一種發動機及其中冷器的制作方法

專利名稱：一種發動機及其中冷器的制作方法
技術領域：
本發明涉及船舶技術領域，尤其涉及一種用于發動機的中冷器。本發明還涉及一 種包括上述中冷器的發動機。
背景技術：
發動機采用廢氣渦輪增壓技術后，燃料能夠完全燃燒，可降低CO和HC的生成量； 采用渦輪增壓技術還可提高發動機的功率。但增壓后的進氣溫度非常高，不但增大燃油消 耗而且增加了發動機的熱負荷和機械負荷，給增壓技術的普遍應用帶來很多負面影響。
中冷器(Charge Air Cooler簡稱CAC)是彌補渦輪增壓式發動機缺陷的產物，它 位于渦輪增壓器和發動機空氣入口之間，主要包括氣室、主板、冷卻管、散熱帶、紊流片等零 組件，其功用在于降低增壓空氣進氣溫度、提高進氣密度，從而提高發動機單位體積功率， 降低燃油消耗和有害物質的排放等。按冷卻介質的不同，中冷器可分為空對空中冷器和水 對空中冷器；按芯部結構的不同，空對空中冷器又分為管帶式中冷器、板翹式中冷器和疊片 式中冷器等。
中冷器的工作原理是增壓熱空氣從渦輪增壓器流經中冷器的冷卻管，把熱量傳給 冷卻管和附著在管子上的散熱帶，外面的冷空氣(或水)流過冷卻管和附著在管子上的散 熱帶時，通過熱傳遞帶走上面的熱量并散發到大氣中去，熱量通過管子和散熱帶把熱空氣 的熱量傳給外面的冷空氣，降低增壓熱空氣的溫度。在流經中冷器的過程中，冷卻管及紊流 片對增壓熱空氣有阻尼作用，使得增壓熱空氣壓力下降。
在海上或內河工作的船用柴油機，由于工作環境的空氣濕度較大，發動機在工作 期間，中冷器就會產生冷凝水，冷凝水達到一定量會引起發動機故障，所以需要將冷凝水排 出。目前，現有技術中最常采用的解決方法是在中冷器上安裝放水閥或放水螺塞，當發動機 的冷凝水達到一定量時，導通放水閥或者擰開放水螺塞，將中冷器中的冷凝水放出，避免發 動機因冷凝水的存在引起故障。
然而，采用安裝了放水閥或放水螺塞的中冷器，需要用戶定期手動進行放水，使用 不太方便，如果用戶忘記放水，發動機容易因此而產生故障。
由此可見，如何在現有技術的基礎上，改進現有中冷器的結構，使得中冷器中的積 水達到一定量時能夠自動排出，是本領域的技術人員目前急需解決的技術問題。發明內容
本發明要解決的技術問題為提供一種中冷器，該中冷器可以當其內部的積水達到 一定量時實現自動排水的功能。本發明所要解決的另一個技術問題為提供一種包括上述中 冷器的發動機。
為解決上述技術問題，本發明提供一種發動機的中冷器，包括中冷器本體；還包括 連接于所述中冷器本體下方的排水裝置，所述排水裝置包括水汽進口和排水口，所述排水 口設置于所述排水裝置的底部；還包括浮子和隨所述浮子的浮起而導通所述排水口、隨所述浮子的下沉而封堵所述排水口的密封部件，所述密封部件設于所述排水口的正上方，所 述浮子固定連接于所述密封部件。
優選地，所述排水裝置還包括密封架和固定銷；所述排水口設于所述固定銷上； 所述密封架設置于所述固定銷的上方，所述密封部件固定安裝于所述密封架上；所述密封 架的一側固定連接于所述浮子，其另一側與所述固定銷通過水平設置的鉸接軸鉸接，所述 浮子和所述固定銷位于所述鉸接軸的同側。
優選地，所述固定銷的外部套裝有固定架，所述固定架的底部固定連接于所述排 水裝置下殼體的底部；所述固定架通過所述鉸接軸鉸接于所述密封架。
優選地，所述密封架的底部開設有用于插裝所述固定銷的上端部的第一通孔；所 述密封架的頂部還設置有第二通孔和將所述密封部件壓緊于所述第一通孔處的緊固部件， 所述緊固部件插裝于所述第二通孔中。
優選地，所述浮子為焊接于所述密封架的浮子。
優選地，所述排水裝置還包括折流板，所述折流板設置于水汽進口的下端。
優選地，所述排水裝置的上殼體開設有放氣孔，所述放氣孔中設置有放氣塞，所述 放氣孔和所述放氣塞設置于所述折流板的下方。
優選地，所述排水裝置的下殼體的底部設置有排空孔，所述排空孔中設置有排空O
