管内喷射空气制冷式中冷器总成的制作方法

1.本实用新型涉及一种管内喷射空气制冷式领域，尤其涉及一种管内喷射空气制冷式中冷器总成。


背景技术：

2.汽车涡轮增压器将空气压缩之后，随着密度的增加，温度也会上升。在较高的温度下，涡轮压缩的能力很快会达到极限，影响涡轮的工作效率。同时，进气温度高，进气密度就会减少，在相同转速、负荷的情况下进入气缸的空气总量就会减少，从而导致做工能力下降的现象，同时高温会使可燃混合气温度过高，造成不完全燃烧，影响发动机功率，不仅如此，甚至出现“死火”现象，同时还会增加废气中氮氧化物的含量，增加大气污染。
3.然而，目前现有技术中带涡轮增压的汽车中，常见的中冷器有风冷和水冷两种方式。其中水冷散热器降温的幅值直接受限于发动机水温，总的来说效率不如空气散热的中冷器，应用比较少。自然风冷的散热效率受限于中冷器结构、冷却风扇、汽车进气格栅等硬件结构，通常能将加压后150摄氏度的气体降温到50摄氏度，但理想的进气温度通常在20度到40度，而且部分工况下中冷器负荷大时，外界温度高时，也无法降低到设计状态。因此除了自然风冷外，需要加装额外的冷却装置。
4.对此，现有技术中又推出了水喷射系统发动机，在发动机的进气歧管处，将水以蒸汽形式喷射进入发动机内部，最大的目的也是降低进气温度。然而，采用这种结构，在达到降低进气温度的目的时改变了进气成分，喷射位置集中在燃烧室附近，对发动机控制的要求非常高，无论是雾化效果或者成分比例出现差错，都会对发动机乃至整车造成非常大的损伤。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于解决现有技术中水喷射系统发动机降低进气温度的同时改变空气成分，并且对发动机控制要求高的缺陷。本实用新型提供了一种管内喷射液态空气制冷式中冷器总成，其通过在中冷器中喷射液态空气或冷态空气对中冷器内的压缩空气的快速降温，使得中冷器在达到快速降低加压后进气温度目的的同时，不改变空气成分，氮氧含量比例不发生变化，且对进气二次加压，对发动机控制要求低，不会对发动机乃至整车造成任何损伤，从而提高了涡轮增压器的工作效率，且大大提升了发动机效率。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种管内喷射空气制冷式中冷器总成，包括：
7.中冷器，所述中冷器包括中冷器本体、进气管和出气管，所述中冷器本体的一端具有进气腔室，所述中冷器本体的另一端具有出气腔室，所述进气管的一端连接于所述中冷器本体的一端，并与所述进气腔室连通，所述进气管的另一端用于与涡轮增压器的出气口连接并连通，所述出气管的一端连接于所述中冷器本体的另一端，并与所述出气腔室连通，所述出气管的另一端用于与发动机的进气口连接并连通；
8.喷射系统，所述喷射系统包括：
9.第一喷射装置，所述第一喷射装置包括第一喷射管路和第一喷嘴，所述第一喷嘴固定于所述第一喷射管路的一端，并位于所述进气腔室与进气管的交接处内，以将来自第一喷射管路的液态空气或冷态空气喷射至所述进气腔室与进气管的交接处，对从所述进气管进入所述进气腔室的空气进行冷却；
10.第二喷射装置，所述第二喷射装置包括第二喷射管路和第二喷嘴，所述第二喷嘴固定于所述第二喷射管路的一端，并位于所述出气腔室与出气管的交接处内，以将来自第二喷射管路的液态空气或冷态空气喷射至所述出气腔室与出气管的交接处，对从所述出气腔室输出的空气进行冷却。
11.采用上述方案，储液罐中封装的液态空气经由喷嘴射入中冷管，因此实现了将液态空气或冷态空气进行管内喷射，使来自涡轮增压器的进气温度降低，喷射范围是中冷器的进气管内和出气管内气体，达到了降低加压后进气温度的目的，并且不改变空气成分，同时避免了热端空气过高降低涡轮增压器效率问题，以及冷端进气温度过高影响发动机功率的问题，对发动机控制要求较低，不会造成任何损伤，且中冷器距离燃烧室有一段较长距离，可以充分完成气化，避免液态物质进入燃烧室。
12.根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型的实施方式公开的管内喷射空气制冷式中冷器总成，所述喷射系统还包括储液罐，所述储液罐包括储液罐本体和开关阀，所述储液罐本体用来存储封装液态空气，所述第一喷射管路的另一端和所述第二喷射管路的另一端均与所述储液罐连接；
13.所述开关阀用于控制液态空气的流通，当所述开关阀打开时，所述储液罐本体与所述第一喷射管路和所述第二喷射管路连通；当所述开关阀关闭时，所述储液罐本体与所述第一喷射管路和所述第二喷射管路不连通。
14.采用上述方案，开关阀打开时，液态空气从储液罐进入第一喷射管路和第二喷射管路，将液态空气喷射入中冷管，这样可以实现较为明显的降温，并且不改变原进气成分，相当于二次加压，实现了冷却进气温度和增加进气压力两个目的，大大提升了发动机功率。
15.根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型的实施方式公开的管内喷射空气制冷式中冷器总成，所述第一喷射装置还包括第一隔热接头，所述第一隔热接头连接于所述第一喷射管路的一端与所述第一喷嘴之间；
