專利名稱：水噴淋式中冷器換熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種水噴淋式中冷器換熱系統(tǒng)，用于汽車發(fā)動機臺架中冷器。
背景技術(shù)：
目前臺架使用的中冷器為臺架專用與車用不同，溫度控制沒有問題，但由于不是產(chǎn)品狀態(tài)，所以在具體試驗中有些控制參數(shù)與實車使用情況是不一樣，這樣對試驗結(jié)果會有一些影響。
發(fā)明內(nèi)容 本實用新型的目的在于提供一種水噴淋式中冷器換熱系統(tǒng)，其使用車用中冷器作為換熱器，用冷卻水代替空氣作為冷卻介質(zhì)，冷卻水通過噴淋管噴射到中冷器表面與經(jīng)過中冷器內(nèi)部的高溫壓縮空氣進(jìn)行換熱，冷卻水流量通過手動(自動)水量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制以保證達(dá)到不同的中冷后出口溫度；完成換熱后的冷卻水被安裝在箱體底部的集水盤收集，通過管路流回回水管路。 本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的水噴淋式中冷器換熱系統(tǒng)，其特征在于殼體分為可開合上下兩部分，殼體下部支撐換熱器，內(nèi)部焊接支架固定換熱器，殼體下部前端開2個U型預(yù)留口安置換熱器進(jìn)出氣口 ，殼體下部距殼底200mm處開溢流口 ；殼體上部安裝擋水板；換熱器上方布置有噴淋系統(tǒng)，噴淋系統(tǒng)由1根橫杠和5根豎直噴水管組成；橫杠為DN33不銹鋼管，豎直噴水管為DN15不銹鋼管；橫杠入水口處安裝不銹鋼球閥，豎直噴水管與橫杠焊接方式連接，為不均等分布，出氣孔處密進(jìn)氣孔處稀，噴水管頂部為螺紋，采用絲堵密封；噴水管的進(jìn)水管路上安裝有水量控制閥，在噴水管和換熱器的管路上安裝有溫度控制器； 豎直噴水管距換熱器80mm，噴水孔每管每排2孔，每管12排，每排2孔之間噴射夾角靠近出氣孔角度遞減為75度、60度、60度、45度、45度，噴水孔排間距從頂部向底部，水管總長為910mm，遞增為50mm、60mm、60mm、60mm、70mm、70mm、70mm、70mm、80mm、90mm、90mm。[0006] 本實用新型的積極效果是其試驗數(shù)據(jù)和實車狀態(tài)是完全一致的；采用冷卻水直接噴淋方式冷卻車用中冷器換熱器，冷卻水從換熱器表面流過，對換熱器不產(chǎn)生壓力、無浸泡腐蝕，而且發(fā)動機停止運轉(zhuǎn)后將系統(tǒng)給水閥門關(guān)閉換熱器接觸不到水，即使換熱器損壞也不會有水進(jìn)入到發(fā)動機內(nèi)，該系統(tǒng)采用箱式結(jié)構(gòu)，方便拆裝；車用中冷器換熱器可隨時更換，安全可靠、操作簡單、價格低廉、方便實用。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理圖； 圖2為本實用新型的水管的噴水孔排間距的示意圖；具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步的描述如圖1所示，水噴淋式中冷器換熱系統(tǒng)，其特征在于殼體分為可開合上下兩部分，殼體下部1支撐換熱器2，內(nèi)部焊接支架固定換熱器2，殼體下部1前端開2個U型預(yù)留口安置換熱器進(jìn)出氣口 ，殼體下部1距殼底200mm處開溢流口 3 ;殼體上部安裝擋水板；換熱器上方布置有噴淋系統(tǒng)4，噴淋系統(tǒng)4由1根橫杠和5根豎直噴水管組成；橫杠5為DN33不銹鋼管，豎直噴水管6為DN15不銹鋼管；橫杠5入水口處安裝不銹鋼球閥，豎直噴水管6與橫杠5焊接方式連接，為不均等分布，出氣孔處密進(jìn)氣孔處稀，豎直噴水管6頂部為螺紋，采用絲堵密封；豎直噴水管6的進(jìn)水管路上安裝有水量控制閥7，在豎直噴水管6和換熱器2的管路上安裝有溫度控制器8 ;[0010] 外殼尺寸為1150 X 1300 X 270，殼體下部1開的溢流口 3是防止回水不暢水淹換熱器2，而擋水板是防止水從U型預(yù)留口飛濺。橫杠通過截面為854. 8mm2遠(yuǎn)大于冷卻水流量Sw ;5根豎直噴水管總通過截面為5X 176. 6mm2遠(yuǎn)大于冷卻水流量Sw。[0011] 確定合適的冷卻能力極為重要，冷卻能力小不滿足使用要求，冷卻能力過大造成資源浪費。車用中冷器換熱器散熱量計算參照發(fā)動機附件室所做的《76A中冷器散熱性能試驗資料表》的相關(guān)數(shù)據(jù)。
試驗日期2006-11-17 13: 46
工況點符號單位4-14-24-34-44-5
增壓 空氣進(jìn)氣溫度Tcl°C178.23180.12180.57179.58179.86
出氣溫度Tc2°C31. 0831. 9533. 2339. 0550. 28
溫差△ Tc°c147.15148.17147.34140.53129.58
