CN106403669B - 车辆用热交换器和具备该车辆用热交换器的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够提高动力传递系统整体的燃料经济性的车辆用热交换器和具备该车辆用热交换器的车辆。通过层叠多个板体(10)而分别形成用于供发动机冷却水流动的第一流路(11)、用于供发动机油流动的第二流路(12)以及用于供变速器油流动的第三流路(13)，第一流路形成为发动机冷却水能够经由板体与第二流路中的发动机油和第三流路中的变速器油均相互进行热交换，第二流路与第三流路配置于同一层，第一流路配置于与第二流路和第三流路不同的层，在第一流路中的发动机冷却水的流动方向F11的上游侧配置第三流路，在第一流路中的发动机冷却水的流动方向F11的下游侧配置第二流路。

Description

车辆用热交换器和具备该车辆用热交换器的车辆
技术领域
本发明涉及车辆用热交换器和具备该车辆用热交换器的车辆。
背景技术
已知有一种车辆用热交换器，其搭载于车辆，在发动机冷却水(冷却剂)与发动机油、变速器油之间进行热交换来调整各油的温度。例如，在专利文献1中提出了一种车辆用热交换器，分别供发动机冷却水、发动机油、变速器油流动的流路层叠，能够进行各流体间的热交换。在该车辆用热交换器中，在发动机冷却水与发动机油之间进行热交换的同时，在发动机冷却水与变速器油之间也进行热交换(参照专利文献1的图7)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-113578号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在此，专利文献1中提出的车辆用热交换器中，由于供发动机油和变速器油流动的流路分别被配置成夹着供发动机冷却水流动的流路，所以发动机冷却水会并行地与发动机油和变速器油进行热交换。换言之，发动机冷却水在与发动机油进行热交换的同时也与变速器油进行热交换。
然而，与发动机油相比，通常变速器油的与油温的变化相对的损失的变化的大小(例如在油温变化了1℃的情况下的发动机和变速器的损失转矩的大小)大。因此，在如专利文献1那样发动机油和变速器油分别并行地与发动机冷却水进行热交换的情况下，发动机油和变速器油的损失虽然都会随着油温变化而变化，但从提高燃料经济性的观点来看，还存在改善的余地。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够提高动力传递系(power train)整体的燃料经济性的车辆用热交换器。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述课题而达成目的，本发明的车辆用热交换器的特征在于，通过层叠多个板体而分别形成用于供发动机冷却水流动的第一流路、用于供发动机油流动的第二流路以及用于供变速器油流动的第三流路，所述第一流路形成为所述发动机冷却水能够经由所述板体与所述第二流路中的所述发动机油和所述第三流路中的所述变速器油均相互进行热交换，所述第二流路与所述第三流路配置于同一层，所述第一流路配置于与所述第二流路和所述第三流路不同的层，在所述第一流路中的所述发动机冷却水的流动方向上游侧配置所述第三流路，在所述第一流路中的所述发动机冷却水的流动方向下游侧配置所述第二流路。
由此，车辆用热交换器中，通过在首先使发动机冷却水与变速器油进行热交换之后再使发动机冷却水与发动机油进行热交换，能够优先使与油温的变化相对的损失的变化大的变速器油与其他流体(发动机冷却水和发动机油)进行热交换。因此，例如在变速器的暖机中，能够使变速器油提早升温，因此，变速器的损失降低，动力传递系整体的燃料经济性提高。
另外，本发明的车辆用热交换器的特征在于，在上述发明中，以使得所述第一流路中的所述发动机冷却水的流动方向与所述第二流路中的所述发动机油的流动方向成为逆流的方式分别形成所述第一流路中的所述发动机冷却水的流入孔和流出孔以及所述第二流路中的所述发动机油的流入孔和流出孔。
由此，车辆用热交换器中，由于发动机冷却水的流动方向与发动机油的流动方向成为逆流，能够将隔着板体的流体彼此的温度差保持为比并流的情况下大，所以能够在发动机冷却水与发动机油之间高效地进行热交换。
另外，本发明的车辆用热交换器的特征在于，在上述发明中，以使得所述第一流路中的所述发动机冷却水的流动方向与所述第三流路中的所述变速器油的流动方向成为逆流的方式分别形成所述第一流路中的所述发动机冷却水的流入孔和流出孔以及所述第三流路中的所述变速器油的流入孔和流出孔。
