涡轮增压柴油机中冷技术的探讨
增压中冷与柴油机的匹配guo
2 柴油机与涡轮增压器之间只有气动连接，与机械连接相比响应速度要慢。
3 柴油机的输出功率在很大程度上依赖于增压器所能够供给它的空气量，而常 规增压器所能供给的空气量又依赖于柴油机当时的转速。
4 车用柴油机要求增压器能够在较宽的转速和转矩变化范围内工作，很难兼顾 所有工况点的匹配特性。
四、 增压中冷系统与柴油机的匹配
4.2 涡轮增压器与发动机的匹配
增压器与发动机的匹配有三个方面：发动机与压气机的匹配、发动机与涡 轮的匹配和压气机与涡轮的匹配，三者最终构成涡轮增压器与发动机的匹配。
4.2.1压气机与发动机的匹配 发动机对压气机的要求： 1) 压气机要达到预定的压比，而且要有很高的效率。压气机效率越高，在同一 时，空气温度越低，得到的增压空气密度越高，增压效果越好。 2) 车用发动机的转速范围宽广，因而对相应的压气机特性具有较宽的流量范围 的要求，而且要有较宽的高效率区。另外，发动机的扭矩系数越高，压气机的 流量范围以及高效率区越宽。
二、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ增压器相关内容
2.2.2 变涡轮喷嘴截面方案
该方案通过改变喷嘴环叶片的 转角位置来改变涡轮流通面积进而 控制增压器转速和增压压力。在发 动机低速时，通过减小涡轮流通截 面积而使增压压力提高，从而改善 发动机的低速特性；在发动机高速 时,增大涡轮流通截面积，使增压 压力较普通(截面不可调)增压器增 压压力小，使增压器不至于超速， 发动机的爆发压力不至于过大，同 时还不损坏高工况时发动机的经济 性。该方案还能扩大低油耗运行区， 提高发动机的加速性和瞬态响应性。
四、 增压中冷系统与柴油机的匹配
第十一章增压(中冷)技术
两空心转子由铝合金铸成，每个转子的两端都装 有钢轴，转子的外旋轮线型经过精加工，以保证 在工作过程中各单独空腔的密封性。斜齿轮同步 转动可保证转子和壳体间的必要间隙，以避免转 子和壳体间以及转子相互间的接触。转子的径向 间隙和在轴向与壳体间的间隙大小应合理选择， 使其能保证空气的泄漏量最小，又可完全避免转 子工作时互相接触。
压气机性能的主要参数是：单位时间内压气机提供 给内燃机的空气量，称为流量，并有两种表示方法。 容积流量为单位时间内所提供的空气客积V(m3/h或 m3/min)，重量流量为单位时间内所提供的空气重 量mk(kg/s)。 另一个参数是增压比或压力升高比，为压气机出口 空气压力pk与进口空气压力p0之比，表示为 πk=pk/p代起，随着涡轮增压器效率的改进，柴油 机采用涡轮增压技术后的功率和效率都得到了很大 提高，从而被广泛地推广应用，增压后，柴油机的 功率能提高1-3倍。废气涡轮增压对提高柴油机性 能作出了重大的贡献，在汽车发动机中有也采用比 较普遍的废气涡轮增压系统。
11.1 内燃机增压的基本概念
自扩压器周围出来的空气进入蜗形管，从此进入发 动机的进气管，根据增压器在发动机上的配置位置 不同，蜗形管可以有一个或数个出口管。 工作轮是压气机的主要零件，在工作中使空气 受到压缩并获得动能。工作轮一般用铝台金制造， 以大大减少作用在工作轮上的离心力。在现代增压 器中，离心力可达很高的数值，有时可能比零件的 重量大5万到10万倍。
二.螺旋型转子压气机 螺旋型与上述转子式压气机不同，其流通部分 的空气运动是斜线方向，而且旋转的螺杆和壳体间 的空腔有容积变化，进行内部压缩，将空气压缩到 一定的压力。 螺旋型转子压气机，两个平行的转子制成螺旋 形，由两齿轮传动，在外壳中旋转，转子之间间隙 很小。进气口和排气口位于对角线上，空气沿螺旋 槽流动。 转子叶型的横截面如下图所示。
涡轮增压中冷的概念
涡轮增压中冷的概念1.涡轮增压的概念涡轮增压（Turbo）——涡轮增压简称Turbo，如果在轿车尾部看到Turbo。
