CN102032040B - 一种发动机及其中冷器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机的中冷器，包括中冷器本体(1)；还包括连接于所述中冷器本体(1)下方的排水装置(2)，所述排水装置(2)包括水汽进口(21)和排水口(22)，所述排水口(22)设置于所述排水装置(2)的底部；还包括浮子(23)和随所述浮子(23)的浮起而导通所述排水口(22)、随所述浮子(23)的下沉而封堵所述排水口(22)的密封部件(24)，所述密封部件(24)设于所述排水口(22)的正上方，所述浮子(23)固定连接于所述密封部件(24)。上述中冷器能够当其内部的积水达到一定量时实现自动排水的功能。本发明还公开一种包括上述中冷器的发动机，该发动机也应当具有相同的技术效果。

Description

一种发动机及其中冷器

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种用于发动机的中冷器。本发明还涉及一种包括上述中冷器的发动机。

背景技术

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；采用涡轮增压技术还可提高发动机的功率。但增压后的进气温度非常高，不但增大燃油消耗而且增加了发动机的热负荷和机械负荷，给增压技术的普遍应用带来很多负面影响。

中冷器（Charge Air Cooler简称CAC）是弥补涡轮增压式发动机缺陷的产物，它位于涡轮增压器和发动机空气入口之间，主要包括气室、主板、冷却管、散热带、紊流片等零组件，其功用在于降低增压空气进气温度、提高进气密度，从而提高发动机单位体积功率，降低燃油消耗和有害物质的排放等。按冷却介质的不同，中冷器可分为空对空中冷器和水对空中冷器；按芯部结构的不同，空对空中冷器又分为管带式中冷器、板翘式中冷器和叠片式中冷器等。

中冷器的工作原理是增压热空气从涡轮增压器流经中冷器的冷却管，把热量传给冷却管和附着在管子上的散热带，外面的冷空气（或水）流过冷却管和附着在管子上的散热带时，通过热传递带走上面的热量并散发到大气中去，热量通过管子和散热带把热空气的热量传给外面的冷空气，降低增压热空气的温度。在流经中冷器的过程中，冷却管及紊流片对增压热空气有阻尼作用，使得增压热空气压力下降。

在海上或内河工作的船用柴油机，由于工作环境的空气湿度较大，发动机在工作期间，中冷器就会产生冷凝水，冷凝水达到一定量会引起发动机故障，所以需要将冷凝水排出。目前，现有技术中最常采用的解决方法是在中冷器上安装放水阀或放水螺塞，当发动机的冷凝水达到一定量时，导通放水阀或者拧开放水螺塞，将中冷器中的冷凝水放出，避免发动机因冷凝水的存在引起故障。

然而，采用安装了放水阀或放水螺塞的中冷器，需要用户定期手动进行放水，使用不太方便，如果用户忘记放水，发动机容易因此而产生故障。

由此可见，如何在现有技术的基础上，改进现有中冷器的结构，使得中冷器中的积水达到一定量时能够自动排出，是本领域的技术人员目前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题为提供一种中冷器，该中冷器可以当其内部的积水达到一定量时实现自动排水的功能。本发明所要解决的另一个技术问题为提供一种包括上述中冷器的发动机。

为解决上述技术问题，本发明提供一种发动机的中冷器，包括中冷器本体；还包括连接于所述中冷器本体下方的排水装置，所述排水装置包括水汽进口和排水口，所述排水口设置于所述排水装置的底部；还包括浮子和随所述浮子的浮起而导通所述排水口、随所述浮子的下沉而封堵所述排水口的密封部件，所述密封部件设于所述排水口的正上方，所述浮子固定连接于所述密封部件；所述排水装置还包括密封架和固定销；所述排水口设于所述固定销上；所述密封架设置于所述固定销的上方，所述密封部件固定安装于所述密封架上；所述密封架的一侧固定连接于所述浮子，其另一侧与所述固定销通过水平设置的铰接轴铰接，所述浮子和所述固定销位于所述铰接轴的同侧。

