184377. lajstromszámú szabadalom • Motorhűtő
1 184 377 2 A találmány stabil vagy gépjárműmotorokhoz alkalmas olaj vagy vízhűtő, ahol a téglalap vagy ellipszis keresztmetszetű folyadékvezető csövekre ráerősített hőleadó lamellákon célszerűen elrendezett, többcélú elemi bordapár található. A gépjárművek területéről közismertek a vízhűtők, amelyeknél — téglalap vagy ellipszis keresztmetszetű—ún. laposcsövekre sűrűn elhelyezett lemezek, lamellák találhatók. Kevésbé közismertek, mert kevésbé láthatók!azonban a szóbanforgó hűtő szerkezeti részletei és azok a szempontok, amelyek alapján ilyen szerkezetet ki kell alakítani. A hűtők kialakításánál leglényegesebb, hogy igen kis befogadóméret mellett minél nagyobb motorteljesítménynek megfelelő hőmennyiséget vonjanak el, illetve adjanak át a környezetnek. A hűtőknek tehát nagy térfogategységre vonatkoztatott hőleadással kell rendelkezni, de elfogadható, a motor teljesítményének igen kis részét kitevőtventilációs teljesítmény mellett. Sok esetben azoban, különösen korszerű, gyors gépjárműmotoroknál, csak a menetsebességnek megfelelő levegősebesség áll rendelkezésére, mert a hűtőventilátor csak kis sebességeknél, illetve álló helyzetben van működésben. Ilyen esetben még lényegesebb szempont a hűtő légellenállása. A hűtők optimumszámítása alapján az derült ki, hogy minél vékonyabb anyagból készítik a lamellákat, annál nagyobb a térfogategységre eső hőleadás. Ezen a területen azonban a fejlesztés elérte a technikai minimumot, mert a bordák vékonyításának vannak szilárdsági korlátái. A hatékonyság növelésére ezért más utat kell keresni. Közismert, hogy a légellenállás turbulenssé, örvénylővé tétele növeli a hőátadási tulajdonságokat, ezért különböző örvényképző szerkezeteket alkalmaznak. Az ilyen szerkezetek azonban a bordás cső áramlási ellenállását is megnövelik. Meg kell tehát találni az optimális arányt a sima és az örvényképző lamellaszakaszok között. A hűtő kialakításánál ügyelni kell arra is, hogy a lamellák közötti hézagok egyenletesek legyenek, mert az egyenletes bordaosztás nem elsősorban esztétikai kérdés, hanem a légáramlás egyenletessége ezt feltétlenül megkívánja* Az egyenletes bordaosztás biztosítására távolságtartó füleket szoktak alkalmazni, de ezek nem vesznek részt a hőleadásban és ezek tervezésénél nem veszik figyelembe az áramlásra gyakorolt káros vagy jótékony hatásukat. Ezért általában két cső között a középvonalon helyezkednek el, ahol a borda a leghidegebb, tehát itt minimális a hőleadás. A hűtőszerkezet kialakításánál végül figyelembe kell venni a helyi áramlási képet, csövek mögötti kevésbé kihasznált területeket és az örvényképzőket a legalkalmasabb helyre kell elhelyezni. A találmány szerinti motorhűtő szerkezet fenti felismerések alapján, nagy térfogategységre eső hőleadást biztosít, viszonylag kis ellenállásnövelés árán, a lamellák átgondolt és optimális kialakítása útján. A találmány lényege abban van, hogy a motorhűtő lamelláin 90°-ban felhajlított többcélú elemi bordapárok vannak, amelyek egyrészt biztosítják a légáramtás turbulenssé tételét, másrészt maguk is részt vesznek a hőleadásban, hőleadó felületként működnek, mert a hőközlő csövekhez közel, két lapos cső által határolt mező középvonalához szimmetrikusan és megfelelő számban, kettő vagy több, helyezkednek el, végül de nem utolsó sorban biztosítják a