或者T，即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机。
涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。
它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮就压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。
当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。
涡轮增压器的最大优点是能在不加大发动机排量就能较大幅度地提高发动机的功率及扭力，一般而言，加装增压器后的发动机的功率及扭矩要增大20％~30％。
涡轮增压器的缺点是滞后，即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓，使发动机延迟增加或减少输出功率，这对于要突然加速或超车的汽车而言，瞬间会有点提不上劲的感觉。
2.中冷器的概念中冷器一般只有在安装了涡轮增压的车才能看到。
因为中冷器实际上是涡轮增压的配套件，其作用在于提高发动机的换气效率。
涡轮增压的发动机为何会比普通发动机拥有更大的动力，其中原因之一就是其换气的效率比一般发动机的自然进气更高。
当空气进入涡轮增压后其温度会大副升高，密度也相应变小，而中冷器正是起到冷却空气的作用，高温空气经过中冷器的冷却，再进入发动机中。
如果缺少中冷器而让增压后的高温空气直接进入发动机，则会因空气温度过高导致发动机损坏甚至死火的现象。
对于增压发动机来说，中冷器是增压系统的重要组成部件。
无论是机械增压发动机还是涡轮增压发动机，都需要在增压器与发动机进气歧管之间安装中冷器。
下面以涡轮增压发动机为例，对中冷器进行简要介绍。
3.中冷器的作用中冷器的作用是降低发动机的进气温度。
那么为什么要降低进气温度呢？（1）发动机排出的废气的温度非常高，通过增压器的热传导会提高进气的温度。
增压柴油机两级中冷方案研究
１ 冷 却 系统 结构
冷却 系统 采 用 高低 温 双 循 环 的 冷却 方 案 ， 动 发
机 冷 却液将 发 动机 的 散热量 和 一级 中冷 器 的散热 量 传 递 给高 温散 热器 ， 温 回路 冷 却 液 将 变 速 箱 油 热 低
交 换 器 、 动 机 油 热 交 换 器 以 及 二 级 中 冷 器 的 散 热 发
基 金 项 目 ： 十 一 五 ” 委 基 础 产 品研 究 （ ２ ０ ６ ９ ５ “ 部 Ｄ２ ２ ０ ２ ０ ）
冷却空气
翥 ｌ
Ｉ
器Ｉ 燃烧空气
图 １ 冷 却 系 统 结 构 示 意
散 热器 体积 的 减小 。 由于 中冷 器 不 占用 冷 却 风道 ，
故 可 以充分 利用 动 力 舱 内的 剩 余 空 间 布 置散 热器 ，
两级 中冷 方案 有 串联 和 并 联 两 种 ， 联 方 案 即 并
方法 之 一 即 是采 用 增 压 技 术 。近 年 来 ， 效 、 增 高 高
压 比 、 流 量 范 围 、 有 优 良 的 多 级 与 变 工 况 性 能 宽 具 的 涡 轮 增 压 器 设 计 已 成 为 增 压 技 术 主 要 的 发 展 方 向 ｕ 。 目前 车 用 增 压 柴 油 机 的 一 个 重 要 发 展 方 向 ］ 是 高 增 压 和 超 高 增 压 ， 级 增 压 比 可 达 ５ 采 用 多 单 ， 级 增 压 后 增 压 比 甚 至 更 高 。 但 由 此 也 带 来 诸 多 问 题 ， 高 的 增 压 比 使 压 气 机 出 口 温 度 剧 增 ， 中 冷 超 给 器 带来 很 大 的负 担 ， 且 在 动 力 舱 狭 小 的 空 间 内 ， 并 给 中冷 器 安 装 也 带 来 一 定 的 问 题 。 目前 对 于 此 问 题 的 解 决 方 法 主 要 有 两 种 ： 是 单 纯 加 大 中 冷 器 一
