CN105134363A - 一种平顶开窗的中冷器内置紊流片 - Google Patents

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施睿
郑劲松
陈瑜
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Abstract

本发明涉及一种平顶开窗的中冷器内置紊流片，为折弯波纹状结构，包括纵向延伸的带面以及交错连接在各带面之间的谷底和谷峰；其特征在于：谷底与两侧带面以及谷峰与两侧带面在竖直截面上的围合图形均为等腰梯形，使得谷底和谷峰均构成平面；沿纵向方向，在各带面上开设百叶窗。能够显著的增强中冷器的换热能力并保证较高的进气压力，在尽量降低进气温度的同时保证进气压力，能够很好的达到节能减排的效果。

Description

一种平顶开窗的中冷器内置紊流片
技术领域
本发明涉及一种热系统用紊流片，具体涉及一种汽车中冷器用中冷器内置紊流片。
背景技术
汽车中冷器的主要作用是降低进入发动机的增压空气的温度，从而提高发动机的效率，降低油耗。经过试验数据分析，进气温度每降低10℃，发动机功率会相应提高5%。另外，降低进气温度也能很大程度减少NOx的排放。所以，中冷器的换热能力越强，汽车的节能减排效果越好。
通过分析发动机的燃烧效率，我们可以发现：进气必须保持在较低的温度和较高的压力条件下，才能使发动机燃烧效果最好。这就决定了中冷器的研究方向在于尽可能降低增压空气的温度和压力损失。中冷器的内置紊流片会对这两者产生决定性的影响。现有的中冷器内置紊流片多采用直纹不开窗结构和错齿不开窗两种主要结构。前者如图1所示，紊流片1为直线折叠构成的直纹状，虽然能够减小空气的压力损失，却对换热能力的提升幅度较小；后者如图2所示，紊流片1的折叠面上按照设定距离设置若干组大齿1.2和小齿1.1，大齿1.2和小齿1.1按规律组合，与图1的方案相比，虽然能够提升换热能力，但又会增大空气的压力损失。
发明内容
本发明旨在提供一种既能显著提升中冷器换热能力，又能有效降低空气压力损失的内置平顶开窗紊流片。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种平顶开窗的中冷器内置紊流片，为折弯波纹状结构，包括纵向延伸的带面以及交错连接在各带面之间的谷底和谷峰；其特征在于：谷底与两侧带面以及谷峰与两侧带面在竖直截面上的围合图形均为等腰梯形，使得谷底和谷峰均构成平面；沿纵向方向，在各带面上开设百叶窗。
上述技术方案中，谷峰和谷底在竖直截面上的长度相等。
上述技术方案中，沿纵向方向，各百叶窗开口方向朝向前方或朝向后方。
上述技术方案中，同一谷峰连接的两侧带面上百叶窗开口方向以谷峰纵向中线为中心呈轴对称设置；且在同一纵向区域，不同谷峰两侧带面上百叶窗开口方向一致。
上述技术方案中，沿纵向方向，同一谷峰两侧带面上的百叶窗成组间隔设置，同一组的百叶窗相互均匀间隔且开口方向相同，不同组的百叶窗间隔设置，且相邻组的百叶窗开口方向相反。
上述技术方案中，各百叶窗的开窗叶片与所在带面之间的开窗角度都设置为A度，各开窗叶片之间的间距都设置为L，使得各开窗叶片自所在带面伸出的长度为M。
上述技术方案中，所述平顶开窗的中冷器内置紊流片设置在中冷器散热管中，散热管从紊流片外围沿纵向包覆整个紊流片，紊流片纵向前后端的竖直截面与散热管相平齐；各谷底和谷峰所在平面均与散热管接触固定。
由此，本发明平顶开窗的中冷器内置紊流片可以从两个方面来增加中冷器的散热性能：第一个方面，带面采用开窗结构，增大了空气与带面的换热面积，从而增大散热性能；第二个方面，空气经过开窗结构后会使其紊流强度变得更加剧烈，会显著增大散热效果。其次，由于百叶窗开窗伸出带面距离足够小，且为均匀一致的朝向，使得紊流片带面接近平直结构，可以降低空气的压力损失。最后，紊流片顶部采用平面结构，这样会增加与散热管之间的焊接面积，从而使焊接后散热管的强度更好。因而，若中冷器采用本发明的平顶开窗内置紊流片，能够显著的增强中冷器的换热能力并保证较高的进气压力，在尽量降低进气温度的同时保证进气压力，能够很好的达到节能减排的效果。
附图说明
图1为现有的汽车中冷器直纹不开窗紊流片结构示意图；
图2为现有的汽车中冷器错齿不开窗紊流片结构示意图；
图3为本发明的平顶开窗的中冷器内置紊流片结构示意图；
图4为本发明的平顶开窗的中冷器内置紊流片局部放大结构示意图；
图5为本发明的平顶开窗的中冷器内置紊流片侧向视图；
图6为图5中的A-A剖视图旋转90°效果图；
图7为本发明的平顶开窗的中冷器内置紊流片与中冷器散热管的装配示意图。
具体实施方式
如图3-7所示为根据本发明实施的一种平顶开窗的内置紊流片，紊流片2为手风琴式折叠的折弯波纹状结构，包括纵向延伸的带面2.1以及交错在各带面2.1之间的谷底和谷峰3；其特征在于：谷底与两侧带面2.1以及谷峰与两侧带面2.1在竖直截面为等腰梯形，使得谷底和谷峰3均构成平面；沿纵向方向，在各带面2.1上开设百叶窗4。带面采用开窗结构，增大了空气与带面的换热面积，从而增大散热性能。另一方面，空气经过开窗结构后会使其紊流强度变得更加剧烈，会显著增大散热效果。优选谷底和谷峰3横向长度相等（也即在竖直截面上的长度相等），这样就能保证折弯间距，从而保证气流稳定。
如图4和5所示，同一谷峰3连接的两侧带面2.1上百叶窗4开口方向以谷峰纵向中线为中心呈轴对称设置，且在同一纵向区域，不同谷峰3两侧带面2.1上百叶窗4开口方向一致。
沿纵向方向，同一谷峰3两侧带面2.1上的百叶窗4成组间隔设置，同一组的百叶窗相互均匀间隔且开口方向相同，不同组的百叶窗间隔设置，且相邻组的百叶窗开口方向相反。如图4所示，位于纵向前端的一组百叶窗4.1开口方向向前设置，间隔一段距离设置另一组百叶窗4.2，该另一组百叶窗4.2开口方向沿纵向向后。
如图6所示，各百叶窗4的开窗叶片与所在带面2.1之间的开窗角度都设置为A度，各开窗叶片之间的间距都设置为L，从而使得各开窗叶片自所在带面2.1伸出的长度都为M。
一般情况下，优选A为15-35度，L为0.5-2.5mm，M为0.2-0.5mm。由于百叶窗开窗尺寸独特设计且朝向均匀一致，使得紊流片带面接近平直结构，可以降低空气的压力损失。
图7为本发明的紊流片2装设在散热管5中的结构图。散热管5从紊流片2外围沿纵向包覆整个紊流片2，紊流片2纵向前后端的截面与散热管5相平齐，便于热流通过。此时，各谷底和谷峰3均与散热管5接触，由于紊流片2的顶部（各谷底和谷峰3）为平面结构，这样还能够增大与散热管5的焊接面积，从而增加焊接后的强度。
本发明的技术效果有：能够大幅度提升中冷器的散热能力，同时也能保证空气的压力损失很小。我们经过实验验证，在相同的条件下，平顶开窗紊流片可提高中冷器的散热能力15%以上，且压力损失很小。另外，平顶结构增大了与散热管的焊接面积，可以增加中冷器的强度。

