CN107735564B - 增压空气冷却器装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于活塞发动机的增压空气冷却器装置包括：空气冷却器壳体(2)；增压空气冷却器(1)，该增压空气冷却器(1)布置在所述空气冷却器壳体(2)内部；以及空气管道(3)，该空气管道(3)连接至所述空气冷却器壳体(2)，以将增压空气引入所述增压空气冷却器(1)中。所述空气管道(3)被配置成伸入所述空气冷却器壳体(2)中并且附接于所述增压空气冷却器(1)。

Description

增压空气冷却器装置
技术领域
本发明涉及用于活塞发动机的增压空气冷却器装置。
背景技术
诸如船舶和发电厂发动机的大型活塞发动机通常设置有涡轮增压器，涡轮增压器用于增加进气压力。因为进气压力高，所以需要有效冷却进气，以将涡轮增压器之后的进气温度保持在可接受水平。进气系统因此包括一个或更多个增压空气冷却器，增压空气冷却器通常利用冷却水来吸收来自进气的热。通常，增压空气冷却分两个阶段进行。在第一阶段，使用高温冷却水对进气进行初始冷却，并且在第二阶段，使用低温冷却水对进气进行最终冷却。
增压空气冷却器安装在空气冷却器壳体内。空气管道连接至空气冷却器壳体的外侧，用于将进气引入增压空气冷却器中。在空气管道和空气冷却器壳体之间需要进行密封。增压空气冷却器连接至空气冷却器壳体，并且密封件布置在增压空气冷却器和空气冷却器壳体之间的接合处。通常，通过铸造来制造空气冷却器壳体。然而，为了确保空气冷却器壳体和增压空气冷却器之间以及空气冷却器壳体和空气管道之间的有效密封，形成空气冷却器壳体和相邻组件之间的接合处的部分的空气冷却器壳体的那些表面需要被加工。尤其在增压空气冷却器倚靠其布置的表面的情况下，存在问题。由于表面在空气冷却器壳体内部，因此表面的加工既复杂又缓慢。难以实现优良的表面质量和小的容差，因此增压空气冷却器和空气冷却器壳体之间的接合处招致空气泄漏。需要加工空气冷却器壳体的内表面，这也增加了制造成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的用于活塞发动机的增压空气冷却器装置。该装置包括：空气冷却器壳体；增压空气冷却器，该增压空气冷却器布置在所述空气冷却器壳体内部；以及空气管道，该空气管道连接至所述空气冷却器壳体，以将增压空气引入所述增压空气冷却器中。
根据本发明，空气管道被配置成伸入空气冷却器壳体中并且附接于增压空气冷却器。因为空气管道伸入空气冷却器壳体中，所以增压空气冷却器不需要密封空气冷却器壳体的内表面。因此，可避免对空气冷却器壳体的内表面进行严苛的加工。这降低了增压空气冷却器装置的制造成本并且还降低了空气泄漏的风险。
根据本发明的实施方式，空气管道设置有伸入空气冷却器壳体中的突出部。突出部可包括接触表面，所述接触表面抵靠增压空气冷却器的接触表面布置。突出部的接触表面可以是突出部的端面。在增压空气冷却器的接触表面和突出部的接触表面之间可布置有密封件。
根据本发明的实施方式，空气管道设置有凸缘，所述凸缘抵靠空气冷却器壳体的外表面布置。在凸缘和空气冷却器壳体的外表面之间布置有密封件。空气管道可利用螺栓附接于增压空气冷却器。另外，空气管道可直接附接于空气冷却器壳体。
附图说明
以下，将参照附图来更详细地描述本发明的实施方式，在附图中，
图1示出了现有技术的增压空气冷却器装置，
图2示出了根据本发明的实施方式的增压空气冷却器装置的剖视图，以及
图3示出了用于图2的增压空气冷却器装置的空气管道。
具体实施方式
