[发明专利]一种发动机用冷却器及其换热单元的数量计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷却器，具体涉及一种发动机用冷却器及其换热单元的数量计算方法。

背景技术

在发动机上需要用到冷却器的地方很多，比如废气再循环中冷、进气中冷等等；由于发动机结构越来越紧凑，给中冷器所预留的空间越来越小，需要提高冷却效率，充分利用现有的空间；现有的冷却器冷却效率不够，而且根据不同的冷却需求，需要开发相应规格的冷却器，导致开发成本和生产成本相对较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷却效率高、成本低、生产工艺简单的发动机用冷却器及其换热单元数计算方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是，一种发动机用冷却器：包括被冷却流体进口、冷却液出口、多个换热单元、冷却器壳体、被冷却流体出口和冷却液进口；所述冷却器壳体为长方体结构；所述被冷却流体进口和被冷却流体出口分别设置于冷却器壳体左、右两端；所述冷却液出口和冷却液进口设置于冷却器壳体上；

所述换热单元固定设置于冷却器壳体内，为两端开口的中空长板状结构，板面平行于冷却器壳体的上、下表面，一端开口与被冷却流体进口连接，另一端开口与被冷却流体出口连接；

所述换热单元包括换热单元壳体和多个换热单元翼片；换热单元翼片为波浪型的长板状，两条长侧边分别固定于换热单元壳体的上、下板面；所述多个换热单元翼片规则地、等间距地排布于换热单元壳体内。

作为优选，所述冷却液进口和冷却液出口还通过冷却液旁通管连接，冷却液旁通管上还安装有冷却液旁通阀。

作为优选，所述冷却液进口和冷却液出口分别设置于冷却器壳体的对角线两端位置。

作为优选，所述冷却液进口设置于靠近被冷却流体出口的一端，冷却液出口设置于靠近被冷却流体进口的一端。

作为优选，所述换热单元通过分流器与被冷却流体进口连接，通过集流器与被冷却流体出口连接。

作为优选，所述换热单元翼片的波浪形由相同半径的半圆弧交替连接组成。

一种发动机用冷却器的换热单元的数量计算方法，包括如下步骤：

第一步：计算出总换热量q；

q=m·∫T1T2CpdT]]>

式中：为被冷却流体质量流量，C_p为定压比热，T₁为目标冷却温度，T₂为被冷却流体进口温度，q为总换热量，T为换热温度；

第二步：计算出总换热面积S1；

S1=qukxΔtm]]>

式中：u为裕度系数，u＝1.05-1.18；Δtm为对数平均温差；k_x总热传导系数，根据冷却液和被冷却流体的材料取值，水-水、水-蒸汽：3000-5000，机油或液压油-水：400-1000，机油-机油：200-500；

第三步：总换热面积S₁除以换热单元与被冷却流体的接触面积S₂，得到换热单元的数量n，当n不为整数时直接用收尾法取整数；其中换热单元与被冷却流体的接触面积S₂为所有换热单元翼片表面积与换热单元壳体内表面积之和。

本发明的有益效果是：

(1)本发明换热单元翼片呈波浪形，增大了热换面积，提高了换热效率；