一種渦輪增壓發(fā)動機(jī)及其進(jìn)氣冷卻裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及車輛工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種渦輪增壓發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣冷卻裝置。本實(shí)用新型還涉及一種包括上述進(jìn)氣冷卻裝置的渦輪增壓發(fā)動機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著中國機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，作為傳統(tǒng)四大工業(yè)的支柱一一汽車產(chǎn)業(yè)已日臻成熟。
[0003]汽車排量在逐漸增大的同時(shí)，其排放的有害物質(zhì)也在悄然累積，對廣大群眾的健康和自然環(huán)境都造成了嚴(yán)重的破壞。針對此，排放法規(guī)的要求日益嚴(yán)格，高功率密度發(fā)動機(jī)的發(fā)展和運(yùn)行條件將更加苛刻。尤其是采用渦輪增壓技術(shù)的發(fā)動機(jī)，對增壓比的要求更高，而增壓比越高，發(fā)動機(jī)的熱負(fù)荷就越大，同時(shí)散熱需求也越大。這將顯著提高增壓空氣的溫度，大幅增加熱交換器的熱應(yīng)力，并且發(fā)動機(jī)艙空間日益擁擠，限制了空氣流動，不利于中冷器的散熱。而當(dāng)進(jìn)氣溫度過高時(shí)，氣體密度就會下降，同時(shí)充氣效率也隨之降低。在某些型號的渦輪增壓器中，其增壓空氣的溫度可到150°C以上，而發(fā)動機(jī)鋁材的抗拉強(qiáng)度在140°C時(shí)即開始變差，這對目前各種發(fā)動機(jī)的中冷器的耐溫性能和散熱性能提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，某些惡劣的情況下，增壓空氣的溫度已經(jīng)達(dá)到發(fā)動機(jī)鋁材的耐熱極限。
[0004]因此，如何在渦輪增壓發(fā)動機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)期間，降低由于增壓空氣溫度過高對中冷器和充氣效率帶來的負(fù)面影響，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種渦輪增壓發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣冷卻裝置，能夠在渦輪增壓發(fā)動機(jī)負(fù)荷較高時(shí)，降低渦輪增壓器的進(jìn)氣溫度，保證充氣效率和中冷器的工作性能。本實(shí)用新型的另一目的是提供一種包括上述進(jìn)氣冷卻裝置的渦輪增壓發(fā)動機(jī)。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種渦輪增壓發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣冷卻裝置，包括玻璃水箱、用于對進(jìn)氣渦輪的外殼進(jìn)行冷卻的冷卻腔、循環(huán)栗、用于使玻璃水落到所述進(jìn)氣渦輪外殼上的出水頭；所述玻璃水箱、冷卻腔、循環(huán)栗和出水頭通過管路連通并形成回路。
[0007]優(yōu)選地，所述出水頭具體為滴漏頭，且設(shè)置于所述冷卻腔的頂部。
[0008]優(yōu)選地，所述出水頭具體為噴射頭，且設(shè)置于所述冷卻腔的側(cè)壁。
[0009]優(yōu)選地，還包括冷凝罐，所述冷凝罐一端與所述冷卻腔連通，另一端與所述玻璃水箱連通。
[0010]優(yōu)選地，所述冷卻腔的出口設(shè)置于自身底部，且所述冷凝罐的一端與所述冷卻腔的頂部連通。
[0011 ] 優(yōu)選地，還包括設(shè)置于所述冷卻腔與所述冷凝罐之間的管路上的泄壓閥。
[0012]優(yōu)選地，還包括用于散熱的混合冷卻罐，所述混合冷卻罐的入口與所述冷卻腔的出口連通，所述混合冷卻罐的出口與所述玻璃水箱連通；所述混合冷卻罐的入口還與所述冷凝罐的出口連通。
