CN116529549A - 热交换器模块 - Google Patents

Abstract

热交换器模块，其能够通过热交换器模块的第一横向侧和第二横向侧安装到车架。所述热交换器模块包括风扇护罩。所述风扇护罩是一种结构风扇护罩。所述风扇护罩包括从所述风扇护罩延伸的第一框架支架和第二框架支架，一个在所述第一横向侧上，并且一个在所述第二横向侧上。所述风扇护罩通过延伸穿过所述风扇护罩的至少一个紧固件附连到第一热交换器和第二热交换器中的至少一者。

Description

热交换器模块

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年12月3日提交的美国临时专利申请第63/121,224号的优先权。上述申请的公开内容通过引用整体并入本文。

背景技术

本发明涉及用于根据车辆状况和热交换器流体的温度来调节车辆部件的温度的车辆动力系热交换器模块和车辆热交换系统，并且尤其涉及将这种热交换器模块安装到车辆的方式。热交换器模块已经通过模块框架安装到车辆上，该模块框架在车架或其它位置处附连到车辆，并且热交换器被附连和支撑到模块框架。由于模块框架的结构强度和构造，模块框架在这种构造中为热交换器提供了足够的支撑。还存在热交换器模块的无框架设计，但需要额外的结构支撑，如支柱，或需要经由热交换器罐的结构或构造的额外支撑。

发明内容

根据本发明的一个实施例，一种用于将热交换器模块安装到车架的风扇护罩，该风扇护罩包括：出气口，所述出气口在风扇护罩的第一侧处；以及进气口，所述进气口在风扇护罩的第二侧处，所述第二侧在深度方向上与第一侧间隔开；气室，所述气室在进气口与出气口之间延伸；气室壁，所述气室壁至少部分地限定气室；支撑壁，所述支撑壁在深度方向上延伸，并与气室壁间隔开；第一框架支架，所述第一框架支架从支撑壁向外延伸；第二框架支架，所述第二框架支架从支撑壁向外延伸；以及多个内壁，所述多个内壁在气室壁与支撑壁之间延伸。

根据本发明的一个实施例，热交换器模块包括多个热交换器和风扇护罩。所述多个热交换器在热交换器模块的深度方向上连续布置。所述多个热交换器具有第一横向侧和第二横向侧。所述多个热交换器进一步包括：第一热交换器，所述第一热交换器具有第一芯体，所述第一芯体具有在深度方向上的第一芯体深度；第二热交换器，所述第二热交换器具有第二芯体，所述第二芯体具有在深度方向上的第二芯体深度。第二热交换器包括在第一横向侧上的第一安装支架和在第二横向侧上的第二安装支架。风扇护罩在深度方向上位于热交换器模块的一端处。风扇护罩包括：在深度方向上延伸的外壁；在深度方向上延伸的内壁；第一框架支架；以及第二框架支架。外壁限定了在深度方向上延伸的空腔的至少一部分。内壁在深度方向上延伸并且也限定所述空腔。第一框架支架在第一横向侧从外壁延伸。第二框架支架在第二横向侧从外壁延伸。外壁、内壁和空腔围绕气室定位，所述气室被构造成容纳风扇。风扇护罩被延伸穿过风扇护罩的紧固件附连到第一热交换器和第二热交换器中的每一个。热交换器模块被构造成通过第一框架支架和第二框架支架安装到车架。所述空腔由从外壁延伸到内壁的多个分隔壁分隔。

附图说明

图1是当前实施例的热交换器模块的前透视图。

图2是当前实施例的热交换器模块的前视图。

图3是当前实施例的热交换器模块的侧视图。

图4是当前实施例的风扇护罩的前视图。

图5是当前实施例的风扇护罩的侧视图。

图6是当前实施例的风扇护罩的后视图。

图7是当前实施例的风扇护罩的前透视图。

图8是当前实施例的风扇护罩的后透视图。

图9是另一实施例的热交换器模块的前透视图。

图10是另一实施例的热交换器模块的后透视图。

图11是根据又一实施例的热交换器模块的前透视图。

具体实施方式

在详细解释本发明的任何实施例之前，应当理解的是，本发明的应用不限于以下描述中阐述的或附图中所示的部件的结构和布置的细节。本发明能够具有其它实施例并且能够以各种方式实践或执行。此外，应当理解，本文使用的措辞和术语是为了描述的目的，不应被视为限制。本文中使用的“包括”、“包含”或“具有”及其变体意在涵盖其后列出的项及其等同物以及附加项。除非另有说明或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”及其变体被广泛使用，并且包括直接和间接的安装、连接、支撑和联接。此外，“连接”和“联接”不限于物理或机械连接或联接。