由此，车辆用热交换器中，由于发动机冷却水的流动方向与变速器油的流动方向成为逆流，能够将隔着板体的流体彼此的温度差保持为比并流的情况下大，所以能够在发动机冷却水与变速器油之间高效地进行热交换。
另外，本发明的车辆用热交换器的特征在于，在上述发明中，在对所述第二流路的与所述板体的层叠方向正交的方向上的面积和所述第三流路的与所述板体的层叠方向正交的方向上的面积进行比较的情况下，所述发动机油和所述变速器油中的在车辆的发动机和变速器的暖机完成前的油温低的一方的流路的面积大。
由此，车辆用热交换器中，发动机油和变速器油中的在暖机完成前的油温低的一方的流量增加，由此能够增大热交换量。
另外，本发明的车辆用热交换器的特征在于，在上述发明中，在对所述第二流路的与所述板体的层叠方向正交的方向上的面积和所述第三流路的与所述板体的层叠方向正交的方向上的面积进行比较的情况下，所述发动机油和所述变速器油中的在车辆的高速行驶时或高负荷行驶时的油温高的一方的流路的面积大。
由此，车辆用热交换器中，发动机油和变速器油中的在高速行驶时或高负荷行驶时的油温高的一方的流量增加，由此能够增大热交换量。
发明效果
根据本发明的车辆用热交换器，通过考虑发动机油和变速器油的与油温的变化相对的损失的变化来配置各流路，能够将发动机冷却水、发动机油以及变速器油的热交换量设定为最佳，因此，能够降低发动机和变速器的损失，提高动力传递系整体的燃料经济性。
附图说明
图1是示意性示出本发明的第一实施方式的车辆用热交换器的结构的概略图，从上向下依次是俯视图、主视图、底视图。
图2是分别示出本发明的第一实施方式的车辆用热交换器中的发动机冷却水、变速器油以及发动机油的热交换的顺序的图。
图3是示出车辆的发动机和变速器的损失转矩与发动机油和变速器油的运动粘度的关系的图表。
图4是简化示出本发明的第一实施方式的车辆用热交换器中的第一流路的发动机冷却水的流动方向和第二流路的发动机油的流动方向的图。
图5是简化示出本发明的第一实施方式的车辆用热交换器中的第一流路的发动机冷却水的流动方向和第三流路的变速器油的流动方向的图。
图6是示意性示出本发明的第二实施方式的车辆用热交换器的结构的概略图。
图7是示出表示车辆的发动机和变速器的暖机完成前(暖机中)的冷态时和表示车辆的发动机和变速器的暖机完成后的热态时的各流体的温度的推移的图表。
图8是示出车辆的高速行驶时和上坡(高负荷行驶)时的各流体的最高温度的图表。
图9是示意性示出本发明的第三实施方式的车辆用热交换器的结构的概略图。
图10是示出本发明的各实施方式的车辆用热交换器的车辆中的配置位置的一例的图。
具体实施方式
参照图1～图10，对本发明的实施方式的车辆用热交换器进行说明。此外，本发明不限于以下的实施方式。另外，下述实施方式中的构成要素包括本领域技术人员能够容易置换的要素或者实质上相同的要素。
[第一实施方式]
本发明的第一实施方式的车辆用热交换器是搭载于车辆的使发动机冷却水(以下，称作“Eng冷却水”)、发动机油(以下，称作“Eng油”)以及变速器油(以下，称作“T/M油”)这三种流体进行热交换的所谓的三相型的热交换器。另外，如图1所示，车辆用热交换器1是将由铝等金属构成的多个板体(板)10层叠并一体接合而成的板层叠型的热交换器。此外，作为搭载车辆用热交换器1的车辆，例如假想AT车、CVT车以及HV车(以下的记载中的“车辆”也是同样)。另外，图1主要示出了在车辆用热交换器1中进行热交换的流体的流路，而关于流路以外的结构则适当省略或简化。
<各流路的概要>
在车辆用热交换器1中，如图1所示，通过层叠多个板体10而在各板体10之间形成了由第一流路11、第二流路12以及第三流路13构成的三个流路。
此外，这里的“流路”是指由板体10区划出的空间。另外，在图1中，无影线的区域表示相当于第一流路11的区域，密的点状影线区域表示相当于第二流路12的区域，疏的点状影线区域表示相当于第三流路13的区域。另外，在该图中，单点划线箭头表示第一流路11中的Eng冷却水的流动方向F11，实线箭头表示第二流路12中的Eng油的流动方向F12，虚线箭头表示第三流路13中的T/M油的流动方向F13(以下的附图中的箭头也是同样)。此外，这里的“流动方向”是指各流路的从流入孔朝向流出孔的方向(参照后述的图4和图5)。
第一流路11、第二流路12以及第三流路13由板体10切断，被区划成在各流路内流动的流体彼此不会混合。另外，如图1所示，车辆用热交换器1一共由5层构成，在从上起的第1、3、5层相邻地配置有第二流路12和第三流路13，在从上起的第2、4层仅配置有第一流路11。另外，车辆用热交换器1构成为同种流路在内部连通，同种流体能够在板体10的层叠方向上往来。此外，关于用于实现这样的流路的板体10的具体结构，将在以后进行叙述，以下，首先对各流路的结构进行说明。
