Радиатор системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ РАДИАТОР СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Якубович Анатолий Иванович Тарасенко Виктор Евгеньевич Стасилевич Андрей Григорьевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Радиатор системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащий верхний и нижний бачки, расположенную между ними сердцевину, состоящую из трубок, отличающийся тем, что трубки имеют цилиндрическую форму и выполнены из алюминиевого сплава с наружным и внутренним оребрением, установлены в трубных досках перпендикулярно фронтальной поверхности радиатора с возможностью циркуляции потока воздуха 13930 1 2010.12.30 по внутренним отверстиям трубок, а охлаждаемой жидкости - из верхнего бачка к нижнему бачку по каналам между наружными ребрами трубок, причем внутреннее оребрение каждой трубки выполнено в виде установленной в ее внутреннем отверстии витой пружины, шаг которой пропорционален скорости потока теплоносителя и определен из выражения,2 где- шаг витой пружины, м- расход теплоносителя, м 3/ч- площадь проходного сечения трубки по теплоносителю, м 2. Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения, в частности к радиаторам систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания, и может найти применение при компоновке моторного отсека мобильных транспортных средств. Широко известны радиаторы 1, 2, состоящие из верхнего и нижнего бачков коробчатой формы, трубопроводов для подвода охлаждаемой жидкости, трубчатой сердцевины,состоящей из нескольких рядов вертикальных круглых или плоскоовальных латунных трубок и охлаждающих ребер в виде горизонтальных пластин из латунной ленты. Недостатком указанных радиаторов является то, что при необходимости повышения теплопередачи от поверхности охлаждения требуются дополнительные затраты энергии на привод вентиляторной установки для увеличения объема воздушного потока, продуваемого через сердцевину, либо увеличение теплопередачи достигается за счет увеличения поверхности охлаждения радиатора, что снижает эффективность работы системы охлаждения двигателя. Неравномерность теплопередачи по глубине сердцевины таких радиаторов также является существенным недостатком. Известен радиатор 3, содержащий верхний и нижний бачки, расположенную между бачками сердцевину из трубок, по которым протекает охлаждаемая жидкость, и извилистых каналов из пористого металла для охлаждающего воздуха. Увеличение теплопередачи при этом достигается за счет минимального теплового сопротивления между пористым металлом и стенками трубок, увеличения длины каналов для воздуха, имеющих извилистую форму, турбулизации воздушного потока, продуваемого через сердцевину, а также за счет возможности регулирования пористости металла сердцевины. Существенным недостатком указанного радиатора является ограниченность его применения по причине большой трудоемкости работ, связанных с устранением засоряемости сердцевины. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению(прототип) является радиатор системы охлаждения двигателя 4. Указанный радиатор содержит верхний и нижний бачки, расположенную между ними сердцевину, состоящую из трубок и гофрированных лент. Последние образуют наклонные извилистые каналы для охлаждающего воздуха. Недостатком данного радиатора является низкая эффективность теплопередачи, а также неравномерность теплопередачи по глубине сердцевины. Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности теплопередачи от поверхности охлаждения радиатора системы охлаждения. Задача решается за счет того, что в радиаторе системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащем верхний и нижний бачки, расположенную между ними сердцевину, состоящую из трубок, трубки имеют цилиндрическую форму и выполнены из алюминиевого сплава с наружным и внутренним оребрением, установлены в трубных досках перпендикулярно фронтальной поверхности радиатора с возможностью циркуляции потока воздуха по внутренним отверстиям трубок, а охлаждаемой жидкости - из верхнего бачка к нижнему бачку по каналам между наружными ребрами трубок, причем 2 13930 1 2010.12.30 внутреннее оребрение каждой трубки выполнено в виде установленной в ее внутреннем отверстии витой пружины, шаг которой пропорционален скорости потока теплоносителя и определен из выражения,2 где- шаг витой пружины, м- расход теплоносителя, м 3/ч- площадь проходного сечения трубки по теплоносителю, м 2. На фиг. 1 представлен радиатор системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания вид спереди, на фиг. 2 - вид сбоку. На фиг. 3 изображен разрез трубки радиатора двигателя внутреннего сгорания с наружным и внутренним оребрением, на фиг. 4 - вид трубки с наружным и внутренним оребрением сбоку. На фиг. 5 представлен разрез трубки радиатора с установленной во внутреннем отверстии витой пружиной и наружным оребрением, на фиг. 6 - вид этой трубки сбоку. Предлагаемый радиатор системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания включает в себя верхний бачок 1 и нижний бачок 2, между которыми в трубных досках 3 установлены трубки 4, образующие трубчатую сердцевину радиатора, посредством которой осуществляется сообщение между бачками. Радиатор системы охлаждения предусматривает наличие элементов крепления для монтажа его в моторном отсеке (на схемах не показаны). Радиатор работает следующим образом. При работе двигателя внутреннего сгорания в верхний бачок 1 радиатора непрерывно поступает охлаждаемая жидкость с первоначальной температурой, а вентиляторная установка нагнетает потоки воздуха, которые циркулируют через сердцевину радиатора. Из верхнего бачка радиатора охлаждаемая жидкость устремляется в каналы, образованные наружным оребрением трубок 4, которые крепятся в трубных досках 3 сердцевины. При движении воздушного теплоносителя вдоль внутреннего оребрения трубки, а жидкостного - вдоль наружного оребрения (движение теплоносителей в сердцевине радиатора осуществляется в перекрестных направлениях) происходит теплопередача от охлаждаемой жидкости потоку воздуха посредством стенки трубки. При этом внутреннее и наружное оребрение трубок способствует турбулизации потоков теплоносителей, что значительно повышает интенсивность теплопередачи. Существенная турбулизация при движении потока воздуха по внутреннему оребрению трубки достигается благодаря расположению оребренной поверхности под углом относительно направления движения потока воздуха,что повышает интенсивность теплопередачи. Пройдя по каналам сердцевины, образованным наружным оребрением трубок, охлаждаемая жидкость поступает в нижний бачок радиатора 2 уже с температурой на порядок ниже первоначальной. Исполнение внутреннего оребрения трубок в виде винтовой поверхности вынуждает часть теплоносителя, контактирующую с этой поверхностью, двигаться по удлиненной траектории, что повышает теплопередачу от более нагретого теплоносителя к более холодному. Таким образом, повышение эффективности теплопередачи от поверхности охлаждения радиатора достигается благодаря расположению трубок сердцевины перпендикулярно фронтальной поверхности радиатора с возможностью циркуляции по ним потока воздуха,наружному и внутреннему оребрению алюминиевой трубки, расположению внутренней оребренной поверхности трубки под углом относительно направления движения потока воздуха, а также возможности установки во внутреннем отверстии трубки турбулизирующей пружины, шаг которой пропорционален скорости потока теплоносителя и определен из выражения где- шаг витой пружины, м- расход теплоносителя, м 3/ч- площадь проходного сечения трубки по теплоносителю, м 2. Источники информации Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.