实施本发明的热交换器模块如图1至图8中所示，并且可以为待安装到车架的多个热交换器和风扇护罩提供无框架结构。图9至图11示出了类似的无框架结构的不同实施例。

如图1至图3所示，优选实施例的热交换器模块1附连到车架8(部分示出)。第一热交换器4和第二热交换器6均通过紧固件和风扇护罩2中的上部孔24安装到风扇护罩2。如图所示，第一热交换器4为散热器芯体，第二热交换器6是增压空气冷却器，尽管第一热交换器4和第二热交换器6的实施例不限于这些装置。

风扇护罩2为第一热交换器4和第二热交换器6提供结构支撑。通过这种增加的结构支撑，从热交换器模块1移除了由车辆的部件施加的破坏性载荷。风扇护罩2可以由增强的聚酰胺材料形成，但也可以考虑其它材料。

第一热交换器4进一步通过紧固件和风扇护罩2中的下部低孔26安装到风扇护罩2。第一热交换器4在该热交换器模块的深度方向上位于第二热交换器6和风扇护罩2之间。如图1所示，深度方向垂直于风扇护罩2的高度48。

风扇护罩2进一步包括沿风扇护罩2的外围17的第一框架支架20和第二框架支架22，所述第一框架支架20和第二框架支架22安装到车架8。第一框架支架20在热交换器模块1的第一横向侧74处附连到车架8，并且第二框架支架22在热交换器模块1的第二横向侧76处附连到车架8。框架支架20、22的底壁52和底壁孔54与紧固件一起用于将风扇护罩2安装到车架8。底壁52位于中间平面50处或下方，所述中间平面50由尺寸中间平面或通过热交换器模块的质心的平面表示。框架支架20、22还包括将风扇护罩2连接到第二热交换器6的后壁56和后壁孔58。

第二热交换器6包括具有第一安装支架62的第一箱体84和具有第二安装支架的第二箱体86。第一安装支架62连接到第一框架支架20，第二安装支架连接到第二框架支架22。第一框架支架20和第二框架支架22分别在第一连接位置96处和与第一连接位置相对的第二连接位置处连接到车架8。第一安装支架62和第二安装支架分别在第三连接位置98处和与第一连接位置相对的第四连接位置处连接到车架8。在第一连接位置96和第三连接位置98之间限定第一距离92。在第二连接位置和第四连接位置之间限定第二距离。

如图3所示，主模块安装件102位于风扇护罩2的外围17上。主模块安装件102具有在风扇护罩2与车架8之间的第一连接以及在第二热交换器6与车架8之间的第二连接。由于主模块安装件102位于热交换器模块1的重心上方，因此与传统设计相比，从车架8施加到热交换器模块1的应力减小。

图3中的主模块安装件102的实施例示出了分体式主模块安装件102，其具有提供第一连接的前隔离器104和提供第二连接的后隔离器106。主模块安装件102安装在车架8上。前隔离器104安装在第二热交换器6的凹穴(pocket)中，其位于第三连接位置98和第四连接位置。应注意的是，在图3中只有第三连接98可见。后隔离器106安装成与前隔离器104相对，且邻近风扇护罩2。后隔离器106具体位于第一连接位置96和第二连接位置处。应注意的是，在图3中只有第一连接96可见。前隔离器104和后隔离器106相对于彼此的定位为热交换器模块1提供了稳定性，并且降低了对热交换器模块1的应力。通过分体式主模块安装件102，消除了在第二热交换器6的顶部部分和底部部分处放置稳定杆的需要。这使得热交换器模块1的安装更简单。

第二热交换器6通过第二热交换器6的第一箱体84和第二箱体86两者安装到风扇护罩2的顶部部分78。第一热交换器4通过第一热交换器4的第一箱体84安装到风扇护罩2的顶部部分78，并且通过第一热交换器4的第二箱体86安装到风扇护罩2的底部部分79。在具有传统无框架设计的热交换器模块1中，模块1通过与第二热交换器6的第一箱体84和第二箱体86的直接连接从而安装到车辆。这种直接连接导致模块1的应力增加。如本文所示，已经发现主模块安装件102降低了从车辆施加到热交换器模块1的应力。