第一流路11是用于供Eng冷却水流动的流路。如图1所示，第一流路11在与板体10的层叠方向正交的方向上形成于俯视车辆用热交换器1时的整面，以第二流路12和第三流路13的面积的合计面积形成。此外，这里的“面积”是指与板体10的层叠方向正交的方向上的面积(以下的记载中的“面积”也是同样)。
如图1所示，在构成车辆用热交换器1的最上部的板体10形成有用于使Eng冷却水从外部(发动机)向第一流路11流入的第一流入孔111和用于使Eng冷却水从第一流路11向外部(发动机)流出的第一流出孔112。从第一流入孔111流入到第一流路11中的Eng冷却水向板体10的层叠方向上的下方流动，分支而流入各层(在图1中是从上起的第2、4层)的第一流路11。然后，Eng冷却水在各层的第一流路11内流动之后，向板体10的层叠方向上的上方流动而合流，从第一流出孔112向车辆用热交换器1的外部流出。
此外，在此虽然省略了图示，但在构成各层的第一流路11的板体10以贯通该第一流路11的方式形成有用于使Eng油能够在配置于该第一流路11的上下方的第二流路12之间往来的层间连通路。另外，同样，在各层的第一流路11以贯通该第一流路11的方式形成有能够使T/M油在配置于该第一流路11的上下方的第三流路13之间往来的层间连通路。这些层间连通路例如形成于图1中的与第一流路11中的Eng冷却水的流动方向F11正交的实线的位置(Eng油在层叠方向上流动的路径)和与该流动方向F11正交的虚线的位置(T/M油在层叠方向上流动的路径)。
第二流路12是用于供Eng油流动的流路。如图1所示，第二流路12在与板体10的层叠方向正交的方向上形成于俯视车辆用热交换器1时的半面，以第一流路11的一半的面积且与第三流路13相同的面积形成。
如图1所示，在构成车辆用热交换器1的最下部的板体10形成有用于使Eng油从外部(发动机)向第二流路12流入的第二流入孔121和用于使Eng油从第二流路12向外部(发动机)流出的第二流出孔122。从第二流入孔121流入到第二流路12中的Eng油向板体10的层叠方向上的上方流动，分支而流入各层(在图1中是从下起的第1、3、5层)的第二流路12。然后，Eng油在分别在各层的第二流路12内流动之后，向板体10的层叠方向上的下方流动而合流，从第二流出孔122向车辆用热交换器1的外部流出。
此外，在此虽然省略了图示，但在构成各层的第二流路12的板体10以贯通该第二流路12的方式形成有使Eng冷却水能够在配置于该第二流路12的上下方的第一流路11之间往来的层间连通路。该层间连通路例如形成于图1中的与第二流路12中的Eng油的流动方向F12正交的单点划线的位置(Eng冷却水在层叠方向上流动的路径)。在此，如图1所示，所述第一流出孔112虽然形成于区划第二流路12的最上部的板体10，但通过具备上述层间连通路而构成为Eng冷却水不会浸入到第二流路12内。
第三流路13是用于供T/M油流动的流路。如图1所示，第三流路13在与板体10的层叠方向正交的方向上形成于俯视车辆用热交换器1时的半面，以第一流路11的一半的面积且与第二流路12相同的面积形成。
如图1所示，在构成车辆用热交换器1的最上部的板体10形成有用于使T/M油从外部(变速器)向第三流路13流入的第三流入孔131和用于使T/M油从第三流路13向外部(变速器)流出的第三流出孔132。从第三流入孔131流入到第三流路13中的T/M油向板体10的层叠方向上的下方流动，分支而流入各层(在图1中是从上起的第一、3、5层)的第三流路13。然后，T/M油在分别在各层的第三流路13内流动之后，向板体10的层叠方向上的上方流动而合流，从第三流出孔132向车辆用热交换器1的外部流出。
此外，在此虽然省略了图示，但在构成各层的第三流路13的板体10以贯通该第三流路13的方式形成有用于使Eng冷却水能够在配置于该第三流路13的上下方的第一流路11之间往来的层间连通路。该层间连通路例如形成于图1中的与第三流路13中的T/M油的流动方向F13正交的单点划线的位置(Eng冷却水在层叠方向上流动的路径)。在此，如图1所示，所述第一流入孔111虽然形成于区划第三流路13的最上部的板体10，但通过具备上述层间连通路而构成为Eng冷却水不会浸入到第三流路13内。
<各流路的配置>
