CN210003385U - 水冷式中冷器和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于车辆的水冷式中冷器和车辆，水冷式中冷器包括：箱体，箱体限定出腔室，箱体设有与腔室连通的进气口、出液口、出气口和进液口；芯子，芯子设于腔室内，芯子构设出并行排布的气体流道和冷却液流道，其中，气体流道分别与进气口和出气口连通，冷却液流道分别与进液口和出液口连通；扰流板，扰流板设于腔室内且邻近出液口和/或进液口用于干涉冷却液的流动路径。根据本实用新型实施例的水冷式中冷器，通过在腔室邻近出液口和/或进液口处设置扰流板，从而改善冷却液的流场，使其更均匀地流动和分布于腔室内，保证冷却液与高温气体有效进行热交换，避免局部过热，出现沸腾的风险。

Description

水冷式中冷器和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，更具体地，涉及一种水冷式中冷器和车辆。

背景技术

目前市面上有两种型式的进气中冷器包括水冷式中冷器和空冷式中冷器。

水冷式中冷器的优点如下:由于进气管路布置时无需通过进气格栅，整个管路的长度相对缩短，减小了进气系统中的增压空气的容量，降低了增压空气的压力损失，相比空冷式中冷器，车辆的加速性和发动机的输出性能更好。基于水冷式中冷器的优点，水冷式中冷器的应用将会越来越广泛。

水冷式中冷器因为采用低温水对增压空气进行冷却，进气端温度过高的情况，冷却液会出现沸腾的问题，冷却液沸腾后会导致系统产生气阻，影响水流量，降低换热面积，导致进气温度急剧上升，影响发动机动力性，同时冷却液沸腾会导致过高的系统压力会损坏中冷器。

通过系统匹配，增加水泵功率和低温散热器散热面积可以在一定程度上解决上述问题，但是现有的中冷器内部冷却液和气体的流场、温度场均存在不均匀性，在个别工况下仍然存在局部沸腾的风险，这种沸腾失效在中冷器高温进气口尤为突出。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

为此，本实用新型提出一种水冷式中冷器，该水冷式中冷器的热交换效率高，使用寿命长。

本实用新型还提出一种具有上述水冷式中冷器的车辆，该车辆的发动机性能佳。

根据本实用新型第一方面的用于车辆的水冷式中冷器，包括：箱体，所述箱体限定出腔室，所述箱体设有与所述腔室连通的进气口、出液口、出气口和进液口；芯子，所述芯子设于所述腔室内，所述芯子构设出气体流道和冷却液流道，其中，所述气体流道分别与所述进气口和所述出气口连通，所述冷却液流道分别与所述进液口和所述出液口连通；扰流板，所述扰流板设于所述腔室内且邻近所述出液口和/或进液口用于干涉冷却液的流动路径。

根据本实用新型实施例的水冷式中冷器，通过在腔室邻近出液口和/或进液口处设置扰流板，从而改善冷却液的流场，使其更均匀地流动和分布于腔室内，保证冷却液与高温气体有效进行热交换，避免局部过热，出现沸腾的风险。

另外，根据本实用新型实施例的用于水冷式中冷器，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一些实施例，所述腔室的一端设有第一水室，另一端设有第二水室，所述第一水室与所述冷却液流道的入口连通，所述第二水室与所述冷却液流道的出口连通。

可选实施例中，所述腔室的一端设有第一水室，另一端设有第二水室，所述第一水室与所述冷却液流道的入口连通，所述第二水室与所述冷却液流道的出口连通；所述冷却液流道的入口通过所述第一水室与所述进液口连通，所述冷却液流道的出口通过所述第二水室与所述出液口连通。

进一步可选示例中，所述箱体包括上侧板，所述上侧板的两端向上凸起从而在所述芯子顶部形成所述第一水室和所述第二水室。

可选实施例中，所述扰流板设于所述第二水室的入口且与其投影至少部分重合。

可选示例中，所述上侧板包括密封段和连接于所述密封段两端的第一凸起段和第二凸起段，所述密封段密封贴设于所述芯子的顶面，所述扰流板夹设在所述第一凸起段和所述芯子的顶面之间且止抵在所述密封段的端面。

