CN101666261A - 一种车用双级中冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种车用双级中冷系统，包括水冷式中冷器和风冷式中冷器、设置在涡轮增压器至进气歧管之间。进一步还包括：水冷温度压力传感器、风冷温度压力传感器、节温器以及冷却风扇，发动机开始运转后，发动机控制单元根据水冷式中冷器的所述水冷温度压力传感器的采集数据，按照预先设定的程序来控制节温器分流水量的大小，根据空冷式中冷器的所述风冷温度压力传感器的采集信号来控制冷却风扇的转速。本发明的中冷系统有效的解决了双级增压、重增压发动机、复合增压增压后空气温度过高，依靠单级中冷冷却，效率不高，难以将进气温度冷却到发动机进气温度要求的问题。
Description
技术领域
本发明属于车辆构造的技术领域，涉及车用发动机的增压中冷系统，更确切的说，涉及到一种车用双级中冷系统。
背景技术
在内燃机研究方面，最主要的任务之一就是在提高单位体积功率的同时，也要追求降低燃油消耗和有害物质的排放。柴油发动机采用废气涡轮增压技术后，燃料能够完全燃烧，可降低CO和HC的生成量。采用涡轮增压中冷技术还可提高柴油发动机的功率，一台装有涡轮增压器的柴油发动机功率输出比未装增压器可增加20％～30％。新型涡轮增压器的使用，意味着可以用小排量的发动机替代大排量发动机，减轻发动机和整车质量，提高经济性和排放性。中冷器是任何涡轮增压式发动机的有机组成部分，它位于涡轮增压器和发动机空气入口之间，目在于冷却增压后被提高的进气温度，增高单位体积的氧气含量，提高空燃比，使燃料燃烧更充分，从而达到提高发动机功率的目的。
按冷却介质的不同，中冷器可分为空对空(风冷式)中冷器和水对空(水冷式)中冷器。由于受冷却液温度的限制，水对空中冷器中冷后的增压空气很难达到较低的进气温度(如80℃以下)；其次，由冷却液带走的这部分热量，实际上还要通过水箱散发到大气中，无形之中增加了冷却系统水散热器的负担，而且从传热过程来看它是二次传热，整体的传热效率较低；空对空中冷器利用冷却风扇和车辆迎面风对增压后空气进行冷却，由于冷却空气温度比水温要低，相对可以达到较低的进气温度，但对布置空间的要求很高。
随着高增压、双级增压、复合增压(涡轮增压和机械增压并用)发动机的出现，增压后温度越来越高，同时由于整车布置空间的限制，单一的水冷或风冷系统难以满足要求。
发明内容
本发明提供了一种车用双级中冷系统，有效的解决了双级增压、重增压发动机、复合增压增压后空气温度过高，依靠单级中冷冷却，效率不高，难以将进气温度冷却到发动机进气温度要求的问题。
具体技术方案如下：
一种车用双级中冷系统，其特征在于：包括水冷式中冷器和风冷式中冷器、设置在涡轮增压器至进气歧管之间。
进一步，还包括：水冷温度压力传感器、风冷温度压力传感器、节温器以及冷却风扇，发动机开始运转后，发动机控制单元根据水冷式中冷器的所述水冷温度压力传感器的采集数据，按照预先设定的程序来控制节温器分流水量的大小，根据空冷式中冷器的所述风冷温度压力传感器的采集信号来控制冷却风扇的转速。
进一步，水冷式中冷器与风冷式中冷器串联布置，水冷式中冷器的出气室作为风冷式中冷器的进气室。或者，风冷式中冷器与汽车的散热器模块化布置。
进一步，水冷式中冷器与散热器共用一个冷却水路。或者水冷式中冷器布置有单独的冷却水路。
进一步，水冷式中冷器布置在发动机附近，或者集成在发动机上。
进一步，还包括低温散热器，布置在汽车前格栅吸风处，采用所述冷却风扇冷却；或者布置在轮罩内侧或者发动机上方，采用独立风扇冷却。
进一步，冷却风扇置于风冷式中冷器前，采用吹风式进行冷却；或者置于风冷式中冷器后，采用吸风式进行冷却。
进一步，水冷温度压力传感器布置在水冷式中冷器出气口，风冷温度压力传感器布置在风冷式中冷器出气口，并通过信号线路与发动机控制单元连接。
本发明提供的车用双级中冷系统具有如下优点：
1、解决了单一中冷系统冷却效率不高的问题；
2、创造性的采用了水泵中的水和环境空气都作为冷却介质的双级进气冷却系统，第一级采用水对空冷却，冷却水来自发动机水泵；第二级是一个空对空中冷器，采用环境空气冷却；
3、由于采用了双级中冷，可以根据具体布置要求，分配水冷和风冷中冷器的具体布置与冷却方式，能够充分利用整车空间。
附图说明
图1：与冷却系统共用循环水路的双级中冷系统示意图；
图2：采用独立循环水路的双级中冷系统示意图；
图3：风冷式中冷器与散热器模块化布置的双级中冷系统。
附图标记说明：
1-冷凝器；2-散热器；3-排气歧管；4-节温器；
5-进气歧管；6-冷却风扇；7-进气系统；8-涡轮增压器；
9-排气系统；10-发动机水泵；11-水冷式中冷器；
12-水冷温度压力传感器；13-风冷式中冷器；
