CN215633307U - 一种具有气体导流功能的水冷中冷器及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的具有气体导流功能的水冷中冷器包括散热壳体、进气室和导流板，所述进气室与所述散热壳体连通，所述进气室包括：进气口；缓冲区，位于所述进气口与所述散热壳体之间，所述缓冲区远离所述散热壳体的侧壁上设置导流板，所述导流板自所述缓冲区的侧壁延伸至所述缓冲区内部。本实用新型所提供的水冷中冷器具有导流功能，并具有良好的热空气冷却性能。

Description

一种具有气体导流功能的水冷中冷器及具有其的车辆

技术领域

本实用新型涉及水冷中冷器，特别涉及一种具有气体导流功能的水冷中冷器及具有其的车辆。

背景技术

经涡轮增压器流出的热空气在进入发动机前，需要先经过中冷器冷却，根据冷却介质不同，中冷器分为空冷中冷器和水冷中冷器。如图1和图2所示，水冷中冷器一般包括散热壳体A、进气室B、出气室C、密封件(图未示)、入水管(图未示)和出水管(图未示)，其中散热壳体A为中空长方体，进气室B和出气室C分别位于散热壳体A的两端，入水管和出水管位于散热壳体A的上侧，并分别连通散热壳体A的内腔，密封件(图未示)位于散热壳体A两端，并分别夹设于进气室B与散热壳体A之间和出气室C与散热壳体A之间；在散热壳体A中，沿上下方向排列有若干根长方体状的中空散热板E，进气室B入口的进气口中心线I与散热板长轴II平行，散热板E与散热板E之间间隔且平行，以彼此间隔的间隙形成水冷中冷器的冷却液流动通道D，每根散热板E均穿过密封件，以连通进气室B和出气室C，构成水冷中冷器的气体通道。在散热板E的内部，设有呈起伏沟壑状的散热翅片F，以增大气体在水冷中冷器中的散热面积，提高热传导效率。基于此，水冷中冷器的工作原理包括：向散热壳体A通入冷却液，使冷却液在散热壳体A内循环流动；热空气由外界经进气室B进入各散热板E中后，在散热板E中将自身热量传递给散热翅片F和散热板E；散热翅片F和散热板E的热量被位于散热板E外侧的流动冷却液带走；被冷却后的空气经由出气室C离开水冷中冷器，去往发动机。

承上述，在某些布置方案中，由于发动机系统中的其他零部件占据了过多空间，进气口中心线I与散热板长轴II之间不得不设置成具有一定夹角的形态，在极端情况下，这种夹角可达如图3所示的90°，此时进气室B被设计为具有转折拐角的形态。基于此，热空气由进气室B入口进入进气室B后，在气流惯性作用下，相当部分的热空气会沿着进气室B内壁向进气室B深处运动，直至在进气室B拐角处与进气室B内壁碰撞后，才会转向进气室B与散热壳体A连通的一端，导致靠近进气室B入口的散热板E获得的热空气流量较小，远离进气室B入口的散热板E获得的热空气流量较大，整个散热壳体A内热空气分布不均匀；此时，一部分热空气流量大的散热板E承担了较大热负荷，致使热空气无法在水冷中冷器内得到有效冷却，且这部分具有较大热负荷的散热板E周侧还易发生冷却液沸腾现象的情况；如此，不仅离开水冷中冷器的空气温度仍旧偏高，发动机运行效率受到影响，冷却系统在判断离开水冷中冷器的空气温度较高的情况下还会提升冷却液流速，而长时间维持过高的冷却液流速，会提升散热壳体A内发生气蚀的风险，影响水冷中冷器的使用寿命。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种具有气体导流功能的水冷中冷器及具有其的车辆。

本实用新型提供的具有气体导流功能的水冷中冷器包括散热壳体、进气室，所述进气室与所述散热壳体连通，所述进气室包括：

进气口；

缓冲区，位于所述进气口与所述散热壳体之间，所述缓冲区远离所述散热壳体的侧壁上设置导流板，所述导流板自所述缓冲区的侧壁延伸至所述缓冲区内部。

可选地，所述进气室具有转折拐角，所述缓冲区包括形成于所述缓冲区的侧壁上的阶梯面，自所述阶梯面处向远离所述进气口的方向，所述缓冲区的侧壁与所述散热壳体之间的距离逐渐减小。

