CN114370328A - 一种用于发动机的低阻高效槽式进水组件 - Google Patents

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谭贵荣
赵增亮
董祥欢
陈剑涛
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Abstract

本发明公开了一种用于发动机的低阻高效槽式进水组件，包括槽式本体，所述槽式本体呈扁状长条矩形体空腔结构，其前部一侧开设有进水口，其下部均匀分布有若干出水连接管；在侧向剖视图中所述出水连接管与所述槽式本体呈90度弯角连接，且前视图中所述出水连接管与所述槽式本体呈夹角∠a连接。本发明具有结构简单、设计科学合理、各出水口速度均匀、相关阻力显著降低等效果。

Description

一种用于发动机的低阻高效槽式进水组件
技术领域
本发明涉及发动机水冷技术领域，具体涉及一种用于发动机的低阻高效槽式进水组件。
背景技术
强制循环水冷系为发动机的冷却系的一种，即利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机中循环流动。冷却系主要由水泵、散热器、冷却风扇、补偿水箱、节温器、发动机机体和气缸盖中的水套以及附属装置等组成。在冷却系统中，其实有两个散热循环：一个是冷却发动机的主循环，另一个是车内取暖循环。这两个循环都以发动机为中心，使用是同一冷却液。随着国六发动机的逐渐普及，国六发动机相比传统发动机对节能减排要求更高。而降低水冷循环中介质的阻力不仅有利于降低能耗，同时，提高冷却介质在循环中各进出口的流动的均匀性、稳定性不仅能够显著提高整体散热效果同时还有效减少气泡产生，避免气泡危害到发动机，如防止在冷却道内形成小坑状腐蚀等，大大提高冷却效果。而当前随着发动机排量逐渐增加、大功率发动机越来越普遍，采用现有的传统进水组件实质已难以满足上述要求。
发明内容
本发明针对上述技术问题提供一种使用效果好的用于发动机的低阻高流槽式进水组件。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于发动机的低阻高效槽式进水组件，包括槽式本体，所述槽式本体呈扁状长条矩形体空腔结构，其前部一侧开设有进水口，其下部均匀分布有若干出水连接管；在侧向剖视图中所述出水连接管与所述槽式本体呈90度弯角连接，且前视图中所述出水连接管与所述槽式本体呈夹角∠a连接。
进一步的，所述出水连接管设有6个；所述出水连接管与所述槽式本体的连接向右侧倾斜，所述进水口分布在所述槽式本体的最右端的两个所述出水连接管之间。
进一步的，所述进水口的直径为d＝50-60mm；所述槽式本体的前部呈弧面设计，其弧面中点与后部板面的内腔间距为c3＝50-60mm，其弧面最低点与后部板面的内腔间距为c2＝45-50mm；所述槽式本体的上下内壁之间的的间距为c1＝65-75mm；所述出水连接管的外端口处的纵向高度为长边b2＝30-40mm，水平宽度为短边b1＝20-30mm。
进一步的，所述进水口的直径为d＝55-58mm；所述槽式本体的前部呈弧面设计，其弧面中点与后部板面的内腔间距为c3＝53-58mm，其弧面最低点与后部板面的内腔间距为c2＝46-48mm；所述槽式本体的上下内壁之间的的间距为c1＝68-72mm；所述出水连接管的外端口处的纵向高度为长边b2＝32-38mm，水平宽度为短边b1＝23-28mm。
进一步的，所述进水口的直径为d＝57mm；所述槽式本体的前部呈弧面设计，其弧面中点与后部板面的内腔间距为c3＝55mm，其弧面最低点与后部板面的内腔间距为c2＝47.7mm；所述槽式本体的上下内壁之间的的间距为c1＝70mm；所述出水连接管的外端口处的纵向高度为长边b2＝35mm，水平宽度为短边b1＝25.5mm。
进一步的，所述进水口的横截面积为s1；所述槽式本体的横截面积为s2；所述出水连接管的外端口处的横截面积为s3；同时，s1：s2：s3＝2.5～3:4～4.5:1。
进一步的，所述s1：s2：s3＝2.8:4.3:1；其中s1＝2552mm2；s2＝3879mm2；s3＝892.5mm2。
进一步的，所述所述出水连接管的外端相比所述槽式本体的后部板面的凸出厚度为x≤5mm。
