Радиатор системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания

Радиатор системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области теплообменник аппаратов, а именно к радиаторам системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания.

Из уровня техники известен радиатор системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания (см. патент RU 2280831, кл. F28D 1/053, опубл. 27.07.2006). Разработанная конструкция радиатора обеспечивает повышение прочности соединения плоскоовальных трубок с трубными коробками, снижение в этих трубках гидравлических потерь и повышение тепловой эффективности и надежности секции радиатора. Секция радиатора системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания содержит пучок коридорно-расположенных плоскоовальных трубок, вставленных и впаянных в отверстия верхней трубной коробок и в отверстия нижней трубной коробки. Пластины оребрения, коллекторы, плоскоовальные трубки выполнены с расширяющимися наружу концами овальной формы; трубные коробки выполнены с отбортованными по форме расширяющихся наружу концов плоскоовальных трубок краями отверстий - в верхней трубной коробке и краями отверстий - в нижней трубной коробке; соединения расширяющихся наружу концов овальной формы плоскоовальных трубок с трубными коробками выполнены пайкой цинковым припоем.

Известен также радиатор системы охлаждения двигателя, например автомобильный (см. патент RU 2230201, кл. F01P 11/02, опубл. 20.04.2003), содержащий верхний и нижний бачки и расположенную между ними сердцевину, состоящую из трубок, по которым протекает охлаждаемая жидкость, и извилистых каналов для охлаждающего воздуха, образованных из пористого металла, заполняющего пространство между упомянутыми трубками, боковыми стенками и передней и задней поверхностями сердцевины и полученного в указанном объеме из расплавленного компактного металла путем заполнения упомянутого пространства зернистым материалом, температура плавления которого выше температуры плавления требуемого пористого металла, нагревания зернистого материала и упомянутых трубок до температуры, близкой к температуре плавления контактного металла, заполнения полостей между зернами зернистого материала этим расплавленным металлом и удаления зернистого материала после охлаждения. Каналы для охлаждающего воздуха образованы также и сквозными зазорами, не заполненными пористым металлом и полученными в указанном объеме сердцевины путем установления между упомянутыми трубками перегородок, температура плавления материала которых выше температуры плавления компактного металла, получения пористого металла в оставшемся объеме сердцевины и удаления материала перегородок в процессе и после охлаждения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является радиатор системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащий впускной и выпускной коллекторы с доньями, в которых закреплены концы трубок, зафиксированных горизонтально и параллельно друг другу в ламелях посредством дорнования полостей трубок, в котором трубки выполнены плоскоовальными и расположены в два ряда, причем ряды ориентированы вертикально, а большие стороны трубок - горизонтально (см. патент RU 148170, кл. F28D 1/053, опубл. 27.11.2014). Недостатками известного устройства являются неоптимальный выбор геометрии и конструктивных материалов, что приводит к недостаточно эффективному тепловому взаимодействию элементов радиатора и, как следствие, его быстрому выходу из строя.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков.

Технический результат заключается в повышении долговечности радиатора.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что радиатор системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания содержит впускной и выпускной коллекторы из термостойкого стеклонаполненного полиамида с доньями из листовой стали с антикоррозийным покрытием, в которых закреплены концы алюминиевых трубок, зафиксированных посредством дорнования полостей трубок в шахматном порядке в два ряда в ламелях, расположенных с шагом 1,2-1,5 мм и выполненных методом листовой штамповки из алюминиевой фольги толщиной 0,06-0,09 мм с образованием отбортовки, причем донья закреплены на коллекторах путем вальцовки зубчатых краев доньев, а коллекторы снабжены по меньшей мере одной резьбовой заглушкой из термостойкого стеклонаполненного полиамида для температурного датчика и Г-образными фиксаторами с наклонными направляющими для монтажа кожуха вентилятора охлаждения, расположенными по меньшей мере по одному на каждом коллекторе и выполненными заодно с ним. Между коллекторами и доньями предпочтительно расположены уплотнительные прокладки из этиленпропиленового каучука. Трубки предпочтительно закреплены в доньях посредством развальцовки.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого радиатора;

на фиг. 2 - схема предлагаемого радиатора, вид спереди;

на фиг. 3 - то же, вид слева;

на фиг. 4 - крепление трубок в ламелях;

на фиг. 5 - крепление доньев на коллекторах;

на фиг. 6 - то же, в разрезе;

на фиг. 7 - Г-образные фиксаторы с наклонными направляющими для монтажа кожуха вентилятора охлаждения.

