一种内燃机热交换器冷却系统

专利类型 发明授权 法律事件 公开; 实质审查; 授权;
专利有效性 有效专利 当前状态 授权
申请号 CN202311838568.6 申请日 2023-12-28
公开(公告)号 CN117627771B 公开(公告)日 2025-04-04
申请人 青岛汽车散热器有限公司; 申请人类型 企业
发明人 王登峰; 隋巧光; 郑超; 第一发明人 王登峰
权利人 青岛汽车散热器有限公司 权利人类型 企业
当前权利人 青岛汽车散热器有限公司 当前权利人类型 企业
省份 当前专利权人所在省份:山东省 城市 当前专利权人所在城市:山东省青岛市
具体地址 当前专利权人所在详细地址:山东省青岛市黄岛区滨海街道古镇口融合创新区融合路687号 邮编 当前专利权人邮编:266000
主IPC国际分类 F01P11/00 所有IPC国际分类 F01P11/00F02B29/04F01P3/18F01P3/20
专利引用数量 2 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 6 专利文献类型 B
专利代理机构 青岛清泰联信知识产权代理有限公司 专利代理人 张竞楠;
摘要 一种 内燃机 用 热交换器 冷却系统,包括第一 散热 器、第二 散热器 和 水 空中冷器;第一散热器一端的第一散热器水室为中水室,另一端第一散热器水室分为与一级散热器芯体相连通的第一出水室和与二级散热器芯体相连通的第一进水室;水空中冷器具有进水口和出水口,第一出水口和第二出水口分别位于进气侧和出气侧;第一出水室通过第一水 泵 与进水口相连通,第一出水口与第一进水室相连通,一级散热器芯体和二级散热器芯体均与中水室相连通。本 发明 实施例 中第一散热器两个散热器芯体通过中水室 串联 ,将出气侧的 冷却液 引入到中水室中,提高了平均温差,在不增加甚至减小散热面积的情况下提高散热性能,能够在提高极限使用 温度 的情况下减小冷却系统的外形尺寸。
权利要求

1.一种内燃机热交换器冷却系统,包括第一散热器、第二散热器空中冷器;
其特征在于,所述第一散热器和第二散热器沿着进方向依次设置,所述第一散热器具有第一散热器芯体以及设置在所述第一散热器芯体两端的两个第一散热器水室;
所述第一散热器芯体沿着进风方向依次分为一级散热器芯体和二级散热器芯体,一端的所述第一散热器水室为中水室,另一端所述第一散热器水室分为与所述一级散热器芯体相连通的第一出水室和与所述二级散热器芯体相连通的第一进水室;
所述第二散热器具有第二散热器芯体以及设置在所述第二散热器芯体两端的两个第二散热器水室;
所述水空中冷器具有进水口和出水口,所述出水口包括第一出水口和第二出水口,所述水空中冷器的两侧分别为进气侧和出气侧,所述第一出水口和所述第二出水口分别位于所述进气侧和所述出气侧;
所述第一出水室通过第一水与所述进水口相连通,所述第一出水口与所述第一进水室相连通,所述一级散热器芯体和所述二级散热器芯体均与所述中水室相连通,所述第二出水口与所述中水室相连通;
一端的所述第二散热器水室通过第二水泵与内燃机的冷却液进口相连通,所述内燃机的冷却液出口与另一端的所述第二散热器水室相连通。
2.根据权利要求1所述的内燃机用热交换器冷却系统,其特征在于,所述水空中冷器的两端分别具有第一中冷器水室和第二中冷器水室,所述进水口设置在所述第一中冷器水室,所述第一出水口和所述第二出水口设置在所述第二中冷器水室。
3.根据权利要求2所述的内燃机用热交换器冷却系统,其特征在于,所述进水口位于所述出气侧。
4.根据权利要求2所述的内燃机用热交换器冷却系统,其特征在于,第二中冷器水室通过隔板分为两个舱室,所述第一出水口和所述第二出水口分别设置在两个舱室上。
5.根据权利要求1所述的内燃机用热交换器冷却系统,其特征在于,所述水空中冷器具有第一中冷器水室、第二中冷器水室和第三中冷器水室,所述第一中冷器水室和所述第三中冷器水室分别位于所述出气侧和所述进气侧,并均位于所述水空中冷器的同一端,所述第二中冷器水室位于所述水空中冷器的另一端,所述进水口设置在所述第一中冷器水室,所述第一出水口设置在所述第三中冷器水室,所述第二出水口设置在所述第二中冷器水室。
