[发明专利]并行布置的多个进气空气冷却器

说明书

技术领域

本公开涉及内燃发动机的进气系统中的增压空气冷却器。

背景技术

使用增压空气冷却器(CAC)以冷却被诸如涡轮增压器或机械增压器的增压器加热过的进气是众所周知的。能够由发动机产生的动力与能够被导入汽缸的空气的量相关。空气越冷其密度越大，那么结果能够在汽缸中燃烧的燃料的量越大，从而产生更大的动力。附加地，具有较冷的空气有助于抑制发动机爆震或火花点火式发动机中的自动点火。另外，由于空气被冷却，汽缸内的温度越低，在燃烧事件期间形成的NOx越少。

在一个现有技术的系统中，CAC 16放置在进气歧管10的集气室中。歧管10具有上外壳12以及形成容纳CAC 16的集气室18的下外壳14。歧管10具有多个流道、下部20和上部22，它们在上外壳12和下外壳14通过摩擦焊接或任何其他合适的工艺固定时形成。在CAC 16以及上外壳12和下外壳14之间设置垫圈24以防止进气使CAC 16短路。这种配置的一个缺点是靠近一些汽缸的CAC中的冷却剂比其他汽缸中的冷却剂更冷，这导致汽缸至汽缸的温度变化。另外，因为进气歧管在车辆的发动机罩下方被加热，在集气室中被冷却的空气在穿过流道输送期间升温。

发明内容

本公开的发明人已经意识到，CAC离发动机的燃烧室越近，增压空气冷却器(CAC)的效率增加。公开了将CAC移动靠近发动机的燃烧室的进气歧管。歧管具有入口、多个进气流道、流体地连接至进气流道的集气室、以及设置在每个进气流道中的增压空气冷却器。

该增压空气冷却器设置在进气流道的下游端中。

每个增压空气冷却器具有位于进气流道内的多个换热管以用于传导通过其中的冷却流体。

换热管在上游端上连接至冷却流体供应集管(header)并且换热管在下游端上连接至冷却流体返回集管。

供应孔口和返回孔口通过每个进气流道的壁限定。供应孔口允许供应的冷却流体进入增压空气冷却器，并且返回孔口允许返回的冷却流体离开增压空气冷却器。

增压空气冷却器设置在进气流道的上游端中。在一些实施例中，在装配进气歧管之前，增压空气冷却器被插入在进气流道中。

冷却剂为水、水和乙二醇的混合物以及空气中的一种。

进气流道的沿着流道的其中被插入增压空气冷却器的长度的横截面积，大于沿着流道的其中没有安装增压空气冷却器的长度的横截面积。

增压空气冷却器是管式热交换器。管式热交换器的管阻塞流道的横截面的一部分。为了克服横截面积的减小，其中设置增压空气冷却器的流道的横截面积被扩大。

还公开了一种装配进气歧管的方法，包括：制造进气歧管的第一部分；制造进气歧管的第二部分，其中，第二部分包括多个进气流道；将增压空气冷却器插入每个进气流道中；以及固定进气歧管的第一部分和第二部分。

在一些实施例中，增压空气冷却器被设置在进气流道的上游端中。可选地，增压空气冷却器被设置在进气流道的下游端中或者沿着进气流道的长度设置。

该方法还可以包括将冷却剂供应管连接至每个增压空气冷却器的上游端；以及将冷却剂返回管连接至每个增压空气冷却器的下游端。

冷却剂供应管在上游端上连接至冷却剂供应集管，并且冷却剂返回管在下游端上连接至冷却剂返回集管。

还公开了一种用于内燃发动机的进气歧管，其具有：第一进气歧管部段，第一进气歧管部段具有入口和集气室；第二进气歧管部段，第二进气歧管部段具有适于连接至发动机的进气端口的多个流道；增压空气冷却器，增压空气冷却器设置在每个流道中；以及冷却剂供应部和冷却剂返回部，冷却剂供应部和冷却剂返回部连接至每个增压空气冷却器。

歧管还可以包括：冷却剂供应集管，冷却剂供应集管连接至每个冷却剂供应部；以及冷却剂返回集管，冷却剂返回集管连接至每个冷却剂返回部。

在一些实施例中，与没有增压空气冷却器的流道相比，流道的沿着流道的其中设置有增压空气冷却器的长度的横截面更大。

增压空气冷却器是具有多个管设置在其中的热交换器，其中，进气通过管的外侧表面并且冷却剂流过管。冷却剂在一些实施例中为基于水的冷却剂中并且在其它实施例中为空气。

通过向温度几乎相同的每个CAC提供冷却剂，向汽缸中的每个提供的空气的温度几乎相同，这呈现出具有单一CAC的现有技术解决方案的一个益处。另外，向汽缸提供的空气比当CAC在集气室中时的空气冷。对于在进气流道的下游端处的CAC尤其如此。

附图说明

图1是现有技术进气歧管的示意图，其中在集气室中放置单一增压空气冷却器；