[发明专利]一种复合型中冷器

说明书

技术领域

本发明涉及一种中冷器，特别是涉及一种水-空中冷器与空-空中冷器相结合的复合型中冷器。 

背景技术

现代车辆中有相当大的一部分都采用涡轮增压中冷柴油机。在涡轮增压中冷柴油机中，采用增压器提高发动机的进气压力，压力提高的同时温度将无法避免的升高，此时通常采用中冷器降低增压空气的温度。现今的中冷器一般分为水-空中冷器和空-空中冷器两种，它们在使用过程中都存在各自的不足：水-空中冷器是通过冷却液对增压空气进行冷却，受冷却液温度的影响,无法将增压空气冷却至较低温度，冷却效果较差；空-空中冷器是通过用环境空气对增压空气进行冷却，这就会使增压空气随环境温度变化而剧烈变化，导致无法为发动机提供温度稳定的增压空气，而发动机的使用经验表明,发动机进气温度不稳定会引起发动机熄火,降低发动机的稳定性,引起发动机性能恶化对发动机损耗较大。 

另外，由于传统的沃尔涡轮增压发动机的涡轮系统由低压涡轮和高压涡轮组成，且低压涡轮和高压涡轮每个具有高于60%的涡轮图效率，使发动机内的气体急剧膨胀，温度升高，故该发动机采用双中冷系统，目的是更好地对其双增压系统的增压空气进行强制冷却，提高进入气缸的空气密度，已达到大幅度增加功率的目的；但是当该冷却系统中的分水阀损坏后，冷却液全部流向该分水阀，无法循环到双中冷系统中的高压空气冷却器和低压空气冷却器内，使高压空气冷却器和低压空气冷却器内的增压空气得不到冷却，导致因增压空气温度过高，发动机熄火。 

发明内容

本发明目的是为了提供一种水-空中冷器与空-空中冷器相结合的复合型中冷器，在不同的环境条件下能够为发动机提供温度变化相对平稳的增压空气，提高发动机的可靠性。 

为了达到上述目的，本发明所提供的技术方案是：一种复合型中冷器，它由水-空中冷器与空-空中冷器串联而成。 

本发明的另一优选方式：所述水-空中冷器的出气室与空-空中冷器的进气室合为一体。 

本发明的另一优选方式：所述水-空中冷器的出气室与空-空中冷器的进气室通过管道连通。 

本发明的另一优选方式：水-空中冷器散热量与空-空中冷器的散热量的比值为2:3。 

本发明的另一优选方式：所述水-空中冷器和空-空中冷器包括板翅式换热器构造的冷却芯体。 

本发明的另一优选方式：所述水-空中冷器包括进气室、冷却芯体、出气室、进水室和出水室，所述进气室、冷却芯体和出气室依次串联，所述进水室和出水室分别设置在冷却芯体的两侧，并通过管道与冷却芯体连通。 

本发明的另一优选方式：所述空-空中冷器包括进气室、冷却芯体和出气室，所述进气室、冷却芯体和出气室依次串联。 

一种安装有复合型中冷器的增压冷却系统，所述冷却系统包括增压器、复合型中冷器和发动机，所述复合型中冷器设置在增压器与发动机进气歧管之间。 

本发明的另一优选方式：所述发动机包括燃烧室、喷射装置和涡轮系统，所述涡轮系统包括低压涡轮和设置在低压涡轮下方的高压涡轮，所述低压涡轮和高压涡轮每个具有高于60%的涡轮图效率，并且气体交换阀的控制机构被配置为向平均活塞速度大于6m/s和发动机负荷大于15bar平均有效缸内压力的内燃机提供至少一个第一操作范围，其中在所述第一操作范围的容积效率低于70%。 

采用上述技术方案，本发明的技术效果有： 

本发明复合型中冷器是由水-空中冷器与空-空中冷器串联而成，使增压空气经过水-空中冷器进行一次冷却，再采用空—空中冷对增压空气进行二次冷却，使增压空气的冷却效果更佳，使该中冷器在不同的环境条件下能够为发动机提供温度变化相对平稳的增压空气，提高发动机的可靠性。 

夏季气温可高达35℃～40℃，当发动机工作在这种环境时，希望进气温 度尽可能低一些。在复合式中冷系统中，增压空气经过水－空中冷进行一次冷却后温度降低了一部分，这部分热量最终将由发动机冷却液带走，因此此时的温度不会低于发动机冷却液的温度，再利用空－空中冷对增压空气进行二次冷却，充分发挥空－空中冷可以将增压空气温度降低到接近环境温度的优势（通常可以达到比环境温度高15℃～30℃），从而获得较低的发动机进气温度，满足该工况下发动机对进气的要求。