一种可用于大功率机车的管片式散热器的优化结构

技术领域

本发明涉及散热器技术领域，具体涉及一种可用于大功率机车的管片式散热器的优化结构。

背景技术

随着铁路货运重载、客运高速的需要,机车向单机、大功率发展,这就要求机车相关部件的性能更好。当内燃机车运用在环境恶劣(高温,风沙大,高原)条件下时, 对机车辅助系统提出了苛刻的要求。内燃机车冷却系统是内燃机车的重要组成部分,对内燃机车的经济性能和可靠性起着重要作用。机车冷却系统的主要功能在于通过各种换热措施,使机车柴油机的冷却水和机油保持在合适的温度范围内,使机车液力传动工作油保持在合适的温度范围,保证电传动机车电机绕组的温升在允许值以下。

散热器经历了近百年的发展，虽然散热器的性能有了质的提高，但是相对于发动机的进步来说，就滞后了许多。现在所用散热器的散热状态与理想状态还有不小差距，因此对散热器结构的优化非常必要，同时，如何优化也是一个非常重要的问题，散热器制造和选型时，不能只以一种因素为标准，必须统筹考虑各种因素，这样才能得到一个更加舒适的环境，减少不必要的浪费。所以，当前散热器的工作性能已经成为制约冷却系统发展的瓶颈，散热器的研究、开发和创新就成为了发展的重点。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了结构设计合理的一种可用于大功率机车的管片式散热器的优化结构。

本发明的技术方案如下：

一种可用于大功率机车的管片式散热器的优化结构，其特征在于，包括散热管束及套设在散热管束上的一组散热片，所述一组散热片相邻之间相互平行设置，所述散热片包括菱形开窗散热翅片及圆形开窗散热翅片，所述菱形开窗散热翅片与圆形开窗散热翅片在散热管束上交替设置。

所述的一种可用于大功率机车的管片式散热器的优化结构，其特征在于，所述菱形开窗散热翅片包括散热片主体，所述散热片主体上设有一组菱形开窗。

所述的一种可用于大功率机车的管片式散热器的优化结构，其特征在于，所述圆形开窗散热翅片包括散热片主体，所述散热片主体上一组圆形开窗。

所述的一种可用于大功率机车的管片式散热器的优化结构，其特征在于，所述散热片相邻之间的菱形开窗与圆形开窗位置相交错。

本发明的有益效果是：本发明结构简单，并且散热器的开窗设计使得制作成本大大的降底。同时对高温区和低温区的散热器翅片进行结构改进，对翅片进行一层开圆形窗一层开菱形窗进行交替叠加设计，使得大功率机车管片式散热器的整体散热效果大幅度的提升。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的菱形开窗与圆形开窗位置关系图；

图中：1-散热片，101-菱形开窗散热翅片，102-圆形开窗散热翅片，2-圆形开窗，3-菱形开窗，4-散热管束。

具体实施方式

以下结合说明书附图，对本发明作进一步描述。

如图1-2所示 ，一种可用于大功率机车的管片式散热器的优化结构，包括散热片1、菱形开窗散热翅片101、圆形开窗散热翅片102、圆形开窗2、菱形开窗3及散热管束4。

一种可用于大功率机车的管片式散热器的优化结构，该散热器应用于大功率机车的冷却系统上，用于冷却中冷器和机油热交换器，散热器由散热管束4和套在散热管束4上面的平行散热片1组成，散热管束4可以采用一个或多个，采用多个时散热管束4之间错位设置，并在散热片1上开有菱形或者圆形开窗结构。穿过散热器的介质有两种：冷却剂和冷却空气是两个独立的循环。冷却剂流过散热管束，铜管中的冷却剂吸收的热量通过管壁和散热片之间的热传导传递内部和外部热量。风扇通过吸入冷却空气，带走热量。散热器片1与散热管束4材料均为铜， 其中翅片结构为一层菱形开窗散热翅片101一层圆形开窗散热翅片102交替叠加，构成散热器。

菱形开窗散热翅片101包括散热片主体，所述散热片主体上设有一组菱形开窗3，所述圆形开窗散热翅片102包括散热片主体，所述散热片主体上一组圆形开窗2，所述散热片1相邻之间的菱形开窗3与圆形开窗2位置相交错。

散热器几何参数如表1所示，其中U为散热片长度，V1为高温部分散热片宽度，V2为低温部分散热片宽度，Lb是菱形开窗的长度，Ld是菱形开窗的宽度，Fp是翅片之间的距离，δ是翅片的厚度，Φ1为圆管直径，φ2为圆形开窗直径。

表1

为了说明散热器翅片开窗的散热效果比不开窗更好，我们在相同工况下对开窗和不开窗的进行计算来说明比较，计算结果表2所示。

表2

从图中可以清楚的看出开了菱形孔之后，散热器的散热性能有了明显的提高。

为了说明交错开圆形开窗和菱形开窗的散热量高于纯粹的开圆形开窗和菱形开窗，我们对着三种情况进行一个对比计算，计算结果表3所示。

表3

从表中可以清楚看出，只开菱形窗或者只开圆形窗在使用中的散热效果远远比不上交叉开菱形窗和圆形窗的散热效果。因为交叉开不同形状的窗户对冷却气流有更大的扰动作用，可以带走更多的热量。