CN106799961B - 散热系统及包括所述散热系统的汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种散热系统及包括所述散热系统的汽车，其中，所述散热系统包括：支撑架，所述支撑架上设置有进风口；可变形风门片，所述可变形风门片设置在所述进风口；热交换器，所述热交换器位于所述支撑架内，适于对冷却系统中的传热介质进行降温；其中，所述可变形风门片具有中空腔且与所述冷却系统连接，使得所述冷却系统中的传热介质流经所述中空腔，所述可变形风门片随着所述传热介质的温度变化发生形变，从而控制流经所述进风口的风量。本发明的散热系统可以基于传热介质的温度对散热速率进行自动控制。

Description

散热系统及包括所述散热系统的汽车

技术领域

本发明涉及汽车领域，特别涉及一种散热系统和包括所述散热系统的汽车。

背景技术

汽车发动机冷却系统的主要作用在于将发动机工作过程中的多余热量散发到空气中，防止发动机过热。在发动机冷却系统中，冷却液流经发动机，携带热量通过散热器，热的冷却液向空气散热变冷，再流回发动机，形成循环。

此外，发动机冷却系统还具有其他重要作用。汽车发动机在适当的高温状态下运行状况最好，如果发动机变冷，就会加快组件的磨损，从而使发动机效率降低并且排放出更多污染物。因此，冷却系统的另一个重要作用是使发动机尽快升温，并使其尽量保持恒温。

但是，现有技术的发动机冷却系统或者不能实现上述功能，或者制造成本高。

发明内容

本发明解决的问题是，现有技术的发动机冷却系统的散热系统的性能不佳。

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种散热系统。所述散热系统包括：支撑架，所述支撑架上设置有进风口；可变形风门片，所述可变形风门片设置在所述进风口；热交换器，所述热交换器位于所述支撑架内，适于对冷却系统中的传热介质进行降温；其中，所述可变形风门片具有中空腔且与所述冷却系统连接，使得所述冷却系统中的传热介质流经所述中空腔，所述可变形风门片随着所述传热介质的温度变化发生形变，从而控制流经所述进风口的风量。

可选地，当流经所述可变形风门片的中空腔的传热介质温度低时，所述可变形风门片的硬度大，遮挡所述进风口的面积大，使得流经所述进风口的风量小；当流经所述可变形风门片的中空腔的传热介质温度高时，所述可变形风门片的硬度小，遮挡所述进风口的面积小，使得流经所述进风口的风量大。

可选地，所述可变形风门片的材料为聚合物。

可选地，所述可变形风门片为一个，或者呈阵列排布的多个。

可选地，所述热交换器与发动机冷却系统连接。

可选地，所述热交换器与空调冷却系统连接。

可选地，所述热交换器与润滑油冷却系统连接。

可选地，所述散热系统还包括：流量调节阀，所述流量调节阀与所述可变形风门片连接，适于控制流经所述可变形风门片的中空腔的传热介质的流量。

对应地，本发明实施例还提供了一种汽车，所述汽车包括上述的任一种散热系统。

可选地，所述散热系统设置于所述汽车的前舱内，且所述可变形风门片朝向汽车行驶方向。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明实施例的散热系统包括支撑架、可变形风门片和热交换器，所述可变形风门片具有中空腔，使得冷却系统中流经所述热交换器的传热介质也可以流经所述中空腔，由于所述可变形风门片可以随着所述传热介质的温度变化发生形变，使得所述可变形风门片遮挡所述进风口的面积发生变化，从而可以根据所述传热介质的温度实现对散热速率的自动控制，结构简单，制造成本低。

对应地，采用了上述散热系统的汽车也可以实现对发动机冷却系统、空调冷却系统和/或润滑剂冷却系统的散热速率的自动控制，结构简单，制造成本低。

附图说明

图1为本发明一实施例的散热系统的结构示意图；

图2为图1所示的散热系统在另一种工作状态下的结构示意图；

图3为本发明一实施例的散热系统与发动机冷却系统中各部件的连接关系图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有技术的发动机冷却系统的性能不佳，制造成本高。