Предлагаемый радиатор системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания состоит из впускного 1 и выпускного 2 коллекторов, между которыми расположена теплообменная часть, состоящая из алюминиевых трубок 3 и ламелей 4. Коллекторы 1, 2 выполнены из термостойкого стеклонаполненного полиамида марки PA66 - GF30. Данный материал позволяет выдерживать высокое давление и высокую температуру охлаждающей жидкости, что значительно увеличивает срок службы радиатора. Коллекторы 1, 2 снабжены доньями 5 из листовой стали с антикоррозийным покрытием (также стойко выдерживающей длительное воздействие агрессивной среды), в которых посредством развальцовки закреплены концы трубок 3. Между коллекторами 1, 2 и доньями 5 расположены уплотнительные прокладки 6 из этиленпропиленового каучука (EPDM), способные обеспечить стабильную работу радиатора при значительном перепаде температур охлаждающей жидкости.

Ламели 4 расположены с шагом 1,2-1,5 мм и выполнены методом листовой штамповки из алюминиевой фольги толщиной 0,06-0,09 мм. Указанные шаг и толщина исходной фольги обеспечивают оптимальные аэродинамические и теплотехнические характеристики радиатора, равномерно распределяя тепловую нагрузку по всей теплообменной части и минимизируя возникающие при нагреве и остывании тепловые нагрузки. Пластическая деформация исходной плоской заготовки в процессе листовой штамповки ламели 4 образует отбортовку 7 по контуру пробитого отверстия, что увеличивает площадь контакта ламели 4 и трубки 3, улучшая теплотехнические характеристики радиатора.

Трубки 3 расположены в ламелях 4 в шахматном порядке в два ряда и зафиксированы посредством дорнования их полостей. Указанное расположение трубок 3 также способствует равномерному нагреву/охлаждению всей теплообменной части радиатора, а значит снижает возникающие при тепловых деформациях нагрузки и увеличивает срок службы радиатора. Донья 5 надежно закреплены на коллекторах 1, 2 путем вальцовки (загиба на 90 градусов) зубчатых краев 8 доньев 5.

По меньшей мере один из коллекторов 1, 2 снабжен универсальной резьбовой заглушкой 9 для температурного датчика. Заглушка 9 так же, как и коллекторы 1, 2, выполнена из термостойкого стеклонаполненного полиамида, что уравнивает их тепловое расширение, исключая возможность образования трещин и негерметичностей в течение всего срока эксплуатации радиатора. За счет выполненного в центральной части шестигранного отверстия, в зависимости от комплектации автомобиля, заглушка 9 может удаляться с помощью соответствующего ключа.

Для монтажа кожуха вентилятора охлаждения (диффузора) на каждом коллекторе 1, 2 заодно с ним выполнен по меньшей мере и один Г-образный фиксатор 10 с двумя наклонными направляющими 11. Направляющие 11 выполнены в виде треугольных выступов, обеспечивающих плавное перемещение и дальнейшую фиксацию кожуха. Предлагаемая конструкция обеспечивает возможность легкого монтажа и демонтажа кожуха, при этом снижая вероятность поломки при замене вентилятора, а значит повышая срок службы радиатора. При этом выполнение фиксаторов 10 и направляющих 11 из термостойкого стеклонаполненного полиамида заодно с коллекторами 1, 2 обеспечивает необходимую гибкость и прочность, а также исключает возникновение тепловых нагрузок в местах соединения элементов.

Таким образом, благодаря суммарному осуществлению предлагаемой совокупности отличительных признаков (сочетанию конструктивных особенностей, геометрии и выбранных материалов) значительно повышается долговечность радиатора в целом, причем эффект увеличения срока службы от одновременного осуществления всех признаков превышает ожидаемый суммарных эффект от них, взятых по отдельности.

1. Радиатор системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащий впускной и выпускной коллекторы из термостойкого стеклонаполненного полиамида с доньями из листовой стали с антикоррозийным покрытием, в которых закреплены концы алюминиевых трубок, зафиксированных посредством дорнования полостей трубок в шахматном порядке в два ряда в ламелях, расположенных с шагом 1,2-1,5 мм и выполненных методом листовой штамповки из алюминиевой фольги толщиной 0,06-0,09 мм с образованием отбортовки, причем донья закреплены на коллекторах путем вальцовки зубчатых краев доньев, а коллекторы снабжены по меньшей мере одной резьбовой заглушкой из термостойкого стеклонаполненного полиамида для температурного датчика и Г-образными фиксаторами с наклонными направляющими для монтажа кожуха вентилятора охлаждения, расположенными по меньшей мере по одному на каждом коллекторе и выполненными заодно с ним.

2. Радиатор по п. 1, отличающийся тем, что между коллекторами и доньями расположены уплотнительные прокладки из этиленпропиленового каучука.

3. Радиатор по п. 1, отличающийся тем, что трубки закреплены в доньях посредством развальцовки.