排水装置和中冷器的制作方法

本申请涉及中冷器技术领域，特别是涉及一种排水装置和中冷器。

背景技术

作为提高发动机功率的主要措施，涡轮增压技术的应用越来越广泛。其原理在于，利用涡轮增压器将更多的空气压缩送入发动机气缸，从而增加可燃混合气量，使发动机的燃烧做功能力提高。但增压后的空气具有较高的进气温度，因此，普遍采用中冷器对进入气缸的空气进行冷却。

然而，通过中冷器内部的热空气经冷却后凝结成水滴，并积聚在中冷器底部，当冷凝水累积到一定量时，易造成零件损坏。为此，相关技术中提供了一种设有排水螺塞的中冷器，但这种中冷器需要用户定期操作排水螺塞将水排出，存在操作不便的问题。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有技术中中冷器需手动排水引起操作不便的问题，提供一种能自动排水的排水装置和中冷器。

根据本申请的一个方面，提供一种排水装置，包括：

壳体，所述壳体包括用于与所述中冷器连通的容纳腔，所述壳体上设有第一排水孔；

活动件，设置于所述容纳腔内，所述活动件设有与所述容纳腔连通的第二排水孔，所述活动件活动连接于所述容纳腔，以封堵所述第一排水孔或使所述第一排水孔通过所述第二排水孔与所述容纳腔连通。

上述排水装置，设置容纳腔与中冷器内部连通，使冷凝水进入容纳腔，并流入与容纳腔连通的第二排水孔。设置与容纳腔活动连接的活动件，通过活动件在容纳腔内的运动，实现中冷器在排水和不排水状态之间的切换。具体地，当活动件位于使第一排水孔封堵的位置时，第一排水孔与容纳腔不连通，中冷器不排水，当活动件位于使第一排水孔与第二排水孔连通的位置时，冷凝水经由第二排水孔后从第一排水孔流出壳体，中冷器排水。如此，实现了中冷器的自动排水，使零件不因冷凝水过量而损坏，且节省了操作步骤。

在其中一实施例中，所述活动件适配于所述容纳腔内；

所述排水装置还包括弹性复位件，所述弹性复位件设于所述活动件远离所述进水口的一端，所述弹性复位件被配置为能够提供使所述活动件具有向靠近所述进水口方向移动趋势的弹力。

在其中一实施例中，所述容纳腔包括：

侧壁，与所述活动件适配，所述第一排水孔设于所述侧壁；

底壁，连接于所述侧壁，所述底壁设于所述容纳腔与所述进水口相对的一端，所述底壁设有与所述容纳腔连通的第三排水孔。

在其中一实施例中，所述第二排水孔具有用于连通所述第一排水孔的排水口，所述排水口设置于所述活动件远离所述进水口的一端。

在其中一实施例中，所述活动件还包括与所述容纳腔连通的导水腔，所述导水腔设于所述活动件靠近所述进水口的一端；

所述第二排水孔与所述导水腔远离所述进水口的一端连通。

在其中一实施例中，沿所述导水腔与所述第二排水孔连通的一端到另一端，所述导水腔的截面积逐渐增大。

在其中一实施例中，所述容纳腔包括：

第一腔，设有所述进水口；

第二腔，与所述第一腔连通，所述活动件活动连接于所述第二腔；

所述第一腔的径向尺寸大于所述第二腔的径向尺寸。

在其中一实施例中，所述容纳腔还包括第三腔；

所述第三腔连通于所述第一腔和所述第二腔之间，沿所述第三腔连通于所述第一腔的一端到连通于所述第二腔的一端，所述第三腔的截面积逐渐减小。

在其中一实施例中，所述壳体还包括连接部，所述连接部设有外螺纹，用于与所述中冷器连接；

所述进水口设于所述连接部。

根据本申请的另一个方面，提供一种中冷器，包括如上述任一项实施例所述的排水装置。

附图说明

图1为本申请一实施例中排水装置处于排水状态下的结构示意图；

图2为图1所述实施例中排水装置的剖视爆炸图；

图3为图1所示实施例中排水装置处于不排水状态下的结构示意图；

图4为本申请另一实施例中排水装置处于不排水状态下的结构示意图。

图中：10、中冷器；20、壳体；22、进水口；24、第一排水孔；25、第三排水孔；26、第一腔；27、第三腔；28、第二腔；29、连接部；30、活动件；32、第二排水孔；34、导水腔；40、弹性复位件。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

