CN104948294A - 一种v型发动机水冷式中冷器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种V型发动机水冷式中冷器，包括轮廓呈长方体的中冷器芯、与所述中冷器芯左面连接的进气端盖、与所述中冷器芯右面连接的出气端盖与所述中冷器芯后面连接的进水端盖、与所述中冷器芯前面连接的出水端盖，其特征是：所述中冷器芯内设有多块从左至右竖直的散热铜片，所述中冷器芯内设有多根从前至后平直的铜管，所述多根铜管穿过所述多块散热铜片上设有的过孔并紧配合。本发明进气阻力小，散热能力强，冷却效率高；体积小，重量轻，结构紧凑，安装简便，便于内部清理维护，能够单独更换中冷器芯，降低产生成本。

Description

一种V型发动机水冷式中冷器

技术领域

本发明属于发动机冷却系统配件，具体涉及一种V型发动机水冷式中冷器。

背景技术

目前发动机的功率逐步在提升，靠涡轮增压器来提升功率已普遍使用，该方法既能够降低发动机油耗，节省能源，又能提高排放标准。对于涡轮增压发动机来说，中冷器是进气系统的重要组成部件，当空气进入涡轮增压后其温度会大幅升高，空气密度也相应变小，如果未经冷却的增压空气进入燃烧室，除了会影响发动机的充气效率外，还很容易导致发动机燃烧温度过高，油耗上升，造成爆震等故障，而且会增加发动机废气中的NOx的含量，造成空气污染。为了解决增压后的空气升温造成的不利影响，因此需要在增压器之后加装中冷器来降低进气温度，提高充气效率。中冷器一般由铝合金材料制成。按照冷却介质的不同，常见的中冷器可以分为风（空）冷式和水冷式两种。如CN203867742U公开了一种V型发动机汇集式进气系统，包括空—空中冷器，左进气支管、右进气支管由两侧分别与空—空中冷器连通，空—空中冷器出来的空气汇集到一根进气接管，进气接管后布置有稳压箱，将稳压箱中的空气根据发火次序均匀分配到各个气缸的左进气管和右进气管与稳压箱连通。将中冷器出气简化为一路，并设计有体积较大的稳压箱，用于对气缸进气进行压力、温度平衡，可以促进发动机工作的平稳性，从而提高发动机的可靠性，同时，该系统使整机结构更加紧凑。该系统可适用于不同缸数、缸径、行程的V型发动机。风（空）冷式中冷器降温幅度大 ，有利于进气温度的降低，但在塞车时，车头无撞风，冷却效果明显下降。水冷式中冷器虽然不如空气冷却来得快，但水本身的恒温性非常好，有利于进气温度的恒定，尤其是车头无撞风效应时更加明显。而中冷器好坏关键的两个参数分别是冷却效率和进气阻力；其内部散热片的设计，理想状态下的中冷器设计就是保证冷却效率的前提下，尽可能降低进气阻力。而流道内最好不出现生硬的折曲以及会妨碍气流的焊接痕迹。目前市面上的中冷器流道和散热片设计均不够合理，造成中冷器进气阻力增大，散热能力差，导致冷却效率降低；中冷器体积大、布置复杂，内部清理维护不便，中冷器芯不能单独进行更换；安装复杂，生产效率高，制造成本高。因此，需要对中冷器的结构做深入的研究，开发性能更加优越的中冷器。

发明内容

本发明的目的是提供一种V型发动机水冷式中冷器，其进气阻力小，散热能力强，冷却效率高；体积小，重量轻，结构紧凑，安装简便，便于内部清理维护，能够单独更换中冷器芯，降低产生成本。

本发明所述的一种V型发动机水冷式中冷器，包括轮廓呈长方体的中冷器芯、与所述中冷器芯左面连接的进气端盖、与所述中冷器芯右面连接的出气端盖与所述中冷器芯后面连接的进水端盖、与所述中冷器芯前面连接的出水端盖，其特征是：所述中冷器芯内设有多块从左至右竖直的散热铜片，所述中冷器芯内设有多根从前至后平直的铜管，所述多根铜管穿过所述多块散热铜片上设有的过孔并紧配合。

