Радиатор системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания

(51) МПК 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(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Радиатор системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащий верхний и нижний бачки и расположенную между ними сердцевину, состоящую из трубок и охлаждающих пластин или лент, отличающийся тем, что содержит направляющий кожух, Фиг. 1 16808 1 2013.02.28 выполненный в виде усеченного конуса, охлаждающие пластины или ленты установлены под углом относительно горизонтальной плоскости с возможностью формирования наклонных вверх или вниз каналов для циркуляции охлаждающего воздуха, при этом охлаждающие пластины или ленты со стороны входа и со стороны выхода потока охлаждающего воздуха выполнены с горизонтальными участками. 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 с поверхностями охлаждения трубчато-пластинчатого и трубчато-ленточного типов. Трубчато-пластинчатые радиаторы применяются там, где требуется высокая механическая прочность сердцевины. Трубчато-ленточные радиаторы имеют несколько меньшую механическую прочность, но сравнительно более высокую тепловую эффективность и лучшую технологичность. Оба типа поверхностей охлаждения имеют в основе тонкостенные трубки плоскоовального сечения - шовные или цельнотянутые, обеспечивающие низкое аэродинамическое сопротивление и хорошую морозостойкость радиаторов 1. Известен радиатор 2, 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 охлаждающего воздуха,имеющих извилистую форму, турбулизации потока охлаждающего воздуха, 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(прототипом) является радиатор системы охлаждения двигателя 3. Указанный радиатор содержит верхний и нижний бачки, расположенную между ними сердцевину, состоящую из трубок и гофрированных по высоте и глубине сердцевины лент, образующих извилистые каналы для охлаждающего воздуха. Недостатком данного радиатора является неравномерность теплоотдачи по глубине сердцевины радиатора, а также повышенное аэродинамическое сопротивление проходу охлаждающего воздуха через сердцевину из-за наличия множества наклонных участков, что влечет за собой необходимость дополнительных затрат мощности двигателя на привод вентилятора. Задачей предлагаемого изобретения является повышение тепловой эффективности радиатора системы охлаждения, поддержание стабильного температурного режима двигателя внутреннего сгорания, создание возможности увеличивать теплоотдачу от радиатора при росте количества теплоты, поступающей в систему охлаждения. Задача решается за счет того, что радиатор системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащий верхний и нижний бачки и расположенную между ними сердцевину, состоящую из трубок и охлаждающих пластин или лент, содержит направляющий кожух, выполненный в виде усеченного конуса, охлаждающие пластины или ленты установлены под углом относительно горизонтальной плоскости с возможностью формирования наклонных вверх или вниз каналов для циркуляции охлаждающего воздуха, при этом охлаждающие пластины или ленты со стороны входа и со стороны выхода потока охлаждающего воздуха выполнены с горизонтальными участками. На фиг. 1 представлен радиатор системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания,вид сзади, на фиг. 2 - вид сбоку. На фиг. 3 изображен увеличенный разрез сердцевины ра 2 16808 1 2013.02.28 диатора с наклонными пластинами или лентами, на фиг. 4 - увеличенный разрез сердцевины радиатора с наклонными пластинами или лентами с участками на входе и выходе,выполненными горизонтально. На фиг. 5 представлен радиатор, расположенный под углом относительно горизонтальной плоскости. Предлагаемый радиатор системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания включает в себя верхний бачок 1, сердцевину 3, нижний бачок 2 и направляющий кожух 4. Радиатор системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом. При работе двигателя внутреннего сгорания из верхнего бачка 1 к нижнему бачку 2 через сердцевину 3 радиатора поступает охлаждаемая жидкость, несущая теплоту от нагретых частей двигателя. При этом через каналы в сердцевине, образованные установленными под углом относительно горизонтальной плоскости пластинами или лентами, принудительно циркулирует охлаждающий воздух, который посредством контакта с поверхностями каналов отнимает часть теплоты и уносит ее в окружающее пространство через направляющий кожух 4. Принудительная циркуляция охлаждающего воздуха через сердцевину 3 и направляющий кожух 4 радиатора обусловлена вращением осевого вентилятора (на фигурах не показан). Исполнение сердцевины 3 радиатора с лентами или пластинами, установленными под угломотносительно горизонтальной плоскости, вынуждает охлаждающий воздух двигаться по наклонной поверхности каналов, а следовательно, находиться в них больший промежуток времени, что приводит к увеличению количества теплоты, воспринятой охлаждающим воздухом. Таким образом, интенсивность теплообмена является функцией времени контакта потока охлаждающего воздуха с поверхностью охлаждения, скорости потока охлаждающего воздуха в каналах сердцевины, высоты и направления наклона ленты или пластины, определяется углом наклона , и ее можно представить уравнением где- количество теплоты, поступающей в единицу объема охлаждающего воздуха в единицу времени, кДж/с- плотность охлаждающего воздуха, кг/м 2- количество охлаждающего воздуха, поступающего через серцевину радиатора, м 3- теплоемкость охлаждающего воздуха, кДж/(кгК)- температура, К- время, с- скорость потока охлаждающего воздуха, м/с- ускорение свободного падения, м/с 2- высота, м,при этом знак - имеет место для потока с наклоном канала вверх и знак- с наклоном канала вниз. Высота подъема пластины или ленты характеризуется размероми углом , величины которых устанавливаются исходя из условия наибольшей теплоотдачи при наименьшем аэродинамическом сопротивлении. Компоновка радиатора под углом относительно горизонтальной плоскости позволяет при классической схеме сердцевины с горизонтальными пластинами или лентами интенсифицировать теплоотдачу охлаждающему воздуху за счет увеличения времени контакта с поверхностями каналов и повысить эффективность системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания. 3 16808 1 2013.02.28 Исполнение наклонных пластин или лент с горизонтальными участками на входе потока охлаждающего воздуха и выходе, величина которых соответствует Б/2, позволяет формировать строго направленные потоки охлаждающего воздуха, при этом переход от горизонтальной направленности к наклонной способствует турбулизации потока охлаждающего воздуха, что приводит к росту интенсивности теплоотдачи. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5