CN114658533A - 中冷器、发动机中冷系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中冷器、发动机中冷系统及车辆，中冷器包括：中冷器本体；进气端气室和出气端气室，分别设于中冷器本体的相对两端并通过中冷器本体相互连通；第一热交换器，设于进气端气室内。上述的中冷器，当进入中冷器的进气端气室的空气的温度高于冷却液的温度时，冷却液管路连通于第一热交换器，冷却液能够对通过第一热交换器的空气降温，中冷器能够对通过第一热交换器的空气再次降温，最后再将降温后的空气输送至发动机。如此，降温后的较低温度的空气能够降低发动机的热负荷，提高进气量，进而增加发动机的功率，降低发动机的油耗和气耗，避免发动机因空气温度过高而导致发动机爆震。

Description

中冷器、发动机中冷系统及车辆

技术领域

本发明涉及用于商用车的发动机中冷系统技术领域，特别是涉及一种中冷器、发动机中冷系统及车辆。

背景技术

随着油耗、气耗法规的逐渐严格，各种降油耗的手段层出不穷。在传统能源商用车中，发动机进气温度和阻力对整车油耗、气耗有着十分显著的影响，因此，不断提升中冷器的性能，增大中冷器的散热面积，降低中冷系统阻力是一个显著的趋势。

由于车辆机舱空间的限制，在有限的空间内往往很难将中冷系统的性能做到最优，在环境温度较高以及发动机大负荷运行时，发动机的进气温度往往会比较高，这对发动机油耗、气耗控制是十分不利的，而且随着发动机进气温度过高也会导致爆震的风险不断提高。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中发动机中冷系统的不能满足车辆降低油耗、气耗需求的问题，提供一种可降低车辆油耗的中冷器、发动机中冷系统及车辆。

根据本申请的一个方面，提供一种中冷器，包括：

中冷器本体；

进气端气室和出气端气室，分别设于所述中冷器本体的相对两端并通过所述中冷器本体相互连通；及

第一热交换器，设于所述进气端气室内。

在其中一个实施例中，所述中冷器还包括第二热交换器，所述第二热交换器设于所述出气端气室。

根据本申请的另一个方面，提供一种发动机中冷系统，包括上述任意一项所述的中冷器，所述发动机中冷系统还包括发动机和增压器，所述发动机包括发动机本体及冷却液管路，所述增压器的出气端通过管道连接所述中冷器本体的所述进气端气室，所述发动机本体的进气端通过管道连接所述中冷器本体的所述出气端气室，所述冷却液管路可选择地连通所述第一热交换器。

在其中一个实施例中，当从所述增压器的出气端进入所述进气端气室的空气温度高于所述冷却液管路中的冷却液的温度时，所述第一热交换器通过管道连通所述冷却液管路。

在其中一个实施例中，所述发动机中冷系统还包括第一连接管路、第二连接管路和第一阀门，所述第一连接管路连接于所述冷却液管路的出水端和所述第一热交换器的进水端之间，所述第二连接管路连接于所述冷却液管路的进水端和所述第一热交换器的出水端之间；所述第一阀门设于所述第一连接管路，用于控制所述第一连接管路的通断。

在其中一个实施例中，所述中冷器还包括第二热交换器，所述第二热交换器设于所述出气端气室，所述冷却液管路可选择地连通所述第二热交换器。

在其中一个实施例中，所述发动机中冷系统还包括第三连接管路、第四连接管路和第二阀门，所述第三连接管路连接于所述冷却液管路的出水端和所述第二热交换器的进水端之间，所述第四连接管路连接于所述冷却液管路的进水端和所述第二热交换器的出水端之间；所述第二阀门设于所述第三连接管路，用于控制所述第三连接管路的通断。

在其中一个实施例中，所述发动机中冷系统还包括连接管路和二位三通阀，所述连接管路具有三个连接端，三个所述连接端分别连通于所述冷却液管路、所述第一热交换器和所述第二热交换器，所述二位三通阀设于所述连接管路，用于控制所述冷却液管路择一地连通于所述第一热交换器或者所述第二热交换器。

在其中一个实施例中，所述发动机中冷系统还包括温度传感器，所述温度传感器用于获取进入所述进气端气室的空气的温度。

在其中一个实施例中，所述发动机中冷系统还包括多个风扇，所述多个风扇间隔设于所述中冷器的外部，用于给所述中冷器散热。

根据本申请的另一个方面，提供一种车辆，包括上述的发动机中冷系统。

上述的中冷器，当进入中冷器的进气端气室的空气的温度高于冷却液的温度时，冷却液管路连通于第一热交换器，冷却液能够对通过第一热交换器的空气降温，降温后的空气通过中冷器时，中冷器能够对空气再次降温，最后再将空气输送至发动机。如此，较低温度的空气能够降低发动机的热负荷，提高进气量，进而增加发动机的功率，降低发动机的油耗和气耗，避免发动机因空气温度过高而导致发动机爆震；当进入中冷器的空气的温度低于冷却液的温度时，冷却液管路不和第一热交换器连通，空气只通过中冷器降温，以避免空气温度过低而影响发动机的正常工作。

