CN111794851A - 一种新型冷却*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新型冷却***，属于内燃机冷却技术领域，该一种新型冷却***包括散热器和中冷器，散热器，所述散热器包括第一散热器以及第二散热器，所述第一散热器依次连通有第一进水管、第一进水室、第一散热器芯体、第一出水室、第一出水管，所述第二散热器依次连通有第二进水管、第二进水室、第二散热器芯体、第二出水室、第二出水管；中冷器，所述中冷器包括第一中冷器芯体、第二中冷器芯体以及连接气室，所述第一中冷器芯体的一侧连通有进气室，所述进气室连通有进气管，中冷器和水散热器的尺寸可做的更小，有效减小了热交换单元的重量和体积，对冷空气的需求量更少，风扇功率更小，实现了整个冷却***的效率的最大化。

Description

一种新型冷却***
技术领域
本发明属于内燃机冷却技术领域，具体而言，涉及一种新型冷却***。
背景技术
目前，多数内燃机发动机采用液冷方式，并配有涡轮增压器，冷却液使用水散热器冷却，增压空气使用空空中冷器冷却。发动机冷却***的温度分布通常为中冷器的进气部位温度最高、水散热器的温度其次、中冷器出气部位的温度最低。工作过程中，发动机的缸体热量被冷却液吸收，利用水泵动力将冷却液输送到外部的水散热器，外部的水散热器再通过冷却风扇将热量交换到自然界中；发动机的进气经过涡轮增压器增压后温度升高，然后进入空空中冷器，再通过冷却风扇将热量交换到自然界中，冷却后的增压空气进入发动机燃烧。在现实中，水散热器和空空中冷器通常布置在一起，按照冷却空气依次通过的顺序划分，主要有串列式和并列式两种结构。
现有技术中低温冷却空气经过最多两次换热就被冷却风扇吹离冷却模块，升温小、换热不充分，不能带走足够多的热量，尤其是传统技术中使用同一个温度的冷却空气同时对中冷器芯体的高温部分和低温部分降温，对中冷器高温部分的大温差换热优势利用不充分，对低温换热后的冷却空气没有再次利用或再次利用不充分，浪费了低温冷却空气；经过水散热器芯体的冷却空气没有被再次利用。现有技术没有充分利用各个热交换器的温度场分布特点，这些缺点导致了采用现有技术的冷却模块换热效率低、体积大、重量大、冷却风扇能耗高、噪音大。
发明内容
本发明实施例提供了一种新型冷却***，其目的在于解决低温冷却空气经过最多两次换热就被冷却风扇吹离冷却模块，升温小、换热不充分，不能带走足够多的热量的问题。
鉴于上述问题，本发明提出的技术方案是：
一种新型冷却***，包括
散热器，所述散热器包括第一散热器以及第二散热器，所述第一散热器依次连通有第一进水管、第一进水室、第一散热器芯体、第一出水室、第一出水管，所述第二散热器依次连通有第二进水管、第二进水室、第二散热器芯体、第二出水室、第二出水管；
中冷器，所述中冷器包括第一中冷器芯体、第二中冷器芯体以及连接气室，所述第一中冷器芯体的一侧连通有进气室，所述进气室连通有进气管，所述第一中冷器芯体通过连接气室连通于所述第二中冷器芯体，所述第二中冷器芯体的一侧连通有出气室，所述出气室连通有出气管。
进一步的，所述第一散热器的第一出水管与第二散热器的第二进水管通过连接管连通。
进一步的，所述第一散热器设置于所述第二中冷器芯体的一侧，所述第二散热器设置于所述第一中冷器芯体的一侧。
进一步的，所述第一散热器与所述第一中冷器芯体呈相对设置，所述二散热器与所述第二中冷器芯体呈相对设置。
进一步的，所述第一散热器和所述第二散热器用于对发动机内的高温冷却液进行散热。
进一步的，所述第一中冷器芯体和所述第二中冷器芯体用于对涡轮增压后的热空气进行散热。
进一步的，所述连接气室呈“Z”字形状结构设置。
进一步的，所述第一出水管、所述第二进水管和所述连接管至少为一个。
相对于现有技术，本发明的有益效果是：充分利用了中冷器不同部位与水散热器的温度场的分布特点，利用了高温部位换热性能高的优势，使得换热更加充分、换热效率更高，可以将水散热器芯体做的比现有技术的水散热器芯体更薄，在满足热交换性能的前提下，中冷器和水散热器的尺寸可做的更小，有效减小了热交换单元的重量和体积，对冷空气的需求量更少，风扇功率更小，实现了整个冷却***的效率的最大化。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
图1是本发明所公开的一种新型冷却***的主视图；
图2是本发明所公开的一种新型冷却***的侧视图；
图3是本发明所公开的一种新型冷却***的俯视图；
图4是本发明所公开的一种新型冷却***的实施例二主视图；
图5是本发明所公开的一种新型冷却***的实施例二侧视图。
