CN207454080U - 热交换组件、热交换系统及应用该热交换系统的汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种热交换组件、热交换系统及应用该热交换系统的汽车。热交换组件包括排气管道、热交换芯体和阀部件。热交换芯体的首端与排气管道的首端相连通，热交换芯体的尾端与排气管道的尾端相连通。阀部件设于排气管道内并位于排气管道的中部，阀部件能够打开或关闭排气管道的首端与热交换芯体的首端之间的连通。热交换系统包括排气系统、冷却系统和热交换组件。排气管道与排气系统串联连接，热交换芯体与冷却系统串联或并联连接。汽车利用该热交换系统。该热交换组件能够利用排气系统中排出的废气加热从冷却系统中通入的冷却剂，既能够有效地利用废气，减少废气对大气的污染，又能够减少汽车冷启动阶段的时间，有利于提高汽车的安全性能。

Description

热交换组件、热交换系统及应用该热交换系统的汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车领域，特别涉及一种热交换组件、热交换系统及应用该热交换系统的汽车。

背景技术

对于汽车尤其是柴油汽车而言，在汽车启动阶段，柴油发动机由于柴油的不完全燃烧通常会产生较多的污染气体，这些污染气体排放到大气中，会对环境造成污染。另外，当天气寒冷时，汽车的冷启动阶段的时间较长，产生的污染气体更多，汽车的安全性能较低。

综上，现有技术中的汽车具有冷启动阶段的时间较长、易产生污染气体、安全性能较低的缺陷。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中的后保险系统具有后保险总成易损坏、影响汽车的安全性能的缺陷，提供一种热交换组件、热交换系统及应用该热交换系统的汽车。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种热交换组件，其包括：

