一種渦輪增壓發(fā)動機及其進氣冷卻裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及車輛工程技術領域，特別涉及一種渦輪增壓發(fā)動機的進氣冷卻裝置。本實用新型還涉及一種包括上述進氣冷卻裝置的渦輪增壓發(fā)動機。
【背景技術】
[0002]隨著中國機械工業(yè)的發(fā)展，作為傳統(tǒng)四大工業(yè)的支柱一一汽車產(chǎn)業(yè)已日臻成熟。
[0003]汽車排量在逐漸增大的同時，其排放的有害物質(zhì)也在悄然累積，對廣大群眾的健康和自然環(huán)境都造成了嚴重的破壞。針對此，排放法規(guī)的要求日益嚴格，高功率密度發(fā)動機的發(fā)展和運行條件將更加苛刻。尤其是采用渦輪增壓技術的發(fā)動機，對增壓比的要求更高，而增壓比越高，發(fā)動機的熱負荷就越大，同時散熱需求也越大。這將顯著提高增壓空氣的溫度，大幅增加熱交換器的熱應力，并且發(fā)動機艙空間日益擁擠，限制了空氣流動，不利于中冷器的散熱。而當進氣溫度過高時，氣體密度就會下降，同時充氣效率也隨之降低。在某些型號的渦輪增壓器中，其增壓空氣的溫度可到150°C以上，而發(fā)動機鋁材的抗拉強度在140°C時即開始變差，這對目前各種發(fā)動機的中冷器的耐溫性能和散熱性能提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，某些惡劣的情況下，增壓空氣的溫度已經(jīng)達到發(fā)動機鋁材的耐熱極限。
[0004]因此，如何在渦輪增壓發(fā)動機高負荷運轉(zhuǎn)期間，降低由于增壓空氣溫度過高對中冷器和充氣效率帶來的負面影響，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種渦輪增壓發(fā)動機的進氣冷卻裝置，能夠在渦輪增壓發(fā)動機負荷較高時，降低渦輪增壓器的進氣溫度，保證充氣效率和中冷器的工作性能。本實用新型的另一目的是提供一種包括上述進氣冷卻裝置的渦輪增壓發(fā)動機。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型提供一種渦輪增壓發(fā)動機的進氣冷卻裝置，包括玻璃水箱、用于對進氣渦輪的外殼進行冷卻的冷卻腔、循環(huán)栗、用于使玻璃水落到所述進氣渦輪外殼上的出水頭；所述玻璃水箱、冷卻腔、循環(huán)栗和出水頭通過管路連通并形成回路。
[0007]優(yōu)選地，所述出水頭具體為滴漏頭，且設置于所述冷卻腔的頂部。
[0008]優(yōu)選地，所述出水頭具體為噴射頭，且設置于所述冷卻腔的側(cè)壁。
[0009]優(yōu)選地，還包括冷凝罐，所述冷凝罐一端與所述冷卻腔連通，另一端與所述玻璃水箱連通。
[0010]優(yōu)選地，所述冷卻腔的出口設置于自身底部，且所述冷凝罐的一端與所述冷卻腔的頂部連通。
[0011 ] 優(yōu)選地，還包括設置于所述冷卻腔與所述冷凝罐之間的管路上的泄壓閥。
[0012]優(yōu)選地，還包括用于散熱的混合冷卻罐，所述混合冷卻罐的入口與所述冷卻腔的出口連通，所述混合冷卻罐的出口與所述玻璃水箱連通；所述混合冷卻罐的入口還與所述冷凝罐的出口連通。
[0013]優(yōu)選地，還包括設置于進氣歧管上的進氣溫度傳感器，以及根據(jù)所述進氣溫度傳感器采集的當前進氣溫度值而啟閉所述循環(huán)栗的中央控制器；所述進氣溫度傳感器、中央控制器與循環(huán)栗均信號連通。
[0014]優(yōu)選地，還包括設置于所述循環(huán)栗與出水頭之間的管路上的水壓傳感器，以及設置于所述水壓傳感器與出水頭之間的管路上，并根據(jù)所述水壓傳感器采集的當前管路水壓值而調(diào)整閥門開度的控制閥；所述水壓傳感器與控制閥信號連通。
[0015]本實用新型還提供一種渦輪增壓發(fā)動機，包括缸體和設置于所述缸體上的進氣冷卻裝置，其中，所述進氣冷卻裝置為上述任一項所述的進氣冷卻裝置。
[0016]本實用新型所提供的渦輪增壓發(fā)動機的進氣冷卻裝置，主要包括玻璃水箱、冷卻腔、循環(huán)栗和出水頭。其中，冷卻腔主要用于對進氣渦輪的外殼進行冷卻，循環(huán)栗主要用于為玻璃水在管路中流動提供動力，出水頭主要用于引導玻璃水從其出水口處流出，并落到進氣渦輪的外殼上，通過蒸發(fā)或熱傳導的方式為進氣渦輪內(nèi)的增壓空氣散熱。并且玻璃水箱、冷卻腔、循環(huán)栗和出水頭通過管路連通并形成回路。本實用新型所提供的渦輪增壓發(fā)動機的進氣冷卻裝置，其冷卻介質(zhì)為汽車玻璃水，并且與汽車清潔系統(tǒng)共用同一玻璃水箱，在此基礎上，通過循環(huán)栗、冷卻腔、出水頭共建液壓系統(tǒng)。其中，循環(huán)栗迫使玻璃水箱中的玻璃水循環(huán)流動，然后進入到出水頭中，在出水頭的引導下落到進氣渦輪的外殼上，通過熱交換吸收進氣渦輪的熱量，同時降低進氣渦輪內(nèi)增壓空氣的溫度，然后玻璃水再從冷卻腔的出口流出，并流回玻璃水箱內(nèi)完成液壓循環(huán)。因此，本實用新型所提供的渦輪增壓發(fā)動機的進氣冷卻裝置，能夠在渦輪增壓發(fā)動機高負荷運轉(zhuǎn)期間，降低進氣渦輪內(nèi)的增壓空氣溫度，保證充氣效率和中冷器的工作性能。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本實用新型所提供的一種【具體實施方式】的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]其中，圖1中:
