CN108973913A - 车辆用热交换装置 - Google Patents

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Abstract

车辆用热交换装置(100)具有：热交换器(10)；管道构件(20)，其配置于前保险杠(1)和热交换器(10)之间，形成供冷却风从前保险杠(1)的空气导入口(41)通过到热交换器(10)的空气流入部(11)的通路(20a)，管道构件(20)具有：经由设置在前保险杠(1)的空气导入口(41)，将空气从车辆前方导入通路(20a)的第1导入口(25)、将空气从车辆下方导入通路(20a)的第2导入口(27)以及面向热交换器(10)的空气流入部(11)且开设在通路(20a)的端部的流出口(26)。

Description

车辆用热交换装置
技术领域
本发明涉及一种装载于车辆上的具有风冷式热交换器的车辆用热交换装置。
背景技术
作为这种装置，以往已知的是，将油冷却器作为热交换器配置于前轮车轮罩的前方，将从前保险杠的导风口导入的冷却风导入油冷却器的冷却风导入构造。例如，在专利文献1中记载的构造中，在前保险杠和油冷却器之间设置有导风通路形成构件，在导风通路形成构件上，形成将冷却风导入油冷却器的油冷却器用导风部。
但是，前保险杠的导风口是考虑到车辆前部的设计、空气阻力而确定其形状、大小。因此，导风口的面积有限制，如专利文献1中所记载的，仅从前保险杠的导风口导入冷却风的结构，难以确保充分的冷却风量。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2000-177406号公报(JP2000-177406A)。
发明内容
本发明的一技术方案为车辆用热交换装置，具有：热交换器，其配置于开设有空气导入口的前保险杠的后方，并在前表面具有空气流入部；管道构件，其配置于前保险杠和热交换器之间，从前保险杠的空气导入口到热交换器的空气流入部，形成供冷却风通过的通路。管道构件，其具有：第1导入口，经由设置在前保险杠的空气导入口将空气从车辆前方导入通路；第2导入口，将空气从车辆下方导入通路；流出口，面向热交换器的空气流入部，开设在通路的端部。
附图说明
本发明的目的、特征以及优点，通过与附图相关的以下实施方式的说明进一步阐明。
图1是应用本发明一实施方式的车辆用热交换装置的车辆的主视图。
图2是沿图1的Ⅱ-Ⅱ线切开的车辆的主要部分的剖视图。
图3是沿图1的箭头Ⅲ的视图。
图4是从右斜前方看到的本发明一实施方式的车辆用热交换装置的立体图。
图5沿图4的箭头Ⅴ的视图。
图6沿图4的箭头Ⅵ的视图。
图7沿图5的箭头Ⅶ的视图。
图8是表示将管道构件从图4的车辆用热交换装置拆卸下来的状态的立体图。
具体实施方式
以下，参照图1～图8对本发明的实施方式进行说明。本发明一实施方式的车辆用热交换装置，其具有配置于前保险杠后方的风冷式热交换器，将冷却风从车辆外部导入该热交换器。在本实施方式中，作为热交换器的一个例子，使用冷却作为自动变速器的工作油、润滑油的ATF(Automatic Transmission Fluid)的ATF冷却器。ATF，例如也能够作为冷却配置于变速器壳体内的电动机等的冷却油使用。即，在混合动力车辆、电动汽车等车上，作为车辆驱动源设置有电动机，使用ATF以冷却该电动机。
图1是应用本发明一实施方式的车辆用热交换装置100的车辆的主视图，图2是沿图1的Ⅱ-Ⅱ线切开的车辆的主要部分的剖视图。另外，以下，方便起见，如图所示，定义前后方向(长度方向)、左右方向(宽度方向)以及上下方向(高度方向)，按照该定义，对各部分的构造进行说明。上下方向为重力方向。
