本發(fā)明屬于發(fā)動機冷卻系統(tǒng)技術領域，特別是指一種發(fā)動機散熱器。

背景技術：

據(jù)調查，全球50％以上的汽車發(fā)動機故障來源于冷卻系統(tǒng)。發(fā)動機在工作的時候會產(chǎn)生大量的熱，當發(fā)動機溫度過高之后，會導致它的效率降低，甚至是零件故障。汽車的冷卻系統(tǒng)通過發(fā)動機中的管道和通路進行液體的循環(huán)。當液體流經(jīng)高溫發(fā)動機時會吸收熱量，降低發(fā)動機的溫度，提供適當?shù)臏囟纫员ＷC發(fā)動機處于一個合適的運轉溫度。液體流過發(fā)動機后，轉而流向熱交換器(散熱器)，液體中的熱量通過熱交換器散發(fā)到空氣中。但汽車使用一段時間后，經(jīng)常出現(xiàn)油耗增加，水溫容易偏高，甚至報警“開鍋”，膨脹水壺模糊不清，看不清液位等問題，嚴重時發(fā)動機拉缸，尤其是柴油機車輛。導致此故障原因為汽車冷卻系統(tǒng)是閉式冷卻水熱交換工作系統(tǒng)，工作中不可避免產(chǎn)生的鐵銹、水垢等危害物質無法及時排到系統(tǒng)外，堵塞管道，引起散熱系統(tǒng)散熱不良，造成發(fā)動機過熱，熱效率降低，油耗增大；冷卻液主要成分為乙二醇，高溫氧化會產(chǎn)生酸性物質，導致PH降低，腐蝕發(fā)動機，長時間運行勢必影響發(fā)動機壽命和用戶價值。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)動機散熱器，以解決現(xiàn)冷卻系統(tǒng)在工作過程中產(chǎn)生的水垢等危害物質無法排出冷卻系統(tǒng)外及冷卻液腐蝕發(fā)動機的問題。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種散熱器，包括上水室、散熱芯體及下水室；所述上水室設置于所述散熱芯體的上部且與所述散熱芯體連通，所述下水室設置于所述散熱芯體的下部且與所述散熱芯體連通；

所述上水室包括三個腔室，分別為第一腔室、第二腔室及第三腔室；所述第二腔室與所述第三腔室不連通；在所述第一腔室上設置有散熱器加注口，所述散熱器加注口通過壓力蓋封閉；

在所述上水室上還設置有壓差傳感器，所述壓差傳感器與所述散熱器加注口相鄰設置；所述壓差傳感器包括第一壓力探頭和第二壓力探頭，均設置于第一腔室內(nèi)；

在所述上水室的側面靠頂部設置有發(fā)動機排氣水管接頭，所述發(fā)動機排氣水管接頭與所述第一腔室連通，且通過散熱器排氣水管與所述第三腔室連通；所述散熱器排氣水管的一端與所述第一腔室連通，另一端與所述第三腔室連通；

在所述上水室還包括冷卻系統(tǒng)排氣導管及泄壓導管，所述冷卻系統(tǒng)排氣導管的一端與所述散熱器加注口連通，所述冷卻系統(tǒng)排氣管的另一端向下；所述泄壓導管的一端與所述散熱器加注口連通，另一端與所述第二腔室連通；

