一种带有展向涡生成器的车用管片式风冷中冷器的制作方法

本发明涉及车用风冷中冷器技术领域，更具体的是，本发明涉及一种带有展向涡生成器的车用管片式风冷中冷器。

背景技术

目前车用风冷中冷器在对发动机进气冷却时，普遍方法是从宏观角度入手，即通过增加散热翅片面积、加大冷却风扇功率和调整ifcr(intercooler，fan，condenser，radiator)相对位置等方法来增加散热量，以期提高中冷器高散热效率，降低发动机进气温度。

在当前发动机舱紧凑化、热源日益集中的趋势下，从宏观角度入手实现中冷器散热效率的提高已基本到达了极限，要想进一步提高散热效率，一种可行的方案是从微观角度出发，使用展向涡生成器，强化湍流强度，增强冷空气和热空气的混合，增强中冷器散热效率，降低发动机进气温度。

技术实现要素：

本发明的目的是设计开发了一种带有展向涡生成器的车用管片式风冷中冷器，在相邻散热管之间垂直连接有平行排列的第一散热片，并且在散热片上设置有规则排列的第一展向涡生成器和第一通风孔，在增加散热面积的同时，破坏、扰动散热管边界，增加湍流强度，加强冷热空气的混合，提高散热效率。

本发明还在散热管内壁相对侧面上设置有第三展向涡生成器、第四展向涡生成器和第五展向涡生成器，进一步破坏、扰动散热管边界，增加湍流强度，利于低温空气和高温空气的混合，提高散热效率。

本发明提供的技术方案为：

一种带有展向涡生成器的车用管片式风冷中冷器，包括：

多个散热管，其为中空长方体结构，其平行间隔排列；

多个第一散热片，其平行间隔设置在相邻所述散热管之间且两端与所述散热管垂直连接；

多个第一展向涡生成器，其为方块结构，且垂直固定设置在所述第一散热片同侧；

多个第一通风孔，其设置在所述第一散热片上；

其中，所述第一展向涡生成器沿所述第一散热片轴向等间距排列，并沿所述第一散热片径向等间距阵列多行，且相邻行上靠近的所述第一展向涡生成器错位排列，所述第一通风孔对称设置在所述第一展向涡生成器轴向两侧。

优选的是，还包括：

多个第二散热片，其分别平行设置在相邻所述第一散热片之间且两端与所述散热管垂直连接；

多个第二展向涡生成器，其为方块结构，且垂直固定设置在所述第二散热片同侧；

多个第二通风孔，其设置在所述第二散热片上；

其中，所述第二展向涡生成器沿所述第二散热片轴向等间距排列，并沿所述第二散热片径向等间距阵列多行，且相邻行上靠近的所述第二展向涡生成器错位排列，所述第二通风孔对称设置在所述第二展向涡生成器轴向两侧；

其中，所述第一展向涡生成器和所述第二展向涡生成器的朝向一致，且所述第二展向涡生成器沿所述第二散热片径向等间距阵列的行数比所述第一展向涡生成器沿所述第一散热片径向等间距阵列的行数多奇数行。

优选的是，所述第二展向涡生成器沿所述第二散热片径向等间距阵列的行数比所述第一展向涡生成器沿所述第一散热片径向等间距阵列的行数多一行。

优选的是，还包括：

第三展向涡生成器，其为弧形，其对称设置在所述散热管内部沿第一散热片径向方向的相对侧面上；

其中，所述第三展向涡生成器沿所述散热管轴向等间距排列，并沿所述第一散热片轴向等间距阵列多行，所述第三展向涡生成器的弧形朝向与所述第一展向涡生成器的朝向相反。

优选的是，还包括：

第四展向涡生成器，其为弧形，其对称设置在所述散热管内部沿第一散热片径向方向的相对侧面上；

其中，所述第四展向涡生成器沿所述散热管轴向等间距排列，并沿所述第一散热片轴向等间距阵列多行，所述第四展向涡生成器与所述第三展向涡生成器交错设置，所述第四展向涡生成器的弧形与所述第三展向涡生成器的弧形朝向相反。

