让发动机焕发新活力 CUSCO机油冷却器即将上市

蒋剑雄

[摘 要]本文首先对机油冷却器的运行原理进行分析，然后对发动机润滑系统进行研究，对其建立热循环模型，其次使用特定的试验方法进一步确定冷却器散热量，再次通过以上的运行原理以及试验方法对板翘型发动机的机油冷却器进行有效的改进。为方便设计及开发发动机机油冷却器提出了科学、合理的方法。

[关键词]机油冷却器；发动机板翅式设计方法模拟分析

中图分类号：TK414 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）12-0104-01

这些年，我国发动机冷却器受到越来越多厂家和用户的喜爱，尤其是板翅式机油冷却器最受欢迎。现阶段对于机油冷却器的设计也初见成效，本文就结合冷却器的运行原理以及冷热器涉及的相关数据进行板翅式机油冷却器改进设计及开发，从理论和应用上进行了较为详细的阐述，为相关设计人员参考及借鉴。

一、机油冷却器的设计和应用

（一）机油冷却器的设计方法

本文研究的是板翅式机油冷却器，该冷却器的结构特征：由图一可以看出， 组成该油冷却器的基本冷却单元是翅片和芯片。翅片内部流体流动形式不同，根据不同的流动形式，在芯片内翅片有不同的布置，布置形式主要有以下几种。

（1）“H”型：具有相对较好的传热性能，但是压力损失有些大。

（2）“Z”型：其压力损失相对较小，传热功能较差。

（3）“X”型：其无论是传热性能还是压力损失情况均处于前两者之间。

板翅式冷却器的翅片情况决定其综合性能，我们必须重视翅片的设计。

在油和水热相互交换时，油侧决定着主要的热阻，在通常的情况下，使用强化传热翅片来进行油侧的设计，这样可以达到有效降低油侧热阻的目的，与此同时，也会大大消耗油侧的压力。所以，由以上叙述可知，此类型机油冷却器是存在一定弊端，其散热功能无法达到与压差同时进行改善，二者是相互矛盾，这也就要求在进行设计的时候，注意把握二者之间的平衡【1】。一般情况下，翅片使用的低碳钢，也存在使用不锈钢的情况。

（二）板翅式机油冷却器设计计算和分析

到现在为止，板翅式机油冷却器的设计计算公式还并未形成。某公司进行了大量试验，在巨大数据支持下，研究开发了设计油冷器的计算程序。该项程序的核心是校核计算。设计计算所需时间极短，一项新产品也仅仅在10分钟内就可以轻松完成。同样的计算使用功能人工进行，需要的时间大约在3小时左右。

图1、2、3分别是模拟计算出的油冷器温度场、压力场分布状况以及单元体的温度场情况。该模拟的油冷器中安装4个芯片，内部流体的呈现逆流的状况（图1），其进油的温度在100 ℃以上，进水时的温度在70℃左右，假设在油侧入口的流动速度是1 m/s，而水侧流速同油侧流速一样，经过图1的分析可以算出，其出油温度是 97.64℃、而出水温度是71.1℃，和试验数据相比差距不大。图二显示的是压场分布情况；图三显示的是单元体温度场分布情况。

二、板翅式机油冷却器设计步骤与实例

首先，确定机油冷却器的设计标准，了解主机厂机油冷却器工作的环境，确定所制造的机油冷却器需要满足的工作条件。其次，需要明确发动机上机油冷却器工作设置方式。最后，准确裁定芯子尺寸的大小。通过了解冷却器在发动机上允许的长宽高范围，应用如图一的程序，我们可以准确的算出冷却器的外形设计是否合理，并可以根据显示的数据在适当程度上对翅片的齿高和齿距进行调节，测试散热性能的高低以及是否满足最初的要求。

下面的表1和表2是一组对比数据，来源于某一个发动机机油冷却器设计的计算数据和试验结果。表一中我们所看到的目标值是从机油冷却器使用过程中得到的数据，反映的是发动机对于冷却器的性能要求，而其中显示的产品结构的相关数据则是通过计算得出来的，偏差一般不会超过百分之五，得出结构数据的主要依据是发动机允许空间的大小。表二则是对发动机机油冷却器性能实验结果的展示。如下面的测点三数据显示的实验结果与表一中所得到的数值十分接近，这样我们可以得知：设计计算出来的结果与性能实验所得出的结果可以满足最初设计的要求，适应发动机的需要。

结束语

本文主要是针对板翅式机油冷却器的应用原理进行详细阐述，为冷却器设计人员提供相关数据参考。

参考文献

[1] 朱兴龙，夏云晴，魏孝斌，刁国虎.一种机油冷却器自动组片的单目视觉检测[J].中国制造业信息化，2009，11：64-67.