bǔ)強(qiáng)板和管板的扁孔內(nèi)，兩端的連接箱和管板焊接，連接箱與管板之間構(gòu)成的空間，為冷卻水進(jìn)、出流動(dòng)的水腔。散熱器通常呈V形布置，安裝在機(jī)車(chē)?yán)鋮s室鋼骨架的集流管上。內(nèi)燃機(jī)車(chē)上使用的散熱器有管片式、強(qiáng)化型管片式，管帶式、板翅式（鋁）和新型管帶式雙流道散熱器等。內(nèi)燃機(jī)車(chē)散熱器采用單節(jié)型式,有利于內(nèi)燃機(jī)車(chē)配件的標(biāo)準(zhǔn)化

36、，給制造檢修部門(mén)帶來(lái)方便。檢修時(shí)如發(fā)現(xiàn)損壞，可更換有關(guān)單節(jié)。不同功率的機(jī)車(chē)可采用不同數(shù)量或者不同結(jié)構(gòu)而安裝尺寸相同的單節(jié)，這對(duì)制造檢修部門(mén)非常有利。內(nèi)燃機(jī)車(chē)上所用散熱器單節(jié)數(shù)目的多少，要根據(jù)機(jī)車(chē)功率的大小、應(yīng)散走的熱量多少計(jì)算而定。 冷卻風(fēng)扇為扭曲葉片的軸流式風(fēng)扇。由輪轂、葉片、流線罩組成，有鋼板焊接結(jié)構(gòu)和整體鑄造結(jié)構(gòu)兩種，內(nèi)燃機(jī)車(chē)的高溫、低溫水冷系統(tǒng)，各有一個(gè)冷卻風(fēng)扇。風(fēng)扇組裝后需對(duì)風(fēng)扇半徑、中片頂部之間的距離、頂部的高度及安裝角進(jìn)行檢查，并進(jìn)行靜平衡和超速試驗(yàn)。 冷卻風(fēng)扇安裝在冷卻室鋼結(jié)構(gòu)的頂部，與兩側(cè)的散熱器構(gòu)成V字形空間。當(dāng)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將冷空氣從撤熱器機(jī)外側(cè)吸進(jìn)，并穿過(guò)散熱片與

37、散熱器的熱水進(jìn)行熱交換，然后向車(chē)頂排出。 2.2熱交換器的選取與計(jì)算 在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，各運(yùn)動(dòng)機(jī)件在潤(rùn)滑和冷卻后有6.3~8.25%的熱量被機(jī)油所帶走，因而機(jī)油溫度不斷上升，循環(huán)使用的機(jī)油如不及時(shí)進(jìn)行冷卻，則機(jī)油粘度將迅速下降，使主機(jī)油泵的供油壓力不足而造成卸載，停機(jī)現(xiàn)象，因而使柴油機(jī)無(wú)法正常工作，隨著油溫的升高，機(jī)油容易氧化變質(zhì)，甚至釀成火災(zāi)；或由于油膜減薄，零件配合間隙的變更，柴油機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)件發(fā)生卡滯，燒瓦，拉缸等故障，使柴油機(jī)的工作可靠性大為降低。因而保持機(jī)油的正常循環(huán)溫度，對(duì)確保柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的耐久性和可靠性使具有重要意義。 熱交換器的作用是使機(jī)油得到冷卻并在冬季對(duì)機(jī)油進(jìn)行預(yù)熱。 東風(fēng)

38、4型內(nèi)燃機(jī)車(chē)安裝有兩個(gè)構(gòu)造相同的機(jī)油熱交換器。熱交換器采用水管換熱器，即冷卻水在管內(nèi)流動(dòng)，機(jī)油在管外流動(dòng)，通過(guò)管壁進(jìn)行熱交換，兩個(gè)熱交換器內(nèi)的冷卻水為串聯(lián)流動(dòng)，而機(jī)油為并并聯(lián)流動(dòng)。 熱交換器的芯部裝有868根呈正三角形排列的銅管，其直徑為8毫米，壁厚為0.5毫米，長(zhǎng)度為1150毫米，管中心距為10毫米，銅管固焊在兩端的管板上，與胴體及后蓋固定的管板稱為固定管板，裝在胴體和前蓋內(nèi)孔中的管板可以自由伸縮稱為活動(dòng)管板，這是考慮到銅管受熱膨脹程度與胴體不一致而設(shè)。在兩管板之間交叉布置有七塊隔板，其中四塊隔板的中部有通孔，其他三塊隔板的邊緣留有通道。隔板除作為銅管的中間支撐外，并造成機(jī)油的迂回運(yùn)動(dòng)以增

