汽车中冷器工艺
汽车用中冷器(1)
汽车用中冷器来源:《汽车与驾驶维修》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。
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。
而且，空气在被压缩的过程中密度会升高，这必然也会导致空气温度的升高，从而影响发动机的充气效率。
如果想要进一步提高充气效率，就要降低进气温度。
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）如果未经冷却的增压空气进入燃烧室，除了会影响发动机的充气效率外，还很容易导致发动机燃烧温度过高，造成爆震等故障，而且会增加发动机废气中的ＮＯｘ的含量，造成空气污染。
为了解决增压后的空气升温造成的不利影响，因此需要加装中冷器来降低进气温度。
中冷器的分类中冷器一般由铝合金材料制成。
按照冷却介质的不同，常见的中冷器可以分为风冷式和水冷式两种。
（１）风冷式（图１） 利用外界空气对通过中冷器的空气进行冷却。
优点是整个冷却系统的组成部件少，结构比水冷式中冷器相对简单。
缺点是冷却效率比水冷式中冷器低，一般需要较长的连接管路，空气通过阻力较大。
图2 散热芯体图1 风冷式中冷器风冷式中冷器主要由两部分组成，即散热芯体和两端的气室，散热芯体（图２）主要由流通管和散热片（图３）组成。
流通管的功能是分割压缩空气并为压缩空气提供一个流通管路，两端与气室相连，因此压缩空气不会出现泄漏的问题。
流通管的形状常见的有长方形、椭圆形以及长锥形３种。
由于流通管的形状不同，中冷器对压缩空气的阻力和冷却效率也不同。
许多中冷器为了提高冷却效率，会在流通管内壁上设置凸起，以增加压缩空气与流通管内壁的接触面积，但是这样会产生较大的气流阻力。
散热片位于上下两层流通管之间，并紧密地与流通管靠在一起，其功能是为流经流通管的压缩空气散热。
中冷器的发展历程..
3、20世纪30-40年代，首先在欧洲，然后 在美国，才开始大规模地生产和应用涡轮 增压器，在美国，通用电气公司为美国军 用飞机研制涡轮增压器，在第二次世界大 战期间，数千台涡轮增压器被用在战斗机 和B-17型轰炸机上，盖瑞特公司为当时 的B-17型轰炸机提供中冷器。
三、增压中冷的作用
1、增压：涡轮增压器是一种利用发动机 排气中剩余能量来工作的空气泵，废气 驱动涡轮，涡轮的叶轮总成与压气机的 叶轮相连接，当涡轮增压器的转子转动 时，大量的压缩空气被送往燃烧室，由 于增加了空气量，使得燃烧更充分，产 生了更多的功率，所以，一台装有涡轮 增压器的发动机的输出功率与其非增压 时相比功率可增加40%左右。
六、铝制中冷器钎焊工艺的发展
盐浴钎焊 真空钎焊
NOCOLOK钎剂焊接
（一）盐浴钎焊 第一种尝试使用铝材的热交换器是 蒸发器，20世纪50年代和60年代初，铝 蒸发器采用的是盐浴钎焊，盐浴钎焊多 为氯盐的混合盐浴，熔盐去除了材料表 面的氧化层从而使熔化的钎料金属得以 流动并润湿开。但如何有效去除蒸发器 内部残留的浴盐，成为制造过程中必须 面对的问题，否则潮湿状态下氯盐对铝 具有强烈的腐蚀性，影响产品的寿命。
真空钎焊炉除了维修成本以外，更为 复杂的炉子结构和气泵系统带来的资金成 本似乎也较高，且产能不高。钎焊过程中 通过镁的蒸发去除炉内残余氧气和破除表 面氧化皮是这一技术成功至关重要的因素。 因此，钎料合金通常作了一些改进，含有 最高达1.5%的镁。钎焊过程中，蒸发的镁 将在炉壁冷却部件上冷凝下来，最终带来 炉门密封等问题，随之而来的是代价高昂 的停炉和清洁操作。目前，真空钎焊依旧 广泛用于板翅式换热器、蒸发器等生产。
（三）、气体保护钎焊（CAB） 1978年适合于小批量或大批量 生产钎焊部件的氟铝酸钾钎剂被研 制开发出来。该钎剂以NOCOLOK 为商标进行市场推广。由于该钎剂 是氟化物，而非氯化物，因而对钎 焊前或钎焊后的腐蚀问题的担忧得 以消除。此外，当需要较高的生产 效率时，可采用一个相对简单的连 续隧道炉，通入氮气进行钎焊生产。
