CN112814776A - 一种汽车发动机的散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动机械发动机散热器的技术领域，公开了本发明的一种汽车发动机的散热装置，包括护风罩和风扇，护风罩与风扇同轴安装，护风罩包括U型环，U型环包括柔性外环、柔性内环和连接环，连接环连接于柔性外环的内端并与柔性外环之间限定有容纳槽，风扇一端容纳于容纳槽内，连接环远离柔性外环的一端向风扇方向凸起形成柔性内环，风扇的外周壁与柔性外环之间限定有间隙，柔性内环和柔性外环的材料为柔性材料。本发明的汽车发动机的散热装置，使U型护风罩装配顺利和售后处理便捷，同时消除二次循环且提高风扇效率。

Description

一种汽车发动机的散热装置

技术领域

本发明涉及移动机械发动机散热器的技术领域，特别是涉及一种汽车发动机的散热装置。

背景技术

护风罩作为将方形的散热器过渡到做圆周运动的轴流冷却风扇的连接通道，其可有效提高风扇效率，使通过散热器芯部的气流分布均匀，并减少发动机舱内热空气回流。

目前市场上使用较多的是如图1所示的开放式护风罩2，风扇21为高速旋转件，为防止运动过程中产生动干涉造成结构性破坏，风扇21与开放式护风罩2之间必须保持一定间隙3，对于开放式风罩2与风扇21，其风扇21的叶尖间隙会产生明显的二次循环，从而降低风扇效率。

发明内容

本发明的目的是：使U型护风罩装配更为顺利和售后处理更便捷，同时消除二次循环且提高风扇效率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种汽车发动机的散热装置，包括护风罩和风扇，所述护风罩与所述风扇同轴安装，所述护风罩包括U型环，所述U型环包括柔性外环、柔性内环和连接环，所述连接环连接于所述柔性外环的内端并与所述柔性外环之间限定有容纳槽，所述风扇一端容纳于所述容纳槽内，所述连接环远离所述柔性外环的一端向所述风扇方向凸起形成所述柔性内环，所述风扇的外周壁与所述柔性外环之间限定有间隙，所述柔性内环和所述柔性外环的材料为柔性材料。

作为优选方案，所述连接环的径向宽度a＝20mm－40mm。

作为优选方案，所述风扇的外周壁与所述柔性内环之间的径向距离和所述间隙的径向宽度b＝10mm－20mm。

作为优选方案，所述柔性内环的轴向长度小于所述柔性外环的轴向长度。

作为优选方案，所述风扇的端面伸入柔性内环的轴向距离c＝0mm－10mm。

作为优选方案，所述风扇的端面与所述柔性外环的端面之间的轴向距离d＝20mm－30mm。

作为优选方案，所述连接环与所述风扇之间的轴向距离e＝20mm－33mm。

作为优选方案，所述连接环的材料为所述柔性材料。

作为优选方案，所述柔性材料为弹性材料。

作为优选方案，所述柔性材料为橡胶、塑胶或海绵。

本发明提供一种汽车发动机的散热装置与现有技术相比，其有益效果在于：风扇落装内嵌于U型环，本发明的U型环的两侧即柔性内环和柔性外环为柔性材料，有效突破安装时的操作空间限制，在风扇与U型环配合安装时，风扇可以压着柔性内环或柔性外环落装，落装完毕后柔性材料可回弹恢复原状态，可以只需一人一分钟内便可完成操作，提高安装和售后维修的便捷性，提高安装效率。

另外，柔性外环与风扇的外周壁之间限定有间隙，以避免风扇在工作过程中与护风罩碰撞，同时，连接环连接有向风扇方向凸起的柔性内环，如此，在风扇工作过程中，可以阻挡并减少气流从护风罩外通过间隙流入护风罩内造成的二次循环，从而提高风扇降温的效率。

附图说明

图1是现有技术中的开放式护风罩的结构示意图。

图2是本发明的散热装置的整体结构示意图。

图3是本发明图2中A处的放大图。

图中：

2、开放式护风罩；3、间隙；

10、护风罩；11、柔性外环；12、柔性内环；13、连接环；14、U型环；15、容纳槽；

20、散热器；21、风扇。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明中的“内”和“外”均为相对散热装置的中心轴的距离而言，相距中心轴的距离更近的为“内”，相距中心轴的距离更远的为“外”。

在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是焊接连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图2至图3所示，本发明实施例优选实施例的一种汽车发动机的散热装置，包括护风罩10和风扇21，护风罩10与风扇21同轴安装，散热器20与风扇21分别位于护风罩10的两端，护风罩10包括U型环14，U型环14包括柔性外环11、柔性内环12和连接环13，连接环13连接于柔性外环11的内端并与柔性外环11之间限定有容纳槽15，风扇21一端容纳于容纳槽15内，连接环13远离柔性外环11的一端向风扇21方向凸起形成柔性内环12，风扇21的外周壁与柔性外环11之间限定有间隙，柔性内环12和柔性外环11的材料为柔性材料。