39、加其散熱效果。 胴體的兩端側(cè)面分別設(shè)有進(jìn)、出油管道。前、后蓋的軸向設(shè)有進(jìn)、出水管道。胴體上不設(shè)有放氣管和放氣閥；底部設(shè)有放油管及放油閥。 為了防止油水互串，在活動(dòng)管板、胴體及前蓋之間設(shè)有兩道O形密封圈，兩密封圈之間裝有壓環(huán)，在壓環(huán)上鉆有24個(gè)徑向小孔，當(dāng)密封圈泄漏時(shí)油或水能從孔中排除體外。因而如果有較多的水或油泄出時(shí)，為密封圈老化失效所致，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換。 在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)油壓力一般高于冷卻水壓力，而在停機(jī)時(shí)，由于水位高于油位，且水的比重比油大，因此如銅管脫焊或泄露、密封圈老化或破裂，將造成油、水互竄，這時(shí)可能在膨脹水箱或曲軸箱內(nèi)發(fā)現(xiàn)機(jī)油或水，應(yīng)及時(shí)予以修理。 熱交換器組

40、裝后對(duì)油、水通路要分別進(jìn)行水壓試驗(yàn)，其試驗(yàn)壓力機(jī)油系統(tǒng)為10公斤/厘米、冷卻水系統(tǒng)為4公斤/厘米（持續(xù)5分鐘后不得有泄露現(xiàn)象）。 2.3 冷卻水系統(tǒng) 柴油機(jī)燃油的化學(xué)能在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)換成熱能，使與高溫燃?xì)饨佑|的零件強(qiáng)烈受熱，對(duì)這些零件如不及時(shí)加以適當(dāng)冷卻，則它們將無(wú)法正常工作。例如由于汽缸蓋與汽缸套的壁溫高，將導(dǎo)致充量系數(shù)降低，進(jìn)氣量減少，因此造成燃燒不正常；同時(shí)缸壁溫度還將使機(jī)油粘度降低，使磨損增大，甚至可能發(fā)生拉缸；活塞環(huán)傳熱困難，提高了環(huán)槽的溫度，因而易使機(jī)油結(jié)膠而黏住活塞環(huán)；機(jī)油系統(tǒng)油溫的增高，使機(jī)油壓力和粘度降低，將導(dǎo)致零件摩擦、磨損加劇及機(jī)油過(guò)早變質(zhì)等，于是將導(dǎo)致柴油機(jī)工作的可靠性

41、、耐久性和經(jīng)濟(jì)型前面惡化，因此為了保證柴油機(jī)的正常工作則必須設(shè)置冷卻水系統(tǒng)。 通常對(duì)于汽缸套、氣缸蓋、增壓器、空氣冷卻器及熱交換器等零部件由冷卻水直接冷卻，對(duì)活塞、活塞環(huán)和各摩擦面等由機(jī)油間接冷卻，而機(jī)油則由冷卻水進(jìn)行冷卻(機(jī)油的冷卻對(duì)保持其良好的工作品質(zhì)具有重要的意義)。 但是柴油機(jī)冷卻過(guò)度只能得到相反的效果，因?yàn)槌嗽黾由釗p失外，還將使混合氣的形成惡化、柴油機(jī)工作粗暴、氣缸套產(chǎn)生腐蝕磨損、柴油機(jī)機(jī)械效率降低、燃油消耗量增加等，因此冷卻系統(tǒng)的任務(wù)是保證柴油機(jī)主要零件在適宜的溫度狀態(tài)下工作，從而使各運(yùn)動(dòng)零部件之間保持合適的配合間隙、較高的充氣系數(shù)、一定的機(jī)油粘度和穩(wěn)定的機(jī)油品質(zhì)，以保證柴