水冷中冷器的设计计算公式
水冷中冷器的设计计算公式水冷中冷器是一种常见的热交换器，通常用于冷却发动机或其他设备的冷却液。
它通过将冷却液从发动机中抽出，经过中冷器冷却后再送回发动机，从而起到降温的作用。
设计水冷中冷器需要考虑多种因素，包括冷却液的流速、温度差、冷却器的材料和结构等。
在本文中，我们将介绍水冷中冷器的设计计算公式，并讨论如何根据这些公式来进行水冷中冷器的设计。
首先，我们来看一下水冷中冷器的基本原理。
水冷中冷器通过冷却水来降低发动机的温度，从而提高其效率和性能。
冷却水从发动机中抽出后，经过中冷器的管道，与外部的空气进行换热，然后再送回发动机。
在这个过程中，冷却水的温度会降低，从而达到冷却的效果。
设计水冷中冷器需要考虑到多种因素，其中最重要的是冷却水的流速和温度差。
流速过低会导致冷却效果不佳，而流速过高则会增加水泵的功耗。
温度差则直接影响到冷却效果，温度差越大，冷却效果越好。
因此，我们需要根据这些因素来进行水冷中冷器的设计计算。
首先，我们来看一下水冷中冷器的冷却效果。
冷却效果可以用传热系数来表示，传热系数与流速和温度差有关。
一般来说，传热系数可以通过实验来确定，但也可以通过经验公式来计算。
传热系数的计算公式如下：q = h A ΔT。
其中，q为冷却效果，h为传热系数，A为冷却面积，ΔT为温度差。
传热系数h可以通过以下公式来计算：h = k Nu / D。
其中，k为流体的导热系数，Nu为努塞尔数，D为管道的直径。
努塞尔数可以通过以下公式来计算：Nu = 0.023 Re^0.8 Pr^0.3。
其中，Re为雷诺数，Pr为普朗特数。
雷诺数和普朗特数可以通过以下公式来计算：Re = ρ v D / μ。
Pr = μ c / k。
其中，ρ为流体的密度，v为流速，μ为流体的粘度，c为流体的比热容，k为流体的导热系数。
通过这些公式，我们可以计算出传热系数h，从而得到冷却效果q。
另外，我们还需要考虑到水冷中冷器的材料和结构。
材料的选择需要考虑到流体的腐蚀性和机械性能，一般来说，不锈钢和铝合金是常见的选择。
涡轮增压中冷器的作用
涡轮增压中冷器的作用
涡轮增压中冷器是一种利用车辆进气时产生的高温气体，通过冷却降温后再送入发动机中燃烧的装置。
它的主要作用是提高发动机的热效率，减少热量损失，从而提高发动机的功率和扭矩。
在涡轮增压系统中，进气气体经过涡轮增压器增压后会变得非常热，这会降低气体的密度和压缩比，从而降低了发动机的燃烧效率和功率输出。
因此需要中冷器来冷却进气气体，使其降温和压缩，提高气体密度和压缩比，从而增加发动机的燃烧效率和输出功率。
中冷器的工作原理是将高温气体通过铝质芯片的散热管道中，与冷却介质（通常是水）进行热交换，将热量转移到冷却介质中，使进气气体的温度降低。
降温后的进气气体可以提供更高的氧气含量和较佳的燃烧条件，从而提高了发动机的性能和燃油经济性。
总之，中冷器是涡轮增压发动机中不可或缺的组成部分，能够提高其热效率和性能，使汽车更加高效和省油。
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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。
汽车空-空中冷器技术条件
汽车空-空中冷器技术条件汽车空－空中冷器技术条件1范围本标准规定了空-空中冷器的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存以及质量保证。
