Радиатор жидкостной системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 26803 А 1 СПУБЛИК 09 1 РЗ/18, Р 28 Р 1/ ЗОБРЕТЕНИ ОПИСА АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) РАДИАТОР ЖИДКОСТНОЙ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Изобретение позволяет повысить технологичность сборки и обслуживания радиатора. Радиатор содержит верхний и нижний бачки 1 и 2, соединенные между собой установленными в ряд с зазорами4 пло ски-А4 Ю)иг Г ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР скоовальными трубками 8, и сфериче- .е охлаждающие элементы 15, размещенные в зазорах между трубками 8 внутри объема, образованного передней и задней перфорированными .стенками, боковыми стойками 11 и 12, нижним бачком 2 и нажимной пластиной 16, Последняя выполнена с прорезями для трубок 8, установлена с возможностью перемещения вдоль трубок 8 и нагружена силовыми пружинами 18. Сферические элементы 15, плотно уложенные при сборке радиатора и поджатые нажимной пластиной 16, контактируют с наружной поверхностью трубок 8 и между собой, обеспечивая эффективное рассеивание тепла, При необходимости ремонта или очисткирадиатора он легко разбирается и производятся необходимые работы, очистка, после чего /) радиатор собирают вновь, 3 з, и. ф-лы, 4 ил,Изобретение относится к машиностроению и предназначено для использования в транспортных средствах, например автомобилях, тракторах и комбайнах, а также других машинах, оборудованных двигателями внутреннего сгорания (ДВС) с жидкостным охлаждением,Известен радиатор жидкостной системы охлаждения ДВС, содержащий верхний и нижний бачки, между которыми расположены ряды параллельных охлаждающих трубок с размещенными на их длине сферическими элементами, которые омываются атмосферным воздухом при работе теплообменника,Недостатками аналога. представляющего собой устройство для нагрева (охлаждения) атмосферного воздуха, являются высокая трудоемкость и низкая технологичность изготовления устройства, связанная с необходимостью выполнения в каждом сферическом охлаждающем элементе отверстия с точным допуском и посадки элементов на всей высоте трубки теплообменника, Кроме этого, наличие на трубках, внутри которых течет вода, внешних сферических элементов из стали или латуни затрудняет обслуживание и ремонт устройства в эксплуатации в случае коррозии трубок и появления течи жидкости,Наиболее близким к изобретению является радиатор (теплообменник) жидкостного охлаждения, содержащий ряды параллельно расположенных охлаждающих трубок с водой, размещенных между коллекторами-сборниками, причем снаружи каждая трубка на большей части своей длины снабжена наполнителем (оребрение) из сферических элементов из теплопроводного металла, спеченных термически между собой и поверхностью. трубок.Однако и данное устройство характеризуется низкой степенью технологичности и высокой трудоемкостью изготовления сферических охлаждающих элементов из металлического порошка, термическое спекание их с трубками и между собой. Кроме этого, слой наполнителя, где он расположен на трубке, делает ее непригодной для обслуживания и ремонта течей по стенке трубки в эксплуатации,Цель изобретения - повышение технологичности сборки и обслуживания водяного радиатора,Цель достигается тем, что радиатор жидкостной системы охлаждения ДВС, содержащий закрепленные на боковых стойках верхний и нижний бачки, соединенные между собой при помощи установленных в ряд с зазором плоскоовальных трубок. и20 25плоскими гранями, причем указанными гра 30 35 лаждающие элементы радиатора 5 10 40 45 50 55 сферические охлаждающие элементы, размещенные в зазорах между трубками, снабжен передней и задней перфорированными стенками, подвижной нажимной пластиной и силовыми пружинами, причем передняя и задняя перфорированные стенки установлены соответственно перед и за плоско- овальными трубками и прикреплены к боковым стойкам, нажимная пластина снабжена прорезями для плоскоовальных трубок и размещена между перфорированными стенками и боковыми стойками над охлаждающими элементами с возможностью перемещения вдоль плоскоовальных трубок, а силовые пружины прикреплены неподвижным концом к боковым стойкам, а подвижным - к нажимной пластине,В целях увеличения площади теплового контакта сферических элементов с поверхностью плоскоовальной или цилиндрической трубки радиатора каждый охлаждающий элемент снаружи выполнен с парными диаметрально размещенными нями элементы под действием нажимной пластины контактируют между собой и с наружной поверхностью трубки радиатора.