一种空气冷却器的制作方法

1.本实用新型涉及发动机技术领域，特别涉及一种空气冷却器。


背景技术：

2.目前，几乎所有的船舶柴油发动机均采用废气涡轮增压系统。为了降低增压后的空气温度，提高进气密度从而改善柴油发动机的动力性和经济性，空气冷却器成了必不可少的设备，空气冷却器的工作原理是使用低温的海水对高温的进气进行冷却，以使进入到柴油发动机中的空气具有合适的温度。但是由于船舶的工作特点，经常在热带地区和寒带地区轮回工作，对于无限航区的船舶，设计空气冷却器时常把环境条件选为热带条件，即海水温度32℃，压气机入口温度45℃。但当船舶驶入寒带地区或者部分负荷工作时，空气冷却器的换热面积就显得过于富足(即冷却过剩)，会造成进气温度低，燃烧不良等现象。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提供了一种空气冷却器，其能够改变换热面积，从而实现对进气温度的调节。
4.为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种空气冷却器，包括：
6.顶部端盖，具有用于布置冷却管道的多个冷却腔；
7.底部端盖，具有用于布置冷却管道的多个冷却腔，位于全部所述冷却腔内的所述冷却管道串联导通以形成冷却通路，所述冷却通路包括第一冷却路段和第二冷却路段；
8.设置在所述第一冷却路段和所述第二冷却路段的连通部位的阀门，开启的所述阀门能够使冷却液仅流经所述第一冷却路段并从阀门中排出。
9.优选的，上述空气冷却器中，所述顶部端盖包括并排设置的第一冷却腔和第二冷却腔，所述底部端盖包括并排设置的第三冷却腔、第四冷却腔和第五冷却腔，所述冷却管道依次经过所述第三冷却腔、所述第一冷却腔、所述第四冷却腔、所述第二冷却腔和所述第五冷却腔。
10.优选的，上述空气冷却器中，所述阀门位于所述第四冷却腔内。
11.优选的，上述空气冷却器中，所述第一冷却路段和所述第二冷却路段的长度相等。
12.优选的，上述空气冷却器中，所述底部端盖上设置有阀门壳体，所述阀门设置在所述阀门壳体内。
13.优选的，上述空气冷却器中，所述冷却通路的两端分别为冷却液进口端和冷却液出口端，并且所述冷却液进口端和所述冷却液出口端均位于所述底部端盖上；所述底部端盖上设置有旁通管道，所述旁通管道连通所述阀门和所述冷却液出口端。
14.优选的，上述空气冷却器中，所述阀门在操纵杆的带动下转动以改变开度，所述操纵杆在控制器的控制下动作，并且所述操纵杆和所述控制器均设置在所述空气冷却器的壳体外部。
15.优选的，上述空气冷却器中，所述空气冷却器的出气口设置有温度传感器，所述控制器根据所述温度传感器检测到的出气温度控制所述阀门的开度。
16.本实用新型提供的空气冷却器，在顶部端盖和底部端盖的冷却腔内布置的冷却管道串联导通成了冷却通路，此冷却通路上设置有阀门，冷却通路的位于阀门上游的部分为第一冷却路段，位于阀门下游的部分为第二冷却路段，在阀门未开启时，冷却液在冷却通路中流动时先流经第一冷却路段再流经第二冷却路段，即流经整个冷却通路以对进气进行充分冷却，而在阀门开启时，冷却液在流经第一冷却路段后，会从开启的阀门中流出至空气冷却器的外部，即冷却液不再流经第二冷却路段，如此就实现了空气冷却器换热面积的改变，对进气的冷却程度得以降低，避免了空气冷却器冷却能力过剩的问题。上述的空气冷却器，通过改变换热面积，可以在不改变冷却液流量的前提下实现对进气温度的调节，能够更好的满足柴油发动机在不同地区的工作需求。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型实施例提供的冷却通路在顶部端盖和底部端盖之间布置的结构示意图；
19.图2为阀门开启后冷却液的流通路径示意图；
20.图3为阀门、阀门壳体、操纵杆和控制器配合的结构示意图。
21.在图1
‑
图3中：
[0022]1‑
顶部端盖，2
‑
底部端盖，3
‑
阀门，4
‑
第一冷却腔，5
‑
第二冷却腔，6
‑
第三冷却腔，7
‑
第四冷却腔，8
‑
第五冷却腔，9
‑
阀门壳体，10
‑
冷却液进口，11
‑
冷却液出口，12
‑
操纵杆，13
‑
控制器。
具体实施方式
[0023]
本实用新型提供了一种空气冷却器，其能够改变换热面积，从而实现对进气温度的调节。
