一种发动机用冷却器的制作方法

1.本实用新型涉及冷却器的结构领域，尤指一种发动机用冷却器。


背景技术：

2.冷却器是热气机中冷却工质的热交换器，采用管式热换结构，冷却水在管外流动，吸收管内流动工质的热量，并将热量带走，保持冷端工质的温度。冷却器的换热效率是决定热气机整机效率的主要因素之一。
3.目前的发动机冷却器存在冷却孔和冷却水通道之间接触面积小，导致冷却水与工质换热不充分的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型将提供一种发动机用冷却器，通过在相邻的冷却孔区域之间设置冷却水通道，使冷却孔与冷却水通道接触的面积大大增加，大大的提高了冷却器的换热能力。
5.本实用新型提供的技术方案如下：
6.一种发动机用冷却器，包括：
7.主体，所述主体具有外侧面以及相对设置的第一端面和第二端面；
8.进水口和出水口，所述进水口和所述出水口均设置在所述外侧面；
9.冷却孔，所述冷却孔的两端分别导通至所述第一端面和所述第二端面，且形成为若干分层排布的冷却孔区域，每个冷却孔区域上开设有若干所述冷却孔；
10.冷却水通道，位于相邻的所述冷却孔区域之间，且所述冷却水通道的两端分别导通至所述进水口和所述出水口。
11.本技术方案，间隔的冷却孔区域之间均设有冷却水通道，增大了冷却器内的换热面积，提高了冷却器的换热效率。更优的，冷却水通道两端分别导通进水口和出水口，使冷却水流入冷却水通道更加均匀充分，大大提高了冷却器的换热效率。
12.优选地，若干所述冷却孔排布成一列设置在所述冷却孔区域。
13.本技术方案，冷却孔区域内只设置一列冷却孔，大大提高每个冷却孔与冷却水通道直接接触的面积，进一步提高了冷却器的换热效率。
14.优选地，所述冷却孔区域为两个对称的弧形，且所述进水口和所述出水口分别位于所述弧形的两端。
15.本技术方案，进水口和出水口的位置设置用于保证冷却孔的换热更加均匀合理。
16.优选地，所述冷却水通道外形为所述弧形。
17.本技术方案，冷却水通道的外形和冷却孔区域相同，冷却水通道紧贴在冷却孔区域之间，使冷却孔区域与冷却水通道接触更加充分，进一步提高了冷却器的换热效率。
18.优选地，还包括第一通孔、第二通孔和安装位；
19.所述安装位的两端分别导通至所述第一端面和第二端面，所述安装位用于装设活塞气缸，所述活塞气缸上具有水套；
20.所述第一通孔和所述第二通孔对应所述进水口和所述出水口的位置设置在所述安装位上，所述第一通孔和所述第二通孔与所述进水口和所述出水口导通连接所述水套。
21.本技术方案，第一通孔和第二通孔用于连接活塞气缸的水套，既能固定活塞气缸的水套，也能将水流导入水套内，从而实现对水套内的水保持流通的状态，可持续的对活塞气缸进行降温，大大提高了活塞气缸的使用效率。
22.优选地，还包括第三通孔和第四通孔；
23.所述第三通孔和所述第四通孔设置在所述安装位上与所述冷却水通道导通用于连接所述水套。
24.本技术方案，第三通孔和第四通孔进一步与水套连接，冷却水在冷却水通道内从第三通孔流入水套循环后再从第四通孔流出至冷却水通道，最后从出水口排出，进一步加快了冷却水流通水套的速度，从而加快了对活塞气缸进行降温。
25.优选地，所述冷却孔直径为1
㎜
，且长度为99.5
㎜
，所述冷却孔区域上相邻的所述冷却孔之间夹角为2
°
，所述冷却孔区域共5层，每层共设有140 所述冷却孔。
26.本技术方案，采用该设计方法使得工质侧的换热面积达到约0.22m2，相当于同样外形尺寸的传统管式换热冷却器中布置900根内径为1mm的冷却管所能达到的换热面积，大大提高了换热效率。
27.优选地，所述冷却水通道的通道两侧从所述第一端面或所述第二端面的 9.5mm处开设直径为1mm间隔为2mm的半圆凹槽，共开设40个，所述冷却水通道与所述冷却孔区域之间壁厚为1mm。
28.本技术方案，开设凹槽可以比光滑壁面增大约16％的换热面积，极大的提高了冷却器的换热效率。
29.优选地，冷却器为3d打印技术制造，且制造材料为铝合金。
30.本技术方案，采用3d打印技术设计冷却器，即解决了铝合金材料加工冷却器的强度问题，又使冷却器换热效率更高。
31.与现有技术相比，本实用新型提供的一种发动机用冷却器具有以下有益效果：
32.1、通过在冷却水通道的通道两侧设置半圆凹槽，增大了冷却孔区域和冷却水通道的换热面积，提高冷却器的换热能力，加快冷却水与工质之间换热的速度，大大提高了换热效率。
33.2、通过3d打印技术设计铝合金材质的冷却器，大大提高铝合金材质的冷却器的结构强度，增强冷却器工作的可靠性。
附图说明
34.下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种发动机用冷却器的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
35.图1是本实用新型一种发动机用冷却器的一个实施例的半剖视图结构示意图；
