一种汽车防腐蚀冷却系统

1.本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种汽车防腐蚀冷却系统。


背景技术：

2.随着我国制造业的蓬勃发展，机动车保有量急剧上升，截止到2021年底，我国机动车保有量达3.95亿辆。因此随着汽车保有量的增多，汽车的防腐蚀问题越来越受到人们的关注。汽车在使用过程中冷却系统性能好坏关乎汽车使用寿命，而冷却系统中起核心作用的部件便是散热器，其性能的好坏直接影响汽车散热效果。某公司的散热器在投入使用一段时间后，经常发生腐蚀性泄露，对汽车的动力性、经济性和可靠性产生很大影响，经研究表明，对散热器产生腐蚀的主要原因与冷却液中氯离子的浓度以及ph值有很大关系，比如氯离子浓度过大、ph值过高或者过底都有可能加快散热器本身的腐蚀速度，因此如何通过处理冷却液来有效减缓散热器的腐蚀是急需解决的问题。


技术实现要素：

3.为了克服上述技术问题，本发明提供一种汽车防腐蚀冷却系统，具体方案如下：
4.一种汽车防腐蚀冷却系统，包括用于对冷却液进行散热的散热器，所述散热器包括第一箱体、第二箱体，所述第一箱体、第二箱体通过多根毛细管连接，所述毛细管上设有翅片；所述第一箱体上还设有进液管；所述第二箱体上设有出液管，所述出液管上设有净化组件，所述净化组件包括外壳，所述外壳内被隔板分为过滤通道以及旁通通道，所述过滤通道内依次设有活性炭过滤层以及用于置换冷却液中氯离子的离子交换树脂层；所述出液管内还设有ph检测计，出液管外设有存储箱，所述存储箱内被隔板分为存储酸液的酸液区以及储存碱液的碱液区，所述酸液区的底部设有第一出口，所述第一出口通过第一连接管与所述出液管连接，所述第一连接管上设有酸液计量泵，所述碱液区的底部设有第二出口，所述第二出口通过第二连接管与出液管连接，所述第二连接管上设有碱液计量泵；所述ph检测计、酸液计量泵以及碱液计量泵均电性连接至控制器。
5.基于上述，所述出液管内还设有与所述控制器电性连接的氯离子传感器
6.基于上述，出液管内位于所述净化组件的两端分别设有与所述控制器电性连接的第一流量传感器、第二流量传感器。
7.基于上述，所述旁通通道的横截面积占所述外壳的横截面积的二分之一。
8.基于上述，所述离子交换树脂层的材质为d201树脂。
9.基于上述，所述第一箱体上设有进液口、泄压阀，所述第二箱体上设有出液口，所述出液口处设有阀门。
10.基于上述，所述酸液为浓度为20％的稀硫酸溶液，所述碱液为浓度为40％的氢氧化钠溶液。
11.基于上述，所述冷却液包括乙二醇、水，所述冷却液的含量为30％-70％。
12.基于上述，所述控制器上设有报警器。
13.本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本发明具有以下优点：
14.1、本发明所提供的防腐蚀冷却系统，通过“过滤”和“调节”两种方式协同配合，“过滤”即通过除去冷却液中的氯离子和部分杂质来减缓腐蚀速度；“调节”即通过对冷却液的ph进行调节，使其处于一个合适范围，以此来降低散热器本身的腐蚀速率，提高冷却系统的工作性能并能延长汽车本身的使用寿命，具有结构设计简单、巧妙，实用性强的特点。
15.2、本发明中，通过在出液管内位于所述净化组件的两端分别设有与所述控制器电性连接的第一流量传感器、第二流量传感器，此结构设计可以对过滤组件是否发生堵塞进行实时监控，确保冷却系统正常运行。
附图说明
16.图1是本发明的整体结构示意图。
17.图2是本发明中净化组件的结构示意图。
18.图中：1.散热器；1-1.第一箱体；1-2.第二箱体；1-3.连接管；1-4.进液口；1-5.泄压阀；1-6.翅片；1-8.出液口；1-9.阀门；2.进液管；3.出液管；4.净化组件；4-1.外壳；4-2.隔板；4-3.活性炭过滤层；4-4.离子交换树脂层；5.第一流量传感器；6.ph检测计；7.第二流量传感器；8.氯离子浓度传感器；9.存储箱；9-1.酸液区；9-2.碱液区；9-5.第一连接管；9-6.酸液计量泵；9-7.第二连接管；9-8.碱液计量泵；10.控制器。
具体实施方式
19.下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进步的详细描述。
20.实施例