在图1中示出了现有技术的用于活塞发动机的增压空气冷却器装置。使用该装置的发动机是大型内燃机，诸如，船舶的主或辅助发动机或在发电厂用于发电的发动机。增压空气冷却器装置包括增压空气冷却器1，增压空气冷却器1布置在空气冷却器壳体2内部。发动机的进气从发动机的涡轮增压器经由空气管道3导入空气冷却器壳体2中并且导入增压空气冷却器1中。增压空气冷却器1设置有接触表面4，接触表面4抵靠空气冷却器壳体2的第一接触表面5布置。在增压空气冷却器1的接触表面4和空气冷却器壳体2的接触表面5之间布置有密封件6。使用螺栓17将增压空气冷却器1附接于空气冷却器壳体2。另外，空气管道3设置有接触表面7，接触表面7抵靠空气冷却器壳体2的第二接触表面8布置。在空气管道3的接触表面7和空气冷却器壳体2的接触表面8之间布置有密封件。空气管道3利用螺栓19附接于空气冷却器壳体2。通过铸造来制成空气冷却器壳体2。然而，为了确保增压空气冷却器1和空气冷却器壳体2之间以及空气冷却器壳体2和空气管道3之间的有效密封，需要对空气冷却器壳体2的接触表面5、8进行加工。在空气冷却器壳体2内部的第一接触表面5的加工是复杂且耗时的。难以实现充足的表面质量和适宜的公差，因此增压空气冷却器1和空气冷却器壳体2之间的连接往往会造成空气泄漏。
图2示出了根据本发明的实施方式的增压空气冷却器装置。以与图1的增压空气冷却器装置相同的方式，在大活塞发动机中使用增压空气冷却器装置。如同图1的现有技术的增压空气冷却器装置一样，图2的增压空气冷却器装置包括增压空气冷却器1、空气冷却器壳体2和空气管道3。空气管道3被布置成将来自涡轮增压器的增压空气引入空气冷却器壳体2和增压空气冷却器1中。在图3中更详细地示出了空气管道3。空气冷却器壳体2形成流体密封空间，增压空气可流过该流体密封空间。发动机的进气系统可包括仅一个增压空气冷却器1或两个或更多个增压空气冷却器1。在进气系统包括两个或更多个增压空气冷却器1的情况下，增压空气冷却器1中的一个或更多个可从另一个增压空气冷却器1接收压缩的进气，而不是直接从涡轮增压器接收。发动机可包括串联布置的两个或更多个涡轮增压器，并且在这种情况下，增压空气冷却器1中一个或更多个可布置在涡轮增压级之间，增压空气冷却器1中的一个或更多个可布置在所有涡轮增压器的下游。每个空气冷却器壳体2容纳一个增压空气冷却器1。图2的增压空气冷却器装置可以是发动机的增压空气冷却器装置中的任一个。其他增压空气冷却器装置可类似于图2中示出的装置。发动机的进气流过增压空气冷却器1，来自进气的热被吸收到流入冷却水回路中的冷却水。增压空气冷却器1因此是气体-液体热交换器，将热量从空气传递到水。冷却液体也可以是除水之外的某种其他液体。如果发动机包括两个增压空气冷却器1，则可在进气流动方向上在第一增压空气冷却器(高温增压空气冷却器)中使用高温冷却水，并且可在第二增压空气冷却器(低温增压空气冷却器)中使用低温冷却水。
空气冷却器壳体2和空气管道3优选地为铸造件。只有空气冷却器壳体2和空气管道3的临界面(诸如，用于密封的表面)被加工。增压空气冷却器1完全布置在空气冷却器壳体2内部。增压空气冷却器1包括接触表面4，接触表面4允许增压空气冷却器1以流体密封的方式连接到相邻的部件。增压空气冷却器1可与图1中示出的现有技术的增压空气冷却器1相同。空气管道3设置有第一接触表面7和第二接触表面9，第一接触表面7和第二接触表面9允许空气管道3以流体密封的方式连接到相邻的部件。另外，空气冷却器壳体2设置有接触表面8，接触表面8布置在空气冷却器壳体2的外表面上。
