CN208950737U - 一种用于强化结构的集成中冷歧管结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于强化结构的集成中冷歧管结构，该集成中冷歧管结构包括进气歧管和中冷器，所述进气歧管通过法兰固定安装在发动机缸盖上，所述进气歧管包括依次焊接的上壳体、中壳体和下壳体，所述中冷器插设并固定在下壳体中，且中冷器的安装方向垂直于法兰和发动机缸盖的安装面。与现有技术相比，本实用新型利用卡槽配合过盈设计，将中冷器固定在进气歧管上，冷器的安装方向垂直于进气歧管下壳体的法兰安装面。使得发动机的主要振动方向与中冷器的安装方向一致，用自攻螺钉紧固限制中冷器在振动方向上的运动，中冷器的重量载荷分布在发动机的振动方向，彻底解决了中冷器对歧管壳体焊接连接处的应力影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及进气歧管技术领域，具体涉及一种用于强化结构的集成中冷歧管结构。
背景技术
随着汽车技术的飞快发展和汽车市场的激烈竞争关系，各主机厂对汽车发动机的动力性能以及油耗排放要求逐渐增高，从而对发动机零部件的技术要求和质量要求都比较高。各主机厂开始致力于开发集成中冷的进气歧管，并选择与有高技术能力的零部件企业紧密协作一同开发试验寻找最优的解决方案。
集成中冷的进气歧管可以更好地利用冷却效率使将要进入发动机的空气温度更低，从而降低空气的密度，增加发动机的进气量，提高充气效率。如果想要进一步提高充气效率，就要降低进气温度。有数据表明，在相同的空燃比条件下，增压空气的温度每下降10℃，发动机功率就能提高3％～5％。另一方面如果未经冷却的增压空气进入燃烧室，除了会影响发动机的充气效率外，还很容易导致发动机燃烧温度过高，造成爆震等故障，而且会增加发动机废气中的NOx的含量，造成空气污染。同时集成中冷的进气歧管对周遭零部件的空间布置也给予很大的贡献，现汽车发动机的周遭零部件数量随着发动机技术的提高也增多，发动机周遭的布置也越加复杂，发动机舱的空间也越来越小，集成中冷的进气歧管相比前置式中冷少了一条从涡轮增压器后连接中冷再到进气歧管的一条长管路，不但为主机厂节省了空间，也节约了成本，同时减少了气体从涡轮增压后到气缸的行程，改善了迟滞效应，提高了发动机的反馈速度。虽然集成中冷器的种种优点使各主机厂投入大量的人力物力进行研究开发，但由于技术较新较难，现今扔有许多问题待以解决。
集成中冷的进气歧管第一需要面对的难题就是强度。因为进气歧管是采用塑料，而中冷器的材料是铝合金，中冷器自身本身重量达到1kg左右，当发动机工作时，水泵开始工作，开启冷却液的工作循环，中冷器负载着冷却液总体重量达到约2kg，而进气歧管本体的重量一般为1.5kg左右，中冷器固定在进气歧管内，进气歧管通过气缸法兰面固定在发动机上，当发动机工作时，进气歧管会承受发动机的严苛振动而中冷器安装在进气歧管中也受到了极大的加速度，由于中冷器重量非常大，中冷器对进气歧管产生了非常大的应力，极易使中冷器在进气歧管内运动而产生气体窜漏而影响发动机进气，严重的话会使进气歧管本体产生断裂失效而使中冷器的冷却液会泄露损坏发动机的情况，现有许多设计采用金属支架来支撑中冷器安装，降低中冷器在进气歧管内的振动加速度，降低进气歧管失效风险和中冷器在进气歧管内的运动趋势。但这样的设计只能一部分的缓冲了发动机的振动影响，有时金属支架一端安装在中冷器，一端安装在发动机缸盖上，反而直接将发动机的振动传递到中冷器上而加大了中冷器在进气歧管内的相对运动，反而起到了反作用。另外金属支架也会有额外的成本增加等。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构稳定的用于强化结构的集成中冷歧管结构。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于强化结构的集成中冷歧管结构，该集成中冷歧管结构包括进气歧管和中冷器，所述进气歧管通过法兰固定安装在发动机缸盖上，所述进气歧管包括依次焊接的上壳体、中壳体和下壳体，所述中冷器插设并固定在下壳体中，且中冷器的安装方向垂直于法兰和发动机缸盖的安装面。
