[發(fā)明專利]用于發(fā)動(dòng)機(jī)高溫冷卻技術(shù)的氧化鋁有機(jī)納米流體

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810120194.3
• 申請(qǐng)日: 2008-07-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101323777A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘勛;俞小莉;彭小飛;夏立鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué);浙江銀輪機(jī)械股份有限公司
• 主分類號(hào): C09K5/20
• 分類號(hào): C09K5/20
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 張法高

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)高溫冷卻技術(shù)的氧化鋁有機(jī)納米流體。

背景技術(shù)

所謂高溫冷卻技術(shù)，是通過(guò)適當(dāng)提高冷卻液、潤(rùn)滑機(jī)油的工作溫度(冷卻液溫度可達(dá)120℃，潤(rùn)滑機(jī)油的溫度可達(dá)135℃)，一方面降低發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部冷卻通道中機(jī)體、缸蓋等受熱零部件向冷卻液和機(jī)油的散熱量，減少發(fā)動(dòng)機(jī)的熱損失，提高指示功率；另一方面，在水箱散熱器中，由于冷卻液(高溫介質(zhì))的溫度提高，使其與環(huán)境空氣(低溫介質(zhì))之間的溫差增大，從而提高了整個(gè)冷卻系統(tǒng)的散熱能力。發(fā)動(dòng)機(jī)采用高溫冷卻技術(shù)能滿足車輛節(jié)能、環(huán)保的需要，具有如下優(yōu)勢(shì)：

1、適當(dāng)提高了冷卻液和機(jī)油的溫度，降低了油-水溫差，降低了機(jī)油的散熱量，減少了發(fā)動(dòng)機(jī)的熱損失，提高了經(jīng)濟(jì)性；

2、高溫冷卻將適當(dāng)減少冷卻液帶走的熱量，這部分熱量中一部分轉(zhuǎn)化為有效功，從而增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的指示功率和指示熱效率；

3、冷卻液溫度的升高導(dǎo)致氣缸內(nèi)壁面溫度升高，提高了活塞與氣缸壁和其它各摩擦副之間的潤(rùn)滑油膜溫度，機(jī)油粘度適當(dāng)下降，油膜厚度適當(dāng)減薄，在滿足不出現(xiàn)半干摩擦的情況下，部件的機(jī)械阻力降低，燃油消耗量下降；

4、冷卻液溫度提高導(dǎo)致機(jī)體溫度升高，同時(shí)會(huì)使尾氣排放溫度升高，這對(duì)尾氣催化器的再生非常有利，促進(jìn)了尾氣凈化；

5、氣缸內(nèi)壁面溫度升高，能阻止氣缸內(nèi)二氧化硫與水蒸氣合成而生成酸性物質(zhì)，從而減少腐蝕性磨損，使發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械損失功率有所下降；

6、提高發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械效率，降低了有效油耗率；

7、冷卻液與環(huán)境空氣的溫差增加，提高了冷卻系統(tǒng)的整體散熱能力，可以縮小冷卻裝置尺寸和體積，以減小輔助功率和節(jié)約制造材料。

高溫冷卻方式對(duì)一些熱交換器的傳熱機(jī)制和結(jié)構(gòu)材料提出了新的挑戰(zhàn)。以機(jī)油冷卻器為例，在常規(guī)冷卻方式下，冷卻液(水)進(jìn)口溫度一般不超過(guò)90℃，機(jī)油進(jìn)口溫度不超過(guò)120℃，冷、熱介質(zhì)溫差接近30℃；但是在高溫冷卻方式下，冷卻液進(jìn)口溫度將達(dá)到120℃，機(jī)油進(jìn)口溫度將達(dá)到135℃左右，則冷、熱介質(zhì)溫差只有15℃左右，這會(huì)對(duì)油-水之間的換熱能力帶來(lái)不利影響。另外，在高溫冷卻系統(tǒng)中，如果繼續(xù)將普通水作為冷卻液，并保證在120℃溫度下不沸騰，則需采用封閉式加壓冷卻回路，回路內(nèi)冷卻液的壓力將高達(dá)0.27MPa，要求相關(guān)熱交換器，如水箱散熱器和水空中冷器等具有更高的耐壓能力，這無(wú)疑增加了整個(gè)系統(tǒng)的加工難度和可能存在的可靠性問(wèn)題。

現(xiàn)有高溫冷卻技術(shù)的冷卻液大多采用“乙二醇-水”型的防凍液，這種防凍液的沸點(diǎn)有限，需要在加壓狀態(tài)下才能達(dá)到120℃沸點(diǎn)的要求，并且導(dǎo)熱系數(shù)僅為冷卻水1/3，大大減弱了冷卻液的換熱能力；當(dāng)前開(kāi)發(fā)的以丙二醇為主要成分的冷卻液，同樣存在著導(dǎo)熱系數(shù)較低的問(wèn)題。高溫冷卻技術(shù)需要新型冷卻介質(zhì)來(lái)彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)高溫冷卻技術(shù)的氧化鋁有機(jī)納米流體。

用于發(fā)動(dòng)機(jī)高溫冷卻技術(shù)的氧化鋁有機(jī)納米流體是由體積百分比為1-5％的10nmγ-氧化鋁納米粒子、體積百分比為94-98％的基礎(chǔ)液體和體積百分比為1％的聚乙二醇分散劑經(jīng)超聲振動(dòng)均勻混合而成。

所述的基礎(chǔ)液體是由體積百分比為90％的丙二醇和體積百分比為10％的蒸餾水充分混合而成。分散劑為聚乙二醇400。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果：

1)在非加壓狀態(tài)下，冷卻液的沸點(diǎn)就可達(dá)到120℃，非加壓狀態(tài)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體及冷卻系統(tǒng)的可靠性將大有益處；

2)冷卻液的沸點(diǎn)高，不會(huì)因?yàn)檎舭l(fā)而加快冷卻液的消耗，能夠延長(zhǎng)冷卻液更換周期，同時(shí)具有較低的冰點(diǎn)(-55到-68℃)；

3)120℃時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)比基礎(chǔ)液體提高了7.7-18.9％，在機(jī)油冷卻器中的換熱系數(shù)比基礎(chǔ)液體提高了10.1-76.3％；

3)相對(duì)微米級(jí)添加劑的冷卻液，發(fā)生磨損、堵塞等不良現(xiàn)象的幾率大大減小，流動(dòng)阻力增幅較小，無(wú)需額外增加泵功率；

4)有機(jī)型基礎(chǔ)液體還具有良好的防腐蝕功能，不會(huì)出現(xiàn)水冷卻系統(tǒng)常見(jiàn)的電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象，也不會(huì)出現(xiàn)水垢和銹蝕現(xiàn)象。

附圖說(shuō)明

圖1為體積百分比為1-5％氧化鋁有機(jī)納米流體的沸點(diǎn)；

圖2為體積百分比為1-5％氧化鋁有機(jī)納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)；

圖3為體積百分比為1-5％氧化鋁有機(jī)納米流體在機(jī)油冷卻器中的換熱系數(shù)；

圖4為體積百分比為1-5％氧化鋁有機(jī)納米流體在機(jī)油冷卻器中的進(jìn)出口壓降。

具體實(shí)施方式