6.根据权利要求1所述的内燃机用热交换器冷却系统,其特征在于,所述第一散热器和所述第二散热器并排设置,所述第一散热器和所述第二散热器的宽度方向为纵向,两个所述第二散热器水室分别具有第二出液口和第二进液口,所述第二进液口与所述内燃机的冷却液出口相连通,所述第二出液口通过所述第二水泵与所述内燃机的冷却液进口相连通,所述第二出液口和所述第二进液口分别位于纵向上的两侧;
所述第一进水室、所述第一出水室和所述中水室分别具有第一进液口、第一出液口和中间进液口,所述第一出液口与所述第二出液口位于同一端,并位于纵向上远离所述第二出液口的一侧,所述第一进液口位于所述第一出液口和所述第二出液口之间,所述中间进液口位于纵向上远离所述第二进液口的一侧。

说明书全文

一种内燃机热交换器冷却系统

技术领域

[0001] 本发明属于内燃机冷却技术领域,尤其涉及一种内燃机用热交换器冷却系统。

背景技术

[0002] 内燃机的冷却系统对内燃机的可靠性影响非常大,若流经内燃机缸体的高温冷却液温度过高,内燃机易发生拉缸现象;若流经空中冷器的低温冷却液温度过高,则会使内
燃机的进气温度过高,内燃机依然极易发生爆缸现象。因此,冷却系统中热交换器和水空中
冷器中任意一个散热效果不佳时,即高温冷却液和低温冷却液任意一个温度过高时,都易
损坏内燃机,并且由于散热效果不佳导致冷却液温度过高,为了避免内燃机的损坏,必须降
功率使用内燃机,这将明显限制设备的使用效果。
[0003] 内燃机的冷却系统一般采用高低温散热系统,如图1所示,具有高温换热器、低温换热器和水空中冷器,高温换热器中的高温冷却液对内燃机进行散热,低温换热器中的低
温冷却液流入到水空中冷器中对涡轮增压后的进气进行散热,高温换热器和低温换热器并
排设置,进先通过低温换热器,再通过高温换热器。高低温散热系统中换热器的散热量=
散热面积×换热系数×平均温差,由于高低温散热系统中冷媒是自然空气,热媒为防冻液,
平均温差受制于环境温度和内燃机参数,换热系数受制于风量、流量和换热器结构,因而在
传统设计中,平均温差一般作为常数项处理,换热系数也一般作为常数项处理,为了提高散
热量,一般采用增大换热面积的方式,然而低温换热器的平均温差较小,需要更大的散热面
积才能满足散热需求,这是冷却系统正面面积较大的原因。另外,极限使用环境温度对内燃
机的可靠性影响也非常大,环境温度越高,环境温度与进气温度之间的温差就越小,热交换
就越困难,散热难度就越大,更具体地说,换热器的进风温度随着环境温度的升高而升高,
冷却液在低温换热器内降温后的温度升高,由于进气需要由在低温换热器降温后的冷却液
进行冷却,并且涡轮增压后进气温度也随着环境温度的升高而升高,冷却液进入水空中冷
器对进气进行散热后,进气温度仍然较高,从而减小了环境温度与进气温度之间的温差,按
照目前提高散热量的方式,只能增大低温换热器的散热面积,从而降低进入水空中冷器的
冷却液温度,从而降低进气温度,然而这将进一步增加冷却系统的体积。目前使用的传统结
散热器要想达到提高极限使用环境温度并降低散热器外形尺寸难度非常大。

发明内容

[0004] 针对相关技术中存在的不足之处,本发明提供了一种内燃机用热交换器冷却系统,以解决传统结构冷却系统存在的散热性能较弱、极限使用环境温度较低、外形尺寸大的
问题。
[0005] 本发明提供一种内燃机用热交换器冷却系统,包括第一散热器、第二散热器和水空中冷器;
[0006] 第一散热器和第二散热器沿着进风方向依次设置,第一散热器具有第一散热器芯体以及设置在第一散热器芯体两端的两个第一散热器水室;
[0007] 第一散热器芯体沿着进风方向依次分为一级散热器芯体和二级散热器芯体,一端的第一散热器水室为中水室,另一端第一散热器水室分为与一级散热器芯体相连通的第一
出水室和与二级散热器芯体相连通的第一进水室;
[0008] 第二散热器具有第二散热器芯体以及设置在第二散热器芯体两端的两个第二散热器水室;
[0009] 水空中冷器具有进水口和出水口,出水口包括第一出水口和第二出水口,水空中冷器的两侧分别为进气侧和出气侧,第一出水口和第二出水口分别位于进气侧和出气侧;
[0010] 第一出水室通过第一水与进水口相连通,第一出水口与第一进水室相连通,一级散热器芯体和二级散热器芯体均与中水室相连通;
