CN103946664A - 尤其用于机动车辆的热交换器及相应的空气进气装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热交换器，用于在至少两种流体之间进行热交换，尤其用于机动车辆的热交换器，包括用于在所述流体之间进行热交换的束(7)，和用于接收所述束(7)的壳体(9)，所述壳体(9)具有至少一个凸起边缘(11)。本发明特征在于，交换器还包括由硬塑料材料构成的密封件(15)，所述密封件包封所述至少一个凸起边缘(11)且设计为确保在交换器和所述交换器的容器之间的密封性。本发明还涉及一种空气进气装置，其包括这样的热交换器和空气进气集管器。

Description

尤其用于机动车辆的热交换器及相应的空气进气装置

发明领域

本发明涉及一种热交换器，尤其是用于机动车辆的热交换器。本发明还涉及包括这种交换器的空气进气装置。

背景技术

热交换器，例如在机动车工业中使用的，包括流体热交换和流动元件，互相热交换的流体在所述元件中循环。热交换元件例如可包括管或板、中断气体循环的翅片和/或流体流动扰动器，或类似部件。

已知用于机动车领域中的这种交换器，尤其用于增压式热机。

在该情况下，热交换器，还被称为增压空气冷却器(简称RAS)，使得可以通过与诸如外部空气的另一流体或诸如来自发动机冷却回路的水的液体进行热交换而冷却来自发动机的增压空气，因此形成空气/空气或液体/空气型交换器。

以传统方式，在进气总管(本领域技术人员通常这样称呼)处接收空气。

总管被固定在燃烧室的气缸盖上，即气缸入口。根据发动机转速，可全部或部分地冷却空气，或不冷却。

根据已知的解决方案，热交换器RAS可被接收在总管中，且使得可以冷却经过其的空气。

为此，总管具有开口面，所述开口面允许将交换器RAS引入其中。随后通过闭合盖体闭合该开口。

然而，该实施可呈现密封缺陷，其可导致不良热交换性能水平。

实际上，在交换器的束和进气总管之间密封的不良控制可导致束和总管之间的泄漏，且因此引起性能的显著下降。

而且，交换器在总管中的固定可能不够有效。

发明内容

本发明的目的是提出一种热交换器，该热交换器提供改进的密封紧密性，使得可以优化交换器的性能水平，同时确保交换器被有效地固定。

为此，本发明的目的是一种在至少两种流体之间的热交换器，尤其用于机动车辆的，包括：

-位于所述流体之间的热交换束，和

-接收所述束的壳体，

其特征在于，所述壳体具有至少一个凸起边缘，且在于，所述交换器还包括由硬塑料材料制成的密封件，所述密封件包络所述至少一个凸起边缘且构造为确保所述交换器和所述交换器的容器之间的密封紧密性。