附图说明

图1为本发明的发动机中冷系统的示意图。

附图标号说明：

100、发动机中冷系统；110、发动机；111、发动机本体；120、中冷器；121、中冷器本体；122、中冷器进气管路；123、中冷器出气管路；124、第一热交换器；140、第一连接管路；150、第一阀门；160、温度传感器；170、散热器；180、风扇。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1，图1示出了本发明一实施例中的发动机中冷系统的示意图。

本申请提供了一种发动机中冷系统100，包括发动机110、中冷器120和增压器(图中而未示出)。中冷器120包括设于中冷器120的进气端气室内(图中而未示出)的第一热交换器124，增压器的出气端和发动机110的进气端分别连通于中冷器120的进气端气室和出气端气室，发动机110包括发动机本体111和冷却液管路。当从增压器的出气端进入进气端气室的温度高于冷却液管路中的冷却液的温度时，冷却液管路能够选择连通于第一热交换器124，冷却液能够对通过第一热交换器124的空气进行降温，降温后的空气再通过中冷器120降温，最后进入发动机110。

如此，冷却液管路中的冷却液能够对空气降温，并且中冷器120能够对降温后的空气再次降温，进而使进入发动机110的空气的温度在合适的范围内，较低温度的空气能够降低发动机的热负荷，提高进气量，进而增加发动机的功率，降低发动机的油耗和气耗，避免发动机因空气温度过高而导致发动机爆震。

具体地，发动机110包括发动机本体111和冷却液管路，冷却液管路连接于发动机本体111，冷却液在冷却液管路内循环流通，用于为发动机本体111散热。如此，循环使用的冷却液能够为发动机110散热，避免发动机110因温度过高而导致其无法正常工作。

中冷器120包括中冷器本体121、进气端气室、出气端气室、中冷器进气管路122、中冷器出气管路123和第一热交换器124。进气端气室和出气端气室分别设于中冷器本体121的相对两端并通过中冷器本体121相互连通，第一热交换器124设于进气端气室内。中冷器进气管路122的相对两端分别连通于第一热交换器124和增压器的出气端，且中冷器进气管路122位于进气端气室远离中冷器本体121的一端。中冷器出气管路123的相对两端分别连通于出气端气室和发动机110的进气端，且中冷器出气管路123位于出气端气室远离中冷器本体121的一端。

具体地，第一热交换器124开设有连通其相对来两端的气道(图中未示出)，气道的相对两端连通于中冷器本体121和中冷器进气管路122，冷却液管路可选择地连通于第一热交换器124。需要说明的是，中冷器进气管路122连通于进气端气室，在本申请中，由于在进气端气室设置了第一热交换器124，因此，原本从中冷器进气管路122进入进气端气室的空气，在本申请中可以直接从中冷器进气管路122进入第一热交换器124。

如此，从增压器的出气端输出的空气能够经过中冷器进气管路122进入第一热交换器124，当进入中冷器进气管路122的空气的温度高于冷却液管路中的冷却液的温度，则冷却液管路111可选择地通过管道连通于第一热交换器124，冷却液能够流经第一热交换器124以降低空气的温度，且中冷器120能够对降温后的空气进一步地降温，降温后的空气从中冷器出气管路123输送至发动机110的进气端，能够降低发动机的热负荷，提高进气量，进而增加发动机的功率，降低发动机的油耗和气耗，避免发动机因空气温度过高而导致发动机爆震。

在一些实施例中，发动机中冷系统100还包括第一连接管路140、第二连接管路和第一阀门150。第一连接管路140连接于冷却液管路的出水端和第一热交换器124的进水端之间，第二连接管路连接于冷却液管路的进水端和第一热交换器124的出水端之间，第一阀门150设于第一连接管路140，用于控制第一连接管路的通断，进而控制冷却液管路和第一热交换器124的通断。即，当进入中冷器进气管路122的空气的温度高于冷却液的温度时，冷却液管路连通于第一热交换器124，冷却液管路中的冷却液可从冷却液管路的出水端流出并依次流经冷却液管路、第一热交换器124的进水端、第一热交换器124、第一热交换器124的出水端，再从冷却液管路的进水端流回冷却液管路。