如图1所示，第一流路11单独配置于一层，且配置于与第二流路12和第三流路13不同的层。另外，第二流路12和第三流路13相邻地配置于同一层。并且，仅配置有第一流路11的层(在图1中是从上起的第2、4层)和相邻地配置有第二流路12和第三流路13的层(在图1中是从上起的第1、3、5层)在板体10的层叠方向上位于交替的位置。因而，第一流路11中的Eng冷却水能够经由板体10与第二流路12中的Eng油和第三流路13中的T/M油的双方彼此进行热交换。即，Eng冷却水与Eng油和T/M油构成为隔着板体10而分别流动。此外，由于同一层中相邻的第二流路12和第三流路13由板体10切断，所以在Eng油与T/M油之间不进行热交换。
另外，车辆用热交换器1中，如图1所示，第三流路13配置于第一流路11中的Eng冷却水的流动方向F11的上游侧，第二流路12配置于第一流路11中的Eng冷却水的流动方向F11的下游侧。因而，在第一流路11中流动的Eng冷却水在首先经由板体10与在第三流路13中流动的T/M油进行了热交换之后，再经由板体10与在第二流路12中流动的Eng油进行热交换。
此外，“Eng冷却水的流动方向F11的上游侧”是指Eng冷却水流入的一侧，具体是指Eng冷却水流入的第一流入孔111侧(更详细的内容请参照图4和图5)。另外，“Eng冷却水的流动方向F11的下游侧”是指Eng冷却水流出的一侧，具体是指Eng冷却水流出的第一流出孔112侧(更详细的内容请参照图4和图5)。
若对车辆用热交换器1的各流路中的流体的热交换的顺序进行总结，则成为图2那样的顺序。此外，以下，对通过与Eng冷却水的热交换而使T/M油升温的情况的例子进行说明。如图2所示，从Eng单元流入到第一流路11中的Eng冷却水首先通过与T/M油进行热交换而使T/M油升温(Eng冷却水冷却(降温))。然后，接着通过与Eng油进行热交换而使Eng油升温(Eng冷却水冷却)，之后向Eng单元回流。在该情况下，热交换前后的Eng冷却水的流量V是一定的，热交换前后的Eng冷却水的水温以“热交换前的水温T1”、“与T/M油热交换后的水温T2”、“与Eng油热交换后的水温T3”的顺序依次变低。另外，越靠Eng冷却水的流动方向F11的上游，则Eng冷却水与其他流体之间的热交换量越大。因此，Eng冷却水与T/M油之间的热交换量比Eng冷却水与Eng油之间的热交换量大。
另外，如图2所示，从T/M单元流入到第三流路13中的T/M油通过与Eng冷却水进行热交换而冷却Eng冷却水(T/M油升温)，然后向T/M单元回流。并且，如图2所示，从Eng单元流入到第二流路12中的Eng油通过与Eng冷却水进行热交换而冷却Eng冷却水(Eng油升温)，然后向Eng单元回流。
在此，如前所述，Eng油和T/M油的与油温的变化相对的损失的变化的大小不同。例如，图3是示出车辆中的损失转矩与油温的关系的图，纵轴表示损失转矩，横轴表示运动粘度，实线表示Eng油的运动粘度与损失转矩的关系，虚线表示T/M油的运动粘度与损失转矩的关系。另外，该图中的ΔTEng表示发动机的损失转矩相对于运动粘度的变化的斜率，ΔTT/M表示变速器的损失转矩相对于运动粘度的变化的斜率。
此外，在图3中，虽然横轴是运动粘度而不是油温，但由于运动粘度具有温度依存性，所以该图也可以视为示出了与油温的变化相对的损失的变化的图。另外，该图的横轴的左右所示的(油温高)和(油温低)表示：油温越高则运动粘度越低，油温越低则运动粘度越高。
如图3所示，发动机和变速器都是当运动粘度降低时(当油温上升时)损失转矩减少。另一方面，损失转矩相对于油温的变化的斜率满足ΔTT/M>ΔTEng的关系，变速器的损失转矩的斜率比发动机的损失转矩的斜率大。因而，例如与使Eng油的油温上升1℃相比，在使T/M油的油温上升1℃的情况下，动力传递系整体的损失转矩小，燃料经济性也会提高。
于是，车辆用热交换器1不是如以往那样使Eng冷却水、Eng油以及T/M油并行地进行热交换，而是如图1所示那样，在第一流路11中的Eng冷却水的流动方向F11的上游侧配置第三流路13，在第一流路11中的Eng冷却水的流动方向F11的下游侧配置第二流路12，从而首先优先使Eng冷却水和T/M油进行热交换。
这样，车辆用热交换器1通过在首先使Eng冷却水和T/M油进行了热交换之后再使Eng冷却水和Eng油进行热交换，能够优先使与油温的变化相对的损失的变化大的T/M油与其他流体(Eng冷却水和Eng油)进行热交换。因此，例如在变速器的暖机中，能够使T/M油提前升温，因此，变速器的损失降低，动力传递系统整体的燃料经济性提高。
<各流路中的流体的流动方向>
以下，参照图4和图5，对各流路中的流体的流动方向进行说明。在此，图4示出了例如在图1所示的车辆用热交换器1中仅抽出了在板体10的层叠方向上相邻的第一流路11和第二流路12的图。另外，图5示出了例如在图1所示的车辆用热交换器1中的仅抽出了在板体10的层叠方向上相邻的第一流路11和第三流路13的图。