目前，中冷器作为增压系统的重要部件，在车辆的动力系统中得到广泛应用。具体地，中冷器设于发动机的进气歧管和增压器之间，以使增压后的高温空气温度降低，从而降低发动机的进气温度，提高发动机的性能。然而，当高温空气经中冷器冷却后，空气中的水蒸气易凝结成水滴并沉积在中冷器底部，特别是当车辆运行在低温且空气湿度较大的环境时，更易使冷凝水大量产生。当冷凝水在增压气流的作用下进入发动机的气缸，将影响燃油的燃烧效果并在积水量过大时引起发动机故障。此外，当车辆处于低温环境时，若环境温度降低到冰点以下，冷凝水发生相变，形成冰块使体积变大，反复的体积变化易造成中冷器开裂，从而影响发动机的正常使用。为解决上述问题，相关技术中提供了一种具有排水螺塞的中冷器，该中冷器需要用户定期手动操作使水排出，存在操作不便的问题，且当用户忘记排水时，过量的冷凝水易造成中冷器和发动机故障。

因此，有必要提供一种能自动排水的排水装置。

图1为本申请一实施例中排水装置处于排水状态下的结构示意图；图2为图1所述实施例中排水装置的剖视爆炸图；图3为图1所示实施例中排水装置处于不排水状态下的结构示意图；

参阅图1-3，本申请一实施例中提供的排水装置，应用于中冷器10，排水装置包括壳体20和活动件30。

壳体20包括容纳腔，容纳腔具有用于与中冷器10连通的进水口22，壳体20上还设有第一排水孔24。活动件30设置于容纳腔内，活动件30设有与容纳腔连通的第二排水孔32，活动件30活动连接于容纳腔，以封堵第一排水孔24或使第一排水孔24通过第二排水孔32与容纳腔连通。

上述排水装置，设置进水口22以使中冷器10内的冷凝水流入容纳腔，设置活动件30与容纳腔活动连接，使第一排水孔24被活动件30封堵或使第一排水孔24与第二排水孔32连通从而连通于容纳腔。具体地，如图1所示，当活动件30位于使第一排水孔24和第二排水孔32连通的位置，即第一排水孔24和第二排水孔32至少部分重合时，冷凝水流经第二排水孔32后，从第一排水孔24流出壳体20，使中冷器10排水。如图3所示，当活动件30位于使第一排水孔24被封堵的位置，即第一排水孔24和第二排水孔32完全不重合时，冷凝水流进第二排水孔32后被壳体20阻挡而无法流出，此时中冷器10不排水。如此，通过活动件30的位置变化实现中冷器10在排水和不排水两种状态间的切换，使中冷器10能够自动排水，防止中冷器10内冷凝水过量造成对工件的损坏，且减少了操作的复杂性。

可选地，进水口22设置于容纳腔的一端，活动件30位于容纳腔的另一端，且活动件30与容纳腔滑动连接，以封堵第一排水孔24或使第一排水孔24与第二排水孔32连通。第一排水孔24设于容纳腔与活动件30滑动连接的内壁。第二排水孔32设于活动件30与容纳腔滑动连接的表面。

一些实施例中，如图1和图3所示，活动件30适配于容纳腔内，排水装置还包括弹性复位件40，弹性复位件40设于活动件30远离进水口22的一端，弹性复位件40被配置为能够提供使活动件30具有向靠近进水口22方向移动趋势的弹力。