进一步的，所述∠a为50～70°。
进一步的，所述∠a为60°。
本发明与现有技术相比的有益效果：本发明为提高各出水连接管流量的均衡性，将槽式本体设成槽式结构，从前部进水，前部呈弧面设计，以降低各出水连接管的分流对槽内横向流体的干扰；同时，通过针对多个出水连接管自槽式本体的前下部开口，且按60°并向进水口所在一侧倾斜连接，构成呈60°倾斜弯钩状的出水连接管，最终有利于从整体上提升各出水连接管流体流量和压力的均衡度减少彼此差异，同时，结合本设计的上述各关键横截面s1：s2：s3比例，控制流量进出最佳比，能够显著降低进水路段静压阻力，按照将进水口设在最靠边的第一第二出水连接管之间的方案，其进水路段(机冷后至缸盖前)静压阻力由常规值25.5kpa左右降至4.4kpa，而发动机总水套(水泵后至节温器前)的总压阻力也由常规值79.4kpa降至65.9kpa，阻力降低效果十分显著。在各出水连接管的流体流速上，6个出水连接管上流速分布在1.3～1.6m/s之间，最大流速差为0.3m/s，明显低于现有技术中常见的最大流速差0.6～0.8m/s，显著提高各出水连接管上流速的均衡性。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明的前视图；
图3是本发明出水连接管处的局部放大示意图；
图4是本发明的左视图；
图5是本发明的剖切图；
图6是本发明的局部后视图；
图7是本发明装配后的速度云图；
图8是本发明装配后的静压云图；
图9是本发明装配后的总压云图。
具体实施方式
如图1～6所示，一种用于发动机的低阻高效槽式进水组件，包括槽式本体1，所述槽式本体1呈扁状长条矩形体空腔结构，其前部一侧开设有进水口2，其下部均匀分布有若干出水连接管3，所述出水连接管3的上下两侧各设有上紧孔4和上紧孔5；在侧向剖视图中所述出水连接管与所述槽式本体呈90度弯角连接，且前视图中所述出水连接管与所述槽式本体呈夹角∠a连接，所述∠a可选50～70°，本实施例的∠a优选60°。所述出水连接管设有6个；所述出水连接管与所述槽式本体的连接向右侧倾斜，所述进水口分布在所述槽式本体的最右端的两个所述出水连接管之间。所述进水口的直径可选d＝50-60mm或d＝55-58mm，本实施例优选d＝57mm；所述槽式本体的前部1-1呈弧面设计，其弧面中点与后部板面的内腔间距可选c3＝50-60mm或c3＝53-58mm，本实施例优选c3＝55mm，其弧面最低点与后部板面的内腔间距可选c2＝45-50mm或c2＝46-48mm，本实施例优选c2＝47.7mm；所述槽式本体的上下内壁之间的的间距可选c1＝65-75mm或c1＝68-72mm，本实施例优选c1＝70mm；所述出水连接管的外端口处的纵向高度为长边可选b2＝30-40mm或者可选b2＝32-38mm，本实施例优选b2＝35mm，水平宽度为短边可选b1＝20-30mm或者可选b1＝23-28mm，本实施例优选b1＝25.5mm。采取上述参数，实现所述进水口的横截面积为s1＝2552mm2；所述槽式本体的横截面积为s2＝3879mm2；所述出水连接管的外端口处的横截面积为s3＝892.5mm2；其比值为s1：s2：s3＝2.8:4.3:1，当然其比值可选范围还可以是s1：s2：s3＝2.5～3:4～4.5:1。所述出水连接管的外端相比所述槽式本体的后部板面的凸出厚度为x≤5mm，以降低阻力。
采用上述方案获得的有益效果在于：如图7-9所示，其进水路段(机冷后至缸盖前)静压阻力由常规值25.5kpa左右降至4.4kpa(如图8所示，各关键检测口(缸盖前)的P1～P6分别为130.2kpa、130.2kpa、130.1kpa、130.1kpa、130.1kpa、130.2kpa；而机冷后P＝134.6kpa)，而发动机总水套(水泵后至节温器前)的总压阻力也由常规值79.4kpa降至65.9kpa(如图9，水泵后p＝177.2kpa，节温器前p＝111.3kpa)，阻力降低效果十分显著。在各出水连接管的流体流速上，6个出水连接管上流速V1～V6分别为1.3m/s、1.3m/s、1.3m/s、1.4m/s、1.5m/s、1.6m/s，其中最大的流速差仅为0.3m/s，明显低于现有技术中常见的最大流速差0.6～0.8m/s，显著提高各出水连接管上流速的均衡性。