优选的是，还包括：

第五展向涡生成器，其为块状结构且一角为弧形，其对称设置在所述散热管内部沿第一散热片轴向方向的相对侧面上；

其中，所述第五展向涡生成器沿所述散热管轴向等间距排列，并沿所述第一散热片径向等间距阵列多行，所述第五展向涡生成器的弧形一角与所述第一展向涡生成器的朝向一致。

优选的是，还包括：

进气室，其垂直密封设置在所述散热管轴向一端，所述进气室与所述散热管连通；

排气室，其垂直密封设置在所述散热管轴向另一端，所述排气室与所述散热管连通；

其中，所述第一展向涡生成器朝向所述进气室设置。

优选的是，沿所述第一散热片轴向上，每相邻两个第一展向涡生成器之间设置有两个所述第一通风孔；沿所述第二散热片轴向上，每相邻两个第二展向涡生成器之间设置有两个所述第二通风孔。

优选的是，所述第三展向涡生成器和所述第四展向涡生成器设置在靠近所述排气室的所述散热管一侧。

优选的是，所述第三展向涡生成器与所述散热管轴向的攻角为-45°～45°

本发明所述的有益效果：

本发明提供的带有展向涡生成器的车用管片式风冷中冷器，在相邻散热管之间垂直连接有平行排列的第一散热片，并且在散热片上设置有规则排列的第一展向涡生成器和第一通风孔，在增加散热面积的同时，破坏、扰动散热管边界，增加湍流强度，加强冷热空气的混合，提高散热效率；还在散热管内壁相对侧面上设置有第三展向涡生成器、第四展向涡生成器和第五展向涡生成器，展向涡生成器的存在能够破坏散热管壁面上的空气边界层，减少边界层厚度，降低壁面压力梯度、速度梯度、温度梯度，从而增加湍流强度，使散热片之间和散热管内部产生更多的涡，这样有利于低温空气和高温空气在展向涡生成器流区的混合，进而从整体上提高中冷器散热效率，降低发动机进气温度。

附图说明

图1为本发明所述带有展向涡生成器的车用管片式风冷中冷器的整体结构示意图。

图2为本发明所述散热管和散热片的水平截面结构示意图。

图3为本发明所述散热管和散热片的水平截面局部放大示意图。

图4为本发明所述散热管和散热片的立体结构示意图。

图5为本发明所述第一散热片在进气室方向的截面示意图。

图6为本发明所述第一散热片在排气室方向的截面示意图。

图7为本发明所述第二散热片在进气室方向的截面示意图。

图8为本发明所述第二散热片在排气室方向的截面示意图。

图9为本发明所述散热管内部第三展向涡生成器和第四展向涡生成器的结构示意图。

图10为本发明所述散热管内部第三展向涡生成器和第四展向涡生成器的局部放大示意图。

图11为本发明所述散热管内部第三展向涡生成器和第四展向涡生成器的局部放大示意图。

图12为本发明所述散热管的结构示意图。

图13为本发明所述第一展向涡生成器的结构示意图。

图14为本发明所述第三展向涡生成器的结构示意图。

图15为本发明所述第五展向涡生成器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

本发明可以有许多不同的形式实施，而不应该理解为限于再此阐述的实施例，相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的。在附图中，为了清晰起见，会夸大结构和区域的尺寸和相对尺寸。

如图1-15所示，本发明提供一种带有展向涡生成器的车用管片式风冷中冷器，包括：多个散热管110，其为中空长方体结构，其平行间隔排列；多个第一散热片120，其平行间隔设置在相邻所述散热管110之间且两端与所述散热管110垂直连接；多个第一展向涡生成器130，其为方块结构，且垂直固定设置在所述第一散热片120同侧，且第一展向涡生成器130朝向进气方向设置；在所述第一散热片上设置有多个第一通风孔140；所述第一展向涡生成器130沿所述第一散热片120轴向(a向)等间距排列，并沿所述第一散热片120径向(b向)等间距阵列多行，且相邻行上靠近的所述第一展向涡生成器130错位排列，所述第一通风孔140对称设置在所述第一展向涡生成器130轴向两侧。在增加散热面积的同时，破坏、扰动散热管边界，增加湍流强度，加强冷热空气的混合，提高散热效率。

