CN104747264A - 一种直冷开放式内燃机散热方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种直冷开放式内燃机散热方法及装置，该方法是将参与内燃机散热后温度升高的冷却液与冷气流直接接触混合，进行热对流，使冷却液温度快速降低，降温后的冷却液再次参与内燃机散热，如此循环；该装置包括混合冷却室、冷凝室和储液室,冷凝室通过回流管与储液室连接，混合冷却室通过连接管与冷凝室连接，混合冷却室通过下液管与储液室连接，储液室上设置有出液口，混合冷却室内设置有进液喷射管和进气喷射管，冷凝室上设有出气口和加液口。本发明采用开放式结构，冷却液与冷气流直接接触混合，从根本上去除滞留底层的热阻现象，使冷却液快速降低温度，极大提高了内燃机散热效果。

Description

一种直冷开放式内燃机散热方法及装置

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机散热的方法及装置，属于内燃机散热技术领域。

背景技术

内燃机自问世以来，内燃机的散热器经历了从管式、管片式发展至今的管带式散热器三个阶段，管带式为现今普遍采用的方式。管带式散热器的散热方式为冷却液的热量由散热管传递到散热带，气流通过散热带把热量带走, 冷却液与气流并不接触与混合。在传热学中滞留底层的热阻一直是热传导需攻克的最大难点。

随着内燃机功率的加大和周围部件的增多，散热器的散热效率要求越来越高，安装尺寸越来越狭窄，管带式散热器必须走向轻量化设计和制造，散热管从0.25MM发展至0.09MM，散热带从0.20发展至0.05MM，散热带从平带结构发展至开窗设计。

单从材料厚度来看，管带式散热器已接近发展至极致。而内燃机则不然，随着技术不断提升以及环保要求不断加大的需求，内燃机燃料将燃烧越来越充分，功率不断加大，亟待散热器的结构发生根本性变化来提升散热器的性能。

散热器在使用一段时间后性能衰减是业界无法解决的问题，内燃机的工作环境不同直接导致散热器性能衰减的程度不同，在灰尘和杂物多的环境散热器因正面网状结构的原因会在表面和翅片间附着灰尘和杂物严重影响散热器的性能发挥，因其造成的内燃机损坏案例数不胜数，这对于管带式结构是无法克服的症结。

管带式散热器随着材料的不断减薄对于工艺要求越来越高，加工工艺复杂，焊口多，成品率偏低，制造成本高，生产设备投入加大。

发明内容

针对现有内燃机散热技术存在的不足，本发明提供一种无滞留底层的热阻现象，散热效果好的直冷开放式内燃机散热方法，同时提供一种实现该方法的装置。

本发明的直冷开放式内燃机散热方法，是：

    将参与内燃机散热后温度升高的冷却液与冷气流直接接触混合，进行热对流，使冷却液温度快速降低，降温后的冷却液再次参与内燃机散热，如此循环。

实现上述内燃机散热方法的直冷开放式内燃机用散热装置，采用以下技术方案：

该内燃机散热器，包括混合冷却室、冷凝室和储液室, 冷凝室通过回流管与储液室连接，混合冷却室通过连接管与冷凝室连接，混合冷却室通过下液管与储液室连接，储液室上设置有出液口，混合冷却室内设置有进液喷射管和进气喷射管，进液喷射管的一端和进气喷射管的一端伸出混合冷却室，进气喷射管伸出混合冷却室的一端安装有风机，冷凝室上设有出气口和加液口。

混合冷却室内设置有雾化板，混合冷却室与冷凝室的连接处位于混合冷却室内雾化板的上方。雾化板在进液喷射管和进气喷射管的上方。

混合冷却室上设置有溢流孔，冷却液加注超量时可由此孔溢出。

上述直冷开放式内燃机用散热器的运行过程如下所述：

直冷开放式散热器的进液喷射管和内燃机的出水口相连，进气喷射管于风机的出气口相连，储水室出液口于内燃机进水口相连。被内燃机加热的冷却液体由内燃机出水口进入进液喷射管喷射管喷入混合气室撞击雾化板后成为雾状，冷气流由风机输送进入进气喷射管喷入混合气室。两流体在混合冷却室直接进行热交换，被冷却的液体流入下液管进入储水室由储水室出液口进入内燃机进水口进入内燃机再次循环散热。被加热的气流进入冷凝室冷凝后由冷凝室的出气口排出系统外，冷凝后的液体由回流管回流至储水室参与循环散热。