排气管道，所述排气管道沿其长度方向具有首端和尾端；

热交换芯体，所述热交换芯体沿其长度方向具有首端和尾端，所述热交换芯体的首端与所述排气管道的首端相连通，所述热交换芯体的尾端与所述排气管道的尾端相连通；

阀部件，所述阀部件设于所述排气管道内并位于所述排气管道的中部，所述阀部件能够打开或关闭所述排气管道的首端与所述热交换芯体的首端之间的连通。

可选地，所述阀部件包括：

转轴，所述转轴沿其长度方向具有首端和尾端，所述转轴的尾端伸入所述排气管道的内部；

阀元件，所述阀元件连接于所述转轴，所述阀元件能够在打开位置和关闭位置之间移动；

在所述打开位置处，所述阀元件卡设于并密封连接于所述排气管道的内壁面，且所述阀元件打开所述排气管道的首端与所述热交换芯体的首端之间的连通；

在所述关闭位置处，所述阀元件贴合于所述热交换芯体的首端，且所述阀元件关闭所述排气管道的首端与所述热交换芯体的首端之间的连通。

可选地，所述阀元件具有：

固定部，所述固定部转动连接于所述转轴，所述固定部卡设于并密封连接于所述排气管道的内壁面，所述固定部与所述转轴之间围成有开口；

转动部，所述转动部固定于所述转轴；

在所述打开位置处，所述转动部卡设于所述开口，以打开所述排气管道的首端与所述热交换芯体的首端之间的连通；

在所述关闭位置处，所述转动部贴合于所述热交换芯体的首端，以关闭所述排气管道的首端与所述热交换芯体的首端之间的连通。

可选地，所述转轴的中心线垂直于所述排气管道的中心线，所述阀元件的中心线平行于所述排气管道的中心线。

可选地，所述阀部件还包括驱动电机，所述驱动电机传动连接于所述转轴的首端；

所述驱动电机设于所述排气管道的外部，所述转轴的首端伸出所述排气管道的外部。

可选地，所述热交换芯体具有：

废气通道，所述废气通道位于所述热交换芯体的内部，所述废气通道与所述排气管道的首端相连通，以使所述废气通道内通有废气；

冷却剂通道，所述冷却剂通道位于所述热交换芯体的内部，所述冷却剂通道内通有冷却剂，所述冷却剂通道内的冷却剂能够与所述废气通道内的废气进行热交换。

可选地，所述热交换芯体的外表面还设有与所述冷却剂通道相连通的冷却剂入口和冷却剂出口；

所述冷却剂入口和所述冷却剂出口远离所述冷却剂通道的一端连接于一冷却系统，以形成一冷却回路。

可选地，所述冷却剂入口位于所述热交换芯体的首端，所述冷却剂出口位于所述热交换芯体的尾端；

或，所述冷却剂出口位于所述热交换芯体的首端，所述冷却剂入口位于所述热交换芯体的尾端。

可选地，所述排气管道靠近所述热交换芯体的外壁面上设有：

首端容置口，所述首端容置口与所述排气管道的内部相连通，所述热交换芯体的首端卡设于所述首端容置口；

尾端容置口，所述尾端容置口与所述首端容置口间隔设置，所述尾端容置口与所述排气管道的内部相连通，所述热交换芯体的尾端卡设于所述尾端容置口。

本实用新型还提供一种热交换系统，其包括冷却系统、排气系统和如上所述的热交换组件；

所述排气管道与所述排气系统串联连接；

所述热交换芯体与所述冷却系统串联连接或并联连接。

本实用新型还提供一种汽车，其利用如上所述的热交换系统。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

该热交换组件中的阀部件能够根据需要打开或关闭排气管道与热交换芯体之间的连通，阀部件能够控制排气管道与热交换芯体之间的打开或关闭，有利于可控地在热交换芯体内实现热交换。当该热交换组件应用到汽车中的排气系统和冷却系统之间时，能够利用排气系统中排出的废气加热从冷却系统中通入的冷却剂，从而既能够有效地利用废气，减少废气对大气的污染，又能够减少汽车冷启动阶段的时间，有利于提高汽车的安全性能。

附图说明

图1为本实用新型一实施例下的汽车的结构示意图。

图2为本实用新型一实施例下的汽车中热交换系统的原理示意图。

图3为本实用新型一实施例下的热交换组件的结构示意图，其中，阀元件处于打开位置。

图4为本实用新型一实施例下的热交换组件的结构示意图，其中，阀元件处于关闭位置。

附图标记说明：

10：汽车

20：热交换系统

30：热交换组件

301：排气管道

302：热交换芯体

303：阀部件

3031：转轴

3032：阀元件

3033：转动部

3034：固定部

3035：驱动电机

304：冷却剂入口

305：冷却剂出口

40：冷却系统

50：排气系统

具体实施方式

本实用新型的各种实施例将参照附图进行说明。在说明书附图中，具有类似结构或功能的元件将用相同的元件符号表示。可以理解地，附图只是为了便于说明本实用新型的各个实施例，并不是要对本实用新型进行穷尽性的说明，也不是对本实用新型的范围进行限制。

如图1和图2所示，汽车10包括热交换系统20，热交换系统20包括热交换组件30、冷却系统40和排气系统50。热交换组件30设置在冷却系统40和排气系统50之间，热交换组件能够利用排气系统排出的废气加热冷却系统中的冷却剂，既能够有效地利用废气，减少废气对大气的污染，又能够减少汽车的冷启动阶段，有利于提高汽车的安全性能。

如图3和图4，热交换组件包括排气管道301、热交换芯体302和阀部件303。排气管道301沿其长度方向具有首端和尾端。热交换芯体302沿其长度方向具有首端和尾端，热交换芯体302的首端与排气管道301的首端相连通，热交换芯体302的尾端与排气管道301的尾端相连通。阀部件303设于排气管道301内并位于排气管道301的中部，阀部件303能够打开或关闭排气管道301的首端与热交换芯体302的首端之间的连通。其中，排气管道301与图2中的排气系统50串联连接，热交换芯体302与图2中的冷却系统40串联连接。在其他可替代的实施方式中，热交换芯体302与图2中的冷却系统也可以并联连接。

需要说明的是，在本实施方式中，热交换组件中的排气管道连接到排气系统的回路中二次催化之后的位置，以减少或避免对催化作用的影响。

进一步地，如图3和图4所示，阀部件303包括转轴3031和阀元件3032。其中，转轴3031沿其长度方向具有首端和尾端，转轴3031的尾端伸入排气管道301的内部。阀元件3032连接于转轴3031，阀元件3032能够在打开位置和关闭位置之间移动。在所述打开位置处，阀元件3032卡设于并密封连接于排气管道301的内壁面，且阀元件3032打开排气管道301的首端与热交换芯体302的首端之间的连通；在所述关闭位置处，阀元件3032贴合于热交换芯体302的首端，且阀元件3032关闭排气管道301的首端与热交换芯体302的首端之间的连通。

