CN1143787C - 重型汽车三维肋片扁管散热器暖风装置 - Google Patents
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Abstract
重型汽车三维肋片扁管散热器暖风装置，包括风扇、三维肋片扁管散热器、箱盖总成、箱体总成、操纵系统及电机，三维肋片扁管散热器经专用设备及成形刀具制成内肋片高0.3-0.6mm，外肋片高2-3mm，肋片距为1-2mm的三维内外肋片扁管，每根三维肋片扁管两端与支撑板焊接，支撑板与两端封头焊接，再焊接两侧封板，还在两端封头上进出油口处焊接进出油管总成；三维肋片扁管散热器与箱体总成和箱盖总成匹配。电机和风扇采用金属与塑料过盈配合连接。具有体积小，供热量大，比管带式散热器暖风装置散热量提高了67%，比管片式散热器暖风装置散热量提高了更多，达到了重型汽车在寒区行驶采暖及除霜的要求。三维肋片扁管散热器暖风装置用于驾驶室采暖及除霜属国内外首创。
Description
技术领域
本发明涉及重型汽车驾驶室采暖及除霜嗳风装置，具体涉及重型汽车三维肋片扁管散热器暖风装置。
背景技术
目前，重型汽车上使用的散热器暖风装置，主要有管片式及管带式两种。根据国内外资料介绍及重型汽车在我国“三北”地区行驶使用情况表明，国内外的管片式散热器暖风装置及管带式散热器暖风装置，在环境温度为-25℃时，不能满足驾驶员的脚、头和胸部区域的温度不低于15℃，其主要原因是这两种暖风装置散热性能低，达不到重型汽车驾驶室内采暖及除霜的要求。影响散热能力低的原因：当空气迎着散热器散热片或散热带的边缘急速流动时，在散热片或散热带的表面上就形成了一层阻碍传热的边界层，沿着空气流动方向，随着散热片或带的长度增加，该边界层的厚度也逐渐增加，从而使局部传热率随其厚度的增加而迅速下降。因此前两种暖风装置散热能力低，长期使用达不到采暖和除霜的要求。
目前国内管片式散热器及管带式散热器的暖风装置散热能力低，同样存在上述缺陷，影响驾驶员的工作条件和工作效率。分析德国奔驰重型汽车管片式散热器及管带式散热器的暖风装置结构和性能，同时进行性能试验，其结果制热量为3000kcal/h左右。重型汽车驾驶室内所需热量是用暖风装置向驾驶室内供给热量，供给热量的多少是由驾驶室内失热量决定，经计算、试验分析德国奔驰重型汽车在我国寒冷地区使用驾驶室内部空间需要的制热量，在400～5000kcal/h，才能满足在野外恶劣环境下的需要。
发明内容
本发明针对上述现有技术之不足，提供一种新型重型汽车三维肋片扁管散热器暖风装置，达到重型汽车在寒区采暖及除霜的要求。其技术方案如下：
重型汽车三维肋片扁管散热器暖风装置，主要包括风扇、三维肋片扁管散热器、箱盖总成、箱体总成、操纵系统和电机，三维肋片扁管散热器经专用设备及成形刀具制成内肋片高0.3-0.6mm，外肋片高2-3mm，肋片距为1-2mm的三维内外肋片扁管，每根三维肋片扁管两端与支撑板焊接，支撑板与两端封头焊接，再焊接两侧封板，还在两端封头上进出油口处焊接进出油管总成；三维肋片扁管散热器与箱体总成和箱盖总成匹配。电机和风扇采用金属与塑料过盈配合连接。所述三维肋片扁管散热器内肋片高0.4mm，外肋片高3mm，肋片距为2mm。
经装车使用证明，在同等条件下比管带式散热器暖风装置散热量提高了67％，比管片式散热器暖风装置散热量提高了更多，达到了重型汽车在寒区行驶采暖及除霜的要求。
