CN105673185B - 一种集成中冷器的进气歧管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集成中冷器的进气歧管，包括进气歧管本体和中冷器，所述进气歧管本体设有稳压腔，所述中冷器集成在稳压腔中，所述进气管本体还包括与稳压腔的底面连通且用于调节进气流向和中冷器边界气体空间的进气腔。本发明通过优化集成中冷器进气歧管的进气腔外形，加大中冷器边角区域气体空间，使得进入进气腔气体不因为中冷器边界区域空间较小产生冷却不均的问题，调整中冷进气面流动方向，使得中冷进气面流动更加均匀，提高中冷出气面温度分布均匀性。

Description

一种集成中冷器的进气歧管
技术领域
本发明属于发动机部件设计技术领域，具体涉及一种集成中冷器的进气歧管。
背景技术
目前，随着增压技术越来越多的应用到整车上，经过压气机高温高压的空气要进行冷却，传统的中冷冷却技术为中冷器和进气系统分离，压气机要从涡轮增压器出口至汽车前端中冷器进行冷却，冷却后再通过管路输送到进气歧管，管路路线较长，增加了前舱布置的问题，且由于管路较长也带来了系统压损增大，再次受热可能性增加，降低发动机进气效率，整个系统的反应灵敏度也相对滞后，影响发动机性能。基于传统的中冷器所带来的问题，水冷式中冷集成进气歧管技术正越来越多的应用到发动机开发上，水冷式中冷集成进气歧管技术可以避免系统管路过长带来的冷量散逸，系统灵敏度滞后，布置难度加大等问题，高温高压的空气经过中冷集成中冷器冷却后直接进入各缸，管路缩短，不产生多余的冷量散逸，提高了系统的反应时间。但中冷集成进气歧管技术也存在一些缺陷，例如进气歧管进气腔设计不合理，中冷器热交换面积利用不充分，冷却水流布置不合理等问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种集成中冷器的进气歧管，目的是避免中冷器边界区域空间较小产生冷却不均。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种集成中冷器的进气歧管，包括进气歧管本体和中冷器，所述进气歧管本体设有稳压腔，所述中冷器集成在稳压腔中，所述进气管本体还包括与稳压腔的底面连通且用于调节进气流向和中冷器边界气体空间的进气腔。
所述进气腔为弧形曲面型结构。
所述稳压腔设有将气体导向发动机气缸的导流装置。
所述导流装置为弧形偏角导流板。
所述弧形偏角导流板的进气端弧线开口随进气流向依次增大。
所述进气歧管设于发动机节气门和发动机缸盖之间，且进气歧管的进气管与发动机节气门连接，进气歧管的出气口与发动机缸盖连接。
所述进气歧管的进气管与所述发动机节气门之间设有节气门密封圈，所述进气歧管的出气口与发动机缸盖之间设有缸盖密封圈。
所述中冷器为水冷中冷器。
所述中冷器设有进水管和出水管，进水管和出水管与中冷器的冷却管路相连通，所述中冷器的冷却管路与进气歧管的气流方向相反。
所述中冷器为板翅式中冷器。
本发明的有益效果：本发明通过优化集成中冷器进气歧管的进气腔外形，加大中冷器边角区域气体空间，使得进入进气腔气体不因为中冷器边界区域空间较小产生冷却不均的问题，调整中冷进气面流动方向，使得中冷进气面流动更加均匀，提高中冷出气面温度分布均匀性。在优化进气腔基础上，通过在稳压腔位置增加弧形偏角导流板来优化各缸进气量，改善了进气均匀性，减少了压力损失，提高了中冷器冷却效率，通过CAE计算表明，和传统未优化前集成中冷器进气歧管相比，可以改善中冷出气面温度分布，优化各缸进气流量均匀性。同时满足中冷出气面温差要求和各缸进气流量均匀度要求。
附图说明
本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
图1是本发明集成中冷器的进气歧管的结构示意图；
图2是本发明集成中冷器的进气歧管的稳压腔内导流板结构示意图；
图3是本发明集成中冷器的进气歧管的曲线型进气腔结构示意图；
图4是本发明集成中冷器的进气歧管的进气流向整体结构示意图。
图中标记为：