如图1所示，在车辆前部，在前灯2的下方安装有前保险杠1。前保险杠1呈左右对称形状，其前表面，从左右方向中央部到左右方向两端部，沿前后方向平滑地形成大致圆弧形(凸曲面)。因此，前保险杠1，其左右方向中央部位于最前方，其左右方向两端部位于最后方(参照图3)。在前保险杠1的左右两端部，设置有用于安装雾灯等电气部件的部件安装部3，在部件安装部3的下方开设有空气导入口4(前部导入口41)。
如图2所示，前部导入口41为沿前后方向贯通前保险杠1的贯通口，在前部导入口41的后方且左前轮5的前方，配置有ATF冷却器10。更详细地来说，在前保险杠1的底面，安装有下盖板6，在前保险杆1的后方且下盖板6的上方的收纳空间SP内，竖立设置有ATF冷却器10(热交换器)。
ATF冷却器10与自动变速器(未图示)连接。在本实施方式中，考虑到处理连接ATF冷却器10和自动变速器的配管的容易性，ATF冷却器10配置在左侧的前部导入口41的后方。也能够根据自动变速器的配置，将ATF冷却器10配置在其他的位置(例如前保险杠1的右端部后方)。ATF冷却器10，从前方看呈大致矩形，其厚度(前后方向长度)，在ATF冷却器10的整个区域(高度方向和宽度方向)大致是固定的。
在前保险杠1和ATF冷却器10之间设置有管道构件20，其形成有将经由前部导入口41从车辆前方导入收纳空间SP的冷却风(图2的箭头A)导入ATF冷却器10的前表面的通路20a。即，本实施方式的车辆用热交换装置100具有ATF冷却器10和管道构件20。
图3是从下方看到的车辆左前部的图(沿图1的箭头Ⅲ的视图)。如图3所示，前部导入口41，其设置在左侧向后方倾斜的前保险杠1的倾斜部。在下盖板6上，前部导入口41的后方，开设有左右一对空气导入口4(下部导入口42)。
如图2所示，管道构件20的通路20a中，经由下部导入口42从车辆下方吸入冷却风(箭头B)，由此，能够将来自车辆下方的冷却风导入ATF冷却器10的前表面。如图1～图3所示，在下盖板6上，下部导入口42的后方突出设置有向下方的列板(板构件)6a，由列板6a促进冷却风向下盖板6上方的收纳空间SP的导入。
对车辆用热交换装置100的结构更详细地说明。图4是从右斜前方看到的车辆用热交换装置100的立体图，图5、图6分别是车辆用热交换装置100的左视图(沿图4的箭头Ⅴ的视图)和主视图(沿图4的箭头Ⅵ的视图)，图7是从前侧斜下方看到的车辆用热交换装置100的立体图，图8是表示将管道构件20从车辆用热交换装置100拆卸下来的状态，即主要是ATF冷却器10的结构的立体图。另外，图5是通过剖视图来表示车辆用热交换装置100的一部分，即管道构件20的内部结构。
如图8所示，ATF冷却器10，其正面有大致矩形的空气流入部11，背面有大致矩形的空气流出部12，空气流入部11朝向前方配置。更详细地来说，ATF冷却器10具有左右一对的集流管13、14和左右集流管13、14内侧的冷却器芯15。
冷却器芯15，其大致整个区域具有：沿左右方向延伸且左右两端部与集流管13、14连接，同时上下方向等间距并列设置的多个管16(仅图示一部分)和配置于各管16、16之间的散热片17(仅图示一部分)。在冷却器芯15的前表面和后表面设置有空气流入部11和空気流出部12，对于ATF而言，在ATF冷却器10中，利用与在前后方向通过冷却器芯15的冷却风的热交换而被冷却。
在左右集流管13、14的上端部，分别连接有供ATF流入到ATF冷却器10的导管51和供ATF从ATF冷却器10流出的导管52。如图4、图5所示，对于导管51、52而言，在ATF冷却器10的后方，进一步向右方延伸。对于导管51、52而言，在ATF冷却器10的右方，彼此平行延伸。
如图4、图8所示，在ATF冷却器10的冷却器芯15的上端部，向后方突出设置有支承件18，上部托架53固定于支承件18上。上部托架53向上方延伸，在其上端部设置有冷却器支撑部53a，ATF冷却器10的上部经由上部托架53(冷却器支撑部53a)支撑于未图示的车身框架。