[0024]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[0025]
如图1
‑
图3所示，本实用新型实施例提供了一种空气冷却器，该空气冷却器能够适用于船舶使用的柴油发动机，其主要包括顶部端盖1、底部端盖2、冷却通路和阀门3，其中，空气冷却器具有围成其侧壁的筒状壳体，顶部端盖1用于封堵筒状壳体的顶部端口，底部端盖2用于封堵筒状壳体的底部端口，并且顶部端盖1的内壁上形成有用于布置冷却管道的多个冷却腔，同样的，底部端盖2的内壁上也形成有用于布置冷却管道的多个冷却腔，冷却管道在布置时，先将其从底部端盖2的冷却腔内引出，穿过筒状壳体的内腔后进入到顶部端盖
1的冷却腔中，在顶部端盖1的冷却腔中拐弯后再次穿过筒状壳体的内腔并进入到底部端盖2的冷却腔，在底部端盖2的冷却腔内拐弯后再进入筒状壳体的内腔
……
，如此往复循环以布满空气冷却器的内腔，并最终从底部端盖2的冷却腔内引出，以此种方式布置的冷却管道，即分布于全部冷却腔内的冷却管道通过串联导通以形成冷却通路，并且在冷却通路上设置阀门3，本实施例将整个冷却通路分为位于阀门3上游(此“上游”以及后述的“下游”是依据冷却液的流动方向定义的)的第一冷却路段和位于阀门3下游的第二冷却路段，即阀门3设置在第一冷却路段和第二冷却路段的连通部位，此阀门3能够控制第一冷却路段和第二冷却路段的导通，也能够控制第一冷却路段不与第二冷却路段导通但与空气冷却器的外部管道导通，具体是：当空气冷却器用于船舶柴油发动机时，冷却液为海水，在船舶处于寒带地区时，海水温度较低(其对进气具有较高的冷却效果)，令阀门3开启，第一冷却路段不与第二冷却路段导通，冷却液在流经第一冷却路段后不再进入第二冷却路段，而是直接经过开启的阀门3流出空气冷却器(如图2所示)，如此就能够避免冷却液在第二冷却路段内的流动，使得第二冷却路段不会对进气进行冷却，整个冷却通路只有部分路段(即第一冷却路段)对进气进行冷却；在船舶处于热带地区时，海水温度较高(其对进气的冷却效果降低)，令阀门3关闭，第一冷却路段与第二冷却路段导通且不再与空气冷却器的外部管道导通，冷却液在流经第一冷却路段后会进入到第二冷却路段中(如图1所示)，以使第二冷却路段正常起到对进气的冷却作用，此时整个冷却通路均对进气进行冷却。
[0026]
通过采用上述结构，就能够在环境温度变化或者柴油发动机负荷变化时，通过阀门3的开关实现空气冷却器有效换热面积的改变，进而在不改变冷却液流量的前提下实现了对进气冷却程度的调节，使得进气可以以合适温度进入到柴油发动机中燃烧，保证燃烧的高效进行。
[0027]
优选的，如图1所示，令顶部端盖1包括并排设置的第一冷却腔4和第二冷却腔5，令底部端盖2包括并排设置的第三冷却腔6、第四冷却腔7和第五冷却腔8，冷却管道依次经过第三冷却腔6、第一冷却腔4、第四冷却腔7、第二冷却腔5和第五冷却腔8。以此种方式设置冷却腔，能够使得冷却管道更加合理、充分的分布于整个空气冷却器的内部，令空气冷却器具有更加良好的冷却效果，且其结构简单、易于加工制造。
[0028]
如图1所示，本技术优选阀门3位于第四冷却腔7内。之所以将阀门3设置在第四冷却腔7内，一方面是因为此部位有利于阀门3的安装，另一方面则是因为如前述内容所说，冷却管道在整个空气冷却器中布置时呈波浪型(如图1中的箭头所示)，并且冷却管道是在第三冷却腔6内引入到空气冷却器中并从第五冷却腔8内引出空气冷却器，所以位于第三冷却腔6和第五冷却腔8中间的第四冷却腔7内布置的冷却管道即为整个冷却通路的中间路段，因此将阀门3设置在第四冷却腔7内可以令阀门3更加靠近整个冷却通孔的中间部位设置，从而能够通过控制阀门3的开闭实现换热面积较大范围的切换，可以使得空气冷却器对冷却效果的调节更加明显。此外，阀门3也可以设置在冷却通路的其他部位，以较小范围的实现换热面积的切换，例如令阀门3更靠近后述的冷却液出口端。
[0029]
进一步的，本实施例令第一冷却路段和第二冷却路段的长度相等，即将阀门3精确的设置在整个冷却通路的正中间部位，以使空气冷却器的换热面积呈倍数切换。此种设置方式仅为本实施例的一种优选设置方式，除此之外，在空气冷却器的冷却效果无需进行如此大范围切换时，如上面所说，也可以将阀门3设置在其他部位，以使换热面积不呈倍数切