При изготовлении плоскоовальных трубок радиатора из тонкостенной латунной ленты свертными каждая трубка выполнена с полусферическими углублениями на наружной поверхности стенок, с которыми по части шара контактируют сферические охДля снижения материалоемкости сферических охлаждающих элементов радиатора сердцевину каждого из них изготавливают вспененной из алюминия,меди или полистирола, а наружную поверхность сферического элемента покрывают сплошным слоем легко деформируемого материала (металла) или сплава, например, алюминия или меди,Сферические охлаждающие элементы изготавливаются из легко деформируемого металла (алюминия, меди и других сплавов) методом холодного выдавливания, нагартовки или литья, и в межтрубном пространстве радиатора, ограниченном концевыми пластинами сердцевины, боковыми стойками и перфорированными стенками, размещены засыпкой. В верхней части сердцевина радиатора снабжена новой деталью - подвижной нажимной пластиной, - одетой на плоскоовальные трубки с зазором для свободного перемещения вдоль них, и которая под действием усилия от вновь примененных в радиаторе двух или четырех спиральных пружин, закрепленных однимконцом на боковых стойках радиатора, воздействует на верхний слой сферических элементов, создает в объеме между нимирасклинивающий эффект и тем самым обеспечивает прижатие сферических элементов к наружной поверхности трубок и между собой,Таким образом, сферические охлаждающие элементы, размещенные в межтрубном пространстве радиатора под действием нажимной пластины обеспечивают тепловой контакт между поверхностью нагретой трубки, внутри которой движется горячая вода двигателя, и поверхностью сферического элемента, а также между самими охлаждающими элементами, способствуя эффективной передаче тепла от трубок через сферические элементы в просасываемый через радиатор атмосферный воздух.Технология сборки радиатора включаетизвестное (например, клеевое с сушкой) соединение трубок с нижней концевой пластиной сердцевины, ее установку на нижнем бачке, монтаж боковых стоек, перфорированных стенок, засыпку в межтрубное пространство до заданного уровнясферических элементов, их уплотнение навибростенде, досы пку ,при необходимости), установку на верхний слой засыпки нажимной пластины и закрепление в ее отверстиях подвижных концов силовых пружин, а неподвижных - на боковых стойках радиатора. После этого на верхние концы плоскоовальных трубок монтируют вторую концевую пластину сердцевины и соединение герметизируют клеем, производят сушку и после закрепления верхнего бачка радиатор устанавливают на машину,Высокая степень технологичности сборки радиатора в промышленности достигается использованием альтернативной технологии, выявленной при исследовании модельного образца водяного радиатора, посредством которой в первую очередь собирают сердцевину из плоскоовальных трубок, с установкой на трубки нажимнойпластины и двух неподвижных концевых пластин, герметизируют трубки в местахрасположения концевых пластин и подвергают сушке сердцевину, Собранный узел проверяют на герметичность и затем на него монтируют боковые стойки, верхний и нижний бачки, детали подвески радиатора на машине и одну из перфорированных Стенок.Через открытую часть радиатора при его горизонтальном положении в межтрубное пространство при фиксированном расположении нажимной пластины в боковых стойках засыпают сферические охлаждаю 10 15 20 25 30 40 45 50 55 Наличие на сферическом элементе плоских граней лишь незначительно увеличивает трудоемкость изготовления многоручьевого штампа для холодного выдавливания сферических элементов из алюминия, меди и других сплавов, не оказывая никакого отрицательного эффекта на щие элементы. В этом положении радиаторустанавливают на вибростенд и элементыв засыпке подвергают уплотнению в зазорах между трубками, При понижении уровнязасыпки оператор досыпает часть сферических элементов до требуемой высоты, послечего на боковые стойки закрепляет верхнюю перфорированную стенку и монтируетсиловые пружины, неподвижные концы которых соединяет с боковыми стойками, аподвижные - с нажимной пластиной,После оценки качества сборки и приемки собранный. радиатор устанавливают намашину известным способом.Предложенный радиатор жидкостнойсистемы ДВС обладает и более совершенной технологичностью обслуживания в эксплуатации, благодаря которой дляустранения течи трубок требуется толькоснять радиатор с машины, демонтировать силовые пружины, снять одну из перфорированных стенок и ссыпать часть сферическихэлементов в отдельную емкость. После этого легко герметизируют плоскоовальнуютрубку известным способом, например, пайкой мягким припоем, засыпают в межтрубное пространство сферические элементы изтехнологической емкости и радиатор собирают в обратной последовательности. а затем монтируют на машину.