一种中冷器连接结构、中冷器及柴油机的制作方法

1.本实用新型涉及船用柴油机领域，特别涉及一种中冷器连接结构、中冷器及柴油机。


背景技术：

2.大功率船用柴油机中冷器的中冷器壳体和冷却模块通常是独立的设计，其中冷却模块内设置有多根冷却管，多根冷却管胀接在固定板上，与固定板固定连接。因大功率船用中冷器体积比较大，中冷器进气量和散热量也比较大，冷却管受热后会发生膨胀，当冷却管受热后，会存在径向膨胀的趋势，从而挤压固定板，由于固定板与冷却模块的壳体固定连接，且冷却模块壳体又与中冷器壳体固定连接，此时冷却管的热应力无法通过径向膨胀释放，冷却管会发生轴向伸长，从而导致冷却管与固定板发生分离，严重时还可能会导致中冷器漏水。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种中冷器连接结构、中冷器及柴油机，能够使中冷器的冷却模块实现自适应热膨胀，避免了由于冷却管发生轴向热膨胀导致的可能与固定板分离的问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型的第一方面，提供了一种中冷器连接结构，包括中冷器壳体、冷却模块、环形盖板和弹性体，所述冷却模块贯穿中冷器壳体，一端与中冷器壳体固定连接，另一端穿出中冷器壳体，所述环形盖板套设在冷却模块穿出中冷器壳体一端的外侧，并与中冷器壳体相连，环形盖板和冷却模块之间具有设定宽度的第一间隙，所述弹性体挤压设置在所述第一间隙中。
5.进一步的技术方案，所述环形盖板的内侧侧壁上开设有倒角，所述弹性体挤压设置在倒角、中冷器壳体和冷却模块之间。
6.进一步的技术方案，所述环形盖板通过压紧螺母固定在中冷器壳体上。
7.进一步的技术方案，还包括支撑法兰，支撑法兰设置在环形盖板与中冷器壳体之间，环形盖板、支撑法兰和中冷器壳体固定在一起。
8.进一步的技术方案，压紧螺母贯穿环形盖板和支撑法兰，将环形盖板、支撑法兰与中冷器壳体固定连接。
9.进一步的技术方案，所述环形盖板的内侧侧壁上开设有倒角，所述弹性体挤压设置在倒角、支撑法兰和冷却模块之间。
10.进一步的技术方案，所述冷却模块与支撑法兰之间具有第二间隙。
11.进一步的技术方案，所述弹性体的材料为橡胶或硅胶。
12.本实用新型的第二方面，提供了一种中冷器，所述中冷器上设置有上述提供的一种中冷器连接结构。
13.本实用新型的第三方面，提供了一种柴油机，所述柴油机上设置有上述提供的一
种中冷器。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
15.本实用新型提供了一种中冷器连接结构、中冷器及柴油机，在保证冷却模块和中冷器壳体之间连接可靠性的前提下，将现有冷却模块的两端均与中冷器壳体固定连接的连接方式，替换为一端连接、另一端悬空的连接方式，悬空端可相对中冷器壳体发生热膨胀变形，并采用环形盖板与弹性体进行限位，从而可以在中冷器高负荷工作时，为冷却模块提供热膨胀变形的空间，实现冷却模块的自适应热膨胀，以适应胀接在冷却模块内的固定板上的冷却管的径向热膨胀变形，避免冷却管发生轴向伸长而导致冷却管与固定板之间的胀接松动，进一步避免了因松动而导致的中冷器漏水。
16.本实用新型附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
17.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
18.图1为本实用新型实施例一的整体连接结构示意图；
19.图2为图1中的a部的放大图。
20.其中，1、中冷器壳体，2、冷却模块，3、环形盖板，4、弹性体，5、压紧螺母，6、支撑法兰，7、膨胀区域。
具体实施方式
21.下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
22.本实用新型提供了一种中冷器连接结构、中冷器及柴油机，通过对现有中冷器壳体和冷却模块之间连接结构的改进，能够实现冷却模块在大负载场景下工作时的自适应膨胀。
23.实施例一
