CN209925297U - 一种集成水冷式涡轮增压器冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成水冷式涡轮增压器冷却系统，它包括压壳、中间体；压壳与中间体相连接；压壳内设有第一水道，中间体内设有第二水道，压壳与中间体通过第一水道与第二水道连通，压壳与中间体的结合面上设有密封装置；这种结构不仅降低了压端温度，防止安装在压端的电控零部件受热而损坏，而且可以对中间体轴承系统进行冷却，防止高温导致核心零部件的失效；其次压壳与中间体之间采用螺栓连接，结合面上采用密封槽加密封圈的方式进行密封，同时限制压壳与中间体结合面进出水口管径关系，保证水流通畅，进一步避免冷却水在结合面上产生泄漏。

Description

一种集成水冷式涡轮增压器冷却系统

技术领域

本实用新型涉及发动机涡轮增压技术领域，具体地是一种集成水冷式涡轮增压器冷却系统。

背景技术

涡轮增压器工作时，过高的废气温度不仅会导致涡轮增压器零部件的失效，减少使用寿命，同时会降低空气的压缩效率，影响发动机输出功率，因此需要对其进行冷却。

目前对于涡轮增压器的冷却普遍采用水冷的方式，由于增压器的轴承等核心零部件位于中间体中，所以水道一般设计在中间体内部，绕核心零部件一周，但是这种冷却方式仅能冷却轴承系统，且冷却位置靠近涡端，对于近压端的零部件冷却效果有限。实际增压器工作时，压气机压缩后的空气温度会上升至120-180℃，对于一些排温要求严苛的高性能发动机来说，增压器压缩后的空气温度甚至可达200℃以上，在这种高温情况下，一方面会使空气发生热膨胀，导致压端压缩效率降低，影响了增压器的性能；另一方面，压端安装的电子执行器、eCRV阀等零部件中带有大量的电子元器件，这类零部件的耐受温度一般不超过200℃，高温将会导致它们的失效。此外，压端与中间体的连接处会设有O形密封圈以保证对油、气的密封，常规密封圈的耐热温度约为220℃，当压端温度过高时，可能损坏密封圈，影响密封效果，需要对密封圈的材料进行升级才能保证其使用寿命，但是这将增加产品的制造成本，影响产品的经济性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种可以同时降低压端及涡端的温度并且能够有效防止冷却水泄露的集成水冷式涡轮增压器冷却系统。

本实用新型所采取的技术方案是：提供一种集成水冷式涡轮增压器冷却系统，包括压壳、中间体；压壳与中间体之间相连接，在所述压壳与所述中间体的结合面处有密封装置，所述压壳内设有第一水道，所述中间体内设有第二水道，所述压壳与所述中间体通过所述第一水道与所述第二水道连通。

作为优选，第一水道设有冷却水进口、冷却水出口、第一岔路、第二岔路、压端水路、压壳进水口和压壳出水口；所述冷却水进口与所述第一岔路连接，所述冷却水出口与所述第二岔路连接；所述第一岔路和所述第二岔路分别与所述压端水路的两端连接；所述第一岔路与所述压壳出水口连接，所述第二岔路与所述压壳进水口连接。

作为优选，所述压端水路沿涡流气道内侧布置于所述压壳内部。

作为优选，所述压端水路设有第一进水端和第一出水端；所述第一进水端与所述第一岔路相连接，所述第一出水端与所述第二岔路相连接。

作为优选，所述第二水道沿轴承系统外侧布置于中间体内部。

作为优选，所述第二水道设有第二进水端、第二出水端、中间体进水口和中间体出水口；所述中间体进水口与所述第二进水端相连接，所述第二出水端与所述中间体出水口相连接。

作为优选，所述压壳进水口管径为d4，所述压壳出水口管径为d3，所述中间体进水口的管径为d1，所述中间体出水口的管径为d2，所述四个管径大小关系为d1>d3＝d4>d2。

作为优选，所述压壳与所述中间体之间采用螺栓连接，所述密封装置包括密封槽和密封圈。

作为优选，所述密封槽开于压壳端面，呈腰圆型结构，所述密封圈的直径大于所述密封槽的深度。

采用以上结构后，本实用新型的一种集成水冷式涡轮增压器冷却系统与现有技术相比具有以下优点：首先，对涡轮增压器进行冷却，一方面降低了压端温度，提高增压器的压缩效率、防止安装在压端的电控零部件受热而损坏，另一方面可以对中间体轴承系统进行冷却，防止高温导致核心零部件的失效，对增压器性能和使用寿命的提高具有很大的作用；其次，水道结合面处加设了密封槽及密封圈，靠压壳和中间体的结合面之间产生压力，使密封圈受压产生变形，实现密封作用，防止冷却水泄露；而且压壳进水口管径d3，压壳出水口管径d4，中间体进水口管径d1，中间体出水口管径d2，这四个管径大小关系为d1>d3＝d4>d2，从而保证冷却水在整个流动过程中没有任何阻碍，避免在结合面处形成水流堆积导致局部水压增高而产生泄漏，进一步的避免了冷却水泄露的风险。

附图说明

图1是本实用新型的集成水冷式涡轮增压器冷却系统剖面图；

图2是本实用新型的水道结构示意图；

图3是本实用新型的冷却水进口剖面图；

图4是本实用新型的冷却水出口剖面图；

图5是本实用新型的中间体结合面示意图；

图6是本实用新型的压壳结合面示意图；

图7是本实用新型的压壳结合面示意图T向局部放大图；

其中，1、压壳；2、轴承系统；3、中间体；4、冷却水进口；5、冷却水出口；6、密封槽；7、密封圈；8、第一水道；8.1、第一岔路；8.2、第二岔路；8.3、压端水路；8.3.1、第一进水端；8.3.2、第一出水端；9、第二水道；9.1、第二进水端；9.2、第二出水端；10、中间体进水口；11、中间体出水口；12、压壳进水口；13、压壳出水口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