空气冷却器壳体2包括孔10，进气通过孔10被引入空气冷却器壳体2中和增压空气冷却器1中。另外，增压空气冷却器1可经由孔10安装在空气冷却器壳体2内部。空气管道3设置有突出部11，突出部11被布置成通过孔10伸入空气冷却器壳体2中。突出部11的外径略小于孔10的内径。突出部11形成进气的通道。突出部11的端面形成空气管道3的第二接触表面9。空气管道3还包括凸缘12，凸缘12可以抵靠空气冷却器壳体2支撑。凸缘12环绕突出部11并且具有比空气冷却器壳体2的孔10的直径大的外径。空气管道3的第一接触表面7布置在凸缘12中。
当组装增压空气冷却器装置时，增压空气冷却器1的接触表面4抵靠空气管道3的第二接触表面9。在增压空气冷却器1和空气管道3之间布置有密封件13。增压空气冷却器1因此气密性地直接连接至空气管道3。空气管道3的第一接触表面7抵靠空气冷却器壳体2的接触表面8。在空气冷却器壳体2和空气管道3之间布置有密封件18。由于增压空气冷却器1相对于空气管道3密封而没有相对于空气冷却器壳体2的内表面密封，因此空气冷却器壳体2的内侧不需要被加工。与图1中示出的现有技术的空气管道3相比，空气管道3需要设置附加的接触表面，但是空气管道3比空气冷却器壳体2的内表面更容易加工。因为增压空气冷却器装置的构造简单，所以制造成本和空气泄漏的风险降低。
空气管道3设置有穿过突出部11的通孔14。增压空气冷却器1包括通向增压空气冷却器1的接触表面4并且设置有内螺纹的孔15。空气管道3和增压空气冷却器1的孔14、15允许增压空气冷却器1和空气管道3利用螺栓17连接在一起。空气管道3另外利用螺栓19直接附接于空气冷却器壳体2。空气管道3包括用于将空气管道3紧固于空气冷却器壳体2的孔16。孔16布置在空气管道3的凸缘12中。空气冷却器壳体2设置有用于空气管道3和空气冷却器壳体2之间的螺栓接合的盲孔20。增压空气冷却器1、空气冷却器壳体2和空气管道3形成模块，其中，空气管道3被紧固于空气冷却器壳体2并且增压空气冷却器1被紧固于空气管道3。
本领域技术人员应该理解，本发明不限于上述实施方式，而是可以在本发明的范围内变化。

Claims (5)

1.一种用于活塞发动机的增压空气冷却器装置，该装置包括：
-空气冷却器壳体(2)；
-增压空气冷却器(1)，该增压空气冷却器(1)布置在所述空气冷却器壳体(2)内部；以及
-空气管道(3)，该空气管道(3)连接至所述空气冷却器壳体(2)，以将增压空气引入所述增压空气冷却器(1)，所述空气管道(3)被配置成伸入所述空气冷却器壳体(2)中并且附接于所述增压空气冷却器(1)，
其特征在于：
-所述空气管道(3)设置有凸缘(12)，所述凸缘(12)抵靠所述空气冷却器壳体的外表面布置；
-所述空气管道(3)设置有伸入所述空气冷却器壳体(2)中的突出部(11)；
-所述突出部(11)包括接触表面(9)，所述接触表面(9)是所述突出部(11)的端面并且所述接触表面(9)抵靠所述增压空气冷却器(1)的接触表面(4)布置；并且
-在所述增压空气冷却器(1)的所述接触表面(4)和所述突出部(11)的所述接触表面(9)之间布置有密封件(13)。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，在所述凸缘(12)和所述空气冷却器壳体(2)的所述外表面之间布置有密封件(18)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述空气管道(3)利用螺栓(17)附接于所述增压空气冷却器(1)。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述空气管道(3)附接于所述空气冷却器壳体(2)。
5.根据权利要求3所述的装置，其中，所述空气管道(3)附接于所述空气冷却器壳体(2)。
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