Claims (10)

1.一种用于发动机的低阻高效槽式进水组件，其特征在于：包括槽式本体，所述槽式本体呈扁状长条矩形体空腔结构，其前部一侧开设有进水口，其下部均匀分布有若干出水连接管；在侧向剖视图中所述出水连接管与所述槽式本体呈90度弯角连接，且前视图中所述出水连接管与所述槽式本体呈夹角∠a连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于发动机的低阻高效槽式进水组件，其特征在于：所述出水连接管设有6个；所述出水连接管与所述槽式本体的连接向右侧倾斜，所述进水口分布在所述槽式本体的最右端的两个所述出水连接管之间。
3.根据权利要求2所述的一种用于发动机的低阻高效槽式进水组件，其特征在于：所述进水口的直径为d＝50-60mm；所述槽式本体的前部呈弧面设计，其弧面中点与后部板面的内腔间距为c3＝50-60mm，其弧面最低点与后部板面的内腔间距为c2＝45-50mm；所述槽式本体的上下内壁之间的的间距为c1＝65-75mm；所述出水连接管的外端口处的纵向高度为长边b2＝30-40mm，水平宽度为短边b1＝20-30mm。
4.根据权利要求3所述的一种用于发动机的低阻高效槽式进水组件，其特征在于：所述进水口的直径为d＝55-58mm；所述槽式本体的前部呈弧面设计，其弧面中点与后部板面的内腔间距为c3＝53-58mm，其弧面最低点与后部板面的内腔间距为c2＝46-48mm；所述槽式本体的上下内壁之间的的间距为c1＝68-72mm；所述出水连接管的外端口处的纵向高度为长边b2＝32-38mm，水平宽度为短边b1＝23-28mm。
5.根据权利要求4所述的一种用于发动机的低阻高效槽式进水组件，其特征在于：所述进水口的直径为d＝57mm；所述槽式本体的前部呈弧面设计，其弧面中点与后部板面的内腔间距为c3＝55mm，其弧面最低点与后部板面的内腔间距为c2＝47.7mm；所述槽式本体的上下内壁之间的的间距为c1＝70mm；所述出水连接管的外端口处的纵向高度为长边b2＝35mm，水平宽度为短边b1＝25.5mm。
6.根据权利要求3所述的一种用于发动机的低阻高效槽式进水组件，其特征在于：所述进水口的横截面积为s1；所述槽式本体的横截面积为s2；所述出水连接管的外端口处的横截面积为s3；同时，s1：s2：s3＝2.5～3:4～4.5:1。
7.根据权利要求6所述的一种用于发动机的低阻高效槽式进水组件，其特征在于：所述s1：s2：s3＝2.8:4.3:1；其中s1＝2552mm2；s2＝3879mm2；s3＝892.5mm2。
8.根据权利要求3所述的一种用于发动机的低阻高效槽式进水组件，其特征在于：所述所述出水连接管的外端相比所述槽式本体的后部板面的凸出厚度为x≤5mm。
9.根据权利要求1所述的一种用于发动机的低阻高效槽式进水组件，其特征在于：所述∠a为50～70°。
10.根据权利要求9所述的一种用于发动机的低阻高效槽式进水组件，其特征在于：所述∠a为60°。
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