[發明專利]增壓空氣冷卻器以及包含該增壓空氣冷卻器的進氣管

有效

• 申請號: 201410055042.5
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN103993991B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: S·梅謝恩基;J·布勞恩;C·穆爾
• 申請（專利權）人: 摩丁制造公司
• 主分類號: F02M35/104
• 分類號: F02M35/104;F02B29/04
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司11012
• 代理人: 梁棟

相關申請的交叉引用

本申請要求美國臨時專利申請號為61/766,031、申請日為2013年2月18日的申請的優先權，因此這些申請的全部內容通過引用合并于此。

技術領域

本發明涉及一種增壓空氣冷卻器以及包含該增壓空氣冷卻器的進氣管。

背景技術

增壓空氣冷卻器與渦輪增壓內燃發動機系統結合使用。在這種渦輪增壓內燃發動機系統中，來自燃燒廢氣的剩余能量通過廢氣膨脹渦輪被重新捕獲，并且所述重新捕獲的能量被用于壓縮或“提升”進入空氣的壓力（稱為“增壓空氣”），所述進入空氣被提供給上述發動機。這就升高了發動機的工作壓力，由此提高了熱效率，并且提供了更高的燃料經濟性。

利用排出氣體對增壓空氣進行壓縮典型地導致空氣溫度的本質升高。至少有兩個原因說明了這種溫度升高是所不期望的。首先，空氣密度與其溫度成反比，因此當空氣溫度升高時，每個燃燒循環中進入燃燒汽缸的空氣總量就會更少，從而減少了發動機的輸出。其次，當燃燒溫度升高時，就會增加產生不期望的和/或有害的排放物（例如氮氧化物）。內燃發動機的排放物水平是被嚴格規定的，因此將進入燃燒室的空氣溫度控制為與外界環境空氣溫度相對接近是必要的。因此，使用增壓空氣冷卻器來冷卻增壓空氣對于渦輪增壓發動機來說已司空見慣。

在一些應用中，使用液體冷卻劑（例如發動機冷卻劑）來冷卻增壓空氣。使用液體冷卻劑來冷卻增壓空氣的增壓空氣冷卻器可直接位于發動機上以及（在一些例子中）可直接位于發動機空氣進氣管內。然而這種安裝會引發問題。為了將液體冷卻劑導入和導出所述增壓空氣冷卻器，增壓空氣流可能被阻塞在冷卻器的某些部分。當嘗試使這種阻塞的影響最小化時，就會影響空氣向每個汽缸的分散，從而導致發動機的低效率運行。因此，仍然存在改進的空間。

發明內容

根據本發明的實施例，用于發動機的空氣進氣管包括空氣入口和多條通道，所述空氣入口用來接收壓縮的增壓空氣流，所述多條通道將冷卻的壓縮的增壓空氣運至發動機的相應的燃燒汽缸。增壓空氣冷卻器位于所述空氣進氣管內且在所述空氣入口和所述多條通道之間，所述增壓空氣冷卻器包括第一核心段，第二核心段，冷卻劑入口管和冷卻劑出口管。所述冷卻劑入口管和所述冷卻劑出口管位于所述第一核心段和所述第二核心段之間。所述第一核心段和所述第二核心段被設置為與壓縮的增壓空氣流流體平行，以便將所述壓縮的增壓空氣流分成第一部分和第二部分，所述第一部分被大體引導通過第一核心段到達所述多條通道的第一子集，所述第二部分被大體引導通過第二核心段到達所述多條通道的第二子集。

在本發明的一些實施例中，所述冷卻劑入口管和所述冷卻劑出口管大體上阻礙了增壓空氣流通過所述增壓空氣冷卻器的第三段，所述第三段位于所述第一核心段和所述第二核心段之間。在一些實施例中，所述第三段與冷卻的壓縮的增壓空氣離開所述增壓空氣冷卻器的流動方向對準，兩條相鄰通道之間留有空間。在一些實施例中，通道數量為偶數，并且兩個相鄰的通道即為最中心的兩條通道。

在一些實施例中所述多條通道的第一子集和所述多條通道的第二子集均包括所述多條通道的一半數量。在一些實施例中所述的增壓空氣流的第一部分和第二部分大體相等。

根據本發明的另一實施例，增壓空氣冷卻器包括冷卻劑入口，冷卻劑出口，用來接收來自所述冷卻劑入口的冷卻劑流的第一冷卻劑管，以及用來將冷卻劑運至所述冷卻劑出口的第二冷卻劑管。所述第一和第二冷卻劑管大體上阻礙了增壓空氣流經過所述增壓空氣冷卻器的中心位置段。冷卻劑回路的第一組在所述第一和第二冷卻劑管之間延伸并且位于第一核心段內，所述第一核心段與所述中心位置段相鄰并在所述中心位置段第一側。冷卻劑回路的第二組在所述第一和第二冷卻劑管之間延伸并且位于所述第二核心段內，所述第二核心段與所述中心位置段相鄰并在與所述中心位置段第一側相對的所述中心位置段第二側。增壓空氣流通路的第一組延伸經過所述第一核心段并與所述冷卻劑回路的第一組在熱傳輸中相關聯。增壓空氣流通路的第二組延伸經過所述第二核心段并與所述冷卻劑回路的第二組在熱傳輸中相關聯。