CN105370384B - 增压空气冷却器和包括该增压空气冷却器的进气歧管 - Google Patents

Abstract

一种增压空气冷却器和包括该增压空气冷却器的进气歧管。增压空气冷却器包括外罩以及放置在外罩内的换热器芯体。换热器芯体包括第一芯体部分、第二芯体部分和放置在第一芯体部分和第二芯体部分之间的中心位置部分。增压空气冷却器还包括多个冷却剂回路。每个冷却剂回路延伸通过第一芯体部分和第二芯体部分中的至少一个。增压空气冷却器还包括从中心位置部分延伸的冷却剂进口和从中心位置部分延伸的冷却剂出口，冷却剂进口用来将冷却剂传送到多个冷却剂回路，冷却剂出口用来从多个冷却剂回路接收冷却剂。增压空气冷却器还包括紧固件，紧固件延伸通过芯体的中心位置部分以将芯体紧固到外罩。

Description

增压空气冷却器和包括该增压空气冷却器的进气歧管

相关申请的交叉引用

本申请是2014年2月12号提交的U.S.专利申请14/178,492的部分继续申请，U.S.专利申请14/178,492要求2013年2月18号提交的U.S.临时专利申请61/766,031的优先权，这两个专利的全部内容据此通过引用的方式被并入。

背景技术

增压空气冷却器结合涡轮增压内燃机系统一起使用。在这种系统中，通过排气膨胀涡轮重新捕获来自燃烧排气的残余能量，并且重新捕获的能量被用来压缩或“提升”正供应给引擎的进入空气(被称为“增压空气”)的压强。这使得引擎的工作压强上升，由此增加了热效率并提供了更好的燃油经济性。

使用排气气体压缩增压空气通常导致空气温度大大增加。这样的温度增加是不希望的，至少有两个原因。第一，空气密度和它的温度逆相关，因此当空气温度提高时，每个燃烧循环中进入燃烧气缸的空气量更低，导致引擎输出减少。第二，随着燃烧温度的增加，不希望的和/或有害的排放物(例如氮的氧化物)的产量增加了。内燃机的排放水平被严格管制，经常必需将进入燃烧气缸的空气的温度控制到相对接近环境空气温度的温度。因此，对于涡轮增压引擎来说，使用增压空气冷却器来冷却增压空气变得很平常。

在一些应用中，使用液体冷却剂(例如，引擎冷却剂)来冷却增压空气。使用液体冷却剂来冷却增压空气的增压空气冷却器可以直接安装到引擎上，并且在有些情况下，可以直接放在引擎的空气进气歧管内。然而，这样的布置会产生问题。为了将液体冷却剂引入和引出增压空气冷却器，在冷却器的某些部分中，增压空气流可能堵塞。虽然人们尝试最小化这样的堵塞的影响，但是已经发现这样的堵塞对将空气分配到各气缸中的每个有很大影响，导致了引擎工作低效率。因此，仍然存在改进的空间。

发明内容

根据本发明的实施例，用于引擎的空气进气歧管包括进气口和多个流道，进气口用来接收压缩增压空气的流，流道用来将冷却的压缩增压空气传送到引擎的对应的燃烧气缸。增压空气冷却器被布置在进气歧管内，位于进气口和流道之间，并且增压空气冷却器包括第一芯体部分、第二芯体部分、冷却剂进口歧管和冷却剂出口歧管。冷却剂进口歧管和冷却剂出口歧管被布置在第一芯体部分和第二芯体部分之间。第一芯体部分和第二芯体部分被布置成关于压缩增压空气的流流体地并联，从而增压空气被分成第一部分和第二部分，第一部分通过第一芯体部分被基本引导到流道的第一子集，第二部分通过第二芯体部分被基本引导到流道的第二子集。

在本发明的一些实施例中，冷却剂进口歧管和冷却剂出口歧管基本阻止增压空气的流通过第一芯体部分和第二芯体部分之间的增压空气冷却器的第三部分。在一些实施例中，在流出增压空气冷却器的冷却的压缩增压空气的流动方向上，第三部分和位于两个相邻流道之间的间隔对齐。在一些实施例中，流道的数量是7个，并且两个相邻的流道是最中心的两个流道。