本發明還提供一種發動機，包括渦輪增壓器；還包括上述的中冷器，所述中冷器連 接于所述渦輪增壓器。
本發明所提供的中冷器，包括中冷器本體和連接于中冷器本體下方的排水裝置， 該排水裝置包括浮子和隨浮子的浮起而導通排水口、隨浮子的下沉而封堵排水口的密封部 件，密封部件設置于排水口的正上方，浮子固定連接于密封部件。
采用上述結構中冷器，當排水裝置內部的積水量少時，浮子的重力大于浮子所受 的浮力，浮子沉于排水裝置的下殼體的底部，與浮子固定連接的密封部件封堵排水口 ；當排 水裝置內部的積水逐漸增多，浮子所受的浮力大于浮子自身的重力時，浮子漸漸浮起，與浮 子固定連接的密封部件也逐漸上升，與排水口分離，此時排水裝置的排水口導通，積水得以 排出。
由此可見，采用上述排水裝置的中冷器能夠當其內部的積水達到一定量時實現自 動排水的功能，從而無需用戶進行手動排水，大大方便了用戶的使用。
由于上述中冷器具有上述技術效果，因此，包括該中冷器的發動機也應當具有相 同的技術效果，在此不再贅述。


圖1為本發明所提供中冷器的一種具體實施方式
的結構示意圖2為圖1中排水裝置的浮子與密封部件連接處的局部放大圖3為圖1中排水裝置的浮子浮起時的結構示意圖4為圖3中排水裝置的浮子與密封部件連接處的局部放大圖5為本發明所提供中冷器的另一種具體實施方式
的結構示意圖。
其中，圖1至圖5中的附圖標記與部件名稱之間的對應關系為
1中冷器本體；2排水裝置；21水汽進口 ； 22排水口 ； 23浮子；對密封部件；25密 封架；26固定銷；27固定架；觀折流板；四放氣塞；20排空塞；251緊固部件；271鉸接軸。
具體實施方式
本發明的核心為提供一種中冷器，該中冷器當其內部的積水達到一定量時能夠實 現自動排水的功能。本發明的另一個核心為提供一種包括上述中冷器的發動機。
為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實 施例對本發明作進一步的詳細說明。
請參考圖1、圖2、圖3和圖4，圖1為本發明所提供中冷器的一種具體實施方式
的 結構示意圖；圖2為圖1中排水裝置的浮子與密封部件連接處的局部放大圖；圖3為圖1中 排水裝置的浮子浮起時的結構示意圖；圖4為圖3中排水裝置的浮子與密封部件連接處的 局部放大圖。
在一種具體的實施方式中，如圖1和圖2所示，本發明所提供的中冷器主要包括中 冷器本體1和排水裝置2，中冷器本體1用于降低所述發動機的增壓空氣的壓力和溫度，排 水裝置2用于自動排出中冷器中的積水，排水裝置2安裝于中冷器本體1的下方；排水裝置 2主要包括水汽進口 21、排水口 22、浮子23和密封部件M。水汽進口 21設置于排水裝置2 的上殼體的上部，是水進入排水裝置2的入口 ；排水口 22設置于排水裝置2的下殼體的底 部，是水流出排水裝置2的出口 ；浮子23是檢測排水裝置2中水量多少的主要部件，能夠隨 著水量的多少下沉或浮起；密封部件M固定連接于浮子23，是密封排水口 22的主要部件， 密封部件M設置于排水口 22的正上方，且能夠隨浮子23的下沉而封堵排水口 22，隨浮子 23的浮起而導通排水口 22。
采用上述結構的中冷器，工作過程中，空氣從水汽進口 21進入排水裝置2后，冷凝 為水珠落入排水裝置2的底部，如圖1和圖2所示，當排水裝置2內部的積水量少時，浮子 23的重力大于浮子23所受的浮力時，浮子23沉于排水裝置2的下殼體的底部，與浮子23 固定連接的密封部件M封堵排水口 22 ；如圖3和圖4所示，當排水裝置2內部的積水逐漸 增多，浮子23所受的浮力大于浮子23自身的重力時，浮子23漸漸浮起，與浮子23固定連 接的密封部件M也逐漸上升，與排水口 22分離，此時排水裝置2的排水口 22導通，積水得 以排出。
由此可見，上述結構的中冷器能夠當其內部的積水達到一定量時實現自動排水的 功能，從而無需用戶進行手動排水，大大方便了用戶的使用。