当柔性内环12和柔性外环11为刚性材料，则形成刚性结构的U型环14，在风扇21与U型环14配合安装时，柔性内环12和柔性外环11分别与风扇21会发生刚性碰撞而造成结构性破坏，且刚性结构的U型环14需两人五分钟以上才能完成落装，为了落装便利，不得不把柔性内环12的轴向长度做的很短，与风扇21端面保持距离，导致在柔性内环12与风扇21端面之间形成的二次循环较大降低风扇21效率。在本发明的散热装置中，位于U型环14两侧的柔性外环11和柔性内环12为柔性材料，由于材料为柔性材料，即使风扇21与U型环14在安装过程或工作过程中发生相互干涉，也不会对风扇21和U型环14造成结构性破坏，有效保护风扇21和U型环14的完整性。U型环14的安装空间较小，由于柔性材料具有一定的形变能力的特性，在风扇21与U型环14安装的过程中能突破U型环14安装空间的限制，通过柔性内环12和柔性外环11的形变有效增加了风扇21和U型环14之间的安装操作空间，在风扇21与U型环14配合安装时，风扇21可以压着柔性内环12和柔性外环11落装，落装完毕后的柔性材料可回弹恢复原状态，只需一人一分钟内便可完成操作，提高安装效率。由于安装操作空间更大，也提高了售后维修安装的便利性，提高U型结构的护风罩10的大面积应用的可能性。

进一步的，柔性材料为弹性材料，该弹性材料能维持U型环14的形状。由于U型环14是需要具有U型形状，而且在安装过程中或者工作过程当风扇21与U型环14偶尔发生干涉时，U型环14发生变形后，U型环14能恢复至原始形状。因此柔性材料需要有一定的弹性和韧性。具体的，柔性材料为橡胶、塑胶或海绵，作为优选的，选用橡胶，将橡胶硫化于U型环14上，这些材料均具有一定弹性和韧性，可根据实际需求选用其中的至少一种。作为优选的，连接环13的材料为柔性材料，则U型环14整体为柔性材料，从而U型环14在安装或使用过程中就不存在刚性碰撞问题，有效保护U型环14和风扇21的结构完整性。

另外，在另一实施例中，柔性内环12和柔性外环11可为呈环状结构的毛刷。

进一步的，连接环13的径向宽度a＝20mm－40mm。由于柔性外环11和柔性内环12为柔性材料，该柔性材料具有一定的形变能力，使安装操作空间能突破U型环14的内部空间，增大了安装的操作空间，因此连接环13的径向宽度a较小，从而将U型环14的内部空间变小，由于U型环14的内部空间变小，能有效避免U型环14内部空间热风回流现象产生，有效提高散热效率。作为优选的，连接环13的径向宽度a＝20mm－40mm，热风回流更少，风扇21的散热效率更高。

进一步的，风扇21的外周壁与柔性内环12之间的径向距离和间隙的径向宽度b＝10mm－20mm。风扇21与护风罩10同轴安装，风扇21的外周壁至柔性内环12的径向距离b或间隙的径向宽度b，可以保证U型环14对风扇21外侧的包围效果，提高热风回流路径形成的难度，使热风回流难以形成，防止热风回流，提高散热效率。但径向距离b也不适宜设置太大，由于风扇21是靠叶端吸风，若柔性内环12至风扇21边缘的径向距离b过大，使风扇21叶端被遮挡较多，会造成风扇21吸风能力的下降。在汽车发生颠簸时，柔性内环12和柔性外环11分别与风扇21的外侧有防止相互碰撞的空间，能减少柔性内环12和柔性外环11因为碰撞而发生变形的次数，延长柔性内环12和柔性外环11的使用寿命。作为优选的，风扇21的外周壁与柔性内环12之间的径向距离和间隙的径向宽度b＝10mm－20mm，防止热风回流和提高散热效率的效果更好。

进一步的，柔性内环12的轴向长度小于柔性外环11的轴向长度，使U型环14内形成内嵌式的风扇安装空间，风扇21的一端面能嵌入U型环14内，通过U型环14对风扇21的叶端形成包围，U型环14的包围阻挡散热器20与护风罩10之间的热气反向流入U型环14造成二次循环，有效消除二次循环的影响，提高风扇21的散热效率。

进一步的，风扇21伸入柔性内环12的轴向距离c＝0mm－10mm，由于风扇21的端面与柔性内环12之间的轴向间隙为热风回流入口之一，通过柔性内环12挡住热风回流入口，可再次减少二次循环，风扇效率再一次提升。

进一步的，风扇21内嵌安装于容纳槽15，风扇21的端面与柔性外环11的端面之间的轴向距离d＝20mm－30mm，轴向距离d使柔性内环12与柔性外环11之间不会发生直线对流，降低热风回流几率。