[0020]玻璃水箱一 1，進氣渦輪一 2，冷卻腔一 3，循環(huán)栗一4，出水頭一 5，冷凝罐一 6，泄壓閥一 7，混合冷卻觸一8，進氣溫度傳感器一9，水壓傳感器一 10，控制閥一 11。
【具體實施方式】
[0021]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0022]請參考圖1，圖1為本實用新型所提供的一種【具體實施方式】的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]在本實用新型所提供的一種【具體實施方式】中，渦輪增壓發(fā)動機的進氣冷卻裝置主要包括玻璃水箱1、冷卻腔3、循環(huán)栗4和出水頭5，通過上述部件在渦輪增壓發(fā)動機上共建一套獨立于原有的水一空中冷系統(tǒng)或空一空中冷系統(tǒng)之外的冷卻系統(tǒng)，對進氣渦輪2內(nèi)的增壓空氣進行冷卻。
[0024]其中，玻璃水箱1為汽車清潔系統(tǒng)的固有部件，其內(nèi)盛裝有用于清洗車窗玻璃等的玻璃水，該玻璃水與冷卻液具有相同成分，并且大部分時間都處于閑置狀態(tài)。本實用新型所提供的進氣冷卻裝置，與汽車清潔系統(tǒng)共用同一個玻璃水箱1，避免出現(xiàn)額外的容納部件，提高了機艙布置的緊湊性。此外，在玻璃水箱1內(nèi)還可以設置液位傳感器，實時檢測玻璃水箱1內(nèi)的玻璃水量，當當前玻璃水量低于預設玻璃水量時，液位傳感器即發(fā)出報警信號，提醒乘員及時添加玻璃水。
[0025]循環(huán)栗4是進氣冷卻裝置的動力部件，設置在液壓回路中，主要作用為強迫閑置在玻璃水箱1中的玻璃水在液壓回路中進行循環(huán)流動。
[0026]出水頭5設置在液壓回路中，一般設置在循環(huán)栗4之后(介質(zhì)流動方向)，即玻璃水箱中1的玻璃水會先經(jīng)過循環(huán)栗4之后再到達出水頭5。如此玻璃水在循環(huán)栗4的水壓作用下被引導進出水頭5中，然后從其出口流出，并落到進氣渦輪2的外殼上。并且玻璃水箱1、冷卻腔3、循環(huán)栗4和出水頭5均通過管路連通并形成回路，因此，當玻璃水從出水頭5中流出并落到進氣渦輪2外殼上為其內(nèi)的增壓空氣降溫后將從冷卻腔3的出口流出，進而流回到玻璃水箱1中，等待下一次循環(huán)。
[0027]綜上所述，本實用新型所提供的渦輪增壓發(fā)動機的進氣冷卻裝置，其冷卻介質(zhì)為汽車玻璃水，并且與汽車清潔系統(tǒng)共用同一玻璃水箱1，在此基礎上，通過循環(huán)栗4、冷卻腔3、出水頭5共建液壓系統(tǒng)。循環(huán)栗4迫使玻璃水箱1中的玻璃水循環(huán)流動，然后進入到出水頭5中，在出水頭5的引導下落到進氣渦輪2的外殼上，吸收進氣渦輪2外殼的熱量，同時降低進氣渦輪2內(nèi)增壓空氣的溫度，之后再從冷卻腔3的出口流出，并流回到玻璃水箱1內(nèi)。因此，本實用新型所提供的渦輪增壓發(fā)動機的進氣冷卻裝置，能夠在渦輪增壓發(fā)動機高負荷運轉(zhuǎn)期間，降低進氣渦輪2內(nèi)的增壓空氣溫度，保證充氣效率和中冷器的工作性能。此夕卜，由于本實用新型與汽車清潔系統(tǒng)共用同一個玻璃水箱1，而玻璃水在使用后繼續(xù)回流到玻璃水箱1內(nèi)，因此原有的玻璃水基本無消耗，對原系統(tǒng)影響很小。
[0028]在關于出水頭5的一種具體實施例中，出水頭5可以為滴漏頭，并且設置在冷卻腔3的頂部。如此設置，玻璃水從出水頭5的出口處流出時，其運動形式為“滴落”，并沿重力方向徑直滴落到冷卻腔3的頂部，通過液體蒸發(fā)為氣體的方式，即蒸發(fā)散熱方式為進氣渦輪2的外殼進行散熱，此種方式散熱方式能為進氣渦輪2帶走大量的熱，對增壓空氣的降溫效果明顯。
[0029]另外，出水頭5還可以為噴射頭，并且設置在冷卻腔3的側(cè)壁。如此設置，玻璃水從出水頭5的出口處流出時，其運動形式將為“噴射”，即大量的玻璃水包裹著進氣渦輪2的外殼，主要通過溫度較高介質(zhì)向溫度較低介質(zhì)進行熱傳導的方法，即傳導散熱方式為進氣渦輪2的外殼進行散熱，如此也能有效地控制增壓空氣的溫度。
[0030]此外，考