在一些实施例中，流道的第一子集和流道的第二子集中的每个子集都由一半的流道组成。在一些实施例中，增压空气流的第一部分和第二部分基本相等。

根据本发明的另一实施例，增压空气冷却器包括冷却剂进口、冷却剂出口、第一冷却剂歧管和第二冷却剂歧管，第一冷却剂歧管用来接收来自冷却剂进口的冷却剂流，第二冷却剂歧管用来将冷却剂传送到冷却剂出口。第一冷却剂歧管和第二冷却剂歧管基本阻止增压空气的流通过增压空气冷却器的中心位置部分。第一组冷却剂回路在第一芯体部分中在第一冷却剂歧管和第二冷却剂歧管之间延伸，第一芯体部分和中心位置部分相邻并且位于中心位置部分的第一侧。第二组冷却剂回路在第二芯体部分中在第一冷却剂歧管和第二冷却剂歧管之间延伸，第二芯体部分和中心位置部分相邻并且位于中心位置部分与第一侧相对的第二侧。第一组增压空气流通路延伸通过第一芯体部分，并且和第一组冷却剂回路有热传递关系。第二组增压空气流通路延伸通过第二芯体部分，并且和第二组冷却剂回路有热传递关系。

在一些实施例中，增压空气冷却器包括被布置成堆叠构造的冷却剂板对。第一组增压空气流通路和第二组增压空气流通路限定在相邻的板对之间。在一些实施例中，每个板对包括第一冷却剂歧管的一部分和第二冷却剂歧管的一部分。属于第一组冷却剂回路的一部分的第一冷却剂回路在第一冷却剂歧管的一部分和第二冷却剂歧管的一部分之间延伸。属于第二组冷却剂回路的一部分的第二冷却剂回路在第一冷却剂歧管的一部分和第二冷却剂歧管的一部分之间延伸。

在一些实施例中，第一组增压空气流通路限定了用于增压空气的第一流动区域，并且第二组增压空气流通路限定了用于增压空气的第二流动区域。在一些实施例中，第一流动区域基本等于第二流动区域。

在一些实施例中，流过第一组冷却剂回路的冷却剂和流过第一组增压空气流通路的增压空气的流动方向交错相反。流过第二组冷却剂回路的冷却剂和流过第二组增压空气流通路的增压空气的流动方向交错相反。

在一些实施例中，在第一组流通路和第二组流通路中布置了翅片结构。在一些这样的实施例中，翅片结构限定了压降和每单位面积的增压空气流的相关性，并且第一部分中的相关性和第二部分的相关性基本不同。

根据本发明的另一实施例，增压空气冷却器包括外罩以及放置在外罩内的换热器芯体。换热器芯体包括第一芯体部分、第二芯体部分和中心位置部分，中心位置部分位于第一芯体部分和第二芯体部分之间。增压空气冷却器还包括多个冷却剂回路。多个冷却剂回路中的每个延伸通过第一芯体部分和第二芯体部分中的至少一个。增压空气冷却器还包括从中心位置部分延伸的冷却剂进口。冷却剂进口被配置成将冷却剂传送到多个冷却剂回路。增压空气冷却器还包括从中心位置部分延伸的冷却剂出口。冷却剂出口被配置成从多个冷却剂回路接收冷却剂。增压空气冷却器还包括紧固件，紧固件延伸通过换热器芯体的中心位置部分，以将换热器芯体紧固到外罩。

根据本发明的又一实施例，增压空气冷却器包括外罩和放置在外罩内的换热器芯体。换热器芯体具有第一端和第二端。增压空气冷却器还包括冷却剂进口、冷却剂出口、多个冷却剂回路和多个增压空气流通路，冷却剂进口从外罩延伸并且和换热器芯体流体连通，冷却剂出口从外罩延伸并且和换热器芯体流体连通，多个冷却剂回路在换热器芯体中形成并且在冷却剂进口和冷却剂出口之间延伸，多个增压空气流通路从换热器芯体的第一端延伸到换热器芯体的第二端，并且和多个冷却剂回路有热传递关系。增压空气冷却器还包括紧固件，紧固件延伸通过换热器芯体以将换热器芯体紧固到外罩。紧固件位于换热器芯体的第一端和第二端之间的中心。

根据本发明的另一方面，用于引擎的空气进气歧管包括进气口、多个流道和增压空气冷却器，进气口用来接收压缩增压空气的流，流道用来将冷却的压缩空气传送到引擎的对应的多个燃烧气缸，增压空气冷却器被布置在空气进气歧管内，位于进气口和流道之间。增压空气冷却器包括外罩和放置在外罩内的换热器芯体，换热器芯体具有和进气口相邻近的第一端、以及和多个流道相邻近的第二端。换热器芯体包括第一芯体部分、第二芯体部分，以及放置在第一芯体部分和第二芯体部分之间的中心位置部分。增压空气冷却器还包括多个冷却剂回路。多个冷却剂回路中的每个延伸通过第一芯体部分和第二芯体部分中的至少一个。增压空气冷却器还包括从中心位置部分延伸的冷却剂进口。冷却剂进口被配置成将冷却剂传送到多个冷却剂回路。增压空气冷却器还包括从中心位置部分延伸的冷却剂出口。冷却剂出口被配置成从多个冷却剂回路接收冷却剂。增压空气冷却器还包括第一多个增压空气流通路、第二多个增压空气流通路和紧固件；第一多个增压空气流通路从换热器芯体的第一端到换热芯体的第二端延伸通过第一芯体部分，并且和多个冷却剂回路中的至少一些有热传递关系；第二多个增压空气流通路从换热器芯体的第一端到换热器芯体的第二端延伸通过第二芯体部分，并且和多个冷却剂回路中的至少一些有热传递关系；紧固件延伸通过换热器芯体的中心位置部分以将换热器芯体紧固到外罩。

