CN110410196A - 中冷器 - Google Patents

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CN110410196A
CN110410196A CN201910827700.0A CN201910827700A CN110410196A CN 110410196 A CN110410196 A CN 110410196A CN 201910827700 A CN201910827700 A CN 201910827700A CN 110410196 A CN110410196 A CN 110410196A
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/045—Constructional details of the heat exchangers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation, materials, or manufacturing and assembly
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Abstract

本申请涉及热交换设备技术领域，尤其涉及一种中冷器，包括：第一换热芯体和预冷器，所述预冷器与所述第一换热芯体连接，以使气体流经预冷器后进入所述第一换热芯体。本申请能够解决中冷器的热疲劳损坏率较高的问题。

Description

中冷器
技术领域
本申请涉及热交换设备技术领域，尤其涉及一种中冷器。
背景技术
节能环保是当今社会的发展趋势，发动机增压中冷技术已经成为一种常用技术。随着发动机增压比的增高，增压器的送出且进入中冷器的气体温度越来越高，中冷器的换热部分一般为铝制结构，当进入中冷器的气体的温度大于一定限值时，铝材将发生高温蠕变，使中冷器的热疲劳损坏率会越来越高。
发明内容
本申请的目的在于提供一种中冷器，以解决中冷器的热疲劳损坏率较高的问题。
为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案：
本申请提供一种中冷器，包括：第一换热芯体和预冷器，所述预冷器与所述第一换热芯体连接，以使气体流经预冷器后进入所述第一换热芯体。
优选地，包括连接于所述第一换热芯体的进气室，所述预冷器安装在所述进气室内。
该技术方案的有益效果在于：这使得预冷器能够被高温气体包围并与高温气体充分接触，提高了换热效率；并且，将预冷器安装在进气室内，有效的利用了中冷器的内部结构，在基本未增大中冷器占据的外部空间的情况下，提高了中冷器的换热能力，有利于中冷器的小型化，方便整车布置。
优选地，所述第一换热芯体具有面向所述进气室设置的端面，所述预冷器相对于所述端面倾斜设置。
该技术方案的有益效果在于：相对于使预冷器垂直于或平行于该端面设置，预冷器倾斜能够适当增加预冷器的长度，进而增加预冷器的换热面积，提高预冷器的换热能力。
优选地，所述进气室具有进气口，在平行于所述端面的方向上所述进气口位于所述第一换热芯体的侧面，所述预冷器具有第一连接端，所述第一连接端连接于所述端面靠近所述进气口的位置，且所述预冷器从所述第一连接端向远离所述端面及所述进气口的方向倾斜延伸。
该技术方案的有益效果在于：这在保证预冷器具有较好的换热能力的同时，气体必须先通过预冷器才能流到预冷器与第一换热芯体之间，使绝大部分气体都是首先经过降温才进入第一换热芯体，提高了降低中冷器热疲劳损坏率的能力。
优选地，所述预冷器具有第二连接端，所述第一连接端和所述第二连接端为所述预冷器的长度方向上的两端，所述第二连接端连接于所述进气室的内壁，以使所述预冷器的长度小于所述端面的长度。
该技术方案的有益效果在于：这使预冷器可根据需要设计为适当的长度，以保证一定换热能力，并使预冷器的长度小于端面的长度，进而使预冷器在满足需要的情况下不至于制作的过长，进而降低中冷器的制造成本。