本标准适用于本公司设计开发的汽车所装用的空－空中冷器总成（以下简称“中冷器”）。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB 191—2000包装储运图示标志GB/T 2828.1—2003计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划GB/T 3190—1996变形铝及铝合金化学成分GB/T 3194—1998铝及铝合金板、带材的尺寸允许偏差GB/T 3614—1999铝合金箔GB/T XXX及铝合金轧制板材GB/T 4437.1—2000铝及铝合金热挤压管第一部分:无缝园管YS/T 69—1993钎接用铝合金板材Q/XX B102车辆产品零部件追溯性标识规定3技术要求3.1中冷器应按经规定程序批准的图样和技术文件进行制造。
3.2材料要求中冷器所用的相应材料，应分别满足GB 3880、YS/T 69、GB 4437.1、GB 3614、GB 3194、GB 3190的要求。
3.3外观表面质量及尺寸3.3.1铝合金板材的表面质量a)板材表面不允许有裂纹、裂边、腐蚀、穿通气孔、硝盐痕，不允许有扩散斑点；b)板材表面答应有轻微的压划痕等缺陷，但缺陷深度不得跨越板材厚度的答应偏差，并应保证最小厚度。
13.3.2钎接用铝合金板材的表面质量a)板材表面不答应有裂纹、腐蚀、穿通气孔；b)板材表面允许有轻微的压划痕。
3.3.3铝合金管的表面质量a)管材表面应光滑，不允许有裂纹；b)管材表面的缺陷深度不得超过管材内、外径的允许偏差范围，并应保证管材的最小尺寸。
汽车空空中冷器的设计
汽车空空中冷器的设计李锐;罗宏锦;莫梦婷【摘要】随着匹配涡轮增压发动机的汽车越来越多,为了降低涡轮增压后进气温度高带来的负面影响,中冷器成为基本配置,主要介绍了常用空空中冷器开发过程中的一些设计要点,推出了一种中冷器性能计算方法.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】5页(P72-75,84)【关键词】涡轮增压;中冷器;设计;换热【作者】李锐;罗宏锦;莫梦婷【作者单位】上汽通用五菱汽车股份有限公司,广西柳州 545007;上汽通用五菱汽车股份有限公司,广西柳州 545007;上汽通用五菱汽车股份有限公司,广西柳州545007【正文语种】中文【中图分类】U464.135汽车涡轮增压器的涡轮机是通过发动机排气驱动的，发动机排温接近八九百度，热传递到增压器侧，进气温度随之升高，且增压器压缩空气，也会导致进气温度升高。
进气温度过高会导致发动机爆震，从而产生增压效果降低、发动机寿命短等负面影响，因此增加中冷器对于涡轮增压发动机非常必要。
1 中冷器分类中冷器按冷却介质分为水冷中冷器和空空中冷器[1]。
水冷中冷器通常集成在进气歧管上，利用散热器的冷却液对歧管内气体进行冷却，热效率低，冷却后的温度很难满足发动机要求，但响应时间快。
空空中冷器通常与散热器一起布置在整车前端，利用车子运行时的气流对增压空气进行冷却，热效率较高，但由于中冷管路的容积延缓了响应时间。
目前车用中冷器多采用空空式中冷器，原理图见图1。
图1 增压发动机空空中冷器原理图2 中冷器常见布置型式汽车增压发动机空空中冷器有以下几种常见的布置型式。
2.1 前置式前置式中冷器一般横置在前蒙皮内侧，位于散热器冷凝器之前偏下位置。
这种布置方式因其位于车体最前端，利用整车迎面风进行散热，冷却性能好、维修也方便。
2.2 集成式集成式中冷器布置在冷凝器与散热器之间，三器集成一体。
该布置迎风面积大，冷却性能较好。
但增加了系统冷侧的风阻，需额外加大散热器或风扇功率，且中冷器压降较大。
中冷器内部结构
中冷器内部结构中冷器是一种用于汽车、空调等设备中的散热器，主要功能是将热量从冷却介质（如水或空气）传递给周围环境，以降低温度并保持设备的正常运行。
中冷器的内部结构设计与其功能密切相关，下面将从材料选择、管道布局和风道设计三个方面来介绍中冷器的内部结构。
中冷器的材料选择对其散热性能和耐久性起着重要作用。
常见的中冷器材料包括铝合金、铜和塑料等。
铝合金具有优异的导热性能和轻质化特点，能够快速将热量传递给冷却介质，同时重量较轻，便于安装和维护。