需要說明的是，上述實施方式并未限定密封部件M隨浮子23的浮起而導通排水 口 22、隨浮子23的下沉而封堵排水口 22的具體結構形式，也并未限定浮子23固定連接于 密封部件M的具體結構形式，事實上，凡是包括浮子23和隨浮子23的浮沉而升降的密封 部件M，能實現自動排水功能的排水裝置2的中冷器，均應當屬于本發明的保護范圍內。
還可以進一步設置上述密封部件M隨浮子23的浮起而導通排水口 22、隨浮子23 的下沉而封堵排水口 22的具體結構形式。
在另一種具體的實施方式中，如圖2所示，上述排水裝置2還可以包括密封架25 和固定銷26 ；固定銷沈在豎直方向設有排水口 22，固定銷沈的下部固定連接于排水裝置 2的排水管；密封架25設置于固定銷沈的上方，密封部件M固定安裝于密封架25上；密封架25的一側固定連接于浮子23，其另一側與固定銷沈通過水平設置的鉸接軸271鉸接， 浮子23和固定銷沈位于鉸接軸271的同側。
采用這種結構，浮子23與密封部件M通過密封架25固定連接，如圖2所示，當排 水裝置2中的積水量較少時，浮子23沉于排水裝置2的下殼體的底部，與浮子23固定連接 的密封架25也位于排水裝置2下殼體的底部水平設置，安裝于密封架25上的密封部件M 封堵排水口 22 ；如圖4所示，當排水裝置2中的積水達到一定量時，浮子23浮起，由于密封 架25的一側固定連接于浮子23，其另一側與固定銷沈通過水平設置的鉸接軸271鉸接，且 浮子23和固定銷沈位于鉸接軸271的同側，因此固定銷沈保持位置不變，浮子23帶動密 封架25與浮子23固定連接的一側繞鉸接軸271向上旋轉，安裝于密封架25上的密封部件 24隨之與排水口 22分離，導通排水口，從而實現自動排水功能。
由此可見，采用這種鉸接的結構，能夠實現密封部件M隨浮子23沉于排水裝置2 的底部而封堵排水口 22，隨浮子23的浮起導通排水口 22，從而實現自動排水功能。
當然，上述排水裝置2除了采用密封架25與固定銷沈鉸接的方式，還可以采用其 他的結構形式來實現，例如可以將密封架25可伸縮地套裝于固定銷沈的外部，將浮子23 固定連接于密封架25的上部，當浮子23沉底時，密封架25上的密封部件M封堵固定銷 26的排水口 22 ；當浮子23浮起時，密封架25隨浮子23向上豎直伸出，密封部件M與排水 口 22分離，從而導通排水口 22。凡是能夠包括密封架25和固定銷沈，通過設置密封架25 和固定銷26的連接關系來實現自動排水功能的排水裝置2，均應當屬于本發明的保護范圍 內。
還可以進一步設置上述固定銷沈與密封架25的具體連接方式。
在另一種具體的實施方式中，如圖1和圖2所示，上述排水裝置2還可以包括固定 架27，該固定架27套裝于固定銷沈的外部，且其底部固定連接于排水裝置2下殼體的底 部，并且固定架27通過上述鉸接軸271鉸接于密封架25。
采用這種結構，固定架27能夠起到固定支撐和保護固定銷沈的作用，設置固定架 27與密封架25鉸接，從而實現密封架25與固定銷沈的鉸接，相比密封架25與固定銷沈 直接鉸接的結構，這樣能夠使得固定銷26的結構簡單、有利于固定銷沈的加工制造，也有 利于排水裝置2的安裝和拆卸。
具體地，上述實施方式并未限定固定架27的具體結構形式，如圖2所示，固定架 27可以采用彎折的結構，即包括一個底壁和兩個側壁，底壁開設有用于插裝固定銷沈的通 孔，兩個側壁均開設有用于插裝鉸接軸271的通孔。當然，固定架27還可以采用其他形狀 和結構，凡是能夠起到固定支撐固定銷沈的作用，并且與密封架25鉸接的固定架27，均應 當屬于本發明所保護的范圍內。
在進一步的方案中，上述密封架25的底部可以開設有用于插裝固定銷沈的上端 部的第一通孔；密封架25的頂部還設置有第二通孔和緊固部件251，該緊固部件251插裝 于第二通孔中，并將密封部件M壓緊于第一通孔處。采用這樣的結構，當排水裝置2中的 積水量較少時，固定銷26的上端部插裝于第一通孔中，此時緊固部件251將密封部件M壓 緊于第一通孔處，從而將密封部件M壓緊于固定銷26的上端部，封堵排水裝置2的排水口 22，實現當浮子23位于排水裝置2下殼體底部時對排水口 22的密封，當然，這里密封部件 24的橫截面應當大于第一通孔和第二通孔的橫截面，能夠防止密封部件M從第一通孔或第二通孔中脫離。
