CN103511060A - 用于车辆的中冷器组件及具有该中冷器组件的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆及其中冷器组件。该中冷器组件包括：中冷器；储水装置，储水装置具有进口和出口，进口与中冷器相连以接收中冷器内的冷凝水，储水装置的出口适于与车辆的进气歧管相连；控制阀，控制阀设在出口处用于控制出口的通断；以及控制器，控制器与控制阀相连且在储水装置内的液面超过预定高度时控制控制阀打开。本发明的中冷器组件能够及时地将中冷器内由废气中水蒸气产生的冷凝水引入进气歧管，保证中冷器的通风面积并减少了其进气阻力，保证了发动机的性能不受影响，且未将含有有害物质的冷凝水直接排入大气中，减少对大气的二次污染，提高了环保效果。

Description

用于车辆的中冷器组件及具有该中冷器组件的车辆

技术领域

本发明涉及汽车构造技术领域，尤其是涉及一种用于车辆的中冷器组件及具有该中冷器组件的车辆。

背景技术

中冷器是涡轮增压发动机的重要组成部分，中冷器的主要作用是冷却经过压气机压缩后的空气，这样一方面可以提高发动机进气管内的空气密度，从而提高发动机的输出功率，另一方面可以降低发动机压缩始点的温度和整个循环的平均速度。

为了满足日益严格的排放法规和燃油经济性要求，低压EGR逐渐在增压发动机上应用，低压EGR即从催化器后将EGR引至压气机前，经与新鲜空气混合后经中冷器冷却引入燃烧室内，EGR能够有效地降低发动机的油耗，并能抑制NOx的生成。

但是，低压EGR应用在增压发动机后，EGR气体经过中冷器系统后，废气内的水蒸气及部分有害物质会冷凝成水残留在中冷器内部，冷凝水过多会影响中冷器的冷却效果及通风面积，从而影响发动机性能指标。并且，由于冷凝水内溶解有部分有害物质，如NOx、CO、HC等有害气体，因此不能简单地将冷凝水排入大气中，以免对大气产生二次污染。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种用于车辆的中冷器组件，该中冷器组件可以处理中冷器内的冷凝水，降低车辆的排放。

本发明的另一个目的在于提出一种车辆，该车辆具有上述的中冷器组件。

根据本发明的用于车辆的中冷器组件，包括：中冷器；储水装置，所述储水装置具有进口和出口，所述进口与所述中冷器相连以接收所述中冷器内的冷凝水，所述储水装置的出口适于与所述车辆的进气歧管相连；控制阀，所述控制阀设在所述出口处用于控制所述出口的通断；以及控制器，所述控制器与所述控制阀相连且在所述储水装置内的液面超过预定高度时控制所述控制阀打开。

根据发明实施例的用于车辆的中冷器组件能够及时地将中冷器内由废气中水蒸气产生的冷凝水引入进气歧管，保证中冷器的通风面积并减少了其进气阻力，保证了发动机的性能不受影响，且未将含有有害物质的冷凝水直接排入大气中，减少对大气的二次污染，提高了环保效果。

另外，根据本发明的用于车辆的中冷器组件，还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述中冷器组件还包括：液位传感器，所述液位传感器设在所述储水装置内用于检测所述储水装置内的冷凝水的液面，所述液位传感器与所述控制器相连。

根据本发明的一个实施例，所述出口形成在所述储水装置的底面上；或者所述出口形成在所述储水装置的侧面上且邻近所述储水装置的底面。

根据本发明的一个实施例，所述控制阀为电磁比例阀。由此，控制器不仅可以控制电磁比例阀的通断情况，而且还能控制电磁比例阀的打开程度，从而保证发动机的性能，避免由于喷入大量水雾而导致发动机性能下降，动力输出不足，影响发动机的寿命。

根据本发明的一个实施例，所述中冷器组件还包括：雾化装置，所述雾化装置用于对所述储水装置内的冷凝水雾化。

根据本发明的一个实施例，所述雾化装置包括超声波发生器和/或第一加热装置。

根据本发明的一个实施例，所述中冷器组件还包括：外壳，所述外壳设在所述储水装置的外面以在所述外壳的内表面与所述储水装置的外表面之间限定出防冻介质腔，所述防冻介质腔内充满防冻介质用于防止所述储水装置内的冷凝水冻结。

由此，可以防止储水装置内的冷凝水冻结。

根据本发明的一个实施例，所述防冻介质腔适于与所述车辆的发动机循环水路相连。

根据本发明的一个实施例，所述中冷器组件还包括：温度传感器和第二加热装置，所述温度传感设在所述储水装置内用于检测所述储水装置内的冷凝水的温度，所述温度传感器与所述第二加热装置分别与所述控制器相连，且在所述温度传感器检测所述储水装置内的冷凝水的温度低于预定温度时所述控制器控制所述第二加热装置对所述储水装置内的冷凝水进行加热。

