CN104454122A - 汽车管带式水冷散热器中的散热管以及管带式水冷散热器 - Google Patents

汽车管带式水冷散热器中的散热管以及管带式水冷散热器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种汽车管带式水冷散热器中的散热管。本发明提供了一种改进结构的带凸纹结构的用于管带式水冷散热器的散热管，在不改变该散热器整体体积的情况下，可有效提升其散热器的冷却性能。该种汽车管带式水冷散热器中的散热管，该散热管为中空扁管，其特征在于：该散热管的两侧外壁上设有若干凸起部，该凸起部的迎风方向设有缺口。所述散热管每侧外壁上沿迎风方向设有三排凸起部，每排均匀设有若干凸起部；且中间一排的凸起部的中心线与散热管的轴线重合。本发明还涉及一种应用该种散热管的汽车管带式水冷散热器。

Description

汽车管带式水冷散热器中的散热管以及管带式水冷散热器
技术领域
本发明涉及一种汽车散热装置的改进，特别涉及一种用于汽车管带式水冷散热器中的散热管。本发明还涉及一种应用该种散热管的汽车管带式水冷散热器。
背景技术
随着汽车排放法规的不断升级，重型商用汽车发动机的散热量也越来越大，随之给冷却系统的热负荷造成了巨大的负担。然而，受整车总布置和发动机舱的限制，利用加大散热器芯子尺寸和风扇直径的设计方案来提升冷却能力已不可能。目前，商用汽车的主要散热器型式为管带式水冷散热器，其基本结构为：由上、下主片、以及设置在上、下主片之间的散热带与散热管通过钎焊工艺组成散热器芯子，散热带与散热管交替间隔排列，即一根散热管一条散热带的排列形式构成散热主体。还包括内侧板，其固定在上、下主片两侧，用于加强散热器芯子；上、下水室内装上密封条，并通过压装工艺与上、下主片实现固定连接；最后通过左、右侧护板通过螺栓连接形式与上、下水室实现连接。
上述散热管为普通的光顺管，散热带为三角型锯齿带（即从散热器正前方看，该散热带由若干各三角形锯齿形连接而成）。传统散热器冷却性能的设计方法为改变散热带开窗尺寸来调节空气侧的冷却性能，或者通过改变光顺散热管壁厚来改善热传导性能，增加壁厚成本较高且重量较大，减小壁厚散热效果不好且降低结构强度，由于整车总布置的限制，散热器芯子尺寸不能再加大时，此种散热管和散热带的散热面积和散热性能也已经达到极限。当同一款车型匹配马力更大的发动机，或者同一车型面临着排放法规升级时，将导致冷却系统使用热负荷安全系数下降，情况严重时将导致整车满足不了使用要求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种改进结构的带凸纹结构的用于管带式水冷散热器的散热管，在不改变该散热器整体体积的情况下，可有效提升其散热器的冷却性能。
为了解决上述问题，该种汽车管带式水冷散热器中的散热管，该散热管为中空扁管，其特征在于：该散热管的两侧外壁上设有若干凸起部，该凸起部的迎风方向设有缺口。
优选地，所述散热管每侧外壁上沿迎风方向设有三排凸起部，每排均匀设有若干凸起部；且中间一排的凸起部的中心线与散热管的轴线重合。
更优选地，所述凸起部的底面和顶面呈圆形或椭圆型，该凸起部的顶面为一平面，所述切口为一平面。所述凸起部的底面和顶面呈圆形，该圆形凸起的顶面半径R1为：5～9mm，底面半径R2为7～12mm，该圆形凸起部的高度P为：0.5～2mm；所述切口对应圆心的角度α为60～120°。
优选地，所述圆形凸起的顶面半径R1为：7mm，底面半径R2为9mm，该圆形凸起部的高度P为：1mm；所述切口对应圆心的角度α为91°。
优选地，所述散热管管长L为：720～1045mm，管宽W为：30～56mm，管厚H：1～3mm，管壁厚t为：0.2～0.5mm；所述各凸起部沿迎风方向的中心间距X为：10mm～15mm；沿水流方向的中心间距Y为：10mm～15mm。
更优选地，所述散热管管长L为：900mm，管宽W为：40mm，管厚H：2mm，管壁厚t为：0.35mm；所述各凸起部沿气流方向的中心间距X为：12mm；沿水流方向的中心间距Y为：12mm。