优选地，所述固定销的外部套装有固定架，所述固定架的底部固定连接于所述排水装置下壳体的底部；所述固定架通过所述铰接轴铰接于所述密封架。

优选地，所述密封架的底部开设有用于插装所述固定销的上端部的第一通孔；所述密封架的顶部还设置有第二通孔和将所述密封部件压紧于所述第一通孔处的紧固部件，所述紧固部件插装于所述第二通孔中。

优选地，所述浮子为焊接于所述密封架的浮子。

优选地，所述排水装置还包括折流板，所述折流板设置于水汽进口的下端。

优选地，所述排水装置的上壳体开设有放气孔，所述放气孔中设置有放气塞，所述放气孔和所述放气塞设置于所述折流板的下方。

优选地，所述排水装置的下壳体的底部设置有排空孔，所述排空孔中设置有排空塞。

本发明还提供一种发动机，包括涡轮增压器；还包括上述的中冷器，所述中冷器连接于所述涡轮增压器。

本发明所提供的中冷器，包括中冷器本体和连接于中冷器本体下方的排水装置，该排水装置包括浮子和随浮子的浮起而导通排水口、随浮子的下沉而封堵排水口的密封部件，密封部件设置于排水口的正上方，浮子固定连接于密封部件。

采用上述结构中冷器，当排水装置内部的积水量少时，浮子的重力大于浮子所受的浮力，浮子沉于排水装置的下壳体的底部，与浮子固定连接的密封部件封堵排水口；当排水装置内部的积水逐渐增多，浮子所受的浮力大于浮子自身的重力时，浮子渐渐浮起，与浮子固定连接的密封部件也逐渐上升，与排水口分离，此时排水装置的排水口导通，积水得以排出。

由此可见，采用上述排水装置的中冷器能够当其内部的积水达到一定量时实现自动排水的功能，从而无需用户进行手动排水，大大方便了用户的使用。

由于上述中冷器具有上述技术效果，因此，包括该中冷器的发动机也应当具有相同的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为本发明所提供中冷器的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1中排水装置的浮子与密封部件连接处的局部放大图；

图3为图1中排水装置的浮子浮起时的结构示意图；

图4为图3中排水装置的浮子与密封部件连接处的局部放大图；

图5为本发明所提供中冷器的另一种具体实施方式的结构示意图。

其中，图1至图5中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1中冷器本体；2排水装置；21水汽进口；22排水口；23浮子；24密封部件；25密封架；26固定销；27固定架；28折流板；29放气塞；20排空塞；251紧固部件；271铰接轴。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种中冷器，该中冷器当其内部的积水达到一定量时能够实现自动排水的功能。本发明的另一个核心为提供一种包括上述中冷器的发动机。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1、图2、图3和图4，图1为本发明所提供中冷器的一种具体实施方式的结构示意图；图2为图1中排水装置的浮子与密封部件连接处的局部放大图；图3为图1中排水装置的浮子浮起时的结构示意图；图4为图3中排水装置的浮子与密封部件连接处的局部放大图。

在一种具体的实施方式中，如图1和图2所示，本发明所提供的中冷器主要包括中冷器本体1和排水装置2，中冷器本体1用于降低所述发动机的增压空气的压力和温度，排水装置2用于自动排出中冷器中的积水，排水装置2安装于中冷器本体1的下方；排水装置2主要包括水汽进口21、排水口22、浮子23和密封部件24。水汽进口21设置于排水装置2的上壳体的上部，是水进入排水装置2的入口；排水口22设置于排水装置2的下壳体的底部，是水流出排水装置2的出口；浮子23是检测排水装置2中水量多少的主要部件，能够随着水量的多少下沉或浮起；密封部件24固定连接于浮子23，是密封排水口22的主要部件，密封部件24设置于排水口22的正上方，且能够随浮子23的下沉而封堵排水口22，随浮子23的浮起而导通排水口22。