所述交换器还可包括一个或多个以下特征，分开或结合地采用：

-所述密封件为唇形密封件；

-所述密封件被固定到所述至少一个凸起边缘；

-所述至少一个凸起边缘具有第一夹持器件，所述第一夹持器件与由所述密封件承载的第二互补夹持器件相配合；

-所述密封件由来自聚酰胺族的硬塑料材料制成；

-所述壳体具有总体基本上“U”形形状，在所述壳体的同一侧上具有三个凸起边缘，及所述密封件具有总体基本上“U”形形状，互补于所述凸起边缘；

-所述交换器构造为用于冷却器机动车辆中的发动机的增压空气。

本发明还涉及空气进气装置，尤其用于机动车辆，其特征在于，该装置包括如上限定的热交换器以及接收所述交换器的进气总管。

所述装置还可包括一个或多个以下特征，分开或相结合地采用：

-所述进气总管具有开口，所述开口构造用于通过机械组装将所述交换器插入所述进气总管中并通过所述交换器闭合；

-所述密封件被插设于所述束的所述壳体和所述进气总管之间；

-所述密封件的功能为，一方面在所述交换器和所述进气总管之间提供密封，及另一方面在将所述交换器与所述进气总管组将期间为所述交换器通过机械引导；

-所述装置在所述密封件和所述总管的本体之间具有为0.1mm到0.25mm量级的干预值，所述总管本体限定用于接收所述密封件的凹槽。

附图说明

通过阅读以下作为示意性且非限定性例子给出的描述和附图，本发明的其它特征和优点将会变得更加明显，其中：

图1为表示热交换器和交换器的密封件的立体分解图；

图2为进气装置的分解图，立体地示出了热交换器和进气总管；

图3a为交换器的局部剖面图，示出了根据第一制造变体的夹持系统的；

图3b为图3a的截面A-A的视图；

图4a为交换器的局部剖面图，示出了根据第二制造变体的夹持系统；

图4b为图4a的截面A-A的视图；

图5为进气装置的剖面图，示出被接收到进气总管的凹槽中密封件。

在这些附图中，基本上相同的元件采用相同附图标记。

具体实施方式

本发明涉及一种热交换器。图1示出这样的热交换器，该热交换器用总附图标记1指定。

这样的交换器1可特别用于冷却用于机动车辆热机的增压空气。

在该情况下，交换器1可布置在空气进气总管3中，空气进气总管3亦称为馈送气体分配器，如图2所示。

为此，总管3可具有侧开口4，侧开口4允许将交换器1插入其中。组装可通过将交换器1经由总管3的相关开口4插入到总管3中而进行，例如沿交换器3的纵向方向。

总管3通常被安装在气缸盖上并允许增压空气进入气缸盖。

空气进气总管3和被接收在总管3中的交换器1形成增压空气进气装置5。

此外，交换器1可以是作为的“空气-水”交换器，即进行热交换的流体为空气和水的交换器。

在增压空气冷却器的情况下；水优选地为来自所述发动机的所谓的“低温”冷却回路的水，其典型地为添加有防冻剂的水。

根据图1所示的实施方式，交换器1具有总体基本上平行六面体的形式。

该交换器1包括：

-热交换束7，位于诸如增压空气的第一流体和诸如冷却剂的第二流体之间，

-壳体9，接收交换束7，具有凸起边缘11，

-盖体13，用于闭合壳体9，及

-密封件15，由硬塑料材料制成，包络壳体9的凸起边缘11。

交换束

根据所示的实施例，热交换束7具有总体大致平行六面体形式，具有两个较大侧面7a、7b，两个较小侧面7c、7d及两个端面7e、7f。

该束7通常可包括板或管的堆叠，界定用于第一流体的循环的第一通道和用于第二流体的循环的第二通道。

第一流体例如在束7的纵向方向上穿过第一通道，第二流体例如从第一端面7e至相对的第二端面7f横向地穿过第二通道。

扰动翅片可设置在第一通道中，以通过增加交换表面积来扰乱这些第一通道中的空气流。可选地或此外，可设置用于在第二通道中循环的第二流体的紊流器(未示出)，以改良热交换。

这些扰动使得可以有助于经过板或管的壁的水和空气之间的热交换。

交换器1还包括入口喷嘴17和出口喷嘴19，用于第二流体进入束7和已在第二通道中循环之后第二流体的离开。这些喷嘴17，19与设置在束7的板或管中的开口(未示出)连通，以允许第二流体在束7中的循环。

壳体

如前所述，壳体9接收交换束7。

在所示的例子中，在束7的较小侧面7d上，壳体9具有敞开的形式。

根据所示的实施方式，束7是平行六面体，壳体9具有大致互补的“U”形形状。该“U”形形状使得可以覆盖束7的两个较大侧面7a、7b和一个较小侧面7c。

壳体9不覆盖束7的端面7e，7f，以允许第一流体(诸如增压空气)的循环。

此外，为了允许第二流体进入到第二通道中，壳体9具有相关孔(在图中不可见)，所述孔分别与入口喷嘴17和出口喷嘴19及与设置在束7中的开口连通。

如图1所示，壳体9还包括位于壳体9的同一侧上的一个或多个凸起边缘11。这些凸起边缘11因此相对于由壳体9的面限定的大体平面突出。

如图2所示，由硬塑料制成的密封件15包络这些凸起边缘11。

可对于密封件15引述的硬塑料材料的一个例子是聚酰胺，诸如用于聚己内酰胺的PA6、又或用于聚己二酰己二胺(polyhexamethylene adipamide)的PA6-6。