質(zhì)量流量Gckg/h18721872187218721872
放熱量Qckw77. 377, 8777. 8473. 6768. 07
冷卻 空氣進(jìn)風(fēng)溫度Ta0°C25. 1525. 2424. 1825. 3624. 96
出風(fēng)溫度Tal°C35. 1136. 4939. 1246. 8762. 36
△ Ta°C9, 9611. 2514. 9421. 5237. 41 發(fā)動機臺架試驗一般控制冷卻壓縮空氣溫度為45t:，從上表查得出氣溫度為
39. 05t:時放熱量Qc為73. 67kw。 冷卻水需求量的計算Qcl = 4200J/kg°C *(Twl-Tw2)*Gw Qcl-冷卻水吸熱量 Twl-冷卻水進(jìn)水溫度 Tw2_冷卻水出水溫度 Gw-冷卻水流量 由于散熱器自身散熱Qc 1《Qc 參照用空氣冷卻的溫差21. 52°C，由于水的比熱容遠(yuǎn)大于空氣的比熱容，且冷卻水流過換熱器表面較空氣冷卻相比接觸時間較長，冷卻水出進(jìn)水溫差值理論大于空氣冷卻的溫差值。 即Twl-Tw2 > 21. 52。C取Twl—Tw2 = 22°C 于是可得Gw《0. 841kg/s。 噴淋系統(tǒng)4噴淋出水孔面積、數(shù)量計算 發(fā)動機試驗室冷卻水水壓維持在3. 5bar左右，去除噴淋系統(tǒng)4內(nèi)部壓降，噴淋壓
差大于2. 5bar，噴淋出水口水流速度V遠(yuǎn)大于2. 3m/s。 Gw = Sw*V* p Sw-噴淋出水孔總面積 p-水的密度 V-噴淋出水口水流速度 Sw《370mm2 每個噴淋孔直徑為2mm，共需要120個噴淋孔。 該系統(tǒng)采用重力回水，回水流速慢，為保證箱內(nèi)不積水，加大回水管路直徑，考慮到結(jié)構(gòu)尺寸限制，采用2根DN67管回水。本系統(tǒng)經(jīng)驗證，為CA6DN1-46E3發(fā)動機3000小時混合循環(huán)試驗冷卻增壓空氣，效果良好，為CA6DM2-42E3發(fā)動機制動耐久試驗冷卻增壓空氣，效果良好，可將增壓空氣從18(TC冷卻至4(TC。在發(fā)動機臺架上安裝無需另外加工壓縮空氣管路，可全部采用現(xiàn)生產(chǎn)裝車配件，空氣流動規(guī)律與車輛相近，試驗運行狀態(tài)更接近實際發(fā)動機應(yīng)用狀態(tài)，試驗結(jié)果更加接近車輛應(yīng)用結(jié)果。
權(quán)利要求水噴淋式中冷器換熱系統(tǒng)，其特征在于殼體分為可開合上下兩部分，殼體下部(1)支撐換熱器(2)，內(nèi)部焊接支架固定換熱器(2)，殼體下部(1)前端開2個U型預(yù)留口安置換熱器進(jìn)出氣口，殼體下部(1)距殼底200mm處開溢流口(3)；殼體上部安裝擋水板；換熱器(2)上方布置有噴淋系統(tǒng)(4)，噴淋系統(tǒng)(4)由1根橫杠和5根豎直噴水管組成；橫杠(5)入水口處安裝不銹鋼球閥，豎直噴水管(6)與橫杠(5)焊接方式連接，為不均等分布，出氣孔處密進(jìn)氣孔處稀，豎直噴水管(6)頂部為螺紋，采用絲堵密封；豎直噴水管(6)的進(jìn)水管路上安裝有水量控制閥(7)，在豎直噴水管(6)和換熱器(2)的管路上安裝有溫度控制器(8)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水噴淋式中冷器換熱系統(tǒng)，其特征在于所述的豎直噴水管(6)距換熱器80mm，噴水孔每管每排2孔，每管12排，每排2孔之間噴射夾角靠近出氣孔角度遞減為75度、60度、60度、45度、45度，噴水孔排間距從頂部向底部遞增為50mm、60mm、6Omm、6Omm、7Omm、7Omm、7Omm、7Omm、8Omm、9Omm、9Omm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的水噴淋式中冷器換熱系統(tǒng)，其特征在于所述的橫杠(5)為DN33不銹鋼管，豎直噴水管(6)為DN15不銹鋼管。
專利摘要本實用新型涉及一種水噴淋式中冷器換熱系統(tǒng)，其特征在于殼體分為可開合上下兩部分，殼體下部支撐換熱器，內(nèi)部焊接支架固定換熱器，殼體下部前端開2個U型預(yù)留口安置換熱器進(jìn)出氣口，殼體下部距殼底200mm處開溢流口；殼體上部安裝擋水板；換熱器上方布置有噴淋系統(tǒng)，噴水管的進(jìn)水管路上安裝有水量控制閥，在噴水管和換熱器的管路上安裝有溫度控制器；其采用箱式結(jié)構(gòu)，方便拆裝；車用中冷器換熱器可隨時更換，安全可靠、操作簡單、價格低廉、方便實用。
文檔編號F16L9/02GK201463654SQ20092009407
公開日2010年5月12日 申請日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
發(fā)明者徐振波, 王眾, 王鵬程, 趙家瑞, 馬萬慶 申請人:中國第一汽車集團(tuán)公司