进一步，所述进气端盖的左面上设有两个进气口，两个进气口分别对应V型发动机的左右列气缸，增压空气通过该接口进入中冷器芯内部；在所述进气端盖的右面与所述中冷器芯的左面之间设有气密封垫片；所述出气端盖的右面上设有两个出气口，经中冷后的增压空气通过两个出气口分别进入左右列气缸；在所述出气端盖的左面与所述中冷器芯的右面之间设有水密封垫片。

    进一步，所述进水端盖的左上角部设有进水口，所述进水端盖的中部偏左的部位设有竖直的进水隔板，在所述进水端盖的前面与所述中冷器芯的后面之间设有水密封垫片；所述出水端盖的右下角部设有出水口，所述出水端盖的中部偏右的部位设有竖直的出水隔板，所述出水端盖的右部下边设有放水口，在所述出水端盖的后面与所述中冷器芯的前面之间设有水密封垫片。

    进一步，在所述中冷器芯的上面设有两个吊装结构，以便于将中冷器固定在发动机上。

    进一步，所述进气端盖、出气端盖、进水端盖和出水端盖均采用铝合金铸造成型。

本发明和现有技术相比具有以下优点：

（1）通常，现有的散热片是通过焊接的方式固定在铜管上，这样生硬的曲折会妨碍气流的流通，造成进气阻力大。本发明的中冷器芯内部设有铜管和散热铜片，铜管平行均匀地排列，通过扩管、胀管的方式，将散热铜片紧密地套装在铜管上，以扩大其散热面积。避免焊接变形和生硬的曲折造成进气受阻，从而实现进气阻力小。

（2）高温增压空气（200°左右）通过进气端盖进入中冷器芯，因为铜具有优良的导热性能，经过散热铜片时，热量会通过散热铜片传了铜管，再经过铜管中流动的冷却水将热量带走，气温下降。经过散热铜片出来后的增压空气，此时温度在60°左右，最后通过出气端盖进入发动机的气缸，实现中冷器关键的性能参数：高的冷却效率。

（3）由于进气端盖、出气端盖、进水端盖、出水端盖、气密封垫片和水密封垫片均为分体式独立构件，分别通过内六角螺钉固定在中冷器芯上，所以拆下螺钉，取下相应部件，即可方面的清理中冷器芯内部，必要时可单独更换中冷器芯。

    （4）本发明所述的中冷器是管片式结构，与市面上的管带式比较，具有散热面积大，对气流阻力小，结构刚度好，耐高压不易破裂等优点。出气端盖气流通道截面积设计地足够大，内表面平整光滑，使空气流通阻力尽可能小。

　　（5）现有的V型发动机通常需使用两个中冷器，而本发明使V型发动机只需使用一个中冷器，使发动机布局紧凑，节约了制造成本。

附图说明

    图1是本发明的轴测图。

图2是本发明的爆炸图。

图3是中冷器芯的铜管与散热铜片配合的示意图。

图4是图3的左视图。

图中：1－进气端盖，2－气密封垫片，3－中冷器芯，4－出气端盖，5－进水端盖，6－水密封垫片，7－出水端盖，8－散热铜片，9－铜管，11－进气口，13－吊装结构，41－出气口，51－进水口，52－进水隔板，71－出水口，72－出水隔板，73－放水口。

具体实施方式

    下面结合附图对本方面作进一步的描述。

    参见图1和图4所示的一种V型发动机水冷式中冷器，包括轮廓呈长方体的中冷器芯3、与所述中冷器芯左面连接的进气端盖1、与所述中冷器芯右面连接的出气端盖4与所述中冷器芯后面连接的进水端盖5、与所述中冷器芯前面连接的出水端盖7，其突出的实质性特点是：所述中冷器芯3内设有多块从左至右竖直的散热铜片8，所述中冷器芯3内设有多根从前至后平直的铜管9，所述多根铜管穿过所述多块散热铜片上设有的过孔并紧配合。中冷器芯内设有铜管和散热铜片，铜管平行均匀地排列，通过扩管、胀管的方式，将散热铜片紧密地套装在铜管上，以增大其散热面积，避免焊接变形和生硬的曲折造成进气受阻，从而实现进气阻力小。