如此，当进入中冷器进气管路122的空气温度高于冷却液的温度时，第一阀门150处于开启状态，此时，第一连接管路140由第一阀门150连通，冷却液管路和第一热交换器124通过第一连接管路140连通，冷却液能够流经第一连接管路140至第一热交换器124，进而实现对通过第一热交换器124的空气降温；当进入中冷器进气管路122的空气温度低于冷却液的温度时，第一阀门150处于关闭状态，此时，第一连接管路140被第一阀门150断开，冷却液管路不和第一热交换器124连通，只有中冷器120能够对空气降温。

在一些实施例中，中冷器120还包括第二热交换器(图中未示出)。第二热交换器设于中冷器120的出气端气室，冷却液管路可选择地连通于第二热交换器。具体地，第二热交换器开设有连通其相对两端的气道(图中未示出)，气道的相对两端连通于中冷器本体121和中冷器出气管路123。

如此，从增压器的出气端输出的空气能够依次经过中冷器进气管路122、第一热交换器124、中冷器本体121、第二热交换器和中冷器出气管路123，当进入中冷器进气管路122的空气的温度低于冷却液的温度且低于预设低温值时，此时冷却液管路能够连通于第二热交换器，冷却液能够流经第二热交换器以提高空气的温度，使从中冷器出气管路123输送至发动机110的空气温度在适宜的范围内，避免因空气温度过低而导致发动机110不能正常工作。

在一些实施例中，发动机中冷系统100还包括第三连接管路、第四连接管路和第二阀门(图中未示出)。第三连接管路连接于冷却液管路的出水端和第二热交换器的进水端之间，第四连接管路连接于冷却液管路的进水端和第二热交换器的出水端之间，第二阀门设于第三连接管路，用于控制第三管路的通断，进而控制冷却液管路和第二热交换器的通断。即，当进入中冷器进气管路122的空气的温度低于冷却液的温度且低于预设低温值时，冷却液管路连通于第二热交换器，冷却液管路中的冷却液可从冷却液管路的出水端流出并依次流经冷却液管路、第二热交换器的进水端、第二热交换器、第二热交换器的出水端，再从冷却液管路的进水端流回冷却液管路。

如此，当进入中冷器进气管路122的空气温度低于冷却液的温度且低于预设低温值时，第二阀门处于开启状态，此时，第二连接管路由第二阀门连通，冷却液管路和第二热交换器通过第二连接管路连通，冷却液能够流经第二连接管路至第二热交换器，以使通过第二热交换器的低温空气升温，保证进入发动机110的空气的温度在适宜的范围内，从而保证发动机110正常工作。

在一较佳实施方式中，上述的第一阀门150和第二阀门可以替换成一个二位三通阀，第一连接管路140和第三连接管路可以替换成一个具有三个连接端的连接管路。具体地，发动机中冷系统100还包括连接管路和二位三通阀。连接管路具有三个连接端，三个连接端分别连通于冷却液管路、第一热交换器124和第二热交换器，二位三通阀设于连接管路，用于控制冷却液管路择一地连通于第一热交换器124或者第二热交换器，且第一热交换器124的出水端和第二热交换器的出水端分别通过管路连接于冷却液管路的进水端。

如此，当进入中冷器进气管路122的空气温度高于冷却液的温度时，二位三通阀可受控地开启对应于冷却液管路和第一热交换器124的阀门，以使冷却液管路连通于第一热交换器124，进而使冷却液能够流经第一热交换器124，从而对通过第一热交换器124的高温空气降温，降低发动机110的油耗和气耗；当进入中冷器进气管路122的空气温度低于冷却液的温度且高于预设低温值时，二位三通阀可受控地处于关闭状态，此时，冷却液管路既不和第一热交换器124连通，也不和第二热交换器连通；当进入中冷器进气管路122的空气的温度低于冷却液的温度且低于预设低温值时，二位三通阀可受控地开启对应于冷却液管路和第二热交换器的阀门，以使冷却液管路连通于第二热交换器，进而使冷却液流经第二热交换器，从而使通过第二热交换器的低温空气升温，保证发动机110的正常工作。

在一些实施例中，发动机中冷系统100还包括温度传感器160。温度传感器160设于中冷器进气管路122远离所述第一热交换器124的一端，温度传感器160用于获取进入进气端气室的空气的温度。

在一较佳实施例中，发动机中冷系统100还包括控制系统(图中未示出)。第一阀门150、第二阀门、二位三通阀以及温度传感器160均电性连接于控制系统，温度传感器160能够将获取的进入进气端气室的空气的温度值发送至控制系统。如此，控制系统能够将空气的温度值与冷却液的温度进行对比，并通过二者的大小关系控制阀门的开启或者关闭。