本发明装有三维肋片扁管为换热元件的散热器作供热装置，具有体积小，供热量大，既能强化机油散热，又节约供热能源等优点。适用铁马重型汽车，亦适用于北方——奔驰及进口奔驰重型汽车等系列车型，既能用于水冷发动机，亦能用于风冷发动机。三维肋片扁管散热器暖风装置用于驾驶室采暖及除霜属国内外首创。
本发明与德国进口的管带式散热器暖风装置相比降低成本4倍，减少了外汇，取得显著的经济效益和社会效益。
附图说明
图1重型汽车三维肋片扁管散热器暖风装置工作原理图。
图2-1重型汽车三维肋片扁管散热器风冷暖风装置结构主视图。
图2-2为图2-1的俯视图。
图2-3为图2-1的左视图。
图3-1风冷三维肋片扁管散热器结构主视图。
图3-2为图3-1的左视图。
图4-1重型汽车三维肋片扁管散热器水冷暖风装置结构主视图。
图4-2为图4-1的俯视图。
图4-3为图4-1的左视图。
图5-1水冷三维肋片扁管散热器结构主视图。
图5-2为图5-1的左视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
重型汽车三维肋片扁管散热器暖风装置由风扇、三维肋片扁管散热器、箱盖总成、箱体总成、操纵系统、电机等组成。风扇、箱盖、箱体为塑料件，采用注塑成型加工而成。操纵系统系板金件采用冲压成型制造。
热媒(发动机的润滑机油或冷却水)通过三维肋片扁管散热器释放出热量，热媒在散热器内流动的速度和途径，将影响散热能力。将三维肋片扁管散热器的热媒流程设计为顺流式，这种顺流式的特点是各个流体质点行程均匀相等，从而提高了重型汽车三维肋片扁管散热器暖风装置的散热能力。热媒的热量传递给三维肋片扁管内侧是一种包对流、扰流和导热的比较复杂的传热过程，强化这一过程中的对流换热效果和增强导热是提高供热性能的重要途径。
见图1，重型汽车三维肋片扁管散热器暖风装置工作原理：在冬季使用时，打开阀门3，并关闭阀门2，使发动机8出热媒口处的热量首先通过三维肋片扁管散热器6，再经发动机热媒散热器1进入发动机8，启动暖风装置可变电阻开关，通过暖风机装置风扇5将热量送入驾驶室内采暖及除霜。由于三维内外肋片扁管散热器提高了热媒侧及空气侧的传热系数，所以提高了供热量，达到了重型汽车驾驶室内采暖和除霜的目的。而在夏季时仅反向操纵阀门，即关闭阀门3，并打开阀门2，热媒直接在热媒散热器1和发动机8之间循环，而三维肋片扁管散热器6的热媒管路系统不工作。三维肋片扁管散热器6分风冷和水冷式。本实用新型介绍的热媒是水冷发动机的冷却水，而风冷发动机是润滑机油。
见图2-1、图2-2、图2-3和图3-1、图3-2，重型汽车三维肋片扁管散热器暖风装置主要由风扇2.6、三维肋片扁管散热器2.5、箱体总成2.3、箱盖总成2.4、操纵系统等组成，三维肋片扁管散热器2.5经专用设备及成形刀具制成内肋片高0.4mm，外肋片高3mm，肋片距为2mm的三维内外肋片扁管，每根三维肋片扁管两端与支撑板焊接，支撑板与两端封头焊接，再焊接两侧封板，还在两端封头上进出油口处焊接进出油管总成；三维肋片扁管散热器2.5与箱体总成2.3和箱盖总成2.4匹配。
图中：2.1除霜热风口，2.2导流栅，2.3箱体总成，2.4箱盖总成，2.5风冷三维肋片扁管散热器，2.6风扇，2.7出油口，2.8进油口，2.9风扇手柄，2.10下热风口手柄，2.11除霜热风口手柄，2.12导流栅开关手柄。3.1左封头，3.2三维肋片扁管传热元件，3.3右封头，3.4出油管，3.5进油管。
