CN112502824A - 一种利用车辆机舱盖散热的涡轮增压发动机中冷系统 - Google Patents

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Abstract

一种利用车辆机舱盖散热的涡轮增压发动机中冷系统，涉及发动机散热装置领域。该利用车辆机舱盖散热的涡轮增压发动机中冷系统包括连接成一个整体的机舱盖和中冷器、分别与中冷器连接的中冷器出气管总成和中冷器进气管总成及分别与发动机连接的节气门进气管总成和增压器出气管总成；机舱盖的表面形成中冷器的散热面；机舱盖转动开闭机舱时使中冷器出气管总成与节气门进气管总成连通或分离，并使中冷器进气管总成与增压器出气管总成连通或分离。本实施例提供的利用车辆机舱盖散热的涡轮增压发动机中冷系统降低了中冷器的管路布设长度和管路阻力，提高了中冷器的换热面积和散热效果。

Description

一种利用车辆机舱盖散热的涡轮增压发动机中冷系统
技术领域
本申请涉及发动机散热装置领域，具体而言，涉及一种利用车辆机舱盖散热的涡轮增压发动机中冷系统。
背景技术
对于搭载涡轮增压发动机的车辆，目前通常有两种类型的中冷系统对增压后的发动机高温进气进行冷却，一种是空空中冷系统，一种是水空中冷系统，前者因简单高效且相对后者有明显成本优势而得到更广泛的应用。对于这种普遍应用的中冷系统，其风冷式中冷器(以下简称中冷器)一般布置在机舱前部，与空调冷凝器、发动机冷却系统散热器等换热器前后叠放布置，或单独布置在旁边一侧，中冷器进、出口则通过大直径的中冷管路分别与涡轮增压器出口和发动机节气门连接。
由于中冷器的布置位置，主要导致以下问题：
1)中冷管路需从发动机后部连接到前部的中冷器，长度很长，且中冷管路直径很大(通常大于60mm)，严重占用机舱有限的布置空间，布置难度较大；
2)中冷器布置在发动机散热器前部或旁侧，要么增加了散热器的进风温度，同时进风阻力增加使进风量降低，导致冷却性能不足，要么限制了发动机散热器和空调冷凝器在宽度(左右)方向上的布置空间，影响发动机散热能力和空调性能。对于油电混合动力车型等其它需要在机舱前部增加布置低温散热器、变速箱油冷器等更多换热器的车辆，机舱前部的布置空间更为紧张，对车辆迎面风的风量需求更高，导致换热器无法布置，能获得的车辆迎面风也难以满足散热需求。
发明内容
本申请的目的在于提供一种利用车辆机舱盖散热的涡轮增压发动机中冷系统，其降低了中冷器的管路布设长度和管路阻力，提高了中冷器的换热面积和散热效果。
本申请的实施例是这样实现的：
本申请实施例提供一种利用车辆机舱盖散热的涡轮增压发动机中冷系统，其包括连接成一个整体的机舱盖和中冷器、分别与中冷器连接的中冷器出气管总成和中冷器进气管总成及分别与发动机连接的节气门进气管总成和增压器出气管总成；机舱盖的表面形成中冷器的散热面；机舱盖转动开闭机舱时使中冷器出气管总成与节气门进气管总成连通或分离，并使中冷器进气管总成与增压器出气管总成连通或分离。
在一些可选的实施方案中，中冷器出气管总成和中冷器进气管总成分别具有中冷管公端接头，节气门进气管总成和增压器出气管总成分别具有中冷管母端接头，机舱盖转动开闭机舱时使每个中冷管公端接头分别插入或脱出一个对应的中冷管母端接头。
在一些可选的实施方案中，中冷管公端接头的外壁设有至少一个密封环。
在一些可选的实施方案中，中冷管母端接头的端部向外扩张形成中冷管母端接头导向扩口。
在一些可选的实施方案中，中冷器出气管总成和中冷器进气管总成分别通过中冷器橡胶波纹管与冷管公端接头连接，节气门进气管总成和增压器出气管总成分别通过发动机橡胶波纹管与中冷管母端接头连接。
在一些可选的实施方案中，每个中冷管母端接头均可转动地连接于一个固定支架，固定支架连接于机舱环境件，中冷管母端接头的转动轴线平行于机舱盖的转动轴线。
机舱盖的表面形成中冷器的散热面。
本申请的有益效果是：本实施例提供的利用车辆机舱盖散热的涡轮增压发动机中冷系统包括连接成一个整体的机舱盖和中冷器、分别与中冷器连接的中冷器出气管总成和中冷器进气管总成及分别与发动机连接的节气门进气管总成和增压器出气管总成；机舱盖转动开闭机舱时使中冷器出气管总成与节气门进气管总成连通或分离，并使中冷器进气管总成与增压器出气管总成连通或分离。本实施例提供的利用车辆机舱盖散热的涡轮增压发动机中冷系统降低了中冷器的管路布设长度和管路阻力，提高了中冷器的换热面积和散热效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请实施例提供的利用车辆机舱盖散热的涡轮增压发动机中冷系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的利用车辆机舱盖散热的涡轮增压发动机中冷系统的中冷器出气管总成和节气门进气管总成连接的结构示意图；
图3为图2的剖视图；
图4为本申请实施例提供的利用车辆机舱盖散热的涡轮增压发动机中冷系统的中冷器出气管总成和中冷器进气管总成的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的利用车辆机舱盖散热的涡轮增压发动机中冷系统的节气门进气管总成和增压器出气管总成结构示意图。
图中：1、中冷器；2、机舱盖；3、中冷器出口；4、中冷器入口；5、节气门入口；6、增压器出口；7、中冷器出气管总成；8、节气门进气管总成；9、中冷器进气管总成；10、增压器出气管总成；11、固定支架；13、机舱环境件；15、发动机；16、中冷管母端接头导向扩口；17、转动销轴；18、中冷器橡胶波纹管；19、第一密封环；20、第二密封环；21、中冷管公端接头；22、中冷管母端接头；23、发动机橡胶波纹管。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以下结合实施例对本申请的利用车辆机舱盖散热的涡轮增压发动机中冷系统的特征和性能作进一步的详细描述。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，本申请实施例提供一种利用车辆机舱盖散热的涡轮增压发动机中冷系统，其包括顶部与机舱盖2底面连接成一个整体的中冷器1，中冷器1的两侧分别设有中冷器出口3和中冷器入口4，中冷器出口3和中冷器入口4分别连接有中冷器出气管总成7和中冷器进气管总成9，机舱盖2下方设置的发动机15的两侧分别设有节气门入口5和增压器出口6，中冷器出口3和中冷器入口4分别位于节气门入口5和增压器出口6的上方，节气门入口5和增压器出口6分别连接有节气门进气管总成8和增压器出气管总成10，机舱盖2的顶面形成中冷器1的散热面；