进一步可选示例中，所述第一凸起段包括第一凸起和第二凸起，所述第一凸起连接于所述密封段与所述第二凸起段之间，所述第一凸起的凸起高度小于所述第二凸起的凸起高度。

进一步可选示例中，所述扰流板锁合于所述第一凸起上。

可选示例中，所述箱体包括下侧板，所述下侧板的两端向下凹陷从而在所述芯子底部形成第三水室和第四水室。

根据本实用新型第二方面实施例的车辆包括上述实施例的水冷式中冷器，由于根据本实用新型实施例的水冷式中冷器热交换效率高，冷却液流道内不容易出现沸腾问题，保证了发动机的动力性能，提高了水冷式中冷器的使用寿命，因此，根据本实用新型实施例的车辆动力性能佳，驾驶体验良好。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一些实施例的中冷器的结构示意图；

图2是根据本实用新型一些实施例的中冷器的结构示意图；

图3是图2的主视图；

图4是图3中沿A-A线的剖视图。

附图标记：

水冷式中冷器100；

箱体10；

腔室11；进气口12；出气口13；进液口14；出液口15；

上侧板16；密封段161；第一凸起段162；第一凸起1621；第二凸起1622；第二凸起段163；第一水室164；第二水室165；

下侧板17；第三水室171；第四水室172；

芯子20；气体流道21；冷却液流道22；

扰流板30；

进气罩40；

出气罩50；

加强板60；

进水管70；

出水管80。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

参照图1-图4，描述根据本实用新型实施例的水冷式中冷器100。水冷式中冷器100包括：箱体10、芯子20和扰流板30。

具体地，箱体10限定出腔室11，箱体10设有与腔室11连通的进气口12、出液口15、出气口13和进液口14。其中，进气口12与压气机连接，出气口13与发动机连接。增压气体经过水冷式中冷器降温之后被输送至发动机。

芯子20设于腔室11内，芯子20构设出气体流道21和冷却液流道22，其中，气体流道21分别与进气口12和出气口13连通，冷却液流道22分别与进液口14和出液口15连通。

也就是说，芯子20作为一个整体被安装于腔室11内，并被分隔出气体流道21和冷却液流道22，其中，气体流道21用于输送高温气体，冷却液流道22用于输送用于吸收高温气体热量的冷却液，高温气体和冷却液在芯子20内流动过程中实现热交换，从而达到降低增压气体温度的目的。

其中，气体流道21和冷却液流道22为交错方式排布于芯子内。即相邻的气体流道21之间可以设有一条或一条以上的冷却液流道22。可选地，冷却流道为间隔设置的管体构成，相邻管体的间隙构设出气体流道21，气体流道21内可以设有翅片，以提高热交换效率。可以理解的是，上述实施例仅是示意性的，并不是对本实用新型实施例的芯子20结构进行限定。

可以理解的是，由于芯子20中的气体与冷却液是相向流动的，在进液口14处冷却液的温度高，出气口13处气体温度低，出液口15处冷却液温度低，进气口12处气体温度高。因此，腔室11邻近出液口15和/或进液口14处气体和冷却液的温差较大，冷却液容易出现沸腾问题。

考虑到上述问题，将扰流板30设于腔室11内且邻近出液口15和/或进液口14，用于干涉冷却液的流动路径。即通过扰流板30调节冷却液在出液口15和进液口14的分布区域，改善冷却液的流场，使其更均匀地流动和分布于腔室11内，保证冷却液与高温气体有效进行热交换，避免局部过热，出现沸腾的风险。

根据本实用新型实施例的水冷式中冷器100，通过在腔室11邻近出液口15和/或进液口14处设置扰流板30，从而改善冷却液的流场，使其更均匀地流动和分布于腔室11内，保证冷却液与高温气体有效进行热交换，避免局部过热，出现沸腾的风险。