在所述第一腔室內(nèi)設置有恒定芯體；所述第一壓力探頭設置于所述恒定芯體的外側，所述第二壓力探頭設置于所述恒定芯體的內(nèi)側；

發(fā)動機補水管接頭的一端與所述第二腔室連通，且所述發(fā)動機補水管接頭的位置高于發(fā)動機水套的最高點；

散熱器進水口布置于所述上水室下方，且與所述第三腔室連通；

在所述下水室上設置有散熱器排水閥。

所述上水室的底部內(nèi)腔呈錐形結構，自上而下，所述上水室的底部的內(nèi)腔的寬度逐漸減小。

在所述第二腔室內(nèi)設置有與所述發(fā)動機補水管接頭連通的發(fā)動機補水管導槽，所述發(fā)動機補水管導槽與所述第三腔室隔離；

在所述第三腔室內(nèi)設置有與所述散熱器進水口相連通的散熱器進水口導槽，所述散熱器進水口導槽與所述第二腔室隔離。

所述發(fā)動機補水管導槽設置于所述第二腔室的最低位置；所述散熱器進水口導槽設置于所述第三腔室的最高位置；所述第一腔室的最低位置高于所述第三腔室的最高位置；

所述散熱器進水口導槽的左側板與所述第三腔室的水平端面之間的夾角為30度；

所述散熱器進水口導槽的右側板與所述第三腔室的水平端面之間的夾角為60度。

所述第一腔室的容積與所述第二腔室的容積之和為冷卻系統(tǒng)總容積的20％-28％。

所述恒定芯體為圓錐管結構，上端的外徑小于下端的外徑；

所述恒定芯體自外向內(nèi)依次為M型高分子復合濾紙層、陰離子樹脂層及陽離子樹脂層；

所述陽離子樹脂層的體積為所述冷卻系統(tǒng)加注冷卻液總容積的千分之三至千分之四；

所述陰離子樹脂層的體積為所述陽離子樹脂層的體積的2倍。

在所述泄壓導管內(nèi)設置有泄壓閥。

在所述散熱器上還設置有最高刻度點和最低刻度點，所述恒定芯體的上端面低于所述最高刻度點，所述恒定芯體的下端面低于所述最低刻度點；

在所述散熱器上還包括左支撐板、右支撐板、左固定機構、右固定機構及下安裝軟墊；

所述左支撐板及所述右支撐板與所述散熱器固定連接；所述左固定機構固定于所述左支撐板上，所述右固定機構固定于所述右支撐板上；所述下安裝軟墊設置于所述下水室的殼體上。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明通過在上水室內(nèi)置三個腔室及一個恒定芯體，并且通過散熱芯體的作用，一方面通過一級物理吸收、隔離和二級、三級過濾時的化學作用。吸收冷卻系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的鐵銹、水垢、氣泡并反應處理鈣鎂離子、鐵離子、酸性離子等潛在威脅，維持冷卻液PH值恒定，為系統(tǒng)輸出清潔、安全的冷卻液，從而確保冷卻系統(tǒng)安全持久高效運行；另一方面具有優(yōu)秀的發(fā)動機水套、散熱器除氣、為發(fā)動機水套補水和冷卻系統(tǒng)提供膨脹空間功能，讓整車可以取消膨脹水壺，縮減復雜的水路，其技術大大降低整車故障率和用戶用車成本。

本技術方案實現(xiàn)水泡分離，提升冷卻系統(tǒng)散熱性能和規(guī)避氣蝕風險。

本技術方案通過在冷卻系統(tǒng)的源頭及冷卻過程的雙層管控，對外加注的和系統(tǒng)內(nèi)的冷卻液風險均得以處理，保證任何時候進入發(fā)動機的冷卻液都是清潔、安全的，全面維護冷卻系統(tǒng)和發(fā)動機。

本技術方案降低冷卻系統(tǒng)的重量及成本，在散熱器上水室的三個腔室設計，具有優(yōu)秀的發(fā)動機水套、散熱器除氣、為發(fā)動機水套補水和冷卻系統(tǒng)提供膨脹空間功能，整車原有的膨脹水壺可以取消、管路可以縮減，達到降低整車重量和制造成本的目的。

本技術方案提醒用戶及時更換維護:設有壓差傳感器,及時監(jiān)控水流壓力,當水阻達到設定值會及時提醒用戶更換散熱器,避免過早更換浪費或過晚更換影響系統(tǒng)的情況發(fā)生，提升用戶滿意度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明散熱器外觀示意圖；

