本技術(shù)涉及發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣，尤其涉及一種中冷器后加速冷凝結(jié)構(gòu)、中冷器及車(chē)輛。

背景技術(shù)：

1、在高熱、高濕環(huán)境下，發(fā)動(dòng)機(jī)增壓和中冷后會(huì)產(chǎn)生大量冷凝水，中冷器冷凝水在進(jìn)氣腔存留將影響發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性。特別是大缸徑發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量大、增壓壓比高，經(jīng)過(guò)相態(tài)轉(zhuǎn)換的水蒸氣因無(wú)附著、凝聚條件而隨高速氣流進(jìn)入燃燒室內(nèi)。隨著燃燒室冷凝水進(jìn)入量增加而燃燒品質(zhì)降低，尤其是天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)等氣態(tài)燃料受燃燒室內(nèi)水汽影響較大。另外，缸內(nèi)進(jìn)水也有進(jìn)氣門(mén)急冷炸裂風(fēng)險(xiǎn)。

2、傳統(tǒng)冷凝結(jié)構(gòu)采用多個(gè)交錯(cuò)布置的擋板形成彎曲流道，進(jìn)而分離冷凝水，但是該結(jié)構(gòu)存在以下問(wèn)題：

3、1、通過(guò)犧牲進(jìn)氣阻力來(lái)加速冷凝水的凝聚，不利于發(fā)動(dòng)機(jī)功率密度提升。增壓、中冷后的液態(tài)水微粒隨高速氣流撞擊到水珠附著面上，液態(tài)水微粒實(shí)現(xiàn)凝聚但氣流方向消耗大量能量。

4、2、空氣中的水蒸氣析出至飽和空氣后不再析出，可能在后續(xù)進(jìn)氣道內(nèi)因邊界變化再析出成冷凝水。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型實(shí)施例的目的是提供一種中冷器后加速冷凝結(jié)構(gòu)，能夠在降低進(jìn)氣阻力的前提下，加速中冷后冷凝水的凝聚，從而提升發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒穩(wěn)定性和可靠性。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案：

3、一種中冷器后加速冷凝結(jié)構(gòu)，所述中冷器具有進(jìn)氣腔，所述冷凝結(jié)構(gòu)設(shè)置在進(jìn)氣腔內(nèi)；所述冷凝結(jié)構(gòu)包括多個(gè)立柱，所述立柱沿著垂直于進(jìn)氣腔氣流的方向依次排列，且相鄰兩個(gè)立柱在垂直于氣流方向上具有設(shè)定距離，所述立柱為紡錘體結(jié)構(gòu)，所述紡錘體結(jié)構(gòu)的橫截面沿著氣流方向先逐漸變寬再逐漸變小，所述紡錘體結(jié)構(gòu)的橫截面沿著從上到下的方向逐漸變小。

4、可選的，所述紡錘體結(jié)構(gòu)的橫截面為軸對(duì)稱形狀，所述橫截面的對(duì)稱軸平行于氣流方向。

5、可選的，所述紡錘體結(jié)構(gòu)的外立面包括弧形面和斜面，所述弧形面位于紡錘體結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣一側(cè)，所述斜面位于弧形面的兩側(cè)，兩斜面的進(jìn)氣一端與弧形面相切，兩斜面的出氣一端經(jīng)圓弧彎曲后交于一條直線。

6、可選的，在所述紡錘體結(jié)構(gòu)沿氣流方向的后側(cè)設(shè)置有導(dǎo)水槽，所述導(dǎo)水槽沿著垂直于氣流方向布置，導(dǎo)水槽為向下的凹陷結(jié)構(gòu)。

7、可選的，所述導(dǎo)水槽沿長(zhǎng)度方向的一端開(kāi)口，一端封閉，導(dǎo)水槽開(kāi)口端的槽底低于封閉端的槽底。

8、本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種中冷器，所述中冷器具有進(jìn)氣腔，所述進(jìn)氣腔內(nèi)設(shè)置有如上所述的中冷器后加速冷凝結(jié)構(gòu)。

9、可選的，所述中冷器具有框架結(jié)構(gòu)，所述框架結(jié)構(gòu)內(nèi)形成進(jìn)氣腔，所述進(jìn)氣腔具有進(jìn)氣側(cè)和出氣側(cè)，所述紡錘體結(jié)構(gòu)位于出氣側(cè)一側(cè)。

10、可選的，所述框架結(jié)構(gòu)包括頂板和底板，所述紡錘體結(jié)構(gòu)的底部安裝在所述底板上，紡錘體結(jié)構(gòu)的頂部與所述頂板連接。

