增压中冷器作为提高发动机动力性、经济性，降低发动机热负荷、发动机排放的重要手段，越来越多地应用到新型发动机的开发中去。中冷器是实现进气冷却技术的关键性部件，其性能的好坏直接影响进气量，进而影响发动机的功率。热管换热器作为中冷器时的高效导热性能使其在内燃机增压中冷技术的应用前景非常广阔。

作为增压柴油机组件的重要组成部分，必须不断提高其换热能力以适应高发动机功率密度及经济性、排放性的要求。同时，也要尽量降低中冷器的消耗功率，目前对高效中冷器的设计要求主要包括以下几个方面：

（1）为取得满意的中冷效果，要求中冷器在发动机多种工作条件下保持相对恒定的进气温度。对中冷器而言，由于发动机在大进气量的满负荷条件下，要获得足够低的进气温度比在低进气量下更为困难，因此，中冷器应按满负荷条件下设计。

（2）为得到中冷后发动机需要的最大温度降，中冷器的工作特性应根据发动机和涡轮增压器给定的工作点来确定，一般情况下中冷后的进气温度在60～80℃是理想的。

（3）应使进气压降尽可能低，一般应小于2％。

（4）尽可能降低冷却空气侧压降。

目前水冷式中冷器多采用管片式结构，由管内的水冷却管外的空气。其中传热热阻包括空气侧传热热阻、管壁导热热阻和水侧传热热阻。试验表明，空气侧传热热阻远大于管壁导热热阻和水侧传热热阻，故应抓住热阻大的一侧来强化传热。有研究证明，采用涡产生器加条缝式强化传热板芯能有效地提高空气侧的对流换热系数，从而降低空气侧的热阻。具体措施是：设计出强化传热翅片，利用翅片上的涡产生器及条缝增强对空气的扰动，破坏空气在冷却管外形成的边界层，形成旋涡，以提高空气侧的对流换热系数，进而提高中冷器的传热系数。(www.daowen.com)

铝翼散热管式中冷器是近几年出现的一种新型的结构形式。在同样的中冷器体积下，其散热面积较小，但传热系数较大，换热能力与通常的管片式大致相当。其缺点是流动损失较大，比内管为椭圆管或滴形管的管片式中冷器约大1倍。其主要优点是工作可靠性好，抗震性好，成本较低。

同样，冷轧翅片管式中冷器由于具有换热效率高、可靠性好等优点，近年来也开始受到重视与应用。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的。通常单金属管的材料采用紫铜或铝；双金属管内管用黄铜，外管用铝，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，即使在长期震动工作条件下也不会脱开，接触热阻接近零。将翅片管用胀管法固定在端板上，整个加工过程不用焊接，不存在虚焊或长期震动工作后的脱焊现象。翅片的断面沿直径方向是内宽外窄的梯形，有利于热传导；叶片沿圆周对称分布，叶片高相同，无效散热面积小。管束的空间有利于空气的混合和对流换热。因此，冷轧翅片管中冷器的主要优点是传热系数大、工作可靠性好、长期工作的稳定性好。与管片式相比，在同样体积下，设计合理的中冷器冷却面积可以减少约30％，而传热系数约增大30％，使总的散热能力大体持平。由于冷轧翅片管翅根部只能是圆形，不能做成椭圆形或滴形，因此空气的压力损失较大，与水管为圆管的管片式大体相同，而大于水管为椭圆管或滴形管的管片式中冷器。

湘潭大学袁胜利设计了碳钢-氨重力式热管换热器，用来回收汽车内燃机废气中的热量，可供乘员冬季取暖。吉林工业大学苏俊林等设计了工质为导热姆的热管换热器，用来回收汽车内燃机排出废气中的热量，可供乘员冬季取暖。美国的几艘海岸巡逻艇上安装了换热装置，从内燃机废气、冷却水中提取一部分热量以提高水的温度，供船员们洗澡、洗衣用。

汽车发动机的排气管内废气通入热管换热器的加热段，使碳钢-氨重力热管内腔的氨液工质真空蒸发，蒸气在热管冷凝段放出热量，加热由客车车头窗下通风口吹入的新鲜空气，加热后的新鲜空气迎风吹入车厢用于取暖。该小型热管换热器位于驾驶座和发动机的右前方，热管换热器的冷凝放热段在车厢内、客车的地板之上，热管换热器的废气加热段位于客车的地板下、车厢下的外面，接通发动机排气管的废气，如图6-12所示。这样废气不会泄漏到车厢内。

图6-12　车用热管换热器安装

高效传热元件——热管回收废气余热，热损失小，传热效率高，启动快。新研制的氨-碳钢重力热管成本低，热管换热器结构简单，制造与安装方便，设备轻便、便宜，取暖效果良好、供暖热量足。该热管换热器和日本的轿车及货车上用的热水式暖气装置一样，能使车厢内与车厢外空气温差达到35～40℃。