采用上述结构的中冷器，工作过程中，空气从水汽进口21进入排水装置2后，冷凝为水珠落入排水装置2的底部，如图1和图2所示，当排水装置2内部的积水量少时，浮子23的重力大于浮子23所受的浮力时，浮子23沉于排水装置2的下壳体的底部，与浮子23固定连接的密封部件24封堵排水口22；如图3和图4所示，当排水装置2内部的积水逐渐增多，浮子23所受的浮力大于浮子23自身的重力时，浮子23渐渐浮起，与浮子23固定连接的密封部件24也逐渐上升，与排水口22分离，此时排水装置2的排水口22导通，积水得以排出。

由此可见，上述结构的中冷器能够当其内部的积水达到一定量时实现自动排水的功能，从而无需用户进行手动排水，大大方便了用户的使用。

需要说明的是，上述实施方式并未限定密封部件24随浮子23的浮起而导通排水口22、随浮子23的下沉而封堵排水口22的具体结构形式，也并未限定浮子23固定连接于密封部件24的具体结构形式，事实上，凡是包括浮子23和随浮子23的浮沉而升降的密封部件24，能实现自动排水功能的排水装置2的中冷器，均应当属于本发明的保护范围内。

还可以进一步设置上述密封部件24随浮子23的浮起而导通排水口22、随浮子23的下沉而封堵排水口22的具体结构形式。

在另一种具体的实施方式中，如图2所示，上述排水装置2还可以包括密封架25和固定销26；固定销26在竖直方向设有排水口22，固定销26的下部固定连接于排水装置2的排水管；密封架25设置于固定销26的上方，密封部件24固定安装于密封架25上；密封架25的一侧固定连接于浮子23，其另一侧与固定销26通过水平设置的铰接轴271铰接，浮子23和固定销26位于铰接轴271的同侧。

采用这种结构，浮子23与密封部件24通过密封架25固定连接，如图2所示，当排水装置2中的积水量较少时，浮子23沉于排水装置2的下壳体的底部，与浮子23固定连接的密封架25也位于排水装置2下壳体的底部水平设置，安装于密封架25上的密封部件24封堵排水口22；如图4所示，当排水装置2中的积水达到一定量时，浮子23浮起，由于密封架25的一侧固定连接于浮子23，其另一侧与固定销26通过水平设置的铰接轴271铰接，且浮子23和固定销26位于铰接轴271的同侧，因此固定销26保持位置不变，浮子23带动密封架25与浮子23固定连接的一侧绕铰接轴271向上旋转，安装于密封架25上的密封部件24随之与排水口22分离，导通排水口，从而实现自动排水功能。

由此可见，采用这种铰接的结构，能够实现密封部件24随浮子23沉于排水装置2的底部而封堵排水口22，随浮子23的浮起导通排水口22，从而实现自动排水功能。

当然，上述排水装置2除了采用密封架25与固定销26铰接的方式，还可以采用其他的结构形式来实现，例如可以将密封架25可伸缩地套装于固定销26的外部，将浮子23固定连接于密封架25的上部，当浮子23沉底时，密封架25上的密封部件24封堵固定销26的排水口22；当浮子23浮起时，密封架25随浮子23向上竖直伸出，密封部件24与排水口22分离，从而导通排水口22。凡是能够包括密封架25和固定销26，通过设置密封架25和固定销26的连接关系来实现自动排水功能的排水装置2，均应当属于本发明的保护范围内。

还可以进一步设置上述固定销26与密封架25的具体连接方式。

在另一种具体的实施方式中，如图1和图2所示，上述排水装置2还可以包括固定架27，该固定架27套装于固定销26的外部，且其底部固定连接于排水装置2下壳体的底部，并且固定架27通过上述铰接轴271铰接于密封架25。

采用这种结构，固定架27能够起到固定支撑和保护固定销26的作用，设置固定架27与密封架25铰接，从而实现密封架25与固定销26的铰接，相比密封架25与固定销26直接铰接的结构，这样能够使得固定销26的结构简单、有利于固定销26的加工制造，也有利于排水装置2的安装和拆卸。

