專利名稱：一種機油冷卻器冷卻結構的設計的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種冷卻器的設計，特別是一種汽車發動機機油冷卻器的設計。
背景技術：
發動機是汽車的心臟，發動機內有許多相互磨擦運動的金屬表面，這些運動速度快，環境差，溫度可達400°C至600°C，在這樣惡劣的工況下面，只有合適的使用機油才可降低發動機零件的磨損，延長使用壽命。機油冷卻器是用來降低機油溫度的裝置。由于氣缸內產生的爆炸力，燃燒及活塞頂的溫度驟然比上升，使油溫相對提升。機油的工作溫度大致在80°C至110°C左右，超過 110°C以上雖不致馬上失去潤滑效果，但油膜強度及粘度指數漸趨下降，如果不把機油溫度控制下來，對發動機無形的傷害，將無法形容。機油冷卻器是汽車冷卻系統的重要組成部分，現階段，機油冷卻器大部分為不銹鋼或銅制造的。因為不銹鋼和銅為傳統的散熱材料， 散熱性能強，且結構強度也很高，生產工藝技術已經成熟。但是鋼或銅的重量非常高，價格也昂貴，額外的增加了機車冷卻系統的重量和生產成本。
發明內容
本發明的目的是減小機油冷卻器的體積，使其結構緊湊合理，提高其冷卻性能。本發明的技術方案是板翅式，板翅式冷卻器的特征是傳熱效率高、結構緊湊、輕巧牢固，允許將多個板束串聯或并聯起來，翅片特征是平直翅片，其特征是擴大傳熱面積， 對促進湍流的作用很小。本發明的優點是傳熱效率高。由于板翅式的特殊結構，流體在流動中形成強烈的湍流，使熱阻邊界層不斷地破壞，從而降低了熱阻，提高了傳熱效率.資料表明油在強制對流下的給熱系數是100 1500KW/mm2 · h · °C。結構緊湊。單位體積的傳熱面積一般比管片式大五倍以上。輕巧牢固。翅片很薄(0.2 0.3)mm結構緊湊而體積小，因而重量很輕。 而且翅片是主要的傳熱面有是兩隔板的支撐，故有很高的強度。
圖1為冷卻器基本單元，它是在平的金屬板上放一波紋狀的金屬導熱翅片，然后再放上一平的金屬板，兩邊用邊緣封條密封而組成一通道。上下的兩快平金屬板稱為隔板。圖2為隔板正視圖，兩層翅片之間的隔板又稱復合板，它是在母體金屬表面覆蓋一層約(0. 1 0. 14)mm的含硅(6. 8 8. 2) %的鋁硅釬料合金層。在釬焊時，合金融化而使翅片與金屬平板焊接在一起形成整體。圖3為翅片基本參數示意圖。圖4為單個翅片示意圖。圖5為翅片表面溫度曲線，兩端的溫度最高。若忽略翅片與隔板的連接熱阻，則此溫度等于隔板的溫度tw，隨著翅片與流體間的對流體間的對流放熱，溫度不斷降低，直至在翅片的中部趨于流體的溫度。圖6為隔板受力示意圖，隔板可視為受均勻載荷的梁。
具體實施例方式板翅式機油冷卻器的結構形式很多，但其基本單元的結構是相同的，如圖1。它是在平的金屬板上放一波紋狀的金屬導熱翅片，然后再放上一平的金屬板，兩邊用邊緣封條密封而組成一通道。上下的兩快平金屬板稱為隔板。如果一臺小型板翅式機油冷卻器滿足不了要求，可以將這樣的多個板束串聯或并聯起來，組成一個大型板翅式機油冷卻器。1.翅片翅片是板翅式機油冷卻器的最基本單元，傳熱過程主要靠翅片來完成，只有一小部分由隔板直接完成。