0028]圖12是圖9的增壓空氣冷卻器的示出了部分橫截面的立體圖；
[0029]圖13是圖9的增壓空氣冷卻器的示出了部分橫截面的另一立體圖，其中，移除了外罩。
【具體實(shí)施方式】
[0030]在詳細(xì)講解本發(fā)明的任何實(shí)施例之前，將理解的是，本發(fā)明在其應(yīng)用時(shí)不限制于下面描述中提出的或附圖中示出的構(gòu)件的架構(gòu)和布置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明包括其它實(shí)施例并且能夠采用多種方式實(shí)踐或?qū)嵤＿€將理解的是，這里使用的措詞和用語(yǔ)是為了描述，并且不應(yīng)該被認(rèn)為是限制。“包括”、“包含”或“具有”及其變體的使用旨在囊括其后列出的條目及其等同物和另外的條目。除非另有特定或限制說(shuō)明，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“連接”、“支撐”和“聯(lián)接”及其變體使用了其廣泛意思并且其囊括直接和間接的安裝、連接、支撐和聯(lián)接。而且“連接”和“聯(lián)接”不限制于物理的或機(jī)械的連接或聯(lián)接。
[0031]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的燃燒機(jī)系統(tǒng)1的一部分。示出的引擎系統(tǒng)1作為用于汽車或相似車輛的動(dòng)力源具有特定的適用性?？商娲兀嫦到y(tǒng)1可用在包括商用車輛、職業(yè)車輛、非公路用車輛、農(nóng)業(yè)車輛等其他車輛應(yīng)用中，或用在駐車發(fā)電(stat1nary power generat1n)應(yīng)用中，或用在利用燃燒機(jī)生產(chǎn)有用功的其它應(yīng)用中。
[0032]系統(tǒng)1包括氣缸體(engine block) 2，氣缸體2包括數(shù)個(gè)燃燒氣缸5。在示出的實(shí)施例中，氣缸體2包括4個(gè)這樣的氣缸5，但是應(yīng)該理解的是本發(fā)明可以采用相似方式在包含更多或更少燃燒氣缸的系統(tǒng)中使用。未壓縮空氣9a的流通過(guò)壓縮機(jī)或渦輪增壓器6被傳送到氣缸5，在壓縮機(jī)或渦輪增壓器6中空氣被壓縮成增壓空氣9b的加壓流。增壓空氣9b的流被引導(dǎo)穿過(guò)進(jìn)氣歧管3，并且通過(guò)流道(runner) 8引到燃燒氣缸5，流道8和氣缸5——對(duì)應(yīng)。
[0033]由于在壓縮過(guò)程中的熱力學(xué)效率低下，進(jìn)入進(jìn)氣歧管的增壓空氣9b的流的溫度大大高于進(jìn)入的空氣9a的溫度。這樣提高的溫度是不希望的，因?yàn)樗軐?dǎo)致引擎排氣中的一些被管制的有害排放物(例如，氮的氧化物)的濃度增加。為了改善上述缺點(diǎn)，在流道8的上游的進(jìn)氣歧管3中設(shè)置了增壓空氣冷卻器10。增壓空氣冷卻器10包括數(shù)個(gè)部分(編號(hào)為12、13和14)，這將參照?qǐng)D2-圖8更詳細(xì)的描述。
[0034]通過(guò)穿過(guò)增壓空氣冷卻器10已經(jīng)被冷卻的增壓空氣9b在流道8中被分配，并且進(jìn)入氣缸5，其中，其被用作用于燃燒液體或氣體燃料的氧化劑。生成的排氣11離開氣缸5進(jìn)入到排氣歧管4，并且被引導(dǎo)穿過(guò)和壓縮機(jī)6聯(lián)接的膨脹渦輪7，其中，包含在排氣11中的殘余能量被用來(lái)壓縮進(jìn)入的空氣9a。
[0035]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，只示出了引擎系統(tǒng)1的相關(guān)部分，并且引擎系統(tǒng)1還包括為了清楚起見(jiàn)沒(méi)有包括進(jìn)來(lái)的很多另外的構(gòu)件。
