水冷中冷器进气室导流板优化结构的制作方法

1.本实用新型涉及技术领域，特别涉及水冷中冷器进气室导流板优化结构。


背景技术：

2.中冷器是发动机增压系统的一部分,主要作用是对增压空气进行冷却降温，防止增压空气温度过高而损害发动机，由于增压空气需要经过中冷器才能进入发动机，在这个过程中，增压空气会损失一定的压力，从而影响发动机的输出性能。
3.水冷式中冷器相对于空冷式中冷器具有体积小，增压空气的压力损失小的性能优点，但由于整车空间管路布置的限制，中冷器的进出气室的外部形状往往无法按照最优的性能需求来进行气室的设计。
4.因此，如何进一步的减少增压空气的压力损失，提高中冷器的换热效率成为本领域技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型提供水冷中冷器进气室导流板优化结构，实现的目的是改善增压空气的流量分布，从而减少增压空气的压力损失并提高中冷器的换热效率。
6.为实现上述目的，本实用新型公开了水冷中冷器进气室导流板优化结构，进气室与水冷中冷器的芯体的进气部连接；所述进气室包括进气管，以及与所述芯体的进气部连接的出气口。
7.其中，所述进气管的气流输入方向与所述出气口的气流输出方向垂直；
8.所述进气管和所述出气口之间通过一个锥形管结构连接；
9.所述锥形管结构的内腔与所述进气管内腔之间通过光滑的弧形内腔过渡；
10.所述锥形管结构的内腔与所述进气管管壁呈小于180度夹角的侧壁上设有导流板；
11.所述导流板与所述进气管的气流输入方向垂直，与所述出气口的丘留输出方向平行，朝向所述锥形管结构的内壁的所有边缘均与所述锥形管结构的内壁连接成一体，朝向所述出气口的边缘对应所述进气管的气流输入方向的位置设有一半圆形缺口。
12.所述导流板与所述进气管的进气端之间的距离与所述进气管的进气端与所述锥形管结构的内腔内壁的最远距离之比为0.65至0.67；
13.所述导流板朝向所述出气口的边缘与所述出气口之间的距离与所述出气口至所述锥形管结构的内腔的最远距离之比为0.49至0.51；
14.所述半圆形缺口占据所述导流板阻挡表面积的35％至40％。
15.优选的，所述芯体的另一端与出气室连接。
16.优选的，所述导流板与所述进气管的进气端之间的距离为84.8毫米；
17.所述进气管的进气端与所述锥形管结构的内腔内壁的最远距离为129.1毫米。
18.优选的，所述导流板朝向所述出气口的边缘与所述出气口之间的距离为 40.5毫米；
19.所述出气口至所述锥形管结构的内腔的最远距离为81.5毫米。
20.优选的，所述半圆形缺口的半径为10.5毫米，阻挡表面积约为184平方毫米。
21.本实用新型的有益效果：
22.本实用新型的应用能够改善增压空气的流量分布，从而减少增压空气的压力损失并提高中冷器的换热效率。
23.以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
附图说明
24.图1示出本实用新型一实施例与水冷中冷器的芯体连接的结构示意图。
25.图2示出本实用新型一实施例中锥形管结构的内腔结构示意图。
26.图3示出本实用新型另一实施例中锥形管结构的内腔结构示意图。
27.图4示出本实用新型一实施例中导流板朝向进气管一面的结构示意图。
28.图5示出本实用新型另一实施例中导流板朝向进气管一面的结构示意图。
29.图6示出现有技术的流线图。
30.图7示出本实用新型一实施例的流线图。
31.图8示出现有技术的管子流体分布图。
32.图9示出本实用新型一实施例的管子流体分布图。
具体实施方式
33.实施例
34.如图1至图3和图5所示，水冷中冷器进气室导流板优化结构，进气室1 与水冷中冷器的芯体2的进气部连接；进气室1包括进气管5，以及与芯体2 的进气部连接的出气口6。
