CN104454132B - 车用管带式中冷器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车用管带式中冷器，本发明提供了具有导流装置的中冷器进气室，不但能有效提高中冷器的散热效率，而且还可提高进气室结构强度。该种车用管带式中冷器，包括进气室、散热管和出气室，散热管设置在进气室和出气室形成的扩口之间，该进气室上部设有进气口，侧面形成出气扩口，其中：在进气室的腔体内、进气口的底部至出气扩口之间设有三条导流板，该三条导流板将出气扩口分成四个子出气口。优选地，所述导流板的截面呈外弧形，并且呈发散状由所述进气口的底部延伸至出气扩口的端面。当该管带式中冷器处于使用状态时，所述出气扩口分成的四个子出气口由上至下，其长度比为：1：2：1：1.5。

Description

车用管带式中冷器

技术领域

本发明涉及一种汽车冷却装置，特别涉及一种车用管带式中冷器，属于汽车冷却系统技术领域。

背景技术

目前，车用柴油机普遍采用增压中冷技术，不仅可以有效提高制冷效果和动力性能，而且对于降低发动机的排放水平也是很有利的。目前国内载货车发动机已越来越多地采用增压中冷机型，中冷器作为增压中冷系统的一个重要部件，对整机性能影响很大。受车用发动机的工作条件及安装位置的限制，中冷器一般都采用气冷却方式，置于汽车散热器前后，普遍采用管带式结构。一个好的中冷器不仅要求结构紧凑，传热性能好，而且要求进气阻力或压降小，而无论是中冷器的传热性能还是压力损失大小都与其内部空气流动情况密切相关。

事实上，中冷器内部气流的流动均匀性对其性能有很大的影响，而目前管带式中冷器普遍存在流动分配不均匀问题。工作流体在流道之间的不均匀分配使换热器换热面积不能得到充分利用，大大降低了换热器的换热性能。中冷器气室是对中冷器的气流进行分配的装置，如果中冷器气室设计不合理，容易导致高温压缩空气集中在局部区域，使局部区域温度高而且流量大，其他区域温度低而且流量小，难以充分发挥中冷器的散热能力；内流场的不均匀会造成内温度场的不均匀，存在较大的温度梯度，从而影响中冷器的使用寿命。

如图1所示，现有的中冷器一般由进气室1、散热管2、出气室3三部分组成。热空气由进气室上部的进气口流入由其侧面形成的扩口流出，经由散热管流入到出气室的扩口内，再由出气室上部的出气口流出。当热空气气流由进气口进入进气室1时，过流断面突然扩大，由于流体的惯性，不能依照管道的形状突然扩展到整个截面上，而是存在一个逐渐扩张的过程，从而在进气室内部产生大量的涡旋回流，形成低压的漩涡区。所以，其进气口正对着的散热管压力较大、进入的气体流量也相应最多，从中间往边缘漩涡区压力较小，气流量较少。所以中心管束速度较大，向周边逐渐减小。主要原因：进气气流进入一侧的中冷器进气室后，流体直接冲刷到正对着进口管的中心部分，部分流体进入散热管进行换热：另一部分流体则被气室内部结构以及散热管阻挡，流体的动能转化为压力能形成高压区，流体向周围的低压区扩散。因此在周边低压区，它们没有经历入口断面的直接冲涮，从而进入散热管的流体流量相比起中间管会小很多，出现了散热管内气流分布不均的现象。散热管自上而下的速度分布不均匀，从而导致中冷器的散热效率降低以及局部温度过高。

发明内容

针对目前的中冷器气室不能很好的分布气流的问题，本发明提供了具有导流装置的中冷器进气室，不但能有效提高中冷器的散热效率，而且还可提高进气室结构强度。

为了解决上述问题，该种车用管带式中冷器，包括进气室、散热管和出气室，散热管设置在进气室和出气室形成的扩口之间，该进气室上部设有进气口，侧面形成出气扩口，其中：在进气室的腔体内、进气口的底部至出气扩口之间设有三条导流板，该三条导流板将出气扩口分成四个子出气口。