优选地，所述进气室具有供所述气体流过的横截面，所述预冷器在所述横截面上的投影覆盖所述横截面。
该技术方案的有益效果在于：这进一步保证了绝大部分气体通过预冷器降温后才流入第一换热芯体，进一步提高了降低中冷器热疲劳损坏率的能力。
优选地，所述预冷器包括供冷却剂流入和/或流出的管路；
所述进气室具有形成于所述进气室的壁上的通孔，所述通孔供所述管路贯穿所述壁。
该技术方案的有益效果在于：预冷器安装在进气室内，仅通过进气室的壁上的通孔实现管路的连接以及冷却剂的进出，由于通孔的面积较小，密封较容易，降低了为实现冷却剂进出预冷器而导致进气室漏气的可能。其中，冷却剂可为气体，也可为液体；进气室的壁用于形成进气室内部的腔体；管路可为冷却剂流入管路，也可为冷却剂流出管路，管路还可既用于冷却剂流入又用于冷却剂流出，或可使冷却剂的流入管路和流出管路均采用上述管路的安装结构。
优选地，所述预冷器包括第二换热芯体和连接组件，所述连接组件可拆卸地安装在所述通孔处，且所述第二换热芯体和所述管路均与所述连接组件可拆卸地连接。
该技术方案的有益效果在于：通过该连接组件方便在第二换热芯体出现损坏时进行维修或更换，延长中冷器的使用寿命，降低使用成本。
优选地，所述连接组件包括具有限位部的第一连接管，所述第一连接管贯穿所述通孔，且所述第一连接管具有位于所述进气室内的第一端和位于所述进气室外的第二端，所述第一端上形成有与所述壁密封配合的限位部，所述第二端与限位螺母螺纹连接，以使所述限位部与所述限位螺母夹持所述壁。
该技术方案的有益效果在于：这方便在更换第二换热芯体时对第二换热芯体的快速拆装，且使连接组件采用螺纹连接方式，结构简单，制作成本低，占据空间相对较小。
优选地，所述管路具有与所述第一连接管配合的配合端，在所述配合端的外缘形成有限位凸起；所述连接组件包括第二连接管，所述第二连接管套装在所述配合端外；所述第一连接管内形成有限位台阶；所述第一连接管与所述第二连接管螺纹连接，以使在所述第一连接管的轴向上所述限位凸起位于所述第二连接管与所述限位台阶之间，所述限位凸起与所述限位台阶之间安装有密封件。
该技术方案的有益效果在于：这方便了管路与进气室及第二换热芯体之间的快速拆装，在更换管路或第二换热芯体时工作效率较高，且保证了管路与第一换热芯体及第二换热芯体之间的密封，避免出现漏气的可能。
优选地，所述预冷器具有第二换热芯体，在所述进气室的壁上形成有供所述第二换热芯体插入所述进气室内的插孔。
该技术方案的有益效果在于：这使得预冷器能够作为一个整体与进气室之间进行拆装，使在拆装预冷器时具有更高的工作效率。
优选地，所述预冷器具有与所述第二换热芯体固定连接的盖板，所述盖板覆盖所述插孔且所述盖板固定连接于所述壁上。
该技术方案的有益效果在于：通过该盖板能够实现预冷器与进气室之间的连接，并能够通过盖板覆盖在插孔上实现对插孔一定的密封效果。盖板与进气室的壁之间优选地设置有密封结构。
本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本申请所提供的中冷器，在气体进入第一换热芯体之前，先通过与预冷器进行换热以首先进行一定程度的冷却，进而降低进入第一换热芯体的气体的温度，以尽可能避免中冷器的热疲劳损坏率；而且，通过该预冷器的设置，使增加了中冷器能够冷却的温度范围，进而使中冷器能够适用于更多的场合。
本申请的附加技术特征及其优点将在下面的描述内容中阐述地更加明显，或通过本申请的具体实践可以了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的中冷器的一种实施方式的一个视角的立体结构示意图；
图2为图1中另一个视角的立体结构示意图；
图3为图1的主视结构示意图；
图4为本申请实施例提供的进气室的一种实施方式的立体结构示意图；
图5为本申请实施例提供的进气室与预冷器的一种装配方式的部分结构示意图；