另外，在图4和图5中，单点划线箭头示出了以最短距离连结了第一流入孔111和第一流出孔112的情况下的Eng冷却水的流动方向F11的主线(代表性的流动方向)。另外，实线箭头示出了以最短距离连结了第二流入孔121和第二流出孔122的情况下的Eng油的流动方向F12的主线。并且，虚线箭头示出了以最短距离连结了第三流入孔131和第三流出孔132的情况下的T/M油的流动方向F13的主线。
车辆用热交换器1中，如图4所示，第一流入孔111和第一流出孔112以及第二流入孔121和第二流出孔122分别形成为：第一流路11中的Eng冷却水的流动方向F11与第二流路12中的Eng油的流动方向F12成为逆流。
在此，如该图所示，所述“逆流”是指不同流体的流动方向的主线彼此交叉的状态、或者不同流体的流动方向的主线彼此相对的状态。此外，将不是逆流的状态、即不同流体的流动方向的主线彼此不交叉且不同流体的流动方向的主线彼此不相对的状态称作“并流”。
第一流路11中的Eng冷却水的流动方向F11和第二流路12中的Eng油的流动方向F12是否成为逆流依赖于第一流入孔111、第一流出孔112、第二流入孔121以及第二流出孔122的位置关系。
即，如图4所示，第一流入孔111和第一流出孔112分别形成于俯视构成第一流路11的板体10的情况下的角部处的对角位置。另外，第二流入孔121和第二流出孔122分别形成于俯视构成第二流路12的板体10的情况下的角部处的对角位置，且形成于Eng油的流动方向F12的主线与Eng冷却水的流动方向F11的主线在俯视下交叉的位置。例如在如图4所示的矩形状的板体10中，在第一流入孔111和第一流出孔112形成于板体10的某四角的对角位置的情况下，第二流入孔121和第二流出孔122形成于在俯视下与第一流入孔111和第一流出孔112不重叠的四角的对角位置。
这样，在车辆用热交换器1中，通过成为Eng冷却水的流动方向F11的主线和Eng油的流动方向F12的主线交叉的状态，Eng冷却水的流动方向和Eng油的流动方向成为逆流，与并流的情况相比能够将隔开板体10的流体彼此的温度差保持得大，因此，能够在Eng冷却水与Eng油之间高效地进行热交换。
此外，例如在流体的流动方向是并流的情况下，虽然流体彼此的温度差在流体的入口侧(各流入孔侧)大，但流体彼此的温度差随着靠近流体的出口侧(各流出孔侧)而变小，因此，整体上热交换效率变低。另一方面，在如本发明那样流体的流动方向是逆流的情况下，流体彼此的温度差在流体的入口侧(各流入孔侧)和流体的出口侧(各流出孔侧)一定，且能够将流体彼此的温度差平均保持得高，因此，整体上热交换效率变高。
另外，车辆用热交换器1中，如图5所示，第一流入孔111和第一流出孔112以及第三流入孔131和第三流出孔132分别形成为：第一流路11中的Eng冷却水的流动方向F11和第三流路13中的T/M油的流动方向F13成为逆流。
第一流路11中的Eng冷却水的流动方向F11与第三流路13中的T/M油的流动方向F13是否成为逆流依赖于第一流入孔111、第一流出孔112、第三流入孔131以及第三流出孔132的位置关系。
即，如图5所示，第一流入孔111和第一流出孔112分别形成于俯视构成第一流路11的板体10的情况下的角部处的对角位置。另外，第三流入孔131和第三流出孔132分别形成于俯视构成第三流路13的板体10的情况下的角部处的对角位置，且形成于T/M油的流动方向F13的主线与Eng冷却水的流动方向F11的主线交叉的位置。例如在如图5所示的矩形状的板体10中，在第一流入孔111和第一流出孔112形成于板体10的某四角的对角位置的情况下，第三流入孔131和第三流出孔132形成于在俯视下与第一流入孔111和第一流出孔112不重叠的四角的对角位置。
这样，在车辆用热交换器1中，通过成为Eng冷却水的流动方向F11的主线和T/M油的流动方向F13的主线交叉的状态，Eng冷却水的流动方向和T/M油的流动方向成为逆流，能够与并流的情况相比将隔开板体10的流体彼此的温度差保持得大，因此，能够在Eng冷却水与T/M油之间高效地进行热交换。
<车辆用热交换器1的具体结构的一例>
车辆用热交换器1的具体结构即板体10的形状和层叠方法没有特别的限定，只要适当设计板体10的形状和层叠方法以成为如上所述的各流路的配置即可，但作为一例，例如可举出使用了皿状板的情况。
在该情况下，作为板体10，使用用于区划第一流路11的大型皿状板、用于区划第二流路12和第三流路13的小型皿状板以及作为最上部的盖材发挥功能的平板状板这3种板，通过将这些板进行组合(堆叠)来形成各流路。此外，这里的“皿状”例如是指平面凹陷而成的形状，表示凹陷的上部开口且具有底面和侧面的形状。并且，通过在各板体10间涂敷粘接部件并实施加热处理等进行一体接合，能够制作车辆用热交换器1。