这种硬密封件15通过用作加固件而参与交换器1的机械强度。密封件15还用作阻尼器。

因此，凸起边缘11被插入到硬密封件15中，例如通过沿束7的纵向方向滑动。

在图1所示的例子中，壳体9呈基本“U”形形状且具有三个凸起边缘11。

因此密封件15具有基本上互补的“U”形形状，用于包络这三个凸起边缘11。

一旦与凸起边缘11组装，硬密封件15固定至这些边缘11。

如图3a、3b和4a、4b所示，该固定可通过夹持进行。

为此，可提供夹持系统，包括第一和第二互补夹持器件，一方面由壳体9的凸起边缘11承载，及另一部分由硬密封件15承载。

互补的第一和第二夹持器件可无偏向地由凸起边缘11或密封件15承载。

根据在图3a、3b中示意性地示出的第一变化形式，凸起边缘11具有第一夹持器件，诸如夹持舌21，密封件15具有第二互补夹持器件，诸如孔23，夹持舌21插入到所述孔23中。

在该例子中，夹持舌21被承载在凸起边缘11的侧壁上，即凸起边缘11的侧部上。

以互补的方式，孔23被设置在密封件15的侧壁上，即垫圈15的侧部上，以在将密封件15组装在凸起边缘11上期间定位为面向舌21。

根据在图4a、4b中示意性地示出的第二制造变化形式，凸起边缘具有第一夹持器件，诸如销25，密封件15具有第二互补夹持器件，诸如夹持突片27。

在该例子中，突片27具有孔29和接合部31；在密封件15与凸起边缘11组装期间，孔29布置为面对销25，接合部31承载抵靠销25的边缘。

根据该第二变化形式，第一夹持器件形成于凸起边缘11的端部侧壁上，此处参照图4a，4b，在凸起边缘11的顶部上。第二夹持器件构造为定位为面对第一夹持器件。

因此，当交换器1插入到总管3中(例如通过沿束7的纵向方向滑动通过总管3的相关开口4)时，固定至壳体9的凸起边缘11的硬密封件15，除了其密封功能，确保了用于组装的机械引导功能。

互补的引导器件可设置在总管3上。

如图5中较佳可见的，当交换器1组装在总管3中时，垫圈15与总管3的本体相接触。

更具体地，密封件15被容置在总管3的凹槽33中。因此密封件15被插设于总管3的本体和束7的壳体9的凸起边缘11之间。

另外，密封件15例如为唇形密封件35。

在连结件15的唇部35的未压缩状态，或自由状态，针对密封件15和界定总管3的凹槽33的本体之间的干预值i设置值范围。该值范围在密封件的唇部35的压缩之前被，且定义最小干预值和最大干预值，使得可以保证当密封件15被压缩时密封件15和总管的本体之间的接触。

术语“干预值”因为理解为意味着密封件15的尺寸超出接收密封件15的凹槽33的尺寸的值。实际上，为了保证密封件15和总管3的本体之间的接触，垫圈15在未被压缩状态时呈现的尺寸大于接收凹槽33的尺寸。

作为例子，对于以PA6制成的唇形密封件15，最小干预值可为0.1mm的量级，最大干预值可为0.25mm的量级。

在所示的例子中，唇部35因此超过凹槽33的尺寸的值为0.1mm至0.25mm。

在压缩状态下，唇形密封件15因此总是与总管3的本体相接触。

闭合盖体

如前所述，交换器1还包括用于壳体9的侧封闭盖体13(参考图1和2)。

因此盖体13通过闭合壳体9的开口而面对束7的侧面7d组装。

盖体13覆盖束7的较小侧面7d以及壳体9的端部。以该方式，壳体9被插入在束7和盖体13之间。

因此，盖体13具有的形式与壳体9的形式互补。根据具有大致“U”形形状壳体9的所示实施例，盖体13具有总体大致互补的“U”形形式。

此外，在具有被接收在总管3中的交换器1的进气装置的情况下，盖体13还使得可以闭合总管3的开口4，所述开口4设置用于将交换器1插入到总管3中。

因此，盖体13参与板或管的束7以及任何扰动元件或紊流器的机械强度，且因此确保交换器1固定在空气进气总管3中或在交换器1的任何其他容器中。

而且，入口喷嘴17和出口喷嘴19固定在盖体13上。为了允许第二流体的分配，盖体13由此在与喷嘴17、19对齐处具有孔37、39，所述孔37、39分别与管17、19相关联，及与管17、19的形状相互补。