42、油機(jī)高效能的持久地工作。 機(jī)車(chē)柴油機(jī)通常采用強(qiáng)制循環(huán)水的冷卻系統(tǒng)。為了兼顧氣缸與增壓空氣不同的冷卻要求，因而冷卻水系統(tǒng)分成高、低（中冷）溫兩個(gè)冷卻水系統(tǒng)。 2.3.1冷卻水質(zhì) 在東風(fēng)4型內(nèi)燃機(jī)車(chē)的冷卻水管路內(nèi)儲(chǔ)存的水為1.2噸。 冷卻水必須采用軟化處理后的水，以減少結(jié)垢、氣泡穴蝕及電化腐蝕等弊病，同時(shí)可提高散熱效果和延長(zhǎng)機(jī)件的工作壽命。 冷卻水軟化處理有兩種方法： 第一種方法是使用開(kāi)水、樹(shù)脂離子交換處理水或蒸餾水，并加入適當(dāng)?shù)能浕瘎┘胺栏瘎＠缑苛⒎矫渍麴s水加入軟化劑：NaOH0.5-0.6公斤，Na3PO．12H2O0.16-0.2公斤。對(duì)其他水質(zhì)，則根據(jù)水中含鹽量加入適量的

43、軟化劑及防腐劑。 對(duì)冷卻水質(zhì)的要求如下： 總硬度 不大于0.2毫克當(dāng)量/升 總堿度 1.5-2.5毫克當(dāng)量/升 氯化鈣 不大于30毫克/升 氧化磷 15-25毫克/升 氧化鉻 1000-2500毫克/升 亞硝酸鈉 2000-2500毫克/升 懸浮物 少于30毫克/升 通常，機(jī)車(chē)每走行2000-3000公里化驗(yàn)一次水質(zhì)，即在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，從高溫水放氣閥處取水半公斤作為樣品。如

44、冷卻水中氯化鈣的含量達(dá)到50毫克/升，總硬度大于0.3毫克當(dāng)量/升時(shí)則應(yīng)進(jìn)行更換。 第二種方法是使用來(lái)自水加入NL型乳化防銹油。 要求使用潔凈的總硬度為0.7-8毫克當(dāng)量/升、氯離子不超過(guò)150毫克/升的普通水。如硬度太小，則可能產(chǎn)生泡沫而引起腐蝕，這時(shí)每100公斤可投放5克硫酸鈣。 通常按冷卻水系統(tǒng)的總?cè)莘e在膨脹水箱中加入1-1.5﹪NL型乳化油，然后使柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)而將冷卻水乳化（冷卻水液應(yīng)呈乳白色）。通常，機(jī)車(chē)每行走2000-3000公里化驗(yàn)水質(zhì)，水中含油量應(yīng)不低于0.5﹪。如果水液變成黃色、棕色、泥漿色或漂油狀，則表明乳化油老化或分離，這時(shí)應(yīng)將水液排盡，并清洗管路，然后重新配液。

45、2.3.2冷卻水管路 冷卻氣缸套、氣缸蓋及增壓器等部件的冷卻水系統(tǒng)，其進(jìn)水溫度可達(dá)65-70℃，一般稱為高溫水系統(tǒng)（圖12.1）。 如果進(jìn)入氣缸的增壓空氣也用此水冷卻，則空氣溫度可能高達(dá)75℃以上，這樣將使增壓的效果大為降低。為了增加氣缸內(nèi)的空氣充量，則冷卻水的溫度應(yīng)大大低于增壓空氣的溫度，所以空氣中間冷卻器的冷卻水必須與高溫水系統(tǒng)分開(kāi)，通常稱為低溫水系統(tǒng)或中冷水系統(tǒng)?？紤]到機(jī)車(chē)上散熱器的布置，應(yīng)使高、低溫水系統(tǒng)的散熱量基本平衡，因而在中冷水系統(tǒng)中串聯(lián)有機(jī)油熱交換器等部件，這樣也為機(jī)油的散熱創(chuàng)造了良好的條件，有利于柴油機(jī)可靠性的提高（圖12.2）。 此外，由于柴油機(jī)啟動(dòng)必須在一定的油、水溫度下進(jìn)行，因此在外界溫度較低時(shí)需要對(duì)機(jī)油、冷卻水及燃油進(jìn)行預(yù)熱，以創(chuàng)造安全、有效的啟動(dòng)條件和對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行保溫，所以在機(jī)車(chē)上附設(shè)有能單獨(dú)工作的預(yù)熱系統(tǒng)。 冷卻水管路如下：