在一些实施例中，发动机中冷系统100还包括散热器170和多个风扇180。散热器170设于中冷器120的外部，多个风扇180间隔设于中冷器120的外部，用于给中冷器120散热。如此，散热器170和多个风扇180能够给中冷器120散热降温，提高中冷器120的性能。

本申请还提供了一种车辆，包括上述的发动机中冷系统100。如此，通过发动机中冷系统100能够降低发动机110的油耗和气耗，进而降低车辆的油耗和气耗。

综上，本申请提供了一种发动机中冷系统100，当增压器输送至中冷器进气管路122的空气温度高于冷却液的温度时，第一阀门150或者二位三通阀能够在控制系统的控制下使的冷却液管路和第一热交换器124连通，进而使冷却液能够流经第一热交换器124，从而对通过第一热交换器124的高温空气降温，降低发动机110的油耗和气耗；当增压器输送至中冷器进气管路122的空气温度低于冷却液的温度且高于预设低温值时，控制系统能够控制第一阀门150处于关闭状态，空气只通过中冷器120降温即可供发动机110使用；当增压器输送至中冷器进气管路122的空气温度低于冷却液的温度且低于预设低温值时，第二阀门或者二位三通阀能够在控制系统的控制下使冷却液管路和第二热交换器连通，进而使冷却液流经第二热交换器，从而使通过第二热交换器的低温气体升温，保证发动机110的正常工作。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种中冷器，其特征在于，包括：

中冷器本体；

进气端气室和出气端气室，分别设于所述中冷器本体的相对两端并通过所述中冷器本体相互连通；及

第一热交换器，设于所述进气端气室内。

2.根据权利要求1所述的中冷器，其特征在于，所述中冷器还包括第二热交换器，所述第二热交换器设于所述出气端气室。

3.一种发动机中冷系统，其特征在于，包括如权利要求1或2任意一项所述的中冷器，所述发动机中冷系统还包括发动机和增压器，所述发动机包括发动机本体及冷却液管路，所述增压器的出气端通过管道连接所述中冷器本体的所述进气端气室，所述发动机本体的进气端通过管道连接所述中冷器本体的所述出气端气室，所述冷却液管路可选择地连通所述第一热交换器。

4.根据权利要求3所述的发动机中冷系统，其特征在于，当从所述增压器的出气端进入所述进气端气室的空气温度高于所述冷却液管路中的冷却液的温度时，所述第一热交换器通过管道连通所述冷却液管路。

5.根据权利要求3所述的发动机中冷系统，其特征在于，所述发动机中冷系统还包括第一连接管路、第二连接管路和第一阀门，所述第一连接管路连接于所述冷却液管路的出水端和所述第一热交换器的进水端之间，所述第二连接管路连接于所述冷却液管路的进水端和所述第一热交换器的出水端之间；所述第一阀门设于所述第一连接管路，用于控制所述第一连接管路的通断。

6.根据权利要求3所述的发动机中冷系统，其特征在于，所述中冷器还包括第二热交换器，所述第二热交换器设于所述出气端气室，所述冷却液管路可选择地连通所述第二热交换器。

7.根据权利要求6所述的发动机中冷系统，其特征在于，所述发动机中冷系统还包括第三连接管路、第四连接管路和第二阀门，所述第三连接管路连接于所述冷却液管路的出水端和所述第二热交换器的进水端之间，所述第四连接管路连接于所述冷却液管路的进水端和所述第二热交换器的出水端之间；所述第二阀门设于所述第三连接管路，用于控制所述第三连接管路的通断。

8.根据权利要求6所述的发动机中冷系统，其特征在于，所述发动机中冷系统还包括连接管路和二位三通阀，所述连接管路具有三个连接端，三个所述连接端分别连通于所述冷却液管路、所述第一热交换器和所述第二热交换器，所述二位三通阀设于所述连接管路，用于控制所述冷却液管路择一地连通于所述第一热交换器或者所述第二热交换器。

9.根据权利要求3所述的发动机中冷系统，其特征在于，所述发动机中冷系统还包括温度传感器，所述温度传感器用于获取进入所述进气端气室的空气的温度。

10.根据权利要求3所述的发动机中冷系统，其特征在于，所述发动机中冷系统还包括散热器和多个风扇，所述散热器设于所述中冷器的外部，所述多个风扇间隔设于所述中冷器的外部，用于给所述中冷器散热。

11.一种车辆，其特征在于，包括任意一项如权利要求3-10所述的发动机中冷系统。

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