CN212774500U - 一种集成进气水冷式中冷器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种集成进气水冷式中冷器，包括与增压器、进气歧管一体集成的中冷器壳体以及冷却内芯；冷却内芯由多个冷却管组成，多个冷却管上下错位分布，多个冷却管之间形成容增压器内气体穿过的流道；冷却管上具有设置在冷却管外壁上的两翅片组，两翅片组对应设置且两翅片组的两开口端分别形成开口a、开口b，翅片组包括沿着冷却管的延伸方向分布的多个弧状翅片，多个弧状翅片在之间具有间隙。本实用新型具有如下优点：通过将冷却内芯设置为多个上下错位分布的冷却管，对于冷却管的分布位置以及流道的的设置增长了热空气在中冷器壳体内的冷却路径，更取得了避免热空气在中冷器壳体内产生涡流的效果。

Description

一种集成进气水冷式中冷器

技术领域：

本实用新型属于机械增压冷却系统领域，具体涉及一种集成进气水冷式中冷器。

背景技术：

中冷器在于降低增压后的高温空气温度、以降低发动机的热负荷，提高进气量，进而增加发动机的功率。对于增压发动机来说，中冷器是增压系统的重要组成部件，中冷器安装在在增压器与进气歧管之间，由于空气流经增压器后温度会升高，通过中冷器对增压器输出至发动机节气门之间的进气温度进行冷却，空气冷却后再经过进气歧管通向发动机节气门。

现有中冷器内部设置的冷却内芯采用U型管或者由上至下依次排列分布的直管，在U型管或者直管上设置翅片实现对热空气的冷却，由于增压器内的空气至中冷器内速度较快，空气在中冷器壳体内部产生涡流，冷却后的气体无法快速排出至进气歧管内，因此一般会在冷却内芯的进出口两侧分别设置导向板，但是这种设计只能对中冷器内的气体排出起一个导向作用，无法有效解决中冷器内部的涡流，而且无法满足现在汽车行业轻量化设计的需求，对于热空气而言冷却路径较短，无法达到较好的冷却效果。

实用新型内容：

本实用新型的目的是为了克服以上的不足，提供一种集成进气水冷式中冷器，解决上述一种或多种技术问题。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种集成进气水冷式中冷器，包括与增压器、进气歧管一体集成的中冷器壳体以及置于中冷器壳体内的冷却内芯；

冷却内芯由多个空心状的冷却管组成，多个冷却管沿着中冷器壳体的延伸方向设置且多个冷却管上下错位分布，多个冷却管之间形成容增压器内气体穿过的流道；

冷却管上具有设置在冷却管外壁上的两翅片组，两翅片组对应设置且两翅片组的两开口端分别形成开口a、开口b，翅片组包括沿着冷却管的延伸方向分布的多个弧状翅片，多个弧状翅片之间具有间隙。

本实用新型的进一步改进在于：开口a、开口b沿着冷却管的轴线呈对称设置，同一纵向截面上的开口a的中心点、开口b的中心点以及冷却管的圆心形成第一虚拟线，该第一虚拟线由增压器的出口端向进气歧管的进口端方向倾斜。

本实用新型的进一步改进在于：多个冷却管上的第一虚拟线相互平行。

本实用新型的进一步改进在于：增压器的出口端与进气歧管的进口端形成一第二虚拟线，第二虚拟线与第一虚拟线形成30°-45°夹角。

本实用新型的进一步改进在于：冷却管的厚度与弧状翅片的长度一致。

本实用新型的进一步改进在于：中冷器壳体的一侧具有进水箱体，中冷器壳体的另一侧具有出水箱体，中冷器壳体的两侧分别具有多个容冷却管的两端嵌入的通孔，冷却管的两端嵌入对应的通孔内且冷却管的侧端与对应的通孔通过密封圈实现密封配合，进水箱体、出水箱体通过通孔与中冷器壳体实现连通，进水箱体上具有冷却水进管，出水箱体上具有冷却水出管。

本实用新型的进一步改进在于：进水箱体与出水箱体分别从中冷器壳体的侧端向对应的冷却水进管与冷却水出管方向逐步聚拢形成曲面平滑过渡段。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型中通过将冷却内芯设置为多个上下错位分布的冷却管，从增压器内的热空气碰撞在冷却管的翅片组上在流道内流通，最终向进气歧管排出，对于冷却管的分布位置以及流道的的设置增长了热空气在中冷器壳体内的冷却路径，更取得了避免热空气在中冷器壳体内产生涡流的效果。

2、翅片组由多个弧形翅片组成，增压器内的热空气快速进入中冷器壳体具有一定涡流，多个弧形翅片对涡流进行分流导向，再经过流道通过下一个冷却管，因此多个间隔设置的弧形翅片对涡流具有一定的分流作用，与流道的设计结合，使涡流消失，由于多个弧形翅片对增压器内的热空气具有一定导向作用，因此也无需传统的导向板，实现了车辆的轻量化设计。