附图说明

图1是包括本发明的实施例的引擎系统的部分的示意图；

图2是根据本发明的实施例的进气歧管的立体图；

图3是图2的进气歧管的示出了部分截面的立体图；

图4是图2和图3的进气歧管的平面图；

图5是根据本发明的实施例的增压空气冷却器的立体图；

图6是图5的增压空气冷却器在部分分解状态时的立体图；

图7是图4和图5的增压空气冷却器的某些部件的平面图；

图8是图4和图5的增压空气冷却器的某些部件的局部视图；

图9是根据本发明的另一实施例的增压空气冷却器的立体图；

图10是图9的增压空气冷却器的又一立体图；

图11是图9的增压空气冷却器的分解立体图；

图12是图9的增压空气冷却器的示出了部分横截面的立体图；

图13是图9的增压空气冷却器的示出了部分横截面的另一立体图，其中，移除了外罩。

具体实施方式

在详细讲解本发明的任何实施例之前，将理解的是，本发明在其应用时不限制于下面描述中提出的或附图中示出的构件的架构和布置的细节。本发明包括其它实施例并且能够采用多种方式实践或实施。还将理解的是，这里使用的措词和用语是为了描述，并且不应该被认为是限制。“包括”、“包含”或“具有”及其变体的使用旨在囊括其后列出的条目及其等同物和另外的条目。除非另有特定或限制说明，术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”及其变体使用了其广泛意思并且其囊括直接和间接的安装、连接、支撑和联接。而且“连接”和“联接”不限制于物理的或机械的连接或联接。

图1示出了根据本发明的实施例的燃烧机系统1的一部分。示出的引擎系统1作为用于汽车或相似车辆的动力源具有特定的适用性。可替代地，引擎系统1可用在包括商用车辆、职业车辆、非公路用车辆、农业车辆等其他车辆应用中，或用在驻车发电(stationarypower generation)应用中，或用在利用燃烧机生产有用功的其它应用中。

系统1包括气缸体(engine block)2，气缸体2包括数个燃烧气缸5。在示出的实施例中，气缸体2包括4个这样的气缸5，但是应该理解的是本发明可以采用相似方式在包含更多或更少燃烧气缸的系统中使用。未压缩空气9a的流通过压缩机或涡轮增压器6被传送到气缸5，在压缩机或涡轮增压器6中空气被压缩成增压空气9b的加压流。增压空气9b的流被引导穿过进气歧管3，并且通过流道(runner)8引到燃烧气缸5，流道8和气缸5一一对应。

由于在压缩过程中的热力学效率低下，进入进气歧管的增压空气9b的流的温度大大高于进入的空气9a的温度。这样提高的温度是不希望的，因为它能导致引擎排气中的一些被管制的有害排放物(例如，氮的氧化物)的浓度增加。为了改善上述缺点，在流道8的上游的进气歧管3中设置了增压空气冷却器10。增压空气冷却器10包括数个部分(编号为12、13和14)，这将参照图2-图8更详细的描述。

通过穿过增压空气冷却器10已经被冷却的增压空气9b在流道8中被分配，并且进入气缸5，其中，其被用作用于燃烧液体或气体燃料的氧化剂。生成的排气11离开气缸5进入到排气歧管4，并且被引导穿过和压缩机6联接的膨胀涡轮7，其中，包含在排气11中的残余能量被用来压缩进入的空气9a。

本领域技术人员应该理解的是，只示出了引擎系统1的相关部分，并且引擎系统1还包括为了清楚起见没有包括进来的很多另外的构件。

现参照图2-图8，将更详细地描述空气进气歧管3和被集成的增压空气冷却器10。如图示出的，空气进气歧管3包括进口26，进口26用来接收来自压缩机6的压缩的且加热的增压空气9b的流。增压空气冷却器10被布置在空气进气歧管3中，并且延伸穿过空气进气歧管3的整个宽度和高度，从而减少了或消除了增压空气在增压空气冷却器10周围不期望地绕过。当增压空气9b的流穿过增压空气冷却器10时，热从增压空气9b的流传递到同时穿过增压空气冷却器10的冷却剂的流。