圖2為本發(fā)明散熱器側視圖；

圖3為本發(fā)明散熱器外觀俯視圖；

圖4為本發(fā)明上水室分解圖；

圖5為本發(fā)明上水室內(nèi)部示意圖；

圖6為本發(fā)明冷卻液加注示意圖；

圖7為泄壓閥關閉狀態(tài)示意圖；

圖8為第一腔室放大圖；

圖9為散熱器內(nèi)腔水路工作示意圖；

圖10為泄壓閥開啟狀態(tài)示意圖；

圖11為恒定芯體剖面示意圖；

圖12為恒定芯體一級處理示意圖；

圖13為恒定芯體二級處理示意圖；

圖14為恒定芯體三級處理示意圖。

附圖標記說明

1上水室，2發(fā)動機排氣水管接頭，3冷卻系統(tǒng)排氣導管，4左支撐板，5左固定機構，6散熱芯體，7下水室，8散熱器出水口，9下安裝軟墊，10散熱器排水閥，11右支撐板，12右固定機構，13發(fā)動機補水管接頭，14散熱器進水口，15最低刻度，16最高刻度，17壓力蓋，18泄壓導管，19恒定芯體，20散熱器加注口，21泄壓閥，22壓差傳感器，23第一壓力探頭，24第二壓力探頭，101第一腔室，102第二腔室，103第三腔室，104發(fā)動機補水管導槽，105散熱器排氣水管，106散熱器進水口導槽，107連通管，108引流板，109散熱器進水口導槽左側板，110散熱器進水口導槽右側板，111水平端面，112壓力區(qū)，191M型高分子復合濾紙層，192陰離子樹脂層，193陽離子樹脂層，194第一支撐加強層，195第二支撐加強層，196第三支撐加強層。

具體實施方式

以下通過實施例來詳細說明本發(fā)明的技術方案，以下的實施例僅是示例性的，僅能用來解釋和說明本發(fā)明的技術方案，而不能解釋為是對本發(fā)明技術方案的限制。

本申請散熱器的作用：

除銹、除水垢：通過高分子復合濾紙層物理吸收冷卻系統(tǒng)中產(chǎn)生的鐵銹、水垢，避免發(fā)生堵塞管道現(xiàn)象，保證散熱性能高效率發(fā)揮，同時降低油耗。

排除潛在風險：通過陰陽離子交換化學作用，在形成鐵銹、水垢之前，去除冷卻液中的鈣鎂離子和鐵離子并形成系統(tǒng)所需的去離子水，避免后期形成鐵銹、水垢的潛在風險，使系統(tǒng)工作一直處于安全高性能運行狀態(tài)。

除酸：通過陰離子交換化學作用，置換掉乙二醇高溫氧化產(chǎn)生的酸性離子，使冷卻液PH值一直維持在理想范圍，避免冷卻液酸化腐蝕發(fā)動機水套，排除發(fā)動機拉缸的風險。

水泡分離，降噪并提升散熱性能：吸收排空氣過程中的高溫高壓氣泡，輸出平穩(wěn)的水流，杜絕氣泡爆破，降低噪音，提升冷卻系統(tǒng)可靠性和系統(tǒng)散熱性能，同時規(guī)避氣蝕風險。

風險最?。涸搭^管控，最初加注冷卻液，首先經(jīng)過散熱器上水室內(nèi)部的恒定芯體三級處理后再進入發(fā)動機工作，為發(fā)動機輸入清潔冷卻液，問題從源頭得以控制，將冷卻系統(tǒng)工作中的風險控制在最小范圍。

降重、降成本，提升用戶滿意度：散熱器上水室內(nèi)置三個腔室，具有優(yōu)秀的發(fā)動機水套、散熱器除氣、為發(fā)動機水套補水和冷卻系統(tǒng)提供膨脹空間功能，整車原有的膨脹水壺可以取消、管路可以縮減，達到降低整車重量和制造成本的目的。