柴油机中冷增压原理
柴油机中冷增压原理
柴油机中冷增压原理是通过在进气道中引入中冷器，将进气空气冷却后再进入缸内，达到增加气缸内密度、提高进气量的效果。
中冷器通常采用水冷或气冷方式，并与进气歧管相连。
中冷增压原理的工作过程如下：首先，进气空气在进入中冷器前被压缩机压缩，此时温度升高。
然后，经过中冷器冷却后的空气，温度下降，密度增加。
最后，冷却后的空气再次通过进气道进入缸内，与燃油混合并燃烧，从而提高了燃烧效率和动力输出。
中冷增压原理的优点有以下几个方面：首先，通过减少进气空气的温度，可以降低进气温度对燃烧产生的不良影响，减少氮氧化物（NOx）和颗粒物排放。
其次，增加进气密度可以提高进气量，增加了氧气供应，从而提高了燃烧效率和动力输出。
再次，降低了排气温度，减少了对排气系统和涡轮增压器的热负荷，延长了其使用寿命。
总的来说，柴油机中冷增压原理通过冷却进气空气，提高了进气密度，优化了燃烧效率，提高了动力输出，同时减少了有害排放物的排放，具有重要的意义和应用价值。
涡轮增压制冷原理
涡轮增压制冷原理涡轮增压制冷原理是一种利用涡轮增压技术实现制冷的方法。
涡轮增压技术是一种常见于汽车发动机中的技术，通过增加进气量来提高发动机的动力输出。
而在制冷领域，涡轮增压技术可以实现高效的制冷效果。
涡轮增压制冷原理的基本概念是利用压缩机和膨胀机的相互作用来实现制冷。
压缩机通过旋转涡轮将气体压缩，使其温度升高，然后将高温高压气体传输到膨胀机中。
膨胀机是涡轮增压制冷系统的核心部件，它通过涡轮的旋转将高温高压气体膨胀，使其温度降低，从而实现制冷效果。
膨胀后的气体再经过冷凝器冷却成液体，回到压缩机重新循环。
涡轮增压制冷系统的工作过程可以简单描述为：首先，压缩机从外部环境中吸入气体，并将其压缩成高温高压气体。
然后，高温高压气体进入膨胀机，通过涡轮的旋转膨胀，使其温度降低。
膨胀后的气体经过冷凝器冷却成液体，并通过膨胀阀控制液体的流量和压力。
最后，液体再次进入压缩机，循环往复，实现持续的制冷效果。
涡轮增压制冷原理的优势在于其高效性和可调节性。
通过涡轮增压技术，可以实现高压气体的压缩和膨胀，从而提高制冷效果。
而且，涡轮增压制冷系统可以根据需要进行调节，以适应不同的制冷需求。
这使得涡轮增压制冷系统在空调、冷藏、冷冻等领域具有广泛的应用前景。
然而，涡轮增压制冷原理也存在一些挑战和限制。
首先，涡轮增压制冷系统的设计和制造相对复杂，需要高精度的加工和装配技术。
其次，膨胀机的旋转速度和气体的压力对制冷效果有着较大的影响，需要进行精确的控制和调节。
此外，涡轮增压制冷系统的能耗较高，对能源的需求较大。
为了克服涡轮增压制冷原理的一些限制，研究人员正在不断努力改进和优化。
他们通过改进涡轮增压系统的设计和控制策略，提高系统的效率和性能。
同时，他们也在寻找新的制冷剂和工作流体，以提高制冷系统的性能和环境友好性。
总的来说，涡轮增压制冷原理是一种利用涡轮增压技术实现制冷的方法。
其基本原理是通过压缩机和膨胀机的相互作用来实现制冷效果。
增压与中冷的关系
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为什么增压及增压与中冷的关系
一 为什么增压
1. 增压可以提高发动机功率 2. 增压可以补偿高原功率不足 3. 增压可以保护环境
4. 增压可以使得燃油经济性得到大大改善
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为什么增压及增压与中冷的关系
一台性能优良的发动机应该具备哪些优点?