根据本发明的车辆，包括根据本发明上述的中冷器组件和进气歧管，所述储水装置的出口与所述进气歧管相连，所述进气歧管的至少一部分管体部分构造为收窄的锥形。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的中冷器组件与发动机的示意图；

图2是根据本发明一个实施例的中冷器组件的示意图。

附图标记：

中冷器组件100；

中冷器1；

储水装置2，出口21；

控制阀3；

控制器4；

液位传感器5；

外壳6；

发动机200，进气歧管210。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。

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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，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。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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考图1和图2详细描述根据本发明实施例的中冷器组件100，该中冷器组件100适用于车辆，具体地，适用于具有低压EGR增压发动机的车辆上。

根据本发明实施例的中冷器组件100可以包括中冷器1、储水装置2、控制阀3和控制器4。

中冷器1用于冷却经过压气机压缩后的空气，中冷器1的具体构造和工作原理已为现有技术，且为本领域的普通技术人员所熟知，因此这里不再详细说明。储水装置2可以设置在中冷器1上，储水装置2用于接收并存储中冷器1内的冷凝水。储水装置2具有进口和出口21，进口与中冷器1相连以接收中冷器1内的冷凝水，出口21适于与车辆的进气歧管210相连。

如图2所示，控制阀3设在出口21处用于控制出口21的通断，换言之，控制阀3处于打开状态时，储水装置2内部与进气歧管210连通。在控制阀3处于关闭状态时，储水装置2内部与进气歧管210隔断。控制器4与控制阀3相连且在储水装置2内的液面超过预定高度时控制控制阀3打开。

由此，中冷器1内的含有有害物质的冷凝水会通过储水装置2的进口进入到储水装置2内，随着发动机200的连续工作，储水装置2内收集的冷凝水变多，液面逐渐升高，当液面达到预定高度后，控制器4控制控制阀3打开，从而储水装置2的出口21与进气歧管210连通，由于中冷器1与进气歧管210之间存在压力差，因此储水装置2内的冷凝水进入到进气歧管210内，冷媒水经过进气气流的吹拂从而雾化并进入到燃烧室内，喷油器向燃烧室内喷油燃烧，最后废气一同排出燃烧室，不仅解决了冷凝器内积水的问题，同时雾化的冷凝水在燃烧室内燃烧排出后会经过排气系统的过滤，从而大大降低了有害物质的排放。

应当理解，上述的预定高度为在设计储水装置2时一同设计的一个预定值，该预定值可以偏大，当然也可以偏小，对于本领域的技术人员而言，可以根据实际需要灵活设定临界液面的高度。

根据发明实施例的用于车辆的中冷器组件100能够及时地将中冷器1内由废气中水蒸气产生的冷凝水引入进气歧管210，保证中冷器1的通风面积并减少了其进气阻力，保证了发动机200的性能不受影响，且未将含有有害物质的冷凝水直接排入大气中，减少对大气的二次污染，提高了环保效果。

根据本发明的一个实施例，中冷器组件100还包括液位传感器5，液位传感器5设在储水装置2内用于检测储水装置2内的冷凝水的液面，液位传感器5与控制器4相连。这样在储水装置2内的冷凝水的液面达到预定高度时，液位传感器5会向控制器4发送液位信号，控制器4接收到该信号后会控制控制阀3打开，从而使得储水装置2内的冷凝水可以在压力差的作用下进入到进气歧管210内部。优选地，液位传感器5可以是多个，这样可以提高测量精度，避免其中一个液位传感器5损坏而导致控制阀3通断异常。

参照图2所示，储水装置2的出口21形成在储水装置2的侧面上且邻近储水装置2的底面。但是，本发明并不限于此，在本发明的另一些实施例中，储水装置2的出口21形成在储水装置2的底面上。

根据本发明的一个优选实施例，控制阀3为电磁比例阀。电磁比例阀不仅具有通断功能，同时还能调节开度，换言之，在液面达到预定高度后，控制器4控制电磁比例阀打开，控制器4可以根据发动机200当前工况，判断发动机200可以接收的水雾总量的阈值，例如发动机200当前工况适于接收较多的水雾时，则控制器4可以增大比例电磁阀的开度，又如在发动机200当前工况不适于接收较多的水雾时，则控制器4可以减小比例电磁阀的开度。

由此，可以保证发动机200的性能，避免由于喷入大量水雾而导致发动机200性能下降，动力输出不足，影响发动机200的寿命。

但是，应当理解的是，本发明并不限于此，在本发明的另一些实施例中，控制阀3也可以是普通的通断阀，即只具有打开或关闭功能。

根据本发明的另一些实施例，储水装置2的顶部和侧面上部可以开设所述出口21，该出口21的开设位置可以高于预定高度。在该实施例中，中冷器组件100还包括雾化装置（图未示出），雾化装置用于对储水装置2内的冷凝水进行雾化，这样雾化的水蒸气通过出口21直接进入到进气歧管210内，并由进气带入燃烧室内。

在该实施例中，雾化装置可以是超声波发生器或第一加热装置或超声波发生器和第一加热装置。超声波发生器和/或第一加热装置可以设置在储水装置2内，第一加热装置可以是电加热棒。