冷却剂进口端口15和冷却剂出口端口16延伸通过空气进气歧管3的外壁，并且允许增压空气冷却器10流体联接到冷却剂系统(未示出)，从而冷却剂可以通过冷却剂进口端口15被传送到增压空气冷却器10，并且可以通过冷却剂出口端口16从增压空气冷却器10被移除。冷却剂在冷却剂进口端口15和冷却剂出口端口16之间穿过增压空气冷却器10循环，从而当压缩的增压空气9b穿过增压空气冷却器10时，促进从压缩的增压空气9b的热传递，并且增压空气变成冷却的增压空气流9c离开增压空气冷却器10。

可以观察到冷却剂进口端口15和冷却剂出口端口16被布置成和增压空气冷却器10的中心位置部分12一致。“中心位置”的意思是部分12在增压空气冷却器10的宽度方向上，被布置在增压空气冷却器10的第一芯体部分13和第二芯体部分14之间。虽然示出的实施例显示了第一芯体部分13和第二芯体部分14在宽度方向上的尺寸相等，这样部分12位于增压空气冷却器10的宽度方向上的真正中心，但是在其他实施例中，芯体部分13、14中的一个可以比芯体部分13、14中的另一个大。在这样的实施例中，部分12将没有位于增压空气冷却器10的宽度方向的准确中心，但是仍然可以看成是中心位置。

具体参照图5和图6，增压空气冷却器10的示例性的实施例是堆叠架构或分层架构。在顶板17和底板22之间，冷却剂板对21和增压空气流通道18交错。冷却剂进口歧管19延伸通过堆叠的冷却剂板对21，并且流体连接至冷却剂进口端口15，以便接收冷却剂流并且将其分配到每个冷却剂板对21。相似地，冷却剂出口歧管20延伸通过堆叠的冷却剂板对21，并且流体连接至冷却剂出口端口16，以便接收来自每个冷却剂板对21的冷却剂流。每个冷却剂板对21限定了冷却剂进口歧管19的一部分，以及冷却剂出口歧管20的一部分。

每个冷却剂板对包括第一板21a和第二板21b。板21a和板21b结合起来限定了密封的外周和在冷却剂板对21内的内部体积，这个内部体积与冷却剂进口歧管19和冷却剂出口歧管20流体连通。板21a和板21b在他们之间一起限定了第一冷却剂回路30，第一冷却剂回路30在冷却剂进口歧管19和冷却剂出口歧管20之间延伸通过第一芯体部分13。相似地，板21a和板21b在他们之间一起限定了第二冷却剂回路31，第二冷却剂回路31在冷却剂进口歧管19和冷却剂出口歧管20之间延伸通过第二芯体部分14。

在示出的实施例中，由每个板对21限定的冷却剂回路30和31全部被布置成相互并联，从而使得通过冷却剂进口端口15进入增压空气冷却器10的冷却剂流通过冷却剂进口歧管19在一定程度上被等比例分配到各个冷却剂回路30和31中的每一个。在另一实施例中，优选地，将至少一些冷却剂回路30、31布置成和其它这种冷却剂回路串联，例如，通过在歧管19和20中设置流隔板。在板21a和21b上可设置(但不是要求的)凹陷25，凹陷25为穿过冷却剂流回路30、31的冷却剂提供了流动湍流(turbulation)，并且为板对21提供了结构支撑。可替代地，在板21a和21b之间的空间内可设置一个或多个插入物来提供相似的效果。

尤其从图7中可看出，在示例性实施例中，冷却剂回路30和31在歧管19和20之间限定了盘回路线，每个回路30和每个回路31在增压空气冷却器10的宽度方向上包括了多个路径。图中示出的特定实施例包括四个这样的路径，但是应该理解的是更多或更少的路径在其它实施例中是可取的。

本发明的一个优点是，通过使歧管19和20位于增压空气冷却器10的在宽度方向上的中心，而不是端部，大大减少了当冷却剂穿过增压空气冷却器10时施加在冷却剂上的所产生的压降。特别地，针对穿过增压空气冷却器10的深度的给定数量的冷却剂路径，歧管19和20之间的总流动长度减少了一半，同时每个板对21中的总的冷却剂流动区域加倍，因此使得冷却剂的压降是具有位于其中一端的冷却剂歧管的更传统的增压空气冷却器的四分之一。在这样的传统增压空气冷却器中实现类似希望的压降将迫使盘回的数量减少到2个。然而，已知随着布置在增压空气的相反交错的流动方向上的冷却剂路径的数量的增加，热传递效率也增加，这使得这样的增压空气冷却器不如增压空气冷却器10那么令人满意。