具體地，上述密封架可以為U型結構，該U型結構包括一個底壁和相互平行的兩個 側壁，兩個側壁水平設置，密封部件M設置于兩個水平側壁之間，緊固部件251可以具體為 螺栓和螺母，螺栓設置于上述第二通孔中，通過旋緊或旋松螺栓可以實現將密封部件24壓 緊或放松，設置螺母可以為螺栓的螺紋旋轉起到導向的作用。當然，上述密封架25并不限 于U型結構，還可以為其他結構，例如箱型結構等，緊固部件251也不限于螺栓和螺母，還可 以為其他結構，凡是能夠固定并壓緊密封部件M，并與固定架27鉸接的密封架25和緊固部 件251，均應當屬于本發明的保護范圍內。上述密封部件M可以為橡膠墊，當然，還可以為 尼龍等其他材料的密封部件。
還可以進一步設置上述浮子23與密封架25的固定連接方式。
在另一種具體的實施方式中，如圖2和圖4所示，上述浮子幻可以為焊接于密封 架25 —側的浮子，采用焊接的方式固定連接浮子23和密封架25，具有結構簡單、加工方便 的特點。當然，浮子23與密封架25還可以采用其他的連接方式，例如鉚接等。上述浮子可 以具體為中空的圓球形狀，當然，還可以為其他形狀，例如橢圓球等。
還可以進一步設置上述鉸接軸的具體結構。
請參考圖5，圖5為本發明所提供排水裝置2的另一種具體實施方式
的結構示意 圖。
在另一種具體的實施方式中，如圖5所示，上述鉸接軸271可以具體為旋轉環，該 旋轉環為圓環的一部分，其兩端分別插裝于固定架27和密封架25的用于安裝鉸接軸271 的通孔中，實現固定架27和密封架25的鉸接。采用這樣的結構，相比軸狀的鉸接軸，能夠 防止鉸接軸271從通孔中脫離，并且能夠繞開固定銷沈連接固定架27和密封架25，其布局 合理，具有節省空間的優點。當然，上述鉸接軸271還可以采用其他的結構形式。
還可以進一步設置上述排水裝置2的具體結構形式。
在另一種具體的實施方式，如圖1和圖3所示，上述排水裝置2還可以包括折流板 觀，該折流板觀設置于排水裝置2的水汽進口 21的下端，這里設置折流板觀可以大大降 低氣體的壓力，從而進一步提高排水裝置2的工作穩定性。
當然，上述具體實施方式
并未具體限定折流板觀的形狀，通常折流板觀包括為圓 盤-圓環形，當然上述折流板觀還可以為弓形的折流板觀，例如有單弓形、雙弓形和三弓形寸。
在另一種具體的實施方式中，如圖1和圖3所示，上述排水裝置2的上殼體還可以 開設有放氣孔，放氣孔的外部設置有放氣塞四，該放氣孔和放氣塞四可以設置于折流板觀 的下方。采用這樣的結構，空氣從水汽進口 21進入排水裝置2，經折流板觀折流后，拔掉放 氣塞四，多余的空氣能夠從放氣孔中排出上述排水裝置2，進一步增加排水裝置2的工作穩 定性。
另外，如圖1和圖3所示，上述排水裝置2的下殼體的底部還可以設置有排空孔和 排空塞20，當排水裝置2處于工作狀態時，排空塞20封堵于排空孔，排水裝置2中的水通過 排水口 22流出；當排水裝置2長時間不工作時，拔掉排空塞20，能夠將排水裝置2中剩余 的水全部排出，避免殘留水分對裝置內部的零件造成腐蝕，以及環境溫度低到冰點時，水結 成冰塊對裝置造成損壞。
通常情況下，上述排空孔可以為螺紋孔，上述排空塞20可以為螺栓，當排水裝置2 正常工作時，將螺栓旋入螺紋孔，并適當設置密封圖等對排空孔進行密封；當排水裝置2長 時間不用，將螺栓旋出，排空所有積水。當然，上述排空孔和排空塞20還可以為其他結構。
本發明還提供一種發動機，包括渦輪增壓器；還包括上述的中冷器，所述中冷器連 接于所述渦輪增壓器。
由于上述排水裝置2中冷器具有上述技術效果，因此，包括該排水裝置2中冷器的 機械設備發動機也應當具有相同的技術效果，在此不再贅述。
