专利名称：一种机油冷却器冷却结构的设计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种冷却器的设计，特别是一种汽车发动机机油冷却器的设计。
背景技术：
发动机是汽车的心脏，发动机内有许多相互磨擦运动的金属表面，这些运动速度快，环境差，温度可达400°C至600°C，在这样恶劣的工况下面，只有合适的使用机油才可降低发动机零件的磨损，延长使用寿命。机油冷却器是用来降低机油温度的装置。由于气缸内产生的爆炸力，燃烧及活塞顶的温度骤然比上升，使油温相对提升。机油的工作温度大致在80°C至110°C左右，超过 110°C以上虽不致马上失去润滑效果，但油膜强度及粘度指数渐趋下降，如果不把机油温度控制下来，对发动机无形的伤害，将无法形容。机油冷却器是汽车冷却系统的重要组成部分，现阶段，机油冷却器大部分为不锈钢或铜制造的。因为不锈钢和铜为传统的散热材料， 散热性能强，且结构强度也很高，生产工艺技术已经成熟。但是钢或铜的重量非常高，价格也昂贵，额外的增加了机车冷却系统的重量和生产成本。
发明内容
本发明的目的是减小机油冷却器的体积，使其结构紧凑合理，提高其冷却性能。本发明的技术方案是板翅式，板翅式冷却器的特征是传热效率高、结构紧凑、轻巧牢固，允许将多个板束串联或并联起来，翅片特征是平直翅片，其特征是扩大传热面积， 对促进湍流的作用很小。本发明的优点是传热效率高。由于板翅式的特殊结构，流体在流动中形成强烈的湍流，使热阻边界层不断地破坏，从而降低了热阻，提高了传热效率.资料表明油在强制对流下的给热系数是100 1500KW/mm2 · h · °C。结构紧凑。单位体积的传热面积一般比管片式大五倍以上。轻巧牢固。翅片很薄(0.2 0.3)mm结构紧凑而体积小，因而重量很轻。 而且翅片是主要的传热面有是两隔板的支撑，故有很高的强度。
图1为冷却器基本单元，它是在平的金属板上放一波纹状的金属导热翅片，然后再放上一平的金属板，两边用边缘封条密封而组成一通道。上下的两快平金属板称为隔板。图2为隔板正视图，两层翅片之间的隔板又称复合板，它是在母体金属表面覆盖一层约(0. 1 0. 14)mm的含硅(6. 8 8. 2) %的铝硅钎料合金层。在钎焊时，合金融化而使翅片与金属平板焊接在一起形成整体。图3为翅片基本参数示意图。图4为单个翅片示意图。图5为翅片表面温度曲线，两端的温度最高。若忽略翅片与隔板的连接热阻，则此温度等于隔板的温度tw，随着翅片与流体间的对流体间的对流放热，温度不断降低，直至在翅片的中部趋于流体的温度。图6为隔板受力示意图，隔板可视为受均勻载荷的梁。
具体实施例方式板翅式机油冷却器的结构形式很多，但其基本单元的结构是相同的，如图1。它是在平的金属板上放一波纹状的金属导热翅片，然后再放上一平的金属板，两边用边缘封条密封而组成一通道。上下的两快平金属板称为隔板。如果一台小型板翅式机油冷却器满足不了要求，可以将这样的多个板束串联或并联起来，组成一个大型板翅式机油冷却器。1.翅片翅片是板翅式机油冷却器的最基本单元，传热过程主要靠翅片来完成，只有一小部分由隔板直接完成。翅片与隔板的连接均为完善的钎焊，因此大部分的热量就经翅片，通过隔板传给冷却液。由于翅片传热不像隔板那样直接传热，故翅片又有“二次表面”之称。 二次传热面积一般比一次传热面积的传热效率要低。翅片除了承担主要的传热任务外，还起着两隔板之间的加强作用。所以虽然翅片和隔板的材料都是薄壁材料，但他们却有很高的强度，而能承受很高的压力。翅片形式目前以出现多种，最常见有平直翅片、锯齿翅片、 多孔翅片。此机油冷却器我选用平直波纹翅片。平直翅片又称光滑翅片，是最基本的一种翅片，由金属薄片做成的一种最基本的形式。平直翅片的特点是有很长的带光滑壁的长方形翅，以及小截面的通道，因此它的传热效率和流动摩擦特性与长圆性管道中的流动特性相似。这种翅片的主要作用是扩大传热面积，对促进湍流的作用很小。2.封条封条位于每层通道的两侧，其结构形式有好几种，最常用的有燕尾槽形，燕尾形， 矩形和外凸形，在他们的两侧的上下两面具有0. 15mm高的斜度，这是为了在与隔板组合成板束时，形成缝隙，钎焊时便于钎料的渗透，以形成饱满的焊缝。在该机冷器中，我选择燕尾型，材料为LF-21铝合金。3.隔板如图2。两层翅片之间的隔板又称复合板，它是在母体金属表面覆盖一层约 (0. 1 0. 14)mm的含硅(6. 8 8.幻％的铝硅钎料合金层。在钎焊时，合金融化而使翅片与金属平板焊接在一起形成整体。隔板一般用机械方法把钎料层布置于铝材表面，即成为双金属复合板。采用这种复合板，可以简化部装工艺，减少氧化膜的产生，是钎料更容易流动，钎焊焊缝均勻丰满。机油冷却器的传热计算板翅式机油冷却器的主要的物理表现仍然遵循早已确立的力学和热力学原理，并且他们服从相似的规律。板翅式机油冷却器属于间壁式传热装置.从传热机理来说，它的主要特点是具有扩散的二次表面。所以它的传热过程不仅在一次表面，而且同时在二次表面进行。1.翅片的尺寸及其特性参数如图3。根据几何尺寸，可得下列特性参数翅片的当量直径
权利要求
1. 一种机油冷却器冷却结构的设计，其特征是板翅式，板翅式冷却器的特征是传热效率高、结构紧凑、轻巧牢固，允许将多个板束串联或并联起来，翅片特征是平直翅片，其特征是扩大传热面积，对促进湍流的作用很小；是板翅式，多个板束串联或并联起来，翅片是平直翅片，对促进湍流的作用很小。
全文摘要
一种机油冷却器冷却结构的设计，用来降低机油温度，采用板翅式，板翅式冷却器的特征是传热效率高、结构紧凑、轻巧牢固，允许将多个板束串联或并联起来，翅片特征是平直翅片，其特征是扩大传热面积，对促进湍流的作用很小。本发明的优点是传热效率高。由于板翅式的特殊结构，流体在流动中形成强烈的湍流，使热阻边界层不断地破坏，从而降低了热阻，提高了传热效率.资料表明油在强制对流下的给热系数是100～1500KW/mm2·h·℃。结构紧凑。单位体积的传热面积一般比管片式大五倍以上。轻巧牢固。翅片很薄(0.2～0.3)mm结构紧凑而体积小，因而重量很轻。而且翅片是主要的传热面有是两隔板的支撑，故有很高的强度。
文档编号F01M5/00GK102454448SQ20101052772
公开日2012年5月16日 申请日期2010年11月2日 优先权日2010年11月2日
发明者王朝伟 申请人:王朝伟