考虑到车辆可能行驶在环境较恶劣的条件下，例如车辆在极低的温度下行驶，此时储水装置2内的冷凝水容易冻结，导致冷凝水无法通过出口21流向进气歧管210。有鉴于此，优选地，如图2所示，中冷器组件100还包括外壳6，外壳6设在储水装置2的外面以在外壳6的内表面与储水装置2的外表面之间限定出防冻介质腔，该防冻介质腔内充满防冻介质用于防止储水装置2的冷凝水冻结。

外壳6与储水装置2可以作成一体结构，此时防冻介质腔为二者的夹层结构。防冻介质腔内充满防冻介质，从而可以实现对储水装置2内的冷凝水的保温以及加热，避免储水装置2内的冷凝水冻结。优选地，防冻介质腔适于与车辆的发动机200循环水路相连，例如防冻介质腔与发动机200的散热器的进口和出口相连。由于发动机200循环水路中的水在发动机200正常工作时温度大于零度，因此可以作为防冻介质腔内的防冻介质用于避免储水装置2内的冷凝水冻结，不仅成本低，而且实用效果好。

但是，本发明并不限于此，在本发明的另一些实施例中，中冷器组件100还包括温度传感器和第二加热装置（图未示出）。温度传感器设在储水装置2内用于检测储水装置2内的冷凝水的温度，温度传感器与第二加热装置分别与控制器4相连。

其中在温度传感器检测储水装置2内的冷凝水的温度低于预定温度时控制器4控制第二加热装置对储水装置2内的冷凝水进行加热，从而防止其冻结。可选地，预定温度为零度。可选地，第二加热装置为电加热棒。

根据本发明的一些实施例，储水装置2的出口21与进气歧管210之间连接有连接通道，连接通道向上弯曲延伸，这样由于中冷器1与进气歧管210之间存在压差，储水装置2内的冷凝水可以逆向顺着连接通道进入到进气歧管210内，在发动机200停机后，连接通道内的水可顺流流回储水装置2内，然后控制阀3关闭。

下面简单描述根据本发明实施例的车辆。

根据本发明实施例的车辆可以包括中冷器组件100和进气歧管210，中冷器组件100的储水装置2的出口21与进气歧管210相连，进气歧管210的至少一部分管体部分构造为收窄的锥形，这样可以减少一些工况下该管路的泄漏量，增大了该管路出口处压力，提高了冷凝水的雾化效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于车辆的中冷器组件，其特征在于，包括：

中冷器；

储水装置，所述储水装置具有进口和出口，所述进口与所述中冷器相连以接收所述中冷器内的冷凝水，所述储水装置的出口适于与所述车辆的进气歧管相连；

控制阀，所述控制阀设在所述出口处用于控制所述出口的通断；以及

控制器，所述控制器与所述控制阀相连且在所述储水装置内的液面超过预定高度时控制所述控制阀打开。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的中冷器组件，其特征在于，还包括：

液位传感器，所述液位传感器设在所述储水装置内用于检测所述储水装置内的冷凝水的液面，所述液位传感器与所述控制器相连。

3.根据权利要求1所述的用于车辆的中冷器组件，其特征在于，所述出口形成在所述储水装置的底面上；或者所述出口形成在所述储水装置的侧面上且邻近所述储水装置的底面。

4.根据权利要求1所述的用于车辆的中冷器组件，其特征在于，所述控制阀为电磁比例阀。

5.根据权利要求1所述的用于车辆的中冷器组件，其特征在于，还包括：

雾化装置，所述雾化装置用于对所述储水装置内的冷凝水雾化。

6.根据权利要求5所述的用于车辆的中冷器组件，其特征在于，所述雾化装置包括超声波发生器和/或第一加热装置。

7.根据权利要求1所述的用于车辆的中冷器组件，其特征在于，还包括：外壳，所述外壳设在所述储水装置的外面以在所述外壳的内表面与所述储水装置的外表面之间限定出防冻介质腔，所述防冻介质腔内充满防冻介质用于防止所述储水装置内的冷凝水冻结。

8.根据权利要求7所述的用于车辆的中冷器组件，其特征在于，所述防冻介质腔适于与所述车辆的发动机循环水路相连。

9.根据权利要求1所述的用于车辆的中冷器组件，其特征在于，还包括：温度传感器和第二加热装置，所述温度传感设在所述储水装置内用于检测所述储水装置内的冷凝水的温度，所述温度传感器与所述第二加热装置分别与所述控制器相连，且在所述温度传感器检测所述储水装置内的冷凝水的温度低于预定温度时所述控制器控制所述第二加热装置对所述储水装置内的冷凝水进行加热。

10.一种车辆，其特征在于，包括中冷器组件和进气歧管，所述中冷器组件为根据权利要求1-9中任一项所述的中冷器组件，所述储水装置的出口与所述进气歧管相连，所述进气歧管的至少一部分管体部分构造为收窄的锥形。

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