附图标记说明：1-散热器、101-第一散热器、1011-第一进水管、1012-第一进水室、1013-第一散热器芯体、1014-第一出水室、1015-第一出水管、102-第二散热器、1021-第二进水管、1022-第二进水室、1023-第二散热器芯体、1024-第二出水室、1025-第二出水管、2-中冷器、201-第一中冷器芯体、2011-进气室、2012-进气管、202-第二中冷器芯体、2021-出气室、2022-出气管、203-连接气室、3-连接管。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
应注意到：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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例一：
参照附图1-3所示，本发明提供一种技术方案：一种新型冷却***，散热器1以及中冷器2。
散热器1，所述散热器1包括第一散热器101以及第二散热器102，所述第一散热器101依次连通有第一进水管1011、第一进水室1012、第一散热器芯体1013、第一出水室1014、第一出水管1015，所述第二散热器102依次连通有第二进水管1021、第二进水室1022、第二散热器芯体1023、第二出水室1024、第二出水管1025。冷却液在发动机缸体加热后经过第一进水管1011，一部分冷却液经过第一进水室1012进入第一散热器芯体1013完成换热后温度下降，然后通过第一出水室1014、第一出水管1015、连接管3进入第二出水室1024、第二出水管1025后进入发动机缸体完成水循环；另一部分冷却液经过第一进水室1012、第一出水管1015、连接管3进入第二进水管1021、第二进水室1022并到达第二散热器芯体1023完成换热后温度下降，然后通过第二出水室1022、第二出水管1025后进入发动机缸体完成水循环。
所述中冷器2包括第一中冷器芯体201、第二中冷器芯体202以及连接气室203，所述第一中冷器芯体201的一侧连通有进气室2011，所述进气室2011连通有进气管2012，所述第一中冷器芯体201通过连接气室203连通于所述第二中冷器芯体202，所述第二中冷器芯体202的一侧连通有出气室2021，所述出气室2021连通有出气管2022；发动机工作时，被涡轮增压器增压后的高温空气，依次经过进气管2012、进气室2011进入到第一中冷器芯体201完成第一次降温，然后经过连接气室203进入第二中冷器芯体202完成第二阶段的降温，再通过出气室2021、出气管2022进入发动机燃烧。
本发明实施例还通过以下技术方案进行实现。
在本发明实施例中，所述第一进水室1012通过连接管3连通于所述第二进水室1022，所述第一出水室1014通过连接管3连通于所述第二出水室1024，通过连接管3第一散热器101的冷却液流向第二散热器102，并通过冷却风扇吹向第二散热器102和第一散热器101的冷却空气与其内部的高温冷却液进行换热，从而完成冷却液对发动机的循环冷却。
在本发明实施例中，所述第一散热器101设置于所述第二中冷器芯体202的一侧，所述第二散热器102设置于所述第一中冷器芯体201的一侧。冷却风扇吹出的冷却空气第一部分吹向第二散热器102，冷却空气首先经过第二散热器芯体1023和从第一散热器101流过来的高温冷却液进行换热，冷却液温度下降、冷却空气温度上升，完成冷却空气的第一次换热；一次升温后的冷却空气被冷却风扇吹离第二散热器芯体1023，进入第一中冷器芯体201和第一中冷器芯体201内的高温空气进行第二次换热；经过二次换热后的冷却空气温度很高，被冷却风扇吹离第一中冷器芯体201带走热量。第二部分吹向第一散热器101，冷却空气首先经过第二中冷器芯体202和一次降温后的高温空气进行换热，增压空气温度继续下降，冷却空气温度上升，完成一次换热，一次升温后的冷却空气被冷却风扇吹离第二中冷器芯体202，进入第一散热器芯体1013和内部的高温冷却液进行第二次换热，这部分冷却空气经过两次换热后温度升高，被冷却风扇吹离第一散热器芯体1013带走热量。
在本发明实施例中，所述第一散热器101与所述第一中冷器芯体201呈相对设置，所述二散热器102与所述第二中冷器芯体202呈相对设置。充分利用了第一散热器101与第二中冷器芯体201和第二散热器102与第一中冷器芯体不同部位的温度场的分布特点，第一散热器101与第二散热器102和第一中冷器芯体201与第二中冷器芯体202均呈交叉错位设置；并且，第一散热器101和第二散热器102使用连接管连通，第一中冷器芯体201和第二中冷器芯体202使用连接气室203连接，利用了高温部位换热性能高的优势，使得换热更加充分、换热效率更高。