[0011] 一端的第二散热器水室通过第二水泵与内燃机的冷却液进口相连通,内燃机的冷却液出口与另一端的第二散热器水室相连通。
[0012] 在其中一些实施例中,水空中冷器的两端分别具有第一中冷器水室和第二中冷器水室,进水口设置在第一中冷器水室,第一出水口和第二出水口设置在第二中冷器水室。
[0013] 在其中一些实施例中,进水口位于出气侧。
[0014] 在其中一些实施例中,第二中冷器水室通过隔板分为两个舱室,第一出水口和第二出水口分别设置在两个舱室上。
[0015] 在其中一些实施例中,水空中冷器具有第一中冷器水室、第二中冷器水室和第三中冷器水室,第一中冷器水室和第三中冷器水室分别位于出气侧和进气侧,并均位于水空
中冷器的同一端,第二中冷器水室位于水空中冷器的另一端,进水口设置在第一中冷器水
室,第一出水口设置在第三中冷器水室,第二出水口设置在第二中冷器水室。
[0016] 在其中一些实施例中,第一散热器和第二散热器并排设置,第一散热器和第二散热器的宽度方向为纵向,两个第二散热器水室分别具有第二出液口和第二进液口,第二进
液口与内燃机的冷却液出口相连通,第二出液口通过第二水泵与内燃机的冷却液进口相连
通,第二出液口和第二进液口分别位于纵向上的两侧;
[0017] 第一进水室、第一出水室和中水室分别具有第一进液口、第一出液口和中间进液口,第一出液口与第二出液口位于同一端,并位于纵向上远离第二出液口的一侧,第一进液
口位于第一出液口和第二出液口之间,中间进液口位于纵向上远离第二进液口的一侧。
[0018] 基于上述技术方案,本发明实施例中第一散热器具有两个散热器芯体,并且两个散热器芯体通过中水室串联,将水空中冷器出气侧的冷却液引入到中水室中,提高了第一
散热器的平均温差,在不增加散热面积甚至减小散热面积的情况下提高冷却系统的散热性
能,冷却系统能够在更高的极限使用环境下保证内燃机的正常运转,能够在提高极限使用
温度的情况下减小冷却系统的外形尺寸,解决了传统结构冷却系统存在的散热性能较弱、
极限使用环境温度较低、外形尺寸大的问题。
附图说明
[0019] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0020] 图1为现有技术中高低温散热系统的原理框图
[0021] 图2为本发明内燃机用热交换器冷却系统实施例一的原理框图;
[0022] 图3为本发明内燃机用热交换器冷却系统实施例二的原理框图;
[0023] 图4为本发明内燃机用热交换器冷却系统实施例三的原理框图;
[0024] 图5为本发明内燃机用热交换器冷却系统实施例四的原理框图;
[0025] 图中:
[0026] 1、第一散热器;1A、第一散热器芯体;1B、第一散热器水室;11、一级散热器芯体;12、二级散热器芯体;13、中水室;14、第一进水室;15、第一出水室;101、第一进液口;102、第一出液口;103、中间进液口;
[0027] 2、第二散热器;2A、第二散热器芯体;2B、第二散热器水室;201、第二进液口;202、第二出液口;
[0028] 3、水空中冷器;3A、进气侧;3B、出气侧;31、进水口;32、第一出水口;33、第二出水口;34、第一中冷器水室;35、第二中冷器水室;36、中冷器芯体;37、隔板;38、第三中冷器水室;
[0029] 4、水泵;41、第一水泵;42、第二水泵;5、内燃机;61、低温换热器;62、高温换热器。

具体实施方式

[0030] 下面将结合本发明实施例中的附图,对实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而非全部的实施例。基于本发明
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,
都属于本发明保护的范围。
[0031] 在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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
本发明的限制。