可选地，所述阶梯面的转折区域具有向所述缓冲区内部拱起的拱起部，所述导流板设于所述拱起部下游靠近所述拱起部的位置，且所述导流板向所述缓冲区的内部倾斜延伸。

可选地，所述导流板的靠近所述进气口的表面与进气口中心线之间的夹角为锐角。

可选地，所述导流板相对于所述阶梯面的高度自靠近所述进气口的一侧向远离所述进气口的一侧逐步减小。

可选地，所述导流板自所述缓冲区远离所述散热壳体的侧壁上向所述缓冲区内部延伸的方向与进气口中心线之间的夹角为0°或90°。

可选地，所述导流板的高度随所述导流板与所述进气口之间的距离增大而增大。

可选地，所述散热壳体内设有散热板，所述散热板之间以及所述散热壳体与所述散热板之间设有导流翅片，所述导流翅片的表面上设有若干分流部和水流通道，所述分流部位于所述水流通道的两侧并相对于所述水流通道向外凸起，相邻的分流部上设有相互交错的若干凹槽，在所述导流翅片内形成数条弯曲流道。

可选地，所述凹槽自所述分流部的两个相对的边缘分别向所述分流部内部凹陷形成，并沿所述水流通道的延伸方向排列，同一分流部两侧的凹槽交错布置。本实用新型还提供一种车辆，包括如上所述任一项的具有气体导流功能的水冷中冷器。

综上所述，通过在具有拐角形态的进气室内设置伸向缓冲区内部的导流板，以引导部分的热空气从距离进气口较近的位置进入散热壳体内，本实施例能均衡缓冲区内的流场分布，进而确保散热壳体内的空气流量分布均衡，提高换热效率，延长水冷中冷器使用寿命；通过在散热壳体内设置导流翅片以均衡冷却液流通速度，本实施例能确保散热壳体的换热均匀性。基于此，本实用新型所提供的水冷中冷器具有导流功能，并具有良好的热空气冷却性能。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为相关技术中水冷中冷器的结构示意图。

图2为相关技术中散热板的结构示意图。

图3为相关技术中进气室具有拐角结构的水冷中冷器的气体流向示意图。

图4为本实用新型实施例中水冷中冷器的结构示意图。

图5为本实用新型实施例中水冷中冷器的散热壳体隐藏后的结构示意图(第一角度)。

图6为本实用新型实施例中水冷中冷器的散热壳体隐藏后的结构示意图(第二角度)

图7为本实用新型实施例中进气室的剖面结构示意图。

图8为本实用新型实施例中导流板的结构示意图。

图9为本实用新型中导流板在某可选方案中的示意图。

图10为本实用新型中导流板在某可选方案中的示意图。

图11为本实用新型实施例中导流翅片和散热板的示意图。

图12为本实用新型实施例中导流翅片的结构示意图。

附图标记说明

I-进气口中心线，II-散热板长轴；

A、1-散热壳体，E、11-散热板，B、2-进气室，21-进气口，22-缓冲区，221-阶梯面，2211-拱起部C、3-出气室，D-冷却液通道，F-散热翅片，4-入水管，5-出水管，6-进水室，7-出水室，8-出水室对侧水室，9-导流板，10-导流翅片，101-分流部，1011-凹槽，102-水流通道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

请参见图4、图5和图6，本实施例提供的具有气体导流功能的水冷中冷器包括散热壳体1、密封件(图未示)、进气室2、出气室3、入水管4、出水管5、进水室6、出水室7以及出水室对侧水室8；其中，散热壳体1为中空长方体，进气室2和出气室3分别位于散热壳体1的左右两端，且进气室2为具有转折拐角的形态，其上部设有进气口21，其于左侧与散热壳体1连通；密封件(图未示)位于散热壳体1两端，并分别夹设于进气室2与散热壳体1之间和出气室3与散热壳体1之间；散热壳体1内设有若干长方体板状的中空散热板11，散热板11内设有呈起伏沟壑状的散热翅片(图未示)，若干散热板11沿散热壳体1的上下方向等间距且相互平行地排列，以在彼此之间的间隙内形成水冷中冷器的冷却液流动通道，每根散热板11均穿过位于散热壳体1两端的密封件，以连通进气室2和出气室3，构成水冷中冷器的气体通道。

承上述，进水室6、出水室7和出水室对侧水室8分别为具有一定容积的钣金件，进水室6位于散热壳体1的后端，其分别与入水管4和散热壳体1相连，并使入水管4与散热壳体1之间连通。出水室7也位于散热壳体1的后端，其分别与出水管5和散热壳体1相连，并使出水管5与散热壳体1之间连通；出水室对侧水室8位于散热壳体1的前端，沿前后方向与出水室7对齐，并与散热壳体1连通。在本实施例中，进水室6与散热壳体1之间的连通、出水室7与散热壳体1之间的连通、以及出水室对侧水室8与散热壳体1之间的连通，均通过在散热壳体1上开设数个贯穿孔(图未示)实现，具体地，散热壳体1上的每个贯穿孔与每两根散热板11之间的间隙，以及顶部或底部散热板11与散热壳体1之间的间距对齐。当本实施例所提供的水冷中冷器被安装在车辆上时，其出气室3的出口朝向车底(如图4)，冷却液由入水管4进入进水室6，经进水室6进入散热壳体1内，填充散热壳体1内的冷却液通道，再由出水管5流出。