多个第二散热片150，其分别平行设置在相邻所述第一散热片120之间且两端与所述散热管110垂直连接，即第二散热片150与第一散热片交错排列，以abababab…的方式排列。多个第二展向涡生成器160，其为方块结构(第二展向涡生成器160与第一展向涡生成器130的结构、尺寸一致)，且垂直固定设置在所述第二散热片150同侧，第一展向涡生成器130和所述第二展向涡生成器160的朝向一致，均朝向进气方向；在所述第二散热片150上设置有多个第二通风孔170；所述第二展向涡生成器160沿所述第二散热片150轴向(a向)等间距排列，并沿所述第二散热片150径向(b向)等间距阵列多行，且相邻行上靠近的所述第二展向涡生成器160错位排列，所述第二通风孔170对称设置在所述第二展向涡生成器160轴向两侧；所述第二展向涡生成器160沿所述第二散热片150径向(b向)等间距阵列的行数比所述第一展向涡生成器130沿所述第一散热片120径向(b向)等间距阵列的行数多奇数行。在增加散热面积的同时，破坏、扰动散热管边界，增加湍流强度，加强冷热空气的混合，提高散热效率。

作为一种优选实施方式，沿所述第一散热片120轴向(a向)上，每相邻两个第一展向涡生成器130之间设置有两个所述第一通风孔140；沿所述第二散热片150轴向(a向)上，每相邻两个第二展向涡生成器160之间设置有两个所述第二通风孔170。第二展向涡生成器160沿所述第二散热片150径向(b向)等间距阵列的行数比所述第一展向涡生成器130沿所述第一散热片120径向(b向)等间距阵列的行数多一行。

第三展向涡生成器111，其为弧形，其对称设置在所述散热管110内部沿第一散热片110径向(b向)方向的相对侧面上；所述第三展向涡生成器111沿所述散热管110轴向(c向)等间距排列，并沿所述第一散热片120轴向(a向)等间距阵列多行，所述第三展向涡生成器111的弧形朝向与所述第一展向涡生成器130的朝向相反，且所述第三展向涡生成器111与所述散热管110轴向(c向)的攻角为-45°～45°。

第四展向涡生成器112，其为弧形(其结构与所述第三展向涡生成器111一致)，其对称设置在所述散热管110内部沿第一散热片110径向(b向)方向的相对侧面上；所述第四展向涡生成器112沿所述散热管110轴向(c向)等间距排列，并沿所述第一散热片110轴向(a向)等间距阵列多行，所述第四展向涡生成器112与所述第三展向涡生成器111交错设置，即以abababab…的方式排列，且相邻行上靠近的第三展向涡生成器111和第四展向涡生成器112错位排列。所述第四展向涡生成器112的弧形与所述第三展向涡生成器111的弧形朝向相反，且第四展向涡生成器112与所述散热管110轴向(c向)的攻角为-45°～45°。

第五展向涡生成器113，其为块状结构且一角为弧形，其对称设置在所述散热管110内部沿第一散热片120轴向(a向)方向的相对侧面上；所述第五展向涡生成器113沿所述散热管110轴向(c向)等间距排列，并沿所述第一散热片120径向(b向)等间距阵列多行，所述第五展向涡生成器113的弧形一角与所述第一展向涡生成器130的朝向一致。通过在散热管110内壁相对侧面上设置有第三展向涡生成器111、第四展向涡生成器112和第五展向涡生成器113，进一步破坏、扰动散热管110边界，增加湍流强度，利于低温空气和高温空气的混合，提高散热效率。

进气室180，其垂直密封设置在所述散热管110轴向一端，所述进气室180与所述散热管110连通；排气室190，其垂直密封设置在所述散热管110轴向另一端，所述排气室190与所述散热管连通；所述第一展向涡生成器130朝向所述进气室设置。

作为一种优选方式，所述第三展向涡生成器111和所述第四展向涡生成器114设置在靠近所述排气室190的所述散热管110一侧，散热效果更好。

作为一种优选实施方式，所述散热管110外侧设置有散热翅片114，即现有的通过翅片进行散热，其结构在此不再赘述。

实施例1

本实施例中带有展向涡生成器的车用管片式风冷中冷器，散热管为3个，在相邻散热管之间交错设置有第一散热片和第二散热片，在第一散热片设置有第一展向涡生成器、第一通气孔，第二散热片上设置有第二展向涡生成器、第二通风孔，第一展向涡生成器和第二展向涡生成器朝向进气方向设置。

