增壓器及包括其的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種增壓器及包括該增壓器的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動機設(shè)計的小型化趨勢使得增壓器發(fā)動機的應(yīng)用越來越廣泛。增壓器用于車用發(fā)動機上的作用是將新鮮空氣在增壓器的壓氣機內(nèi)增壓后進入發(fā)動機，從而增加進氣量，相應(yīng)地提尚循環(huán)供油量，達到提尚發(fā)動機的功率的效果。
[0003]但是，在使用過程中，隨著增壓比的不斷升高，使得發(fā)動機在大負荷工況下增壓后的溫度不斷提高，氣體在增壓器流道的溫度上升會導(dǎo)致壓氣機的效率受到影響，同時，溫度的升高使得增壓器葉輪的強度也隨之變?nèi)酰途眯砸彩艿接绊憽?br>[0004]因此，非常有必要設(shè)計一種能夠在大負荷工況下降低發(fā)動機的溫升的增壓器。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]有鑒于此，本實用新型提供了一種能夠在大負荷工況下降低發(fā)動機的溫升的增壓器及包括其的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷。
[0006]本實用新型所提供的增壓器包括壓殼，所述壓殼中設(shè)置有用于通入增壓氣體的壓氣流道，所述增壓器還包括水套，所述水套中設(shè)置有用于通入循環(huán)冷卻液的冷卻液流道，所述冷卻液流道與所述壓氣流道通過所述壓殼的外壁阻隔。
[0007]優(yōu)選地，所述壓氣流道與所述冷卻液流道并行設(shè)置。
[0008]優(yōu)選地，所述水套的外壁上設(shè)置有散熱翅。
[0009]優(yōu)選地，所述水套上設(shè)置有冷卻液入口和冷卻液出口。
[0010]優(yōu)選地，所述冷卻液出口設(shè)置在所述水套的最高位置。
[0011]優(yōu)選地，所述冷卻液流道的直徑大于或等于3mm。
[0012]本實用新型所提供的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)包括如上所述的任意一種增壓器，還包括水栗和冷卻液水壺，所述水套、所述水栗和所述冷卻液水壺通過管道串聯(lián)連接。
[0013]優(yōu)選地，所述管道上設(shè)置有散熱器。
[0014]優(yōu)選地，所述管道上設(shè)置有溫度傳感器，所述溫度傳感器的信號輸出端與所述水栗的控制輸入端通信地連接。
[0015]本實用新型所提供的增壓器及發(fā)動機冷卻系統(tǒng)通過設(shè)計獨立的冷卻流道和散熱翅，使氣體在壓氣流道中能夠得到有效的冷卻，實現(xiàn)氣體等溫壓縮，從而改善壓氣機效率特性，提高壓氣機的高效工作區(qū)域，同時拓寬壓氣機的流量區(qū)域，擴展增壓器在發(fā)動機中的匹配區(qū)域；通過對增壓器壓殼冷卻水與中間體總成的冷卻水進行串聯(lián)的設(shè)計，使用獨立的冷卻水系統(tǒng)實現(xiàn)對壓殼溫度的控制，即能降低高流量下的氣體溫度，同時能夠解決低溫下壓氣機結(jié)冰的問題。
【附圖說明】
[0016]下面將通過附圖詳細描述本實用新型中優(yōu)選實施例，將有助于理解本實用新型的目的和優(yōu)點，其中:
[0017]圖1是本實用新型的增壓器的優(yōu)選實施例。
[0018]圖2是圖1的另一視角圖。
[0019]圖3是圖2的斷面圖。
[0020]圖4是本實用新型的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的優(yōu)選實施例。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合實施例對本實用新型進行詳細說明。其中相同的零部件用相同的附圖標記表示。需要說明的是，下面描述中使用的詞語“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中的方向，詞語“內(nèi)”和“外”分別指的是朝向或遠離特定部件幾何中心的方向。
