專利名稱：渦輪增壓發(fā)動機增壓空氣中冷器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種渦輪增壓發(fā)動機增壓空氣中冷器，屬于渦輪增壓發(fā)動機冷卻技術領域，特別適用于作車輛及船用一種渦輪增壓發(fā)動機增壓空氣中冷器。
背景技術：
現(xiàn)有技術的渦輪增壓發(fā)動機增壓空氣中冷器主要有兩種方式，其中一種方式為水冷式中冷，稱為水冷式中冷器，它是利用散熱器熱源出口冷卻水來控制增壓后的發(fā)動機進氣溫度；另一種方式是自然空氣中冷，稱為風冷式中冷器，它是利用流動的自然空氣來冷卻增壓后的發(fā)動機進氣溫度。由于發(fā)動機的熱量是通過散熱器由空氣帶走，而發(fā)動機進氣溫度對發(fā)動機性能具有重要影響，渦輪增壓發(fā)動機增壓風冷式中冷器設計就十分關鍵。當前，渦輪增壓發(fā)動機中冷器的主要問題是某些負荷條件下增壓后空氣溫度不能被有效控制，具體說1、單一采用水冷式中冷器的主要問題是發(fā)動機大功率運行時空氣進氣無法得到有效冷卻，進氣溫度過高。因為，水在高溫時冷卻能力迅速降低，在發(fā)動機大負荷工作條件下，空氣進氣流量大，增壓后空氣溫度高，冷卻水溫度也高，冷卻能力不足，增壓后空氣無法得到有效冷卻，發(fā)動機進氣溫度過高將顯著降低充氣效率，使發(fā)動機性能下降；2、單一采用風冷式中冷器的主要問題是發(fā)動機怠速或低功率運行時發(fā)動機進氣被過度冷卻，進氣溫度較低。環(huán)境溫度較低時，發(fā)動機低負荷工作條件下，增壓后空氣溫度不高，被自然空氣冷卻后，進入發(fā)動機氣缸的空氣溫度過低，柴油霧化效果變差，發(fā)動機性能下降。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術的缺點，為了解決現(xiàn)有的一種渦輪增壓發(fā)動機增壓空氣中冷器在發(fā)動機部分負荷條件下工作能力不足的問題，提供一種水冷式中冷方式和自然空氣中冷方式相結合的一種渦輪增壓發(fā)動機增壓空氣中冷器，保證發(fā)動機進氣溫度在發(fā)動機全部負荷范圍內都能夠被有效控制，從而提高發(fā)動機的工作能力和壽命。
本發(fā)明的技術方案是一種渦輪增壓發(fā)動機增壓空氣中冷器，它包括一個水冷式中冷器和一個風冷式中冷器，兩者并聯(lián)連接；所述水冷式中冷器有一個冷卻水進水口，并對應有一個出水口，還有一個增壓空氣進入口，并對應一個經調溫的增壓空氣出口；所述風冷式中冷器有一個自然空氣進入口，并對應有一個出氣口，還有一個增壓空氣進入口，并對應一個經調溫的增壓空氣出口；所述水冷式中冷器及風冷式中冷器的增壓空氣進入口連接有空氣控制閥，該空氣控制閥用于聯(lián)通增壓器；所述水冷式中冷器及風冷式中冷器兩者的經調溫的增壓空氣出口均用于聯(lián)通發(fā)動機。
在上述本發(fā)明的基礎上具有附加技術特征的、更進一步的技術方案為所述的水冷式中冷器的冷卻水進水口與冷卻水泵聯(lián)通，對應的出水口用于聯(lián)通發(fā)動機的冷卻水套；所述的冷卻水泵進水口用于聯(lián)通發(fā)動機散熱器出水口。
所述的空氣控制閥為兩個獨立的空氣控制閥，該兩個空氣控制閥其增壓空氣進入口均與增壓器的出氣口聯(lián)通；其中一個空氣控制閥的增壓空氣出口與水冷式中冷器聯(lián)通，另一個空氣控制閥的增壓空氣出口與風冷式中冷器聯(lián)通。
所述的空氣控制閥為一個整體的空氣控制閥，公共一個增壓空氣進入口與增壓器的出氣口聯(lián)通，其增壓空氣出口有兩個，分別與水冷式中冷器及風冷式中冷器的增壓空氣進入口聯(lián)通。
所述的水冷式中冷器為翅片式空氣冷卻器。
所述的風冷式中冷器為管帶式或熱管式冷卻器。
所述的空氣控制閥有閥芯，用于通過電磁控制裝置控制繼電器移動該閥芯來控制空氣控制閥的開或關。