具体地，上述实施方式并未限定固定架27的具体结构形式，如图2所示，固定架27可以采用弯折的结构，即包括一个底壁和两个侧壁，底壁开设有用于插装固定销26的通孔，两个侧壁均开设有用于插装铰接轴271的通孔。当然，固定架27还可以采用其他形状和结构，凡是能够起到固定支撑固定销26的作用，并且与密封架25铰接的固定架27，均应当属于本发明所保护的范围内。

在进一步的方案中，上述密封架25的底部可以开设有用于插装固定销26的上端部的第一通孔；密封架25的顶部还设置有第二通孔和紧固部件251，该紧固部件251插装于第二通孔中，并将密封部件24压紧于第一通孔处。采用这样的结构，当排水装置2中的积水量较少时，固定销26的上端部插装于第一通孔中，此时紧固部件251将密封部件24压紧于第一通孔处，从而将密封部件24压紧于固定销26的上端部，封堵排水装置2的排水口22，实现当浮子23位于排水装置2下壳体底部时对排水口22的密封，当然，这里密封部件24的横截面应当大于第一通孔和第二通孔的横截面，能够防止密封部件24从第一通孔或第二通孔中脱离。

具体地，上述密封架可以为U型结构，该U型结构包括一个底壁和相互平行的两个侧壁，两个侧壁水平设置，密封部件24设置于两个水平侧壁之间，紧固部件251可以具体为螺栓和螺母，螺栓设置于上述第二通孔中，通过旋紧或旋松螺栓可以实现将密封部件24压紧或放松，设置螺母可以为螺栓的螺纹旋转起到导向的作用。当然，上述密封架25并不限于U型结构，还可以为其他结构，例如箱型结构等，紧固部件251也不限于螺栓和螺母，还可以为其他结构，凡是能够固定并压紧密封部件24，并与固定架27铰接的密封架25和紧固部件251，均应当属于本发明的保护范围内。上述密封部件24可以为橡胶垫，当然，还可以为尼龙等其他材料的密封部件。

还可以进一步设置上述浮子23与密封架25的固定连接方式。

在另一种具体的实施方式中，如图2和图4所示，上述浮子23可以为焊接于密封架25一侧的浮子，采用焊接的方式固定连接浮子23和密封架25，具有结构简单、加工方便的特点。当然，浮子23与密封架25还可以采用其他的连接方式，例如铆接等。上述浮子可以具体为中空的圆球形状，当然，还可以为其他形状，例如椭圆球等。

还可以进一步设置上述铰接轴的具体结构。

请参考图5，图5为本发明所提供排水装置2的另一种具体实施方式的结构示意图。

在另一种具体的实施方式中，如图5所示，上述铰接轴271可以具体为旋转环，该旋转环为圆环的一部分，其两端分别插装于固定架27和密封架25的用于安装铰接轴271的通孔中，实现固定架27和密封架25的铰接。采用这样的结构，相比轴状的铰接轴，能够防止铰接轴271从通孔中脱离，并且能够绕开固定销26连接固定架27和密封架25，其布局合理，具有节省空间的优点。当然，上述铰接轴271还可以采用其他的结构形式。

还可以进一步设置上述排水装置2的具体结构形式。

在另一种具体的实施方式，如图1和图3所示，上述排水装置2还可以包括折流板28，该折流板28设置于排水装置2的水汽进口21的下端，这里设置折流板28可以大大降低气体的压力，从而进一步提高排水装置2的工作稳定性。

当然，上述具体实施方式并未具体限定折流板28的形状，通常折流板28包括为圆盘-圆环形，当然上述折流板28还可以为弓形的折流板28，例如有单弓形、双弓形和三弓形等。

