中冷器的發(fā)展歷程

1、揚(yáng)州群發(fā)換熱器有限公司 2013年9月 一、前言一、前言 內(nèi)燃機(jī)是一種耗氣機(jī)械，因為燃油需 要與空氣混合才能完成燃燒過程。一旦空 氣燃比達(dá)到一定值后，再增加燃油，除了 將黑煙和未燃盡的燃油排到大氣中外，不 會產(chǎn)生更多的功率，因此，超過空燃比極 限后，增加供油量，只會造成燃油消耗量 過大，大氣污染，廢氣溫度上升，并且內(nèi) 燃機(jī)壽命縮短，由此可見，燃燒時增加空 氣量對提高內(nèi)燃機(jī)的性能的重要性。 二、增壓中冷技術(shù)的由來二、增壓中冷技術(shù)的由來 1、1909-1912年期間世界上第一臺廢氣驅(qū) 動的增壓器由瑞典人波希博士研制成功， 波希博士是蘇而壽兄弟研究室的總工程師， 并于1915年提出渦輪增壓柴油機(jī)第一

2、臺樣 機(jī)的設(shè)想； 2、1920年，一架裝有自由型發(fā)動機(jī)和通用 電氣公司研制的渦輪增壓器的雙引擎飛機(jī) 創(chuàng)造了10092米飛行高度的記錄； 3、20世紀(jì)30-40年代，首先在歐洲，然后 在美國，才開始大規(guī)模地生產(chǎn)和應(yīng)用渦輪 增壓器，在美國，通用電氣公司為美國軍 用飛機(jī)研制渦輪增壓器，在第二次世界大 戰(zhàn)期間，數(shù)千臺渦輪增壓器被用在戰(zhàn)斗機(jī) 和B-17型轟炸機(jī)上，蓋瑞特公司為當(dāng)時 的B-17型轟炸機(jī)提供中冷器。 三、增壓中冷的作用三、增壓中冷的作用 1、增壓：渦輪增壓器是一種利用發(fā)動機(jī) 排氣中剩余能量來工作的空氣泵，廢氣 驅(qū)動渦輪，渦輪的葉輪總成與壓氣機(jī)的 葉輪相連接，當(dāng)渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動 時，大量的

3、壓縮空氣被送往燃燒室，由 于增加了空氣量，使得燃燒更充分，產(chǎn) 生了更多的功率，所以，一臺裝有渦輪 增壓器的發(fā)動機(jī)的輸出功率與其非增壓 時相比功率可增加40%左右。 2、中冷：由于增壓器在提高空氣密度時， 對空氣做功，做功時克服摩擦產(chǎn)生了熱 量，就像打氣筒一樣，泵會發(fā)熱一樣，發(fā) 動機(jī)渦輪增壓器的出風(fēng)口的溫度也會隨著 壓力的增大而升高，溫度的提高反過來限 制空氣密度的提高，要進(jìn)一步提高空氣密 度就有降低增壓空氣的溫度。據(jù)實驗顯示， 在相同的空燃比下，增壓空氣溫度每下降 10度，柴油機(jī)功率可提高3%-5%，還能降 低氮氧化合物，改善發(fā)動機(jī)性能。 四、中冷器的種類四、中冷器的種類 （一）、按材質(zhì)來分：

4、不銹鋼中冷器、鋁 制中冷器、銅制中冷器等； （二）、按冷卻介質(zhì)來分：水空中冷器和 空空中冷器等； （三）、按結(jié)構(gòu)形式來分：板翅式中冷器、 管帶式中冷器等；管帶式中冷器按散熱 管的結(jié)構(gòu)又分為：口琴管管帶式中冷器 和紊流管管帶式中冷器。 五、增壓中冷器的應(yīng)用五、增壓中冷器的應(yīng)用 增壓中冷技術(shù)最早應(yīng)用在軍事領(lǐng)域， 目的是增加發(fā)動機(jī)的功率，隨著人們對 環(huán)保意識的增強(qiáng)，增壓中冷能有效降低 排放的作用顯現(xiàn)得越來越大，越來越多 的民用產(chǎn)品使用增壓中冷技術(shù)。目前渦 輪增壓器和中冷器已普遍應(yīng)用在轎車、 賽車、卡車、大巴、農(nóng)業(yè)機(jī)械、船舶、 礦山機(jī)械、工程機(jī)械、軍工動力、航空 和電站（發(fā)電機(jī)組）。 六、鋁制中冷器釬