风扇护罩2为第二热交换器6的第一箱体84和第二箱体86提供刚性安装支撑。在传统设计中，安装结构从车架8向下延伸第一箱体84和第二箱体86的长度，以与第一热交换器4的底部部分对齐。相比之下，本文提供的结构风扇护罩2提供到第一箱体84和第二箱体86的直接安装。当热交换器的尺寸不同时，即当第二热交换器6比第一热交换器4短时，这是特别有利的。

风扇护罩2的深度93至少大于第一热交换器芯体66的深度68。风扇护罩2的深度93也可以大于深度68和深度72的总和。深度72是第二热交换器芯体70的深度。

图4至图8描绘了优选实施例的风扇护罩2，没有任何的周围结构。风扇护罩2包括气室14，该气室14在风扇护罩2的第一侧上的进气口12和风扇护罩2的第二侧上的出气口10之间。气室壁16至少部分地限定气室14。风扇(未示出)定位在气室14内，并且被构造成引导气流穿过第一热交换器4和第二热交换器6。风扇护罩2的外围17包括外支撑壁18。内支撑壁28附连到并且支撑外支撑壁18和气室壁16。内支撑壁28之一在风扇护罩8的相对两侧上的外支撑壁18之间延伸。

由肋状表面108限定的空腔90在深度方向上延伸，并沿着内支撑壁28和外支撑壁18定位。空腔90的腹板构造为风扇护罩的结构增加了刚度，但没有增加过多的重量和材料成本。当受到来自车辆的振动输入时，由空腔90提供的附加刚度减少了第一热交换器4的底部部分的位移。由于振动输入减少，可以减小稳定杆支撑件625或使稳定杆支撑件625从风扇护罩2上消除。

风扇护罩2进一步包括出气口壁30和进气口壁32，中间腔壁34位于两者之间。在优选实施例中，外环壁36围绕出气口壁30，并且经由第一环支撑壁38连接到出气口壁30。支撑环壁40至少部分地围绕外环壁36，并且通过第二环支撑壁42连接到外环壁36。沿着支撑环壁40，至少一个稳定杆安装件625可以模制到风扇护罩2的结构中。集成的稳定杆安装件625允许第二热交换器6的更容易的封装和热交换器模块1的更大的位置灵活性。其它附连特征，诸如冷凝器、燃油冷却器管路、密封件、发动机罩电缆和吊耳也可以并入到风扇护罩2的结构中。

图9和图10描绘了热交换器模块100的替代实施例，其包括风扇护罩200、第一热交换器400和第二热交换器600。图9和图10所示的实施例与前述实施例的不同之处在于，肋状表面108和空腔90没有设置在风扇护罩200的结构中，或者在风扇护罩200的表面上不可见。

图11描绘了热交换器模块150的又一实施例，其包括风扇护罩250、第一热交换器450和第二热交换器650。风扇护罩250覆盖第一热交换器450的外围。第二热交换器650连接到第一热交换器450的横向侧。风扇护罩250背离第一热交换器450的第二横向侧延伸，其中第二横向侧与第一热交换器450上的第一横向侧相对。

图11示出了分体式主模块安装件152的另一个实施例。分体式主模块安装件152包括第一连接支架154，该第一连接支架154将第二热交换器650的第一箱体158连接到风扇护罩250。第一连接支架154是L形支架，“L”的一条边平行于护罩250的一侧延伸，“L”的第二边背离护罩250的所述一侧垂直地延伸。第二连接支架设置在护罩250的相对一侧上，但在图11中被遮挡。前隔离器162和后隔离器164定位在连接支架154上，它们连接到车架。前隔离器162和后隔离器164定位在“L”的背离护罩250的所述一侧垂直地延伸的边上。

如本文详细公开的，热交换器和结构护罩的组合为车辆热交换系统的结构提供了优势。结构护罩为整个热交换器系统提供结构支撑。相对于传统无框架热交换器安装设计，这种改进的设计为热交换器提供了刚性安装支撑，即使在热交换器具有不同的高度时也是如此。例如，基于其它车辆要求，增压空气冷却器的设计可以比散热器芯体的长度短。传统设计可能需要从例如增压空气冷却器箱体的底部延伸，以安装到散热器芯体。这些延伸部在结构上可能很脆弱。