Как следует из изложенного, при сборкепредложенного радиатора по требованиютехнологии нет необходимости применениявысокотемпературного нагрева трубок, сферических элементов и высоких давлений дляполучения теплового контакта охлаждающих элементов с наружной поверхностьютрубки и между собой,Для увеличения площади тепловогоконтакта с трубкой сферические элементыснабжают снаружи парными плоскими гранями, размещенными на шаре диаметрально, причем указанными гранямиохлаждающие элементы радиатора под воздействием усилия нажимной пластины, нагруженной силовыми пружинами,контактируют с боковыми поверхностямитрубок и между собой, улучшая тем самымпередачу тепла от нагретых трубок радиатора в атмосферный воздух, просасываемыйчерез сердцевину с помощью вентиляторасистемы охлаждения.50 55 собираемость водяного радиатора и его обслуживание при эксплуатации машины.При изготовлении плоскоовальной трубки радиатора свертной из тонкостенной ленты, например латуни или меди, на поверхности ленты до свертывания ее в трубку штампуют полусферические углубления, которые на трубке обращены внутрь.С углублениями на боковых стенках трубки контактируют внешние насыпные сферические элементы, не имеющие в этом варианте исполнения на своей наружной поверхности плоских граней.На фиг. 1 приведен предложенный радиатор с насыпными сферическими элементами в зазорах между трубками, общий вид; на фиг. 2 - сферические элементы с плоскими гранями на наружной поверхности, общий вид; на фиг. 3 - форма контакта сферических элементов с трубкой радиатора, снабженной полусферическими углублениями на боковых поверхностях; на фиг. 4 -сферические элементы с пористой сердцевиной (наполнителем) и сплошным слоем металла на наружной поверхности, общий вис,.Радиатор содержит верхний и нижний бачки 1 и 2 с заливной горловиной 3 и пробкой 4, отводящий патрубок 5 и сливную пробку 6, сердцевину 7 с рядами трубок 8 и двумя концевыми пластинами 9 и 10, боковые. стойки 11 и 12 с передней и задней перфорированными стенками 13 и 14, воздушное пространство, между которыми заполнено насыпными сферическими теплопроводящими элементами 15. контактирующими с наружной поверхностью трубок 8 и между собой, На верхнем слое элементов 15 размещена нажимная пластина 16, имеющая зазоры 17 в отверстиях для прохода трубок 8 и нагруженная усилием пружин 18, подвижные концы которых закреплены в отверстиях 19 нажимной пластины 16, а неподвижные - с кронштейнами 20 боковых стоек 11 и 12 радиатора.Радиатор собирают следующим образом.С нижней концевой пластиной 10 сердцевины 7 соединяют трубки 8, после чего монтируют боковые стойки 11 и 12 и на них перфорированные стенки 13 и 14. В пространство между трубками 8, открытое сверху, засыпают сферические элементы 15 до заданной высоты трубок 8. В такой комплектации сердцевину 7 ставят на вибростенд . (не показан) и, встряхивая ее в течение 2 - 3 мин, получают уплотненную засыпку охлаждающих элементов между трубками 8. Затем на верхний слой элементов 15 укладывают нажимную пластину 16, наруж 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ные концы которой с отверстиями 19 пропускают через окна в боковых стойках 11 и 12, и соединяют с пружинами 18, которые предварительно закреплены на боковых стойках, На трубки 8 монтируют верхнюю концевую пластину 9 сердцевины 7. После герметизации трубок 8 в пластинах 9 и 10 и боковых стоек в местах выхода нажимной пластины 16 устанавливают бачки 1 и 2 и закрепляют их герметично на боковых стойках 11 и 12, а также на концевых пластинах 9 и 10.После проверки радиатора на герметичность известным способом его устанавливают на автомобиль,Описанная последовательность приемов (технология) сборки радиатора может быть упрощена, если на промышленном предприятии сначала выполнять сборку сердцевины, В этом случае трубки 8 посредством клея герметизируют в концевых пластинах 9 и 10, между которыми на указанных трубках располагают нажимную пластину 16. После сушки клеевых соединений и проверки их герметичности на сердцевину 7 монтируют боковые стойки 11 и 12, бачки 1 и 2 и одну из перфорированных стенок, например 14, которую закрепляют на боковых стойках 11 и 12 радиатора, при этом нажимную пластину 16 фиксируют по высоте расположения в отверстиях боковых стоек,Затем при горизонтальном положении собираемого узла через открытую сердцевину 7 в зазоры между трубками 8 засыпают сферические охлаждающие элементы 15 до