24.现有技术中，中冷器壳体与冷却模块独立设计，中冷器壳体具有容纳冷却模块的空腔，且中冷器壳体的两端开设有用于使冷却模块穿过的开孔。在安装时，将冷却模块吊装至中冷器壳体内，并使用螺栓将冷却模块的两端与中冷器壳体固定连接在一起。然而，由于冷却模块内的冷却管与固定板胀接在一起，固定板与冷却模块的外壳也是固定连接的，当大功率船用柴油机大负荷运行时，中冷器进气量和散热量较大，此时中冷器内的冷却管会受热膨胀，从而挤压固定板，由于冷却模块与中冷器壳体固定连接，且固定板与冷却模块也是固定连接的，因此固定板无法发生形变，此时固定板会限制冷却管的径向热变形，为了释放热应力，冷却管会发生轴向伸长。当负荷下降时，冷却管温度下降，冷却管发生收缩，由于冷却管的轴向产生了伸长变形，冷却管整体形状发生了改变，因此在收缩时，径向的宽度会缩短，从而影响其与固定板之间的胀接关系，形变严重时会导致冷却管与固定板发生分离，还可能会在原本胀接位置发生漏水。
25.基于此，本实施例对中冷器与冷却模块的连接结构进行了改进，将原本冷却模块
两端均与中冷器壳体固定连接的方式更改为只有一端固定，另一端悬空的方式，同时在悬空的一端采用环形盖板进行限位，并在环形盖板与冷却模块之间设置了预压缩的弹性体，使悬空端的冷却模块可以在受热后自适应膨胀。
26.具体而言，如图1-图2所示，本实施例提供的一种中冷器连接结构，包括中冷器壳体1、冷却模块2、环形盖板3和弹性体4，所述冷却模块2贯穿中冷器壳体1，一端与中冷器壳体1固定连接，另一端穿出中冷器壳体1，所述环形盖板3套设在冷却模块2穿出中冷器壳体1一端的外侧，并与中冷器壳体1相连，环形盖板3和冷却模块2之间具有设定宽度的第一间隙，所述弹性体4挤压设置在所述第一间隙中，受到中冷器壳体1、冷却模块2和环形盖板3内侧侧壁的压力。环形盖板3环绕套设在冷却模块2的外侧，图2即为冷却模块2未与中冷器壳体固定连接一端的截面示意图，为了描述方便，后面“上”、“下”、“左”、“右”的相对位置描述，均是以图2中的方向进行描述的。
27.通过在冷却模块2与环形盖板3的内侧侧壁(即图2中环形盖板3的左侧)之间设置第一间隙，并在第一间隙中设置弹性体4，为冷却模块2提供了热膨胀的空间，能够在受热时发生沿间隙方向的膨胀位移，从而释放热应力，不会限制冷却模块2内固定板上胀接的冷却管的径向热膨胀，避免冷却管发生轴向膨胀伸长。
28.为了更好固定弹性体4，保证结构整体的可靠性，在本实施例中，环形盖板3的内侧侧壁上开设有倒角，弹性体4挤压设置在倒角、中冷器壳体1和冷却模块2之间。具体而言，倒角开设在环形盖板3的内侧侧壁的下方，在图2中，倒角即开设在环形盖板3截面的左下角，从而可以利用倒角的区域容纳弹性体4。弹性体4一方面可以用来提供弹性支撑，另一方面还能够起到对连接位置的密封作用。弹性体4的材料可以选择橡胶或硅胶。
29.为了将环形盖板3固定在中冷器壳体1上，本实施例使用压紧螺母5对环形盖板3进行固定。具体而言，由于环形盖板是环状结构，则根据实际需要可以通过固定间隔的多个压紧螺母对环形盖板进行固定。环形盖板3与中冷器壳体1的对应位置上预留有螺纹孔，压紧螺母5贯穿螺纹孔，将环形盖板3固定在中冷器壳体1上。
30.在环形盖板3与中冷器壳体1之间还设置有支撑法兰6，压紧螺母5贯穿环形盖板3和支撑法兰6，将环形盖板3、支撑法兰6与中冷器壳体1固定连接。此处的支撑法兰可以调节环形盖板的高度位置，起到类似垫片的功能。
31.当设置了支撑法兰6后，此时弹性体4即被挤压在倒角、支撑法兰6和固定板2之间。
32.为了避免支撑法兰6影响冷却模块2的热膨胀，冷却模块2与支撑法兰6之间具有第二间隙。第二间隙可以与第一间隙的大小相同，也可以略小于第一间隙的大小。当第二间隙略小于第一间隙的大小时，第二间隙的宽度即为冷却模块2可以发生热膨胀变形的大小。图2中所示结构即为第二间隙略小于第一间隙的情况，且图2中表示的状态为冷却模块2膨胀到最大程度时的状态。当冷却模块2膨胀到最大程度时，冷却模块2右侧的侧边无限接近或贴合在支撑法兰6的左侧边缘；而当冷却模块2未发生热膨胀时，冷却模块2右侧的侧边则会位于图中虚线的位置，故图中标记的膨胀区域7，即表示了冷却模块2在该处可以产生的热膨胀变形量。
33.现有船用中冷器的冷却模块2的端部通常为方形，此时套设在冷却模块2外侧的环形盖板3和支撑法兰6也相应为方形结构。可以理解的，在其他的一些实施方式中，冷却模块的形状可以根据实际需求设置，环形盖板和支撑法兰的形状也可以根据冷却模块的形状相
应改变。