本技術方案提醒用戶及時更換維護:設有壓差傳感器,及時監(jiān)控水流壓力,當水阻達到設定值會及時提醒用戶更換散熱器,避免過早更換浪費或過晚更換影響系統(tǒng)的情況發(fā)生，提升用戶滿意度。

本申請?zhí)峁┮环N散熱器如圖1至圖14所示；一種新型的散熱器，如圖1所示，上水室內(nèi)置三個腔室，通過一級物理吸收、隔離和二級、三級化學作用，吸收冷卻系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的鐵銹、水垢、氣泡并反應處理鈣鎂離子、鐵離子、酸性離子等潛在威脅，使冷卻液PH值維持在合適的恒定范圍，為系統(tǒng)輸出清潔、安全的冷卻液，以保證冷卻系統(tǒng)安全高效持久工作，并兼?zhèn)渑蛎浰畨厮泄δ堋?/p>

發(fā)動機排氣水管接頭2布置在散熱器的上水室1左側靠邊頂部位置，用于發(fā)動機系統(tǒng)除氣，內(nèi)部連通散熱器上水室的第一腔室101；冷卻系統(tǒng)排氣導管3方向垂直向下，固定在上水室1卡槽內(nèi)；冷卻液的最高刻度16和最低刻度15用于顯示整車冷卻液高度，提醒用戶注意加注量；泄壓導管18內(nèi)置泄壓閥21，連通上水室第二腔室102和散熱器加注口20；發(fā)動機補水管接頭13布置在散熱器上水室中部區(qū)域，內(nèi)部連通上水室的第二腔室102，與第三腔室103不能連通，其在整車的位置高度要高于發(fā)動機水套最高點；散熱器進水口14布置在上水室1右下方，與壓力蓋17分別布置在上水室兩端，內(nèi)部與上水室的第三腔室103連通，不能與上水室的第二腔室102不能連通。

在散熱器加注口的左側的所述上水室上設置有壓差傳感器22，所述壓差傳感器22與所述散熱器加注口20相鄰設置；所述壓差傳感器22包括第一壓力探頭23和第二壓力探頭24，均設置于第一腔室101內(nèi)。

發(fā)動機補水管接頭13在整車的位置高度要高于發(fā)動機水套最高點。

在散熱器上還包括左支撐板4、右支撐板11、左固定機構5、右固定機構12及下安裝軟墊9；在下水室上還設置有排熱器排水閥10。

所述左支撐板及所述右支撐板與所述散熱器固定連接；所述左固定機構固定于所述左支撐板上，所述右固定機構固定于所述右支撐板上；所述下安裝軟墊設置于所述下水室的殼體上。

如圖2所示，上水室1的內(nèi)腔的底部呈錐形結構，上肥下瘦，目的提升散熱芯體內(nèi)水流量，進而提升散熱器性能。上水室材料采用PP5聚丙烯復合材料，耐高溫且可以清晰看到內(nèi)部冷卻液水位高度。

上水室的內(nèi)部結構如圖4所示，散熱器上水室內(nèi)有三個腔室，第一腔室101內(nèi)置恒定芯體19；第二腔室102內(nèi)的發(fā)動機補水管導槽104與上水室外部的發(fā)動機補水管接頭13相連相通，且與第三腔室103隔離；第三腔室103內(nèi)的散熱器進水口導槽106與上水室外部的散熱器進水口14相連相通，與第二腔室102隔離。

如圖3所示，第一壓力探頭23設置于恒定芯體19的外側，第二壓力探頭24設置于恒定芯體19的內(nèi)側，第一壓力探頭用于監(jiān)控處理前冷卻液壓力，第二壓力探頭用于監(jiān)控經(jīng)過三級處理后冷卻液壓力，壓差傳感器會根據(jù)兩者的壓力差判斷水阻是否滿足冷卻系統(tǒng)要求，超標時便會反饋信號給ECU或儀表報警，提醒用戶及時更換散熱器。

