CN106247832A - 一种汽车用组合式热管换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车用组合式热管换热器，是一种集传统汽车散热器、汽车中冷器、汽车油冷却器及汽车空调冷凝器性能于一体的汽车用组合式热管换热器；它主要包括替代中冷器冷却部分热管、替代散热器冷却部分热管、替代机油冷却器冷却部分热管、替代冷凝器冷却部分热管、盖板、法兰盘、密封垫圈和壳体；所述壳体包括底板、上顶板和隔板；所述底板和上顶板之间通过数个隔板隔成四组流道，可分别用于对发动机冷却水、增压空气、冷却机油和制冷剂的冷却；所述盖板与上顶板可拆卸连接，且盖板与上顶板相应位置上均开设有数个交叉排列圆通孔；所述四组不同热管均置于圆通孔内。本发明不仅能够实现高效传热，而且大大缩减汽车冷却部件占用体积。

Description

一种汽车用组合式热管换热器

技术领域

本发明涉及一种高效换热器领域、尤其涉及一种集传统汽车散热器、汽车中冷器、汽车油冷却器及汽车空调冷凝器等冷却功能于一体的汽车用组合式热管换热器。

背景技术

近年来，汽车行业的发展越来越快，人们对发动机的性能要求以及乘坐舒适度的要求也越来越高。发动机的进气温度和机油冷却以及发动机壳体的冷却是影响发动机性能的重要条件，不可忽略地，汽车空调的性能和乘坐空间的大小则在很大程度上决定了乘客的乘坐舒适度。汽车的冷却部件在汽车的组成上占据很大一部分，各个冷却单元之间独立工作，这就导致了每个冷却单元部件都会占据一定的空间和重量，使得整车可利用空间被压缩的同时也增加了汽车的总重量，增加了油耗也降低了排放性能，所以汽车的轻量性和紧凑性是未来车辆的发展趋势。现阶段的相关研究与发明多为针对单个冷却模块的优化设计，如专利号为CN202792725U的一种汽车用冷凝器，专利号为CN203867652U的一种发动机用新型并联式机油冷却器，专利号为CN204961064U的一种管带式汽车中冷器，增强冷却效果的同时，使结构布置更加紧凑；近年来，也有人基于热管高效换热、结构紧凑的特点公布了一种热管式换热器，如专利号为CN101419034A的一种车用热管式中冷器。但几乎没有人将汽车散热器、汽车中冷器、汽车油冷却器、汽车空调冷凝器组合成一个整体式冷却模块进行研究，很明显，如果能够将热管的高效换热优点与汽车用热交换器集成设计的思想结合起来，在未来的汽车冷却模块发展中一定会更具优势。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种集传统汽车散热器、汽车中冷器、汽车油冷却器及汽车空调冷凝器性能于一体的汽车用组合式热管换热器，它不仅能够实现高效传热，而且能完全替代汽车散热器、汽车中冷器、汽车油冷却器、汽车空调冷凝器，大大缩减汽车冷却部件占用体积。

本发明是通过如下技术设计方案实现的：

一种汽车用组合式热管换热器，包括替代中冷器冷却部分热管、替代散热器冷却部分热管、替代机油冷却器冷却部分热管、替代冷凝器冷却部分热管、壳体和盖板；

所述壳体包括底板、上顶板和隔板；所述底板和上顶板之间通过数个隔板从左至右隔成发动机冷却水流道、增压空气流道、冷却机油流道和制冷剂流道；

所述盖板与上顶板可拆卸连接，且盖板与上顶板相应位置上均开设有数个圆通孔；

所述替代中冷器冷却部分热管、替代散热器冷却部分热管、替代机油冷却器冷却部分热管、替代冷凝器冷却部分热管一端均置于圆通孔内，且均延伸至发动机冷却水流道、增压空气流道、冷却机油流道和制冷剂流道内；

所述替代中冷器冷却部分热管、替代散热器冷却部分热管、替代机油冷却器冷却部分热管、替代冷凝器冷却部分热管上均设置有法兰盘；法兰盘通过螺钉固定在盖板上端面。

进一步的，所述发动机冷却水流道、增压空气流道、冷却机油流道和制冷剂流道入口端分别对应连接有发动机冷却水入口、增压空气入口、机油入口和制冷剂入口；出口端分别对应连接有发动机冷却水出口、增压空气出口、机油出口和制冷剂出口。

进一步的，所述替代散热器冷却部分热管、替代机油冷却器冷却部分热管、替代冷凝器冷却部分热管上均焊接有数个铜翅片；且替代冷凝器冷却部分热管上的铜翅片间距最大，替代散热器冷却部分热管上的铜翅片间距最小。