本实用新型提供一种集成水冷式涡轮增压器冷却系统，如图1所示，它包括压壳1、中间体3；压壳1与中间体3相连接，结合面上有密封装置，压壳1内设有第一水道8，中间体内设有第二水道9，压壳1与中间体3通过第一水道8与第二水道9连通。

其工作原理如图2、图3、图4所示，冷却水从冷却水进口4流入，在第一岔路8.1分为两路，其中一路通过第一进水端8.3.1，沿压端水路8.3流动，在压壳内绕涡流气道内侧一周，从第一出水端8.3.2流出，至第二岔路8.2；另一路流向压壳出水口13，通过中间体进水口10进入第二水道9，冷却水在第二水道9中，经过第二进水端9.1，在中间体内绕轴承系统2外侧一周后，经第二出水端9.2流至中间体出水口11，通过压壳入水口12回到第一水道8，并在第二岔路8.2与流经压端水路8.3的冷却水汇合后通过冷却水出口5流出。

第一水道8用于压端的冷却，可以使压缩后的空气温度降低15-20℃，防止过热对压端电子零部件的影响，提高压缩效率，并缓解中间体近压端轴承系统的热负荷；第二水道9用于中间体近涡端的轴承系统2的冷却，冷却水经过该通道后仍需流入压壳1内，其长度较传统涡轮增压器中间体水道更长，增加了冷却水与中间体3的热交换面积，提高了冷却系统的散热性能。

其中，压壳1与中间体3之间用螺栓连接，两结合面上水道位置密封装置包括密封槽6和密封圈7，密封圈7的直径大于密封槽6的深度。

如图6所示，密封槽6开于压壳1端面，呈腰圆型结构，槽的截面可采用槽宽3.5mm，槽深2mm的矩形，如图3及图4所示，密封圈7可采用截面直径为2.5mm的O形圈，用螺栓连接时，压壳1和中间体3的结合面之间所产生压力会使密封圈7产生挤压变形，实现密封作用。

如图6及图7所示，压壳1上结合面处的压壳进水口12的管径为d3与压壳出水口13管径为d4，如图5所示，中间体结合面上中间体进水口10的管径为d1，中间体出水口11的管径为d2，这四个管径的大小关系为d1>d3＝d4>d2(如图3、图4所示，其中箭头所指方向为冷却水流动方向)，这种设计可以保证水流畅通，防止在结合面处形成水流堆积导致局部水压增高而产生泄漏，进一步的避免了冷却水泄露的风险。

以上就本实用新型较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，凡在本实用新型独立要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种集成水冷式涡轮增压器冷却系统，它包括压壳(1)、中间体(3)；所述压壳(1)与所述中间体(3)相连接；其特征在于：所述压壳(1)内设有第一水道(8)，所述中间体(3)内设有第二水道(9)，所述压壳(1)与所述中间体(3)通过所述第一水道(8)与所述第二水道(9)连通，所述压壳(1)与所述中间体(3)的结合面上设有密封装置。

2.根据权利要求1所述的一种集成水冷式涡轮增压器冷却系统，其特征在于：所述第一水道(8)设有冷却水进口(4)、冷却水出口(5)、第一岔路(8.1)、第二岔路(8.2)、压端水路(8.3)、压壳进水口(12)和压壳出水口(13)；所述冷却水进口(4)与所述第一岔路(8.1)连接，所述冷却水出口(5)与所述第二岔路(8.2)连接；所述第一岔路(8.1)和所述第二岔路(8.2)分别与所述压端水路(8.3)的两端连接；所述第一岔路(8.1)与所述压壳出水口(13)连接，所述第二岔路(8.2)与所述压壳进水口(12)连接。

3.根据权利要求2所述的一种集成水冷式涡轮增压器冷却系统，其特征在于：所述压端水路(8.3)沿涡流气道内侧布置于所述压壳(1)内部；

所述压端水路(8.3)设有第一进水端(8.3.1)和第一出水端(8.3.2)；所述第一进水端(8.3.1)与所述第一岔路(8.1)相连接，所述第一出水端(8.3.2)与所述第二岔路(8.2)相连接。

4.根据权利要求2所述的一种集成水冷式涡轮增压器冷却系统，其特征在于：所述第二水道(9)沿轴承系统(2)外侧布置于中间体(3)内部；

所述第二水道(9)设有第二进水端(9.1)、第二出水端(9.2)、中间体进水口(10)和中间体出水口(11)；所述中间体进水口(10)与第二进水端(9.1)所述相连接，所述第二出水端(9.2)与所述中间体出水口(11)相连接。

5.根据权利要求4所述的一种集成水冷式涡轮增压器冷却系统，其特征在于：所述压壳进水口(12)管径为d4，所述压壳出水口(13)管径为d3，所述中间体进水口(10)的管径为d1，所述中间体出水口(11)的管径为d2，所述四个管径大小关系为d1>d3＝d4>d2。

6.根据权利要求1所述的一种集成水冷式涡轮增压器冷却系统，其特征在于：所述压壳(1)与中间体(3)之间通过用螺栓连接，所述密封装置包括密封槽(6)和密封圈(7)。

7.根据权利要求6所述的一种集成水冷式涡轮增压器冷却系统，其特征在于：所述密封槽(6)开于压壳(1)端面，呈腰圆型结构。

8.根据权利要求6所述的一种集成水冷式涡轮增压器冷却系统，其特征在于：所述密封圈(7)的直径大于所述密封槽(6)的深度。

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