这些孔37，39与设置在壳体9上的相关联的孔连通，及与束7的相应开口(在图中不可见)连通，以允许第二流体在第二通道内的循环。

而且，盖体13可具有折回的周边边缘41。该边缘41例如被折叠基本90°。

该边缘41形成，例如，相对于壳体9和束7突出部。

在包括被接收在总管3的这样的交换器1进气装置5的情况下，交换器1和总管3之间的密封可在该周边边缘41上进行。

为此，密封器件(未示出)可设置在周边边缘41上。

此外，例如，侧闭合盖体7还可具有紧固器件43，在空气进气总管3(未示出)上，紧固器件43与总管3承载的互补紧固器件(未示出)相配合。

该紧固可被实现，例如通过钎焊、粘合和/或旋拧或甚至夹持。

在示出的例子中，紧固器件43被设置在盖体13的周边边缘41上，面对与限定了开口4的总管3的侧表面，通过开口4，交换器1通过该开口4被插入在总管3中。

盖体13因此确保交换器1被固定在总管3中并且交换器1被紧固至总管3。

因此将理解，交换器1和对应的空气进气装置5，包括包络壳体9的凸起边缘的硬密封件15，使得可以在交换器插入到空气进气总管1中期间改进密封紧密性，同时确保交换器1的机械引导。

因此，这样的硬密封件15使得可以确保准确且可重复的定位，同时确保密封紧密性。

Claims (10)

1.处于至少两种流体之间的热交换器，尤其用于机动车辆，包括：

-位于所述流体之间的热交换束(7)，和

-接收所述束(7)的壳体(9)，

其特征在于，所述壳体(9)具有至少一个凸起边缘(11)，且在于，所述交换器还包括由硬塑料材料制成的密封件(15)，所述密封件包络所述至少一个凸起边缘(11)且构造为确保所述交换器和所述交换器的容器之间的密封紧密性。

2.如权利要求1所述的交换器，其特征在于，所述密封件(15)为唇形密封件(35)。

3.如权利要求1或2所述的交换器，其特征在于，所述密封件(15)被固定至所述至少一个凸起边缘(11)。

4.如权利要求3所述的交换器，其特征在于，所述至少一个凸起边缘(11)具有第一夹持器件(21，25)，所述第一夹持器件与由所述密封件(15)承载的第二互补夹持器件(23，27)相配合。

5.如前述权利要求中任一项所述的交换器，其特征在于，所述密封件(15)由来自聚酰胺族的硬塑料材料制成。

6.如前述权利要求中任一项所述的交换器，其特征在于，所述壳体(9)具有总体基本上“U”形形状，在所述壳体的同一侧上具有三个凸起边缘(11)，且其中，所述密封件(15)具有总体基本上“U”形形状，互补于所述凸起边缘(11)。

7.一种空气进气装置，尤其用于机动车辆，其特征在于，该空气进气装置包括根据前述权利要求中任一项所述的热交换器(1)，且其中，该空气进气装置还包括接收所述交换器(1)的空气进气总管(3)，且其中，所述进气总管(3)具有开口(4)，所述开口构造用于通过机械组装将所述交换器插入所述进气总管(3)中并通过所述交换器(1)闭合。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述密封件(15)被插设于所述束(7)的所述壳体(9)和所述进气总管(3)之间。

9.如权利要求7和8中任一项所述的装置，其特征在于，所述密封件(15)的功能为：

-一方面在所述交换器(1)和所述进气总管(3)之间提供密封，及

-另一方面在将所述交换器(1)组装到所述进气总管(3)期间为所述交换器(1)提供机械引导。

10.如权利要求7到9中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置在所述密封件(15)和所述总管(3)的本体之间具有0.1mm到0.25mm量级的干预值(i)，所述总管(3)的本体限定用于接收所述密封件(15)的凹槽(33)。