如图7、图8所示，在ATF冷却器10的冷却器芯15的下端部，向前突出设置有支承件19，在支承件19固定有下部托架54。如图4、图8所示，下部托架54具有：向前方突出的底壁部541、从底壁部541的右端部在ATF冷却器10的右方向上方延伸的侧壁部542、从侧壁部542的右表面向右方突出的冷却器支撑部543、从侧壁部542向后方延伸且支撑一对导管51、52的导管支撑部544、安装于侧壁部542的前端部且向前方延伸的管道支撑部545。冷却器支撑部543固定于未图示的车身框架，ATF冷却器10的下部，通过下部托架54(冷却器支撑部543)支撑于车身框架。
如图8所示，在下部托架54的底壁部541，在其左右两端部，向前方突出设置有左右一对管道支撑部541a，并在左右管道支撑部541a之间设置有列板(板构件)541b。如图2所示，列板541b向前方且斜下方倾斜，利用列板541b来促进冷却风从车辆下方向管道构件20的内部的导入(图2的箭头B)。
如图4～图6所示，管道构件20具有：底面部21、与底面部21相对的上表面部22、连接底面部21和上表面部22的左右的侧面部23、24。如图2所示，在管道构件20的前表面和后表面形成有前表面开口25和后表面开口26，从前表面开口25到后表面开口26，在管道构件20内部形成通路20a。另外，如图4、图5所示，在底面部21和上表面部22，分别向上方、下方突出设置有肋20b、20c。
如图7所示，还在管道构件20的底面部21形成有面向左右一对的下部导入口42(图3)的左右一对底面开口27，并且从底面开口27到后表面开口26，在管道构件20的内部形成通路20a(图2)。由此，能够从前表面开口25和底面开口27两处将冷却风吸入管道构件20内，能够使吸入管道构件20内的冷却风量增大。
管道构件20的后表面开口26以覆盖ATF冷却器10的冷却器芯15的前表面，即空气流入部11的整个区域的方式面向冷却器芯15形成。因此，管道构件20的后表面开口26的上下端部和左右端部与冷却器芯15的上下端部和左右端部，在上下方向和左右方向大致位于相同位置。由此，经由管道构件20导入的冷却风遍布整个冷却器芯15并通过冷却器芯15。
如图4所示，管道构件20的右侧面部24固定于下部托架54的管道支撑部545。另外，如图7所示，管道构件20的底面部21固定于下部托架54的左右一对管道支撑部541a(图8)。由此，管道构件20利用下部托架54支撑于未图示的车身框架。
如图5所示，管道构件20的底面部21具有：从前表面开口25的下端部向斜上方延伸的倾斜部21a、从倾斜部21a的后端部到后表面开口26的下端部向后方延伸的水平部21b，在水平部21b设置有底面开口27。另一方面，管道构件20的上表面部22具有：从前表面开口25的上端部向斜上方延伸的倾斜部22a、从倾斜部22a的后端部到后表面开口26的上端部向后方延伸的倾斜部22b。
相对于水平线的倾斜部22b的角度θ2比相对于水平线的倾斜部22a的角度θ1大。因此，以倾斜部22a和倾斜部22b的交叉部22c为起点，通路面积急剧扩大。底面开口27相对于交叉部22c位于前方。更详细地来说，倾斜部22b沿连接后表面开口26的上端部和底面开口27的后端部的假想直线而形成。因此，延长了倾斜部22b的假想线(虚线)通过底面开口27的后端部。
如图4所示，管道构件20的前表面开口25以右端部相对于左端部位于前方的方式从右端部到左端部向后方倾斜形成。即，如图3所示，与前保险杠1的前部导入口41倾斜形成相对应，前表面开口25在前后方向倾斜形成。因此，如图6所示，前表面开口25的上端部沿倾斜部22a从右端部到左端部逐渐向上方倾斜，前表面开口25的开口面积向左方逐渐扩大。
另一方面，如图4、图7所示，管道构件20的底面开口27从底面部21的右端部到左端部，开口面积逐渐缩小而形成。换言之，底面开口27与前表面开口25相反，至右端部为止开口面积逐渐扩大而形成。