以上對本發明所提供的一種發動機及其中冷器進行了詳細介紹。本文中應用了具 體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發 明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明 原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利 要求的保護范圍內。
權利要求
1.一種發動機的中冷器，包括中冷器本體(1)；其特征在于，還包括連接于所述中冷器 本體(1)下方的排水裝置O)，所述排水裝置( 包括水汽進口 和排水口(22)，所述排 水口 0 設置于所述排水裝置( 的底部；還包括浮子和隨所述浮子的浮起而 導通所述排水口(22)、隨所述浮子的下沉而封堵所述排水口 0 的密封部件(M)， 所述密封部件04)設于所述排水口 0 的正上方，所述浮子固定連接于所述密封部 件(24)。
2.根據權利要求1所述的中冷器，其特征在于，所述排水裝置( 還包括密封架05) 和固定銷06)；所述排水口 02)設于所述固定銷06)上；所述密封架05)設置于所述固 定銷06)的上方，所述密封部件04)固定安裝于所述密封架05)上；所述密封架05)的 一側固定連接于所述浮子(23)，其另一側與所述固定銷06)通過水平設置的鉸接軸(271) 鉸接，所述浮子和所述固定銷06)位于所述鉸接軸071)的同側。
3.根據權利要求2所述的中冷器，其特征在于，所述固定銷06)的外部套裝有固定 架(27)，所述固定架(XT)的底部固定連接于所述排水裝置( 下殼體的底部；所述固定架(27)通過所述鉸接軸(271)鉸接于所述密封架05)。
4.根據權利要求2所述的中冷器，其特征在于，所述密封架05)的底部開設有用于插 裝所述固定銷06)的上端部的第一通孔；所述密封架0 的頂部還設置有第二通孔和將 所述密封部件04)壓緊于所述第一通孔處的緊固部件051)，所述緊固部件(251)插裝于 所述第二通孔中。
5.根據權利要求2所述的中冷器，其特征在于，所述浮子03)為焊接于所述密封架 (25)的浮子(23)。
6.根據權利要求1-5任一項所述的中冷器，其特征在于，所述排水裝置( 還包括折流 板( )，所述折流板08)設置于水汽進口 的下端。
7.根據權利要求6所述的中冷器，其特征在于，所述排水裝置的上殼體開設有放 氣孔，所述放氣孔中設置有放氣塞( )，所述放氣孔和所述放氣塞09)設置于所述折流板(28)的下方。
8.根據權利要求1-5任一項所述的中冷器，其特征在于，所述排水裝置( 的下殼體的 底部設置有排空孔，所述排空孔中設置有排空塞00)。
9.一種發動機，包括渦輪增壓器；其特征在于，還包括如權利要求1-8任一項所述的中 冷器，所述中冷器連接于所述渦輪增壓器。
全文摘要
本發明公開了一種發動機的中冷器，包括中冷器本體(1)；還包括連接于所述中冷器本體(1)下方的排水裝置(2)，所述排水裝置(2)包括水汽進口(21)和排水口(22)，所述排水口(22)設置于所述排水裝置(2)的底部；還包括浮子(23)和隨所述浮子(23)的浮起而導通所述排水口(22)、隨所述浮子(23)的下沉而封堵所述排水口(22)的密封部件(24)，所述密封部件(24)設于所述排水口(22)的正上方，所述浮子(23)固定連接于所述密封部件(24)。上述中冷器能夠當其內部的積水達到一定量時實現自動排水的功能。本發明還公開一種包括上述中冷器的發動機，該發動機也應當具有相同的技術效果。
文檔編號F02B37/00GK102032040SQ20111002679
公開日2011年4月27日 申請日期2011年1月25日 優先權日2011年1月25日
發明者馮兵兵, 王洪山, 陳利, 高焱 申請人:濰柴動力股份有限公司