3、两翅片组的两开口端分别形成开口a、开口b，如果将弧形翅片设计成环状结构，经过分流后的热空气会随着本身流动惯性绕着环状翅片持续转动，分流后的热空气再一次汇聚成涡流，不利于增压气体的快速排出，而本设计的两翅片组有效解决上述问题，开口a、开口b的设置降低热空气的流动惯性，分流后的热空气流向开口a、开口b处会经过流道至下一个冷却管的翅片组上，进一步避免涡流的产生。

附图说明：

图1为本实用新型一种集成进气水冷式中冷器与增压器、进气歧管的连接示意图。

图2为本实用新型一种集成进气水冷式中冷器的冷却内芯的示意图。

图3为本实用新型一种集成进气水冷式中冷器的冷却管的结构示意图。

图中标号：1-增压器、2-进气歧管、3-中冷器壳体、4-冷却内芯、41-冷却管、42-流道、43-翅片组、431-开口a、432-开口b、433-弧状翅片、434-间隙、 435-第一虚拟线、436-轴线、437-第二虚拟线、5-进水箱体、6-出水箱体、7- 通孔、8-冷却水进管、9-冷却水出管、10-曲面平滑过渡段。

具体实施方式：

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例和附图对本实用新型作进一步详述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语指示方位或位置关系，如为基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构或单元必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除另有明确规定和限定，如有“连接”“设有”“具有”等术语应作广义去理解，例如可以是固定连接，可以是拆卸式连接，或一体式连接，可以说机械连接，也可以是直接相连，可以通过中间媒介相连，对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的基本含义。

如图1示出了本实用新型一种集成进气水冷式中冷器的一种实施方式，包括与增压器1、进气歧管2一体集成的中冷器壳体3以及置于中冷器壳体3内的冷却内芯4；

冷却内芯4由多个空心状的冷却管41组成，多个冷却管41沿着中冷器壳体3的延伸方向设置且多个冷却管41上下错位分布，多个冷却管41之间形成容增压器1内气体穿过的流道42；

冷却管41上具有设置在冷却管41外壁上的两翅片组43，两翅片组43对应设置且两翅片组43的两开口端分别形成开口a431、开口b432，翅片组43包括沿着冷却管41的延伸方向分布的多个弧状翅片433，多个弧状翅片433之间具有间隙434。

本实用新型中通过将冷却内芯4设置为多个上下错位分布的冷却管41，从增压器1内的热空气碰撞在冷却管41的翅片组43上在流道42内流通，最终向进气歧管2排出，对于冷却管41的分布位置以及流道42的的设置增长了热空气在中冷器壳体3内的冷却路径，提高了冷却效果，更取得了避免热空气在中冷器壳体3内产生涡流的效果。

避免涡流产生的原因：翅片组43由多个弧形翅片433组成，增压器1内的热空气快速进入中冷器壳体3具有一定涡流，多个弧形翅片433对涡流进行分流导向，再经过流道42通过下一个冷却管41，因此多个间隔设置的弧形翅片 433对涡流具有一定的分流作用，与流道42的设计结合，使涡流消失，由于多个弧形翅片433对增压器1内的热空气具有一定导向作用，因此也无需传统的导向板，实现了车辆的轻量化设计。

两翅片组43的两开口端分别形成开口a431、开口b432，该设计的原因在于：如果将弧形翅片433设计成环状结构，经过分流后的热空气会随着本身流动惯性绕着环状翅片持续转动，分流后的热空气再一次汇聚成涡流，不利于增压气体的快速排出，而本设计的两翅片组43有效解决上述问题，开口a431、开口b432的设置降低热空气的流动惯性，分流后的热空气流向开口a431、开口 b432处会经过流道至下一个冷却管41的翅片组43上，进一步避免涡流的产生。

在本实施例基础上，开口a431、开口b432沿着冷却管41的轴线436呈对称设置，同一纵向截面上的开口a431的中心点、开口b432的中心点以及冷却管41的圆心形成第一虚拟线435，该第一虚拟线435由增压器1的出口端向进气歧管2的进口端方向倾斜，便于热空气经冷却管41冷却后随着气体流动惯性向进气歧管2排出，避免中冷器壳体3内部产生涡流。

在本实施例基础上，多个冷却管41上的第一虚拟线435相互平行，热空气从增压器1向中冷器壳体3排出在同等流速下，分流后的空气保证一致的冷却效果。

在本实施例基础上，增压器1的出口端与进气歧管2的进口端形成一第二虚拟线437，第二虚拟线437与第一虚拟线435形成30°-45°夹角。

第一虚拟线435由增压器1的出口端向进气歧管2的进口端方向倾斜，第二虚拟线437与第一虚拟线435形成30°-45°夹角，设计原因有两点：

一、该角度控制保证空气精准地进入进气歧管2内，热空气经过翅片组冷却分流在开口a431、开口b432惯性减弱向流道42内流动，再通过下一个冷却管41上的翅片组导向，最终通过开口a431、开口b432改变30°-45°的流动方向，因此将第一虚拟线435与第二虚拟线437夹角设置在30°-45°，满足冷却后的空气快速进入进气歧管2，提高增压效率；