本发明还提供一种管带式水冷散热器，包括：上、下主片、以及设置在上、下主片之间的散热器芯子、固定在上、下主片两侧的之间的内侧板、上、下水室，其内部装有密封条，并通过压装工艺与上、下主片实现固定连接；以及左、右侧护板，其通过螺栓连与上、下水室连接，该散热器芯子包括散热带和散热管，散热带和散热管交替间隔设置，其特征在于：该散热管为上述所述的汽车管带式水冷散热器中的散热管。
优选地，所述散热带的截面呈梯形波纹状，该散热带的梯形波的波峰台面与一根散热管上的凸起部上的顶面抵接，梯形波的波谷台面与另一根散热管上的两凸起部之间的外壁面抵接；该梯形波的波长a为：10～14mm，波高b为：5～10mm，波峰台面和波谷台面长度c为：1～3mm；该散热带的带厚d为：0.05～1mm。
更优选地，所述梯形波的波长a为：12mm，波高b为：7mm，波峰台面和波谷台面长度c为：2mm；该散热带的带厚d为：0.08mm。
本发明的有益效果是：该散热管上的凸起部的形态、分布及尺寸为该凸纹散热管的三个关键要素，直接影响整个芯子散热面积及性能；本发明设计了一种切口圆或椭圆的凸纹形态，分布方式为均布在散热管表面，凸纹上的切口朝向为空气迎风方向，以诱发湍流并增加湍流强度，并配合散热带合理组织空气侧的对流结构形式，具体凸纹分布见附图1。本发明在设计时充分考虑了装配可行性及工艺制造性，在相同的散热器芯子尺寸条件下，该带凸纹散热管的散热器与光顺管散热器相比，散热面积增加10%以上，并且可以使得散热带与凸纹管接触面积大，能有效提高散热器冷却能力等显著特点。
附图说明
图1为本发明的汽车管带式水冷散热器的散热管的正视结构示意图；
图2为图1的侧视结构示意图；
图3为本发明的管带式水冷散热器的分解结构示意图；
图4为图3中的A部局部放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步地说明。
结合图1和图2，该种用于汽车管带式水冷散热器的散热管，该散热管6为中空扁管，该散热管的两侧外壁上设有若干凸起部61，该凸起部的迎风方向设有缺口62。该管体由下至上方向为水流方向（箭头m所示），由左至右为空气流方向，即迎风方向（箭头n所示）。该凸起部的切口用于破坏流体的边界层，以诱发湍流并增加湍流强度。为了使流经该凸起后部的气流更加平滑顺畅，该凸起部的底面和顶面优选呈圆形或椭圆型，其顶面为一平面，所述切口为一平面。当该凸起部的底面和顶面呈圆形时，该圆形凸起的顶面半径R1为：5～9mm，优选为：7mm。底面半径R2为7～12mm，优选为：9mm。该圆形凸起部的高度P为：0.5～2mm，优选为：1mm。所述切口对应圆心的角度α为60～120°，优选为：91°。
该散热管管长L为：720～1045mm，优选为：900mm。管宽W为：30～56mm，优选为：40mm。管厚H：1～3mm，优选为：2mm。管壁厚t为：0.2～0.5mm，优选为：0.35mm。各凸起部沿迎风方向的中心间距X为：10mm～15mm，优选为：12mm。沿水流方向的中心间距Y为：10mm～15mm，优选为：12mm。该散热管每侧外壁上沿迎风方向设有三排凸起部，每排均匀设有若干个凸起部，且中间一排的凸起部的中心线与散热管的轴线o重合。每排该凸起部的个数根据散热管体积确定，具体由公式：(L-W)/Y并取整确定，例如：若L=900mm，W=40mm，Y=12mm，则每排凸起部个数为72个，该散热管上总凸起部个数为2×3×72个。
该散热管上的凸起部的形态、分布及尺寸为该凸纹散热管的三个关键要素，直接影响整个芯子散热面积及性能；本发明设计了一种切口圆或椭圆的凸纹形态，分布方式为均布在散热管表面，凸纹上的切口朝向为空气迎风方向，以诱发湍流并增加湍流强度，并配合散热带合理组织空气侧的对流结构形式，具体凸纹分布见附图1。本发明在设计时充分考虑了装配可行性及工艺制造性，在相同的散热器芯子尺寸条件下，该带凸纹散热管的散热器与光顺管散热器相比，散热面积增加10%以上，并且可以使得散热带与凸纹管接触面积大，能有效提高散热器冷却能力等显著特点。
如图3所示，本发明还涉及一种管带式水冷散热器，包括：上、下主片4、设置在上、下主片之间的散热器芯子、固定在上、下主片4两侧的之间的内侧板2、还包括：上、下水室3，其内部装有密封条，并通过压装工艺与上、下主片4实现固定连接；以及左、右侧护板1，其通过螺栓连与上、下水室3连接。该散热器芯子包括散热带5和上述的带凸起部的散热管6，散热带和散热管交替间隔排列。