中冷器出气管总成7和中冷器进气管总成9的底端分别通过中冷器橡胶波纹管18连接有中冷管公端接头21，节气门进气管总成8和增压器出气管总成10的顶部分别通过发动机橡胶波纹管23连接有中冷管母端接头22，两个中冷管母端接头22的端部分别向外扩张形成中冷管母端接头导向扩口16，中冷管公端接头21的外壁设有沿其轴向间隔布置的第一密封环19和第二密封环20；每个中冷管母端接头22的两端均通过一个转动销轴17可转动地与一个]形固定支架11的两侧连接，两个固定支架11分别连接于机舱环境件13，每个中冷管母端接头22连接的两个转动销轴17共轴线布置且转动销轴17的轴线平行于机舱盖2的转动轴线；机舱盖2转动开闭机舱时使每个中冷管公端接头21分别插入或脱出一个对应的中冷管母端接头22，以使中冷器出气管总成7与节气门进气管总成8连通或分离，并使中冷器进气管总成9与增压器出气管总成10连通或分离。
本实施例提供的利用车辆机舱盖散热的涡轮增压发动机中冷系统作业时，发动机工作时产生的高温进气从增压器出口6流出，经增压器出气管总成10和中冷器进气管总成9进入中冷器1，高温进气在中冷器1中通过机舱盖2与车外环境空气换热冷却后，再经中冷器出气管总成7和节气门进气管总成8进入发动机的节气门入口5，从而完成进气中冷功能循环；
其中，中冷器1与机舱盖2连接成一个整体，使机舱盖2的顶部外表面成为中冷器1的风冷换热面，能够有效的利用机舱盖2为中冷器1辅助进行散热，从而有效的提高中冷器1的散热效率，且中冷器1两侧设置的中冷器出口3、中冷器入口4分别设置于发动机15两侧设置的节气门入口5、增压器出口6上方附近，便于中冷管路的布置和连接，同时有效的降低了管路的长度，降低了管路阻力，使发动机15的进气压力损失减小。
由于中冷器1与机舱盖2连接成一个整体，且机舱盖2需实现转动开闭机舱，因此将中冷器出口3到节气门入口5的管路和中冷器入口4到中冷器进气管总成9都分成两段，分别是中冷器出气管总成7和节气门进气管总成8及中冷器进气管总成9与增压器出气管总成10，由于中冷器出气管总成7和节气门进气管总成8的连接结构与中冷器进气管总成9与增压器出气管总成10的连接结构大致相同，因此，以中冷器出气管总成7和节气门进气管总成8的连接结构进行详细说明，中冷器出气管总成7与中冷器出口3连接固定在一起，节气门进气管总成8与节气门入口5连接固定在一起，中冷器出气管总成7通过端部设置的中冷管公端接头21和节气门进气管总成8端部设置的中冷管母端接头22直接对接，当机舱盖2开启时，中冷管公端接头21可以随着机舱盖2的抬起而直接从中冷管母端接头22中抽出，当机舱盖2关闭时，中冷管公端接头21可以随着机舱盖2的落下而直接与中冷管母端接头22对接插入，从而实现连通和分离的过程。
中冷管公端接头21和中冷管母端接头22的材料为塑料，中冷管公端接头21的外径略小于中冷管母端接头22的内径形成间隙配合，中冷管公端接头21上设置有沿其轴线间隔布置的橡胶材质的第一密封环19和第二密封环20，能够有效的提高中冷管公端接头21和中冷管母端接头22连接时的气密性，避免产生漏气现象；在其他可选的实施例中，中冷管公端接头21和中冷管母端接头22的材料还可以为其它硬质材料。
由于机舱盖2转动开闭机舱时带动中冷器出气管总成7和中冷器进气管总成9的中冷管公端接头21随之同步转动，而节气门进气管总成8和增压器出气管总成10的中冷管母端接头22为固定端，为降低中冷管公端接头21和中冷管母端接头22分离和对接时发生干涉卡死的几率，使中冷器出气管总成7和中冷器进气管总成9的中冷管母端接头22分别通过转动销轴17可转动的与固定支架11连接，转动销轴17的轴线与机舱盖2开关时的旋转轴线平行，并将固定支架11固定在机舱环境件13上，本实施例中的机舱环境件13为白车身，当机舱盖2在开关过程中做旋转运动时，中冷管母端接头22在固定支架11的支撑下可绕转动销轴17配合转动，使中冷管公端接头21可与之正常对接和分离；在其他可选的实施例中，机舱环境件13还可以为其它不随动力总成一起运动的固定件。
由于发动机15工作过程中会产生一定的振动幅度，使中冷器出气管总成7和中冷器进气管总成9的底端分别通过中冷器橡胶波纹管18连接有中冷管公端接头21，节气门进气管总成8和增压器出气管总成10的顶部分别通过发动机橡胶波纹管23连接有中冷管母端接头22，能够利用发动机橡胶波纹管23有效额吸收和缓冲振动，防止管路发生损坏失效无法连接和分离，中冷器橡胶波纹管18也能够保证机舱盖2关闭落下时中冷管公端接头21和中冷管母端接头22能具有一定的弹性和弯折性能保证准确顺利对接；随机舱盖2同步运动的中冷器出气管总成7和中冷器进气管总成9均为直线状无拐弯形状，并且其总长度和中冷器橡胶波纹管18的长度都尽可能短以防止随机晃动幅度过大导致无法对接；节气门进气管总成8和增压器出气管总成10中的中冷管母端接头22的端部带有中冷管母端接头导向扩口16，在对接时能够起到辅助连接和导向作用，保证与中冷管公端接头21对接的顺利进行。
本申请中所述的机舱盖2的表面形成中冷器1的散热面，既可以是机舱盖2的的一部分表面例如本实施例中所述的机舱盖2的顶面，在其他可选的实施例中，也可以为机舱盖2的底面，或是机舱盖2的顶面和底面。
以上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。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