34.本实施例提供的一种中冷器连接结构，在安装时，首先将冷却模块吊装至中冷器壳体内，然后将冷却模块与中冷器壳体的一端使用螺栓固定连接；随后在冷却模块未与中冷器壳体固定的一端放置环形的支撑法兰，并适当调整支撑法兰与冷却模块之间间隙的大小；之后在支撑法兰与冷却模块之间的夹角位置放置弹性体，最后将环形盖板压在弹性体与支撑法兰上，并使用固定螺栓固定。
35.安装完成后，冷却模块与环形盖板之间即存在有间隙，这个间隙就是冷却模块允许的热膨胀变形量。当中冷器高负载工作时，冷却模块可以在允许的变形量内发生热膨胀变形，从而适应胀接在固定板上的冷却管的径向热膨胀变形。
36.本实施例提供的一种中冷器连接结构，在保证冷却模块和中冷器壳体之间连接可靠性的前提下，将现有冷却模块的两端均与中冷器壳体固定连接的连接方式，替换为一端连接、另一端悬空的连接方式，悬空端可相对中冷器壳体发生热膨胀变形，并采用环形盖板与弹性体进行限位，从而可以在中冷器高负荷工作时，为冷却模块提供热膨胀变形的空间，实现冷却模块的自适应热膨胀，以适应胀接在冷却模块内的固定板上的冷却管的径向热膨胀变形，避免冷却管发生轴向伸长而导致冷却管与固定板之间的胀接松动，进一步避免了因松动而导致的中冷器漏水。
37.实施例二
38.本实施例在实施例一的基础上，进一步提供了一种中冷器，中冷器上设置有实施例一提供的一种中冷器连接结构，从而能够避免现有连接结构在受热膨胀时热应力无法释放以及中冷器可能会出现的漏水问题。
39.实施例三
40.本实施例在实施例二的基础上，进一步提供了一种柴油机，所述柴油机上设置有上述提供的一种中冷器。柴油机可以为大功率的船用柴油机，也可以为普通的小功率的乘用车、商用车或非道路排放机械用柴油机，使用具有上述中冷器结构的柴油机，能够实现中冷器壳体受热时的自适应膨胀，从而避免现有连接结构在受热膨胀时热应力无法释放以及中冷器可能会出现的漏水问题。
41.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种中冷器连接结构，其特征在于，包括中冷器壳体、冷却模块、环形盖板和弹性体，所述冷却模块贯穿中冷器壳体，一端与中冷器壳体固定连接，另一端穿出中冷器壳体，所述环形盖板套设在冷却模块穿出中冷器壳体一端的外侧，并与中冷器壳体相连，环形盖板和冷却模块之间具有设定宽度的第一间隙，所述弹性体挤压设置在所述第一间隙中。2.如权利要求1所述的一种中冷器连接结构，其特征在于，所述环形盖板的内侧侧壁上开设有倒角，所述弹性体挤压设置在倒角、中冷器壳体和固定板之间。3.如权利要求1所述的一种中冷器连接结构，其特征在于，所述环形盖板通过压紧螺母固定在中冷器壳体上。4.如权利要求1所述的一种中冷器连接结构，其特征在于，还包括支撑法兰，支撑法兰设置在环形盖板与中冷器壳体之间，环形盖板、支撑法兰和中冷器壳体固定在一起。5.如权利要求4所述的一种中冷器连接结构，其特征在于，压紧螺母贯穿环形盖板和支撑法兰，将环形盖板、支撑法兰与中冷器壳体固定连接。6.如权利要求5所述的一种中冷器连接结构，其特征在于，所述环形盖板的内侧侧壁上开设有倒角，所述弹性体挤压设置在倒角、支撑法兰和冷却模块之间。7.如权利要求6所述的一种中冷器连接结构，其特征在于，所述冷却模块与支撑法兰之间具有第二间隙。8.如权利要求1所述的一种中冷器连接结构，其特征在于，所述弹性体的材料为橡胶或硅胶。9.一种中冷器，其特征在于，所述中冷器上设置有如权利要求1-8任一项所述的一种中冷器连接结构。10.一种柴油机，其特征在于，所述柴油机上设置有如权利要求9提供的一种中冷器。

技术总结
本实用新型提供了一种中冷器连接结构、中冷器及柴油机，其中中冷器连接结构包括中冷器壳体、冷却模块、环形盖板和弹性体，所述冷却模块贯穿中冷器壳体，一端与中冷器壳体固定连接，另一端穿出中冷器壳体，所述环形盖板套设在冷却模块穿出中冷器壳体一端的外侧，并与中冷器壳体相连，环形盖板和冷却模块之间具有设定宽度的第一间隙，所述弹性体挤压设置在所述第一间隙中。本实用新型中的冷却模块可相对中冷器壳体膨胀，且环形盖板与冷却模块之间通过弹性体弹性接触，从而可以在中冷器高负荷工作时，为冷却模块提供热膨胀变形的空间，实现冷却模块板的的自适应热膨胀。却模块板的的自适应热膨胀。却模块板的的自适应热膨胀。


技术研发人员：屈传水 高明春 张波 宁清泉 张羽 韩玉朋
受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司
技术研发日：2023.05.08
技术公布日：2023/9/20