[0032] 术语“第一”、“第二”、“第三”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”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
[0033] 在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“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发明中的具体含义。
[0034] 如图2至图4所示,在本发明内燃机用热交换器冷却系统的一个示意性实施例中,该内燃机用热交换器冷却系统包括第一散热器1、第二散热器2和水空中冷器3。
[0035] 第一散热器1和第二散热器2沿着进风方向依次设置,第一散热器1具有第一散热器芯体1A以及设置在第一散热器芯体1A两端的两个第一散热器水室1B。第一散热器芯体1A
沿着进风方向依次分为一级散热器芯体11和二级散热器芯体12,一端的第一散热器水室1B
为中水室13,另一端第一散热器水室1B分为与一级散热器芯体11相连通的第一出水室15和
与二级散热器芯体12相连通的第一进水室14。第二散热器2具有第二散热器芯体2A以及设
置在第二散热器芯体2A两端的两个第二散热器水室2B。水空中冷器3具有进水口31和出水
口,出水口包括第一出水口32和第二出水口33,水空中冷器3的两侧分别为进气侧3A和出气
侧3B,第一出水口32和第二出水口33分别位于进气侧3A和出气侧3B;第一出水室15通过第
一水泵41与进水口31相连通,第一出水口32与第一进水室14相连通,一级散热器芯体11和
二级散热器芯体12均与中水室13相连通。一端的第二散热器水室2B通过第二水泵42与内燃
机5的冷却液进口相连通,内燃机5的冷却液出口与另一端的第二散热器水室2B相连通。
[0036] 在第一水泵41的驱动下,第一出水室15流出的第一冷却液,流动至水空中冷器3,而后分为两部分,一部分通过第一出水口32流动至第一进水室14,再通过二级散热器芯体
12流动至中水室13;另一部分通过第二出水口33流动至中水室13,并与由第一进水室14流
入中水室13的第一冷却液汇流,汇流后的第一冷却液通过一级散热器芯体11流动至第一出
水室15,并再次被第一水泵41泵出,进行第一冷却液的循环。
[0037] 在第二水泵42的驱动下,由第二散热器2第一端的第二散热器水室2B流出的第二冷却液,通过冷却液进口流入内燃机5,而后通过冷却液出口流出内燃机5,并流入第二散热
器2第二端的第二散热器水室2B,再通过第二散热器芯体2A流动至第二散热器2第一端的第
二散热器水室2B,再次被第二水泵42泵出,进行第二冷却液的循环。
[0038] 涡轮增压后的进气由进气侧吹入,并由出气侧吹出,从而穿过水空中冷器3。高温的进气在水空中冷器3中与第一冷却液进行热交换而降温吹出,第一冷却液在水空中冷器3
中吸收进气的热量而温度升高。
[0039] 进风穿过第一散热器1和第二散热器2,冷却液由散热器一端的水室通过散热器芯体流动至另一端水室的过程中,与穿过的进风进行热交换。进风依次穿过一级散热器芯体
11、二级散热器芯体12和第二散热器芯体2A,从而依次与一级散热器芯体11中的第一冷却
液、二级散热器芯体12中的第一冷却液以及第二散热器芯体2A中的第二冷却液进行热交
换,进风吹过三个散热器芯体的过程中,温度逐渐升高。
[0040] 涡轮增压后的进气由进气侧3A向出气侧3B流动的过程中,温度逐渐降低,即出气侧3B的进气温度低于进气侧3A的进气温度。第一冷却液由水空中冷器3一端流向另一端的
过程中,靠近出气侧3B流动的第一冷却液与出气侧3B的进气进行热交换,由于出气侧3B的
进气温度相对较低,使靠近出气侧3B流动的第一冷却液相比于靠近进气侧3A流动的第一冷
却液,其温度相对较低,将温度相对较低的该部分第一冷却液通过第二出水口33送入中水
室13,而温度相对较高的另一部分第一冷却液通过第一出水口32送入第一进水室14。
[0041] 第一冷却液由第一进水室14流动至中水室13的过程中,与进气热交换而温度降低,第一冷却液在中水室13进一步的与由第二出水口33送入的第一冷却液汇流后,温度进