请进一步参阅图7，水冷中冷器工作时，热空气将进入进气室2中，在进气室2中经过一定行程后进入散热壳体1内，其中，进气口21与散热壳体1之间的进气室区域为进气室2的缓冲区22，缓冲区22的外观大致呈直角梯形，缓冲区22的远离散热壳体1的侧壁的中部形成一阶梯面221，顺着热空气的流向，阶梯面221所在的进气室2侧壁逐步靠近散热壳体1(即自阶梯面221处向远离所述进气口21的方向，缓冲区22的侧壁与所述散热壳体1之间的距离逐渐减小)，以使进气室2在靠近进气口21的位置拥有足够的流程流动空间，在远离进气口21的位置，通过具有收窄进气室2侧壁与散热壳体1之间距离的结构，能够确保进气的流速；此外，在进气室2的侧壁上，于阶梯面221中部的转折区域，还向缓冲区22的内部拱起形成有一拱起部2211。

承上述，由于进气室2具有转折拐角的形态会导致散热壳体1内的热空气分布不均匀，因此在本实施例中，于阶梯面221上设有自阶梯面221伸向缓冲区22内部的导流板9，用于均衡缓冲区22内的流场分布。导流板9通过焊接的方式设置在拱起部2211的下游靠近拱起部2211的位置，并自阶梯面221向缓冲区22的内部倾斜延伸，以改变进入缓冲区22的热空气流向，引导部分的热空气从距离进气口21较近的位置进入散热壳体1内。

请一并参阅图8，导流板9的外形为一带有两个弧形角的矩形片，其根部和两端分别焊接于阶梯面221及缓冲区22前后方的侧壁上，导流板9的靠近进气口21的表面与进气口中心线I之间的夹角为锐角，使得导流板9整体呈指向缓冲区22左上方的形态，如此，当热空气由进气口21进入缓冲区22后，将沿进气室2内壁撞上导流板9，此后，一部分热空气将顺着导流板9流向缓冲区22的左上方，一部分空气则会绕过导流板9去往缓冲区22更深处，实现缓冲区22内流场的均匀分布。此外，导流板9的高度自靠近进气口21的一侧向远离进气口21的一侧逐渐减小，在导流板9远离阶梯面221的一端形成一斜面，使导流板9的横截面形状近似为直角梯形，导流板9的此形态能为绕过导流板9去往缓冲区22更深处的热空气起引导作用，控制这部分空气的流动方向，可以更好地控制距离进气口21较远位置的散热壳体1处的空气分布。

需要特别说明的是，本领域技术人员能根据需要灵活调整导流板9的高度、倾斜角度和形状，例如，在维持导流板9倾斜角度的前提下，设导流板9的靠近进气口21一侧的表面与进气口21之间的距离为a(如图7)，a值越大，导流板9的高度越高，以对导流板9远离进气口21造成的改向热空气流量过少进行补偿；又如，在维持导流板9倾斜角度的前提下，在导流板9上增加其他引流特征，如加大导流板9的高度，并在导流板9上开设若干贯穿孔以形成通道，以使部分热空气能通过贯穿孔深入缓冲区22，部分热空气撞击在贯穿孔之间的导流板壁上，转向并流向缓冲区22左上方，最后进入散热壳体1。

可选地，请进一步参阅图9和图10，导流板9自缓冲区22远离散热壳体1的侧壁上向缓冲区22内部延伸的方向与进气口中心线I之间的夹角能选取0°或90°，当该夹角取值为90°时，导流板9与进气口中心线I相互垂直，当该夹角取值为0°时，导流板9与进气口中心线I相互平行；并且，该夹角越小，导流板9距离进气口21的位置需越远，以对夹角减小造成的热空气改向程度过多进行补偿。请进一步参见图11及图12(图11中将位于散热板11内的散热翅片简化为了长方体形状)，如上所述，热空气经过缓冲区22进入散热壳体1后，将在散热壳体1内的散热板11中流动，同时冷却液将在冷却液通道、进水室6、出水室7以及出水室对侧水室8内流动，由于出水室7以及出水室对侧水室8具有一定容积，因此在这些位置，冷却液的流速通常较低。为了确保散热壳体1内的换热均匀性，提高换热效率，本实施例在散热板11散热板之间的间隔区域以及位于最外侧的散热板11与散热壳体1之间还设置了导流翅片10，导流翅片10的具体结构与工作原理已在CN211924316U中公开，本实施例中将仅对其进行简要描述。