5、焊工藝的發(fā)展六、鋁制中冷器釬焊工藝的發(fā)展 鹽浴釬焊真空釬焊 NOCOLOK釬劑焊接 （一）鹽浴釬焊 第一種嘗試使用鋁材的熱交換器是 蒸發(fā)器，20世紀(jì)50年代和60年代初，鋁 蒸發(fā)器采用的是鹽浴釬焊，鹽浴釬焊多 為氯鹽的混合鹽浴，熔鹽去除了材料表 面的氧化層從而使熔化的釬料金屬得以 流動并潤濕開。但如何有效去除蒸發(fā)器 內(nèi)部殘留的浴鹽，成為制造過程中必須 面對的問題，否則潮濕狀態(tài)下氯鹽對鋁 具有強(qiáng)烈的腐蝕性，影響產(chǎn)品的壽命。 （二）、真空釬焊 20世紀(jì)70年代，成本更為便宜的真空 釬焊技術(shù)開始被開發(fā)了出來。其秘訣是在 釬料層金屬中加入了適量的鎂。這一工藝 更為清潔，釬焊過程中沒有廢棄物產(chǎn)生， 但是

6、在可焊性方面對焊前部件表面的清潔 度更為敏感，因此必須采用有效的除油工 藝，并且為處理除油劑帶來的空氣污染及 其他不利的環(huán)境影響付出一定代價。 真空釬焊爐除了維修成本以外，更為 復(fù)雜的爐子結(jié)構(gòu)和氣泵系統(tǒng)帶來的資金成 本似乎也較高，且產(chǎn)能不高。釬焊過程中 通過鎂的蒸發(fā)去除爐內(nèi)殘余氧氣和破除表 面氧化皮是這一技術(shù)成功至關(guān)重要的因素。 因此，釬料合金通常作了一些改進(jìn)，含有 最高達(dá)1.5%的鎂。釬焊過程中，蒸發(fā)的鎂 將在爐壁冷卻部件上冷凝下來，最終帶來 爐門密封等問題，隨之而來的是代價高昂 的停爐和清潔操作。目前，真空釬焊依舊 廣泛用于板翅式換熱器、蒸發(fā)器等生產(chǎn)。 （三）、氣體保護(hù)釬焊（CAB） 1978年適合于小批量或大批量 生產(chǎn)釬焊部件的氟鋁酸鉀釬劑被研 制開發(fā)出來。該釬劑以NOCOLOK 為商標(biāo)進(jìn)行市場推廣。由于該釬劑 是氟化物，而非氯化物，因而對釬 焊前或釬焊后的腐蝕問題的擔(dān)憂得 以消除。此外，當(dāng)需要較高的生產(chǎn) 效率時，可采用一個相對簡單的連 續(xù)隧道爐，通入氮?dú)膺M(jìn)行釬焊生產(chǎn)。 隨著渦輪增壓技術(shù)，尤其是在大 型車上的市場增長，采用氣體保護(hù) 釬焊的中冷器市場已經(jīng)發(fā)展了起來。 氣體保護(hù)釬焊（CAB）的采用，讓 釬焊工藝從以前的釬劑釬焊到真空 釬焊又重新回到了釬劑釬焊。 七、結(jié)束語七、結(jié)束語 由于中冷器工作溫度高，因此要求 鋁合金在高溫條件下，高強(qiáng)度能夠保持 下來