具有以上那样的车辆用热交换器1，通过考虑Eng油和T/M油的与油温的变化相对的损失的变化来配置各流路，能够将Eng冷却水、Eng油和T/M油的热交换量设定为最佳，因此，能够降低发动机和变速器的损失，提高动力传递系统整体的燃料经济性。
另外，在所述专利文献1中提出的以往的车辆用热交换器中，供Eng油流动的流路、供Eng冷却水流动的流路、供T/M油流动的流路依次层叠，要使3种流体进行热交换，至少需要3层。另一方面，实施方式的车辆用热交换器1中，由于供Eng油流动的第二流路12和供T/M油流动的第三流路13配置于同一层，所以能够以2层使3种流体分别进行热交换。因此，与以往相比，车辆用热交换器1能够减少用于形成流体的流路的板体10的数量，能够使车辆用热交换器1低层化而小型化。
另外，在所述专利文献1中提出的以往的车辆用热交换器中，由于Eng冷却水、Eng油以及T/M油同时进行热交换，所以存在各流体的热交换量降低而燃料经济性恶化的可能性。即，由于各流体并列地在各层中流动，所以各层的流体的流量降低，各流体的热交换量变小。特别是，由于T/M油与Eng冷却水、Eng油相比流量也少，所以在以往的车辆用热交换器中，有可能无法满足所要求的热交换量。另外，在以使得满足对流量最少的T/M油要求的热交换量的方式进行了流路设计的情况下，在以往的车辆用热交换器中，供其他流体流动的流路也必然会与供T/M油流动的流路的大小相应地变大，因此，热交换器整体的尺寸变大。另一方面，车辆用热交换器中，由于将流路配置成满足对T/M油要求的热交换量，所以热交换器整体的尺寸不会变大。
另外，在所述专利文献1中提出的以往的车辆用热交换器中，无法使所有流体的流动方向成为逆流，某些流体的流动方向会成为并流。另一方面，在车辆用热交换器1中，如图1所示，通过在第一流路11中的Eng冷却水的流动方向F11的上游侧配置第三流路13，在第一流路11中的Eng冷却水的流动方向F11的下游侧配置第二流路12，能够使所有流体的流动方向成为逆流。因此，车辆用热交换器1与某些流路间成为并流的以往的车辆用热交换器相比，能够使各流体高效地进行热交换。
另外，在所述专利文献1中提出的以往的车辆用热交换器中，由于构成各流路的板体的张数相同，所以无法将各流体的热交换量设定为最佳的值，热交换量会产生过多或不足。另一方面，在车辆用热交换器1中，通过设计各流路的配置，能够将各流体的热交换量设定为最佳的值。
[第二实施方式]
所述车辆用热交换器1中，虽然如图1所示，第二流路12和第三流路13的面积相同，但也可以根据各流体所需的热交换量来改变两者的面积。即，本发明的第二实施方式的车辆用热交换器1A中，如图6所示，第三流路13的面积形成为比第二流路12的面积大。此外，这里的面积如上所述，是指与板体10的层叠方向正交的方向上的面积。以下，参照图7和图8，对如图6所示那样改变各流路的面积比的理由进行说明。此外，车辆用热交换器1A中，除了第二流路12和第三流路13的面积以外，结构与所述车辆用热交换器1是同样的。
图7示出了车辆的发动机和变速器的暖机完成前(暖机中)的冷态时和车辆的发动机和变速器的暖机完成后的热态时的各流体的温度的推移。此外，在该图中，虚线表示暖机完成的时刻。如该图所示，在暖机完成前，T/M油的油温比Eng油的油温低。因此，在暖机完成前，需要使T/M油优先于Eng油而升温，需要增大Eng冷却水与T/M油之间的热交换量。
另一方面，图8示出了车辆的高速行驶时和上坡时的各流体的最高温度。如该图所示，在车辆正在进行高速行驶或上坡那样的高负荷行驶的情况下，T/M油的油温比Eng油的油温高。因此，在车辆的高速行驶时或高负荷行驶时，也需要与Eng油相比优先冷却T/M油，需要增大Eng冷却水与T/M油之间的热交换量。即，在车辆的高速行驶时和上坡时，需要使Eng冷却水的冷却性能(热交换量)相对于T/M油比相对于Eng油大。
于是，在车辆用热交换器1A中，在比较第二流路12的面积和第三流路13的面积的情况下，通过将供Eng油和T/M油中的在车辆的发动机和变速器的暖机完成前的油温低的一方或者在车辆的高速行驶时或高负荷行驶时的油温高的一方流动的流路的面积形成得大，从而构成为能够增加Eng油和T/M油中的在暖机完成前的油温低的一方或者在高速行驶时或高负荷行驶时的油温高的一方的流量，增大热交换量。即，如图6所示，车辆用热交换器1A构成为：通过将第三流路13的面积形成得比第二流路12的面积大，从而增加T/M油的流量，使得Eng冷却水与T/M油之间的热交换量比Eng冷却水与Eng油之间的热交换量大。