需要说明的是，为使增压系统能有效运行，由增压器压缩后的空气经过中冷器10后，需要保持较高的进气密度和进气压力进入发动机，从而使发动机的进气量有效增加。因此，设置活动件30与容纳腔内适配，使当中冷器10不通过排水装置排水时，中冷器10处于封闭状态，即压缩空气不会从中冷器10中泄露到外界。且由于容纳腔与中冷器10连通，当中冷器10处于封闭状态时，容纳腔内的气体压力与中冷器10内的气体压力相等。当发动机的负荷较高时，其进气量和出气量均提高，中冷器10内的气体压力随之增加，该压力推动活动件30朝远离进水口22的方向运动并压缩弹性复位件40。当发动机的负荷减小时，容纳腔内的气体压力减小，弹性复位件40受到的外力减小，由于弹性复位件40受压缩之后产生恢复其原来形状的弹力，当压力减小后，该弹力推动活动件30朝进水口22运动。

如此，利用中冷器10内气体压力的变化，使弹性复位件40产生不同程度的形变，从而改变活动件30在容纳腔内的位置。可以理解的是，弹性复位件40被配置为在受到活动件30的重力作用时，其形变的程度使活动件30位于使第一排水孔24和第二排水孔32连通的位置。在实际使用过程中，当发动机以中高负荷工作时，如图3所示，弹性复位件40受压缩的程度较大，此时第一排水孔24被活动件30封堵。当发动机以低负荷工作或停止工作时，如图1所示，中冷器10内的气体压力较低，弹性复位件40被压缩的程度较轻，第一排水孔24与第二排水孔32连通。

可选地，弹性复位件40可以采用若干个弹簧或液压复位装置。

一些实施例中，第二排水孔32具有用于连通第一排水孔24的排水口，排水口设置于活动件30远离进水口22的一端。由于当中冷器10内的气体压力由低变高时，排水口朝远离进水口22的方向运动，通过将排水口设于活动件30远离进水口22的一端，使活动件30的体积较小，从而使排水装置的占用空间小。

可选地，第二排水孔32的一端具有排水孔，第二排水孔32的另一端设于活动件30靠近进水口22的一端，以与容纳腔连通。

一些实施例中，如图1所示，活动件30还包括与容纳腔连通的导水腔34，导水腔34设于活动件30靠近进水口22的一端，第二排水孔32与导水腔34远离进水口22的一端连通。通过设置导水腔34，使冷凝水易于通过导水腔34流入第二排水孔32，防止冷凝水积聚于活动件30靠近进水口22的一端的端面。

在一个实施例中，如图1所示，沿导水腔34与第二排水孔32连通的一端到另一端，导水腔34的截面积逐渐增大，使冷凝水可沿导水腔34的内壁顺畅地流至第二排水孔32，冷凝水不易在导水腔34内停留或积聚。

图4为本申请另一实施例中排水装置处于不排水状态下的结构示意图。

在另一个实施例中，如图4所示，导水腔34的截面积不变，且导水腔34远离进水口22的一端朝活动件30远离进水口22的一端延伸。如此，使导水腔34具有较大的容积，以容纳大量冷凝水，当冷凝水过量时，减小其对中冷器10内部零件的影响。

一些实施例中，如图1和图3-4所示，容纳腔包括侧壁和底壁。侧壁与活动件30适配，第一排水孔24设于侧壁。底壁连接于侧壁，底壁设于容纳腔与进水口22相对的一端，底壁设有与容纳腔连通的第三排水孔25。可以理解的是，活动件30具有用于与侧壁配合连接的配合面，该配合面与侧壁之间具有一定间隙，使得随着中冷器10内的气体压力变化，活动件30能在容纳腔内移动，且该间隙不会影响中冷器10及发动机的正常工作。由于上述间隙的存在，少量的冷凝水从间隙渗入并流向容纳腔的底壁。为此，在底壁设置与容纳腔连通的第三排水孔25，使从缝隙中流出的冷凝水通过第三排水孔25流出，从而防止冷凝水长期积聚于底壁侵蚀弹性复位件40。