在另一种具体的实施方式中，如图1和图3所示，上述排水装置2的上壳体还可以开设有放气孔，放气孔的外部设置有放气塞29，该放气孔和放气塞29可以设置于折流板28的下方。采用这样的结构，空气从水汽进口21进入排水装置2，经折流板28折流后，拔掉放气塞29，多余的空气能够从放气孔中排出上述排水装置2，进一步增加排水装置2的工作稳定性。

另外，如图1和图3所示，上述排水装置2的下壳体的底部还可以设置有排空孔和排空塞20，当排水装置2处于工作状态时，排空塞20封堵于排空孔，排水装置2中的水通过排水口22流出；当排水装置2长时间不工作时，拔掉排空塞20，能够将排水装置2中剩余的水全部排出，避免残留水分对装置内部的零件造成腐蚀，以及环境温度低到冰点时，水结成冰块对装置造成损坏。

通常情况下，上述排空孔可以为螺纹孔，上述排空塞20可以为螺栓，当排水装置2正常工作时，将螺栓旋入螺纹孔，并适当设置密封圈等对排空孔进行密封；当排水装置2长时间不用，将螺栓旋出，排空所有积水。当然，上述排空孔和排空塞20还可以为其他结构。

本发明还提供一种发动机，包括涡轮增压器；还包括上述的中冷器，所述中冷器连接于所述涡轮增压器。

由于上述排水装置2中冷器具有上述技术效果，因此，包括该排水装置2中冷器的机械设备发动机也应当具有相同的技术效果，在此不再赘述。

以上对本发明所提供的一种发动机及其中冷器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种发动机的中冷器，包括中冷器本体（1）；其特征在于，还包括连接于所述中冷器本体（1）下方的排水装置（2），所述排水装置（2）包括水汽进口（21）和排水口（22），所述排水口（22）设置于所述排水装置（2）的底部；还包括浮子（23）和随所述浮子（23）的浮起而导通所述排水口（22）、随所述浮子（23）的下沉而封堵所述排水口（22）的密封部件（24），所述密封部件（24）设于所述排水口（22）的正上方，所述浮子（23）固定连接于所述密封部件（24）；所述排水装置（2）还包括密封架（25）和固定销（26）；所述排水口（22）设于所述固定销（26）上；所述密封架（25）设置于所述固定销（26）的上方，所述密封部件（24）固定安装于所述密封架（25）上；所述密封架（25）的一侧固定连接于所述浮子（23），其另一侧与所述固定销（26）通过水平设置的铰接轴（271）铰接，所述浮子（23）和所述固定销（26）位于所述铰接轴（271）的同侧。

2.根据权利要求1所述的中冷器，其特征在于，所述固定销（26）的外部套装有固定架（27），所述固定架（27）的底部固定连接于所述排水装置（2）下壳体的底部；所述固定架（27）通过所述铰接轴（271）铰接于所述密封架（25）。

3.根据权利要求1所述的中冷器，其特征在于，所述密封架（25）的底部开设有用于插装所述固定销（26）的上端部的第一通孔；所述密封架（25）的顶部还设置有第二通孔和将所述密封部件（24）压紧于所述第一通孔处的紧固部件（251），所述紧固部件（251）插装于所述第二通孔中。

4.根据权利要求1所述的中冷器，其特征在于，所述浮子（23）为焊接于所述密封架（25）的浮子（23）。

5.根据权利要求1-4任一项所述的中冷器，其特征在于，所述排水装置（2）还包括折流板（28），所述折流板（28）设置于水汽进口（21）的下端。

6.根据权利要求5所述的中冷器，其特征在于，所述排水装置（2）的上壳体开设有放气孔，所述放气孔中设置有放气塞（29），所述放气孔和所述放气塞（29）设置于所述折流板（28）的下方。

7.根据权利要求1-4任一项所述的中冷器，其特征在于，所述排水装置（2）的下壳体的底部设置有排空孔，所述排空孔中设置有排空塞（20）。

8.一种发动机，包括涡轮增压器；其特征在于，还包括如权利要求1-7任一项所述的中冷器，所述中冷器连接于所述涡轮增压器。

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