CN202165160U - 用于增压活塞式发动机的中冷器装置 - Google Patents

用于增压活塞式发动机的中冷器装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种用于增压活塞式发动机的中冷器装置,其包括用于对燃烧用空气进行冷却的中冷器(6),该中冷器布置在活塞式发动机的供气管道系统(4)中,该中冷器包括热交换器空间(12),至少一个热交换器单元(20)适配在所述热交换器空间中,所述热交换器单元设置有至少一个支撑元件以支撑所述热交换器单元的流动管道。所述支撑元件(22)借助于中间部(32)可拆卸地附接到所述中冷器的侧壁/支撑结构(16)。

Description

用于增压活塞式发动机的中冷器装置
技术领域
本实用新型涉及一种用于增压活塞式发动机的中冷器装置,其包括用于对燃烧用空气进行冷却的中冷器,该中冷器布置在活塞式发动机的供气管道系统中,该中冷器包括由基本上不透气的侧壁所组成的热交换器空间,至少一个热交换器单元适配在热交换器空间中,所述热交换器单元设置有至少一个支撑元件以支撑热交换器单元的流动管道。 
背景技术
在设置有增压器的燃烧式发动机中,公知的是使用所谓的中冷器,该中冷器适配在发动机的供气管道系统中且位于增压器的压缩机之后。在压缩机中被加热的空气可以被中冷器冷却,从而冷却器空气的质量流量变得更大,因此燃烧过程获得了量更大的氧。由中冷器冷却的空气还使供气管道系统的部件冷却下来,并且甚至更有效地使发动机的气门冷却下来。 
典型的中冷器是热交换器,该热交换器将热量从燃烧用空气向诸如水之类的相对低温的流体传递。典型地,流体被布置为在中冷器的管子内部流动,由此,空气相应地被布置为在管子外部流动。管子的外表面典型地设置有散热片,借助于该散热片,外表面的传热系数得以提高。管子被并排布置而形成平行的管子束,其中,根据需要,例如借助于流量弯管和/或端部连接器将管子的端部彼此连接,从而形成热交换器单元。 
一个中冷器典型地具有多个热交换器单元,该多个热交换器单元由管子束组成并且沿空气的流动方向相继布置。 
中冷器的热交换器单元及其管子束需要被支撑,以便基本上不会由于发动机产生的激励而振动。特别地,除了发动机的机械振动之外,与活塞式发动机附接在一起的中冷器还暴露于例如当气门机构打开或关闭与发动机气缸的燃烧室的连接时产生的在供气管道系统内存在的空气或气体振动。 
从现有技术中可知,在热交换器单元的管子束中使用管子支撑件,用于将相邻 的管子彼此连接,从而保持所述管子的相应位置。管子支撑件例如是设置有孔的薄板,管子束中的管子相对于板面基本垂直地穿过该孔。管子和孔之间的配合足够紧密,以便基本上防止管子沿偏离该管子的纵向方向的方向在该孔中运动。典型地,待被冷却的气体即待被供给到发动机中的空气被布置为主要以垂直于管子的方向在管子之间流动。在此类装置中,为了将热交换器单元附接到中冷器的主体,已知的是使用横杆,该横杆的端部被紧固到中冷器的主体,以便将横杆定位在热交换器单元的管子支撑件处并与其平行。管子支撑件典型地是在空气的流动方向上位于热交换器单元中的矩形板,并且其两个相对的边缘支撑在中冷器的主体上,并且另外两个边缘设置有所述横杆。在横杆的端部附接到中冷器的主体的同时,通过使用预拉伸件来将横杆紧固,该预拉伸件压缩热交换器单元的管子支撑件。这样,热交换器单元被压紧在两个横杆之间。 
此类结构所带来的风险是,随着时间的推移,例如由于横杆和管子支撑件二者的磨损,用于管子支撑件以及由此用于管子束的横杆的支撑效果将被削弱。而且,横杆端部的夹紧松动会导致支撑效果的削弱。 
实用新型内容
因此,本实用新型的目的是通过公开一种用于增压燃烧式发动机的中冷器装置来对现有技术进行改进,该中冷器装置比现有技术的方案更耐用且更便于安装。 