本发明的另一优点是，通过将增压空气流通路18在宽度方向上延伸到增压空气冷却器的两个外缘，大大减少了未冷却的增压空气9b在增压空气冷却器10周围不期望的绕过。通过将芯体部分13和14布置在冷却剂歧管19和20的两侧，这样的布置避免了对冷却剂歧管周围的旁通流进行封闭的固有困难。另外，通过使冷却剂进口端口15和冷却剂出口端口16重新位于增压空气冷却器10的中心，大大减小了由增压空气冷却器10相对于空气进气歧管3的不同热膨胀导致的结构应力，从而使增压空气冷却器10的自由长度减小一半。

为了改进从压缩的增压空气9b的热传递速率，并且为相邻的板对21提供结构支撑，在增压空气流通道18中布置了盘回翅片结构24。在图8中详细地说明了盘回翅片结构24的方面。在图3、图5和图6中，只示出了每个结构24的少数盘回端，但是应该理解的是盘回以相似的方式在每个结构24的整体上延伸。

每个盘回翅片结构24包括一连串侧翼27，侧翼27在增压空气流方向上延伸，每个侧翼27结合到一个侧翼27(在端部侧翼的情况下)或通过交替的峰28和谷29和两个相邻的侧翼27结合。侧翼27可以是平坦的，如示出的实施例所示，或可以采用增强的热传递特征来增大侧翼27，例如沟、矛状物、百叶挡板(louver)、隆起物或热传递领域的技术人员已知的其它类型的表面增大物。由连续的金属材料片通过冲压或滚动(roll)能够很容易形成盘回翅片结构27。当增压空气9b穿过增压空气流通道18时，热从增压空气9b对流地传递到盘回翅片结构24的暴露表面区域，并且通过峰28和谷29与板对21的接触传导地传递到板对21。

在某些优选实施例中，增压空气冷却器10的构件(例如，板21a和21b，盘回翅片结构24、顶板17、底板22、冷却剂进口15和冷却剂出口16)由铝或铝合金制成。在一些非常优选的实施例中，增压空气冷却器10的一些构件或全部构件通过铜焊结合在一起。

具体参照图4，可以观察到增压空气冷却器10的中心位置部分12在增压空气流经过空气冷却器10的方向上和流道8中的最中心的流道(即流道8b和流道8c)之间的空间对齐。延伸通过中心位置部分12的歧管19和20基本阻止增压空气9b的通道通过那部分，这样几乎所有增压空气9b在一定程度上等比例地被引导穿过芯体部分13和14。

由于增压空气9b的流接近平均地被分配穿过部分13和14，并且布置在中心位置部分12的任一侧的流道8的数量相同，因此实现了冷却的增压空气9c到每个流道8的均匀分配。特别地，增压空气9b穿过芯体部分13的部分作为冷却的增压空气9c被分配到流道8a和8b，而增压空气9b穿过芯体部分14的部分作为冷却的增压空气9c被分配到流道8c和8d。计算分析已显示这样的布置能够向所有流道8提供冷却的增压空气9c的基本均匀的分配。与此不同地，相似的分析已显示冷却剂进口歧管和冷却剂出口歧管布置在冷却器的其中一端的增压空气冷却器能导致位于相同端的流道只接收到一半比例的空气。

在一些实施例中，可以调整增压空气冷却器10的某些方面以进一步改善冷却的增压空气9c的分配。例如，进口26和增压空气冷却器10的进口面之间的进气歧管的轮廓(profile)可能没有针对将增压空气9b均匀分配到芯体部分13和14的每一个而被优化。为了克服这点，中心位置部分12可以转移到准确中心的一侧，这样部分13和14中的一个的宽度比部分13和14中的另一个宽，因此增加了通过那个部分的空气流量。可替代地，部分13、14的宽度可以保持统一，并且可以调节盘回翅片结构24的特定方面从而他们在两个部分中是不同的。例如，可以在部分13、14的其中一个中减小相邻侧翼27之间的间隔(否则该部分会接收更多的流)，从而那个部分中的压降和每单位面积的增压空气流的关联性大于另一部分中的这种关联性。

图9-图13示出了和进气歧管3(图1)一起使用的另一增压空气冷却器100。增压空气冷却器100和上述的增压空气冷却器10基本相似。特此参照增压空气冷却器10来描述下面不具体说明的增压空气冷却器100的特征和元件。

示出的增压空气冷却器100包括外罩104、换热器芯体108、冷却剂进口112和冷却剂出口116。如图11所示，外罩104包括两个外罩部120、124，两个外罩部120、124联接在一起构成外罩104。在一些实施例中，外罩部120、124可以由例如塑料材料制成。第一外罩部120包括底部128和侧壁132，底部128和侧壁132限定了内部体积136。内部体积136的形状和大小设置成容纳芯体108。如图9所示，侧壁132中的一个限定了进口开口140，进口开口140和压缩机6(图1)连通，以接收增压空气9b的流。如图10所示，另一侧壁132限定出口开口144，出口开口144和流道8连通。转回参照图10，第二外罩部124是大体上平坦的板，该板在底部128的对面越过第一外罩部120的敞开侧延伸。在一些实施例中，可在第一外罩部120和第二外罩部124之间设置弹性部件以提供密封。