заданной высоты. В этой комплектации узел устанавливают на вибростенд, где насыпная масса элементов 15 уплотняется в объеме сердцевины, При необходимости досыпают в сердцевину 7 часть сферических элементов 15, устанавливают на боковые стойки 11 и 12 переднюю перфорированную стенку 13, закрепляют силовые пружины 18 на стойках 11 и 12 и в отверстиях 19 нажимной пластины 16, Проверяют герметичность в соединениях бачков 1 и 2 и после доукомплектования деталями подвески радиатор монтируют на машину. Радиатор работает следующим образом,Горячая вода из двигателя с температурой 85-90 С поступает в верхний бачок 1 и после него течет по трубкам 8. Проходя в радиаторе, жидкость отдает тепло на стенки трубок, которое воспринимают сферические охлаждающие элементы, контактирующие с трубками 8 и между собой. Полученное тепло сферические элементы 15, омываемые потоком воздуха от вентилятора двигателя, рассеивают в атмосферу, обеспечивая приработе машины заданный температурныйрежим в системе охлаждения ДВС.В случае течи трубок 8 в эксплуатациииз-за коррозии или механического повреждения из радиатора сливают воду, после 5чего снимают его с машины, демонтируютсиловые пружины 18, отсоединяют от боковых стоек одну из перфорированных стенок,например 14, ссыпают часть охлаждающихэлементов 15 в чистую технологическую емкость и герметизируют пайкой место течи втрубке или в трубках, Затем в сердцевину иземкости засыпают охлаждающие элементы15, монтируют ранее снятую перфорированную стенку 14 на боковые стойки 11 и 12, 15закрепляют силовые пружины 18 на боковых стойках 11 и 12 и нажимной пластине1 б. Отремонтированный радиатор устанавливают на машину, заливают в систему охлаждения воду или "антифриз-Тосол" 20(зимой), после чего запускают двигатель вработу,Обслуживание и очистку поверхностейсферических элементов 15 и трубок 8 призасорении их в эксплуатации производят 25известным способом, например струей теплой воды из брантспойта, не демонтируярадиатор с автомобиля.Применение в жидкостной системе охлаждения ДВС радиатора с отьемными сферическими элементами, размещенными врядах между трубками сердцевины радиатора, засыпкой и обеспечением тепловогоконтакта охлаждающих элементов с наружной поверхностью трубок и между собой 35посредством нажимной пластины, контактирующей с верхним слоем сферическихэлементов, на которую воздействует усилиеот силовых пружин, расклинивающих.сферические элементы в обьеме между 40трубками сердцевины, обеспечивает снижение трудоемкости изготовления радиатораза счет повышения технологичности сборкиузла и улучшения обслуживания радиатора .при эксплуатации машины с двигателем 45 внутреннего сгорания, что способствует, снижению затрат и улучшению экологических характеристик при изготовлении радиатора в промышленности и совершенствованию эксплуатационных качеств автомобиля или трактора.Формула изобретения 1. Радиатор жидкостной системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания. содержащий закрепленные на боковых стойках верхний и нижний бачки, соединенные между собой при помощи установленных в ряд с зазором плоскоовальных трубок, и сферические охлаждающие элементы, размещенные в зазорах между трубками, отл ича ющийсятем,что,с целью повышения технологичности сборки и обслуживания, он снабжен передней и задней перфорированными стенками, нажимной пластиной и силовыми пружинами, причем передняя и задняя перфорированные стенки установлены соответственно перед и за плоскоовальными трубками и прикреплены к боковым стойкам, нажимная пластина снабжена прорезями для плоскоовальных. трубок и размещена в пространстве между перфорированными стенками и боковыми стойками над сферическими охлаждающими элементами с возможностью перемещения вдоль плоскоовальных трубок, а силовые пружины прикреплены неподвижным концом к боковым стойкам и подвижным - к нажимной пластине.2. Радиатор по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что каждый сферический элемент вы-, полненн с парными диаметрально размещенными плоскими гранями.3. Радиатор по п.1, отл ича ю щи йс я тем, что каждая плоскоовальная трубка выполнена с полусферическими углублениями на наружной поверхности стенок,4, Радиатор по пп,. 1-3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что внутренняя часть каждого сферического охлаждающего элемента выполнена в виде пористого наполнителя.1726803 Кравцова едакто ррект лемеш Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина,акаэ 126 ВНИИ Составитель . И. АгафоновТехред М.Моргентал Тираж ПодписноеГосударственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5