二、当增压器1内的热空气快速进入中冷器壳体3内，最先与热空气接触的冷却管41极速遇热，这时冷却管会产生最大热应力，影响冷却管的结构强度，而该角度设计使热空气最先遇到翅片弧状433再随着弧状翅片433进行分流导向，避免最大热应力集中点，如果热空气进入中冷器壳体3内直接接触开口 a431、开口b432，产生最大热应力集中点而破坏冷却管41的使用寿命。

基于上述两点，该角度设计不仅便于热空气的快速导向流动，又能避免对冷却管41产生最大热应力集中点。

在本实施例基础上，冷却管41的厚度与弧状翅片433的长度一致，弧状翅片433的长度根据冷却管41保证冷却管41的散热性，而弧状翅片433高于冷却管41，则无法实现轻量化设计。

在本实施例基础上，中冷器壳体3的一侧具有进水箱体5，中冷器壳体3 的另一侧具有出水箱体6，中冷器壳体3的两侧分别具有多个容冷却管41的两端嵌入的通孔7，冷却管41的两端嵌入对应的通孔7内且冷却管41的侧端与对应的通孔7通过密封圈实现密封配合，进水箱体5、出水箱体6通过通孔7与中冷器壳体3实现连通，进水箱体5上具有冷却水进管8，出水箱体6上具有冷却水出管9。

在本实施例基础上，进水箱体5与出水箱体6分别从中冷器壳体3的侧端向对应的冷却水进管8与冷却水出管9方向逐步聚拢形成曲面平滑过渡段10，平滑过渡段10对于冷却水的进出具有一定导向作用。

本实用新型中未全部公开的内容为本领域技术人员公知的现有常识，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种集成进气水冷式中冷器，其特征在于：包括与增压器(1)、进气歧管(2)一体集成的中冷器壳体(3)以及置于中冷器壳体(3)内的冷却内芯(4)；

所述冷却内芯(4)由多个空心状的冷却管(41)组成，所述多个冷却管(41)沿着中冷器壳体(3)的延伸方向设置且多个冷却管(41)上下错位分布，所述多个冷却管(41)之间形成容增压器(1)内气体穿过的流道(42)；

所述冷却管(41)上具有设置在冷却管(41)外壁上的两翅片组(43)，所述两翅片组(43)对应设置且两翅片组(43)的两开口端分别形成开口a(431)、开口b(432)，所述翅片组(43)包括沿着冷却管(41)的延伸方向分布的多个弧状翅片(433)，所述多个弧状翅片(433)之间具有间隙(434)。

2.根据权利要求1所述一种集成进气水冷式中冷器，其特征在于：所述开口a(431)、开口b(432)沿着冷却管(41)的轴线(436)呈对称设置，同一纵向截面上的开口a(431)的中心点、开口b(432)的中心点以及冷却管(41)的圆心形成第一虚拟线(435)，该第一虚拟线(435)由增压器(1)的出口端向进气歧管(2)的进口端方向倾斜。

3.根据权利要求2所述一种集成进气水冷式中冷器，其特征在于：所述多个冷却管(41)上的第一虚拟线(435)相互平行。

4.根据权利要求3所述一种集成进气水冷式中冷器，其特征在于：所述增压器(1)的出口端与进气歧管(2)的进口端形成一第二虚拟线(437)，所述第二虚拟线(437)与第一虚拟线(435)形成30°-45°夹角。

5.根据权利要求1所述一种集成进气水冷式中冷器，其特征在于：所述冷却管(41)的厚度与弧状翅片(433)的长度一致。

6.根据权利要求1所述一种集成进气水冷式中冷器，其特征在于：所述中冷器壳体(3)的一侧具有进水箱体(5)，所述中冷器壳体(3)的另一侧具有出水箱体(6)，所述中冷器壳体(3)的两侧分别具有多个容冷却管(41)的两端嵌入的通孔(7)，所述冷却管(41)的两端嵌入对应的通孔(7)内且冷却管(41)的侧端与对应的通孔(7)通过密封圈实现密封配合，所述进水箱体(5)、出水箱体(6)通过通孔(7)与中冷器壳体(3)实现连通，所述进水箱体(5)上具有冷却水进管(8)，所述出水箱体(6)上具有冷却水出管(9)。

7.根据权利要求6所述一种集成进气水冷式中冷器，其特征在于：所述进水箱体(5)与出水箱体(6)分别从中冷器壳体(3)的侧端向对应的冷却水进管(8)与冷却水出管(9)方向逐步聚拢形成曲面平滑过渡段(10)。

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