由于进气歧管的下壳体直接安装发动机缸盖上，中冷器的安装方向垂直于进气歧管下壳体的法兰安装面，从而使得发动机的主要振动方向与中冷器的安装方向一致，中冷器的重量载荷分布在发动机的振动方向，彻底解决了中冷器对歧管壳体焊接连接处的应力影响。
所述中冷器包括翅片本体以及焊接在翅片本体两侧的一号底板和二号底板，所述一号底板和二号底板与下壳体的内壁抵接。
所述的一号底板和二号底板焊接在翅片本体的两侧，且所述一号底板和二号底板垂直于法兰和发动机缸盖的安装面。
所述二号底板下方设有向下设置的凸起，所述下壳体底部的一侧设有与凸起相匹配的卡槽，安装时，所述二号底板与下壳体的一个侧面紧贴，所述凸起与卡槽过盈配合。该设置限制了中冷器在进气歧管下壳体内其他方向的相对运动，降低了中冷器对进气歧管下壳体的集中应力避免自攻螺钉对中冷器安装的失效。
所述翅片本体的顶部设有平行于法兰和发动机缸盖安装面的连接部，所述连接部通过自攻螺钉与下壳体固定。用自攻螺钉紧固限制中冷器在振动方向上的运动，中冷器的重量载荷分布在发动机的振动方向，彻底解决了中冷器对歧管壳体焊接连接处的应力影响。
所述翅片本体和一号底板及二号底板的焊接工艺采用金属焊接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在以下几方面：
1、结构简单稳定：中冷器固定一号底板和中冷器固定二号底板分别与中冷器翅片本体焊接构成中冷器，而进气歧管下壳体由模具成型，该设计生产工艺简易，安装结构简单，牢靠稳定，提高产品稳定性。
2、强度可靠性提高：利用卡槽配合过盈设计，将中冷器固定在进气歧管上，冷器的安装方向垂直于进气歧管下壳体的法兰安装面。使得发动机的主要振动方向与中冷器的安装方向一致，用自攻螺钉紧固限制中冷器在振动方向上的运动，中冷器的重量载荷分布在发动机的振动方向，彻底解决了中冷器对歧管壳体焊接连接处的应力影响
3、使用范围广：对于所有集成中冷器的进气歧管，都可选用类似的结构设计用以解决中冷器在进气歧管内的应力集中和中冷器在进气歧管内较大相对运动的问题。
4、成本经济：避免金属支架的使用，对于中冷器和进气歧管壳体的安装结构设计优化从而避免解决问题，没有而外产生的费用问题。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1中A部的放大示意图；
其中，1为上壳体，2为中壳体，3为下壳体，31为卡槽，4为中冷器，41为翅片本体，42为一号底板，43为二号底板，44为连接部，45为凸起，5为自攻螺钉，6为法兰。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种用于强化结构的集成中冷歧管结构，其结构如图1所示，该集成中冷歧管结构包括进气歧管和中冷器4，进气歧管通过法兰6固定安装在发动机缸盖上，进气歧管包括依次焊接的上壳体1、中壳体2和下壳体3，中冷器4插设并固定在下壳体3中，且中冷器4的安装方向垂直于法兰6和发动机缸盖的安装面。
中冷器4包括翅片本体41以及通过金属焊接的方式焊接在翅片本体41两侧的一号底板42和二号底板43，一号底板42和二号底板43与下壳体3的内壁抵接。