一台性能优良的发动机，其主要表现为比功率大， 燃油消耗率低，排放污染小，工作可靠，使用寿命长， 操作方便。
增压技术对燃油经济性有较大改善，可达到35%，新发动机经过磨合， 各部件互相适应后，效果更明显。试验室数据表明节油效果不少 于10g/kw.h。通俗的将，每百公里最少节油3公升，一台货车，按年 行驶八万公里计算，能节省燃料费增压与中冷的关系
二 增压与中冷的关系
• 增压后的空气温度达130ºC -150 ºC ，有时超过200 ºC。采 用空 - 空中冷或水 - 空中冷后，则可以降到50 ºC 或100 ºC 左 右，从而使空气密度增加，进入汽缸的新鲜空气更多，因此可以 喷入更多的柴油，发动机发出更大的功率。同时，发动机油耗和 排温更低，排出的废气中有害成分更少。 • 中冷可以提高发动机功率约 20%
提高发动机转速：
增加摩擦损失，使发
适当提高发动机转速
动机工作可靠性、使用寿 命降低
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为什么增压及增压与中冷的关系
涡轮增压器
所谓“增压”是指增加柴油机进气压力，让更多的新鲜空气进入 汽缸里去。它是通过涡轮增压器来实现的。涡轮增压器是一种利 用发动机排气中的剩余能量来工作的“空气泵”，发动机排出的 废气具有一定的压力和热量，能驱动废气叶轮高速旋转，并带动 同轴压叶轮转动吸入新鲜空气同时压缩，经压缩后的空气进入发 动机燃烧室（汽缸），从而使燃烧更加充分，在发动机体积变化 不大和相同油耗条件下作出更多的功, 输出更大的扭距，同时还 获得了节能、环保等的好处.
增压发动机上的中冷技术
高等内燃机原理作业学号：********姓名：***专业：动力机械增压中冷技术(一)增压中冷技术的定义增压中冷技术就是当涡轮增压器将新鲜空气压缩经中间冷却器冷却，然后经进气歧管、进气门流至汽缸燃烧室。
有效的中冷技术可使增压温度下降到50℃以下，有助于减少废气的排放和提高燃油经济性。
(二)中冷技术出现的原因:增压可使柴油机在排量不变，重量不变的情况下达到增加输出功率的目的。
与相同功率的非增压柴油机相比，增压柴油机不仅体积小、重量轻、功率大，而且还降低了单位功率的成本。
因此增压技术广泛应用在柴油机上，而且还推广到汽油机，是改善内燃发动机的重要技术手段。
但是事物总有矛盾性，空气压力的提高就是空气密度的提高，空气密度的提高必然会使空气温度也同时增高，这如同给轮胎打气时泵会发热一样。
发动机涡轮增压器的出风口温度也会随着压力增大而升高，温度提高反过来会限制空气密度的提高，要进一步提高空气密度就要降低增压空气的温度。
据实验显示，在相同的空燃比条件下，增压空气温度每下降10摄氏度，柴油机功率能提高3%-5%，还能降低排放中的氮氧化合(NOx)，改善发动机的低速性能。
因此，也就产生了中间冷却技术。
(三)中冷技术的原理对于增压压力较高的中、高增压发动机, 一般需装置中间冷却器,这是因为涡轮增压器吸进的空气经压缩温度会升高, 空气在流动过程中与管壁摩擦还会进P与充一步升温, 这样不仅影响充气效率, 还容易产生爆燃。
发动机的有效功率e人气缸的气体密度ρ成正比, 密度越大, 功率越大, 增压空气密度由气体状态方程决定。
ρ=即: /p RT式中: p是增压压力, Pa (绝对压力);T是增压时空气绝对温度,K;R 是气体常数(()J kg K⋅)。
287.14/增压发动机功率大小与增压压力成正比, 与增压空气温度成反比。
只有当空P才与p成线性关系。
由此可见, 对增气温度T 保持不变时, 发动机的有效功率e压空气进行中间冷却是很重要的。