换热器芯体108放置在外罩104的内部体积136中。芯体108具有第一端148、第二端152、第一侧156和第二侧160。第一端148和外罩104的进口开口140相邻近，由此，和空气进气歧管3的空气进口26(图4)相邻近。第二端152和外罩104的出口开口144相邻近，由此和流道8(图1)相邻。每侧156、160在芯体108的第一端148和第二端152之间延伸。示出的换热器芯体108还包括三个芯体部分164、168、172。每个芯体部分164、168、172在芯体108的第一端148和第二端152之间延伸。第一芯体部分164和芯体108的第一侧156相邻近。第二芯体部分168和芯体108的第二侧160相邻近。第三芯体部分172是位于第一芯体部分164和第二芯体部分168之间的中心位置部分。

在示出的实施例中，换热器芯体108包括被布置成堆叠构造或分层构造的多个板对176(和上述板对21相似)。板对176限定了在冷却剂进口112和冷却剂出口116之间延伸的冷却剂回路(例如，参见图7的冷却剂回路30、31)。特别地，第一多个冷却剂回路由在第一芯体部分164中的板对176限定，并且第二多个冷却剂回路由在第二芯体部分168中的板对176限定。冷却剂回路在冷却剂进口112和冷却剂出口116之间限定了让冷却剂流过的盘回路线。

增压空气流通路180、184也在换热器芯体108的板对176之间限定。特别地，第一多个增压空气流通路180在第一芯体部分164中的相邻板对176之间限定，并且第二多个增压空气流通路184在第二芯体部分168中的相邻板对176之间限定。两种多个增压空气流通路180、184都从芯体108的第一端148延伸到芯体108的第二端152。增压空气9b的流(图1)穿过增压空气流通路180、184以经过芯体108。第一多个增压空气流通路180和第一多个冷却剂回路有热传递关系，因此当增压空气9b流过第一芯体部分164时，热从增压空气9b的流传递到第一多个冷却剂回路中的冷却剂。第二多个增压空气流通路184和第二多个冷却剂回路有热传递关系，因此当增压空气9b流过第二芯体部分168时，热从增压空气9b的流传递到第二多个冷却剂回路中的冷却剂。

如图9所示，冷却剂进口112和冷却剂出口116从外罩104延伸。在示出的实施例中，冷却剂进口112和冷却剂出口116连接至换热器芯体108的中心位置部分172，并且从换热器芯体108的中心位置部分172延伸。在其它实施例中，冷却剂进口112和冷却剂出口116可以位于芯体108的其它地方。冷却剂进口112和冷却剂出口116被配置成和冷却剂系统流体联接，从而冷却剂可以通过冷却剂进口112被传送到增压空气冷却器100，并且可以通过冷却剂出口116从增压空气冷却器100移除。冷却剂在冷却剂进口112和冷却剂出口116之间穿过增压空气冷却器100的冷却剂回路循环。如图11所示，第一弹性密封件188(例如，Ο型圈)包围冷却剂进口112的一部分以在冷却剂进口112和外罩104之间建立密封。第二弹性密封件192(例如，Ο型圈)包围冷却剂出口116的一部分以在冷却剂出口116和外罩104之间建立密封。

在一些可替代的实施例中，在冷却剂进口112和冷却剂出口116之间延伸的冷却剂回路可以至少部分地由布置在相邻板对176之间的流的湍流插入物、翅片等限定。在一些应用中，优选地，当冷却剂回路从冷却剂进口112延伸到冷却剂出口116时，可以让冷却剂回路既穿过第一芯体部分164又穿过第二芯体部分168。

继续参照图11，示出的增压空气冷却器100还包括紧固件196。紧固件196延伸通过换热器芯体108和外罩104，以便将芯体108紧固至外罩104。在示出的实施例中，紧固件196位于增压空气冷却器100的中心。也就是说，紧固件196延伸通过芯体108的中心位置部分172。另外，紧固件196等间距地位于芯体108的第一端148和第二端152之间，并且等间距地位于芯体108的第一侧156和第二侧160之间。

在示出的实施例中，紧固件196是带螺纹的螺栓。螺栓196包括头部200和带螺纹的杆身204。杆身204延伸通过芯体108，而头部200和外罩104的一个侧面相邻接(例如，和图中的第二外罩部124相邻近)。杆身204拧入在第一外罩部120上形成的凸起部208(图9和12)以将螺栓196紧固到位。在一些实施例中，可将螺母拧入螺栓196的端部以便将螺栓196紧固到位。在其它实施例中，也可以采用或替代地采用其它类型的紧固件。