[0013]優(yōu)選地，還包括設(shè)置于進(jìn)氣歧管上的進(jìn)氣溫度傳感器，以及根據(jù)所述進(jìn)氣溫度傳感器采集的當(dāng)前進(jìn)氣溫度值而啟閉所述循環(huán)栗的中央控制器；所述進(jìn)氣溫度傳感器、中央控制器與循環(huán)栗均信號連通。
[0014]優(yōu)選地，還包括設(shè)置于所述循環(huán)栗與出水頭之間的管路上的水壓傳感器，以及設(shè)置于所述水壓傳感器與出水頭之間的管路上，并根據(jù)所述水壓傳感器采集的當(dāng)前管路水壓值而調(diào)整閥門開度的控制閥；所述水壓傳感器與控制閥信號連通。
[0015]本實(shí)用新型還提供一種渦輪增壓發(fā)動機(jī)，包括缸體和設(shè)置于所述缸體上的進(jìn)氣冷卻裝置，其中，所述進(jìn)氣冷卻裝置為上述任一項(xiàng)所述的進(jìn)氣冷卻裝置。
[0016]本實(shí)用新型所提供的渦輪增壓發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣冷卻裝置，主要包括玻璃水箱、冷卻腔、循環(huán)栗和出水頭。其中，冷卻腔主要用于對進(jìn)氣渦輪的外殼進(jìn)行冷卻，循環(huán)栗主要用于為玻璃水在管路中流動提供動力，出水頭主要用于引導(dǎo)玻璃水從其出水口處流出，并落到進(jìn)氣渦輪的外殼上，通過蒸發(fā)或熱傳導(dǎo)的方式為進(jìn)氣渦輪內(nèi)的增壓空氣散熱。并且玻璃水箱、冷卻腔、循環(huán)栗和出水頭通過管路連通并形成回路。本實(shí)用新型所提供的渦輪增壓發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣冷卻裝置，其冷卻介質(zhì)為汽車玻璃水，并且與汽車清潔系統(tǒng)共用同一玻璃水箱，在此基礎(chǔ)上，通過循環(huán)栗、冷卻腔、出水頭共建液壓系統(tǒng)。其中，循環(huán)栗迫使玻璃水箱中的玻璃水循環(huán)流動，然后進(jìn)入到出水頭中，在出水頭的引導(dǎo)下落到進(jìn)氣渦輪的外殼上，通過熱交換吸收進(jìn)氣渦輪的熱量，同時(shí)降低進(jìn)氣渦輪內(nèi)增壓空氣的溫度，然后玻璃水再從冷卻腔的出口流出，并流回玻璃水箱內(nèi)完成液壓循環(huán)。因此，本實(shí)用新型所提供的渦輪增壓發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣冷卻裝置，能夠在渦輪增壓發(fā)動機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)期間，降低進(jìn)氣渦輪內(nèi)的增壓空氣溫度，保證充氣效率和中冷器的工作性能。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本實(shí)用新型所提供的一種【具體實(shí)施方式】的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]其中，圖1中:
[0020]玻璃水箱一 1，進(jìn)氣渦輪一 2，冷卻腔一 3，循環(huán)栗一4，出水頭一 5，冷凝罐一 6，泄壓閥一 7，混合冷卻觸一8，進(jìn)氣溫度傳感器一9，水壓傳感器一 10，控制閥一 11。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0022]請參考圖1，圖1為本實(shí)用新型所提供的一種【具體實(shí)施方式】的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]在本實(shí)用新型所提供的一種【具體實(shí)施方式】中，渦輪增壓發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣冷卻裝置主要包括玻璃水箱1、冷卻腔3、循環(huán)栗4和出水頭5，通過上述部件在渦輪增壓發(fā)動機(jī)上共建一套獨(dú)立于原有的水一空中冷系統(tǒng)或空一空中冷系統(tǒng)之外的冷卻系統(tǒng)，對進(jìn)氣渦輪2內(nèi)的增壓空氣進(jìn)行冷卻。