图2-1、2-2、2-3中：2.1除霜热风口用于前挡风玻璃进行除霜，用2.11除霜热风口手柄开、关除霜口；向驾驶室底部通热风，由2.10下热风口手柄控制开、关；2.2导流栅向驾驶中、上部供热风，由2.12导流栅开关手柄操纵，其送气方向可上、下、左、右调整；2.6风扇由2.9风扇手柄控制，并能控制暖风装置开、关。
重型汽车三维肋片扁管散热器暖风装置由箱体总成及箱盖总成分别装配完毕后，即将三维肋片扁管散热器装入箱体总成内，将箱盖总成盖上，再用卡子和销钉将箱体与箱盖连接牢固。
本发明三维肋片扁管承受工作压力为0.7Mpa，该管单相流体的对流换热系数可达光管的2.5倍，内侧扁管有较大的接触面积，因此增大了三维肋片扁管在导热方面的效果。经传热计算传热元件三维肋片扁管共14～18根，总散热量为4600kcal/h，能满足重型汽车在寒区采暖及除霜的要求。每根传热元件两端与支撑板焊接，支撑板与两端封头焊接，再焊接两侧封板，还在两端封头上进出油口处焊接进出油管总成。这种由三维肋片扁管换热元件组焊成的散热器总成，其外形尺寸(466×172×56)，与德国管带式散热器相比，结构简单、简化工艺、传热效果佳、质量稳定、外形美观、成本低。
本发明三维肋片扁管散热器几何体及传热元件数量的布置，肋片形状、分布及合理的内外肋片间距，破坏了边界层的形成，增强了热媒流体在三维肋片扁管内的扰动，变层流为紊流，增大了对流换热系数，同时提高了空气侧换热系数。箱盖与电机的连接方法可行，提高了使用可靠性，箱体注塑成型技术先进，达到了技术标准要求。三维肋片扁管散热器与箱体总成和箱盖总成恰当匹配为重型汽车暖风装置(风冷暖风装置及水冷暖风装置)，向驾驶室内供给热量提高了67％。
见图4-1、图4-2及图4-3，本水冷暖风装置各部份连接关系与前风冷暖风装置基本上相同，仅增加水阀操纵手柄及连杆。
图中：4.1除霜热风口，4.2导流栅，4.3箱体总成，4.4箱盖总成，4.5水冷三维肋片扁管散热器，4.6风扇，4.7出水口，4.8进水口，4.9风扇手柄，4.10水阀开关手柄，4.11下热风口手柄，4.12除霜热风口手柄，4.13导流栅开关手柄。
见图5-1：5.5为进水阀开关，由图4-2中的4.10水阀开关手柄控制水流量大小，夏季关闭由进水管来的冷却水。其余各手柄的作用与图2-1、2-2中相同。
本三维肋片扁管散热器与前风冷三维肋片扁管散热器的结构基本上相同，仅在左封头上增设置一个水阀开关总成。
图中：5.1左封头，5.2肋片扁管传热元件，5.3右封头，5.4出水管，5.5进水阀开关总成。
Claims (3)
1、重型汽车三维肋片扁管散热器暖风装置，包括风扇、三维肋片扁管散热器、箱盖总成、箱体总成、操纵系统和电机，其特征在于三维肋片扁管散热器经专用设备及成形刀具制成内肋片高0.3-0.6mm，外肋片高2-3mm，肋片距为1-2mm的三维内外肋片扁管，每根三维肋片扁管两端与支撑板焊接，支撑板与两端封头焊接，再焊接两侧封板，还在两端封头上进出油口处焊接进出油管总成；电机和风扇采用金属与塑料过盈配合连接；三维肋片扁管散热器与箱体总成和箱盖总成匹配。
2、根据权利要求1所述的重型汽车三维肋片扁管散热器暖风装置，其特征在于所述肋片扁管散热器内肋片高0.4mm，外肋片高3mm，肋片距为2mm。
3、根据权利要求1或2所述的重型汽车三维肋片扁管散热器暖风装置，其特征在于两端封头上分别连接有进水阀和出水管。
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