如图5、图6所示，在倾斜部22a的内壁面，向下方左右方向等间距地突出设置有多个散热片28。散热片28具有提高ATF冷却器10针对石子等异物经由前表面开口25进入管道构件20的内部对ATF冷却器10造成损伤，即对抗崩击(飞石)的抗性(对抗崩击的性质)的功能。也就是说，通过设置散热片28，能够防止规定大小以上的异物碰撞冷却器芯15的前表面，能够保护ATF冷却器10。各散热片28是左右方向为规定厚度的薄板，与冷却器芯15的散热片17(图8)相同，向前后方向延伸。如此，通过在前后方向延伸设置散热片28，能够抑制由于设置散热片28而导致的冷却风的紊乱。
在图6的主视图中，能看到在前表面开口25的里面有3个散热片28a～28c。如图6所示，从前表面开口25的上端部突出的散热片28的突出量，随着向左方移动而变大。即，与从正面看前表面开口25时的散热片28a～28c的突出量相比时，左侧的散热片28a的突出量最大，右侧的散热片28c的突出量最小。如此一来，通过以前表面开口25的面积(上下方向长度)越大突出量越大的方式设定散热片28的长度，不必过度地延长散热片28，就能够在尽可能地抑制由于设置了散热片28而导致的冷却风的紊乱的同时，能够防止规定大小以上的异物碰撞冷却器芯15。
本实施方式的车辆用热交换装置100如下工作。如图2所示，车辆行驶时，冷却风经由前保险杠1的前部导入口41和前表面开口25从车辆前方导入管道构件20内(箭头A)。另外，冷却风经由下盖板6的下部导入口42和底面开口27从车辆下方导入管道构件20内(箭头B)。由此，能够将足量的冷却风导入管道构件20内，进而能够利用ATF冷却器充分地冷却ATF。
如图3所示，前保险杠1的左端部向左斜后方倾斜而形成，沿前保险杠1的冷却风的流速在车辆左侧快。关于这一点，在本实施方式中，如图6所示，使管道构件20的前表面开口25的左方的面积(上下方向长度)扩大，因此，能够有效地将冷却风吸入管道构件20内。
如图7所示，关于管道构件20的底面开口27，与前表面开口25不同，使右方的面积(前后方向长度)扩大。因此，能够抑制由于来自底面开口27的冷却风(图2的箭头B)与来自前表面开口25的冷却风(图2的箭头A)合流而导致的空气的紊乱，能够顺畅地将冷却风导入ATF冷却器10。由于前表面开口25左侧的开口面积大，底面开口27右侧的开口面积大，因此，能够将冷却风左右方向均匀地向ATF冷却器10导入，能够有效地利用ATF冷却器10进行热交换。
如图5所示，管道构件20的上表面部22的倾斜部22b的倾斜度比倾斜部22a的倾斜度大，底面开口27位于倾斜部22b的延长线上。因此，从底面开口27流入的冷却风，在通路20a的面积急剧增大的地点，与从前表面开口25流入的冷却风合流，所以，能够有效地抑制由于冷却风的合流而导致的空气的紊乱。即，在管道构件20内的冷却风的流动变化的地点，冷却风从下方沿倾斜部22b倾斜地汇合到通路20a内，因此，能够将来自底面开口27的冷却风的合流带给来自前表面开口25的冷却风的流动的影响控制在最小限度内，能够有效地利用ATF冷却器10进行热交换。
如图5、图6所示，在管道构件20的上表面部22的内壁面，向下突出设置有散热片28(纵向散热片)，因此，能够提高ATF冷却器10的耐破碎性。另外，能够抑制由于设置了散热片28而导致的通路20a内的冷却风的紊乱。与此相对，例如，在左右方向延伸设置散热片(横向散热片)时，通路20a内的冷却风的紊乱变大。
在管道构件20的主视图(图6)中，从前表面开口25的上端部突出的散热片28的突出量向左方变大。即，前表面开口25的面积越大的地方，散热片28的突出量越大。由此，即使不过度地延长散热片28，也能够防止规定大小以上的异物碰撞ATF冷却器10的前表面，进而能够提高ATF冷却器10的耐破碎性。