在本实用新型的一些实施例中，腔室11的一端(如图2中的右端)设有进气口12和出液口15，另一端(如图2中的左端)设有出气口13和进液口14。即在箱体10内气体流路与冷却液流路的流动方向相反，气体从腔室11的一端(右端)流入，腔室11另一端(左端)流出，冷却液从腔室11的另一端(左端)流入，腔室11一端(右端)流出。经研究表明，温度不同的气体和冷却液通过相向流动方式进行热交换，相比于同向流动方式，热传导的效率较高。

如图1结合图2和图3所示，出液口15居于进气口12和出气口13之间，扰流板30设于腔室11内且位于冷却液流道22出口与出液口15之间。该扰流板30可以将冷却液形成的流体向腔室11的右侧方推进，对冷却液流出节点进行干涉，使得冷却液可以与进气端的气体充分有效地热交换，避免进气端局部过热而出现冷却液沸腾的问题。

在本实用新型的一些实施例中，如图1和图2所示，腔室11的一端设有第一水室164，另一端设有第二水室165，第一水室164与冷却液流道22的入口连通，第二水室165与冷却液流道22的出口连通。其中，冷却液流道22的入口通过第一水室164与进液口14连通，冷却液流道22的出口通过第二水室165与出液口15连通，如此，可以通过第一水室164向芯子20的多个冷却液流道22输送冷却液，冷却液与高温气体热交换之后，多个冷却液流道22的冷却液流向第二水室165。其中，第一水室164和第二水室165可以位于芯子20的同一侧，该情况下，冷却液从芯子20的一侧(例如芯子20的上侧)向下流进冷却液流道22，再向上流动从而流出冷却液流道22，又或者第一水室164和第二水室165可以位于芯子20的两侧(即分别位于芯子20的上侧或下侧)，该情况下，冷却液从一侧流进冷却液流道22内，另一侧流出冷却液流道。冷却液的流动路径可以为U型，也可以为S形或W形

可选地，如图2所示，箱体10包括上侧板16，上侧板16的两端向上凸起从而在芯子20顶部形成第一水室164和第二水室165。即上侧板16向上突起部分与芯子的顶部围合形成第一水室164和第二水室165，通过第一水室164和第二水室165连通冷却液流道22。

可选地，进水管和出水管一体成型于上侧板16上，即进液口14和出液口15均位于芯子20的上侧。优选地，上侧板16可以导热性能较好的材料制成，由此，可以将热量更好地向外传导，进一步有效降低气体的温度。

如图2结合图4所示，扰流板30设于第二水室165的入口且与其投影至少部分重合。换言之，扰流板30在一定程度上延长了冷却液流向第二水室165，冷却液在越过扰流板30的干扰之后才会进入第二水室165，从而使得有效调节冷却液的流场，使其与高温气体充分地热交换。

进一步可选示例中，如图2所示，上侧板16包括密封段161和连接于密封段161两端的第一凸起段162和第二凸起段163，密封段161密封贴设于芯子20的顶面，扰流板30夹设在第一凸起段162和芯子20的顶面之间且止抵在密封段161的端面。由此，可以在出液口15之前，通过扰流板30截断冷却液向上向出口液15方向流动，迫使冷却液朝向右侧方推进，这样，芯子20邻近进气口一侧的气体和冷却液可以有效地进行热交换。

其中，第一凸起段162包括第一凸起1621和第二凸起1622，第一凸起1621连接于密封段161与第二凸起1622段之间，第一凸起1621的凸起高度小于第二凸起1622的凸起高度。即第一凸起1621与芯子20顶面间隙宽度小于第二凸起1622与芯子20顶面的间隙宽度，从而可以扰流板30夹紧在第一凸起1621和芯子20的顶面之间，且起到良好的密封作用，进一步迫使冷却液向右侧方推进。

进一步可选示例中，箱体10包括下侧板17，下侧板17的两端向下凹陷从而在芯子20底部形成第三水室171和第四水室172。如此，冷却液流道22内的水也可以通过第三水室171和第四水室172连通，加快冷却液在流道内的流动速度，且可以增大冷却液与气体的换热面积，进一步提高水冷式中冷器100的换热效率。