[0024]其中，玻璃水箱1為汽車清潔系統(tǒng)的固有部件，其內(nèi)盛裝有用于清洗車窗玻璃等的玻璃水，該玻璃水與冷卻液具有相同成分，并且大部分時(shí)間都處于閑置狀態(tài)。本實(shí)用新型所提供的進(jìn)氣冷卻裝置，與汽車清潔系統(tǒng)共用同一個(gè)玻璃水箱1，避免出現(xiàn)額外的容納部件，提高了機(jī)艙布置的緊湊性。此外，在玻璃水箱1內(nèi)還可以設(shè)置液位傳感器，實(shí)時(shí)檢測玻璃水箱1內(nèi)的玻璃水量，當(dāng)當(dāng)前玻璃水量低于預(yù)設(shè)玻璃水量時(shí)，液位傳感器即發(fā)出報(bào)警信號，提醒乘員及時(shí)添加玻璃水。
[0025]循環(huán)栗4是進(jìn)氣冷卻裝置的動力部件，設(shè)置在液壓回路中，主要作用為強(qiáng)迫閑置在玻璃水箱1中的玻璃水在液壓回路中進(jìn)行循環(huán)流動。
[0026]出水頭5設(shè)置在液壓回路中，一般設(shè)置在循環(huán)栗4之后(介質(zhì)流動方向)，即玻璃水箱中1的玻璃水會先經(jīng)過循環(huán)栗4之后再到達(dá)出水頭5。如此玻璃水在循環(huán)栗4的水壓作用下被引導(dǎo)進(jìn)出水頭5中，然后從其出口流出，并落到進(jìn)氣渦輪2的外殼上。并且玻璃水箱1、冷卻腔3、循環(huán)栗4和出水頭5均通過管路連通并形成回路，因此，當(dāng)玻璃水從出水頭5中流出并落到進(jìn)氣渦輪2外殼上為其內(nèi)的增壓空氣降溫后將從冷卻腔3的出口流出，進(jìn)而流回到玻璃水箱1中，等待下一次循環(huán)。
[0027]綜上所述，本實(shí)用新型所提供的渦輪增壓發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣冷卻裝置，其冷卻介質(zhì)為汽車玻璃水，并且與汽車清潔系統(tǒng)共用同一玻璃水箱1，在此基礎(chǔ)上，通過循環(huán)栗4、冷卻腔3、出水頭5共建液壓系統(tǒng)。循環(huán)栗4迫使玻璃水箱1中的玻璃水循環(huán)流動，然后進(jìn)入到出水頭5中，在出水頭5的引導(dǎo)下落到進(jìn)氣渦輪2的外殼上，吸收進(jìn)氣渦輪2外殼的熱量，同時(shí)降低進(jìn)氣渦輪2內(nèi)增壓空氣的溫度，之后再從冷卻腔3的出口流出，并流回到玻璃水箱1內(nèi)。因此，本實(shí)用新型所提供的渦輪增壓發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣冷卻裝置，能夠在渦輪增壓發(fā)動機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)期間，降低進(jìn)氣渦輪2內(nèi)的增壓空氣溫度，保證充氣效率和中冷器的工作性能。此夕卜，由于本實(shí)用新型與汽車清潔系統(tǒng)共用同一個(gè)玻璃水箱1，而玻璃水在使用后繼續(xù)回流到玻璃水箱1內(nèi)，因此原有的玻璃水基本無消耗，對原系統(tǒng)影響很小。
[0028]在關(guān)于出水頭5的一種具體實(shí)施例中，出水頭5可以為滴漏頭，并且設(shè)置在冷卻腔3的頂部。如此設(shè)置，玻璃水從出水頭5的出口處流出時(shí)，其運(yùn)動形式為“滴落”，并沿重力方向徑直滴落到冷卻腔3的頂部，通過液體蒸發(fā)為氣體的方式，即蒸發(fā)散熱方式為進(jìn)氣渦輪2的外殼進(jìn)行散熱，此種方式散熱方式能為進(jìn)氣渦輪2帶走大量的熱，對增壓空氣的降溫效果明顯。
[0029]另外，出水頭5還可以為噴射頭，并且設(shè)置在冷卻腔3的側(cè)壁。如此設(shè)置，玻璃水從出水頭5的出口處流出時(shí)，其運(yùn)動形式將為“噴射”，即大量的玻璃水包裹著進(jìn)氣渦輪2的外殼，主要通過溫度較高介質(zhì)向溫度較低介質(zhì)進(jìn)行熱傳導(dǎo)的方法，即傳導(dǎo)散熱方式為進(jìn)氣渦輪2的外殼進(jìn)行散熱，如此也能有效地控制增壓空氣的溫度。
[0030]此外，考