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涡轮增压柴油机中冷技术的探讨温福易轮机工程（陆上）1082班一、引言由于对改善柴油机排气品质、排放量的控制、尽可能的节约能源和提高柴油机的功率的要求越来越高，导致目前涡轮增压技术应用非常广泛。
而中冷技术对以上的要求同样起着十分重要的作用。
涡轮增压柴油机的突出优点在今天已毋庸置疑，诸如在高海拔出的功率输出，或以高的扭矩提升来得到功率匹配良好的机车，而伴随着高功率的输出、高扭矩的提升，也出现了以下一些不满意的因素：柴油的燃烧质量下降、排气温度升高和排气量增加等。
因此本研究的目的在于考察今日在涡轮增压柴油机中广泛应用的中冷技术是否可以加以改进，以求就各方面来说在提高功率及提升扭矩的同时能最大限度地提高燃料的燃烧质量、降低排气温度等，并确定为此应该从哪方面来改进中冷技术为最好。
这里主要从中冷器的冷却方式和其结构来考虑怎么改进。
二、中冷器的作用（１）降低进气温度。
涡轮增压发动机是有中冷器的，即在涡轮增压器和发动机之间引入了一个中冷器。
这是因为发动机直接排出的废气温度通常高达8、9百度，会造成涡轮本体、进气温度升高，加之压缩空气时做功，增压压缩进气缸的气体就有可能过热而造成汽油预燃而发生爆震，影响动力输出；同时，高温也是引擎的隐形杀手。
所以，增压发动机通常会引入中冷器来降低进气温度。
一般来说，使用中冷后能减小50～60度的进气温度（离开临界值），可以适当的提高发动机压缩比，改善低转速时的动力输出；同时由于冷空气的密度大，所以在相同条件下，这种设计可以提高发动机的进气密度，因此发动机工作效率更高。
由于涡轮的温度上升，所以会导致处在进气增压部分的涡轮的温度上升，进而导致进气温度的急剧升温，这样就会出现爆燃和进气效率下降，以前采取的办法是推迟点火，但是这样又会丧失最大扭矩的最佳点火时间，而且会出现新的点火时间下的排气温度上升，因而造成恶性循环。
随着中冷器的诞生，这样的问题将会得到很好的改善，中冷器说白了就是冷却被增压完的空气，因此中冷器的作用就是冷却，结构一般有两大类，气冷和水冷，也有和散热水箱做成一体的，其中单独的水冷式中冷器的效率最高，但结构也最复杂所以一般被应用到赛车上。
有数据表明，在相同的空燃比条件下，增压空气的温度每下降１０℃，发动机功率就能提高３％～５％。
（２）降低排放。
柴油机的排放污染物主要有CO、HC 、NO X和微粒物等。
此外,由于温室效应引起全球变暖的问题, CO2的排放量也受到限制。
采用涡轮增压和增压中冷技术可降低其排放值。
2.2.1一氧化碳（CO）柴油机中CO 是燃料不完全燃烧的产物,主要是在局部缺氧或低温下形成的。
采用涡轮增压后,可供燃烧的空气增多,并且增压发动机大多数工况负荷较大,发动机的缸内温度能保证燃料更充分燃烧, CO 排放可进一步降低。
2.2.2碳氢化合物（HC）柴油机排气中的HC 是主要由原始燃料分子、分解的燃料分子以及再化合的中间化合物所组成;小部分HC是由润滑油生成的。
增压时,由于进气密度增加,可以改善油束的形成、提高燃油雾化质量,减少沉积于燃烧室壁面上的燃油, HC减少;增压还使柴油机燃烧整个循环的平均介质温度升高,氧化反应速率大,未燃HC排放降低。
2.2.3氮氧化物（NO X）柴油机中氮氧化物的主要成分NO的生成取决于氧的浓度、温度及反应时间等。
降低NO的措施是以降低火焰温度、氧浓度及高温下停留时间为目标。
对于现有的自然吸气柴油机,如果只简单采用增压措施,可能会因为过量空气系数增大和燃烧温度的升高而导致NO X 增加。