根据本实用新型的中冷器装置的技术方案如下所述。 
根据本实用新型的一个实施方式,提供了一种用于增压活塞式发动机的中冷器装置,该中冷器装置包括用于对燃烧用空气进行冷却的中冷器,该中冷器布置在该活塞式发动机的供气管道系统中,所述中冷器包括热交换器空间,至少一个热交换器单元适配在所述热交换器空间中,并且在所述热交换器单元中布置有至少一个支撑元件以使所述热交换器单元的流动管道彼此支撑,其中,所述支撑元件借助于中间部可拆卸地附接到所述中冷器的侧壁/支撑结构,所述中冷器装置的特征在于,所述支撑元件包括附接部,该附接部包括所述支撑元件的不具有开口的区域,并且所述支撑元件借助于所述附接部而可拆卸地附接到所述中冷器的所述侧壁/支撑结构。 
所述支撑元件包括板结构件,所述热交换器单元的所述流动管道被布置为穿过该板结构件。所述支撑元件和所述流动管道被定位在相对于彼此基本垂直的方向上。 
根据一个实施方式,所述热交换器单元的所述流动管道包括管子,这些管子形 成了所述热交换器单元的面端,从而所述支撑元件至少部分地伸出到该面端之外,并且所述支撑元件借助于伸出的附接部而附接到热交换装置的侧壁/支撑结构。 
所述中间部优选为包括两个侧面,借助于这两个侧面,所述中间部附接到所述附接部和侧壁/支撑结构二者,并且所述两个侧面被相对于彼此垂直地定位,并且所述两个侧面的表面形状对应于布置在所述支撑元件中的附接部的接触表面的形状以及侧壁/支撑结构的接触表面的形状。 
所述中间部可拆卸地附接到所述支撑元件和所述中冷器的侧壁/支撑结构。该附接优选通过螺纹联接实现,使得所述支撑元件附接到热交换器装置的两个相对的侧壁/支撑结构。于是,所述中间部的一个侧面优选包括设置有内螺纹的孔,以便将所述中间部附接到侧壁/支撑结构。 
每个支撑元件均借助于至少两个中间部而附接到所述中冷器的所述侧壁/支撑结构。 
附图说明
下面,将参考所附的示意性附图来说明本实用新型及其操作,在附图中: 
图1是根据本实用新型的一个实施方式的增压活塞式发动机的示意图; 
图2是根据本实用新型的一个实施方式的中冷器装置的示意图; 
图3是沿图2的III-III进行剖切的截面图; 
图4是根据本实用新型的另一个实施方式的中冷器装置的示意图; 
图5是根据本实用新型的实施方式的又一中冷器装置的局部示意图; 
图6是根据本实用新型的实施方式的再一中冷器装置的局部示意图; 
图7是根据本实用新型的实施方式的再一中冷器装置的示意图。 
具体实施方式
图1示意性地示出了涡轮增压活塞式发动机1。该发动机还包括发动机机体2,例如气缸和气缸盖连接到该发动机机体2。发动机包括供气管道系统4,该供气管道系统4被布置为向发动机1的气缸输送燃烧用空气。燃烧用空气管道系统的第一端包括分配部4.1,空气通过该分配部4.1被分配到各个气缸。供气管道系统4的第二端与增压器5的压缩机部5.1连接。供气管道系统4设置有中冷器6,该中冷器6在空 气的流动方向上被布置在压缩机部5.1之后。中冷器6借助于其主体8而附接到发动机1。 
参考图2和图3来描述根据本实用新型的一个实施方式的中冷器的结构。在图2中,以在空气的流动方向上的两个不同点处的横截面示出了中冷器6。在图中的左侧的截面是中冷器6的内部的在一排重叠管子10的中部的横截面。在右侧的截面是从前方看到的中冷器。图3示出了图2的截面III-III。 
中冷器是热交换器,在该热交换器中气体即燃烧用空气被布置为在该热交换器的热交换器空间12中流动。中冷器包括用于支撑和/或附接热交换器的侧壁或支撑结构16。根据本实施方式,附图标记16在这里可以表示实际不透气的侧壁,该不透气的侧壁界定了热交换器空间12。可选择地,附图标记16可以表示支撑结构16,从而热交换器单元20被支撑在支撑结构16上。如果热交换器被支撑在单独的支撑结构上,则支撑结构适于在单独的不透气外壳内,或者支撑结构包括不透气外壳。 