图6为本申请实施例提供的中冷器的另一种实施方式的立体结构示意图；
图7为本申请实施例提供的进气室的另一种实施方式的立体结构示意图；
图8为本申请实施例提供的预冷器的另一种实施方式的爆炸结构示意图；
图9为图8中A处的放大结构示意图；
图10为本申请实施例提供的预冷器的另一种实施方式的主视结构示意图；
图11为图10的侧视结构示意图；
其中，箭头表示气体流向。
附图标记：
100-进气室；
110-通孔；
120-插孔；
130-进气口；
200-第一换热芯体；
210-散热管；
220-散热带；
300-出气室；
400-预冷器；
400a-第一连接端；
400b-第二连接端；
410-管路；
411-限位凸起；
420-第二连接管；
430-密封件；
440-限位螺母；
450-第一连接管；
451-第二端；
452-限位部；
453-限位台阶；
460-第二换热芯体；
461-冷却水通道；
462-散热带；
463-盖板；
470-进水室；
480-出水室；
490-端盖。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
如图1-11所示，本申请提供一种中冷器，包括：第一换热芯体200和预冷器400，预冷器400与第一换热芯体200连接，以使气体流经预冷器400后进入第一换热芯体200。
具体地，预冷器400可以直接固定在第一换热芯体200上，也可以通过连接件与第一换热芯体200间接连接；在本申请的一种或多种实施方式中，第一换热芯体200为管带结构，包括出气室300、主板、散热管210、紊流片、散热带220和侧板等零件；预冷器400的供冷却剂流入和/或流出的管路可以位于中冷器背面，当然如果位置允许或管路布置需要，管路也可以布置在中冷器进气室的正面或侧面。
本申请所提供的中冷器，在气体进入第一换热芯体200之前，先通过与预冷器400进行换热以首先进行一定程度的冷却(一般要求将气体冷却到230℃以下)，进而降低进入第一换热芯体200的气体的温度，以尽可能避免中冷器的热疲劳损坏率；而且，通过该预冷器400的设置，使增加了中冷器能够冷却的温度范围，进而使中冷器能够适用于更多的场合。
在本申请所提供的一种或多种实施方式中，本申请实施例所提供的中冷器，包括连接于第一换热芯体200的进气室100，预冷器400安装在进气室100内。这使得预冷器400能够被高温气体包围并与高温气体充分接触，提高了换热效率；并且，将预冷器400安装在进气室100内，有效的利用了中冷器的内部结构，在基本未增大中冷器占据的外部空间的情况下，提高了中冷器的换热能力，有利于中冷器的小型化，方便整车布置；当然，也可以使预冷器400安装在进气室100之外，例如安装在进气口130处。
在本申请所提供的一种或多种实施方式中，第一换热芯体200具有面向进气室100设置的端面，预冷器400相对于端面倾斜设置。相对于使预冷器400垂直于或平行于该端面设置，预冷器400倾斜能够适当增加预冷器400的长度，进而增加预冷器400的换热面积，提高预冷器400的换热能力。当然，预冷器400也可垂直或平行于该端面设置。
在本申请所提供的一种或多种实施方式中，进气室100具有进气口130，在平行于端面的方向上进气口130位于第一换热芯体200的侧面，预冷器400具有第一连接端400a，第一连接端400a连接于端面靠近进气口130的位置，且预冷器400从第一连接端400a向远离端面及进气口130的方向倾斜延伸。这在保证预冷器400具有较好的换热能力的同时，气体必须先通过预冷器400才能流到预冷器400与第一换热芯体200之间，使绝大部分气体都是首先经过降温才进入第一换热芯体200，提高了降低中冷器热疲劳损坏率的能力。当然，也可使第一连接端400a连接于上述端面的其他位置，例如端面的中部，或端面的远离所述进气口130的一端；预冷器400的延伸方向也可以为从第一连接端400a的位置向靠近进气口130到的方向延伸。