采用进气中冷技术降低进气温度,可降低增压柴油机NO X排放;如果采用先进的中冷技术后,可进一步降低进气充量的温度。
进气充量温度降低,燃烧温度可以得到有效控制,有利于NO X的减少。
实际应用中,柴油机增压时采用减小压缩比、推迟喷油定时等措施来减小热负荷、降低最高燃烧温度。
压缩比的减小可以降低压缩终了的介质温度从而降低燃烧火焰温度;推迟喷油定时,可以缩短滞燃期,减少油束稀薄火焰区的燃料蒸发和混合,降低最高燃烧温度。
为减少喷油定时导致的后燃期过长的问题,须增大供油速率,缩短喷油时间,以加快燃烧速率,缩短燃烧时间。
2.2.4微粒物（PM）影响柴油机微粒物生成的原因较复杂,其主要因素是过量空气系数、燃油雾化质量、喷油速率、燃烧过程和燃油质量等。
此外,柴油机机内净化降低NO X的措施通常会带来PM增加。
增压柴油机,特别是采用高增压压比和空—空中冷技术后,可显著增大进气密度,增加缸内可用的空气量。
如同时采用高压燃油喷射、共轨电控喷射、低排放燃烧室和中心喷嘴四气阀技术,并提高燃油雾化质量,改善燃烧过程,则可有效地控制PM排放。
三、目前中冷器的冷却方式目前应用的中冷器都采用错流外冷间壁式冷却方法,根据冷却介质的不同,有水冷式和风冷式两大类。
3.1水冷式水冷式冷却根据冷却水系的不同又分以下两种方式。
3.1.1用柴油机冷却系的冷却水冷却这种冷却方式不需另设水路,结构简单。
柴油机冷却水的温度较高,在低负荷时可对增压空气进行加热,有利于提高低负荷时的燃烧性能;但在高负荷时对增压空气的冷却效果较差。
因此,这种方式只能用于增压度不大的增压中冷柴油机中。
3.1.2 用独立的冷却水系冷却柴油机有两套独立的冷却水系,高温冷却水系用来冷却发动机,低温冷却水系主要用于机油冷却器和中冷器。
这种冷却方式冷却效果最好,在内燃机车用、船用和固定用途柴油机中普遍应用。
3.2 风冷式风冷式冷却根据驱动冷却风扇的动力不同分为以下两种方式。
3.2.1用柴油机曲轴驱动风扇这种方式适用于汽车用柴油机,把中冷器设置在冷却水箱前面,用柴油机曲轴驱动冷却风扇和汽车行驶时的迎风同时冷却中冷器和水箱。
车用柴油机普遍采用这种冷却方式,但在低负荷时易出现充气过冷现象。
3.2.2用压缩空气涡轮驱动风扇由压气机分出一小股气流驱动一个涡轮,用涡轮带动风扇冷却中冷器,由于驱动涡轮的气流流量有限,涡轮作功较少,风扇提供的冷却风量较少,显然其冷却效果较差。
由于增压压力随负荷变化,因此这种冷却方式的冷却风量也随负荷变化,低负荷时风量小,高负荷时风量大,有利于兼顾不同负荷时的燃烧性能。
且其尺寸小,在车上安装方便,在军用车辆上也有应用。
提出问题：能否对这两种冷却方式加以改进，使其在满足使用要求的时候尽可能地增加其经济性能？四、目前中冷器的结构4.1水冷式中冷器的结构目前普遍使用的水冷式中冷器是采用管片结构。
近几年由俄罗斯引进技术的冷轧翅片中冷器由于具有使用可靠性好、传热系数大等优点,也开始受到重视与应用。
4.1.1管片式中冷器管片式中冷器是在许多水管上套上一层层散热片,经锡钎焊或堆锡焊焊接在一起。
冷却水和散热片采用紫铜或黄铜制造。
水管的排列有排和顺排两种,水管截面的形状有圆形、椭圆形、管形、滴形和流线形等。
其中圆管工艺性和可靠较好,但空气的流通阻力较大,使空气压力损失大。
滴形和流线形管虽然空气阻力较小,但由于艺性和可靠性较差,目前很少应用。
椭圆管与圆和扁管相比,具有较高的传热系数和较小的空气力,其工艺性和可靠性不及圆管但优于扁管。
试表明,椭圆管较圆管传热系数约高10 %,空气阻损失约小18 %,所以在柴油机上多采用椭圆管作冷器的水管。