带有流动管道(这里由管子10组成)的热交换器单元20被布置在热交换器空间12内。管子10被布置为主要横交于空气的流动方向,以便空气可以在外部流过管子。诸如处理过的水之类的流体被布置为在管子的内部流动,在中冷器中,燃烧用空气的热量被传递给该流体。 
优选地在管子的外表面上布置散热片14,为清楚起见,这里仅示出一部分散热片。同样地,散热片的类型、形状和大小可以根据情况而改变。 
热交换器单元20的管子10借助于支撑元件22而彼此支撑。根据本实用新型,支撑元件还是这样一个元件:热交换器单元借助于该支撑元件而附接到中冷器的侧壁/支撑结构16。该支撑元件22优选地是板,在该板中布置用于管子10的开口24。管子和支撑元件被定位在基本上彼此垂直的方向上。支撑元件包括附接部26,借助于该附接部,支撑元件被可拆卸地附接到中冷器的侧壁/支撑结构16。附接部26包括支撑元件22的这样的区域,该区域不具有开口24并且位于支撑元件的边缘。附接部的大小使得可以可靠地使用例如螺栓联接25来附接。中间部32在附接部26处被布置在侧壁/支撑结构16上,用于提供对热交换器单元20的附接。 
中间部32包括两个侧面,该两个侧面被相对于彼此垂直地定位并且其表面的形状对应于附接部26的接触表面的形状,并且另一方面,其表面的形状对应于侧壁/支撑结构16的接触表面的形状。凹部321(优选地是盲钻孔)被布置在这些侧面中 的一个侧面上,该凹部设置有内螺纹322。由于在与钻孔对应的位置处在侧壁和/或支撑结构16中布置有孔,中间部可以借助于螺纹联接323而被附接到侧壁和/或支撑结构。螺纹联接323的螺钉从外部插入中间部的螺纹中。如此,热交换器单元20在侧壁/支撑结构16上的位置基于为附接中间部32而布置的孔的定位而确定,并且中间部32相对于支撑结构16的位置可以容易地改变。在本实施方式中,中间部为矩形棱柱。 
图5示出了以类似方式操作的实施方式。在此,中间部32由被相对于彼此垂直地定位的两个平面部组成,这些平面部中的一个平面部设置有凹部。凹部321优选地是设置有内螺纹322的盲钻孔。根据图5的中间部优选地是角铁。 
热交换器单元20的管子形成所谓的面端S,该面端S被定位为垂直于气体的流动方向A(图3)。优选地,支撑元件22从该面端相对于热交换器单元的管子向相反侧伸出。在图3中,支撑元件从该面端逆着气体的流动方向延伸。 
中冷器装置被实施为使得支撑元件22的两侧22.1以如下方式与侧壁/支撑结构16进行机械连接:支撑元件的两侧22.1被放置为抵靠侧壁/支撑结构16。在实践中,该布局对支撑元件进行支撑,从而还将热交换器单元支撑在适当位置。尽管在图中未示出,但为此目的可以在壁和支撑元件之间使用辅助元件,诸如导向件和/或安全轨。 
图4示出了一个实施方式,其中,横杆30也与支撑元件22的附接部26一样附接到中间部32,以便使相对的两个侧面彼此支撑。图6示出了另一个实施方式,其中,中间部32由横杆30的端部形成,从而不必需要单独的中间部,并且横杆借助于螺钉而直接地附接到侧壁/支撑结构16。 
图7示出了一个实施方式,其中,中间部32被放置在支撑元件22的与侧壁/支撑结构16相连接的两侧22.1上。支撑元件的两侧22.1被放置为抵靠侧壁/支撑结构16,并且支撑元件包括在所述侧22.1附近的附接部26,支撑元件通过该附接部而附接到中间部32。中间部32以类似于在上述其它实施方式中的方式借助于螺栓联接而附接到侧壁/支撑结构16。 