1、进气管；2、进气腔；3、中冷器；4、进水管；5、出水管；6、稳压腔；7、弧形偏角导流板。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1至图4所示，本发明具体涉及一种集成中冷器的进气歧管，包括进气歧管本体和中冷器3，进气歧管本体设有稳压腔6，中冷器3集成在稳压腔6中，进气管本体还包括与稳压腔6的底面连通且用于调节进气流向和中冷器边界气体空间的进气腔2。在进气腔的进气端设置有进气管1。较好的是，进气腔为弧形曲面型结构，如图3所示，设计成此结构使得即使不在进气腔和稳压腔的底面之间设置导流板，也能使气体较均匀的进入稳压腔中，且此结构加大中冷器边角区域气体空间，使得进入进气腔气体不因为中冷器边界区域空间较小产生冷却不均的问题。将中冷器集成在进气歧管稳压腔中，避免了因连接管路长造成冷却后气体的压力损失，有效地降低了增压后空气温度，提高了发动机充气效率，从而改善了发动机的动力性能和经济性能。
为了使进气腔2中的气体均匀进入稳压腔中，进一步达到均匀冷却的目的，进气腔2包括上侧进气腔、下侧进气腔和设置在上侧进气腔内的上侧进气腔隔板，上侧进气腔隔板的设置能够实现中冷器的均匀冷却。较好的是，隔板设置在上侧进气腔的中部。同样，下侧进气腔内也可以设置用于导流的下侧进气腔隔板，实现均匀进气。
上述稳压腔6设有将气体导向发动机气缸的导流装置。优选的是，导流装置为弧形偏角导流板7。发动机的气缸为四个时，可以调整各缸进气量，弧形偏角导流板分流居中布置，控制流量较大的二、三缸，增加一、四缸进气量，使得各缸进气量更加均匀。较好的设置方式是，弧形偏角导流板7的进气端弧线开口随进气流向依次增大。此结构改善了进气均匀性，减少了压力损失，提高了中冷器冷却效率，通过CAE计算表明，和传统未优化前集成中冷器进气歧管相比，可以改善中冷出气面温度分布，优化各缸进气流量均匀性。同时满足中冷出气面温差要求和各缸进气流量均匀度要求。
为了减短管路的长度，将进气歧管设于发动机节气门和发动机缸盖之间，且进气歧管的进气管与发动机节气门连接，进气歧管的出气口与发动机缸盖连接。此结构能够使中冷器进气歧管的长度缩短，提升了发动机的瞬态响应性能，提升了车辆动力性能。此外，还可以减少由于管路较长带来的系统压损增大，能够提高发动机进气效率，减少系统重量，具有显著的成本优势，并且优化发动机舱布置。
进气歧管的进气管1与发动机节气门之间设有节气门密封圈，进气歧管的出气口与发动机缸盖之间设有缸盖密封圈。节气门密封圈可以密封发动机节气门与进气歧管；缸盖密封圈可以密封发动机缸盖与进气歧管，防止内部压缩空气泄露，保证整个系统的正常运行。
较好的是，中冷器3为水冷中冷器，进气歧管本体内设有水室，中冷器设有进水管4和出水管5，进水管4和出水管5与中冷器的冷却管路相连通，中冷器3的冷却管路与进气歧管的气流方向相反。具体设置时，可以将进水管的进水口和出水管的出水口均设于进气歧管的一侧，水室同样设于进水管的进水口和出水管的出水口相近的一侧；此进气歧管中进气气流方向与中冷器冷却管路中水流方向相反，能够提高中冷器的热交换效率。
作为优选的，中冷器可为板翅式中冷器。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种集成中冷器的进气歧管，包括进气歧管本体和中冷器(3)，所述进气歧管本体设有稳压腔(6)，所述中冷器(3)集成在稳压腔(6)中，其特征在于：所述进气歧管本体还包括与稳压腔(6)的底面连通且用于调节进气流向和中冷器边界气体空间的进气腔(2)，所述进气腔(2)为具有高低起伏的弧形曲面型结构，进气腔(2)包括上侧进气腔、下侧进气腔和设置在上侧进气腔内的上侧进气腔隔板，所述稳压腔(6)设有将气体导向发动机气缸的导流装置，所述导流装置为弧形偏角导流板(7)，所述进气歧管设于发动机节气门和发动机缸盖之间，且进气歧管的进气管(1)与发动机节气门连接，进气歧管的出气口与发动机缸盖连接，所述进气歧管的进气管(1)与所述发动机节气门之间设有节气门密封圈，所述进气歧管的出气口与发动机缸盖之间设有缸盖密封圈，所述中冷器(3)为水冷中冷器，进气歧管本体内设有水室，所述中冷器(3)设有进水管(4)和出水管(5)，进水管(4)和出水管(5)与中冷器的冷却管路相连通，所述中冷器的冷却管路与进气歧管的气流方向相反，所述弧形偏角导流板(7)的进气端弧线开口随进气流向依次增大。
2.根据权利要求1所述集成中冷器的进气歧管，其特征在于：所述中冷器(3)为板翅式中冷器。
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