一步降低,然后进入一级散热器芯体11。第一冷却液由中水室13流动至第一出水室15的过
程中,与进风热交换而温度更进一步降低,再由第一水泵41循环回到水空中冷器3,再次进
行与高温进气的热交换。
[0042] 内燃机5运转产生的热量传递至第二冷却液中,并送入第二散热器2第二端的第二散热器水室2B中,第二冷却液由第二端的第二散热器水室2B通过第二散热器芯体2A流动至
第一端的第二散热器水室2B过程中,与进风热交换而温度降低,再由第二水泵42循环回到
内燃机5,再次进行内燃机5的散热。
[0043] 由于温度相对较低的一部分第一冷却液先由水空中冷器3引入到二级散热器芯体12与一级散热器芯体11之间的中水室13,温度相对较高的另一部分第一冷却液由水空中冷
器3引入到第一进水室14,并在二级散热器芯体12中与进风热交换进行散热,使中水室13中
两部分第一冷却液混合后的温度更低,在第一出水室15中第一冷却液的温度保持不变的情
况下,使一级散热器芯体11两端第一冷却液的温度差更低,进风通过一级散热器芯体11之
前和之后的温度差更低,进一步的,由于进风通过一级散热器芯体11之前和之后的温度差
降低,从而使进风通过二级散热器芯体12之前的温度较低,进风通过二级散热器芯体12之
前和之后的温度差较低,最终使第一散热器1的平均温差更高。
[0044] 如图1所示的传统结构冷却系统应用于内燃机的散热,在环境温度为45℃时,进风为45℃。为了满足水空中冷器对进气的散热需求,低温换热器61第一端流出的第一冷却液
为65℃,并通过水泵4由进水口送入水空中冷器3的进水端,水空中冷器3进水端内的第一冷
却液为65℃。涡轮增压后的进气通过水空中冷器3,第一冷却液由水空中冷器3进水端流动
至水空中冷器3出水端的过程中,与高温的进气热交换,使由水空中冷器3出水端上出水口
流出的第一冷却液达到77℃,并送入低温换热器61的第二端。高温的进气通过水空中冷器3
后,由240℃降低至75℃。77℃的第一冷却液由水空中冷器3送入低温换热器61的第二端,并
在由低温换热器61第二端流动至低温换热器61第一端的过程中,与45℃的进风进行热交
换,使第一冷却液的温度降低至65℃,再次通过水泵4送向水空中冷器3,而流出低温换热器
61的进风由于吸收了第一冷却液的热量而升至66℃。内燃机5产生的热量使流出的第二冷
却液温度达到100℃,100℃的第二冷却液送入高温换热器62的第二端,并在由高温换热器
62第二端流动至高温换热器62第一端的过程中,与66℃的进气进行热交换,使第二冷却液
的温度降低至93℃,再次通过水泵4送向内燃机5,而流出高温换热器62的进风由于吸收了
第二冷却液的热量而升至80℃。
[0045] 由此可知,传统结构冷却系统应用于内燃机的散热在环境温度为45℃时,低温换热器61的平均温差为15.1,高温换热器62的平均温差为23.3。传统结构冷却系统应用于内
燃机的散热在环境温度为50℃时,低温换热器61的平均温差为9.8,高温换热器62的平均温
差为18.3,即极限的环境温度升高,低温换热器61和高温换热器62的平均温差降低,为了保
证传统结构冷却系统的散热量能够满足内燃机的散热需求,增大散热量,只能增加散热器
的散热面积,无法达到提高极限使用环境温度并降低散热器外形尺寸的需求。
[0046] 如图2至图4所示的本发明内燃机用热交换器冷却系统,应用于内燃机的散热,在环境温度为50℃时,进风为50℃,内燃机的工作状态以及水泵的工作状态保持固定不变。为
了满足水空中冷器对进气的散热需求,第一出水室15流出的第一冷却液同样为65℃,并通
过第一水泵41由进水口31送入水空中冷器3的第一端,水空中冷器3第一端内的第一冷却液
为65℃。涡轮增压后的进气通过水空中冷器3,第一冷却液由水空中冷器3第一端流动至水
空中冷器3第二端的过程中,一部分靠近进气侧3A,另一部分靠近出气侧3B,并均与高温的
进气热交换。高温的进气通过水空中冷器3的过程中,由进气侧3A的240℃降低至出气侧3B
的75℃,由于进气侧3A的进气温度较高,出气侧3B的进气温度相对较低,使靠近进气侧3A流
动的第一冷却液升温至88℃,并通过第一出水口32送至第一进水室14中,而靠近出气侧3B