这样，车辆用热交换器1A通过改变供Eng油流动的第二流路12与供T/M油流动的第三流路13的面积比，能够在不改变整体的尺寸(宽度、高度)的情况下将Eng冷却水与T/M油之间的热交换量设定为最佳。
[第三实施方式]
所述车辆用热交换器1中，如图1所示，虽然从第三流入孔131流入的T/M油向配置于多个层的第三流路13分支，且T/M油在配置于各层的第三流路13内都在相同方向上流动，但也可以将第三流路13设为折返构造(多通路构造)。即，本发明的第三实施方式的车辆用热交换器1B中，如图9所示，各层的第三流路13中的T/M油的流动方向F13在各层的第三流路13间折返，且在配置于各层的第三流路13内，T/M油分别向不同的方向流动。
在此，如上所述，在三相型的车辆用热交换器中，T/M油的流量通常比Eng冷却水、Eng油的流量少。另外，在所述车辆用热交换器1的情况下，由于从第三流入孔131流入的T/M油向配置于多个层的第三流路13分支，所以本来就少的T/M油的流量会进一步被分割。因而，根据从第三流入孔131的流入的T/M油的量的不同，也存在无法得到期望的热交换量的情况。另外，如在所述图7和图8中说明那样，在三相型的车辆用热交换器中，也存在想要使Eng冷却水与T/M油之间的热交换量尽量大这一要求。
于是，车辆用热交换器1B中，如图9所示，将第三流路13设为折返构造。即，在车辆用热交换器1B中，从形成于最上部的板体10的第三流入孔131流入的T/M油在主视时在从上起的第一层的第三流路13中向从第三流入孔131朝向第三流出孔132的方向流动，通过在从上起的第二层的第一流路11形成的未图示的层间连通路而流入从上起的第三层的第三流路13。接着，T/M油在主视下在从上起的第三层的第三流路13中向从第三流出孔132朝向第三流入孔131的方向流动，通过在从上起的第四层的第一流路11形成的未图示的层间连通路而流入从上起的第五层的第三流路13。接着，T/M油在主视下在从上起的第五层的第三流路13中向从第三流入孔131朝向第三流出孔132的方向流动，然后向板体10的层叠方向的上方流动而从形成于最上部的板体10的第三流出孔132流出。
这样，车辆用热交换器1B中，从第三流入孔131流入的T/M油的流量不会被分割，而是在配置于各层的第三流路13内依次流动。因此，能够增大Eng冷却水与T/M油之间的热交换量。另外，能够在不改变车辆用热交换器1B整体的尺寸(宽度、高度)的情况下将Eng冷却水与T/M油之间的热交换量设定为最佳。
此外，关于是如车辆用热交换器1B那样将第三流路13设为折返构造还是如所述车辆用热交换器1那样设为分支构造，可以根据设想的T/M油的流量来决定，在T/M油的流量为预定量以上的情况下设为车辆用热交换器1那样的分支构造，在T/M油的流量低于预定量的情况下设为车辆用热交换器1B那样的折返构造即可。
[车辆用热交换器的配置位置]
所述车辆用热交换器1、1A、1B优选配置于车辆中的Eng冷却水的流量多的位置，例如，如图10所示，可配置于散热器路径。此外，该图分别示出了车辆的发动机的气缸体2、气缸盖3、节气门体4、加热器5、散热器6、恒温器7。另外，在该图中示于各结构间的箭头表示供各流体(Eng冷却水、Eng油、T/M油)流动的路径。另外，这里的“Eng冷却水的流量多”例如是指Eng冷却水的平均流量为6L/min以上的情况。
通过如图10所示那样在散热器6的入口附近配置车辆用热交换器1、1A、1B，能够将大量的Eng冷却水向车辆用热交换器1、1A、1B供给，能够提高各流体的热交换量。另外，在将车辆用热交换器1、1A、1B配置于该图所示的位置的情况下，在发动机的暖机完成前即Eng冷却水还未充分升温的情况下，恒温器7成为关闭状态，不向车辆用热交换器1、1A、1B供给Eng冷却水，在各流体间不进行热交换。另一方面，在发动机的暖机完成后即Eng冷却水充分升温了的情况下，恒温器7打开，向车辆用热交换器1、1A、1B供给Eng冷却水，从而在各流体间进行热交换。因此，在将车辆用热交换器1、1A、1B配置于该图所示的位置的情况下，能够在发动机的暖机完成前后自动切换各流体的热交换的实施和不实施。
在此，通常，在发动机的暖机完成前，使Eng冷却水优先升温从提高燃料经济性的方面来看是优选的，因此，通过如图10所示那样将车辆用热交换器1、1A、1B配置于散热器6的入口附近，燃料经济性提高。
另外，车辆用热交换器1、1A、1B除了上述位置以外，也可以如图10的标号A所示那样配置于气缸盖3后紧邻的位置。该位置处的Eng冷却水的流量也多，所以能够提高各流体的热交换量。此外，在该情况下，例如也可以将第二流入孔121和第二流出孔122直接设置于气缸盖3。