14-风冷温度压力传感器；15-发动机电控单元；16-发动机；
17-低温散热器；18-中冷系统独立水泵。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
图1示出了本发明的一种车用双级中冷系统，包括一个水冷式中冷器11与一个风冷式中冷器13，设置在涡轮增压器8至进气歧管5之间，发动机16的排气歧管3排出的气体，经过涡轮增压器8，推动压气机工作，再经过消声器9排到空气中。
发动机开始运转后，发动机控制单元15根据水冷式中冷器11的温度压力传感器12的采集数据，按照预先设定的程序来控制节温器4分流水量的大小，根据空冷式中冷器13的温度压力传感器14的采集信号来控制冷却风扇6的转速。
为了使本发明更加完善，还进一步提出了以下的更为详尽和具体的技术方案，以获得最佳的实用效果，更好地实现发明目的：
为了降低整个中冷系统的压力损失，水冷式中冷器11的出气室可以作为风冷式中冷器13的进气室，也可以根据布置要求单独布置。
水冷式中冷器11的技术方案：水冷式中冷器11可以与散热器2共用一个冷却水路，如图1所示，也可以布置有单独的冷却水路，如图2所示。水冷式中冷器体积较小，可以布置在发动机附近，甚至集成在发动机上，以降低系统压力损失，提高冷却效率。
风冷式中冷器13的技术方案：由于受冷却液温度的限制，水空中冷后的增压空气很难达到较低的进气温度(如80℃以下)，增压气体通过水冷中冷器11后，进入到风冷中冷器13中，风冷式中冷器依靠车辆迎面风和冷却风扇进行冷却，风冷式中冷器13可与水冷式中冷器串联布置，如图1、2所示，也可与散热器2模块化布置。
低温散热器17的技术方案：低温散热器17应该布置在冷风容易到达的地方，如可以布置在汽车前格栅吸风处，与冷却系统共用冷却风扇，也可以布置在轮罩内侧或者发动机上方(可以在前舱盖开设进风口)，采用独立风扇冷却。
冷却风扇6的技术方案：冷却风扇6可以采用置于风冷式中冷器13前的吹风式，也可以采用置于风冷式中冷器13后的吸风式。
增压温度压力传感器12、14的技术方案：二个增压温度压力传感器12、14分别设置在水冷式中冷器11出气口与风冷式中冷器13出气口，并通过信号线路与发动机控制单元连接。
发动机控制单元15根据水冷式中冷器11的温度压力传感器12的采集数据，按照预先设定的程序来控制节温器分流水量的大小，根据空冷式中冷器13的温度压力传感器14的采集信号来控制冷却风扇6的转速。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1、一种车用双级中冷系统，其特征在于：包括水冷式中冷器(11)和风冷式中冷器(13)、设置在涡轮增压器(8)至进气歧管(5)之间。
2、根据权利要求1所述的车用双级中冷系统，其特征在于，还包括：水冷温度压力传感器(12)、风冷温度压力传感器(14)、节温器(4)以及冷却风扇(6)，发动机开始运转后，发动机控制单元(15)根据水冷式中冷器(11)的所述水冷温度压力传感器(12)的采集数据，按照预先设定的程序来控制节温器(4)分流水量的大小，根据空冷式中冷器(13)的所述风冷温度压力传感器(14)的采集信号来控制冷却风扇(6)的转速。
3、根据权利要求2所述的车用双级中冷系统，其特征在于，水冷式中冷器(11)与风冷式中冷器(13)串联布置，水冷式中冷器(11)的出气室作为风冷式中冷器(13)的进气室。
4、根据权利要求2所述的车用双级中冷系统，其特征在于，风冷式中冷器(13)与汽车的散热器(2)模块化布置。
5、根据权利要求3或4所述的车用双级中冷系统，其特征在于，水冷式中冷器(11)与散热器(2)共用一个冷却水路。
6、根据权利要求3或4所述的车用双级中冷系统，其特征在于，水冷式中冷器(11)布置有单独的冷却水路。
7、根据权利要求1-6任一项所述的车用双级中冷系统，其特征在于，水冷式中冷器(11)布置在发动机附近，或者集成在发动机上。
8、根据权利要求2-7所述的车用双级中冷系统，其特征在于，还包括低温散热器(17)，布置在汽车前格栅吸风处，采用所述冷却风扇(6)冷却；或者布置在轮罩内侧或者发动机上方，采用独立风扇冷却。
9、根据权利要求2-8任一项所述的车用双级中冷系统，其特征在于，冷却风扇(6)置于风冷式中冷器(13)前，采用吹风式进行冷却；或者置于风冷式中冷器(13)后，采用吸风式进行冷却。
10、根据权利要求2-9任一项所述的车用双级中冷系统，其特征在于，水冷温度压力传感器(12)布置在水冷式中冷器(11)出气口，风冷温度压力传感器(12)布置在风冷式中冷器(13)出气口，并通过信号线路与发动机控制单元(15)连接。
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