更进一步的，所述替代中冷器冷却部分热管、替代散热器冷却部分热管、替代机油冷却器冷却部分热管、替代冷凝器冷却部分热管均为重力式热管。

进一步的，所述重力式热管包括热管蒸发段、热管冷凝段、热管抽真空与充注液体口；所述热管冷凝段置于热管蒸发段上端，且热管冷凝段顶部开设有热管抽真空与充注液体口。

进一步的，所述盖板和上顶板之间设置有密封垫。

进一步的，所述盖板和上顶板通过螺栓连接；且螺栓与上顶板之间设置有弹簧垫圈。

进一步的，所述法兰盘与盖板之间设置有密封垫圈。

本发明的有益效果：

(1)本发明采用了组合式的热管进行换热，可替代现有的汽车散热器、汽车中冷器、汽车油冷却器及汽车空调冷凝器，不仅利用了热管高效换热、体积小、可靠性高的特点，还大大减小汽车整车重量，扩大整车可利用空间。

(2)本发明是主要利用车辆的迎面来风来冷却组合式热管的，可以使用更小功率的风扇或者不用风扇，进一步减小汽车能耗。

(3)本发明中四个流道分别可以冷却发动机冷却水、增压空气、冷却机油、制冷剂，根据实际工作情况，四个流道中的热流体排列顺序可以自由调换，灵活性大。

(4)本发明中热管与热管之间独立工作，单个损坏时更换损坏热管即可，不影响该组合式热管换热器的工作。

因此，在这四方面的综合作用下，不仅减小了汽车的油耗，增大了整车可利用空间，而且对汽车冷却模块进行了集中管理，提高散热效率的同时，也提高了汽车冷却模块的冷却性能。

附图说明

附图1为汽车用组合式热管换热器的整体结构示意图；

附图2为图1的俯视图；

附图3为图2的A-A剖面图；

附图4为本发明所用的重力式热管结构示意图。

附图标记如下：

1.替代中冷器冷却部分热管；2.替代散热器冷却部分热管；3.替代机油冷却器冷却部分热管；4.发动机冷却水入口；5.替代冷凝器冷却部分热管；6.法兰盘；7.密封垫圈；8.螺栓；9.壳体；10.盖板；11.密封垫；12.弹簧垫圈；13.底板；14.上顶板；15.发动机冷却水流道；16.增压空气流道；17.冷却机油流道；18.制冷剂流道；19.隔板；20.螺钉；21.热管内充注液体；22.热管抽真空与充注液体口；23.热管冷凝段；24.热管蒸发段；25.制冷剂出口；26.增压空气入口；27.机油入口；28.制冷剂入口；29.机油出口；30.增压空气出口；31.发动机冷却水出口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定：

如图1、图2、图3所示的汽车用组合式热管换热器，包括替代中冷器冷却部分热管1、替代散热器冷却部分热管2、替代机油冷却器冷却部分热管3、替代冷凝器冷却部分热管5、壳体9和盖板10；壳体9包括底板13、上顶板14和隔板19；所述底板13和上顶板14之间通过数个隔板19从左至右隔成发动机冷却水流道15、增压空气流道16、冷却机油流道17和制冷剂流道18；盖板10与上顶板14通过螺栓8相连接，且盖板10与上顶板14相应位置上均开设有数个圆通孔；

替代中冷器冷却部分热管1、替代散热器冷却部分热管2、替代机油冷却器冷却部分热管3、替代冷凝器冷却部分热管5一端均置于圆通孔内，且均延伸至发动机冷却水流道15、增压空气流道16、冷却机油流道17和制冷剂流道18内；

采用了组合式的热管进行换热，可替代现有的汽车散热器、汽车中冷器、汽车油冷却器及汽车空调冷凝器，不仅利用了热管高效换热、体积小、可靠性高的特点，还大大减小汽车整车重量，扩大整车可利用空间。

所述替代中冷器冷却部分热管1、替代散热器冷却部分热管2、替代机油冷却器冷却部分热管3、替代冷凝器冷却部分热管5上均设置有法兰盘6；法兰盘6通过螺钉20固定在盖板10上。

发动机冷却水流道15、增压空气流道16、冷却机油流道17和制冷剂流道18入口端分别对应连接有发动机冷却水入口4、增压空气入口26、机油入口27和制冷剂入口28；出口端分别对应连接有发动机冷却水出口31、增压空气出口30、机油出口29和制冷剂出口25。

替代中冷器冷却部分热管1、替代机油冷却器冷却部分热管3和替代冷凝器冷却部分热管5，为了加强换热，采用整体型铜翅片管，但是，三组热管翅片间距不同，且替代冷凝器冷却部分热管5上的铜翅片间距最大，替代散热器冷却部分热管2上的铜翅片间距最小；其中，替代散热器冷却部分热管2，冷却增压空气部分两侧均为气体，传热系数相当，故此部分热管不设置翅片；

替代中冷器冷却部分热管1、替代散热器冷却部分热管2、替代机油冷却器冷却部分热管3、替代冷凝器冷却部分热管5均为重力式热管。

结合附图4，重力式热管包括热管蒸发段24、热管冷凝段23、热管抽真空与充注液体口22；热管冷凝段23置于热管蒸发段24上端，且热管冷凝段23顶部开设有热管抽真空与充注液体口22。