翅片與隔板的連接均為完善的釬焊，因此大部分的熱量就經翅片，通過隔板傳給冷卻液。由于翅片傳熱不像隔板那樣直接傳熱，故翅片又有“二次表面”之稱。 二次傳熱面積一般比一次傳熱面積的傳熱效率要低。翅片除了承擔主要的傳熱任務外，還起著兩隔板之間的加強作用。所以雖然翅片和隔板的材料都是薄壁材料，但他們卻有很高的強度，而能承受很高的壓力。翅片形式目前以出現多種，最常見有平直翅片、鋸齒翅片、 多孔翅片。此機油冷卻器我選用平直波紋翅片。平直翅片又稱光滑翅片，是最基本的一種翅片，由金屬薄片做成的一種最基本的形式。平直翅片的特點是有很長的帶光滑壁的長方形翅，以及小截面的通道，因此它的傳熱效率和流動摩擦特性與長圓性管道中的流動特性相似。這種翅片的主要作用是擴大傳熱面積，對促進湍流的作用很小。2.封條封條位于每層通道的兩側，其結構形式有好幾種，最常用的有燕尾槽形，燕尾形， 矩形和外凸形，在他們的兩側的上下兩面具有0. 15mm高的斜度，這是為了在與隔板組合成板束時，形成縫隙，釬焊時便于釬料的滲透，以形成飽滿的焊縫。在該機冷器中，我選擇燕尾型，材料為LF-21鋁合金。3.隔板如圖2。兩層翅片之間的隔板又稱復合板，它是在母體金屬表面覆蓋一層約 (0. 1 0. 14)mm的含硅(6. 8 8.幻％的鋁硅釬料合金層。在釬焊時，合金融化而使翅片與金屬平板焊接在一起形成整體。隔板一般用機械方法把釬料層布置于鋁材表面，即成為雙金屬復合板。采用這種復合板，可以簡化部裝工藝，減少氧化膜的產生，是釬料更容易流動，釬焊焊縫均勻豐滿。機油冷卻器的傳熱計算板翅式機油冷卻器的主要的物理表現仍然遵循早已確立的力學和熱力學原理，并且他們服從相似的規律。板翅式機油冷卻器屬于間壁式傳熱裝置.從傳熱機理來說，它的主要特點是具有擴散的二次表面。所以它的傳熱過程不僅在一次表面，而且同時在二次表面進行。1.翅片的尺寸及其特性參數如圖3。根據幾何尺寸，可得下列特性參數翅片的當量直徑
權利要求
1. 一種機油冷卻器冷卻結構的設計，其特征是板翅式，板翅式冷卻器的特征是傳熱效率高、結構緊湊、輕巧牢固，允許將多個板束串聯或并聯起來，翅片特征是平直翅片，其特征是擴大傳熱面積，對促進湍流的作用很小；是板翅式，多個板束串聯或并聯起來，翅片是平直翅片，對促進湍流的作用很小。
全文摘要
一種機油冷卻器冷卻結構的設計，用來降低機油溫度，采用板翅式，板翅式冷卻器的特征是傳熱效率高、結構緊湊、輕巧牢固，允許將多個板束串聯或并聯起來，翅片特征是平直翅片，其特征是擴大傳熱面積，對促進湍流的作用很小。本發明的優點是傳熱效率高。由于板翅式的特殊結構，流體在流動中形成強烈的湍流，使熱阻邊界層不斷地破壞，從而降低了熱阻，提高了傳熱效率.資料表明油在強制對流下的給熱系數是100～1500KW/mm2·h·℃。結構緊湊。單位體積的傳熱面積一般比管片式大五倍以上。輕巧牢固。翅片很薄(0.2～0.3)mm結構緊湊而體積小，因而重量很輕。而且翅片是主要的傳熱面有是兩隔板的支撐，故有很高的強度。
文檔編號F01M5/00GK102454448SQ20101052772
公開日2012年5月16日 申請日期2010年11月2日 優先權日2010年11月2日
發明者王朝偉 申請人:王朝偉