本发明的发明人研究了现有技术发动机冷却系统的散热过程，发现发动机的散热器通常置于汽车前舱，汽车前舱设置有风门片，空气经过风门片后进入发动机舱室，对散热器进行降温。为了使发动机保持在最佳的工作温度，可以对风门片进行调节，当发动机温度较低时，调节风门片减少流向散热器的空气流量，使发动机温度上升；当发动机温度较高时，调节风门片增加流向发动机的空气流量，使发动机温度下降。现有技术中虽然也提出了一些控制风门片开启和闭合的方案，但是通常需要采用单独的控制系统和驱动装置，造成结构复杂，成本高等问题。

基于以上研究，本发明实施例提供了一种散热系统，可用于汽车发动机冷却系统。所述散热系统包括支撑架，热交换器和可变形风门片，所述可变形风门片设置于所述支撑架上，流经所述可变形风门片的空气对所述热交换器进行散热降温。本发明的散热系统的可变形风门片具有中空腔，且与冷却系统连接，使得所述冷却系统中的传热介质可以流经所述中空腔，且所述可变形风门片的材料可以随着所述传热介质的温度变化而发生变形，例如，在所述传热介质温度高时，所述可变形风门片软化，增加流向所述热交换器的风量，加快了散热速率；在所述传热介质的温度低时，所述可变形风门片硬化，减小流向所述热交换器的风量，减小了散热速率。本发明的散热系统根据传热介质的温度高低，就可以控制风门片发生变形，调节流向所述热交换器的风量，改变冷却系统的散热速率，并且结构简单，成本低。

本发明实施例还提供了一种包括上述散热系统的汽车，所述散热系统设置于所述汽车的前舱内，且所述可变形风门片朝向汽车行驶方向。通过所述散热系统可以对汽车的发动机冷却系统、空调冷却系统或者润滑油冷却系统的散射速率进行调节。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

需要说明的是，提供这些附图的目的是有助于理解本发明的实施例，而不应解释为对本发明的不当的限制。为了更清楚起见，图中所示尺寸并未按比例绘制，可能会做放大、缩小或其他改变。

以下结合对汽车发动机冷却系统的散热来对本发明的散热系统和汽车进行说明。参考图1和图2，图1和图2示出了本发明的散热系统在不同工作状态下的结构示意图。所述散热系统包括支撑架100，热交换器210和220，和可变形风门片300。所述热交换器210与汽车发动机冷却系统连接，所述热交换器220与汽车空调冷却系统连接，分别用于对汽车发动机冷却系统的传热介质和空调系统中的传热介质进行散热。

具体地，所述支撑架100可以为汽车前舱或发动机舱中原有的支撑结构，也可以为单独为所述可变形风门片300设置的支撑结构。所述支撑架100的材料可以为金属、有机材料、或者其他具有较大机械强度的材料。在所述支撑架100上设置有进风口110，所述进风口110朝向汽车行驶方向，使得在汽车正常行驶过程中，空气气流可以自然流经所述进风口110，对所述热交换器210和220进行散热。。所述进风口110可以为一个或者多个，较佳地，所述进风口110为阵列排布的多个，在所述支撑架100上形成格栅结构。在一些实施例中，所述进风口110还可以为设置于所述支撑架100上的风管(ducting)，后续所述可变形风门片300设置于所述风管内。

所述热交换器210和220位于所述支撑架100所围成的腔体内，也就是所述汽车的前舱或发动机舱内。本实施例中，所述热交换器210与汽车发动机冷却系统连接，所述热交换器220与汽车空调冷却系统连接，所述散热系统可以同时对发动机冷却系统的热交换器210和空调冷却系统的热交换器220进行散热。