如图9所示，紧固件196放置在冷却剂进口112和冷却剂出口116之间。冷却剂进口112放置成和芯体108的第一端148以及外罩104的进口开口140相邻近，而冷却剂出口116放置成和芯体108的第二端152以及外罩104的出口开口144相邻近。然而，在一些实施例中，为了将冷却剂流和空气流布置成以完全相反的流动方向通过增压空气冷却器100，相反放置冷却剂进口112和冷却剂出口116是可取的。另外，冷却剂进口112和冷却剂出口116被紧固件196均等地分隔。这样的布置在紧固件196周围平衡了增压空气冷却器100。

如图12和图13所示，换热器芯体108限定了沟道(pocket)212。示出的沟道212是延伸通过芯体108的连续通路或过道。紧固件196延伸通过沟道212。沟道212由板对176限定，更具体地由直立的侧翼或板对176的侧壁限定。沟道212利用了板对176(图7)的第一冷却剂回路和第二冷却剂回路之间形成的未使用的中心空间。由此，沟道212与冷却剂回路和增压空气流通路180、184隔离，从而冷却剂和增压空气都不能进入沟道212并到达紧固件196。

将紧固件196放置在增压空气冷却器100的中心有助于有效使用增压空气冷却器100的可用空间，而不妨碍冷却剂回路或增压空气流通路180、184。另外，芯体108可以通过单个元件，而不是多个紧固件或更多复杂的焊接或铜焊技术紧固在外罩104中(并且可以将外罩部120、124夹紧在一起)。此外，位于中心的紧固件196有助于在高增压压力期间保持外罩部分120、124在一起，高增压压力发生在增压空气冷却器100工作期间。特别地，紧固件196有助于维持在外罩部120、124之间和在冷却剂进口112、冷却剂出口116和外罩104之间的适当的夹紧负荷。紧固件196保持在面密封的密封件上的夹紧负荷，或保持径向密封件恰当地加载了负荷。当冷却剂通道并入外罩104时，紧固件196还简化了在进口112和出口116处的冷却剂连接。

增压空气冷却器100的运行大体上和上述增压空气冷却器10相同。

参照本发明的特定实施例，描述了本发明的某些特征和元件的多种替代方案。除互不包括上述每个实施例或与上述实施例不一致的特征、元件和操作方式之外，应注意到，参照一个特定实施例描述的可替代的特征、元件和操作方式可以应用到其它实施例。

上面讨论的和图中示出的实施例只通过示例的方式提出，而不在于作为对本发明的构思和理念的限制。照此，本领域普通技术人员将理解的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对元件及其构造和布置进行多种修改。

Claims (19)

1.一种增压空气冷却器，包括：

外罩；

换热器芯体，所述换热器芯体放置在所述外罩内，所述换热器芯体包括第一芯体部分、第二芯体部分、以及中心位置部分，所述中心位置部分放置在所述第一芯体部分和所述第二芯体部分之间；

多个冷却剂回路，所述多个冷却剂回路中的每一个延伸通过所述第一芯体部分和所述第二芯体部分中的至少一个；

冷却剂进口，所述冷却剂进口从所述中心位置部分延伸，所述冷却剂进口被配置成将冷却剂传送到所述多个冷却剂；

冷却剂出口，所述冷却剂出口从所述中心位置部分延伸，所述冷却剂出口被配置成从所述多个冷却剂回路接收冷却剂；以及

紧固件，所述紧固件延伸通过所述换热器芯体的中心位置部分以便将所述换热器芯体紧固到所述外罩。

2.根据权利要求1所述的增压空气冷却器，其中，所述紧固件被放置在所述冷却剂进口和所述冷却剂出口之间。

3.根据权利要求1所述的增压空气冷却器，其中，所述换热器芯体限定了沟道，并且其中，所述紧固件延伸通过所述沟道。

4.根据权利要求3所述的增压空气冷却器，其中，所述沟道与所述多个冷却剂回路隔离。

5.根据权利要求4所述的增压空气冷却器，其中，所述换热器芯体包括多个板，所述多个板被布置成堆叠构造，并且其中所述沟道由所述多个板限定。

6.根据权利要求1所述的增压空气冷却器，还包括：

第一多个增压空气流通路，所述第一多个增压空气流通路延伸通过所述第一芯体部分，和至少一些所述多个冷却剂回路有热传递关系；以及

第二多个增压空气流通路，所述第二多个增压空气流通路延伸通过所述第二芯体部分，和至少一些所述多个冷却剂回路有热传递关系。

7.根据权利要求6所述的增压空气冷却器，其中，所述紧固件延伸通过由所述换热器芯体限定的沟道，并且其中，所述沟道与所述多个冷却剂回路、所述第一多个增压空气流通路、以及所述第二多个增压空气流通路隔离。