在本申請中，第一壓力探頭的下端及第二壓力探頭的下端均應當?shù)陀诤愣ㄐ倔w設定的限位點，該設定的限位點靠近恒定芯體的軸向中部區(qū)域，確保監(jiān)控精確。

在本申請中，恒定芯體19的上端面水平高度要低于冷卻液的最高刻度F，恒定芯體的下端面水平高度要低于冷卻液的最低刻度L。

如圖5所示，第一腔室101與發(fā)動機排氣水管接頭2、散熱器加注口20、散熱器排氣水管105連通；冷卻液經(jīng)過第一腔室內(nèi)的恒定芯體三級處理后，通過連通管107進入第二腔室102；功用是處理新加注的冷卻液和冷卻系統(tǒng)工作循環(huán)的冷卻液中危害物質，以及隔離氣泡不進入第二腔室和第三腔室參與冷卻循環(huán)，并為冷卻系統(tǒng)除氣，確保冷卻系統(tǒng)安全高效運行。

第二腔室102與發(fā)動機補水管接頭13、第二腔室102的泄壓導管18連通；功用是為發(fā)動機補水和冷卻系統(tǒng)提供膨脹空間。

第三腔室103與散熱器進水口14、散熱器排氣水管105連通，散熱器排氣水管105一端連向散熱器進水口導槽106最高點，另一端沿著上水室的第二腔室102內(nèi)壁連通第一腔室101最高點；功用是為散熱器除氣和提供充足的水流量。

發(fā)動機排氣水管接頭2和散熱器排氣水管連通第一腔室的位置要布置在第一腔室內(nèi)最高處，且對角線布置，前者保證發(fā)動機和散熱器除氣效率，后者避免冷卻系統(tǒng)工作中發(fā)動機排氣水管接頭和散熱器排氣水管射出的帶氣泡高溫高壓水流直接沖擊恒定芯體，提升恒定芯體可靠性。

發(fā)動機補水管導槽104要布置在二腔室內(nèi)最低位置，確保補水效率。

散熱器排氣水管內(nèi)部與第二腔室不連通，一端與第三腔室連通，布置在散熱器進水口導槽最高點，另一端連通第一腔室最高點，保證優(yōu)秀的除氣效果。

第一腔室和第二腔室內(nèi)部容積之和必須控制在冷卻系統(tǒng)總容積的20％-28％以內(nèi)；第一腔室最低位置要高于第三腔室最高位置。

散熱器進水口導槽左側板109與水平端面111夾角30°，散熱器進水口導槽右側板110與水平端面111夾角60°，目的優(yōu)化第三腔室內(nèi)冷卻液進入散熱器芯體的水流分布，提升散熱性能。

如圖6所示，日常加注，只需打開壓力蓋，進行加注，冷卻液首先到達第一腔室區(qū)域(引流板為保護恒定芯體設計，避免加注時冷卻液直接強力沖擊恒定芯體)，經(jīng)過恒定芯體三級作用處理后到達第二腔室，再通過發(fā)動機補水管導槽到達發(fā)動機水套、第三腔室和整個散熱器，為冷卻系統(tǒng)輸送清潔又安全的冷卻液；泄壓導管內(nèi)的泄壓閥在沒有達到設定壓力前處于關閉狀態(tài)(如圖7所示)，當加注的冷卻液高過水位線時，在第二腔室的上方便會形成一個密封的壓力區(qū)112，空氣學原理設計，是為了保證第一腔室的冷卻液位一直高于恒定芯體上端面，使芯體的功效最大化；恒定芯體為類似圓錐結構設計，上小下大，目的也是提升芯體的表面積和功效，雙重保障；加注之后冷卻液高度要控制在散熱器上水室外壁的冷卻液的最高刻度F和最低刻度L之間。