采用本实施方式，能够起到如下的作用效果。
(1)车辆用热交换装置100，具有：ATF冷却器10，其配置于开设有前部导入口41的前保险杠1的后方，并在前表面具有空气流入部11；管道构件20，其配置于前保险杠1和ATF冷却器10之间，从前部导入口41到ATF冷却器10的空气流入部11，形成供冷却风通过的通路20a(图2)。管道构件20，其具有：前表面开口25，其经由设置在前保险杠1的前部导入口41，将空气从车辆前方导入通路20a；底面开口27，其经由设置在下盖板6的下部导入口42，将空气从车辆下方导入通路20a；后表面开口26，其面向ATF冷却器10的空气流入部11，在通路20a的后端部开口(图2)。
如此，通过从前表面开口25和底面开口27导入空气，增大导入ATF冷却器10的冷却风量，使ATF冷却器10的换热量增大，能够充分冷却ATF。
(2)前表面开口25以向车辆左侧的开口面积逐渐变大的方式形成，另一方面，底面开口27以向车辆左侧的开口面积逐渐变小的方式形成(图6、图7)。由此，能够抑制在来自底面开口27的冷却风与来自前表面开口25的冷却风合流的地点的空气的紊乱，并能够向ATF冷却器10左右方向均匀地导入冷却风。
(3)管道构件20，具有从前表面开口25的下端部到后表面开口26的下端部延伸且开设有底面开口27开口的底面部21和从前表面开口25的上端部到后表面开口26的上端部延伸的上表面部22(图5)。上表面部22具有：倾斜部22a，其从前表面开口25的上端部相对于水平线以规定的倾斜角θ1延伸；倾斜部22b，其以从倾斜部22a的后端部相对于水平线比倾斜角θ1大的规定倾斜角θ2且沿连接底面开口27和后表面开口26的上端部的假想直线延伸(图5)。由此，能够将由于从底面开口27导入冷却风而导致的空气的紊乱控制在最小限度内。
(4)管道构件20具有从其内壁部向上下方向延伸设置的车宽方向的多个散热片28(图7)。由此，能够抑制由于设置了散热片28而导致的空气的紊乱，进而能够提高ATF冷却器10的耐破碎性。
(5)多个散热片28，其前表面开口25的上下方向的开口长度越长，在管道构件20主视图中的、从前表面开口25的上端部到下方的突出量越大(图6)。由此，能够将散热片28的突出量控制在必需的最小限度内，能够抑制由于设置了散热片28而导致的冷却风的紊乱。
另外，在上述实施方式中，示例了将车辆用热交换装置100应用于ATF冷却器10，但同样也能够将本发明应用于中间冷却器等其他的风冷式热交换器。另外，不仅ATF，也能够将其他热媒介用于车辆用热交换器。车辆用热交换装置，除车辆的左端部，也能够配置于右端部和左右方向中央部等。前保险杠1的前表面的空气导入口4(前部导入口41)的个数不限于以上所述，例如也能够将空气流入部设置在上下方向2个地方。在上述实施方式中，在下盖板6设置部导入口42，但也能够将前部导入口41和下部导入口42双方设置在前保险杠1。
在上述实施方式中，在管道构件20，在左方的开口面积扩大而设置有前表面开口25，并在左方的开口面积缩小而设置有底面开口27，但将空气从车辆前方导入管道构件内的通路的第1导入口和将空气从车辆下方导入通路的第2导入口的构成不限于此。在上述实施方式中，上表面部22，具有：从前表面开口25的上端部以规定的倾斜角(第1倾斜角)θ1延伸的倾斜部22a(第1上表面部)和从倾斜部22a的后端部到后表面开口26(流出口)的上端部，以比θ1大的规定的倾斜角(第2倾斜角)延伸的倾斜部22b(第2上表面部)，但管道构件的上表面部的构成不限于此。
可以将上述实施方式和变形例的1个或者多个任意组合起来，也可以将各变形例彼此组合起来。
采用本发明，能够经由第1导入口和第2导入口将空气从车辆的前方和下方导入管道构件内，因此，能够确保提供给热交换器充分的冷却风量，从而能够增大热交换器的换热量。
