CN103334828A - 中冷器中连接冷却管两端部的主板 - Google Patents

中冷器中连接冷却管两端部的主板 Download PDF

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Abstract

本发明属于中冷器技术领域，涉及中冷器中连接冷却管两端部的主板，在基板上间隔设置有若干个用于插接冷却管的条形孔，基板上同一侧面上的条形孔上均设置有环形的直角翻边，每个条形孔和直角翻边的四个角上均设置有圆倒角，所述直角翻边的外端面上设置有若干个外翻的导向齿，直角翻边与基板的拐角处设置有过渡圆角，优点是：通过增加直角翻边、圆倒角及过渡圆角能够改进主板与冷却管接头处的热负荷以及压力分布，并且能改进主板和换热器的热压力循环寿命，特别是加强了中冷器的冷却管的根部强度，防止其变形失效。

Description

中冷器中连接冷却管两端部的主板
技术领域
本发明属于中冷器技术领域，涉及一种增压空气热交换器，特别涉及热交换器中连接气室与冷却管的零件，简称主板，是把气室中的气体分流进入冷却管的热交换器零件。 
背景技术
随着排放法规的日趋严格和竞争的加剧，空空中冷器正在面临越来越多的挑战。一方面，随着排放法规的发展，特别是发动机引进EGR技术后，空空中冷器的工作温度和工作压力是越来越高，欧4中冷器的工作温度达180～230℃，工作压力达2.5bar，欧5欧6中冷器的工作温度更是高达230～260℃，工作压力高达3.5bar，面对高温高压的要求，常规的空空中冷器零件结构设计满足不了要求。 
高温高压的直流空空中冷器失效模式主要是中冷器芯子四个角的冷却管根部断裂，冷却管根部断裂的主要原因是：热应力原因。热应力造成冷却管根部断裂的机理是：冷却管在整车工作时，随着内部介质温度的升高，产生平行冷却管轴向的膨胀和垂直于冷却管轴线的膨胀。垂直于冷却管轴线的膨胀和主板的约束作用，使冷却管发生扭曲变形，在冷却管根部产生较大的应力。冷却管的扭曲变形在芯子四角的冷却管根部累积，产生应力集中。随着内部工作介质温度的长期变化，伴随着冷却管的膨胀收缩，扭曲变形产生突变，最终导致冷却管根部疲劳失效。U型中冷器在中间几排冷却管根部长期受到冷热应力作用，也容易失效。 
发明内容
本发明的目的是针对直流中冷器芯子四周冷却管根部断裂和U型中冷器中间几根冷却管根部断裂的失效模式，提供一种加强中冷器的冷却管根部强度的主板。 
本发明的目的是这样实现的： 
中冷器中连接冷却管两端部的主板，在基板上间隔设置有若干个用于插接冷却管的条形孔，基板上同一侧面上的条形孔上均设置有环形的直角翻边，每个条形孔和直角翻边的四个角上均设置有圆倒角，所述直角翻边的外端面上设置有若干个外翻的导向齿，直角翻边与基板的拐角处设置有过渡圆角。 
上述的直角翻边延伸远离基板时，直角翻边的壁厚逐渐变薄。 
上述的过渡圆角从长边的中间处向短边的中间处过渡时的半径依次增加，短边中间处的半径是长边的中间处的半径的1～1.2倍。 
上述的主板的基板厚度为1～4mm，直角翻边的厚度为0.8～1.5mm，圆倒角的半径为2～3mm，弧形边的半径为2.5～3mm，直角翻边的高度为7～8mm。 
上述的导向齿在相对的两个直角翻边的长边的外端面上至少对应设置有两对，所述的导向齿在相对的两个直角翻边的短边的外端面上对应设置有一对，所述的导向齿在延伸离开基板时彼此呈弧度地远离张开。 
上述的主板上垂直于条形孔长边的基板的两侧边外沿上设置有直角翻边，基板与直角翻边的拐角处成型有C型的外凸膨胀节。 
上述的基板、直角翻边、导向齿及外凸膨胀节为一体式结构。 
附图说明
图1是本发明的主视图。 
图2是图1的A部放大图。 
图3是图1的左视放大图。 
图4图3的C部放大视图。 
图5是图3的B-B向剖视图。 
图6是本发明安装在中冷器上后的局部示意图。 
具体实施方式
下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1—图6： 
中冷器中连接冷却管两端部的主板1，在基板10上间隔设置有若干个用于插接冷却管2的条形孔11，基板10上同一侧面上的条形孔11上均设置有环形的直角翻边14，直角翻边14被制成符合冷却管2横截面的外轮廓形状，并且具有一对与冷却管2宽侧边相符合的长边13，以及一对与冷却管2的短侧边相符合的短边12，每个条形孔11和直角翻边14的四个角上均设置有圆倒角R1，所述直角翻边14的外端面上设置有若干个外翻的导向齿15，直角翻边14与基板10的拐角处设置有过渡圆角R2。 
所述的主板1被用接收或安装冷却管2，从而将换热器的工作流体分配到冷却管2的内部与流体箱之间或者与主板1相关联的歧管，换热器芯包括在相邻的冷却管2之间的合适的翅片，如波纹状翅片、板状翅片等。 
如图2、3和5中可清楚地看出，每个直角翻边14被制成符合相关的冷却管2外部的形状并且具有一对与冷却管2宽侧壁相符合的长边13，以及一对与冷却管形状相符合的短边12。 
上述的直角翻边14延伸远离基板10时，直角翻边14的壁厚逐渐变薄。 
上述的过渡圆角R2从长边13(b1-b3,b2-b4段)的中间处向短边12（a1-a2， a3-a4段）的中间处过渡时的半径依次增加，短边中间处的半径是长边的中间处的半径的1～1.2倍。 
上述的主板1的基板10厚度为1～4mm，直角翻边14的厚度为0.8～1.5mm，圆倒角R1的半径为2～3mm，弧形边的半径为2.5～3mm，直角翻边14的高度H为7～8mm。 
上述的导向齿15在相对的两个直角翻边14的长边13的外端面上至少对应设置有两对，所述的导向齿15在相对的两个直角翻边14的短边11的外端面上对应设置有一对，所述的导向齿15在延伸离开基板时彼此呈弧度R3地远离张开，以提供相应的冷却管2的引入，起到装配导向作用。 
上述的主板1上垂直于条形孔11长边13的基板10的两侧边外沿上设置有直角翻边16，基板10与直角翻边16的拐角处成型有C型的外凸膨胀节17，该外凸膨胀节17受力作用时可收缩或者延长，因而可吸收冷却管2热胀冷缩时产生的轴向应力，提高换热器耐热循环的能力。 
上述的基板10、直角翻边14、16、导向齿15及外凸膨胀节17为一体式结构。 
主板1由已知的冲孔/挤压加工方法制成，其中开口由冲孔制成，同时直角翻边14、16由适当的挤压加工制成。主板1由适当的铝材料制成，耐高温中冷器的主板1就需选用高温下具有高强度的合金铝材。 
经分析以及试验验证，通过增加直角翻边、圆倒角R1及过渡圆角R2能够改进主板1与冷却管2接头处的热负荷以及压力分布，并且能改进主板1和换热器的热压力循环寿命，特别是加强了中冷器的冷却管的根部强度，防止冷却管2根部的变形失效。此外，当主板1由冲制开口以及采用挤压加工方法以形 成直角翻边14、16而成型时，过渡圆角R2、圆倒角R1的上述变化能够够限制或防止在直角翻边14、16形成期间主板1材料破裂或撕开。 
上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。 