Claims (6)

1.一种利用车辆机舱盖散热的涡轮增压发动机中冷系统，其特征在于，其包括连接成一个整体的机舱盖和中冷器、分别与所述中冷器连接的中冷器出气管总成和中冷器进气管总成及分别与发动机连接的节气门进气管总成和增压器出气管总成；所述机舱盖的表面形成所述中冷器的散热面；所述机舱盖转动开闭机舱时使所述中冷器出气管总成与所述节气门进气管总成连通或分离，并使所述中冷器进气管总成与所述增压器出气管总成连通或分离。
2.根据权利要求1所述的利用车辆机舱盖散热的涡轮增压发动机中冷系统，其特征在于，所述中冷器出气管总成和中冷器进气管总成分别具有中冷管公端接头，所述节气门进气管总成和所述增压器出气管总成分别具有中冷管母端接头，所述机舱盖转动开闭机舱时使每个所述中冷管公端接头分别插入或脱出一个对应的所述中冷管母端接头。
3.根据权利要求2所述的利用车辆机舱盖散热的涡轮增压发动机中冷系统，其特征在于，所述中冷管公端接头的外壁设有至少一个密封环。
4.根据权利要求2所述的利用车辆机舱盖散热的涡轮增压发动机中冷系统，其特征在于，所述中冷管母端接头的端部向外扩张形成中冷管母端接头导向扩口。
5.根据权利要求2所述的利用车辆机舱盖散热的涡轮增压发动机中冷系统，其特征在于，所述中冷器出气管总成和中冷器进气管总成分别通过中冷器橡胶波纹管与所述中冷管公端接头连接，所述节气门进气管总成和所述增压器出气管总成分别通过发动机橡胶波纹管与所述中冷管母端接头连接。
6.根据权利要求2所述的利用车辆机舱盖散热的涡轮增压发动机中冷系统，其特征在于，每个所述中冷管母端接头均可转动地连接于一个固定支架，所述固定支架连接于机舱环境件，所述中冷管母端接头的转动轴线平行于所述机舱盖的转动轴线。
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