[發明專利]一種中冷器及熱管理方法

有效

• 申請號: 202110024570.4
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112627967B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 呂建中;孫偉;李浩;張輝輝
• 申請（專利權）人: 山東汽車制造有限公司
• 主分類號: F02B29/04
• 分類號: F02B29/04
• 代理公司: 北京君慧知識產權代理事務所(普通合伙) 11716
• 代理人: 陳曦

本發明涉及一種中冷器，包括熱交換部、位于熱交換部一側用以與增壓器相連通的進氣口，以及位于熱交換部另一側用以與發動機進氣岐管相連通的出氣口；其特征在于，所述熱交換部的內部被分隔為上部換熱區和下部換熱區，所述上部換熱區的散熱管兩側分別與進氣口和出氣口相貫通，所述下部換熱區的每個散熱管的入口處均對應配置有一個電磁閥，所述電磁閥以縱列的方式依序布設于下部換熱區的進氣道上，且分別與其相對應的散熱管入口適配開閉，所述電磁閥的開啟數量及開閉狀態由發動機ECU控制。本發明實現了對電磁閥的開閉數量及開啟狀態的閉環調整，減少了中冷器的進氣量和換熱面積，保證了中冷器后排氣溫度。

技術領域

本發明涉及一種汽車中冷器，特別是一種中冷器及熱管理方法，屬于汽車配件結構技術領域。

背景技術

中冷器是渦輪增壓的配套件，其作用在于降低增壓后的高溫空氣溫度、以降低發動機的熱負荷，提高進氣量，進而增加發動機的功率。

現有中冷器熱交換面積均以滿足熱平衡最大許用溫度為目標而設定，因換熱面積固定，在冬季環境氣溫較低以及低負荷工況下，中冷器的散熱面積存在富余，中冷器后進氣溫度（最高要求55°C）等參數較低，不利的環境溫度給熱管理帶來很大挑戰。

當遇到冬季的低溫低負荷工況時，排氣溫度的維持較為困難，輕卡排氣溫度常低于限值要求，即使風扇轉速極低或不轉動，仍存在中冷后溫度過冷的問題，溫度較低的空氣進入燃燒室不僅不利于燃燒及排溫，導致后處理效率較低并易生成尿素結晶，同時還會導致OBD故障燈點亮問題，因此而常遭遇客戶抱怨。

圖2是二氧化氮轉換效率曲線圖，如圖2所示，后處理系統（SCR）中二氧化氮的轉化率在250°C-400°C的溫度條件下轉化效率較高。實際數據表明，冬季的后處理系統（SCR）上游排氣溫度較夏季低，其平均溫度在245°C，略低于250°C-400°C的最佳工作溫度區域。

根據上述理論基礎及實際數據可以得知，提高中冷后進氣溫度，尤其是在發動機大扭矩工況，排氣溫度能夠得到相應數值的提高。

發明內容

本發明旨在提供一種針對中冷器在低溫工況下出現的排溫低、尿素結晶、后處理轉化效率低及引起的OBD故障燈點亮等問題的解決方案，所述解決方案可顯著降低惡劣環境溫度對中冷器排氣溫度及排放的影響，提高中冷后進氣溫度，使發動機排氣溫度得到同等數值的提高。

本發明采用的技術方案如下：

一種中冷器，包括熱交換部、位于熱交換部一側用以與增壓器相連通的進氣口，以及位于熱交換部另一側用以與發動機進氣岐管相連通的出氣口；其特殊之處在于，所述熱交換部的內部被分隔為上部換熱區和下部換熱區，所述上部換熱區的散熱管兩側分別與進氣口和出氣口相貫通，所述下部換熱區的每個散熱管的入口處均對應配置有一個電磁閥，所述電磁閥以縱列的方式依序布設于下部換熱區的進氣道上，且分別與其相對應的散熱管入口適配開閉，所述電磁閥的開啟數量及開閉狀態由發動機ECU控制。

所述上部換熱區和下部換熱區的面積配比可根據實際布置調整。

所述上部換熱區和下部換熱區的面積比為3：1。

所述上部換熱區和下部換熱區的換熱結構均設置為板翅式結構。

一種中冷器的熱管理方法，其特殊之處在于，包括以下幾種情形：

設，熱平衡許用環境溫度為T，環境空氣溫度為T0，電磁閥標定的工作觸發溫度為T1，中冷器后進氣溫度為T2，后處理前排氣溫度為T3，冷卻液許用極限溫度為T4，發動機中冷前進氣溫度為T5，中冷器分區換熱系數為β，則：

1、當環境空氣溫度T0小于電磁閥標定的工作觸發溫度T1，即T0＜T1時，發動機ECU發出指令關閉下部換熱區內的所有電磁閥，只允許空氣在熱交換部的上部換熱區內流通，減少中冷器的冷卻面積，降低中冷散熱損失；