传统的无框架或部分框架的热交换器安装设计也已知在结构上是脆弱的。在传统设计中，这些应力由热交换器管或集管、容纳散热器的通道(例如，通道)、将散热器角部连接到车架或其它安装位置的横撑、和/或散热器本身的相对角部吸收。由结构护罩提供的结构支撑减少了这些部件上的负载，或者在一些实施例中，完全消除了对这些部件的需要。通常由车辆施加到热交换器上的破坏性负载通过本文提供的结构护罩的支撑而减少。

在一些车辆应用中，散热器芯体的尺寸要求散热器芯体延伸到主模块安装件下方较远的位置，即远低于热交换器模块和车架之间的主连接。散热器芯体的这种延伸起到杠杆臂的作用，增加了由于车辆运行引起的振动输入而施加到散热器芯体上的应力。在这些实施例中，本文提供的结构护罩的改进的稳定性和/或刚度降低了应力，并且允许缩短或消除稳定杆。

在仍然需要稳定臂的实施例中，本文提供的无框架设计允许将用于连接到稳定杆的安装点直接并入或集成到护罩几何结构中。将安装点集成到护罩中可以实现更容易的封装和位置灵活性，以及更高耐用性。

结构护罩的主模块安装件也提供了优于传统设计的优点。例如，主模块安装件位于热交换器单元的重心处或附近，这减少了由于车辆运行而施加到整个组件的应力。而传统的无框架设计则需要通过增压空气冷却器箱体来安装热交换器模块，这导致热交换器模块没有安装在质心处，这进而导致整个组件中的应力更高。而本文提供的主模块安装件则有利地在增压空气冷却器和护罩之间的连接处将热交换器模块连接到车架。这允许将热交换器模块安装得更靠近其质心，这降低了热交换器组件中的应力。

主模块安装件可以形成为分体式主模块安装件，这提高了稳定性，并且在一些实施例中，消除了在热交换器模块的顶部部分和底部部分处对于稳定杆的需要。分体式主模块安装件设置有两个不同的隔离器，例如“前”和“后”的隔离器，通过增加与车架的连接来提高主模块安装件的稳定性。前隔离器在热交换器模块的重心的前侧安装到增压空气冷却器铸件的凹穴中。后隔离器安装在热交换器模块的重心的相对一侧上，并且将结构护罩连接到车架。

结构护罩材料是增强聚酰胺材料，但也可以考虑其它实施例。增强聚酰胺材料通过提高护罩的强度和结构刚度，提供了优于用于常规商用车辆护罩的常规滑石填充聚丙烯材料的优点。

上述和附图中所示的实施例仅以示例的方式呈现，并不旨在限制本发明的概念和原理。因此，本领域的普通技术人员将理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对元件及其构造和布置进行各种改变。

参照本发明的具体实施例描述了本发明的某些特征和要素的各种替代方案。除了与上述每个实施例相互排斥或不一致的特征、元件和操作方式之外，应该注意的是，参考一个特定实施例描述的替代特征、元件和操作方式对于其它实施例是适用的。

Claims (20)

1.一种用于将热交换器模块安装到车架的风扇护罩，包括：

出气口，所述出气口位于所述风扇护罩的第一侧处；

进气口，所述进气口位于所述风扇护罩的第二侧处，所述第二侧在深度方向上与所述第一侧间隔开；

气室，所述气室在所述进气口与所述出气口之间延伸；

气室壁，所述气室壁至少部分地限定所述气室；

支撑壁，所述支撑壁在所述深度方向上延伸，并与所述气室壁间隔开；

第一框架支架，所述第一框架支架从所述支撑壁向外延伸；

第二框架支架，所述第二框架支架从所述支撑壁向外延伸；以及

多个内壁，所述多个内壁在所述气室壁与所述支撑壁之间延伸。

2.根据权利要求1所述的风扇护罩，其中，所述多个内壁连接所述气室壁和所述支撑壁。

3.根据权利要求2所述的风扇护罩，其中，所述多个内壁以斜角连接到所述气室壁。

4.根据权利要求2所述的风扇护罩，其中，所述多个内壁以斜角连接到所述支撑壁。

5.根据权利要求4所述的风扇护罩，其中，所述气室壁的一部分和所述支撑壁的一部分是同心的。

6.根据权利要求5所述的风扇护罩，其中，所述多个内壁连接所述气室壁的所述一部分和所述支撑壁的所述一部分。

7.根据权利要求5所述的风扇护罩，其中，所述多个内壁沿着所述气室壁的同心部分和所述气室壁的同心部分的相同径向区段，将所述气室壁的所述一部分连接到所述支撑壁的所述一部分。