11、可選的，所述紡錘體結(jié)構(gòu)的底部和所述底板焊接連接，所述紡錘體結(jié)構(gòu)的頂部與所述頂板焊接連接。

12、本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種車(chē)輛，包括如上所述的中冷器。

13、本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

14、該冷凝結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在進(jìn)氣腔內(nèi)的多個(gè)立柱，這些立柱沿垂直于進(jìn)氣腔氣流的方向依次排列，且相鄰兩個(gè)立柱在垂直于氣流方向上具有設(shè)定距離。每個(gè)紡錘體結(jié)構(gòu)的橫截面沿氣流方向先逐漸變寬再逐漸變小。工作過(guò)程中高速氣流從立柱間隙流過(guò)時(shí)，氣流速度加快，氣壓降低，空氣隨氣壓降低相對(duì)濕度提升，從而使空氣中的水汽凝結(jié)并析出為液態(tài)水。間隙先由大變小再由小變大，在由小變大的過(guò)程中氣體膨脹，溫度降低，空氣中水蒸氣溶解度降低，緩解了冷凝水在后續(xù)進(jìn)氣道內(nèi)的再次析出的問(wèn)題。液態(tài)水微粒在紡錘體表面凝結(jié)后，由于重力作用，順著立柱表面向下流動(dòng)，從而有效地將冷凝水從氣流中分離。相比現(xiàn)有的擋板形成的彎曲流道結(jié)構(gòu)，流經(jīng)立柱間隙的高速氣流無(wú)需換向，進(jìn)氣阻力損耗低。這種設(shè)計(jì)通過(guò)優(yōu)化立柱的形狀和排列方式，在保證低進(jìn)氣阻力的同時(shí)，加速冷凝水的形成和分離，顯著提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒穩(wěn)定性和可靠性。另外，紡錘體結(jié)構(gòu)上大下小，氣流流速上高下低，水微粒凝聚后在重力及氣流流速作用下更有利于向下流淌，便于收集，防止在氣流影響下被吹到后方。

15、本實(shí)用新型附加方面的優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種中冷器后加速冷凝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述中冷器具有進(jìn)氣腔，所述冷凝結(jié)構(gòu)設(shè)置在進(jìn)氣腔內(nèi)；

2.如權(quán)利要求1所述的中冷器后加速冷凝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述紡錘體結(jié)構(gòu)的橫截面為軸對(duì)稱形狀，所述橫截面的對(duì)稱軸平行于氣流方向。

3.如權(quán)利要求2所述的中冷器后加速冷凝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述紡錘體結(jié)構(gòu)的外立面包括弧形面和斜面，所述弧形面位于紡錘體結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣一側(cè)，所述斜面位于弧形面的兩側(cè)，兩斜面的進(jìn)氣一端與弧形面相切，兩斜面的出氣一端經(jīng)圓弧彎曲后交于一條直線。

4.如權(quán)利要求1所述的中冷器后加速冷凝結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述紡錘體結(jié)構(gòu)沿氣流方向的后側(cè)設(shè)置有導(dǎo)水槽，所述導(dǎo)水槽沿著垂直于氣流方向布置，導(dǎo)水槽為向下的凹陷結(jié)構(gòu)。

5.如權(quán)利要求4所述的中冷器后加速冷凝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)水槽沿長(zhǎng)度方向的一端開(kāi)口，一端封閉，導(dǎo)水槽開(kāi)口端的槽底低于封閉端的槽底。

6.一種中冷器，其特征在于，所述中冷器具有進(jìn)氣腔，所述進(jìn)氣腔內(nèi)設(shè)置有如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的中冷器后加速冷凝結(jié)構(gòu)。

7.如權(quán)利要求6所述的中冷器，其特征在于，所述中冷器具有框架結(jié)構(gòu)，所述框架結(jié)構(gòu)內(nèi)形成進(jìn)氣腔，所述進(jìn)氣腔具有進(jìn)氣側(cè)和出氣側(cè)，所述紡錘體結(jié)構(gòu)位于出氣側(cè)一側(cè)。

8.如權(quán)利要求7所述的中冷器，其特征在于，所述框架結(jié)構(gòu)包括頂板和底板，所述紡錘體結(jié)構(gòu)的底部安裝在所述底板上，紡錘體結(jié)構(gòu)的頂部與所述頂板連接。

9.如權(quán)利要求8所述的中冷器，其特征在于，所述紡錘體結(jié)構(gòu)的底部和所述底板焊接連接，所述紡錘體結(jié)構(gòu)的頂部與所述頂板焊接連接。

10.一種車(chē)輛，其特征在于，包括如權(quán)利要求6-9任一項(xiàng)所述的中冷器。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種中冷器后加速冷凝結(jié)構(gòu)、中冷器及車(chē)輛。所述冷凝結(jié)構(gòu)包括多個(gè)立柱，所述立柱沿著垂直于進(jìn)氣腔氣流的方向依次排列，且相鄰兩個(gè)立柱在垂直于氣流方向上具有設(shè)定距離，所述立柱為紡錘體結(jié)構(gòu)，所述紡錘體結(jié)構(gòu)的橫截面沿著氣流方向先逐漸變寬再逐漸變小，所述紡錘體結(jié)構(gòu)的橫截面沿著從上到下的方向逐漸變小。該冷凝結(jié)構(gòu)能夠在降低進(jìn)氣阻力的前提下，加速中冷后冷凝水的凝聚，從而提升發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒穩(wěn)定性和可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：張波,付雨鋒,郭正才,潘宏澤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：濰柴動(dòng)力股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240820
技術(shù)公布日：2025/5/19