中冷器冷却元件的结构参数对中冷器性能响很大。
由于水侧的对流换热系数通常是气侧对流换热系数的10 倍以上,因此气侧的散热面应为水侧的散热面积的10 倍以上。
无论水侧还气侧,流通面积越小,则流速越大,对流换热系数大,但流动阻力损失也越大。
椭圆水管中冷器冷元件结构参数推荐值如下: 水管断面尺寸:2a ×2b = 17 ×5（mm）（ a 为椭圆长轴半径, b 为椭圆短轴半径）, 管壁厚取015mm;管束横向间距S1 =15mm;管排纵向间距S2 =23mm;散热片厚度d =0110～0115mm;散热片间距h =2～217mm。
4.1.2冷轧翅片管式中冷器冷轧翅片管是由单金属管或内硬外软的双金属管在专用轧机上轧制而成。
通常,单金属管用紫铜或铝;双金属管的内管用黄铜,外管用铝。
双金属管在轧制过程中使两种金属牢固地贴合在一起,几乎没有间隙,即使在长期振动工作条件下也不会脱开。
将翅片管用涨管法固定在端板上。
整个加工过程不用焊接,不存在虚焊和长期振动工作后的脱焊现象。
因此,冷轧翅片管中冷器的主要优点就是接触热阻小,传热系数高,工作可靠性好。
其缺点是在同样体积下冷却表面积较小,空气阻力损失较大。
同样是设计合理的中冷器,与水管为椭圆管的管片式相比,传热系数提高约30 %,冷却表面积减少约30 %,从而保持相同的散热能力;其空气阻力损失与水管为圆管的管片式大致相同。
以下是一种适用于中冷器的双金属冷轧翅片管结构参数,根据实际情况,其结构尺寸也可相应变化。
铜管内径d1 =9mm;铜管外径d2 =10mm;翅片外径D2 =20mm;翅片根径D1 =12mm;翅片间距h =212mm;翅片锥角α=15°;翅片螺旋升角θ=2°;管束横间距S1 =21～24mm;管排为叉排,管排纵间距S2 =19～22mm。
4.2风冷式中冷器结构风冷式中冷器是用环境空气来冷却增压后的高温空气,由于热侧和冷侧换热介质均为气,两侧的对流换热系数在同一数量级,因此两侧的换热面积应大致相同,风冷式中冷器的结构有扁管式、板翅式和管翅式几种。
扁管式中冷器在扁管外围设有散热片,增压空气在管内流动,冷却空气在管外流动,由于热气侧换热面积太小,使中冷器传热效率低,应用很少。
应用较多的是板翅式和管翅式中冷器。
4.2.1板翅式中冷器板翅式中冷器的结构是在厚015～018mm的薄金属板之间,钎焊由厚011～013mm的薄金属板制成的翅片,两端以侧限制板封焊。
因各层翅片方向互错90°,两个不同方向的翅片分别形成了两种错流换热介质的通道。
板翅式中冷器大多用铜和铝合金制造,它结构紧凑,传热面积大,效率高。
光直翅片换热系数和阻力损失都比较小,只用在对阻力要求特别严格的场合。
为了增强气流的扰动,破坏边界层以强化传热,可以采用锯齿翅片或多孔翅片等翅片型式。
其中锯齿翅片对促进流体的湍动,破坏热阻边界十分有效,传热系数比光直翅片高30 %以上。
大多数中冷器都采用锯齿形翅片。
4.2.2管翅式中冷器管翅式的结构是在板翅式结构的基础上发展而来,其热气侧通道是多孔的成型管材。
与板翅式相比,它的主要优势在热气侧。
由于采用成型管材,简化了工艺,避免了翅片和隔板之间的虚焊及工作振动中的脱焊所造成的接触热阻,提高了传热效率和工作可靠性。
其缺点是热气侧只能是光直的通道,难以采用扰流措施。
目前管翅式中冷器已得到越来越多地应用。
提出问题：能否设计出一种中冷效果更明显、结构跟完美、尺寸适中的中冷机？五、总结本文从中冷机在船舶上的作用、中冷机的冷却方式以及中冷机目前的结构来探讨涡轮增压柴油机的中冷技术，从中提出问题，以此作为提高柴油机的经济性的前进方向。