8.根据权利要求1所述的风扇护罩，其中，所述支撑壁包括在所述风扇护罩的第一横向侧上的第一支撑壁和在所述风扇护罩的第二横向侧上的第二支撑壁，

其中，所述多个内壁中的至少一个从所述第一支撑壁延伸，并且

其中，所述多个内壁中的至少一个从所述第二支撑壁延伸。

9.根据权利要求1所述的风扇护罩，其中，所述多个内壁中的一个从所述气室壁延伸到所述支撑壁。

10.根据权利要求1所述的风扇护罩，其中，所述风扇护罩具有与所述出气口的至少一部分相交的平面，

其中，所述支撑壁包括在所述风扇护罩的第一横向侧上的第一支撑壁和在所述风扇护罩的第二横向侧上的第二支撑壁，

其中，所述第一框架支架附连到所述第一支撑壁，

其中，所述第二框架支架附连到所述第二支撑壁，并且

其中，所述第一框架支架和所述第二框架支架各自包括位于所述平面处的底壁。

11.根据权利要求10所述的风扇护罩，其中，所述第一框架支架和所述第二框架支架各自包括背离各自的底壁延伸的后壁，并且

其中，所述第一框架支架和所述第二框架支架的底壁各自包括孔。

12.根据权利要求10所述的风扇护罩，其中，所述第一框架支架和所述第二框架支架位于围绕所述风扇护罩的相对的径向位置。

13.根据权利要求10所述的风扇护罩，其中，所述第一框架支架和所述第二框架支架各自包括至少两个通孔。

14.根据权利要求10所述的风扇护罩，其中，所述第一框架支架和所述第二框架支架各自在所述底壁中包括至少两个通孔。

15.根据权利要求1所述的风扇护罩，其中，所述风扇护罩进一步包括：

第一安装件，所述第一安装件被构造成接收用于所述热交换器的紧固件，所述第一安装件与所述第一框架支架和所述第二框架支架间隔开；和

第二安装件，所述第二安装件被构造成接收用于所述热交换器的紧固件，所述第二安装件与所述第一框架支架和所述第二框架支架间隔开。

16.一种热交换器模块，所述热交换器模块包括：

多个热交换器，所述多个热交换器沿热交换器模块的深度方向连续布置，所述多个热交换器具有第一横向侧和第二横向侧，所述多个热交换器进一步包括：

(a)第一热交换器，所述第一热交换器具有第一芯体，所述第一芯体具有在所述深度方向上的第一芯体深度，以及

(b)第二热交换器，所述第二热交换器具有第二芯体，所述第二芯体具有在所述深度方向上的第二芯体深度，所述第二热交换器包括在所述第一横向侧上的第一安装支架和在所述第二横向侧上的第二安装支架；以及

风扇护罩，所述风扇护罩在所述深度方向上位于所述热交换器模块的一端处，所述风扇护罩包括：

(a)在所述深度方向上延伸的外壁，所述外壁限定在所述深度方向上延伸的空腔的至少一部分，

(b)在所述深度方向上延伸的内壁，所述内壁也限定所述空腔，

(c)第一框架支架，所述第一框架支架在所述第一横向侧上从所述外壁延伸，以及

(d)第二框架支架，所述第二框架支架在所述第二横向侧上从所述外壁延伸；

其中，所述外壁、所述内壁和所述空腔围绕气室定位，所述气室被构造成容纳风扇，

其中，所述风扇护罩通过延伸穿过所述风扇护罩的紧固件附连到所述第一热交换器和所述第二热交换器中的每一个，

其中，所述热交换器模块被构造成经由所述第一框架支架和所述第二框架支架安装到车架，并且

其中，所述空腔由从所述外壁延伸到所述内壁的多个分隔壁分隔。

17.根据权利要求16所述的热交换器模块，其中，所述多个分隔壁连接所述外壁和所述内壁。

18.根据权利要求16所述的热交换器模块，其中，所述多个分隔壁以斜角连接到所述外壁和所述内壁。

19.根据权利要求16所述的热交换器模块，其中，所述风扇护罩在所述深度方向上的厚度大于所述第一芯体在所述深度方向上的厚度。

20.根据权利要求16所述的热交换器模块，其中，所述热交换器模块具有质心，并且其中所述第一框架支架、所述第二框架支架和所述车架均定位在所述质心处或定位在所述质心的下方。