[0036]現(xiàn)參照?qǐng)D2-圖8，將更詳細(xì)地描述空氣進(jìn)氣歧管3和被集成的增壓空氣冷卻器10。如圖示出的，空氣進(jìn)氣歧管3包括進(jìn)口 26，進(jìn)口 26用來(lái)接收來(lái)自壓縮機(jī)6的壓縮的且加熱的增壓空氣9b的流。增壓空氣冷卻器10被布置在空氣進(jìn)氣歧管3中，并且延伸穿過(guò)空氣進(jìn)氣歧管3的整個(gè)寬度和高度，從而減少了或消除了增壓空氣在增壓空氣冷卻器10周圍不期望地繞過(guò)。當(dāng)增壓空氣9b的流穿過(guò)增壓空氣冷卻器10時(shí)，熱從增壓空氣9b的流傳遞到同時(shí)穿過(guò)增壓空氣冷卻器10的冷卻劑的流。
[0037]冷卻劑進(jìn)口端口 15和冷卻劑出口端口 16延伸通過(guò)空氣進(jìn)氣歧管3的外壁，并且允許增壓空氣冷卻器10流體聯(lián)接到冷卻劑系統(tǒng)(未示出)，從而冷卻劑可以通過(guò)冷卻劑進(jìn)口端口 15被傳送到增壓空氣冷卻器10，并且可以通過(guò)冷卻劑出口端口 16從增壓空氣冷卻器10被移除。冷卻劑在冷卻劑進(jìn)口端口 15和冷卻劑出口端口 16之間穿過(guò)增壓空氣冷卻器10循環(huán)，從而當(dāng)壓縮的增壓空氣9b穿過(guò)增壓空氣冷卻器10時(shí)，促進(jìn)從壓縮的增壓空氣9b的熱傳遞，并且增壓空氣變成冷卻的增壓空氣流9c離開增壓空氣冷卻器10。
[0038]可以觀察到冷卻劑進(jìn)口端口 15和冷卻劑出口端口 16被布置成和增壓空氣冷卻器10的中心位置部分12 —致?！爸行奈恢谩钡囊馑际遣糠?2在增壓空氣冷卻器10的寬度方向上，被布置在增壓空氣冷卻器10的第一芯體部分13和第二芯體部分14之間。雖然不出的實(shí)施例顯示了第一芯體部分13和第二芯體部分14在寬度方向上的尺寸相等，這樣部分12位于增壓空氣冷卻器10的寬度方向上的真正中心，但是在其他實(shí)施例中，芯體部分13、14中的一個(gè)可以比芯體部分13、14中的另一個(gè)大。在這樣的實(shí)施例中，部分12將沒(méi)有位于增壓空氣冷卻器10的寬度方向的準(zhǔn)確中心，但是仍然可以看成是中心位置。
[0039]具體參照?qǐng)D5和圖6，增壓空氣冷卻器10的示例性的實(shí)施例是堆疊架構(gòu)或分層架構(gòu)。在頂板17和底板22之間，冷卻劑板對(duì)21和增壓空氣流通道18交錯(cuò)。冷卻劑進(jìn)口歧管19延伸通過(guò)堆疊的冷卻劑板對(duì)21，并且流體連接至冷卻劑進(jìn)口端口 15，以便接收冷卻劑流并且將其分配到每個(gè)冷卻劑板對(duì)21。相似地，冷卻劑出口歧管20延伸通過(guò)堆疊的冷卻劑板對(duì)21，并且流體連接至冷卻劑出口端口 16，以便接收來(lái)自每個(gè)冷卻劑板對(duì)21的冷卻劑流。每個(gè)冷卻劑板對(duì)21限定了冷卻劑進(jìn)口歧管19的一部分，以及冷卻劑出口歧管20的一部分。
[0040]每個(gè)冷卻劑板對(duì)包括第一板21a和第二板21b。板21a和板21b結(jié)合起來(lái)限定了密封的外周和在冷卻劑板對(duì)21內(nèi)的內(nèi)部體積，這個(gè)內(nèi)部體積與冷卻劑進(jìn)口歧管19和冷卻劑出口歧管20流體連通。板21a和板21b在他們之間一起限定了第一冷卻劑回路30，第一冷卻劑回路30在冷卻劑進(jìn)口歧管19和冷卻劑出口歧管20之間延伸通過(guò)第一芯體部分13。相似地，板21a和板21b在他們之間一起限定了第二冷卻劑回路31，第二冷卻劑回路31在冷卻劑進(jìn)口歧管19和冷卻劑出口歧管20之間延伸通過(guò)第二芯體部分14。
[0041]在示出的實(shí)施例中，由每個(gè)板對(duì)21限定的冷卻劑回路30和31全部被布置成相互并聯(lián)，從而使得通過(guò)冷卻劑進(jìn)口端口 15進(jìn)入增壓空氣冷卻器10的冷卻劑流通過(guò)冷卻劑進(jìn)口歧管19在一定程度上被等比例分配到各個(gè)冷卻劑回路30和31中的每一個(gè)。在另一實(shí)施例中，優(yōu)選地，將至少一些冷卻劑回路30、31布置成和其它這種冷卻劑回路串聯(lián)，例如，通過(guò)在歧管19和20中設(shè)置流隔板。在板21a和21b上可設(shè)置(但不是要求的)凹陷25，凹陷25為穿過(guò)冷卻劑流回路30、31的冷卻劑提供了流動(dòng)瑞流(turbulat1n)，并且為板對(duì)21提供了結(jié)構(gòu)支撐。可替代地，在板21a和21b之間的空間內(nèi)可設(shè)置一個(gè)或多個(gè)插入物來(lái)提供相似的效果。