本發(fā)明的原理和效果是將水冷式中冷和自然空氣中冷兩方式相結合，當發(fā)動機低負荷時使用水冷式中冷方式，利用發(fā)動機循環(huán)冷卻水使增壓后空氣在到達發(fā)動機氣缸進氣總管前被加熱；當發(fā)動機大負荷運行時使用自然空氣中冷方式，利用自然空氣使增壓后空氣在進入發(fā)動機氣缸前被冷卻；發(fā)動機中等負荷時可以根據實際需要選擇增壓空氣中冷方式。本發(fā)明的有益效果是，發(fā)動機進氣溫度在全部負荷范圍內都能夠被有效控制，提高了發(fā)動機的性能，充分發(fā)揮發(fā)動機的工作效率，同時由于燃油充分利用，節(jié)約了能耗，降低運行成本，提高了發(fā)動機使用壽命。


圖1是本發(fā)明的一種發(fā)動機增壓空氣中冷系統(tǒng)的組成示意圖。
圖2是水冷式中冷器示意圖；圖3是風冷式中冷器示意圖；圖4是不通電狀態(tài)下電磁控制閥控制空氣控制閥的閥芯使增壓空氣通道處于通路狀態(tài)示意圖。
圖5是通電狀態(tài)下電磁控制閥控制空氣控制閥的閥芯使增壓空氣通道處于關閉狀態(tài)示意圖。
圖中各圖號對應的名稱為1-空氣濾清器、2-增壓器、(3、4)-空氣控制閥、5-水冷式中冷器、6-風冷式中冷器、7-發(fā)動機進氣管、8-發(fā)動機、9-冷卻水套、10-散熱器、11-冷卻水泵、12-自然空氣、13-閥芯、14-彈簧、15-繼電器。
具體實施例方式
結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明如下如圖1-5所示是本發(fā)明一種渦輪增壓發(fā)動機增壓空氣中冷器，它有一個水冷式中冷器5和一個風冷式中冷器6，兩者并聯(lián)連接；所述水冷式中冷器5有一個冷卻水進水口，并對應有一個出水口，還有一個增壓空氣進入口，并對應一個經調溫的增壓空氣出口；所述風冷式中冷器6有一個自然空氣進入口，并對應有一個出氣口，還有一個增壓空氣進入口，并對應一個經調溫的增壓空氣出口；所述水冷式中冷器5及風冷式中冷器6的增壓空氣進入口連接有空氣控制閥3、4，該空氣控制閥用于聯(lián)通增壓器2；所述水冷式中冷器5及風冷式中冷器6兩者的經調溫的增壓空氣出口均用于聯(lián)通發(fā)動機8；所述的水冷式中冷器5的冷卻水進水口與冷卻水泵11聯(lián)通，對應的出水口用于聯(lián)通發(fā)動機8的冷卻水套9；所述的冷卻水泵11進水口用于聯(lián)通發(fā)動機散熱器10出水口；如圖1所示，所述的空氣控制閥3、4為兩個獨立的空氣控制閥，該兩個空氣控制閥其增壓空氣進入口均與增壓器2的出氣口聯(lián)通；其中一個空氣控制閥的增壓空氣出口與水冷式中冷器5聯(lián)通，另一個空氣控制閥的增壓空氣出口與風冷式中冷器6聯(lián)通；當所述的空氣控制閥3、4為一個整體的空氣控制閥，則是另外的實施例，此時，空氣控制閥3、4公共一個增壓空氣進入口與增壓器2的出氣口聯(lián)通，其增壓空氣出口有兩個，分別與水冷式中冷器5及風冷式中冷器6的增壓空氣進入口聯(lián)通；本實施例所述的水冷式中冷器5為翅片式空氣冷卻器；所述的風冷式中冷器6為管帶式，也可以是熱管式冷卻器；所述的空氣控制閥3、4有閥芯13，用于通過電磁控制裝置控制繼電器15移動該閥芯13來控制空氣控制閥3、4的開或關。
對本發(fā)明的原理、結構和技術效果作進一步說明如下如圖2所示冷卻水泵11出水口的冷卻水在水冷式中冷器5的水流道內流動，流出水冷式中冷器5后到達氣缸冷卻水套9，經過空氣控制閥3后的增壓空氣通過水冷式中冷器5的空氣翅片流道，流出水冷式中冷器5后到達發(fā)動機進氣管7。冷卻水和增壓后空氣在水冷式中冷器5內發(fā)生熱交換。
如圖3所示經過空氣控制閥4后的增壓空氣在風冷式中冷器6的空氣流道內流動，流出風冷式中冷器6后到達發(fā)動機進氣管7。自然空氣12通過風冷式中冷器6的翅片將增壓空氣的熱量帶走。自然空氣12和增壓后空氣在風冷式中冷器6內發(fā)生熱交換。
如圖4所示不通電狀態(tài)下，繼電器15不產生磁性，無吸力，電磁閥閥芯13受到彈簧14拉力作用，來自渦輪增壓器2的增壓空氣通道處于通路。
如圖5所示通電狀態(tài)下，繼電器15通電產生磁性，閥芯13受到磁力吸引向繼電器15移動，增壓空氣通道被閥芯13堵塞。