所述第一展向涡生成器沿所述第一散热片轴向(a向)等间距排列，并沿所述第一散热片径向(b向)等间距阵列3行，且相邻行上靠近的所述第一展向涡生成器错位排列，所述第一通风孔对称设置在所述第一展向涡生成器轴向两侧，且沿所述第一散热片轴向(a向)上，每相邻两个第一展向涡生成器之间设置有两个所述第一通风孔。

所述第二展向涡生成器沿所述第二散热片轴向(a向)等间距排列，并沿所述第二散热片径向(b向)等间距阵列4行，且相邻行上靠近的所述第二展向涡生成器错位排列，所述第二通风孔对称设置在所述第二展向涡生成器轴向两侧，且沿所述第二散热片轴向(a向)上，每相邻两个第二展向涡生成器之间设置有两个所述第二通风孔。

第三展向涡生成器，其为弧形，其对称设置在所述散热管内部沿第一散热片径向(b向)方向的相对侧面上；所述第三展向涡生成器沿所述散热管轴向(c向)等间距排列，并沿所述第一散热片轴向(a向)等间距阵列多行，所述第三展向涡生成器的弧形朝向与所述第一展向涡生成器的朝向相反，且所述第三展向涡生成器与所述散热管轴向(c向)的攻角为-15°。

第四展向涡生成器，其为弧形，其对称设置在所述散热管内部沿第一散热片径向(b向)方向的相对侧面上；所述第四展向涡生成器沿所述散热管轴向(c向)等间距排列，并沿所述第一散热片轴向(a向)等间距阵列多行，所述第四展向涡生成器与所述第三展向涡生成器交错设置，即以abababab…的方式排列，且相邻行上靠近的第三展向涡生成器和第四展向涡生成器112错位排列。所述第四展向涡生成器的弧形与所述第三展向涡生成器111的弧形朝向相反，且第四展向涡生成器与所述散热管轴向(c向)的攻角为15°。

所述第三展向涡生成器和所述第四展向涡生成器设置在靠近所述排气室的所述散热管一侧。

第五展向涡生成器，其为块状结构且一角为弧形，其对称设置在所述散热管内部沿第一散热片轴向(a向)方向的相对侧面上；所述第五展向涡生成器沿所述散热管110轴向(c向)等间距排列，并沿所述第一散热片径向(b向)等间距阵列2行，所述第五展向涡生成器的弧形一角与所述第一展向涡生成器的朝向一致即朝向进气室方向。

对上述的带有展向涡生成器的车用管片式风冷中冷器以及不带有展向涡生成器的车用管片式风冷中冷器(作为对比例)进行冷却测试，具体结果如表1-4所示。

表1实施例1的散热管内冷却测试结果

表2实施例2的散热片冷却测试结果

表3对比例的散热管内冷却测试结果

表4对比例的散热片冷却测试结果

通过对比分析上述数据，发现相同条件下，相比于未添加涡生成器时的中冷器的冷却数据，在散热管内和散热片上添加展向涡生成器的中冷器的散热管内压降、散热片压降都有不同程度的增加，但散热管内排气温度、散热片排气温度都有所降低，散热管内散热量、散热片吸热量都有所增加，增强了散热程度，提高散热效率，最终提高发动机工作效率。

本发明提供的带有展向涡生成器的车用管片式风冷中冷器，在相邻散热管之间垂直连接有平行排列的第一散热片，并且在散热片上设置有规则排列的第一展向涡生成器和第一通风孔，在增加散热面积的同时，破坏、扰动散热管边界，增加湍流强度，加强冷热空气的混合，提高散热效率；还在散热管内壁相对侧面上设置有第三展向涡生成器、第四展向涡生成器和第五展向涡生成器，展向涡生成器的存在能够破坏散热管壁面上的空气边界层，减少边界层厚度，降低壁面压力梯度、速度梯度、温度梯度，从而增加湍流强度，使散热片之间和散热管内部产生更多的涡，这样有利于低温空气和高温空气在展向涡生成器流区的混合，进而从整体上提高中冷器散热效率，降低发动机进气温度。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。