lamellák közti távolságot is. A találmány szerinti elemi bordapárok optimális száma hőtechnikai és technológiai megfontolásokból úgy adódik, hogy az s sima, tehát bordázatlan és a bordázott, tehát m megszakított szakaszok aránya nagyobb az egységnél m Maguk az elemi bordapárok a turbulénciaképző funkciójukból kifolyólag és a levegő áramlás terelése céljából ívelt kialakításúak lehetnek, mégpedig úgy, hogy a 90°C-ban felhajlított és a levegőáramlási irányával lényegében párhuzamos elemi bordaárok íveltek és az ívekhez húzott érintő a levegő áramlásával a = 0 — 15° szöget zár be. A találmány szerinti elemi bordapárok alkalmazhatók egymás mögött elhelyezkedő, úgynevezett egyenes elrendezésű és sakktábla-szerűen elrendezett, eltolt csőelrendezésű autóhűtők esetében is. A találmány részletesen az ábrák alapján válik érthetővé. Az 1. ábra a szokásos lamellás motorhűtő elölnézeti képe. A 2. ábra a találmány szerinti eltolt csőelrendezésű motorhűtő lamelláinak felülnézeti képe. A 3. ábra a találmány szerinti egyenes csőelrendezésű lamellával felszerelt motorhűtő lamelláinak felülnézeti képe. A4, ábra egy lamella azon részének felülnézete, ahol az elemi bordázat majd el fog helyezkedni. Az 5. ábra az elemi bordapárok felülnézete, felhajlítás után. A 6. ábra az elemi bordapárok oldalnézete. A7. ábra a motorhűtő lamella két cső közötti szakasza felnagyítva, felülnézetben. Az 1. ábra a szokásos motorhűtő hosszmetszete, ahol megtalálható a hűtendő közeget, vizet vagy olajat vezető lapos 1 cső, a csőre merőlegesen ráfűzött vékony 2 lamellák. A hűtendő közeg a 1 csövön belül, a hűtőközeg pedig, pl. a levegő, a 2 lamellákra merőlegesen áramlik. A 2. ábra már a találmány szerint kialakított motorhűtő lamella egy részletének, egyik lehetséges kiviteli megoldásának, felülnézete. Az ábra egy eltolt csőelrtndezésű hűtőre vonatkozik. Az ábrán láthatók ismét a hűtőközeget vezetőlapos 1 csövek és azokra erősített 2 bordák. Acsövekközötti szakaszon láthatók a 3 elemi bordapárok. Két szomszédos esősor között az ábrán három elemi bordapár látható. Az elemi bordapárok a levegő-áramlás irányából nézve eg)-egy esősor mögött helyezkednek el. A3, ábrán egyenes elrendezésű 1 csövek esetében jól látható, hogy két-két szomszédos lapos cső által határolt 2 bordamezőn, a mező középvonalára szimmetrikusan kettő vagy több, a rajzon példaképpen három, 90-ban felhajlított turbulenciaképző és távolságtartó 3 elemi bordapár helyezkedik el. A 4—6. ábrák a 3 elemi bordapár elkészítésének technológiáját magyarázzák. A 4. ábrán láthatók azok az — a— b—c— szakaszok, amelyek mentén a lemez kivágása történik. Adél mentén történik az elemi boidapár 90-os felhajlítása; A felhajlítás után az 5. ábrán felülnézetben látható bordapár képződik. A 3 bordapár 4 széle kissé ívelt, az ívhez húzott érintőnek a levegő áramlás irányával bezárt szöge a= 0 — 15-ot tesz ki. A 6. ábrán a felhajlított egyik 3 elemi borda oldalnézeti képe szerepel. Itt a felhajlítás magassága a hűtőlamellák osztásának felel meg. A 7. ábrán a 2 lamella két 1 esősor közötti szakaszának felülnézeti képe látható felnagyítva. Az ábrán az s sima és az m bordázott mezők aránya példaképpen egyenlő az egységgel és ez az érték nem lehet kisebb mint egy. A rajzon látható végül az is, hogy a 1 hűtőcsöveksz szélességi mérete 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