[0042]尤其從圖7中可看出，在示例性實(shí)施例中，冷卻劑回路30和31在歧管19和20之間限定了盤回路線，每個(gè)回路30和每個(gè)回路31在增壓空氣冷卻器10的寬度方向上包括了多個(gè)路徑。圖中示出的特定實(shí)施例包括四個(gè)這樣的路徑，但是應(yīng)該理解的是更多或更少的路徑在其它實(shí)施例中是可取的。
[0043]本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)使歧管19和20位于增壓空氣冷卻器10的在寬度方向上的中心，而不是端部，大大減少了當(dāng)冷卻劑穿過(guò)增壓空氣冷卻器10時(shí)施加在冷卻劑上的所產(chǎn)生的壓降。特別地，針對(duì)穿過(guò)增壓空氣冷卻器10的深度的給定數(shù)量的冷卻劑路徑，歧管19和20之間的總流動(dòng)長(zhǎng)度減少了一半，同時(shí)每個(gè)板對(duì)21中的總的冷卻劑流動(dòng)區(qū)域加倍，因此使得冷卻劑的壓降是具有位于其中一端的冷卻劑歧管的更傳統(tǒng)的增壓空氣冷卻器的四分之一。在這樣的傳統(tǒng)增壓空氣冷卻器中實(shí)現(xiàn)類似希望的壓降將迫使盤回的數(shù)量減少到2個(gè)。然而，已知隨著布置在增壓空氣的相反交錯(cuò)的流動(dòng)方向上的冷卻劑路徑的數(shù)量的增加，熱傳遞效率也增加，這使得這樣的增壓空氣冷卻器不如增壓空氣冷卻器10那么令人滿意。
[0044]本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)將增壓空氣流通路18在寬度方向上延伸到增壓空氣冷卻器的兩個(gè)外緣，大大減少了未冷卻的增壓空氣9b在增壓空氣冷卻器10周圍不期望的繞過(guò)。通過(guò)將芯體部分13和14布置在冷卻劑歧管19和20的兩側(cè)，這樣的布置避免了對(duì)冷卻劑歧管周圍的旁通流進(jìn)行封閉的固有困難。另外，通過(guò)使冷卻劑進(jìn)口端口 15和冷卻劑出口端口 16重新位于增壓空氣冷卻器10的中心，大大減小了由增壓空氣冷卻器10相對(duì)于空氣進(jìn)氣歧管3的不同熱膨脹導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，從而使增壓空氣冷卻器10的自由長(zhǎng)度減小一半。
[0045]為了改進(jìn)從壓縮的增壓空氣9b的熱傳遞速率，并且為相鄰的板對(duì)21提供結(jié)構(gòu)支撐，在增壓空氣流通道18中布置了盤回翅片結(jié)構(gòu)24。在圖8中詳細(xì)地說(shuō)明了盤回翅片結(jié)構(gòu)24的方面。在圖3、圖5和圖6中，只示出了每個(gè)結(jié)構(gòu)24的少數(shù)盤回端，但是應(yīng)該理解的是盤回以相似的方式在每個(gè)結(jié)構(gòu)24的整體上延伸。
[0046]每個(gè)盤回翅片結(jié)構(gòu)24包括一連串側(cè)翼27，側(cè)翼27在增壓空氣流方向上延伸，每個(gè)側(cè)翼27結(jié)合到一個(gè)側(cè)翼27 (在端部側(cè)翼的情況下)或通過(guò)交替的峰28和谷29和兩個(gè)相鄰的側(cè)翼27結(jié)合。側(cè)翼27可以是平坦的，如示出的實(shí)施例所示，或可以采用增強(qiáng)的熱傳遞特征來(lái)增大側(cè)翼27，例如溝、矛狀物、百葉擋板(louver)、隆起物或熱傳遞領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的其它類型的表面增大物。由連續(xù)的金屬材料片通過(guò)沖壓或滾動(dòng)(roll)能夠很容易形成盤回翅片結(jié)