如图4所示，每条散热带5的截面呈梯形波纹状，该散热带的梯形波的波峰台面与一根相邻的散热管凸起部上的顶面抵接，梯形波的波谷台面与另一根相邻的散热管两凸起部之间的散热管外壁面抵接。该梯形波的波长a为：10～14mm，优选为：12mm。波高b为：5～10mm，优选为：7mm。波峰台面和波谷台面长度c均为：1～3mm，优选为：2mm。该散热带5的带厚d为：0.05～1mm，优选为：0.08mm。
该带凸起部的散热管为整个散热器的关键部件，所用材料为覆层铝合金带材，经压纹，扁管成型，高频对焊和修整等工序生产出成品。该散热带的定型尺寸依据散热管凸纹的分布进行设计，散热带与凸纹管由现有的点接触改为面接触，以充分发挥散热带的二次传热作用，大幅提升其散热作用。
需要注意的是，具体实施方式仅仅是对本发明技术方案的解释和说明，不应将其理解为对本发明技术方案的限定，任何采用本发明的技术方案而仅作局部改变的，仍应落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种汽车管带式水冷散热器中的散热管，该散热管为中空扁管，其特征在于：该散热管的两侧外壁上设有若干凸起部，该凸起部的迎风方向设有缺口。
2.根据权利要求1所述的汽车管带式水冷散热器中的散热管，其特征在于：所述散热管每侧外壁上沿迎风方向设有三排凸起部，每排均匀设有若干凸起部；且中间一排的凸起部的中心线与散热管的轴线重合。
3.根据权利要求1或2所述的汽车管带式水冷散热器中的散热管，其特征在于：所述凸起部的底面和顶面呈圆形或椭圆型，该凸起部的顶面为一平面，所述切口为一平面。
4.根据权利要求3所述的汽车管带式水冷散热器中的散热管，其特征在于：所述凸起部的底面和顶面呈圆形，该圆形凸起的顶面半径R1为：5～9mm，底面半径R2为7～12mm，该圆形凸起部的高度P为：0.5～2mm；所述切口对应圆心的角度α为60～120°。
5.根据权利要求4所述的汽车管带式水冷散热器中的散热管，其特征在于：所述圆形凸起的顶面半径R1为：7mm，底面半径R2为9mm，该圆形凸起部的高度P为：1mm；所述切口对应圆心的角度α为91°。
6.根据权利要求3所述的汽车管带式水冷散热器中的散热管，其特征在于：所述散热管管长L为：720～1045mm，管宽W为：30～56mm，管厚H：1～3mm，管壁厚t为：0.2～0.5mm；所述各凸起部沿迎风方向的中心间距X为：10mm～15mm；沿水流方向的中心间距Y为：10mm～15mm。
7.根据权利要求6所述的汽车管带式水冷散热器中的散热管，其特征在于：所述散热管管长L为：900mm，管宽W为：40mm，管厚H：2mm，管壁厚t为：0.35mm；所述各凸起部沿气流方向的中心间距X为：12mm；沿水流方向的中心间距Y为：12mm。
8.一种管带式水冷散热器，包括：上、下主片（4）、以及设置在上、下主片之间的散热器芯子、固定在上、下主片两侧的之间的内侧板（2）、上、下水室（3），其内部装有密封条，并通过压装工艺与上、下主片（4）实现固定连接；以及左、右侧护板（1），其通过螺栓连与上、下水室（3）连接，该散热器芯子包括散热带（5）和散热管（6），散热带和散热管交替间隔设置，其特征在于：该散热管（6）为权利要求1至7任意一项所述的汽车管带式水冷散热器中的散热管。
9.根据权利要求8所述的管带式水冷散热器，其特征在于：所述散热带（5）的截面呈梯形波纹状，该散热带的梯形波的波峰台面与一根散热管上的凸起部上的顶面抵接，梯形波的波谷台面与另一根散热管上的两凸起部之间的外壁面抵接；该梯形波的波长a为：10～14mm，波高b为：5～10mm，波峰台面和波谷台面长度c为：1～3mm；该散热带（5）的带厚d为：0.05～1mm。
10.根据权利要求9所述的管带式水冷散热器，其特征在于：所述梯形波的波长a为：12mm，波高b为：7mm，波峰台面和波谷台面长度c为：2mm；该散热带（5）的带厚d为：0.08mm。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150325

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