需要说明的是，为进一步改善水流场，扰流板30同理可设在上述的任一水室中。由此，进一步有效提高冷却液和气体的热交换效率。

在本实用新型的另一些实施例中，如图1-图3所示，腔室11的一端设有进气罩40，另一端设有出气罩50，进气罩40与气体流道21的进口连通，出气罩50与气体流道21的出口连通。即通过进气罩40将增压气体灌入气体流道21内，并通过出气罩50将较低温度的气体送出。进气罩40和出气罩50均密封连接于芯子20上，如此，可以避免气体流失，提高发动机的进气量。

其中，进气罩40和出气罩50均设有膨胀的空腔，空腔用于收集气体。可选地，进气罩40和出气罩50为塑料件。由此，可以降低水冷式中冷器100的重量，进而降低整车的重量。

此外，为了避免芯子20在使用过程中因温差较大出现形变问题，芯子20的左右端可以设有加强板60，通过加强板60将芯子20控制在可控的形变范围内，提高水冷式中冷器100的使用寿命。

根据本实用新型实施例的车辆包括上述实施例的水冷式中冷器100，由于根据本实用新型实施例的水冷式中冷器100热交换效率高，冷却液流道22内不容易出现沸腾问题，保证了发动机的动力性能，提高了水冷式中冷器的使用寿命，因此，根据本实用新型实施例的车辆动力性能佳。

在本实用新型中，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上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种水冷式中冷器，其特征在于，包括：

箱体，所述箱体限定出腔室，所述箱体设有与所述腔室连通的进气口、出液口、出气口和进液口；

芯子，所述芯子设于所述腔室内，所述芯子构设出气体流道和冷却液流道，其中，所述气体流道分别与所述进气口和所述出气口连通，所述冷却液流道分别与所述进液口和所述出液口连通；

扰流板，所述扰流板设于所述腔室内且邻近所述出液口和/或进液口用于干涉冷却液的流动路径。

2.根据权利要求1所述的水冷式中冷器，其特征在于，所述进气口和所述出液口设于所述腔室的一端，所述出气口和所述进液口设于所述腔室的另一端，所述出液口位于所述进气口和所述出气口之间，所述扰流板邻近所述出液口设置。

3.根据权利要求2所述的水冷式中冷器，其特征在于，所述腔室的一端设有第一水室，另一端设有第二水室，所述第一水室与所述冷却液流道的入口连通，所述第二水室与所述冷却液流道的出口连通；所述冷却液流道的入口通过所述第一水室与所述进液口连通，所述冷却液流道的出口通过所述第二水室与所述出液口连通。

4.根据权利要求3所述的水冷式中冷器，其特征在于，所述箱体包括上侧板，所述上侧板的两端向上凸起从而在所述芯子顶部形成所述第一水室和所述第二水室。

5.根据权利要求3所述的水冷式中冷器，其特征在于，所述扰流板设于所述第二水室的入口且与其投影至少部分重合。

6.根据权利要求4所述的水冷式中冷器，其特征在于，所述上侧板包括密封段和连接于所述密封段两端的第一凸起段和第二凸起段，所述密封段密封贴设于所述芯子的顶面，所述扰流板夹设在所述第一凸起段和所述芯子的顶面之间且止抵在所述密封段的端面。

7.根据权利要求6所述的水冷式中冷器，其特征在于，所述第一凸起段包括第一凸起和第二凸起，所述第一凸起连接于所述密封段与所述第二凸起段之间，所述第一凸起的凸起高度小于所述第二凸起的凸起高度。

8.根据权利要求7所述的水冷式中冷器，其特征在于，所述扰流板锁合于所述第一凸起上。

9.根据权利要求4所述的水冷式中冷器，其特征在于，所述箱体包括下侧板，所述下侧板的两端向下凹陷从而在所述芯子底部形成第三水室和第四水室。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的水冷式中冷器。

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