在汽车发动机冷却系统中，参考图3，图3示出了本发明一实施例中发动机冷却系统中各部件的连接关系，所述热交换器210与发动机230和水泵240通过管道或通路进行传热介质循环。当传热介质流经高温发动机230时会吸收热量，从而降低发动机230的温度；当传热介质流经热交换器210时，热量会通过热交换器210散发到空气中；接着，水泵240再将降温后的传热介质输送至所述发动机230，形成循环。所述热交换器210也可称为散热器，通常具有较大的散热面积，材料可以为铝或者铜，具体结构可参考现有技术，在此不再赘述。在发动机冷却系统中，所述传热介质可以为水，水是吸收热量的有效液体之一，通常在水中还可以添加有防冻液，例如乙二醇，可以显著提高传热介质的沸点、降低凝固点。

在汽车空调冷却系统中，所述热交换器220可以为空调系统的冷凝器。空调系统的制冷剂被压缩为高压蒸汽后排至所述冷凝器，流经所述冷凝器的空气带走制冷剂放出的热量，使高压制冷剂蒸汽凝结为液体流出。在汽车空调系统中，所述传热介质即为空调系统的制冷剂。

在其他一些实施例中，所述热交换器还可以与润滑油冷却系统连接(未图示)。发动机运转过程中，由于润滑油粘度随温度升高而变稀，降低了润滑能力，因此需要对其降温。所述润滑油冷却系统的作用就是对润滑油进行冷却，保持润滑油在正常工作范围内。当所述热交换器与润滑油冷却系统连接时，流经所述热交换器的传热介质即为润滑油。

需要说明的是，本发明以所述散热系统同时对发动机冷却系统的热交换器210和空调冷却系统的热交换器220进行散热为例进行描述，但需要说明的是，本发明对位于所述支撑架100腔体内的热交换器的数量不进行限制，可以为一个或多个；进一步地，本发明对所述热交换器的结构及流经热交换器的传热介质的种类也不做限制，只要使得所述热交换器对流经其中的传热介质进行降温即可。

继续参考图1和图2，本发明实施例的散热系统还包括可变形风门片300，所述可变形风门片300设置在所述进风口110处。

所述可变形风门片300的数量为一个或多个，且与所述支撑架100上进风口110的数量和位置相对应。较佳地，所述可变形风门片300的数量为多个，且呈阵列排布。图1和图2中以两个可变形风门片300为例进行说明。

本发明实施例中，所述可变形风门片300具有中空腔310，所述中空腔310与冷却系统连接，使得所述冷却系统中的传热介质流经所述中空腔310。本实施例中，所述可变形风门片300的中空腔310与所述发动机冷却系统连接，使得发动机冷却系统中的传热介质可以流经所述中空腔310。在其他一些实施例中，根据具体应用情况，所述中空腔310还可以与空调冷却系统或者润滑油冷却系统的一个或多个连接。

具体地，参考图3，以所述可变形风门片300与发动机冷却系统的热交换器210连接为例进行说明，所述可变形风门片300与发动机230和热交换器210之间的管道连接，使得传热介质在进入所述热交换器210之前就流入所述可变形风门片300的中空腔310。在另外一些实施例中，所述可变形风门片300也可以与所述热交换210连接，使得已流入所述热交换器210的传热介质还流经所述可变形风门片300的中空腔310。

本发明实施例中，所述可变形风门片300随着流经所述中空腔310的传热介质的温度变化发生形变，从而可以控制流经所述进风口110的风量。具体地，所述可变形风门片300的材料可以为聚合物，例如可以为塑料、橡胶、或纤维等。所述聚合物为高分子材料，在受热时可以软化甚至流动，且可以反复多次塑化成型。

以下结合图1和图2，对发明的散热系统在低温和高温的不同工作状态进行描述。具体地，当流经所述可变形风门片300的中空腔310的传热介质温度较低时，所述可变形风门片300的硬度大，遮挡所述进风口110的面积大，使得流经所述进风口110的风量较小，因此，所述散热系统对所述热交换器的散热速率也慢。以所述汽车发动机冷却系统为例，参考图1，当发动机刚启动时，发动机处于升温过程，流经所述可变形风门片300和所述热交换器210的传热介质的温度较低，所述可变形风门片300的硬度较大，遮挡所述进风口110的面积大，或者完全遮挡所述进风口110，有利于发动机尽快升温，达到正常工作温度，有利于提高燃油效率，降低组件磨损。此外，由于所述进风口110朝向汽车行驶方向设置，所述进风口110被遮挡的面积大，汽车所受风阻也减小。类似地，对于不处于工作状态或者处于低功率工作状态的空调系统，以及对于处于启动状态的润滑油冷却系统，本发明实施例的散热系统都可以通过上述方式降低对其对应的热交换器的散热速率。