进一步的，连接环13与风扇21之间的轴向距离e＝20mm－33mm，防止连接环13与风扇21之间的距离过大而容易产生热风回流。

表1.1对径向距离b采用不同数值时，在发动机处于最大扭矩或最大功率时，对发动机内的水箱K值温度和中冷器的温度进行测量，得到以上实验数据。

在表格1.1中，冰箱K值是指发动机出水温度减去环境温度，环境上升一度，水温对应上升一度。中冷温升是指在中冷器热侧出气温度和环境温度的差值。在测平均风速时，在发动机朝向风扇21的面间隔设置16个测风点，分别处于最大扭矩或最大功率时进行风速测试。

在进行实验时，方案1与方案2中仅有径向距离b值不同，其他实验条件相同的情况下，径向距离b＝25mm，在汽车处于最大扭矩时，测量得到的水箱K值为54.2℃，测量得到中温冷升的温度值是16.3℃，平均风速为8.3m/s，与径向距离b＝35mm相比，在汽车处于最大扭矩时，测量得到的水箱K值降低了16.7℃，中温冷升的温度值降低了6.3℃，平均风速提高了0.7m/s；径向距离b＝25mm，在汽车处于最大功率时，测量得到的水箱K值为44.3℃，测量得到中温冷升的温度值是10.7，平均风速为12.7m/s，与径向距离b＝35mm相比，在汽车处于最大功率时，测量得到的水箱K值降低了15.6℃，中温冷升的温度值降低了4.6℃，平均风速提高了2.1m/s；由此可以看出，本发明由于柔性内环12与柔性外环11采用了柔性材料，从而得以将U型环14的径向距离b变小，缩小U型环14的内侧空间，从而减少热风回流，使风扇21的散热效率提高。

综上，本发明实施例提供一种汽车发动机的散热装置，至少在U型环14的两侧即柔性内环12和柔性外环11使用柔性材料，能防止U型环14与风扇21在安装或使用时的刚性碰撞导致U型环14或风扇21结构性破坏的问题发生，由于柔性材料的形变特性，有效增大了U型环14与风扇21安装时的操作空间，安装效率提升85％以上，从而可以将U型环14的尺寸变小，主要是连接环13的径向宽度a变小及柔性内环12向风扇21内伸入轴向距离c，使U型环14的内部安装空间变小和风扇21的一端面可嵌套到U型环内，由于风扇21与U型环14之间的间隙变小和风扇21的一端面嵌套到U型环14内，能有效减少热风的热风回流，同时也减少对风扇21叶端的遮挡，整体将风扇21的风量提高10％－30％。由于散热装置性能的提升，在同等需求的条件下，在车中设置的护风罩支架、护风罩10和护风罩橡胶套等配件的数量可相应减少同时散热装置中的芯子的高度尺寸也可相应缩短，使散热装置的整体设计成本降低10％－15％。由于热风回流少，散热风量的提升，使汽车节能提升1％－2％。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种汽车发动机的散热装置，其特征在于：包括护风罩和风扇，所述护风罩与所述风扇同轴安装，所述护风罩包括U型环，所述U型环包括柔性外环、柔性内环和连接环，所述连接环连接于所述柔性外环的内端并与所述柔性外环之间限定有容纳槽，所述风扇一端容纳于所述容纳槽内，所述连接环远离所述柔性外环的一端向所述风扇方向凸起形成所述柔性内环，所述风扇的外周壁与所述柔性外环之间限定有间隙，所述柔性内环和所述柔性外环的材料为柔性材料。

2.根据权利要求1所述的汽车发动机的散热装置，其特征在于：所述连接环的径向宽度a＝20mm－40mm。

3.根据权利要求2所述的汽车发动机的散热装置，其特征在于：所述风扇的外周壁与所述柔性内环之间的径向距离和所述间隙的径向宽度b＝10mm－20mm。

4.根据权利要求1所述的汽车发动机的散热装置，其特征在于：所述柔性内环的轴向长度小于所述柔性外环的轴向长度。

5.根据权利要求4所述的汽车发动机的散热装置，其特征在于：所述风扇的端面伸入所述柔性内环的轴向距离c＝0mm－10mm。

6.根据权利要求5所述的汽车发动机的散热装置，其特征在于：所述风扇的端面与所述柔性外环的端面之间的轴向距离d＝20mm－30mm。

7.根据权利要求1所述的汽车发动机的散热装置，其特征在于：所述连接环与所述风扇之间的轴向距离e＝20mm－33mm。

8.根据权利要求1所述的汽车发动机的散热装置，其特征在于：所述连接环的材料为所述柔性材料。

9.根据权利要求1或8所述的汽车发动机的散热装置，其特征在于：所述柔性材料为弹性材料。

10.根据权利要求9所述的汽车发动机的散热装置，其特征在于：所述柔性材料为橡胶、塑胶或海绵。

Images