通过热管抽真空与充注液体口22注入热管内充注液体21，替代中冷器冷却部分热管1、替代散热器冷却部分热管2中的热管内充注液体21介质为水，替代机油冷却器冷却部分热管3、替代冷凝器冷却部分热管5的热管内充注液体21介质为乙醇。

盖板10以上的替代中冷器冷却部分热管1、替代散热器冷却部分热管2、替代机油冷却器冷却部分热管3、替代冷凝器冷却部分热管5，通过迎风的冷却空气，冷却空气流动方向从右至左冷却热管；利用车辆的迎面来风来冷却组合式热管的，可以使用更小功率的风扇或者不用风扇，进一步减小汽车能耗。

本发明的工作过程是：发动机冷却水、增压空气、冷却机油、制冷剂通过发动机冷却水入口4、增压空气入口26、机油入口27、制冷剂入口28进入到冷却水流道15、增压空气流道16、冷却机油流道17和制冷剂流道18，在替代中冷器冷却部分热管1、替代散热器冷却部分热管2、替代机油冷却器冷却部分热管3、替代冷凝器冷却部分热管5的热管蒸发段24吸收发动机冷却水、增压空气、冷却机油、制冷剂的热量后，发动机冷却水、增压空气、冷却机油、制冷剂通过对应制冷剂出口25、机油出口29、增压空气出口30、发动机冷却水出口31流出。在工作过程中，热管蒸发段24吸热后，热管内充注液体21蒸发并汽化，蒸汽在压差作用下上升到热管冷凝段23，在冷却空气的冷却作用下，热量从热管冷凝段23传递给冷却空气，热管内充注液体21蒸汽冷凝放热成液体，在重力作用下回流到热管蒸发段24，这个过程循环进行，达到热量从一端传递到另一端的效果，起到快速高效冷却的目的。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种汽车用组合式热管换热器，其特征在于：包括替代中冷器冷却部分热管(1)、替代散热器冷却部分热管(2)、替代机油冷却器冷却部分热管(3)、替代冷凝器冷却部分热管(5)、壳体(9)和盖板(10)；

所述壳体(9)包括底板(13)、上顶板(14)和隔板(19)；所述底板(13)和上顶板(14)之间通过数个隔板(19)从左至右隔成发动机冷却水流道(15)、增压空气流道(16)、冷却机油流道(17)和制冷剂流道(18)；

所述盖板(10)与上顶板(14)可拆卸连接，且盖板(10)与上顶板(14)相应位置上均开设有数个圆通孔；

所述替代中冷器冷却部分热管(1)、替代散热器冷却部分热管(2)、替代机油冷却器冷却部分热管(3)、替代冷凝器冷却部分热管(5)一端均置于圆通孔内，且均延伸至发动机冷却水流道(15)、增压空气流道(16)、冷却机油流道(17)和制冷剂流道(18)内；

所述替代中冷器冷却部分热管(1)、替代散热器冷却部分热管(2)、替代机油冷却器冷却部分热管(3)、替代冷凝器冷却部分热管(5)的中部均设置有法兰盘(6)；法兰盘(6)通过螺钉(20)固定在盖板(10)上端面。

2.根据权利要求1所述的汽车用组合式热管换热器，其特征在于：所述发动机冷却水流道(15)、增压空气流道(16)、冷却机油流道(17)和制冷剂流道(18)入口端分别对应连接有发动机冷却水入口(4)、增压空气入口(26)、机油入口(27)和制冷剂入口(28)；出口端分别对应连接有发动机冷却水出口(31)、增压空气出口(30)、机油出口(29)和制冷剂出口(25)。

3.根据权利要求1所述的汽车用组合式热管换热器，其特征在于：所述替代散热器冷却部分热管(2)、替代机油冷却器冷却部分热管(3)、替代冷凝器冷却部分热管(5)上均焊接有数个铜翅片；且替代冷凝器冷却部分热管(5)上的铜翅片间距最大，替代散热器冷却部分热管(2)上的铜翅片间距最小。

4.根据权利要求1或3任一项所述的汽车用组合式热管换热器，其特征在于：所述替代中冷器冷却部分热管(1)、替代散热器冷却部分热管(2)、替代机油冷却器冷却部分热管(3)、替代冷凝器冷却部分热管(5)均为重力式热管。

5.根据权利要求4所述的汽车用组合式热管换热器，其特征在于：所述重力式热管包括热管蒸发段(24)、热管冷凝段(23)、热管抽真空与充注液体口(22)；所述热管冷凝段(23)置于热管蒸发段(24)上端，且热管冷凝段(23)顶部开设有热管抽真空与充注液体口(22)。

6.根据权利要求1所述的汽车用组合式热管换热器，其特征在于：所述盖板(10)和上顶板(14)之间设置有密封垫(11)。

7.根据权利要求1所述的汽车用组合式热管换热器，其特征在于：所述盖板(10)和上顶板(14)通过螺栓(8)连接，且螺栓(8)与上顶板(14)之间设置有弹簧垫圈(12)。

8.根据权利要求1所述的汽车用组合式热管换热器，其特征在于：所述法兰盘(6)与盖板(10)之间设置有密封垫圈(7)。