流动的第一冷却液仅升温至68℃,并通过第二出水口33送至中水室13中。88℃的第一冷却
液在由第一进水室14流动至中水室13的过程中,与60℃进风进行热交换,使通过二级散热
器芯体12流入中水室13的第一冷却液温度为74℃,68℃的第一冷却液与之汇流后,第一冷
却液降温至71℃,并送入一级散热器芯体11。71℃的第一冷却液在由中水室13通过一级散
热器芯体11流动至第一出水室15的过程中,与50℃的进风进行热交换,使第一冷却液的温
度降低至65℃,再次通过第一水泵41送向水空中冷器3,而流出一级散热器芯体11的进风由
于吸收了其中第一冷却液的热量仅上升至60℃,从而吹入二级散热器芯体12与其中的第一
冷却液进行热交换。内燃机产生的热量使流出的第二冷却液温度达到100℃,100℃的第二
冷却液送入第二散热器2第二端的第二散热器水室2B,并在由第二端的第二散热器水室2B
通过第二散热器芯体2A流动至第一端的第二散热器水室2B过程中,与71℃的进气进行热交
换,使第二冷却液的温度降低至93℃,再次通过第二水泵42送向内燃机5,而流出第二散热
器2的进风由于吸收了第二冷却液的热量而升至85℃。
[0047] 由此可知,本发明内燃机用热交换器冷却系统应用于内燃机的散热在环境温度为50℃时,一级散热器芯体11的平均温差为12.9,二级散热器芯体12的平均温差为15.5,第二
散热器2的平均温差为18.3。因此,相比于传统结构冷却系统应用于内燃机的散热在环境温
度为50℃时,本发明内燃机用热交换器冷却系统中第一散热器1整体具有更高的平均温差,
在不增加散热面积的情况下,能够达到更多的散热量,或者在减小散热面积的情况下,使散
热量满足散热需求,具备更强的散热性能,在更高的50℃的极限使用环境温度的情况下,不
增加甚至减小散热器外形尺寸,即能够达到提高极限使用环境温度并降低散热器外形尺寸
的需求。进一步的,相比于更高更极限的50℃环境温度,本发明内燃机用热交换器冷却系统
应用于内燃机的散热在环境温度较低的45℃时,更加能够达到满足45℃的极限使用环境温
度下,并降低散热器外形尺寸的需求。
[0048] 在上述示意性实施例中,内燃机用热交换器冷却系统中第一散热器通过设置两个散热器芯体,并通过中水室将两个散热器芯体串联,水空中冷器出气侧温度相对较低的冷
却液引入到中水室,从而提高一级散热器芯体和二级散热器芯体在更高极限环境温度下的
平均温差,即提高了第一散热器整体的平均温差,在不增加散热面积,甚至减小散热面积的
情况下,满足内燃机的散热需求,降低冷却系统中散热器的外形尺寸,解决了传统结构冷却
系统存在的散热性能较弱、极限使用环境温度较低、外形尺寸大的问题。
[0049] 在一些实施例中,如图3所示,水空中冷器3的两端分别具有第一中冷器水室34和第二中冷器水室35,进水口31设置在第一中冷器水室34,第一出水口32和第二出水口33设
置在第二中冷器水室35。
[0050] 第一冷却液由进水口31进入一端的第一中冷器水室34,进一步通过中间的中冷器芯体36流动至另一端的第二中冷器水室35,再由第一出水口32和第二出水口33送出。进气
穿过水空中冷器3,吹过中冷器芯体36,与流过的第一冷却液进行热交换。中冷器芯体36具
有较大的表面积,使冷却液能够与流过的进气充分的进行热交换。
[0051] 传统结构冷却系统的水空中冷器3,其进水口和出水口均位于对应水箱的中部,冷却液由进水口进入一端的水箱后,分流到中冷器芯体宽度方向上的各个管道中,再在另一
端水箱汇流至中心后,通过出水口流出。第一出水口32和第二出水口33均设置在一端的第
二中冷器水室35,相比于传统结构的水空中冷器改变了出水口的设置数量和设置位置,即
可将经过与进气热交换后温度较高和温度较低的两部分第一冷却液分别引出,传统结构的
水空中冷器便于进行改造。
[0052] 在一些实施例中,进水口31位于出气侧3B。位于出气侧3B的进水口31,能够避免第一冷却液刚刚进入水空中冷器3即与高温的进气进行热交换,保证第一冷却液能够分为高
温部分和低温部分。高温的进气通过水空中冷器3时,由进气侧3A流入,由出气侧3B流出,流
动过程中进气的温度逐渐降低,第一出水口32和第二出水口33分别位于进气侧3A和出气侧