16.所述第二喷射装置还包括第二隔热接头，所述第二隔热接头连接于所述第二喷射管路的一端与所述第二喷嘴之间。
17.采用上述方案，设置隔热接头可以实现隔热效果，来自涡轮增压器的进气温度很高，隔热接头可避免液态空气受热膨胀。
18.根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型的实施方式公开的管内喷射空气制冷式中冷器总成，所述第一喷射管路的外壁面和所述第二喷射管路的外壁面均包覆有隔热层，所述隔热层的材料采用隔热材料。
19.采用上述方案，隔热材料可以进一步加强隔热层的隔热效果，也可避免气体压力过大。
20.根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型的实施方式公开的管内喷射空气制冷式中冷器总成，所述第一喷射装置还包括第一泄压阀，所述第一泄压阀位于所述第
一喷射管路的靠近所述储液罐的位置处，所述第二喷射装置还包括第二泄压阀，所述第二泄压阀位于所述第二喷射管路上的靠近所述储液罐的位置处。
21.采用上述方案，本实施方式中设置第一泄压阀和第二泄压阀，可以减小喷射后原有进气压力，在不会对原有引擎设计造成损害的前提下，却可以实现进气温度大幅度降低的目的。
22.根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型的实施方式公开的管内喷射空气制冷式中冷器总成，所述喷射系统还包括空调压缩机，所述空调压缩机与所述第一喷射管路的另一端和所述第二喷射管路的另一端连接，以将对常态空气进行循环制冷后的冷态空气分别通过所述第一喷射管路和所述第二喷射管路喷射入所述中冷器。
23.采用上述方案，空调压缩机可对常态空气进行循环制冷，将冷态空气喷射入中冷管，实现了对涡轮增压器进气温度的明显降温。
24.根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型的实施方式公开的管内喷射空气制冷式中冷器总成，所述中冷器本体包括：进气腔体、多个中冷管和出气腔体，所述进气腔体位于所述中冷器本体的一端，并形成所述进气腔室，所述出气腔体位于所述中冷器本体的另一端，并形成所述出气腔室，多个所述中冷管并列间隔设置，且每一所述中冷管的一端与所述进气腔体连接，并与所述进气腔室连通，每一所述中冷管的另一端与所述出气腔体连接，并与所述出气腔室连通。
25.采用上述方案，中冷管的结构以及进气腔室和出气腔室的设置，使气体流通更加顺畅，可以更好的降低涡轮增压器进气温度，从而大大提高了发动机效率。
26.本实用新型其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分有益效果从本实用新型说明书中的记载变的显而易见。
附图说明
27.图1是本实用新型实施例的管内喷射空气制冷式中冷器总成的装配结构示意图；
28.图2是本实用新型图1中a处的局部放大图。
29.附图标记说明：
30.1：管内喷射空气制冷式中冷器总成
31.10：中冷器；11：中冷器本体；111：进气腔室；112：中冷管；113：出气腔室；114：进气腔体；115：出气腔体；12：进气管；13：出气管；14：散热片；
32.20：喷射系统；21：第一喷射装置；211：第一喷射管路；212：第一喷嘴；213：第一隔热接头；22：第二喷射装置；221：第二喷射管路；222：第二喷嘴；223：第二隔热接头；23：储液罐；231：储液罐本体；232：开关阀；24：泄压阀。
具体实施方式
33.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解，以下描述中将包含许多具体的
细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本实用新型的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
34.应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
35.在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
36.术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
38.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。
39.实施例1
40.本实施例的实施方式提供一种管内喷射空气制冷式中冷器总成1，如图1所示，其包括中冷器10和喷射系统20。其中，中冷器10包括中冷器本体11、进气管12和出气管 13。中冷器本体11的一端具有进气腔室111，中冷器本体11的另一端具有出气腔室113。进气管12的一端连接于中冷器本体11的一端，并与进气腔室111连通，进气管12的另一端用于与涡轮增压器的出气口连接并连通。出气管13的一端连接于中冷器本体11的另一端，并与出气腔室113连通，出气管13的另一端用于与发动机的进气口连接并连通。
