中冷器基础知识培训

Introduction
1
1 ,0 k g/ m 3
m3
2
225
kg/
1,5
3 2
200 175 150 125
中冷器
密度
涡
轮
增
压
100 75
温度 [°C]
2*
中冷
器
• ð ‚ 真实的压气机
多变压缩
3
50
• ð ‚* 理想的压气机
ηV=100%
/m 3
/m 3
kg
2,0
2 ,5
1源自文库
kg
2‘
25
0,75
中冷器 司机的密度率取决于中冷器的位置
80 70 60
完整布置
热 在散 器前
density recovery [%]
50 40 30 20 10 0 0 100 200 300
ηρ =
∆ρ CA ∆ρ CA, max
轮眉
或
器 散热
后
增压空气: TCA,in=150°C, pCA,in=2.2bar, GCA=0.15kg/s 冷却空气: Tair,in=25°C, Mair=7kg/m²s large frontal CAC: compact CAC’s: wheel-arch/besides RAD: Afrontal = 350*500mm², depth 32mm Afrontal = 125*500mm², depth 50 ... 80mm Afrontal = 150*300mm², depth 64 ... 80mm
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介绍
涡轮增压 一个点燃式的发动机的功率取决于完全燃烧过 程中的燃油总量
1kg的燃油需要14.7kg空气才能在汽油机中完 全燃烧 柴油机 > 14.7kg 空气/1kg燃油
一个好的提升性能的办法就是增压过程
T环境 = 30°C 4. 档 130 km/h
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中冷器基础
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Criteria for Charge Air Coolers
90 80
139 128
70 60
2070 1940 1810 1680 1550 1420 1290
Load [kW]
Load [kW]
50 40 30 20 10 0 500
117 106 95 84 73 51 62
1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
* 普通材料成本，基于 ACM/AEM
温度范围 -15°C < T < 150°C 5°F < T < 300°F 属性 耐矿物油 不耐冷却液 成本* 100%
-50°C < T < 240°C -60°F < T < 460°F -15°C < T < 150°C 5°F < T < 300°F -20°C < T < 150°C -5°F < T < 300°F -15°C < T < 150°C 5°F < T < 300°F
密度恢复 是一个增压空气的密度增加和最大增加的比率
ηρ =
∆ρ CA = ∆ρ CA,max
TCA,i TCA,o
∆pCA ⋅ 1 − p − 1 CA,i TCA,i −1 Tamb,i
效率 是一个总共的散热量和最大总共散热量的比率
φ=
Q Q max
⋅
⋅
=
∆TCA TCA,i − Tamb,i
中冷器 乘用车中冷器的种类
紧凑设计 位于散热器的四周或者在 轮眉 系统厚度 40...105mm 迎风面积 4...8dm² 全铝设计可以减少厚度 15...24% 中等功率下使用 全尺寸设计 位于散热器前 系统厚度 < 40mm 迎风面积大于 25 dm² 全铝设计可以减少厚度 36% 高功率下使用 间接式中冷器 需要低温散热器, (+水泵) 24...40mm的低温散热器 正面积 6...25dm² 在发动机舱内节约空间 很高的功率要求 发动机舱内没有增压空气管 非常小的增压空气压降
低中等价格
中等价格
高价格
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中冷器 不同种中冷器设计
全铝中冷器设计
常规中冷器设计
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中冷器/涡轮增压介绍
中冷器产品概况
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Charge Air Coolers Basic Features
增加功率
减少暴震（用于点火发动机）
减少燃油消耗
减少热负荷
法律要求
减少粉尘 减少NOX-排放
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400 500 600 700 800 900
cooling-air pressure drop [Pa]
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材料 铝材 – Nocolok 钎焊工艺 n 中冷器
零件 主片 侧板 散热管 散热带 绕流片 基本材料 EN AW-3005 mod-O EN AW-3003 mod-H16 EN AW-3005 mod-H24 EN AW-3003 mod-H24 EN AW-3003 mod-H14 EN AW-3003 mod-H16 复合层材料 <1.5mm 7.5% 4045涂覆 >1.5mm 5% 4045 涂覆 5％ 4045 涂覆 外侧 10％ 4045 涂覆 内侧 7.5％ 4045 涂覆 － －
中冷器技术培训
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中冷器技术培训
n 产品概况 n 中冷器 / 涡轮增压介绍 n 中冷器基础
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介绍 增加过程
6 5 2
4
7 1 3
1 空气入口 2 过虑器 3 压气机入口 4 压气机
5 中冷器入口 6 中冷器 7 发动机进气管
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50 40 30 20 10 0 500
1160 1030
1000 1500
Engine speed [1/min]
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
Engine speed [1/min]
柴油机: 2,2L, 94kW / 128PS (@ 4.000 min-1) Euro 3
有限的耐矿物油 耐冷却液 耐矿物油 不耐冷却液 耐矿物油 耐冷却液 耐矿物油 不耐冷却液
200% 100%
HNBR ACM
100%
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密度增加 描述通过中冷器的增压空气的密度增加
ρ CA,o p ⋅T ⋅100 = CA,o CA,i − 1 ⋅100 ∆ρ = − 1 ρ p ⋅T CA,i CA,i CA,o
CA,i: 中冷器增压空气进 CA,o:中冷器增压空气出
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中冷器气室高温塑料
目标: 替代 PPA GF45, PPS GF40 and 铸铝气室
系列聚合物 PA66 GF30
PA66 LFT 50 PA6T/66 GF 30-50 (PA66 + PA6) GF 50
中冷器 设计 – 常规中冷器 (钎焊)
气室
增压空气 侧板
主片 密封垫 绕流片 散热管 散热片
冷却空气
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中冷器 乘用车中的中冷器的位置
散热器边
靠近发动机
整个散热器前
轮眉
散热器前 散热器下
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1
1,25
1,5
1,75
2
2,25
2,5
0 2,75
‚ ð ƒ 真实的CAC ‚ ð ‚‘ 理想的CAC
压力 [bar]
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中冷器
增压空气温度 [°C]
90 80 70 60
增压空气绝对压力 [bar]
PPS GF 40
铸铝
限制因素:
160°C 强度
190°C 强度
210 °C 抗氧化性
220 °C 强度
250 °C 强度和抗氧化性
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材料
橡胶 n 中冷器
应用 钎焊式中冷器主片 于气室密封垫 名称 ACM AEM MVQ 钎焊式气室管路连 接“O”型圈 间接式中冷器密封 垫 椭圆管中冷器密封 垫 AEM 材料 Poly acrylate 聚乙烯丙稀酸脂 Ethylene acrylate 乙烯丙稀酸脂 Silicone 硅树脂 Ethyle acrylate 乙烯丙稀酸脂 Nitrile butadiene 丁二烯腈 Poly acrylate 聚乙烯丙稀酸脂