在本实施方式中，通过控制阀元件相对于排气管道的内壁面的位置，使得阀元件在打开位置和关闭位置之间移动，以此打开或关闭排气管道的首端与热交换芯体的首端之间的连通。阀元件与排气管道之间的密封连接能够使得当阀元件处于打开位置时，排气管道的首端内的介质仅能通过热交换芯体流动到排气管的尾端。

更进一步地，如图3和图4所示，阀元件3032具有转动部3033和固定部3034。其中，固定部3034转动连接于转轴3031，固定部3034卡设于并密封连接于排气管道301的内壁面，固定部3034与转轴3031之间围成有开口。转动部3033固定于转轴3031。在所述打开位置处，转动部3033卡设于所述开口，以打开排气管道301的首端与热交换芯体302的首端之间的连通；在所述关闭位置处，转动部3033贴合于热交换芯体302的首端，以关闭排气管道301的首端与热交换芯体302的首端之间的连通。

转动部在打开位置和关闭位置之间移动，若转动部的边缘直接与排气管道的内壁面之间密封，则密封的可靠性较低，且密封不易实现。在本实施方式中，将转动部卡设在固定部中，转动部相对于排气管道的内壁面的位置改变，而固定部固定在排气管的内壁中，使固定部与排气管道的内壁密封，密封的可靠性较高，且密封较易实现。

在本实施方式中，如图3和图4所示，3031的中心线垂直于排气管道301的中心线，阀元件3032的中心线平行于排气管道301的中心线。另外，阀部件303还包括驱动电机3035，驱动电机3035传动连接于转轴3031的首端。驱动电机3035设于排气管道301的外部，转轴3031的首端伸出排气管道301的外部。

在本实施方式中，驱动电机带动转轴转动，转轴的转动会带动转动部转动，而固定部转动连接于转轴，使得固定部能够固定于排气管道的内壁面。

更进一步地，如图3和图4所示，热交换芯体302的内部具有废气通道(未示出)和冷却剂通道(未示出)。所述废气通道与排气管道301的首端相连通，以使所述废气通道内通有废气。所述冷却剂通道内通有冷却剂，所述冷却剂通道内的冷却剂能够与所述废气通道内的废气进行热交换。另外，热交换芯体302的外表面还设有与所述冷却剂通道相连通的冷却剂入口304和冷却剂出口305。冷却剂入口304和冷却剂出口305远离所述冷却剂通道的一端连接于一冷却系统，以形成一冷却回路。其中，冷却剂入口304位于热交换芯体302的首端，冷却剂出口305位于热交换芯体302的尾端。参照图2，排气系统50内的箭头示意出废气的流动方向，冷却系统40内的箭头示意出冷却剂的流动方向。

在本实施方式中，冷却剂出口和冷却剂入口之间相隔较远，冷却剂通道较长，有利于增大冷却剂通道与废气通道之间的接触面积，有利于废气与冷却剂之间充分地进行热交换，从而有利于进一步减少汽车的冷启动阶段的时间，有利于进一步提高汽车的安全性能。

在其他可替代的实施方式中，也可以将冷却剂出口设置在热交换芯体的首端，并将冷却剂入口位于热交换芯体的尾端。

更进一步地，如图3和图4所示，排气管道301靠近热交换芯体302的外壁面上设有首端容置口(未标示出)和尾端容置口(未标示出)。所述首端容置口与排气管道301的内部相连通，热交换芯体302的首端卡设于所述首端容置口。所述尾端容置口与所述首端容置口间隔设置，所述尾端容置口与排气管道301的内部相连通，热交换芯体302的尾端卡设于所述尾端容置口。

对于本实施方式中的热交换组件，阀部件能够根据需要打开或关闭排气管道与热交换芯体之间的连通，阀部件能够控制排气管道与热交换芯体之间的打开或关闭，有利于可控地在热交换芯体内实现热交换。当该热交换组件应用到汽车中的排气系统和冷却系统之间时，能够利用排气系统中排出的废气加热从冷却系统中通入的冷却剂，从而既能够有效地利用废气，减少废气对大气的污染，又能够减少汽车冷启动阶段的时间，有利于提高汽车的安全性能。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种热交换组件，其特征在于，其包括：