Claims (7)

1.一种平顶开窗的中冷器内置紊流片，为折弯波纹状结构，包括纵向延伸的带面以及交错连接在各带面之间的谷底和谷峰；其特征在于：谷底与两侧带面以及谷峰与两侧带面在竖直截面上的围合图形均为等腰梯形，使得谷底和谷峰均构成平面；沿纵向方向，在各带面上开设百叶窗。
2.根据权利要求1所述的平顶开窗的中冷器内置紊流片，其特征在于：谷峰和谷底在竖直截面上的长度相等。
3.根据权利要求1所述的平顶开窗的中冷器内置紊流片，其特征在于：沿纵向方向，各百叶窗开口方向朝向前方或朝向后方。
4.根据权利要求1所述的平顶开窗的中冷器内置紊流片，其特征在于：同一谷峰连接的两侧带面上百叶窗开口方向以谷峰纵向中线为中心呈轴对称设置；且在同一纵向区域，不同谷峰两侧带面上百叶窗开口方向一致。
5.根据权利要求4所述的平顶开窗的中冷器内置紊流片，其特征在于：沿纵向方向，同一谷峰两侧带面上的百叶窗成组间隔设置，同一组的百叶窗相互均匀间隔且开口方向相同，不同组的百叶窗间隔设置，且相邻组的百叶窗开口方向相反。
6.根据权利要求4所述的平顶开窗的中冷器内置紊流片，其特征在于：各百叶窗的开窗叶片与所在带面之间的开窗角度都设置为A度，各开窗叶片之间的间距都设置为L，使得各开窗叶片自所在带面伸出的长度为M。
7.根据权利要求1所述的平顶开窗的中冷器内置紊流片，其特征在于：所述平顶开窗的中冷器内置紊流片设置在中冷器散热管中，散热管从紊流片外围沿纵向包覆整个紊流片，紊流片纵向前后端的竖直截面与散热管相平齐；各谷底和谷峰所在平面均与散热管接触固定。
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