在一个实施例中，容纳腔的截面被构造为呈圆形，活动件30被构造为圆柱状，活动件30的周向侧壁与容纳腔的侧壁适配。在其他实施例中，活动件30和容纳腔的侧壁也可设计为其它形状，只要能使活动件30与容纳腔的侧壁滑动配合即可，在此不做限定。

一些实施例中，如图2和图3所示，容纳腔包括第一腔26和第二腔28。第一腔26设有进水口22(见图3)，第二腔28与第一腔26连通，活动件30活动连接于第二腔28，第一腔26的径向尺寸大于第二腔28的径向尺寸。如此，通过设置第一腔26具有较大的径向尺寸，使设于第一腔26的进水口22的尺寸较大，易于收集中冷器10内的冷凝水，设置第二腔28的径向尺寸较小，使排水装置的体积较小。

可选地，第一腔26的轴线与第二腔28的轴线重合，以使冷凝水不易在第一腔26内滞留。

进一步地，进水口22设于第一腔26远离第二腔28的一端，且进水口22的轴线与第一腔26和第二腔28的轴线重合。

一些实施例中，如图3所示，容纳腔还包括第三腔27。第三腔27连通于第一腔26和第二腔28之间，沿第三腔27连通于第一腔26的一端到连通于第二腔28的一端，第三腔27的截面积逐渐减小。由于第一腔26的径向尺寸大于第二腔28的径向尺寸，通过设置第三腔27，防止冷凝水聚集于第一腔26远离进水口22的一端。

一些实施例中，如图1-3所示，壳体20还包括连接部29，连接部29设有外螺纹，用于与中冷器10连接，进水口22设于连接部29。需要说明的是，中冷器10设有用于与排水装置连接的通孔，通孔设有内螺纹，壳体20通过连接部29与通孔螺纹连接，从而使排水装置易于装卸替换。具体地，该通孔设于中冷器10的出气室底部。

上述排水装置，通过连接部29与中冷器10螺纹连接，且连接部29设有与中冷器10连通的进水口22，以使冷凝水流入容纳腔。容纳腔包括设有进水口22的第一腔26，容纳腔还包括第二腔28和第三腔27，第二腔28用于与活动件30滑动配合，第三腔27连接于第一腔26和第二腔28之间，用于将冷凝水从第一腔26导入第二腔28。当冷凝水流至第二腔28时，经过活动件30的导水腔34流向第二排水孔32。在实际使用过程中，当发动机负荷较高时，中冷器10内气体压力较大，第一排水孔24被活动件30封堵，中冷器10不排水，当发动机负荷较低或不工作时，中冷器10内压力较小，第一排水孔24与第二排水孔32连通，中冷器10排水。

因此，本申请提供的排水装置，能适用于发动机不同工况，实现自动排水，且不影响车辆增压系统和发动机的正常运行。此外，排水装置还具有体积小，结构简单，便于装卸的优点。

本申请还提供一种中冷器，包括如上述任一项实施例所述的排水装置。由于采用了上述的排水装置，中冷器内不会积聚过量的冷凝水，使发动机的工作效率提高，使用寿命延长。当发动机低负荷工作或不工作时，中冷器内的冷凝水在自身重力的作用下从连接于中冷器底部的排水装置流出，从而在每次车辆停车时利用排水装置进行自动排水，无需用户定期进行排水操作，方便使用。由于排水装置利用中冷器内的气体压差变化而切换与外界连通的状态，当发动机以中高负荷工作时，中冷器处于封闭状态，即在车辆运行途中，中冷器保持良好的可靠性，使发动机得以正常工作。此外，通过在中冷器的出气室底部开设螺纹孔与排水装置螺纹连接，使在目前普遍应用的中冷器结构的基础之上无需做大的改动，即可与本申请提供的排水装置适配，从而使中冷器具有较好的适用性，且上述中冷器结构简单，不占用过多的车内空间。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。