一种涡轮增压发动机及其进气冷却装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及车辆工程技术领域，特别涉及一种涡轮增压发动机的进气冷却装置。本实用新型还涉及一种包括上述进气冷却装置的涡轮增压发动机。
【背景技术】
[0002]随着中国机械工业的发展，作为传统四大工业的支柱一一汽车产业已日臻成熟。
[0003]汽车排量在逐渐增大的同时，其排放的有害物质也在悄然累积，对广大群众的健康和自然环境都造成了严重的破坏。针对此，排放法规的要求日益严格，高功率密度发动机的发展和运行条件将更加苛刻。尤其是采用涡轮增压技术的发动机，对增压比的要求更高，而增压比越高，发动机的热负荷就越大，同时散热需求也越大。这将显著提高增压空气的温度，大幅增加热交换器的热应力，并且发动机舱空间日益拥挤，限制了空气流动，不利于中冷器的散热。而当进气温度过高时，气体密度就会下降，同时充气效率也随之降低。在某些型号的涡轮增压器中，其增压空气的温度可到150°C以上，而发动机铝材的抗拉强度在140°C时即开始变差，这对目前各种发动机的中冷器的耐温性能和散热性能提出了严峻的挑战，某些恶劣的情况下，增压空气的温度已经达到发动机铝材的耐热极限。
[0004]因此，如何在涡轮增压发动机高负荷运转期间，降低由于增压空气温度过高对中冷器和充气效率带来的负面影响，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种涡轮增压发动机的进气冷却装置，能够在涡轮增压发动机负荷较高时，降低涡轮增压器的进气温度，保证充气效率和中冷器的工作性能。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述进气冷却装置的涡轮增压发动机。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种涡轮增压发动机的进气冷却装置，包括玻璃水箱、用于对进气涡轮的外壳进行冷却的冷却腔、循环栗、用于使玻璃水落到所述进气涡轮外壳上的出水头；所述玻璃水箱、冷却腔、循环栗和出水头通过管路连通并形成回路。
[0007]优选地，所述出水头具体为滴漏头，且设置于所述冷却腔的顶部。
[0008]优选地，所述出水头具体为喷射头，且设置于所述冷却腔的侧壁。
[0009]优选地，还包括冷凝罐，所述冷凝罐一端与所述冷却腔连通，另一端与所述玻璃水箱连通。
[0010]优选地，所述冷却腔的出口设置于自身底部，且所述冷凝罐的一端与所述冷却腔的顶部连通。
[0011 ] 优选地，还包括设置于所述冷却腔与所述冷凝罐之间的管路上的泄压阀。
[0012]优选地，还包括用于散热的混合冷却罐，所述混合冷却罐的入口与所述冷却腔的出口连通，所述混合冷却罐的出口与所述玻璃水箱连通；所述混合冷却罐的入口还与所述冷凝罐的出口连通。
[0013]优选地，还包括设置于进气歧管上的进气温度传感器，以及根据所述进气温度传感器采集的当前进气温度值而启闭所述循环栗的中央控制器；所述进气温度传感器、中央控制器与循环栗均信号连通。
[0014]优选地，还包括设置于所述循环栗与出水头之间的管路上的水压传感器，以及设置于所述水压传感器与出水头之间的管路上，并根据所述水压传感器采集的当前管路水压值而调整阀门开度的控制阀；所述水压传感器与控制阀信号连通。
[0015]本实用新型还提供一种涡轮增压发动机，包括缸体和设置于所述缸体上的进气冷却装置，其中，所述进气冷却装置为上述任一项所述的进气冷却装置。
[0016]本实用新型所提供的涡轮增压发动机的进气冷却装置，主要包括玻璃水箱、冷却腔、循环栗和出水头。其中，冷却腔主要用于对进气涡轮的外壳进行冷却，循环栗主要用于为玻璃水在管路中流动提供动力，出水头主要用于引导玻璃水从其出水口处流出，并落到进气涡轮的外壳上，通过蒸发或热传导的方式为进气涡轮内的增压空气散热。并且玻璃水箱、冷却腔、循环栗和出水头通过管路连通并形成回路。本实用新型所提供的涡轮增压发动机的进气冷却装置，其冷却介质为汽车玻璃水，并且与汽车清洁系统共用同一玻璃水箱，在此基础上，通过循环栗、冷却腔、出水头共建液压系统。其中，循环栗迫使玻璃水箱中的玻璃水循环流动，然后进入到出水头中，在出水头的引导下落到进气涡轮的外壳上，通过热交换吸收进气涡轮的热量，同时降低进气涡轮内增压空气的温度，然后玻璃水再从冷却腔的出口流出，并流回玻璃水箱内完成液压循环。因此，本实用新型所提供的涡轮增压发动机的进气冷却装置，能够在涡轮增压发动机高负荷运转期间，降低进气涡轮内的增压空气温度，保证充气效率和中冷器的工作性能。
