CN203856565U - 一种基于相变流体/水的发动机冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于相变流体/水的发动机冷却系统，包括发动机和冷却水冷却系统，冷却水冷却系统包括第一泵、第一调节阀和换热器，第一泵分别与第一调节阀和换热器相连通，发动机的机体上设置有冷却水入口，发动机的机体与缸套之间设置有冷却腔，冷却水入口与冷却腔相连通，发动机的缸盖上设置有冷却水出口，第一调节阀与冷却水入口相连通，冷却水出口与换热器相连通，特点是设置有相变流体冷却系统，相变流体冷却系统包括第二泵和第二调节阀，冷却腔内固定设置有螺旋状的冷却管，第二泵分别与第二调节阀和换热器相连通，第二调节阀与冷却管的进口相连通，冷却管的出口与换热器相连通；优点是大大节省冷却介质的循环流量，减少泵耗，具有节能效果；同时，相变流体在发动机内以相变潜热形式吸收热量，由于相变材料的温度区间较窄，使得发动机缸体的温度更均匀。
Description
技术领域
本实用新型涉及发动机的冷却系统，尤其涉及一种基于相变流体/水的发动机冷却系统。
背景技术
目前，大功率的发动机冷却系统大多以水作为冷却介质，水温基本在70—90℃，由于在该温度区间内冷却水在输送过程中不发生相变，输送的热量为显热，热量存储密度低，所以，在一定的温差下冷却水单位体积流体所能 “携带”的热量非常有限。这对于大功率发动机以及其它输送热量需求很高的场合，所需的冷却水流量非常大，这不仅造成整个冷却系统庞大，而且需要消耗大量的输送泵功。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可节省冷却介质的流量、减少泵耗的基于相变流体/水的发动机冷却系统。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于相变流体/水的发动机冷却系统，包括发动机、冷却水冷却系统和相变流体冷却系统，所述的冷却水冷却系统包括第一泵、第一调节阀和换热器，所述的第一泵分别与所述的第一调节阀和所述的换热器相连通，所述的发动机的机体上设置有冷却水入口，所述的发动机的机体与缸套之间设置有冷却腔，所述的冷却水入口与所述的冷却腔相连通，所述的发动机的缸盖上设置有冷却水出口，所述的第一调节阀与所述的冷却水入口相连通，所述的冷却水出口与所述的换热器相连通，所述的相变流体冷却系统包括第二泵和第二调节阀，所述的冷却腔内固定设置有螺旋状的用于通入相变流体的冷却管，所述的第二泵分别与所述的第二调节阀和所述的换热器相连通，所述的第二调节阀与所述的冷却管的进口相连通，所述的冷却管的出口与所述的换热器相连通。
所述的第二调节阀为比例调节阀，所述的冷却管的出口处设置有温度控制器，所述的温度控制器控制所述的比例调节阀，当流出冷却管出口的相变流体的温度仍处于相变区间内时，温度控制器可控制比例调节阀的开度，调小相变流体冷却系统内相变流体的流量，使流出冷却管的相变流体的温度高于相变区间的最高温度，从而最大限度地利用相变流体的相变潜热。
所述的冷却腔的温度区间为70～90℃。
所述的冷却管悬空设置在所述的冷却腔中或贴在所述的缸套的外壁上，当冷却管贴在缸套的外壁上时，对发动机的冷却效果更好。
所述的换热器为管壳式换热器，所述的管壳式换热器中设置有两条相互独立的换热管道分别用于冷却水的冷却和相变流体的冷却。
所述的相变流体冷却系统中所使用的相变流体为相变石蜡微乳液、相变石蜡微胶囊悬浮液或其它相变温度区间在70～90℃的相变流体。
所述的相变流体冷却系统中设置有储液箱，所述的储液箱通过泄放阀连接在所述的冷却管的出口与所述的换热器之间，当检修发动机时，可回收相变流体冷却系统中的相变流体。
所述的一种基于相变流体/水的发动机冷却系统，设置有膨胀箱，所述的膨胀箱内设置有分隔板将膨胀箱分成两个内腔，所述的膨胀箱中的内腔分别与所述的第一调节阀、所述的第二调节阀一一对应相连通，当冷却系统中的冷却液（冷却水和相变流体）加热膨胀后，可释放到膨胀箱中。
与现有技术相比，本实用新型的优点是由于设置有相变流体冷却系统，即在发动机中通入相变流体作为冷却介质，在发动机相同热流密度下，由于相变流体的载热密度大，可大大节省冷却介质的循环流量，减少泵耗，具有节能效果；同时，相变流体在发动机内以相变潜热形式吸收热量，由于相变材料的温度区间较窄，使得发动机缸体的温度更均；又由于冷却水冷却系统和相变流体冷却系统为两个独立控制的冷却支系统，其调节控制灵活方便，检修方便；此外，由于将冷却管设置在位于发动机的机体与缸套之间的冷却腔中，工作时，冷却管浸泡在通入发动机的冷却水中，利用了发动机内的冷却水加热相变流体使其发生相变吸收大量潜热，与纯利用相变流体进行冷却相比，避免了相变流体颗粒附着在发动机缸套的壁面上而影响缸套的传热，从而防止发动机过热而产生危险，同时也降低了发动机的冷却成本。