在本发明实施例中，所述第一散热器101和所述第二散热器102用于对发动机内的高温冷却液进行散热，所述第一中冷器芯体201和所述第二中冷器芯体202用于对涡轮增压后的热空气进行散热，散热器1内部的冷却液散热时，冷却液通过第一进水管1011、第一进水室1012进入第一散热器芯体1013的内部，此时，冷却液的温度很高，同时，冷却风扇吹向第二中冷器芯体202，由于第二中冷器芯体202内部的热空气在经过第二中冷器芯体202热交换后温度较低，这部分冷却空气换热后温度小幅度提升，和发动机高温冷却液仍有较大温差，这部分冷却空气被冷却风扇吹离中冷器第二芯体202后进入第一散热器芯体1013，与进入到第一散热器芯体1013的冷却液进行热交换，使得第一散热器芯体1013内部冷却液的温度降低；进一步，第一散热器芯体101内部一次降温后的冷却液通过连接管3、第二进水管1021、第二进水室1022进入到第二散热器芯体1023，此时，第二散热器芯体1023内部的冷却液经过降温后温度较低，同时，涡轮增压后的热空气通过进气管2012进入到第一中冷器芯体201，这一部分热空气温度很高，与冷却风扇吹过第二散热器芯体1023的冷却空气依旧有相当大的温差，一次升温后的冷却空气和中冷器第一芯体201内的增压高温空气进行二次换热，温度大幅度升高，然后被冷却风扇吹离中冷器第一芯体201又带走了相当大的热量，第二散热器芯体1023内部的冷却液完成降温并经过第二出水管1025进入发动机，第一中冷器芯体201内部的热空气完成初次降温后通过连接气室203进入第二中冷器芯体202；通过上述的降温方式，根据散热器1和中冷器2温度场分布的特点，合理布置了二级换热结构，充分利用了一次换热后的温度差，让冷却空气合理的经过了低温的中冷器第二芯体202、高温的第一散热器101，或者，经过中温的第二散热器102、高温的中冷器第二芯体201，使得第一散热器芯体1013、第二散热器芯体1023、第一中冷器芯体201和第二中冷器芯体202形成交叉热交换散热的模式，充分利用了冷却空气和各个热交换器不同部位的温差，进行了充分的换热，满足了发动机对增压高温空气冷却和对冷却液冷却的要求，从而达到高效率散热的效果。
在本发明实施例中，所述连接气室203呈“Z”字形状结构设置，从而保证散热器1和中冷器2的总体厚度不变，减小了热交换单元的体积和重量。
在本发明实施例中，所述第一出水管1015、第二进水管1021和连接管3至少为一个。
实施例二：
参照附图4-5所示，第一散热器101的第一进水室1012与第一出水室1014，以及第二散热器102的第二进水室1022与第二出水室1024可以和中冷器2的进气室2011、出气室2021上下平行布置，即第一散热器101和第二散热器102内的冷却液流向与中冷器2内的热空气流向可以平行布置，这样就可以根据需求的使用需求设计冷却***，灵活性、适用性高。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型冷却***，其特征在于，包括：
散热器(1)，所述散热器(1)包括第一散热器(101)以及第二散热器(102)，所述第一散热器(101)依次连通有第一进水管(1011)、第一进水室(1012)、第一散热器芯体(1013)、第一出水室(1014)、第一出水管(1015)，所述第二散热器(102)依次连通有第二进水管(1021)、第二进水室(1022)、第二散热器芯体(1023)、第二出水室(1024)、第二出水管(1025)；
中冷器(2)，所述中冷器(2)包括第一中冷器芯体(201)、第二中冷器芯体(202)以及连接气室(203)，所述第一中冷器芯体(201)的一侧连通有进气室(2011)，所述进气室(2011)连通有进气管(2012)，所述第一中冷器芯体(201)通过连接气室(203)连通于所述第二中冷器芯体(202)，所述第二中冷器芯体(202)的一侧连通有出气室(2021)，所述出气室(2021)连通有出气管(2022)。
2.根据权利要求1所述的一种新型冷却***，其特征在于，所述第一散热器(101)的第一出水管(1015)与第二散热器(102)的第二进水管(1021)通过连接管(3)连通。
3.根据权利要求1所述的一种新型冷却***，其特征在于，所述第一散热器(101)设置于所述第二中冷器芯体(202)的一侧，所述第二散热器(102)设置于所述第一中冷器芯体(201)的一侧。
4.根据权利要求1所述的一种新型冷却***，其特征在于，所述第一散热器(101)与所述第一中冷器芯体(201)呈相对设置，所述二散热器(102)与所述第二中冷器芯体(202)呈相对设置。
5.根据权利要求1所述的一种新型冷却***，其特征在于，所述第一散热器(101)和所述第二散热器(102)用于对发动机内的高温冷却液进行散热。
6.根据权利要求1所述的一种新型冷却***，其特征在于，所述第一中冷器芯体(201)和所述第二中冷器芯体(202)用于对涡轮增压后的热空气进行散热。
7.根据权利要求1所述的一种新型冷却***，其特征在于，所述连接气室(203)呈“Z”字形状结构设置。
8.根据权利要求1或2所述的一种新型冷却***，其特征在于，所述第一出水管(1015)、所述第二进水管(1021)和所述连接管(3)至少为一个。
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