铜具有较高的热导率和抗腐蚀性能，适用于高温和腐蚀环境下的中冷器。
塑料材料则具有良好的绝缘性能和耐腐蚀性能，常用于低温环境中的中冷器。
中冷器的管道布局对其传热效果起着重要影响。
一般来说，中冷器的内部采用多道管道，以增加散热面积和热量传递效率。
管道间的间距和直径的选择需要综合考虑冷却介质的流速和散热要求。
较小的间距和直径可以增加管道的表面积，提高散热效果，但也会增加流阻和压降。
因此，在实际设计中需要在散热效果和压力损失之间进行权衡，以达到最佳的性能和能耗平衡。
中冷器的风道设计对其散热效果起着关键作用。
风道是将冷却介质和周围环境之间的热量传递的通道，其设计需要考虑气流的均匀分布和冷却效果。
一般来说，风道采用多层叠加的结构，以增加气流的接触面积和热量传递效率。
同时，风道的尺寸和角度的选择需要考虑空气流动的速度和方向，以确保冷却介质能够充分接触到周围环境，实现高效的散热效果。
中冷器的内部结构设计涉及材料选择、管道布局和风道设计等多个方面。
合理的内部结构设计可以提高中冷器的散热性能和耐久性，保证设备的正常运行。
未来，随着材料和工艺的不断发展，中冷器的内部结构设计也将不断优化，以满足不同领域对高效、节能和环保的需求。
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对角线≤1mm,
主板直线度≤1mm
芯高585±1.5
芯宽 282（侧）
8
焊缝密封、坚固，外观均匀连续、美观，焊缝无接头
外观无磕碰，散热带无倒伏
尺寸符合图纸要求
680±1.5、676±2
735±2、750
焊缝宽度10mm
鱼鳞纹间距4mm
焊缝高度≤2mm
9
外观无磕碰，散热带无倒伏
680±1.5、210±1、
160±1、750、132±1
安装孔对角线≤1.5mm,
专用检验夹具
每台产品安装尺寸需全检
每批付一份检验报告
14
包装
按照技术部下发的图片包装
两台/包，产品不窜动
盖上φ46防尘盖
盖上φ46防尘盖
12
打码
贴海绵条
按照图纸要求打码
按照图纸要求贴上5×15×300的海绵条
每批打码在护板同一位置
海绵条要贴紧，海绵条长为300mm
13
检验
散热带无倒伏
安装尺寸符合图纸要求
安装孔对角线≤1.5mm,
海绵条贴紧，长为300mm
散热带到主板距离要一致
735±2、279±1、676±2
图示
备注
2
芯体钎焊
芯体
装夹
将专用进炉夹具装在芯体上
散热带无倒伏、到主板的距离统一为5mm
钎焊
将装好夹具的芯体从喷淋处进炉并涮钎剂
散热带
芯体整形去除表面毛刺及结晶
对角线≤1mm, 主板与气室焊接部位无钎剂残留
2
芯体装夹
钎焊
芯体打磨、整形
氩弧焊
总成整形
散热带无倒伏、到主板的距离统一为5mm
芯宽、高、对角线、主板直线度符合图纸要求
对角线≤1mm,
主板直线度≤1mm
6
扁管与主板钎焊牢固
散热带与扁管、护板无虚焊
散热带无掉带、趴带、烧融、结晶
芯体表面颜色一致，无花色
芯高585±1.5
芯宽 282（侧）
7
主板与气室焊接部位无钎剂残留
护板无严重打磨痕迹
安装尺寸符合图纸要求
735±2、279±1、676±2
680±1.5、210±1、
160±1、132±1、750
安装孔对角线≤1.5mm,
专用整形夹具
10
试压
在0.35MP压力下，保压1分钟无泄漏
无无泄漏，
11
喷漆
气室和焊缝上敲击印披腻
气室打磨痕迹披腻
表面喷闪光银灰色漆，漆层完整均匀，无流挂，
色泽无差异
中冷器工艺
序号
工段
工序
工步容
图示
备注
1
芯体装配
领料
按图纸要求领取扁管、主板、护（侧）板
制带
波高10+0.21 +0.18、
波距5波数117
波数准确、波距均匀
装芯
按图纸要求装配芯体
散热带不允许手拉、缩要保证波距一致散热带无倒伏、到主板的距离统一为5mm
清洗
表面光亮、无油迹、
无脱脂剂残留物
序号
工段
工序
工步容