排气管道，所述排气管道沿其长度方向具有首端和尾端；

热交换芯体，所述热交换芯体沿其长度方向具有首端和尾端，所述热交换芯体的首端与所述排气管道的首端相连通，所述热交换芯体的尾端与所述排气管道的尾端相连通；

阀部件，所述阀部件设于所述排气管道内并位于所述排气管道的中部，所述阀部件能够打开或关闭所述排气管道的首端与所述热交换芯体的首端之间的连通。

2.如权利要求1所述的热交换组件，其中，所述阀部件包括：

转轴，所述转轴沿其长度方向具有首端和尾端，所述转轴的尾端伸入所述排气管道的内部；

阀元件，所述阀元件连接于所述转轴，所述阀元件能够在打开位置和关闭位置之间移动；

在所述打开位置处，所述阀元件卡设于并密封连接于所述排气管道的内壁面，且所述阀元件打开所述排气管道的首端与所述热交换芯体的首端之间的连通；

在所述关闭位置处，所述阀元件贴合于所述热交换芯体的首端，且所述阀元件关闭所述排气管道的首端与所述热交换芯体的首端之间的连通。

3.如权利要求2所述的热交换组件，其中，所述阀元件具有：

固定部，所述固定部转动连接于所述转轴，所述固定部卡设于并密封连接于所述排气管道的内壁面，所述固定部与所述转轴之间围成有开口；

转动部，所述转动部固定于所述转轴；

在所述打开位置处，所述转动部卡设于所述开口，以打开所述排气管道的首端与所述热交换芯体的首端之间的连通；

在所述关闭位置处，所述转动部贴合于所述热交换芯体的首端，以关闭所述排气管道的首端与所述热交换芯体的首端之间的连通。

4.如权利要求2所述的热交换组件，其中，所述转轴的中心线垂直于所述排气管道的中心线，所述阀元件的中心线平行于所述排气管道的中心线。

5.如权利要求2所述的热交换组件，其中，所述阀部件还包括驱动电机，所述驱动电机传动连接于所述转轴的首端；

所述驱动电机设于所述排气管道的外部，所述转轴的首端伸出所述排气管道的外部。

6.如权利要求1所述的热交换组件，其中，所述热交换芯体具有：

废气通道，所述废气通道位于所述热交换芯体的内部，所述废气通道与所述排气管道的首端相连通，以使所述废气通道内通有废气；

冷却剂通道，所述冷却剂通道位于所述热交换芯体的内部，所述冷却剂通道内通有冷却剂，所述冷却剂通道内的冷却剂能够与所述废气通道内的废气进行热交换。

7.如权利要求6所述的热交换组件，其中，所述热交换芯体的外表面还设有与所述冷却剂通道相连通的冷却剂入口和冷却剂出口；

所述冷却剂入口和所述冷却剂出口远离所述冷却剂通道的一端连接于一冷却系统，以形成一冷却回路。

8.如权利要求7所述的热交换组件，其中，所述冷却剂入口位于所述热交换芯体的首端，所述冷却剂出口位于所述热交换芯体的尾端；

或，所述冷却剂出口位于所述热交换芯体的首端，所述冷却剂入口位于所述热交换芯体的尾端。

9.如权利要求1-8中任意一项所述的热交换组件，其中，所述排气管道靠近所述热交换芯体的外壁面上设有：

首端容置口，所述首端容置口与所述排气管道的内部相连通，所述热交换芯体的首端卡设于所述首端容置口；

尾端容置口，所述尾端容置口与所述首端容置口间隔设置，所述尾端容置口与所述排气管道的内部相连通，所述热交换芯体的尾端卡设于所述尾端容置口。

10.一种热交换系统，其特征在于，其包括冷却系统、排气系统和如权利要求1-9中任意一项所述的热交换组件；

所述排气管道与所述排气系统串联连接；

所述热交换芯体与所述冷却系统串联连接或并联连接。

11.一种汽车，其特征在于，其应用如权利要求10所述的热交换系统。