本发明与现有管带式散热的不同之处在于：

管带式内燃机散热的换热方式是流体（冷却液）热量通过散热管壁内壁传递到外壁，大部分热量由外壁传递到散热带，由冷气流穿过散热带时带走热量，达到散热目的。在热传导过程中滞留底层的热量传递一直是难题，滞留底层是附着在壁面最底层的流体，这层为静止状态，热量传递必须通过这层流体才能传导到散热管壁上，流体的传热系数远远小于金属材料的传热系数，这就形成了热阻，管带式散热无法从根本上去除滞留底层的热阻现象。

而本发明采用开放式结构，使参与内燃机散热后的冷却液与外部冷气流直接接触混合，从根本上去除滞留底层的热阻现象，使得热端的流体（冷却液）迅速及最大限度的和冷端（冷气流）进行热对流达到热平衡，使冷却液快速降低温度，这样能极大提高散热效果。

附图说明

图1是本发明直冷开放式内燃机用散热装置的结构示意图。

其中： 1、进液喷射管，2、进气喷射管，3、混合冷却室，4、雾化板，5、风机，6、连接管，7、冷凝室，8、回流管，9、出气口，10、下液管，11、储液室，12、出液口，13、加液口，14、溢流孔。

具体实施方式

本发明的直冷开放式内燃机散热方法，是通过将冷却液输入内燃机对内燃机进行冷却散热，将由内燃机出水管排出的对内燃机进行冷却散热后温度升高的冷却液与冷气流直接混合接触，使温度升高的冷却液与冷气流进行热量传递，使冷却液温度快速降低，降温后的冷却液再次进入内燃机对内燃机进行冷却散热，如此循环。

如图1所示，本发明的直冷开放式内燃机用散热装置，包括混合冷却室3、冷凝室7和储液室11。混合冷却室3内设置有进液喷射管1和进气喷射管2，进液喷射管1的一端伸出混合冷却室3。进气喷射管2的一端伸出混合冷却室3，伸出的一端安装有风机5。混合冷却室3内还设置有雾化板4，雾化板4在进液喷射管1和进气喷射管2的上方。混合冷却室3在雾化板4的上方通过连接管6与冷凝室7连接。冷凝室7上设有出气口9和加液口13，出气口9和加液口13可象图1中那样共用一个口。冷凝室7通过回流管8与储液室11连接。混合冷却室3和通过下液管10与储液室11连接。储液室11上设置有出液口12。混合冷却室3上还设置有溢流孔14，冷却液加注超量时可由此孔溢出。

上述直冷开放式内燃机用散热装置的运行过程如下所述：

将储液室11的出液口12和混合冷却室3的进液喷射管1与内燃机机体的冷却液进出口连接在一起，由加液口13向储液室11内注入冷却液。内燃机加热后的冷却液经进液喷射管1进入混合冷却室3，风机5将冷气流由进气喷射管2吹入混合冷却室3，冷却液和冷气流两种流体在混合冷却室3内直接进行热交换，热交换产生的热气流通过冷凝室连接管6进入冷凝室7，冷凝后的气流由冷凝室出气口9排出，冷凝后的水分凝结为液体由冷凝回流管8流入储液室11循环利用。热交换后的冷却液通过下液管10进入储液室11，由储液室出液口12进入内燃机体进行冷却。

Claims (5)

1.一种直冷开放式内燃机散热方法，其特征是：

    将参与内燃机散热后温度升高的冷却液与冷气流直接接触混合，进行热对流，使冷却液温度快速降低，降温后的冷却液再次参与内燃机散热，如此循环。

2.一种直冷开放式内燃机用散热装置，包括混合冷却室、冷凝室和储液室, 冷凝室通过回流管与储液室连接，其特征是，混合冷却室通过连接管与冷凝室连接，混合冷却室通过下液管与储液室连接，储液室上设置有出液口，混合冷却室内设置有进液喷射管和进气喷射管，进液喷射管的一端和进气喷射管的一端伸出混合冷却室，进气喷射管伸出混合冷却室的一端安装有风机，冷凝室上设有出气口和加液口。

3.根据权利要求1所述的直冷开放式内燃机用散热装置，其特征是，所述混合冷却室内设置有雾化板。

4.根据权利要求3所述的直冷开放式内燃机用散热器，其特征是，所述雾化板在进液喷射管和进气喷射管的上方。

5.根据权利要求1所述的直冷开放式内燃机用散热装置，其特征是，所述混合冷却室上设置有溢流孔。