在本申请所提供的一种或多种实施方式中，预冷器400具有第二连接端400b，第一连接端400a和第二连接端400b为预冷器400的长度方向上的两端，第二连接端400b连接于进气室100的内壁，以使预冷器400的长度小于端面的长度。
这使预冷器400可根据需要设计为适当的长度，以保证一定换热能力，并使预冷器400的长度小于端面的长度，进而使预冷器400在满足需要的情况下不至于制作的过长，进而降低中冷器的制造成本。
在本申请所提供的一种或多种实施方式中，进气室100具有供气体流过的横截面，预冷器400在横截面上的投影覆盖横截面。这进一步保证了绝大部分气体通过预冷器400降温后才流入第一换热芯体200，进一步提高了降低中冷器热疲劳损坏率的能力。
如图1-5所示，在本申请所提供的一种或多种实施方式中，预冷器400包括供冷却剂流入和/或流出的管路410；
进气室100具有形成于进气室100的壁上的通孔110，通孔110供管路410贯穿该壁。
预冷器400安装在进气室100内，仅通过进气室100的壁上的通孔110实现管路410的连接以及冷却剂的进出，由于通孔110的面积较小，密封较容易，降低了为实现冷却剂进出预冷器400而导致进气室100漏气的可能。其中，冷却剂可为气体，也可为液体；进气室100的壁用于形成进气室100内部的腔体；管路410可为冷却剂流入管路，也可为冷却剂流出管路，管路410还可既用于冷却剂流入又用于冷却剂流出，或可使冷却剂的流入管路和流出管路均采用上述管路410的安装结构。
在本申请所提供的一种或多种实施方式中，预冷器400包括第二换热芯体460和连接组件，连接组件可拆卸地安装在通孔110处，且第二换热芯体460和管路410均与连接组件可拆卸地连接。通过该连接组件方便在第二换热芯体460出现损坏时进行维修或更换，延长中冷器的使用寿命，降低使用成本。当然，第二换热芯体460和管路410也可焊接或采用其他方式固定在通孔110处。
在本申请所提供的一种或多种实施方式中，连接组件包括具有限位部452的第一连接管450，第一连接管450贯穿通孔110，且第一连接管450具有位于进气室100内的第一端和位于进气室100外的第二端451，第一端上形成有与壁密封配合的限位部452，第二端451与限位螺母440螺纹连接，以使限位部452与限位螺母440夹持进气室的壁。这方便在更换第二换热芯体460时对第二换热芯体460的快速拆装，且使连接组件采用螺纹连接方式，结构简单，制作成本低，占据空间相对较小。具体地，第一连接管450可以通过端盖490与第二换热芯体460固定连接，第一连接管450可与管路410螺纹连接。除采用上述螺纹连接的方式，还可以采用卡环代替上述限位螺母440，使该卡环与第二端451卡接并使卡环与限位部452夹持进气室的壁的形式，卡接为可拆卸式连接的一种形式。
在本申请所提供的一种或多种实施方式中，管路410具有与第一连接管450配合的配合端，在配合端的外缘形成有限位凸起411；连接组件包括第二连接管420，第二连接管420套装在配合端外；第一连接管450内形成有限位台阶；第一连接管450与第二连接管420螺纹连接，以使在第一连接管450的轴向上限位凸起411位于第二连接管420与限位台阶453之间，限位凸起411与限位台阶453之间安装有密封件430。这方便了管路与进气室100及第二换热芯体460之间的快速拆装，在更换管路410或第二换热芯体460时工作效率较高，且保证了管路410与第一换热芯体200及第二换热芯体460之间的密封，减小出现漏气的可能。当然，管路410与第一连接管450也可以采用上述的卡接形式。
如图6-11所示，在本申请所提供的一种或多种实施方式中，预冷器400具有第二换热芯体460，在进气室100的壁上形成有供第二换热芯体460插入进气室100内的插孔120。这使得预冷器400能够作为一个整体与进气室100之间进行拆装，使在拆装预冷器400时具有更高的工作效率。具体地，预冷器400插入插孔120后，可使预冷器400与进气室100之间通过螺栓连接，或使预冷器400与进气室100之间卡接。当然，也可使预冷器400焊接在所述进气室100上。