[0022]圖1是本實用新型的增壓器的優(yōu)選實施例；圖2是圖1的另一視角圖；圖3是圖2的斷面圖。結(jié)合圖1、圖2和圖3所示，本實用新型所提供的增壓器包括壓殼I和水套2，所述壓殼I中設(shè)置有用于通入增壓氣體的壓氣流道11，所述水套2布置在所述壓殼I的外側(cè)或內(nèi)部，所述水套2中設(shè)置有用于通入循環(huán)冷卻液的冷卻液流道10，所述冷卻液流道10與所述壓氣流道11通過所述壓殼I的外壁阻隔。總體而言，本實用新型通過在壓殼I的外部設(shè)置水套2，在水套2中通入循環(huán)的冷卻液，從而實現(xiàn)增壓器的降溫。在具體的工作過程中，冷卻液從所述水套2中的冷卻液流道10循環(huán)流動，從而使所述壓氣流道11中的增壓氣體的溫度降低。
[0023]結(jié)合圖1、圖2和圖3所示，本實用新型所提供的增壓器包括渦殼3、中間體總成3'、以及如上所述的壓殼I和水套2，其中，壓殼I可以由鋁澆鑄后精加工而成。所述渦殼3和所述中間體總成3'是增壓器的固有部件，這里不做詳細介紹。在一種優(yōu)選的實施例中，所述渦殼3與所述中間體總成3 '可以通過卡箍進行連接，所述中間體總成3 '與所述壓殼I可以通過內(nèi)置卡子進行限位連接。
[0024]優(yōu)選的，所述水套2上設(shè)置有冷卻液入口 5、6和冷卻液出口 4，其中，所述冷卻液出口 4可以設(shè)置在所述水套2的最高位置，連接冷卻液的接頭可以通過過盈裝配固定在壓殼I上。具體地，可以如圖中設(shè)置兩個所述冷卻液入口 5、6和一個冷卻液出口 4，使用兩道水從下方的冷卻液入口 5、6進入冷卻液流道10，然后從上方的冷卻液出口 4流出。而增壓氣體從增壓氣體入口 7進入，經(jīng)增壓后從增壓氣體出口 9流出，在這個增壓的過程中，增壓的氣體同時會被冷卻液加以冷卻。在實際使用過程中，所述水套2可以位于所述壓殼I的外偵牝也可以設(shè)置在所述壓殼I的內(nèi)部，可以通過鑄造的方式形成。
[0025]優(yōu)選地，所述壓氣流道11與所述冷卻液流道10可以并行設(shè)置，從而實現(xiàn)并行冷卻，提高冷卻的效果。同時，還可以在壓殼I的外側(cè)鑄造成型利于散熱的散熱翅8，從而增加散熱面積，提高與流動空氣的對流換熱。例如，散熱翅8的規(guī)格可以優(yōu)選為高4_、寬2.5mm的片狀翅片，可以直接通過鑄造在壓殼I外部形成。
[0026]在實際使用過程中，所述壓氣流道11還可以是由壓殼I和中間體總成3 '裝配而形成的腔體，冷卻液流道10可以設(shè)計在鑄鋁的壓殼I中，進行合理的布置，并且盡量多地包圍和覆蓋壓氣流道11?？紤]到實際的鑄造工藝要求，冷卻流道的最小高度可以設(shè)置為大于3_;考慮到進氣旁通閥的設(shè)計，冷卻液的入口可以設(shè)計在進氣旁通閥的下側(cè)，冷卻水的出口可以設(shè)計在壓殼I的最高點處，便于添加冷卻水時空氣的排出，同時也有利于虹吸。入水和出水的接口可以使用不銹鋼管，與壓殼I進行過盈配合進行裝配，達到密封的效果。接頭與外部水管的連接可以使用快接頭的連接。
[0027]由于壓氣機對氣體壓縮過程是一個復(fù)雜的多變過程，實際氣體的壓縮過程是一個不可逆的過程，必定存在一定的能量損耗，基于這種理論分析，本實用新型所設(shè)計的增壓器可以通過額外強制冷卻的方式實現(xiàn)對氣體等溫壓縮過程，從而提高壓氣機的效率和流量特性。
[0028]圖4是本實用新型的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的優(yōu)選實施例。結(jié)合圖1-4所示，本實用新型所提供的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)包括如上所述的任意一種增壓器，還包括水栗12和冷卻液水壺14，所述水套2、所述水栗12和所述冷卻液水壺14通過管道串聯(lián)連接，所述管道上設(shè)置有散熱器15，所述管道上設(shè)置有溫度傳感器13，所述溫度傳感器13的信號輸出端與所述水栗12的控制輸入端通信地連接。冷卻液被水栗12從冷卻液水壺14引出，由管路引入到帶水套2的增壓器壓殼1，再經(jīng)增壓器中間總成對中間體軸承進行冷卻，之后進入散熱器15，對冷卻液進行降溫，最后回到冷卻液水壺14，完成冷卻循環(huán)。
[0029]具體的冷卻的控制可以通過以下過程實現(xiàn):1)通過實驗設(shè)定最佳的控制溫度范圍，或者參考環(huán)境溫度控制溫差，確定冷卻水流量；2)當環(huán)境溫度過低時，壓端入口極易結(jié)冰，可以通過減小循環(huán)水量，適當提高冷卻溫度，來加熱壓端，維持適當?shù)臏囟?，降低壓端入口結(jié)冰風險。