本發(fā)明一種渦輪增壓發(fā)動機增壓空氣中冷器的工作狀態(tài)是1)、當發(fā)動機低負荷時，切換成水冷式中冷模式空氣控制閥3開啟，空氣控制閥4關閉，發(fā)動機進氣過程為經過空氣濾清器1后，在渦輪增壓器2中被壓縮，然后經過水冷式中冷器5被發(fā)動機循環(huán)冷卻水加熱后溫度升高，隨后通過發(fā)動機進氣管7進入發(fā)動機8的氣缸。
2)、當發(fā)動機大負荷運行時，切換成風冷式中冷模式空氣控制閥3關閉，空氣控制閥4開啟，發(fā)動機進氣過程為經過空氣濾清器1后，在渦輪增壓器2中被壓縮，然后經過風冷式中冷器6被自然空氣12冷卻后溫度降低，隨后通過發(fā)動機進氣管7進入發(fā)動機8的氣缸。
3)、當發(fā)動機中等負荷時，根據工作需要選擇性切換適當?shù)闹欣浞绞健?br> 本發(fā)明保護范圍不限于上述實施例。
權利要求
1.一種渦輪增壓發(fā)動機增壓空氣中冷器，其特征在于，它包括一個水冷式中冷器(5)和一個風冷式中冷器(6)，兩者并聯(lián)連接；所述水冷式中冷器(5)有一個冷卻水進水口，并對應有一個出水口，還有一個增壓空氣進入口，并對應一個經調溫的增壓空氣出口；所述風冷式中冷器(6)有一個自然空氣進入口，并對應有一個出氣口，還有一個增壓空氣進入口，并對應一個經調溫的增壓空氣出口；所述水冷式中冷器(5)及風冷式中冷器(6)的增壓空氣進入口連接有空氣控制閥(3)、(4)，該空氣控制閥用于聯(lián)通增壓器(2)；所述水冷式中冷器(5)及風冷式中冷器(6)兩者的經調溫的增壓空氣出口均用于聯(lián)通發(fā)動機(8)。
2.按照權利要求1所述的增壓空氣中冷器，其特征在于，所述的水冷式中冷器(5)的冷卻水進水口與冷卻水泵(11)聯(lián)通，對應的出水口用于聯(lián)通發(fā)動機(8)的冷卻水套(9)；所述的冷卻水泵(11)進水口用于聯(lián)通發(fā)動機散熱器(10)出水口。
3.按照權利要求1所述的增壓空氣中冷器，其特征在于，所述的空氣控制閥(3)、(4)為兩個獨立的空氣控制閥，該兩個空氣控制閥其增壓空氣進入口均與增壓器(2)的出氣口聯(lián)通；其中一個空氣控制閥的增壓空氣出口與水冷式中冷器(5)聯(lián)通，另一個空氣控制閥的增壓空氣出口與風冷式中冷器(6)聯(lián)通。
4.按照權利要求1所述的增壓空氣中冷器，其特征在于，所述的空氣控制閥(3)、(4)為一個整體的空氣控制閥，公共一個增壓空氣進入口與增壓器(2)的出氣口聯(lián)通，其增壓空氣出口有兩個，分別與水冷式中冷器(5)及風冷式中冷器(6)的增壓空氣進入口聯(lián)通。
5.按照權利要求1所述的增壓空氣中冷器，其特征在于，所述的水冷式中冷器(5)為翅片式空氣冷卻器。
6.按照權利要求1所述的增壓空氣中冷器，其特征在于，風冷式中冷器(6)為管帶式或熱管式冷卻器。
7.按照權利要求1或3或4所述的增壓空氣中冷器，其特征在于，所述的空氣控制閥(3)、(4)有閥芯(13)，用于通過電磁控制裝置控制繼電器(15)移動該閥芯(13)來控制空氣控制閥(3)、(4)的開或關。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種渦輪增壓發(fā)動機增壓空氣中冷器，屬于發(fā)動機冷卻技術領域，特別適用于作車輛及船用一種渦輪增壓發(fā)動機增壓空氣中冷器。它包括一個水冷式中冷器和一個風冷式中冷器，兩者并聯(lián)連接；所述水冷式中冷器有一個冷卻水進水口和一個出水口，還有一個增壓空氣進入口和一個出口；所述風冷式中冷器有一個自然空氣進入口和一個出氣口，還有一個增壓空氣進入口和出口；所述增壓空氣進入口連接有空氣控制閥；所述經調溫的增壓空氣出口均用于聯(lián)通發(fā)動機。本發(fā)明的優(yōu)點是解決發(fā)動機部分負荷條件下工作能力不足的問題，保證發(fā)動機進氣溫度在發(fā)動機全部負荷范圍內都能夠被有效控制，從而提高發(fā)動機的工作能力和壽命。
文檔編號F02B29/04GK101021178SQ20071005167
公開日2007年8月22日 申請日期2007年3月15日 優(yōu)先權日2007年3月15日
發(fā)明者勞星勝, 曾宏, 程良獎, 朱澤會, 孫春鵬, 陳銀忠, 劉義成, 馬士虎, 趙俊濤 申請人:武漢第二船舶設計研究所