[發明專利]增壓空氣冷卻器

有效

• 申請號: 201310414132.4
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN103670646A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: S.M.歐文
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F01P1/00
• 分類號: F01P1/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 葛青

技術領域

本發明涉及一種增壓空氣冷卻器及其構造。

背景技術

增壓空氣冷卻器是熱管理機械裝置，用于冷卻在多級加熱過程的級之間的流體，包括液體或氣體。典型地，增壓空氣冷卻器是熱交換器，其從氣體壓縮機去除廢熱。增壓空氣冷卻器用在多種應用中，包括內燃發動機、空氣壓縮機、空調器、冰箱和氣體渦輪機。

增壓空氣冷卻器還在汽車工業中廣泛已知為空氣對空氣或空氣對液體冷卻器，用于利用強制引導（例如經由渦輪增壓或增壓）的內燃發動機。在這樣的汽車應用中，增壓空氣冷卻器用于通過增加進入空氣的密度（通過幾乎等壓的冷卻，即，恒定壓力）而改進發動機的容積效率。

發明內容

本公開的一個實施例涉及增壓空氣冷卻器。增壓空氣冷卻器包括網狀泡沫元件，其被構造為提供多個非線性流動路徑用于相對高溫的第一流體。增壓空氣冷卻器還包括冷卻通道元件，布置為靠近網狀泡沫元件和與網狀泡沫元件直接接觸中的一個，且構造為接收相對低溫的第二流體。增壓空氣冷卻器還包括集管器元件，集管器元件具有第一連接部和第二連接部，第一連接部構造為接收第二流體進入流至冷卻通道元件，第二連接部構造為輔助來自冷卻通道元件的第二流體的排出流。此外，增壓空氣冷卻器包括殼體，所述殼體構造為容納網狀泡沫元件、冷卻通道元件和集管器元件。

網狀泡沫元件和冷卻通道元件可每個通過大致圓形的外表面限定，且具有中空中心。另外，網狀泡沫元件和冷卻通道元件可彼此堆疊，從而增壓空氣冷卻器特征在于大體圓柱形的外部形狀，其具有中空中央柱。在這種情況下，第一流體可從外表面進入網狀泡沫元件、離開網狀泡沫元件至中空中心、并經由中空中央柱離開增壓空氣冷卻器。

網狀泡沫元件可由鋁構造，而冷卻通道元件可由鋁管構造。

網狀泡沫元件可包括多個網狀泡沫元件，冷卻通道元件可包括多個冷卻通道元件。在這樣的情況下，所述多個網狀泡沫元件和所述多個冷卻通道元件可以交替順序布置在殼體中。

殼體可包括基部元件和蓋元件。在這樣的情況下，網狀泡沫元件和冷卻通道元件可布置在基部和蓋元件之間。

增壓空氣冷卻器可被構造為通過經由第二流體的傳導和對流來減小第一流體的溫度，并提供溫度降低的第一流體至內燃（IC）發動機。

第二流體可經由流體泵被循環，其可被IC發動機機械地驅動或經由馬達電驅動。

第一流體可以是通過空氣泵壓縮的空氣，第二流體可以是用于減小內燃發動機的溫度的冷卻劑。

本發明的另外的實施例涉及具有上述增壓空氣冷卻器的內燃發動機。

本發明的上述特征和優勢及其他特征和優勢將從用于實施本發明的最佳模式（一個或多個）和實施例（一個或多個）的以下詳細描述連同附圖和所附權利要求時顯而易見。

附圖說明

圖1是使用增壓空氣冷卻器的增壓內燃發動機的側視圖。

圖2是圖1所示的增壓空氣冷卻器的透視頂視圖。

圖3是圖2所示的增壓空氣冷卻器的分解透視頂視圖。

圖4是圖1至3所示的增壓空氣冷卻器的放大透視截面圖。

具體實施方式

參考附圖，相同的附圖標記在若干幅視圖中對應于相同或相似的部件，圖1示出具有多個燃燒腔室12和曲軸帶輪14的內燃（IC）發動機10。曲軸帶輪14通過發動機10的曲軸15驅動。示出為增壓器16的空氣泵附連到發動機10。盡管增壓器16示出為被發動機10經由傳動帶18直接驅動，也可以類似地設想電驅動增壓器。增壓器16適于與IC發動機10一起使用，且可操作為增加其容積效率，如本領域技術人員理解的。盡管增壓器16被示出，但是可類似地設想排放氣體驅動渦輪增壓器類型的空氣泵，盡管未示出。

增壓器16被構造為接收環境進入空氣24，產生第一流體或壓縮排出空氣26的流，且隨后將該壓縮空氣傳遞至燃燒腔室12。隨著壓縮排出空氣26從增壓器16離開，由于空氣介質的高壓縮和與增壓器的各內部部件（未示出）接觸，壓縮排出空氣26呈現相對較高溫度的特點。這樣的增壓器部件本身經歷升高的溫度，這是由于與發動機10接觸和由增壓器產生的功，同時移動和/或壓縮進入空氣24。發動機10可還包括流體泵28。流體泵28可被發動機10機械地驅動，或通過外部源電驅動，諸如電馬達（未示出）。流體泵28構造為使第二流體或液體冷卻劑30（呈現相對低溫度的特點）流通通過發動機10，用于減小發動機的操作溫度。盡管沒有示出，冷卻劑30可還流通通過其自己的閉環低溫冷卻系統，該閉環低溫冷卻系統具有專用的低溫散熱器。