21.如图1-2所示，本发明提供一种汽车防腐蚀冷却系统，包括用于对冷却液进行散热的散热器1，所述散热器1包括第一箱体1-1、第二箱体1-2，所述第一箱体1-1、第二箱体1-2通过多根毛细管1-3连接，所述毛细管1-3上设有翅片1-6；所述第一箱体1-1上还设有进液管2；所述第二箱体1-2上设有出液管3，所述出液管3上设有净化组件4，所述净化组件4包括外壳4-1，所述外壳4-1内被隔板4-2分为过滤通道以及旁通通道，所述过滤通道内依次设有活性炭过滤层4-3以及用于置换冷却液中氯离子的离子交换树脂层4-4；所述出液管3内还设有ph检测计6，出液管3外设有存储箱9，所述存储箱9内被隔板4-2分为存储酸液的酸液区9-1以及储存碱液的碱液区9-2，所述酸液区9-1的底部设有第一出口，所述第一出口通过第一连接管9-5与所述出液管3连接，所述第一连接管9-5上设有酸液计量泵9-6，所述碱液区9-2的底部设有第二出口，所述第二出口通过第二连接管9-7与出液管3连接，所述第二连接管9-7上设有碱液计量泵9-8；所述ph检测计6、酸液计量泵9-6以及碱液计量泵9-8均电性连接至控制器10。
22.为便于对冷却液中氯离子的浓度进行监测，上述出液管3内还设有与所述控制器10电性连接的氯离子浓度传感器8
23.考虑到净化组件4可能会发生堵塞现象，出液管3内位于所述净化组件4的两端分别设有与所述控制器10电性连接的第一流量传感器5、第二流量传感器7。
24.上述旁通通道结构设计主要是确定其截面大小，此处基于流体力学综合分析来设
计旁通通道截面大小，具体分析如下：
25.湍流模型采用标准占湍流模型，湍流动能方程和扩散方程如式(1)和式(2)所示：
[0026][0027]
式(1)中：δtw为冷却液在发动机运转时循环时温度的变化，δtw的范围是6℃～12℃，δtw＝10℃；γw是水的密度，一般情况下，γw＝1000kg/m3；cw是水的比热，单位是kj/kg.℃，一般情况下，cw＝4.187
[0028]
1实际冷却水循环量
[0029]
公式为：
[0030]va
＝1.2 vw＝1.2
×
0.00196＝0.002352m3/s 式(2)
[0031]
由于在欧拉模型中，各相被视为互穿连续体，因此需要体积分数表示各相在控制体中占有的空间。
[0032]
第q相占的体积定义为：
[0033][0034]
其中，所有相体积分数总和为1:
[0035][0036]
因此，第q相在控制体中的有效密度换算为：
[0037][0038]
同样，运用牛顿第二定律，写出控制体中第q相的动量变化：动量随时间变化率+流体通过控制体表面导致的动量变化量＝控制体中该相受力。
[0039][0040]
根据旁通通道设计原理以及流体力学综合分析，故而旁通通道面积设计为管道截面积二分之一时，在确保有效通过流体时，还不会影响冷却系统循环。
[0041]
需要说明的是，上述离子交换树脂层4-4的材质为d201树脂。该树脂具有受温度影响小、化学性质稳定、机械强度高、抗污能力大、以及反复利用率高等优点，适合在恶劣环境下使用，因此离子交换树脂层4-4中选择d201型树脂。
[0042]
另外，当d201树脂在完成吸附任务后，就不能继续用于吸附氯离子，这时需要进行树脂的再生。离子交换树脂的再生是一个复杂的过程，再生浓度、流速和时间等都会影响再生的效果，因此我们可以将离子树脂装置拆卸下来，然后在外部特定装置内完成树脂的再生。这样我们可以通过更换离子树脂装置，来简化树脂的再生过程，实现树脂的循环利用。同时为了提高d201树脂的转型率，在预处理，解吸等环节可以用硫酸处理树脂。参考文献可知，这种树脂再生率可达90％左右。
[0043]
上述第一箱体1-1上设有进液口1-4、泄压阀1-5，所述第二箱体1-2上设有出液口1-8，所述出液口1-8处设有阀门1-9。
[0044]
上述酸液采用为浓度为20％的稀硫酸溶液，碱液采用浓度为40％的氢氧化钠溶液。
[0045]
上述冷却液主要包括乙二醇、水，其中冷却液的含量为30％-70％。
[0046]
需要注意的是，当氯离子浓度过大或者第一流量传感器5、第二流量传感器7流速不一致或者ph值偏离设定的阈值范围时，所述控制器10上的报警器均会发生报警。
[0047]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。