Claims (7)

1.中冷器中连接冷却管两端部的主板，其特征在于：在基板上间隔设置有若干个用于插接冷却管的条形孔，基板上同一侧面上的条形孔上均设置有环形的直角翻边，每个条形孔和直角翻边的四个角上均设置有圆倒角，所述直角翻边的外端面上设置有若干个外翻的导向齿，直角翻边与基板的拐角处设置有过渡圆角。
2.根据权利要求1所述的中冷器中连接冷却管两端部的主板，其特征在于：所述的直角翻边延伸远离基板时，直角翻边的壁厚逐渐变薄。
3.根据权利要求2所述的中冷器中连接冷却管两端部的主板，其特征在于：所述的过渡圆角从长边的中间处向短边的中间处过渡时的半径依次增加，短边中间处的半径是长边的中间处的半径的1～1.2倍。
4.根据权利要求1所述的中冷器中连接冷却管两端部的主板，其特征在于：所述的主板的基板厚度为1～4mm，直角翻边的厚度为0.8～1.5mm，圆倒角的半径为2～3mm，弧形边的半径为2.5～3mm，直角翻边的高度为7～8mm。
5.根据权利要求1所述的中冷器中连接冷却管两端部的主板，其特征在于：所述的导向齿在相对的两个直角翻边的长边的外端面上至少对应设置有两对，所述的导向齿在相对的两个直角翻边的端边的外端面上对应设置有一对，所述的导向齿在延伸离开基板时彼此呈弧度地远离张开。
6.根据权利要求1所述的中冷器中连接冷却管两端部的主板，其特征在于：所述的主板上垂直于条形孔长边的基板的两侧边外沿上设置有直角翻边，基板与直角翻边的拐角处成型有C型的外凸膨胀节。
7.根据权利要求1—6任一项所述的中冷器中连接冷却管两端部的主板，其特征在于：所述的基板、直角翻边、导向齿及外凸膨胀节为一体式结构。
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