一号底板42和二号底板43焊接在翅片本体41的两侧，且一号底板42和二号底板43垂直于法兰和发动机缸盖的安装面。
二号底板43下方设有向下设置的凸起45，下壳体3底部的一侧设有与凸起45 相匹配的卡槽31，安装时，二号底板43与下壳体3的一个侧面紧贴，凸起45与卡槽31过盈配合，如图2所示。
翅片本体41的顶部设有平行于法兰和发动机缸盖安装面的连接部44，连接部 44通过自攻螺钉5与下壳体3固定。用自攻螺钉5紧固限制中冷器4在振动方向上的运动，中冷器4的重量载荷分布在发动机的振动方向，彻底解决了中冷器4 对歧管壳体焊接连接处的应力影响。
本实施例的工作原理如下：
集成中冷歧管结构通过将一号底板42和二号底板43分别与中冷器翅片本体 41焊接构成中冷器4，工艺采用金属焊接，使一号底板42和二号底板43与翅片本体41成为一个整体，加强了中冷器4的整体强度，使中冷器4承受在振动和脉冲时所有的受力情况。
将中冷器4从垂直于进气歧管下壳体3的法兰面方向安装进入进气歧管下壳体 3，进气歧管下壳体3直接安装发动机缸盖上，发动机主要振动方向是垂直于法兰安装面，使发动机的主要振动方向与中冷器4的安装方向一致，用自攻螺钉5紧固限制中冷器4在振动方向上的运动，中冷器4的重量载荷主要分布在发动机的振动方向，彻底解决了中冷器4对歧管壳体焊接连接处应力的巨大影响而避免进气歧管壳体以及焊接破坏失效。
将中冷器4装入进气歧管下壳体3的同时，将二号底板43底部的凸起45与进气歧管下壳体3内的卡槽31过盈配合，通过简易但却牢固的装配结构，很好地限制了中冷器4在下壳体3内其他方向的相对运动，降低了中冷器4对下壳体3的集中应力，也同时避免了中冷器4在歧管内的相对运动而导致自攻螺钉5对中冷器4 安装的失效。
当装配好中冷器4后，之后再将进气歧管上壳体1、进气歧管中壳体2与进气歧管下壳体3焊接组成完整的进气歧管。这样的结构避免了壳体间的焊接结构发生在中冷器的振动方向上，很好避免了中冷器振动加速度而对壳体和焊接处可能产生的应力集中，也同时一部分中冷器的重量等承载到了发动机法兰安装面上，降低中冷器在进气歧管内的振动加速度，降低进气歧管失效风险和中冷器在进气歧管内的运动趋势。
Claims (6)
1.一种用于强化结构的集成中冷歧管结构，该集成中冷歧管结构包括进气歧管和中冷器，所述进气歧管通过法兰固定安装在发动机缸盖上，其特征在于，所述进气歧管包括依次焊接的上壳体、中壳体和下壳体，所述中冷器插设并固定在下壳体中，且中冷器的安装方向垂直于法兰和发动机缸盖的安装面。
2.根据权利要求1所述的一种用于强化结构的集成中冷歧管结构，其特征在于，所述中冷器包括翅片本体以及焊接在翅片本体两侧的一号底板和二号底板，所述一号底板和二号底板与下壳体的内壁抵接。
3.根据权利要求2所述的一种用于强化结构的集成中冷歧管结构，其特征在于，所述的一号底板和二号底板焊接在翅片本体的两侧，且所述一号底板和二号底板垂直于法兰和发动机缸盖的安装面。
4.根据权利要求3所述的一种用于强化结构的集成中冷歧管结构，其特征在于，所述二号底板下方设有向下设置的凸起，所述下壳体底部的一侧设有与凸起相匹配的卡槽，安装时，所述二号底板与下壳体的一个侧面紧贴，所述凸起与卡槽过盈配合。
5.根据权利要求2所述的一种用于强化结构的集成中冷歧管结构，其特征在于，所述翅片本体的顶部设有平行于法兰和发动机缸盖安装面的连接部，所述连接部通过自攻螺钉与下壳体固定。
6.根据权利要求2所述的一种用于强化结构的集成中冷歧管结构，其特征在于，所述翅片本体和一号底板及二号底板的焊接工艺采用金属焊接。
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