[0030]此外，對于增壓器發(fā)動機使用低壓EGR(廢氣再循環(huán))系統(tǒng)，廢氣通過壓端入口進入壓氣機，在溫度較低的環(huán)境下，極易在壓端入口處結(jié)冰，形成冰粒，導(dǎo)致壓葉輪損壞。因此，本實用新型所提供的增壓器及發(fā)動機冷卻系統(tǒng)可以用于增壓發(fā)動機低壓EGR系統(tǒng)，有效地解決結(jié)冰問題，防止葉輪損壞。
[0031]本實用新型所提供的增壓器及發(fā)動機冷卻系統(tǒng)通過設(shè)計獨立的冷卻流道和散熱翅，使氣體在壓氣流道中能夠得到有效的冷卻，實現(xiàn)氣體等溫壓縮，從而改善壓氣機效率特性，提高壓氣機的高效工作區(qū)域，同時拓寬壓氣機的流量區(qū)域，擴展增壓器在發(fā)動機中的匹配區(qū)域；通過對增壓器壓殼冷卻水與中間體總成的冷卻水進行串聯(lián)的設(shè)計，使用獨立的冷卻水系統(tǒng)實現(xiàn)對壓殼溫度的控制，即能降低高流量下的氣體溫度，同時能夠解決低溫下壓氣機結(jié)冰的問題。
[0032]最后應(yīng)說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種增壓器，包括壓殼，所述壓殼中設(shè)置有用于通入增壓氣體的壓氣流道，其特征在于，所述增壓器還包括水套，所述水套中設(shè)置有用于通入循環(huán)冷卻液的冷卻液流道，所述冷卻液流道與所述壓氣流道通過所述壓殼的外壁阻隔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓器，其特征在于，所述壓氣流道與所述冷卻液流道并行設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓器，其特征在于，所述水套的外壁上設(shè)置有散熱翅。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓器，其特征在于，所述水套上設(shè)置有冷卻液入口和冷卻液出口。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的增壓器，其特征在于，所述冷卻液出口設(shè)置在所述水套的最尚位置。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項所述的增壓器，其特征在于，所述冷卻液流道的直徑大于或等于3mmo7.一種發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機冷卻系統(tǒng)包括如權(quán)利要求1-6任意一項所述的增壓器，還包括水栗和冷卻液水壺，所述水套、所述水栗和所述冷卻液水壺通過管道串聯(lián)連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7述的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述管道上設(shè)置有散熱器。9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述管道上設(shè)置有溫度傳感器，所述溫度傳感器的信號輸出端與所述水栗的控制輸入端通信地連接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種增壓器及包括其的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)。所述增壓器包括壓殼，所述壓殼中設(shè)置有用于通入增壓氣體的壓氣流道，所述增壓器還包括水套，所述水套中設(shè)置有用于通入循環(huán)冷卻液的冷卻液流道，所述冷卻液流道與所述壓氣流道通過所述壓殼的外壁阻隔。所述發(fā)動機冷卻系統(tǒng)包括如上所述的增壓器，還包括水泵和冷卻液水壺，所述水套、所述水泵和所述冷卻液水壺通過管道串聯(lián)連接。本實用新型所提供的增壓器及包括其的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)可以通過額外強制冷卻的方式實現(xiàn)對氣體等溫壓縮過程，從而提高壓氣機的效率和流量特性。
【IPC分類】F01D25/12
【公開號】CN204783140
【申請?zhí)枴緾N201520390391
【發(fā)明人】劉杰, 黃秋露, 王榮吉
【申請人】上海通用汽車有限公司, 泛亞汽車技術(shù)中心有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年6月8日