如圖8所示為第一腔室放大圖所示，冷卻系統(tǒng)工作時，由散熱器第三腔室和發(fā)動機水套產(chǎn)生的帶氣泡高溫高壓冷卻液通過散熱器排氣水管接頭、發(fā)動機排氣水管接頭進入第一腔室區(qū)域后，首先經(jīng)過M型高分子復合濾紙層191，完成鐵銹、水垢吸收和氣泡隔離(阻止氣泡參與冷卻水循環(huán)，提高散熱性能)，再經(jīng)過陰離子樹脂層192，離子交換處理掉酸性離子，最后通過陽離子樹脂層193，離子交換處理掉冷卻液中的鈣離子、鎂離子、鐵離子等危害離子。經(jīng)過陰離子樹脂層、陽離子樹脂層兩步化學作用形成的氫氧離子和氫離子通過再反應形成對冷卻系統(tǒng)安全無害的去離子水，從而確保冷卻系統(tǒng)能安全持久高效運行；經(jīng)過第一腔室處理后的清潔又安全的冷卻液通過散熱器排氣水管進入第二腔室。

如圖8所示，泄壓導管泄壓閥在沒有達到設定壓力前處于關閉狀態(tài)(如圖7所示)，在第二腔室的上方會形成一個密封的壓力區(qū)，保證第一腔室的冷卻液位一直高于芯體上端面，使芯體的功效最大化。第二腔室內(nèi)清潔又安全的冷卻液通過發(fā)動機補水管導槽輸入給發(fā)動機水套，充滿后再通過散熱器進水口導槽進入第三腔室、散熱芯體進行循環(huán)熱交換，冷卻系統(tǒng)工作中散熱器第三腔室和發(fā)動機水套產(chǎn)生的帶氣泡高溫高壓冷卻液再進入第一腔室循環(huán)，確保冷卻系統(tǒng)安全高效持久工作。

為了保證散熱器上水室的第一腔室恒定芯體達到有效持久的處理效果，并使冷卻液PH值維持在恒定范圍內(nèi)，陽離子樹脂層的體積為冷卻系統(tǒng)加注冷卻液總容積的千分之三到千分之四，陰離子樹脂層必須為陽離子樹脂層體積的2倍。

泄壓導管內(nèi)的泄壓閥位置需低于壓力蓋17，當冷卻系統(tǒng)壓力達到設定值時，泄壓導管內(nèi)的泄壓閥和壓力蓋會依次開啟，第二腔室完成排氣泄壓工作。系統(tǒng)壓力降低后，泄壓導管內(nèi)的泄壓閥會再次關閉。

所述恒定芯體19為圓錐管結構，上端的外徑小于下端的外徑。

所述恒定芯體自外向內(nèi)依次為M型高分子復合濾紙層、陰離子樹脂層及陽離子樹脂層；在M型高分子復合濾紙層與所述陰離子樹脂層之間設置有第一支撐加強層194；在陰離子樹脂層與陽離子樹脂層之間設置有第二支撐加強層195；在陽離子樹脂層的內(nèi)表面設置有第三支撐加強層196。

恒定芯體的作用是：

一級作用，通過M型高分子復合濾紙層吸收鐵銹、水垢，并隔離氣泡。

二級作用，通過陰離子交換樹脂處理掉酸性離子等危害離子，并產(chǎn)生氫氧離子。

三級作用，通過陽離子交換樹脂處理掉鈣離子、鎂離子、鐵離子等危害離子，并產(chǎn)生氫離子。

OH^-+H⁺＝H₂O

冷卻液通過以上三級過后，危害物質已經(jīng)全部處理完，二級和三級作用中產(chǎn)生的氫氧離子和氫離子化學反應后會形成對冷卻系統(tǒng)安全無害的去離子水，確保冷卻系統(tǒng)能安全持久高效運行。

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的描述，應當指出，由于文字表達的有限性，而在客觀上存在無限的具體結構，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。