当流经所述可变形风门片300的中空腔310的传热介质温度升高时，所述可变形风门片300硬度变小，发生软化形变，遮挡所述进风口110的面积变小，使得流经所述进风口110的风量变大，因此，所述散热系统对所述热交换器的散热速率也变快。继续以所述汽车发动机冷却系统为例，参考图2，当汽车处于行驶过程中，发动机温度较高，流经所述可变形风门片300和所述热交换器210的传热介质的温度也较高，所述可变形风门片300由于由聚合物制成，发生软化形变，进一步地，由于所述进风口110朝向汽车行驶方向，在空气阻力作用下，所述可变形风门片300朝向所述热交换器210弯曲，所述可变形风门片300遮挡所述进风口110的面积变小，使得流经所述进风口110的风量变大，对所述热交换器210的散热速率加快。类似地，对于处于高功率工作状态的空调系统，以及对于处于高温状态下的润滑油冷却系统，本发明实施例的散热系统也可以增加对其对应的热交换器的散热速率。

在本发明一些实施例中，所述输入系统还包括流量调节阀，所述流量调节阀与所述可变形风门片连接，可以控制流经所述可变形风门片的中空腔的传热介质的流量。在其他一些实施例中，当所述可变形风门片与多于一个的冷却系统连接时，还可以用来控制流经所述可变形风门片的中空腔的多种传热介质的比例。

综上，本发明实施例的散热系统具有可变形风门片，所述可变形风门片具有中空腔，利用冷却系统的传热介质流经所述中空腔，可以根据所述传热介质的自身温度实现对散热速率的自动控制，结构简单，制造成本低。

对应地，本发明实施例还提供了一种包括上述散热系统的汽车，所述散热系统设置于所述汽车的前舱内，且所述述散热系统中的可变形风门片朝向汽车行驶方向设置。所述散热系统中的热交换器可以与汽车的发动机冷却系统、空调冷却系统和/或润滑剂冷却系统连接，实现对上述冷却系统的散热速率的自动控制。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种散热系统，其特征在于，包括：

支撑架，所述支撑架上设置有进风口；

可变形风门片，所述可变形风门片设置在所述进风口；

热交换器，所述热交换器位于所述支撑架内，适于对冷却系统中的传热介质进行降温；

其中，所述可变形风门片具有中空腔且与所述冷却系统连接，使得所述冷却系统中的传热介质流经所述中空腔，所述可变形风门片随着所述传热介质的温度变化发生形变，从而控制流经所述进风口的风量。

2.如权利要求1所述的散热系统，其特征在于，当流经所述可变形风门片的中空腔的传热介质温度低时，所述可变形风门片的硬度大，遮挡所述进风口的面积大，使得流经所述进风口的风量小；当流经所述可变形风门片的中空腔的传热介质温度高时，所述可变形风门片的硬度小，遮挡所述进风口的面积小，使得流经所述进风口的风量大。

3.如权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述可变形风门片的材料为聚合物。

4.如权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述可变形风门片为一个，或者呈阵列排布的多个。

5.如权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述热交换器与发动机冷却系统连接。

6.如权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述热交换器与空调冷却系统连接。

7.如权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述热交换器与润滑油冷却系统连接。

8.如权利要求1所述的散热系统，其特征在于，还包括：流量调节阀，所述流量调节阀与所述可变形风门片连接，适于控制流经所述可变形风门片的中空腔的传热介质的流量。

9.一种汽车，其特征在于，包括：如权利要求1至8中任一项所述的散热系统。

10.如权利要求9所述汽车，其特征在于，所述散热系统设置于所述汽车的前舱内，且所述可变形风门片朝向汽车行驶方向。