换，例如令阀门3设置在整个冷却通路的1/5位置处(阀门3更靠近冷却液出口端设置)、1/4位置处(阀门3更靠近冷却液出口端设置)、1/3位置处(阀门3更靠近冷却液出口端设置)等。
[0030]
如图1所示，优选底部端盖2上设置有阀门壳体9，阀门3设置在阀门壳体9内。即，阀门3通过阀门壳体9与底部端盖2连接，并且阀门3通过在阀门壳体9内动作实现第一冷却路段与外界的连通且与第二冷却路段的断开，以及第一冷却路段与外界的断开且与第二冷却路段的连通。或者，阀门3仅用于控制第一冷却路段和外部管道的通断，而不控制第一冷却路段和第二冷却路段的通断，即第一冷却路段和第二冷却路段始终保持连通，由于阀门3设置在底部端盖2上，即阀门3位于冷却通路的高度较小的部位，所以在阀门3开启后，第一冷却路段中的冷却液会在重力作用下进入到位置较低的阀门3中并在经过阀门3后进入设置位置同样较低的外部管道中，而不会流到设置位置较高的第二冷却路段中，在此种情况下，优选阀门3为圆形的板状件，阀门壳体9为筒状件，且板状件转动的设置在筒状件中，板状件通过绕穿过其圆心的轴线转动就能够实现开闭以及开度的改变。
[0031]
具体的，如图1所示，冷却通路的两端分别为冷却液进口端和冷却液出口端，并且冷却液进口端和冷却液出口端均位于底部端盖2上；底部端盖2上设置有旁通管道，旁通管道连通阀门3和冷却液出口端。在此种结构中，底部端盖2上设置有两个通道口，其分别为冷却液进口10和冷却液出口11，即令冷却液从底部端盖2上进液，也从底部端盖2上出液，同时为了简化结构，本实施例还令连通阀门3和外部管道的旁通管道与冷却液出口11连通，即旁通管道为和第二冷却路段并联设置的管道，以使进入阀门3中的冷却液同样是从空气冷却器的冷却液出口11中排出，从而无需再对与空气冷却器连通的外部管道进行改动(在此种情况下，外部管道特指的是位于空气冷却器外部并连通冷却液出口11以用于导出冷却液的管道)，使得本实施例提供的空气冷却器可以适用于现有结构的船舶。此外，也可以在空气冷却器上单独开设第三个开口以用于导出进入阀门3的冷却液，即旁通管道可以为在空气冷却器中增设的、专门用于排出流经阀门3的冷却液的管道，而此时的外部管道也为在空气冷却器的外部专门增设的用于导流第三开口排出的冷却液的管道。
[0032]
本实施例中，如图3所示，优选阀门3在操纵杆12的带动下转动以改变开度，操纵杆12在控制器13的控制下动作，并且操纵杆12和控制器13均设置在空气冷却器的壳体外部。即，本技术的空气冷却器在能够改变换热面积以对进气温度进行调节的基础之上，还进一步的令其能够通过改变阀门3的开度控制冷却液的流量来对进气温度进行调节，如此就可以令空气冷却器具有双重调节功能，从而可以更加精确的控制冷却效果，更加彻底的解决冷却能力过剩的问题。操纵杆12操作阀门3的方式可以是操纵杆12带动阀门3同步转动，控制器13用于控制操纵杆12的转动方向和转动角度等。而将操纵杆12和控制器13设置在壳体外部，一方面是便于安装，另一方面也便于维护。
[0033]
在能够通过控制冷却液流量实现进气温度调节的基础之上，本实施例还进一步的优选空气冷却器的用于排出被冷却后的进气的出气口处设置有温度传感器，控制器13根据温度传感器检测到的出气温度控制阀门3的开度。即，令本实施例提供的空气冷却器能够实时的根据进气温度来改变对进气的冷却效果，当温度传感器检测到进气温度较高时，即冷却效果较差时，控制器13可以依据此检测结果控制阀门3的开度增大，令冷却液的流量增大，以提升对进气的冷却效果，使得进气温度下降；当温度传感器检测到进气温度较低时，即冷却过剩时，控制器13则可以依据此检测结果控制阀门3的开度减小，以令冷却液的流量
减小，降低对进气的冷却效果，使得进气温度得以上升。如此就可以更加精确、及时的对进气温度进行调节，令空气冷却器的工作性能得到进一步的提升。
[0034]
本说明书中对各部分结构采用递进的方式描述，每个部分的结构重点说明的都是与现有结构的不同之处，空气冷却器的整体及部分结构可通过组合上述多个部分的结构而得到。
[0035]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。