在本申请所提供的一种或多种实施方式中，预冷器400具有与第二换热芯体460固定连接的盖板463，盖板463覆盖插孔120且盖板463固定连接于进气室的壁上。通过该盖板463能够实现预冷器400与进气室100之间的连接，并能够通过盖板463覆盖在插孔120上实现对插孔120一定的密封效果。盖板463与进气室100的壁之间优选地设置有密封结构。具体地，盖板463与进气室100的壁之间可以采用焊接的固定连接的形式，也可采用如螺栓连接等可拆卸的连接形式。预冷器400可为水冷预冷器400或气冷预冷器400，当预冷器400为水冷预冷器400时，其还可包括进水室470和出水室480等组件，第二换热芯体460一般包括冷却水通道461、散热带462和侧板等零件。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.中冷器，其特征在于，包括：第一换热芯体和预冷器，所述预冷器与所述第一换热芯体连接，以使气体流经预冷器后进入所述第一换热芯体。
2.根据权利要求1所述的中冷器，其特征在于，包括连接于所述第一换热芯体的进气室，所述预冷器安装在所述进气室内。
3.根据权利要求2所述的中冷器，其特征在于，所述第一换热芯体具有面向所述进气室设置的端面，所述预冷器相对于所述端面倾斜设置。
4.根据权利要求3所述的中冷器，其特征在于，所述进气室具有进气口，在平行于所述端面的方向上所述进气口位于所述第一换热芯体的侧面，所述预冷器具有第一连接端，所述第一连接端连接于所述端面靠近所述进气口的位置，且所述预冷器从所述第一连接端向远离所述端面及所述进气口的方向倾斜延伸。
5.根据权利要求4所述的中冷器，其特征在于，所述预冷器具有第二连接端，所述第一连接端和所述第二连接端为所述预冷器的长度方向上的两端，所述第二连接端连接于所述进气室的内壁，以使所述预冷器的长度小于所述端面的长度。
6.根据权利要求2所述的中冷器，其特征在于，所述进气室具有供所述气体流过的横截面，所述预冷器在所述横截面上的投影覆盖所述横截面。
7.根据权利要求2-6中任意一项所述的中冷器，其特征在于，所述预冷器包括供冷却剂流入和/或流出的管路；
所述进气室具有形成于所述进气室的壁上的通孔，所述通孔供所述管路贯穿所述壁。
8.根据权利要求7所述的中冷器，其特征在于，所述预冷器包括第二换热芯体和连接组件，所述连接组件可拆卸地安装在所述通孔处，且所述第二换热芯体和所述管路均与所述连接组件可拆卸地连接。
9.根据权利要求8所述的中冷器，其特征在于，所述连接组件包括具有限位部的第一连接管，所述第一连接管贯穿所述通孔，且所述第一连接管具有位于所述进气室内的第一端和位于所述进气室外的第二端，所述第一端上形成有与所述壁密封配合的限位部，所述第二端与限位螺母螺纹连接，以使所述限位部与所述限位螺母夹持所述壁。
10.根据权利要求9所述的中冷器，其特征在于，所述管路具有与所述第一连接管配合的配合端，在所述配合端的外缘形成有限位凸起；所述连接组件包括第二连接管，所述第二连接管套装在所述配合端外；所述第一连接管内形成有限位台阶；所述第一连接管与所述第二连接管螺纹连接，以使在所述第一连接管的轴向上所述限位凸起位于所述第二连接管与所述限位台阶之间，所述限位凸起与所述限位台阶之间安装有密封件。
11.根据权利要求2-6中任意一项所述的中冷器，其特征在于，所述预冷器具有第二换热芯体，在所述进气室的壁上形成有供所述第二换热芯体插入所述进气室内的插孔。
12.根据权利要求11所述的中冷器，其特征在于，所述预冷器具有与所述第二换热芯体固定连接的盖板，所述盖板覆盖所述插孔且所述盖板固定连接于所述壁上。
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