优选地，所述导流板的截面呈外弧形，并且呈发散状由所述进气口的底部延伸至出气扩口的端面。

更优选地，当该管带式中冷器处于使用状态时，所述出气扩口分成的四个子出气口由上至下，其长度比为：1：2：1：1.5。

更优选地，所述进气口的底部设有隔板，该隔板将进气口底部空间一分为二，且该隔板与所述三条导流板的中间一条导流板连接。

更优选地，所述进气室由铝铸造成型且所述导流板与进气室一体铸造成型。

本发明的有益效果是：本发明在中冷器进气室内增加了三条导流板装置，将气流分成了四个区域，形成的漩涡数量增加，但是规模明显减小。通过对散热管内质量流量的测试，未增加导流装置时中冷器散热管内的平均质量流量偏差为45.54%，增加导流装置以后散热管内的平均质量流量偏差为22.81%，平均质量流量偏差降低49.92%，对提高散热管内流动均匀性效果明显。根据测试，增加导流装置以后，中冷器压降并未有明显增加，不会对发动机的油耗产生负面影响。

附图说明

图1为现有的车用管带式中冷器的结构示意图；

图2为本发明中的总冷气进气室的立体结构示意图；

图3为本发明中的总冷气进气室的又一立体结构示意图；

图4为本发明中的总冷气进气室的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步地说明。

结合图2至图4，该种车用管带式中冷器，包括进气室、散热管和出气室，散热管设置在进气室和出气室形成的扩口之间，该进气室的上部设有圆形进气口1a，侧面形成与之连通的矩形出气扩口。在该进气室的腔体内、从其进气口的底部至出气扩口的端面之间设有三条呈发散状、截面呈外弧形的导流板：分别为：第一导流板111、第二导流板112和第三导流板113。当该管带式中冷器安装在汽车上时，该三条导流板将出气扩口由上至下分成四个子出气口，分别为：第一子出气口121、第二子出气口122、第三子出气口123和第四子出气口124。

本发明充分考虑了制造、装配的可行性，在未改变原有中冷器气室的外形尺寸和安装尺寸的情况下，在进气室增加了三条导流板装置，而出气室不增加倒流装置。将气流分成了四个区域，形成的漩涡数量增加，但是规模明显减小。通过对散热管内质量流量的测试，未增加导流装置时中冷器散热管内的平均质量流量偏差为45.54%，增加导流装置以后散热管内的平均质量流量偏差为22.81%，平均质量流量偏差降低49.92%，对提高散热管内流动均匀性效果明显。根据测试，增加导流装置以后，中冷器压降并未有明显增加，不会对发动机的油耗产生负面影响。

考虑到气流流出矩形出气扩口的速度不同，每个子扩口对应的散热管数量不应相同，因此为达到最优出气效率，四个子扩口的长度并不相同，四个子出气口由上至下长度比为：1：2：1：1.5，即第一子出气口121、第二子出气口122、第三子出气口123和第四子出气口124之间的长度比为：1：2：1：1.5。采用该种比例的扩口长度，可保证从各子扩口相同时间内流入散热管的气流质量相同，保证最优出气效率。此外，为了对进入气流进行预分配，进一步提升导流效率和减小涡流数量，在进气口底部还设有一条隔板13，该隔板13将进气口底部空间一分为二，即将进气口分成两个半圆，该隔板与所述三条导流板的中间一条，即第二导流板112连接。再者，该进气室由铝铸造成型且所述导流板与进气室一体铸造成型，不但能起到提高中冷器流动均匀性的作用，还能有效提高气室结构强度。

需要注意的是，具体实施方式仅仅是对本发明技术方案的解释和说明，不应将其理解为对本发明技术方案的限定，任何采用本发明的技术方案而仅作局部改变的，仍应落入本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种车用管带式中冷器，包括进气室、散热管和出气室，散热管设置在进气室和出气室形成的扩口之间，该进气室上部设有进气口，侧面形成出气扩口，其特征在于：

在进气室的腔体内、进气口的底部至出气扩口之间设有三条导流板，该三条导流板将出气扩口分成四个子出气口，所述进气口的底部设有隔板，该隔板将进气口底部空间一分为二，且该隔板与所述三条导流板的中间一条导流板连接。

2.根据权利要求1所述的车用管带式中冷器，其特征在于：所述导流板的截面呈外弧形，并且呈发散状由所述进气口的底部延伸至出气扩口的端面。

3.根据权利要求1或2所述的车用管带式中冷器，其特征在于：当该管带式中冷器处于使用状态时，所述出气扩口分成的四个子出气口由上至下，其长度比为：1：2：1：1.5。

4.根据权利要求1或2所述的车用管带式中冷器，其特征在于：所述进气室由铝铸造成型且所述导流板与进气室一体铸造成型。