具体地，位于与散热板11与散热板11之间的导流翅片10与其上下两侧的散热板11之间存在间隙，位于散热板11与散热壳体1之间的导流翅片10与其上下两侧的散热板11和散热壳体1之间亦存在间隙，导流翅片10的上下两侧表面上设有数个分流部101和数条水流通道102，其中水流通道102沿散热壳体1的前后方向延伸，分流部101位于水流通道102的左右两侧，且每两个分流部101将一条水流通道102夹于其中；更为具体的描述是，分流部101相对于水流通道102向外凸起，其左右两侧边缘上设有数个沿水流通道102延伸方向排列的凹槽1011，每个凹槽1011的凹陷方向为自分流部101的左右边缘指向该分流部101内部，且相邻分流部101的凹槽1011、以及同一分流部101左右方向凹槽1011交错布置，彼此不对齐，以在导流翅片上形成数条折线型的弯曲流道。如此，冷却液通入散热壳体1后，将沿水流通道102在前后方向上流动，在冷却液漫过凹槽1011时，还沿左右方向流动，形成H型的冷却液流道；基于此，冷却液无论在散热壳体1的哪个区域流动，均经过同样的H型冷却液通道，遭遇基本一致的流动阻力，以减小冷却液流经散热壳体1内不同位置时的流速差异，确保散热壳体1的换热均匀性。

综上所述，通过在具有拐角形态的进气室2内设置伸向进气室2缓冲区22内部的导流板9，以引导部分的热空气从距离进气口21较近的位置进入散热壳体1内，本实施例能均衡进气室2缓冲区22内的流场分布，进而确保散热壳体1内的空气流量分布均衡，提高换热效率，延长水冷中冷器使用寿命；通过在散热壳体1内设置导流翅片10以均衡冷却液流通速度，本实施例能确保散热壳体1的换热均匀性。基于此，本实用新型所提供的水冷中冷器具有导流功能，并具有良好的热空气冷却性能。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种具有气体导流功能的水冷中冷器，其特征在于，包括散热壳体(1)、进气室(2)，所述进气室(2)与所述散热壳体(1)连通，所述进气室(2)包括：

进气口(21)；

缓冲区(22)，位于所述进气口(21)与所述散热壳体(1)之间，所述缓冲区(22)远离所述散热壳体(1)的侧壁上设置导流板(9)，所述导流板(9)自所述缓冲区(22)的侧壁延伸至所述缓冲区(22)内部。

2.如权利要求1所述的具有气体导流功能的水冷中冷器，其特征在于，所述进气室(2)具有转折拐角，所述缓冲区(22)包括形成于所述缓冲区(22)的侧壁上的阶梯面(221)，自所述阶梯面(221)处向远离所述进气口(21)的方向，所述缓冲区(22)的侧壁与所述散热壳体(1)之间的距离逐渐减小。

3.如权利要求2所述的具有气体导流功能的水冷中冷器，其特征在于，所述阶梯面(221)的转折区域具有向所述缓冲区(22)内部拱起的拱起部(2211)，所述导流板(9)设于所述拱起部(2211)下游靠近所述拱起部(2211)的位置，且所述导流板(9)向所述缓冲区(22)的内部倾斜延伸。

4.如权利要求3所述的具有气体导流功能的水冷中冷器，其特征在于，所述导流板(9)的靠近所述进气口(21)的表面与进气口中心线(I)之间的夹角为锐角。

5.如权利要求3所述的具有气体导流功能的水冷中冷器，其特征在于，所述导流板(9)相对于所述阶梯面(221)的高度自靠近所述进气口(21)的一侧向远离所述进气口(21)的一侧逐步减小。

6.如权利要求1所述的具有气体导流功能的水冷中冷器，其特征在于，所述导流板(9)自所述缓冲区(22)远离所述散热壳体(1)的侧壁上向所述缓冲区(22)内部延伸的方向与进气口中心线(I)之间的夹角为0°或90°。

7.如权利要求1所述的具有气体导流功能的水冷中冷器，其特征在于，所述导流板(9)的高度随所述导流板(9)与所述进气口(21)之间的距离增大而增大。

8.如权利要求1所述的具有气体导流功能的水冷中冷器，其特征在于，所述散热壳体(1)内设有散热板(11)，所述散热板(11)之间以及所述散热壳体(1)与所述散热板(11)之间设有导流翅片(10)，所述导流翅片(10)的表面上设有若干分流部(101)和水流通道(102)，所述分流部(101)位于所述水流通道(102)的两侧并相对于所述水流通道(102)向外凸起，相邻的分流部(101)上设有相互交错的若干凹槽(1011)，在所述导流翅片(10)内形成数条弯曲流道。

9.如权利要求8所述的具有气体导流功能的水冷中冷器，其特征在于，所述凹槽(1011)自所述分流部(101)的两个相对的边缘分别向所述分流部(101)内部凹陷形成，并沿所述水流通道(102)的延伸方向排列，同一分流部(101)两侧的凹槽(1011)交错布置。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的具有气体导流功能的水冷中冷器。

Images