应该注意到的是,上文中仅描述了本实用新型的几个特别有利的实施方式。因此,很显然本实用新型不限于上述实施方式,而是可以在所附的权利要求的框架内结合不同的活塞式发动机以许多方式来应用。管子的横截面也可以是例如椭圆形来代替圆形,并且也可以使用板结构件来代替管子。本实用新型可以应用于由液体燃料和/ 或气体燃料驱动的四冲程发动机和两冲程发动机。如果需要的话,并且如果其技术可行性存在的话,结合不同的实施方式描述的特征也可以结合其它实施方式来使用,并且/或者在本实用新型的基本构思的框架内可以做出上述特征的各种组合。 

Claims (13)

1.一种用于增压活塞式发动机的中冷器装置,该中冷器装置包括用于对燃烧用空气进行冷却的中冷器(6),该中冷器布置在该活塞式发动机的供气管道系统(4)中,所述中冷器包括热交换器空间(12),至少一个热交换器单元(20)适配在所述热交换器空间中,并且在所述热交换器单元中布置有至少一个支撑元件(22)以使所述热交换器单元的流动管道(10)彼此支撑,其中,所述支撑元件(22)借助于中间部(32)可拆卸地附接到所述中冷器的侧壁/支撑结构(16),所述中冷器装置的特征在于,所述支撑元件(22)包括附接部(26),该附接部包括所述支撑元件(22)的不具有开口(24)的区域,并且所述支撑元件(22)借助于所述附接部而可拆卸地附接到所述中冷器的所述侧壁/支撑结构(16)。
2.根据权利要求1所述的中冷器装置,其特征在于,所述支撑元件(22)附接到所述热交换器装置的两个相对的侧壁/支撑结构(16)。
3.根据权利要求1或2所述的中冷器装置,其特征在于,所述支撑元件(22)包括板结构件,所述热交换器单元的所述流动管道(10)被布置为穿过所述板结构件。
4.根据权利要求2所述的中冷器装置,其特征在于,所述支撑元件(22)和所述流动管道(10)被定位在相对于彼此基本垂直的方向上。
5.根据权利要求1所述的中冷器装置,其特征在于,所述支撑元件(22)被布置为在该支撑元件的两侧处与所述侧壁/支撑结构(16)相结合。
6.根据权利要求1或2所述的中冷器装置,其特征在于,所述热交换器单元的所述流动管道包括管子(10),这些管子形成所述热交换器单元的面端,并且所述支撑元件(22)至少部分地伸出到所述面端之外。
7.根据权利要求1所述的中冷器装置,其特征在于,所述支撑元件(22)借助于布置在该支撑元件中的附接部(26)而附接到所述热交换器装置的所述侧壁/支撑结构(16)。
8.根据权利要求6所述的中冷器装置,其特征在于,所述支撑元件(22)借助于伸出到所述面端(S)之外的附接部(26)而附接到所述热交换器装置的所述侧壁/支撑结构(16)。
9.根据权利要求1所述的中冷器装置,其特征在于,所述中间部(32)包括两 个侧面,这两个侧面被相对于彼此垂直地定位,并且所述两个侧面的表面形状对应于在所述支撑元件(22)中布置的附接部(26)的接触表面的形状以及所述侧壁/支撑结构(16)的接触表面的形状。
10.根据权利要求1所述的中冷器装置,其特征在于,所述中间部(32)可拆卸地附接到所述支撑元件(22)和所述中冷器的所述侧壁/支撑结构(16)。
11.根据权利要求1所述的中冷器装置,其特征在于,所述中间部(32)在一个侧面上包括设置有内螺纹的孔,以便将所述中间部(32)附接到所述侧壁/支撑结构(16)。
12.根据权利要求1或2所述的中冷器装置,其特征在于,每个支撑元件(22)均借助于至少两个中间部(32)而附接到所述中冷器的所述侧壁/支撑结构(16)。
13.根据权利要求1或2所述的中冷器装置,其特征在于,所述热交换器单元(20)在所述侧壁/支撑结构(16)上的位置基于为附接所述中间部(32)而布置的孔的位置而确定。 
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