    所述进气端盖1的左面上设有两个进气口11，两个进气口分别对应V型发动机的左右列气缸，增压空气通过该接口进入中冷器芯内部；在所述进气端盖的右面与所述中冷器芯的左面之间设有气密封垫片2；所述出气端盖4的右面上设有两个出气口41，经中冷后的增压空气通过两个出气口分别进入左右列气缸，这种结构特别适合V型发动机；在所述出气端盖的左面与所述中冷器芯的右面之间设有水密封垫片6。

   所述进水端盖5的左上角部设有进水口51，所述进水端盖的中部偏左的部位（四分之三处）设有竖直的进水隔板52，将进水端盖内形成的水室一分为二，即左部为进水小水室、右部为进水大水室；在所述进水端盖的前面与所述中冷器芯的后面之间设有水密封垫片6；所述出水端盖7的右下角部设有出水口71，所述出水端盖的中部偏右的部位（四分之一处）设有竖直的出水隔板72，将出水端盖内形成的水室一分为二，即左部为出水大水室、右部为出水小水室；所述出水端盖的右部下边设有放水口73，在所述出水端盖的后面与所述中冷器芯的前面之间设有水密封垫片6。

冷却水从进水口流入进水小水室，经中冷器芯与进水小水室相通的铜管流入出水大水室，再经中冷器芯与进水大水室相通的铜管流入进水大水室，之后经中冷器芯与出水小水室相通的铜管流入出水小水室，最后从出水口流出。这样冷却水在中冷器芯内经过三次折返，充分地将气体中的热量带走。这种设计散热能力极强，冷却效率高达90%以上。

在所述中冷器芯3的上面设有两个吊装结构13，以便于将中冷器固定在V型发动机上。

    所述进气端盖1、出气端盖4、进水端盖5和出水端盖7均采用铝合金铸造成型。一方面铸件能实现顺畅流道的造型，生产效率高，降低了制造成本。一方面铸铝密度大约是钢材密度的三分之一，这样能够减轻的中冷器的重量。

   根据V型发动机的特点，将本发明所述的中冷器放置在发动机的V型夹角内，从而实现布置紧凑。

　　中冷器芯内部设有铜管和散热铜片，铜管平行均匀地排列，通过扩管（胀管）的方式，将散热铜片紧密地套装在铜管上，以扩大其散热面积。避免焊接变形和生硬的曲折造成进气受阻，从而实现进气阻力小。

Claims (5)

1.一种V型发动机水冷式中冷器，包括轮廓呈长方体的中冷器芯（3）、与所述中冷器芯左面连接的进气端盖（1）、与所述中冷器芯右面连接的出气端盖（4）与所述中冷器芯后面连接的进水端盖（5）、与所述中冷器芯前面连接的出水端盖（7），其特征是：所述中冷器芯（3）内设有多块从左至右竖直的散热铜片（8），所述中冷器芯（3）内设有多根从前至后平直的铜管（9），所述多根铜管穿过所述多块散热铜片上设有的过孔并紧配合。

2.根据权利要求1所述的V型发动机水冷式中冷器，其特征是：所述进气端盖（1）的左面上设有两个进气口（11），在所述进气端盖的右面与所述中冷器芯的左面之间设有气密封垫片（2）；所述出气端盖（4）的右面上设有两个出气口（41），在所述出气端盖的左面与所述中冷器芯的右面之间设有水密封垫片（6）。

3.根据权利要求1或2所述的V型发动机水冷式中冷器，其特征是：所述进水端盖（5）的左上角部设有进水口（51），所述进水端盖的中部偏左的部位设有竖直的进水隔板（52），在所述进水端盖的前面与所述中冷器芯的后面之间设有水密封垫片（6）；所述出水端盖（7）的右下角部设有出水口（71），所述出水端盖的中部偏右的部位设有竖直的出水隔板（72），所述出水端盖的右部下边设有放水口（73），在所述出水端盖的后面与所述中冷器芯的前面之间设有水密封垫片（6）。

4.根据权利要求1或2所述的V型发动机水冷式中冷器，其特征是：在所述中冷器芯（3）的上面设有两个吊装结构（13）。

5.根据权利要求1或2所述的V型发动机水冷式中冷器，其特征是：所述进气端盖（1）、出气端盖（4）、进水端盖（5）和出水端盖（7）均采用铝合金铸造成型。