36.图2是本实用新型一种发动机用冷却器的一个实施例在外侧面中心的全剖视图结构示意图；
37.图3是本实用新型一种发动机用冷却器的一个实施例的正视图结构示意图；
38.图4是本实用新型一种发动机用冷却器的一个实施例的侧视图结构示意图；
39.图5是本实用新型一种发动机用冷却器的一个实施例的俯视图结构示意图；
40.附图标号说明：主体1；进水口2；出水口3；冷却孔4；冷却水通道5；第一通孔6；第二通孔7；第三通孔8；第四通孔9；
具体实施方式
41.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
42.为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
43.本实用新型公开的一种实施例，参考图1-2所示，一种发动机用冷却器，其特征在于包括主体1，该主体1上具有外侧面和相对设置的第一端面和第二端面，外侧面上开设有进水口2和出水口3；冷却孔4的两端分别导通至第一端面和第二端面，若干冷却孔4形成多层排布的冷却孔区域，冷却水通道5 位于相邻的每层冷却孔区域之间，且冷却水通道5的两端分别导通进水口2 和出水口3，使冷却水流入冷却水通道5更加均匀充分，大大提高了冷却器的换热效率。本实用新型通过3d打印技术可实现冷却孔4均匀紧凑的排布在冷却孔区域内，增加了冷却孔4与冷却水通道5接触面积，实现了传统加工技术无法实现的加工结构，使冷却器换热更加充分。
44.在本实用新型另一种实施例中，参考图3和图4所示，在上述任一实施例的基础上，该冷却器用于一种斯特林发动机，冷却器的主体1为圆柱状，实际生产中可根据具体活塞气缸设置冷却器形状，主体1的形状可为正方体或长方体又或者不规则形状。优选地，冷却孔4只排布成一列设置在冷却孔区域，冷却孔区域为圆弧状，进水口2和出水口3将冷却孔区域分成两个对称的弧形，其中，冷却水通道5的形状为紧贴在没每层冷却水区域的弧形，冷却水通道5的外形和冷却孔区域相同，冷却水通道5紧贴在冷却孔区域之间，使冷却孔区域与冷却水通道5接触更加充分，进一步提高了冷却器的换热效率。
45.优选地，还包括第一通孔6、第二通孔7和安装位；安装位的两端分别导通第一端面和第二端面，第一通孔6和第二通孔7对应进水口2和出水口3 的位置设置在安装位上，安装位用于装设活塞气缸，第一通孔6和第二通孔7 连接活塞气缸的水套，由于第一通孔6与第二通孔7和进水口2与出水口3 导通，所以冷却水可从第一通孔6直接流入水套，在活塞气缸的水套内循环流通至第二通孔7到达出水口3，水套可以减低活塞气缸缸体的温度，避免了活塞气缸内的温度过高，提高了冷却活塞气缸的工作效率和使用寿命。进一步优选地，还包括设置在安装位上与冷却水通道5导通的第三通孔8和第四通孔9，第三通孔8和第四通孔9一个位于进水口2中心以下位置直径设为7
ꢀ㎜
，另一个位于出水口3整体以上位置直径设为5mm；第三通孔8和第四通孔 9同样连接活塞气缸的水套上，冷却水从冷却水通道5流入第三通道，然后再流入冷却活塞气缸的水套内，待冷却水流通水套至第四通道时，再从冷却水通道5流出，通过进一步的开设第三通孔8和第四通孔9，大大提高了冷却水流通活塞气缸的水
套的速度。
46.在本实用新型另一个实施例中，参考图1-5所示，在上述任一实施例的基础上，冷却孔4直径为1
㎜
，冷却孔4的长度为99.5mm，冷却孔区域共5层，每层排布140个冷却孔4，共700个冷却孔4，同层冷却孔区域内相邻的冷却孔4之间夹角为2
°
。进水口2和出水口3均通过每层冷却孔区域的冷却水通道5，且进水口2和出水口3的高度均为28
㎜
，每一层的宽度分别为50mm，40mm，40mm，36mm和36mm。通过计算采用该设计方法可以使得工质侧的换热面积达到约0.22
㎡
，相当于同样外形尺寸的传统管式换热冷却器中布置900 根内径为1mm的冷却管所能达到的换热面积。第三通孔8的和第四通孔9的大小以及位置是根据实际情况设计而得，面对不同的冷却活塞气缸，可设计成不同位置和大小的第三通孔8和第四通孔9。
47.更优的，冷却水通道5在各层冷却孔4区域之间的宽度为1mm，冷却水通道5至冷却孔4的壁面厚度为1mm，冷却水通道5的通道两侧壁面上从距冷却器的第一端面9.5mm处开始，每隔2mm开设直径为1mm的半圆凹槽，共开设 40个，以增大冷却水与工质之间的换热面积，通过对比计算，开设冷却水道的半圆凹槽可以比光滑壁面增大约16％的换热面积，进一步增大了冷却器的换热效率。值得说明的是，以上所述的冷却水为去离子冷却水，冷却孔4内通过的工质为氦气工质。
48.当然，以上提供的一种发动机用冷却器是基于3d打印技术制造，且制造材料为铝合金，解决了传统冷却器制造工艺中步骤复杂、焊缝内应力高和铝合金结构强度不足的问题，从而在保证冷却器强度的前提下，提高了冷却器整体的性能。
49.应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。