附图说明
图1为本实用新型的连接结构示意图；
图2为本实用新型的发动机内的冷却结构简图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图所示，一种基于相变流体/水的发动机冷却系统，包括发动机1、冷却水冷却系统、相变流体冷却系统和膨胀箱9，冷却水冷却系统包括第一泵2、第一调节阀3和换热器4，第一泵2分别通过管道与第一调节阀3和换热器4相连通，发动机1的机体11上设置有冷却水入口12，发动机的机体11与缸套17之间设置有冷却腔13，冷却水入口12与冷却腔13相连通，发动机1的缸盖14上设置有冷却水出口15，第一调节阀3与冷却水入口12通过管道相连通，冷却水出口15与换热器4通过管道相连通，相变流体冷却系统包括第二泵5、比例调节阀6、温度控制器7和储液箱8，冷却腔13内固定设置有螺旋状的冷却管16，冷却管16悬空固定设置在冷却腔13中，第二泵5分别通过管道与比例调节阀6和换热器4相连通，比例调节阀6通过管道与冷却管16的进口161相连通，冷却管16的出口162通过管道与换热器4相连通，温度控制器7连接在冷却管16的出口162处，温度控制器7控制比例调节阀6，储液箱8通过泄放阀81连接在冷却管16的出口162与换热器4之间，膨胀箱9内设置有分隔板91将膨胀箱9分成两个内腔，膨胀箱9中的内腔分别通过管道与第一调节阀3、比例调节阀6一一对应相连通。
上述实施例中，当该发动机冷却系统在工作时，控制冷却腔13的温度在70～90℃的区间内，相变流体冷却系统中所使用的相变流体为相变石蜡微乳液或相变石蜡微胶囊悬浮液或其它相变温度区间在70～90℃的相变流体；冷却管16还可贴在缸套17的外壁上，使发动机的获得更好的冷却效果。
所述的换热器为管壳式换热器，所述的管壳式换热器中设置有两条相互独立的换热管道分别用于冷却水的冷却和相变流体的冷却。
Claims (8)
1.一种基于相变流体/水的发动机冷却系统，包括发动机和冷却水冷却系统，所述的冷却水冷却系统包括第一泵、第一调节阀和换热器，所述的第一泵分别与所述的第一调节阀和所述的换热器相连通，所述的发动机的机体上设置有冷却水入口，所述的发动机的机体与缸套之间设置有冷却腔，所述的冷却水入口与所述的冷却腔相连通，所述的发动机的缸盖上设置有冷却水出口，所述的第一调节阀与所述的冷却水入口相连通，所述的冷却水出口与所述的换热器相连通，其特征在于设置有相变流体冷却系统，所述的相变流体冷却系统包括第二泵和第二调节阀，所述的冷却腔内固定设置有螺旋状的用于通入相变流体的冷却管，所述的第二泵分别与所述的第二调节阀和所述的换热器相连通，所述的第二调节阀与所述的冷却管的进口相连通，所述的冷却管的出口与所述的换热器相连通。
2.如权利要求1所述的一种基于相变流体/水的发动机冷却系统，其特征在于所述的第二调节阀为比例调节阀，所述的冷却管的出口处设置有温度控制器，所述的温度控制器控制所述的比例调节阀。
3.如权利要求1所述的一种基于相变流体/水的发动机冷却系统，其特征在于所述的冷却腔的温度区间为70～90℃。
4.如权利要求1所述的一种基于相变流体/水的发动机冷却系统，其特征在于所述的冷却管悬空设置在所述的冷却腔中或贴在所述的缸套的外壁上。
5.如权利要求1所述的一种基于相变流体/水的发动机冷却系统，其特征在于所述的换热器为管壳式换热器，所述的管壳式换热器中设置有两条相互独立的换热管道分别用于冷却水的冷却和相变流体的冷却。
6.如权利要求1所述的一种基于相变流体/水的发动机冷却系统，其特征在于所述的相变流体冷却系统中所使用的相变流体为相变石蜡微乳液或相变石蜡微胶囊悬浮液。
7.如权利要求1所述的一种基于相变流体/水的发动机冷却系统，其特征在于所述的相变流体冷却系统中设置有储液箱，所述的储液箱通过泄放阀连接在所述的冷却管的出口与所述的换热器之间。
8.如权利要求1所述的一种基于相变流体/水的发动机冷却系统，其特征在于设置有膨胀箱，所述的膨胀箱内设置有分隔板将膨胀箱分成两个内腔，所述的膨胀箱中的内腔分别与所述的第一调节阀、所述的第二调节阀一一对应相连通。
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