8.根据权利要求1所述的增压空气冷却器，其中，所述紧固件包括带螺纹的螺栓。

9.一种增压空气冷却器，包括：

外罩；

换热器芯体，所述换热器芯体放置在所述外罩内，所述换热器芯体具有第一端和第二端；

冷却剂进口，所述冷却剂进口从所述外罩延伸，和所述换热器芯体流体连通；

冷却剂出口，所述冷却剂出口从所述外罩延伸，和所述换热器芯体流体连通；

多个冷却剂回路，所述多个冷却剂回路在所述换热器芯体内形成，并且在所述冷却剂进口和所述冷却剂出口之间延伸；

多个增压空气流通路，所述多个增压空气流通路从所述换热器芯体的第一端延伸到所述换热器芯体的第二端，和所述多个冷却剂回路有热传递关系；以及

紧固件，所述紧固件延伸通过所述换热器芯体以便将所述换热器芯体紧固到所述外罩，所述紧固件位于所述换热器芯体的第一端和第二端之间的中心位置，

其中所述换热器芯体限定了沟道，所述沟道与所述多个冷却剂回路隔离，并与所述多个增压空气流通路隔离。

10.根据权利要求9所述的增压空气冷却器，其中，所述紧固件位于所述冷却剂进口和所述冷却剂出口之间。

11.根据权利要求10所述的增压空气冷却器，其中，所述冷却剂进口放置成和所述换热器芯体的第一端相邻近，并且其中，所述冷却剂出口放置成和所述换热器芯体的第二端相邻近。

12.根据权利要求9所述的增压空气冷却器，其中，所述紧固件延伸通过所述沟道。

13.根据权利要求9所述的增压空气冷却器，其中，所述换热器芯体包括多个板，所述多个板被布置成堆叠构造，并且其中所述沟道由所述多个板限定。

14.根据权利要求9所述的增压空气冷却器，其中，所述紧固件等间距地位于所述换热器芯体的第一端和第二端之间。

15.根据权利要求14所述的增压空气冷却器，其中，所述换热器芯体包括第一侧和第二侧，所述第一侧在所述第一端和所述第二端之间延伸，所述第二侧在所述第一端和所述第二端之间延伸，并且其中所述紧固件等间距地位于所述换热器芯体的第一侧和第二侧之间。

16.根据权利要求9所述的增压空气冷却器，其中，所述紧固件包括带螺纹的螺栓。

17.根据权利要求9所述的增压空气冷却器，其中，所述换热器芯体的第一端被配置成和引擎的进气口相邻近，并且其中所述换热器芯体的第二端被配置成和所述引擎的多个流道相邻近。

18.一种用于引擎的空气进气歧管，所述空气进气歧管包括：

进气口，所述进气口用来接收压缩增压空气的流；

多个流道，所述多个流道用来将冷却的压缩增压空气传送到引擎的对应的多个燃烧气缸；以及

增压空气冷却器，所述增压空气冷却器被布置在所述空气进气歧管内，位于所述进气口和所述流道之间，所述增压空气冷却器包括：

外罩；

换热器芯体，所述换热器芯体放置在所述外罩内，所述换热器芯体具有第一端和第二端，所述第一端和所述进气口相邻近，所述第二端和所述多个流道相邻近，所述换热器芯体包括第一芯体部分、第二芯体部分和中心位置部分，所述中心位置部分放置在所述第一芯体部分和所述第二芯体部分之间；

多个冷却剂回路，所述多个冷却剂回路中的每一个延伸通过所述第一芯体部分和所述第二芯体部分中的至少一个；

冷却剂进口，所述冷却剂进口从所述中心位置部分延伸，所述冷却剂进口被配置成将冷却剂传送到所述多个冷却剂回路；

冷却剂出口，所述冷却剂出口从所述中心位置部分延伸，所述冷却剂出口被配置成从所述多个冷却剂回路接收冷却剂；

第一多个增压空气流通路，所述第一多个增压空气流通路从所述换热器芯体的第一端到所述换热器芯体的第二端延伸通过所述第一芯体部分，和至少一些所述多个冷却剂回路有热传递关系；

第二多个增压空气流通路，所述第二多个增压空气流通路从所述换热器芯体的第一端到所述换热器芯体的第二端延伸通过所述第二芯体部分，和至少一些所述多个冷却剂回路有热传递关系；以及

紧固件，所述紧固件延伸通过所述换热器芯体的中心位置部分以便将所述换热器芯体紧固到所述外罩。

19.根据权利要求18所述的用于引擎的空气进气歧管，其中，所述紧固件延伸通过由所述换热器芯体限定的沟道，并且其中所述沟道与第一多个冷却剂回路、第二多个冷却剂回路、第一多个增压空气流通路以及第二多个增压空气流通路隔离。