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0018]图1为本实用新型所提供的一种【具体实施方式】的整体结构示意图。
[0019]其中，图1中:
[0020]玻璃水箱一 1，进气涡轮一 2，冷却腔一 3，循环栗一4，出水头一 5，冷凝罐一 6，泄压阀一 7，混合冷却触一8，进气温度传感器一9，水压传感器一 10，控制阀一 11。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0022]请参考图1，图1为本实用新型所提供的一种【具体实施方式】的整体结构示意图。
[0023]在本实用新型所提供的一种【具体实施方式】中，涡轮增压发动机的进气冷却装置主要包括玻璃水箱1、冷却腔3、循环栗4和出水头5，通过上述部件在涡轮增压发动机上共建一套独立于原有的水一空中冷系统或空一空中冷系统之外的冷却系统，对进气涡轮2内的增压空气进行冷却。
[0024]其中，玻璃水箱1为汽车清洁系统的固有部件，其内盛装有用于清洗车窗玻璃等的玻璃水，该玻璃水与冷却液具有相同成分，并且大部分时间都处于闲置状态。本实用新型所提供的进气冷却装置，与汽车清洁系统共用同一个玻璃水箱1，避免出现额外的容纳部件，提高了机舱布置的紧凑性。此外，在玻璃水箱1内还可以设置液位传感器，实时检测玻璃水箱1内的玻璃水量，当当前玻璃水量低于预设玻璃水量时，液位传感器即发出报警信号，提醒乘员及时添加玻璃水。
[0025]循环栗4是进气冷却装置的动力部件，设置在液压回路中，主要作用为强迫闲置在玻璃水箱1中的玻璃水在液压回路中进行循环流动。
[0026]出水头5设置在液压回路中，一般设置在循环栗4之后(介质流动方向)，即玻璃水箱中1的玻璃水会先经过循环栗4之后再到达出水头5。如此玻璃水在循环栗4的水压作用下被引导进出水头5中，然后从其出口流出，并落到进气涡轮2的外壳上。并且玻璃水箱1、冷却腔3、循环栗4和出水头5均通过管路连通并形成回路，因此，当玻璃水从出水头5中流出并落到进气涡轮2外壳上为其内的增压空气降温后将从冷却腔3的出口流出，进而流回到玻璃水箱1中，等待下一次循环。
[0027]综上所述，本实用新型所提供的涡轮增压发动机的进气冷却装置，其冷却介质为汽车玻璃水，并且与汽车清洁系统共用同一玻璃水箱1，在此基础上，通过循环栗4、冷却腔3、出水头5共建液压系统。循环栗4迫使玻璃水箱1中的玻璃水循环流动，然后进入到出水头5中，在出水头5的引导下落到进气涡轮2的外壳上，吸收进气涡轮2外壳的热量，同时降低进气涡轮2内增压空气的温度，之后再从冷却腔3的出口流出，并流回到玻璃水箱1内。因此，本实用新型所提供的涡轮增压发动机的进气冷却装置，能够在涡轮增压发动机高负荷运转期间，降低进气涡轮2内的增压空气温度，保证充气效率和中冷器的工作性能。此夕卜，由于本实用新型与汽车清洁系统共用同一个玻璃水箱1，而玻璃水在使用后继续回流到玻璃水箱1内，因此原有的玻璃水基本无消耗，对原系统影响很小。
[0028]在关于出水头5的一种具体实施例中，出水头5可以为滴漏头，并且设置在冷却腔3的顶部。如此设置，玻璃水从出水头5的出口处流出时，其运动形式为“滴落”，并沿重力方向径直滴落到冷却腔3的顶部，通过液体蒸发为气体的方式，即蒸发散热方式为进气涡轮2的外壳进行散热，此种方式散热方式能为进气涡轮2带走大量的热，对增压空气的降温效果明显。
[0029]另外，出水头5还可以为喷射头，并且设置在冷却腔3的侧壁。如此设置，玻璃水从出水头5的出口处流出时，其运动形式将为“喷射”，即大量的玻璃水包裹着进气涡轮2的外壳，主要通过温度较高介质向温度较低介质进行热传导的方法，即传导散热方式为进气涡轮2的外壳进行散热，如此也能有效地控制增压空气的温度。
[0030]此外，考