以上，虽然通过具体实施方式对本发明的车辆用热交换器进行了具体说明，但本发明的主旨不限于这些记载，必须基于权利要求书的记载而作出宽泛的解释。另外，基于这些记载进行了各种变更、改变等的技术方案当然也包含于本发明的主旨。
例如，在所述图1、6、9中，虽然对仅配置有第一流路11的层和相邻配置有第二流路12和第三流路13的层在板体10的层叠方向上交替配置的一共5层的车辆用热交换器1、1A、1B进行了说明，但只要仅配置有第一流路11的层和相邻配置有第二流路12和第三流路13的层交替配置即可，层叠数可以比5层多，也可以比5层少。
标号说明
1、1A、1B：车辆用热交换器，2：气缸体，3：气缸盖，4：节气门体，5：加热器，6：散热器，7：恒温器，10：板体，11：第一流路，111：第一流入孔，112：第一流出孔，12：第二流路，121：第二流入孔，122：第二流出孔，13：第三流路，131：第三流入孔，132：第三流出孔，F11、F12、F13：流动方向。

Claims (11)

1.一种车辆用热交换器，其特征在于，
通过层叠多个板体而分别形成用于供发动机冷却水流动的第一流路、用于供发动机油流动的第二流路以及用于供变速器油流动的第三流路，
所述第一流路形成为所述发动机冷却水能够经由所述板体与所述第二流路中的所述发动机油和所述第三流路中的所述变速器油均相互进行热交换，
所述第二流路与所述第三流路配置于同一层，
所述第一流路配置于与所述第二流路和所述第三流路不同的层，
在所述第一流路中的所述发动机冷却水的流动方向上游侧配置所述第三流路，在所述第一流路中的所述发动机冷却水的流动方向下游侧配置所述第二流路。
2.根据权利要求1所述的车辆用热交换器，其特征在于，
以使得所述第一流路中的所述发动机冷却水的流动方向与所述第二流路中的所述发动机油的流动方向成为逆流的方式分别形成所述第一流路中的所述发动机冷却水的流入孔和流出孔以及所述第二流路中的所述发动机油的流入孔和流出孔。
3.根据权利要求1所述的车辆用热交换器，其特征在于，
以使得所述第一流路中的所述发动机冷却水的流动方向与所述第三流路中的所述变速器油的流动方向成为逆流的方式分别形成所述第一流路中的所述发动机冷却水的流入孔和流出孔以及所述第三流路中的所述变速器油的流入孔和流出孔。
4.根据权利要求2所述的车辆用热交换器，其特征在于，
以使得所述第一流路中的所述发动机冷却水的流动方向与所述第三流路中的所述变速器油的流动方向成为逆流的方式分别形成所述第一流路中的所述发动机冷却水的流入孔和流出孔以及所述第三流路中的所述变速器油的流入孔和流出孔。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆用热交换器，其特征在于，
在对所述第二流路的与所述板体的层叠方向正交的方向上的面积和所述第三流路的与所述板体的层叠方向正交的方向上的面积进行比较的情况下，所述发动机油和所述变速器油中的在车辆的发动机和变速器的暖机完成前的油温低的一方的流路的面积大。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆用热交换器，其特征在于，
在对所述第二流路的与所述板体的层叠方向正交的方向上的面积和所述第三流路的与所述板体的层叠方向正交的方向上的面积进行比较的情况下，所述发动机油和所述变速器油中的在车辆的高速行驶时或高负荷行驶时的油温高的一方的流路的面积大。
7.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆用热交换器，其特征在于，
在对所述第二流路的与所述板体的层叠方向正交的方向上的面积和所述第三流路的与所述板体的层叠方向正交的方向上的面积进行比较的情况下，所述发动机油和所述变速器油中的与油温的变化相对的损失的变化大的一方的流路的面积大。
8.根据权利要求7所述的车辆用热交换器，其特征在于，
与所述发动机油相比，所述变速器油的与油温的变化相对的损失的变化大。
9.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆用热交换器，其特征在于，
仅配置有所述第一流路的层与一起配置有所述第二流路和所述第三流路的层在所述板体的层叠方向位于交替的位置。
10.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆用热交换器，其特征在于，
所述车辆用热交换器配置于散热器的入口附近或者气缸盖后紧邻的位置。
11.一种车辆，其特征在于具备权利要求1～10中任一项所述的车辆用热交换器。
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