[發明專利]裝甲車用噴淋冷卻式多級引射系統

在審

• 申請號: 201810794226.1
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN108915845A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 張西龍;張永亮
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: F01P11/00
• 分類號: F01P11/00;F01P11/02;F01P11/14;F04F5/24
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 孟阿妮

裝甲車用噴淋冷卻式多級引射系統，屬于冷卻傳熱技術領域，同時涉及引射技術。該系統主要由空氣循環水路、水循環回路和控制系統等組成。在散熱器的前部安裝有噴頭，噴頭將冷卻水霧化成水珠后在多級引射器的驅動下，將散熱器中的熱量帶走。技術方案的要點是利用水蒸發吸熱的相變原理能夠增強散熱器的換熱能力，既取代了風扇的作用，也能夠降低尾氣的紅外特性。主要的用途是對裝甲車中的熱源部件進行散熱，并且通過密閉、隔熱的管道連接散熱系統中的各個部件，可以將散熱器放置于裝甲車中的任何部位。既能減小了動力艙的體積和重量，又能充分利用廢氣中的能量，從而提高了能源的利用率。

技術領域

本發明屬于冷卻傳熱技術領域，同時涉及引射技術。

背景技術

在中國和歐美等國家的裝甲車中的冷卻系統，大多數都是采用大功率的風扇對散熱器進行散熱，這樣就消耗了發動機中的大量能量，減少了發動機的有效功率。利用風扇冷卻的方式，不僅僅消耗了發動機10％以上的功率，還增加了裝甲車的體積和重量。因此，這種傳統的裝甲車輛散熱系統設計理念對車輛的設計和功率的提升均有一定的限制性。它不僅占據了裝甲車動力艙較大的空間和消耗了較多的能源，對動力艙高度的設計也具有不利的影響。目前，只有俄羅斯(以及前蘇聯)的裝甲車和坦克車中采用了引射式的冷卻系統，這種系統利用發動機的尾氣作為引射系統的“工作流體”，利用空氣作為引射系統的“引射流體”，不僅僅舍去了體型加大和消耗功率較大的風扇，還更加充分的利用了尾氣的能源。但是，這種引射式系統需要較大的引射系數，也就是說排氣管尾氣的流量不變時，對流經散熱器的引射流體(空氣)的流量有較大的需求，以滿足對散熱器散熱的要求。同時，引射器具有較低的效率，導致很難提高引射器的引射系數。

在設計風扇時，往往是根據發動機的額定功率或最大功率點所需風量進行設計的，而在越野工況和良好的路面工況下，發動機所需的散熱器是不同的。所以利用風扇進行散熱時，往往會導致發動機中的溫度過高或過低，不能在最佳的溫度點工作。在裝甲車輛的散熱系統中，過高的風扇轉速，會導致發動機的溫度過低，嚴重時會造成發動機拉缸的現象發生；過低的風扇轉速，會導致發動機中溫度的過高，從而使發動機的效率大大降低。

除此之外，裝甲車中排氣管中和散熱器中排出的溫度較高，使得裝甲車的紅外特性價差，在戰場中存在易于被發現和被攻擊的缺陷。因此，能夠較低和利用尾氣和散熱器中的溫度，對裝甲車在戰場上的適應能力有著很重要的意義。

針對上述缺陷，本發明提出了一種噴淋冷卻式多級引射系統。本發明取代了以風扇作為散熱部件，采用向散熱器噴淋冷卻水的多級引射系統，對提高能量的利用率，減小尾氣和散熱器高溫紅外特性以及動力艙空間和重量的減小具有重要的意義。

發明內容

針對于傳統的風扇冷卻系統中存在的問題，本發明提出了一種提高發動機能量利用效率、減小動力艙體積和重量、較小尾氣和散熱器排氣溫度的紅外特性的冷卻系統。

本發明所涉及的裝甲車用噴淋式多級引射系統主要包括：

(1)空氣循環回路。空氣循環回路主要由大氣、尾氣、多級(三級或三級以上)引射器、多級(三級或三級以上)中間冷卻器、散熱器等組成。裝甲車中排氣管的尾氣通過多級引射器將大氣中的冷卻空氣經過散熱器后抽出，并逐級增壓冷卻后排出大氣。在各級引射器之間還有中間冷卻器，它們將混合器中的可凝結蒸汽冷凝下來，回收利用。經過多級引射器和多級中間冷卻器的作用下，引射系統排向大氣中的混合氣體就變成了低溫的氣體，同時，絕大部分可凝結的蒸汽也凝結成水，回收至噴淋系統中。