35.其中，进气管5的气流输入方向与出气口6的气流输出方向垂直；
36.进气管5和出气口6之间通过一个锥形管结构7连接；
37.锥形管结构7的内腔与进气管5内腔之间通过光滑的弧形内腔过渡；
38.锥形管结构7的内腔与进气管5管壁呈小于180度夹角的侧壁上设有导流板4；
39.导流板4与进气管5的气流输入方向垂直，与出气口6的丘留输出方向平行，朝向锥形管结构7的内壁的所有边缘均与锥形管结构7的内壁连接成一体，朝向出气口6的边缘对应进气管5的气流输入方向的位置设有一半圆形缺口8。
40.导流板4与进气管5的进气端之间的距离与进气管5的进气端与锥形管结构7的内腔内壁的最远距离之比为0.65至0.67；
41.导流板4朝向出气口6的边缘与出气口6之间的距离与出气口6至锥形管结构7的内腔的最远距离之比为0.49至0.51；
42.半圆形缺口8占据导流板4阻挡表面积的35％至40％。
43.在某些实施例中，芯体2的另一端与出气室3连接。
44.在某些实施例中，导流板4与进气管5的进气端之间的距离为84.8毫米；
45.进气管5的进气端与锥形管结构7的内腔内壁的最远距离为129.1毫米。
46.在某些实施例中，导流板4朝向出气口6的边缘与出气口6之间的距离为 40.5毫米；
47.出气口6至锥形管结构7的内腔的最远距离为81.5毫米。
48.在某些实施例中，半圆形缺口8的半径为10.5毫米，阻挡表面积约为184平方毫米。
49.在实际应用中，当增压空气从进气管5进入后，增压空气首先接触的进气室的内壁，锥形管结构7的内腔与进气管5管壁呈小于180度夹角的侧壁，然后再进入到气侧管子通道。
50.上述增压空气进入方式导致了在锥形管结构7内部形成了较大的涡流，增压空气到每根管子的流量分布不够均匀。
51.然而，气室内的气体流动分布情况直接影响了中冷器的换热效率。
52.如图2和图3所示，进气室内部增加的导流板能够强行改变流量方向，改善气体在气室中间涡流，导流板4距管口84.8mm，导流板4底部距进气室底部 40.5mm，整个导流板4大致位于进气室腔体的中上位置，且与管口端面平行，能保证气体能直接冲击在导流板上。
53.如图4中示出的现有技术，在未添加导流板4的进气室流线图中，气体大部分顺着气室背部进入管子，导致气体的在气室中间形成较大的涡流，中间的管子流量分布差。
54.如图5所示，在添加导流增加了导流板4后的进气室流线图，导流板4强行改变了气体的流量方向，破坏了气体的在气室中间大涡流，改变各个管子流量分布，中间的半圆型的通道是为了避免阻挡过多的气体，使添加导流板4后的气室腔体形成更大的涡流体积.
55.如图6和图7所示，在同样的工况下，每根管子的流量速度分布一致性情况，所使用的参考指标为ui(一致性)，计算公式如下：
[0056][0057]
其中，φf为每根管子面积平均速度；为所有管子的平均流量；af为每根管子的横截面积
[0058]
由图6和图7可知，气室中未加导流板的情况下每根管子的流量速度分布一致性达87.85％，气室中加导流板的情况下每根管子的流量速度分布一致性达 90.49％，相对改善了2.64％。
[0059]
基于气室内部涡流体积的减少和每根管子的流量速度分布一致性情况改善，增压空气的压力损失也在一定程度上的减少，cfd的压降计算结果如下：
[0060] baseopt1sum3751pa3353pa
[0061]
上表中，base为进气室没带导流板的压降结果，opt1为进气室带导流板的压降结果，sum为压力损失值。通过cfd的结果得知opt1比base的压力损失减少了10.6％，有着较为明显的改善。
[0062]
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领
域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。