摘  要

本文首先阐述了本文的理论对于现实的价值与作用，重点说明了中冷系统对柴油发动机系统中的重要作用其次研究中冷器对于研究中冷系统的重要意义。与此同时介绍了中冷器目前国内外的研究现状，研究的发展过程和趋势走向以及目前研究中所存在的部分问题。

在对中冷器的结构和分类形式做了具体说明之后，根据指导老师提供的牵引车的参数数据选择出所需要的柴油机机型和参数数据，然后参考中冷器的选择原则，确定中冷器的结构和形式。接下来的重点在于中冷器的优化设计计算方法和中冷器的校核计算方法。

在进行中冷器的具体计算过程之前，首先要根据选择的柴油发动机的原始参数计算出增压柴油机的热力参数。在研究增压器与柴油发动机的匹配性并选出合适的增压器型号，之后便计算该中冷器的热负荷数据并校核其散热面积，中冷器的压降损失定为最后一个校核的过程。

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第一章  绪 论

随着国家投入大量资金对交通进行大规模的建设，货车运输已经成为了交通运输中不可缺少的重要的一环。其中牵引车是货物运输的主工具。其主要运用在中短途港口运输、长距离交通运输以及矿砂基地等运输行业。由于牵引车的使用方法就其他车种而言，有着灵活使用，可靠的技术以及低廉的成本，在运输行业受到诸多用户的支持。但是目前的牵引车在污染物的排放、燃油的消耗和发动机冷却液温度的控制方面还存在些许的问题。而中冷技术对发动机燃油消耗、污染物排放有重要的改进作用。换言之，研究现代柴油发动机的基础特性就是对中冷器的研究。

中冷器的设计便便扮演着中冷系统中的关键角色。中冷器其实是涡轮增压的配套件，作用主要是降低发动机的热负荷，提高发动机的进气量从而增加发动机的功率通过降低增压后的空气温度，本质就是一种换热器。中冷器作为一种换热器其换热元件随着技术的发展，从原始的光管到异形管以及发展到最新使用的强化传热管。正因为中冷器在传热元件传热能力的增强，目前降低原材料成本，提高中冷器的传热效率便成为了中冷器研究的主要方面。

因为很大程度上，中冷器的合理设计对于和柴油发动机的匹配要求有着很大的影响，比如说冷却温度，最大压损损失允许值等等，为了不引起较大的进气压降损失，应尽可能地降低进气温度。

本文着重研究的是中冷器对柴油性能的改善，匹配性分析以及具体的匹配和设计计算。而其中的重点篇幅是对热负荷的计算核对，对中冷器的设计计算。本文给出了一套较为完整的中冷器研究方案。

由于本人在中冷器的认知方面还存在诸多的不足，所以在本文中会存在一

些不合理之处，希望大家多多包涵。

1.1  柴油机与汽油机的介绍与比较

发动机的定义是将自然界的其他能量直接转化为机械能并且将这个机械能用于带动其他机械进行工作的机器。热力发动机的作用主要是将热能转化为机械能。内燃机就是热力发动机的一种，它的主要特点是将液体或者气态燃料与空气混合之后直接带入机器的内部进行燃烧从而产生所需要的热能。而内燃机按照燃料种类的分类，大体上就可以分为汽油机和柴油机。柴油机与汽油机的主要除了燃料不同的方面，汽油机以汽油为燃料，柴油机的燃料主要是柴油。主要的区别就在于点燃方式的不同，一个是压燃，一个是火花塞。具体的区别如下所示：

1. 首先，汽油机是以点燃式的方式点燃混合气体的。燃料在气缸内通过火花塞直接点燃。而柴油机是压燃式的，通过压缩气缸内的空气从而产生引燃燃料所需要的热量。也就是说空气压缩时会产生温度的升高，但压缩空气的温度的热量达到柴油的燃点时，柴油变回被引燃。
2. 汽油机的气缸压缩比较柴油机而言要小，一般在8~11，而柴油机的气缸压缩比一般在14以上。

附注：压缩比指的是压缩前气缸内气体的最大容积与压缩后的最小容积之比，主要以表示：

=

：气缸的总容积

：燃烧室的容积

3. 汽油机的振动小，转速高，适用于轻型汽车已经小轿车之类的小车；而柴油机的的功率大，经济性能相较之要好，主要用于卡车等大型车辆
4. 现代由于车辆的增多，城市的交通状况越发的拥堵，开开停停的状况很常见，而城市里的车大多是汽油机。所以发动机在大部分的时候，发动机经常处于怠速运行的状态下，温度在这个时候会比较低（即使在正常运作的情况下，汽油机产生的温度对比柴油机的温度也是比较低的）,这种情况下，汽油发动机机油就很容易产生油泥现象，所以便要求汽油发动机有良好的油泥分散性。另一方面，以柴油发机机为动力核心的大型汽车主要用于短中途交通运输，在公路上长时间运行，这样便会导致发动机的温度和压力都非常的高，气缸内变灰产生较多的积灰和焦炭，同时发动机也会由于高温高压氧化胶质。柴油机被要求具备优秀的高温清净性便是非常必要的存在。

本文主要研究的是重型汽车的中冷器匹配，所以发动机主要以柴油机为例。

发动机是由诸多的系统和结构所构造的一部复杂机器。下面介绍四冲程柴

油机的一般构造：

1. 机体组：主要作为发动机各个系统的，各个机构的装配的基体，其本身很多部件与曲柄连杆机构、配气机构、润滑系统、冷却系统、供给系统的重要组成部分。
2. 曲柄连杆机构：主要是将活塞的直线往返运动转化为曲轴的旋转运动，同时为机构输出动力的组成。
3. 配气机构：将可燃气体冲入气缸，另外将废气从气缸中排出。
4. 供给系统：将燃油与气体混合成合适的可燃性气体冲入气缸以供燃烧，并且将废气从气缸中排出。
5. 冷却系统：将受热部件部分的热量散去空气中，确保发动机的正常工作。
6. 润滑系统：将润滑油供给给做相对运动的机构零件，用来减少存在的摩擦阻力，降低零件的损耗，起到部分冷却系统零件的作用，顺便有着清洗摩擦表面的作用。
7. 启动系统：静止的发动机进入启动的状态，然后进行自行地运作。

车用的柴油机一般都是由上述的两个机构和四个系统组成的。