3B,靠近进气侧3A温度较高的第一冷却液由第一出水口32流出,靠近出气侧3B流动而温度
较低的第一冷却液由第二出水口33流出。
[0053] 在一些实施例中,如图4所示,第二中冷器水室35通过隔板37分为两个舱室,第一出水口32和第二出水口33分别设置在两个舱室上。靠近进气侧3A流动的第一冷却液与靠近
出气侧3B流动的第一冷却液,在进入第二中冷器水室35后,被隔板37隔开,从而避免温度不
同的两部分第一冷却液发生混合而升高第二出水口33所送出第一冷却液的温度。
[0054] 在一些实施例中,如图2所示,水空中冷器3具有第一中冷器水室34、第二中冷器水室35和第三中冷器水室38。第一中冷器水室34和第三中冷器水室38分别位于出气侧3B和进
气侧3A,并均位于水空中冷器3的同一端,第二中冷器水室35位于水空中冷器3的另一端,进
水口31设置在第一中冷器水室34,第一出水口32设置在第三中冷器水室38,第二出水口33
设置在第二中冷器水室35。
[0055] 第一冷却液由进水口31进入第一端的第一中冷器水室34,通过靠近出气侧3B的中冷器芯体36,进入第二端的第二中冷器水室35,第二中冷器水室35中的第一冷却液一部分
通过第二出水口33流入中水室13,另一部分通过靠近进气侧3A的中冷器芯体36,回到第一
端的第三中冷器水室38,进而通过第一出水口32送向第一进水室14。
[0056] 第一出水口32流出的第一冷却液,在水空中冷器3内的流动轨迹呈U形,两次通过中冷器芯体36,更充分的与进气进行热交换,将更多的热量通过第一冷却液送向第一进水
室14,由平均温差较大的二级散热器芯体12散出,提高散热效率。相比于将第一出水口32和
第二出水口33设置在同一个水室,第二中冷器水室35仅具有第二出液口202,中冷器芯体36
仅有靠近出气侧3B的第一冷却液流入,避免高低温两部分第一冷却液在排出水空中冷器3
之前,在同一水室一定程度的混合而产生热交换,最大程度的降低第二出水口33输出的第
一冷却液温度。
[0057] 在一些实施例中,如图5所示,第一散热器1和第二散热器2并排设置,第一散热器1和第二散热器2的宽度方向为纵向,两个第二散热器水室2B分别具有第二出液口202和第二
进液口201,第二进液口201与内燃机5的冷却液出口相连通,第二出液口202通过第二水泵
42与内燃机5的冷却液进口相连通,第二出液口202和第二进液口201分别位于纵向上的两
侧;
[0058] 第一进水室14、第一出水室15和中水室13分别具有第一进液口101、第一出液口102和中间进液口103,第一出液口102与第二出液口202位于同一端,并位于纵向上远离第
二出液口202的一侧,第一进液口101位于第一出液口102和第二出液口202之间,中间进液
口103位于纵向上远离第二进液口201的一侧。
[0059] 第一散热器1的第一进液口101与中间进液口103以及中间进液口103与第一出液口102均呈一定程度的对设置,第二散热器2的第二进液口201与第二出液口202也呈一定
程度的对角设置,使冷却液在对应的散热器中都能够充分分布,保证热交换效率,并且散热
器顶部和底部的液口在进风方向上均呈交错设置,使连接管路也能够交错布设,充分利用
散热器上方和下方的空间,进一步减小冷却系统的外形尺寸。
[0060] 高温的第一冷却液由底部进入第一散热器1的二级散热器芯体12,使之流动至中水室时,温度大幅降低,二级散热器芯体12顶部传递给进风的热量较少,使顶部的进风能
更多地吸收第二散热器2顶部送入且高温的第二冷却液,提高散热效率。
[0061] 最后应当说明的是:本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0062] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体
实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离本发明技术方案的精神,
其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
QQ群二维码
意见反馈