[实用新型]一种集成水冷进气歧管高效中冷系统

说明书

本实用新型属于冷凝技术领域，公开了一种集成水冷进气歧管高效中冷系统，包括：进排气流通路径和冷却液流通回路；进排气流通路径用于对进气进行增压以及将废气排入到大气中；冷却液流通回路用于调节进气温度。本实用新型提供的电子控制单元对风扇和电子水泵进行同时控制，实现对经过中冷器后的进气温度的精确调节；采用纳米流体作为冷却液，与使用传统车用冷却液相比具有极好的传热冷却效率，使得本实用新型中冷系统能够精确调节进气温度；整个系统冷却效率非常高，使得在相同条件的进气温度冷却需求下(保证冷却性能)，可减小中冷器尺寸，提高进气歧管的设计性能，并使中冷系统更加紧凑，方便中冷系统的布置，降低制造成本。

技术领域

本实用新型属于冷凝技术领域，尤其涉及一种集成水冷进气歧管高效中冷系统。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

伴随着人们对汽车性能和品质的追求越来越高，涡轮增压发动机成为了当前社会汽车发动机的主流。涡轮增压发动机通过提高进气压力以压缩空气来增加进气量，从而提升发动机的功率、提高燃油利用率、减少排放与噪声。但空气经涡轮增压器压缩后，温度会大幅度升高，导致空气密度变低，如果将增压后的空气直接供给发动机气缸，不仅降低空气量，而且会直接增加发动机的热负荷和机械负荷，不利于发动机的工作，尤其是在发动机高转速工况下容易产生爆震和损坏的危险。因此需要在进气系统中采用中冷系统(中冷器)，以降低经过涡轮增压器增压后的空气温度，同时使得进入发动机气缸的空气密度增加，提高充气效率。

中冷器是涡轮增压发动机进气系统中一个十分重要的部件，也是弥补涡轮增压发动机缺陷的产物。就目前而言，汽车领域增压发动机进气中冷系统较为广泛的采用空冷中冷器，空冷中冷器一般安装在发动机舱体通风较好的地方，空冷中冷器对进气空气冷却需要较长的管路，使得进气温度调节难以满足发动机瞬态工况的要求，且冷却效率很低，在增压发动机处于高速高负荷工况下很容易造成发动机缸内燃烧温度过高，产生大量的氮氧化物，严重时还可能造成发动机爆震，使得发动机损坏。

还有一部分增压发动机采用水冷中冷器，此类中冷系统一般处于涡轮增压器之后、进气歧管之前的某段进气管路中。这类中冷系统受限于中冷器布置的原因，通常都有较长的进气流通管路，使得总体的气体流通阻力增加，压力损失增加，无法满足发动机工况的进气压力需求，发动机的瞬态响应性能较差。

为了满足小型化涡轮增压发动机对瞬态响应性能的需求，人们开始采用将水冷中冷器集成在进气歧管中的设计方案，如申请号为“201620765549.4”的中国实用新型专利公开了一种用于增压发动机的集成水冷进气歧管，通过将水冷中冷器集成在进气歧管中，缩短进气中冷系统的流通管路，进气流通阻力减小，压力损失减少，提高充气效率，发动机的瞬态响应性能较好。但是将其应用于传统进气中冷系统中，只通过ECU控制电子水泵的工作以控制中冷器的冷却效率从而调节进气温度，此时进气温度的精度(中冷系统调节的进气温度与发动机不同工况下最佳进气温度的符合程度)难以符合要求。

另外，目前绝大多数进气中冷系统都是使用传统车用冷却液(水与乙二醇掺混配制而成)，虽然传统车用冷却液成本低，但是传热冷却效率较低，无法满足控制后进气温度的精度要求以及发动机的瞬态响应性能较差。

最后，当前大部分进气中冷系统没有考虑发动机冷机工况(发动机冷启动、暖机工况等)下因中冷气体冷却能力过高导致进气温度偏低、降低了发动机热效率的问题，并且增加了燃油消耗、增加了有害物质排放。

综上所述，现有技术存在的问题是：

现有技术中，空冷中冷器对进气空气冷却需要较长的管路，使得进气温度调节难以满足发动机瞬态工况的要求，且冷却效率很低，在增压发动机处于高速高负荷工况下很容易造成发动机缸内燃烧温度过高，产生大量的氮氧化物，严重时还可能造成发动机爆震，使得发动机损坏。