41.另外，喷射系统20包括第一喷射装置21和第二喷射装置22。第一喷射装置21包括第一喷射管路211和第一喷嘴212。第一喷嘴212固定于第一喷射管路211的一端，并位于进气腔室111与进气管12的交接处内，以将来自第一喷射管路211的液态空气喷射至进气腔室111与进气管12的交接处，对从进气管12进入进气腔室111的空气进行冷却。
42.第二喷射装置22包括第二喷射管路221和第二喷嘴222，第二喷嘴222固定于第二喷射管路221的一端，并位于出气腔室113与出气管13的交接处内，以将来自第二喷射管路221的液态空气喷射至出气腔室113与出气管13的交接处，对从出气腔室113输出的空气进行冷却。
43.储液罐23中封装的液态空气经由第一喷嘴212喷射至进气腔室111与进气管12的交接处，以及第二喷嘴222喷射至出气腔室113与出气管13的交接处。因此实现了将液态空气或冷态空气进行管内喷射，使来自涡轮增压器的进气温度降低。喷射范围是中冷器10的进气管12内和出气管13内气体。达到了降低加压后进气温度的目的，并且不改变空气成分，同时避免了热端空气过高降低涡轮增压器效率问题，以及冷端进气温度过高影响发动机功
率的问题，对发动机控制要求较低，不会造成任何损伤，且中冷器距离燃烧室有一段较长距离，可以充分完成气化，避免液态物质进入燃烧室。
44.在本实施方式中，第一喷嘴和第二喷嘴的喷射流量设置为0.02g/s，按照每次使用10s 计算，每次喷射0.2g。但只限定节气门前小部分空气，可以实现降温20摄氏度，本实用新型中降温绝对值在20～30摄氏度左右。
45.喷射系统20还包括储液罐23，储液罐23包括储液罐本体231和开关阀232，如图1 所示，开关阀232位于储液罐23的末端，储液罐23本体用来存储封装液态空气，第一喷射管路211的另一端和第二喷射管路221的另一端均与储液罐23连接。
46.开关阀232用于控制液态空气的流通。当开关阀232打开时，储液罐本体231与第一喷射管路211和第二喷射管路221连通。当开关阀232关闭时，储液罐本体231与第一喷射管路211和第二喷射管路221不连通。
47.开关阀232打开时，液态空气从储液罐23进入第一喷射管路211和第二喷射管路221，将液态空气喷射入中冷管112，经过进气腔体和出气腔体对来自涡轮增压器的进气温度进行降温，并使降温后的气体进入发动机，这样可以实现较为明显的降温，并且不改变原进气成分，相当于二次加压，实现了冷却进气温度和增加进气压力两个目的，大大提升了发动机功率。
48.如图2所示，第一喷射装置21还包括第一隔热接头213，第一隔热接头213连接于第一喷射管路211的一端与第一喷嘴212之间。第二喷射装置22还包括第二隔热接头223，第二隔热接头223连接于第二喷射管路221的一端与第二喷嘴222之间。设置隔热接头可以实现隔热效果，来自涡轮增压器的进气温度很高，隔热接头可避免液态空气受热膨胀。
49.第一喷射管路211的外壁面和第二喷射管路221的外壁面均包覆有隔热层，隔热层的材料采用隔热材料。隔热材料可以进一步加强隔热层的隔热效果，也可避免气体压力过大。
50.第一喷射装置21还包括第一泄压阀(图中未示)，第一泄压阀位于第一喷射管路211 的靠近储液罐23的位置处。第二喷射装置22还包括第二泄压阀(图中未示)，第二泄压阀位于第二喷射管路221上的靠近储液罐23的位置处，在本实施例中，第一泄压阀和第二泄压阀采用同一泄压阀，参见图1中的泄压阀24。
51.本实施方式中选用液态空气，不改变原进气的氮氧含量，喷射后只会加大原有进气压力，设置合理的第一泄压阀和第二泄压阀，可以减小喷射后原有进气压力，在不会对原有引擎设计造成损害的前提下，却可以实现进气温度大幅度降低的目的。
52.中冷器本体11包括：进气腔体114、多个中冷管112和出气腔体115，进气腔体114 位于中冷器本体11的一端，并形成进气腔室111。出气腔体115位于中冷器本体11的另一端，并形成出气腔室113。多个中冷管112并列间隔设置，且每一中冷管112的一端与进气腔体连接，并与进气腔室111连通，每一中冷管112的另一端与出气腔体连接，并与出气腔室113连通。其中，进气腔体114和出气腔体115的外壁面均设有散热片14。
53.中冷管112的结构以及进气腔室111和出气腔室113的设置，使气体流通更加顺畅，可以更好的降低涡轮增压器进气温度，从而大大提高了发动机效率，根据具体分析，被增压的空气每降低10摄氏度，发动机的功率能提高3％～5％左右。
54.实施例2
55.本实施例所提供的管内喷射空气制冷式中冷器总成的结构与实施例1所提供的管内喷射空气制冷式中冷器总成的结构基本相同，其不同之处在于，喷射系统20还包括空调压缩机(图中未示)，空调压缩机与第一喷射管路211的另一端和第二喷射管路221的另一端连接，以将对常态空气进行循环制冷后的冷态空气分别通过第一喷射管路211和第二喷射管路221喷射入中冷器。
56.空调压缩机可对常态空气进行循环制冷，将冷态空气喷射入中冷管112，实现了对涡轮增压器进气温度的明显降温。
57.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其过渡部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。