以上，就本发明的优选实施方式进行了说明，本领域技术人员清楚的知道能够不脱离后述的权利要求书的公开范围地进行各种修改和变更。

Claims (10)

1.一种车辆用热交换装置，其特征在于，具有：
热交换器(10)，其配置于开设有空气导入口(41)的前保险杠(1)的后方，并在前表面具有空气流入部(11)；以及
管道构件(20)，其配置于所述前保险杠(1)和所述热交换器(10)之间，从所述前保险杠(1)的所述空气导入口(41)到所述热交换器(10)的所述空气流入部(11)，形成供冷却风通过的通路(20a)；
所述管道构件(20)，其具有：经由设置于所述前保险杠(1)的所述空气导入口(41)将空气从车辆前方导入所述通路(20a)的第1导入口(25)、将空气从车辆下方导入所述通路(20a)的第2导入口(27)以及面向所述热交换器(10)的所述空气流入部(11)且开设在所述通路(20a)的端部的流出口(26)。
2.根据权利要求1所述的车辆用热交换装置，其特征在于，
所述第1导入口(25)向车宽方向外侧，其开口面积逐渐增大，另一方面，所述第2导入口(27)向车宽方向外侧，其开口面积逐渐缩小。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用热交换装置，其特征在于，
所述管道构件(20)，其具有：从所述第1导入口(25)的下端部到所述流出口(26)的下端部延伸，并开设有所述第2导入口(27)的底面部(21)、从所述第1导入口(25)的上端部到所述流出口(26)的上端部延伸的上表面部(22)；
所述上表面部(22)，其具有：从所述第1导入口(25)的上端部相对于水平线以第1倾斜角(θ1)延伸的第1上表面部(22a)、从所述第1上表面部(22a)的后端部相对于水平线以比所述第1倾斜角(θ1)大的第2倾斜角(θ2)，且沿连接所述第2导入口(27)和所述流出口(26)的上端部的假想直线延伸的第2上表面部(22b)。
4.根据权利要求3所述的车辆用热交换装置，其特征在于，
所述管道构件(20)，其配置于车辆的下盖板(6)的上方；
所述空气导入口(41)，其为第1空气导入口；
所述下盖板(6)，其面向所述第2导入口(27)且具有第2空气导入口(42)。
5.根据权利要求4所述的车辆用热交换装置，其特征在于，
所述底面部(21)，其具有从所述第1导入口(25)的下端部向斜上方倾斜的傾斜部(21a)、从所述傾斜部(21a)的后端部向所述流出口(26)的下端部延伸的水平部(21b)，所述第2导入口(27)开设在所述水平部(21b)。
6.根据权利要求5所述的车辆用热交换装置，其特征在于，具有：
板构件(541b)，其在所述水平部(21b)和所述下盖板(6)之间，由所述热交换器(10)的下端部支撑着向前方且斜下方延伸，促进经由所述第2导入口(27)导入所述管道构件(20)内部的冷却风的流动。
7.根据权利要求4所述的车辆用热交换装置，其特征在于，
在所述第2空气导入口(42)的后方突出设置有板构件(6a)，其向下方突出设置，促进通过所述第2空气导入口(42)的冷却风的流动。
8.根据权利要求1～7的任一项所述的车辆用热交换装置，其特征在于，
所述管道构件(20)，其具有从其内壁面沿上下方向延伸设置的车宽方向的多个散热片(28)。
9.根据权利要求8所述的车辆用热交换装置，其特征在于，
所述多个散热片(28)，其能够以所述第1导入口(25)的上下方向的开口长度越长，从正面看所述第1导入口(25)时的、从所述第1导入口(25)的上端部向下方突出的突出量越大的方式形成。
10.根据权利要求1～9的任一项所述的车辆用热交换装置，其特征在于，
所述热交换器(10)，其为冷却自动变速器的工作油或润滑油的ATF冷却器。
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