CN216153522U - 具有集成式分流阀的双热交换器 - Google Patents
具有集成式分流阀的双热交换器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN216153522U CN216153522U CN202120828577.7U CN202120828577U CN216153522U CN 216153522 U CN216153522 U CN 216153522U CN 202120828577 U CN202120828577 U CN 202120828577U CN 216153522 U CN216153522 U CN 216153522U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat exchanger
- valve
- fluid
- fluid port
- valve housing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
- F28F27/02—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus for controlling the distribution of heat-exchange media between different channels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
- F28D9/0037—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the conduits for the other heat-exchange medium also being formed by paired plates touching each other
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
- F28D9/0043—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
- F28D9/005—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another the plates having openings therein for both heat-exchange media
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0093—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
- F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
- F28D2021/0089—Oil coolers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
- F28F2250/06—Derivation channels, e.g. bypass
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2280/00—Mounting arrangements; Arrangements for facilitating assembling or disassembling of heat exchanger parts
- F28F2280/06—Adapter frames, e.g. for mounting heat exchanger cores on other structure and for allowing fluidic connections
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
一种热交换器组件,包括与热致动控制阀组件集成的第一热交换器和第二热交换器,热致动控制阀组件具有第一表面和第二表面,第一热交换器和热交换器以彼此不同的定向,包括彼此成90度和180度,并且并排地附接到第一表面和第二表面。该阀组件具有用于连接至外部流体源的两个流体端口,以及与每个热交换器的入口歧管和出口歧管流体联通的两个流体端口。热交换器可以是变速器油加热器和变速器油冷却器,并且阀组件根据油的温度控制流到热交换器的变速器油。热交换器中的一个或两个可以钎焊或机械地固定至阀组件。阀组件的壳体可以被划分区段,并且每个热交换器钎焊至区段之一。
Description
技术领域
本实用新型涉及各种热交换器组件,其中两个热交换器与阀机构(诸如控制阀或热旁通阀)集成在一起。
背景技术
例如,在汽车行业中,控制阀和/或热阀(热力阀)通常与热交换器结合使用以将流体引导至待冷却/加热的热交换器单元,或将流体引导至汽车系统内的流体回路中的其它位置从而“旁通过”热交换器。控制阀或热阀还被使用在汽车系统内来感测特定流体的温度并将其引导至适当的用于升温或降温的热交换器,以确保循环通过汽车系统的流体在所需的温度范围内。
已知悉,将控制阀或热旁通阀结合到热交换系统中,在热交换系统中,阀连接到两个热交换器,一个用于加热流体,而另一个用于冷却流体。在一些系统中,一个热交换器与阀集成在一起,而另一个热交换器则是远程定位并且借助于外部流体管线连接到阀,例如,如共同转让的美国专利号9,945,623(谢泼德(Sheppard)等人)和美国专利号10,087,793(博耶(Boyer)等人)所公开的。外部流体管线需要各种零件/部件,这增加了整个热交换系统中单个流体连接部的数量。这不仅增加了与系统相关联的总成本,而且还导致了多个潜在的故障和/或泄漏点。尺寸限制也是汽车工业内的一个因素,并且趋势是朝着更紧凑的单元或组件结构发展。
因此,需要改善的热交换器组件,该热交换器组件可以提供控制阀与相关联的热交换器之间的改进的连接,并且还可以导致更紧凑的整体组件。
实用新型内容
根据本公开的一方面,提供了一种热交换器组件,其包括:(a)第一热交换器;包括具有顶部和底部的芯,芯的底部具有第一歧管开口和第二歧管开口;和(b)第二热交换器。第一热交换器和第二热交换器各自包括具有顶部和底部的芯,芯的底部具有第一歧管开口和第二歧管开口。
该热交换器组件还包括:(c)控制阀,该控制阀包括阀壳体以及第一阀元件和第二阀元件,该阀壳体包括:(i)第一表面,该第一热交换器附接到第一表面;(ii)第二表面,该第二热交换器附接到第二表面;(iii)第一流体端口和第二流体端口,第一流体端口和第二流体端口用于连接到第一流体的外部源;(iv)第三流体端口和第四流体端口,第三流体端口和第四流体端口设置在阀壳体的第一表面中,第三流体端口在第一流体端口与第一热交换器的第一歧管开口之间提供流体联通,而第四流体端口在第二流体端口与第一热交换器的第二歧管开口之间提供流体联通;(v)第五流体端口和第六流体端口,第五流体端口和第六流体端口设置在阀壳体的第二表面中,第五流体端口在第一流体端口与第二热交换器的第一歧管开口之间提供流体联通,而第六流体端口在第二流体端口与第二热交换器的第二歧管开口之间提供流体联通;(vi)第一阀腔室,第一阀腔室与第二热交换器的第一歧管开口或第二歧管开口流动联通,其中第一阀元件构造成选择性地阻碍或允许第一流体穿过第一阀腔室去至或者来自第二热交换器;以及(vii)第二阀腔室,第二阀腔室与第一热交换器的第一歧管开口或第二歧管开口流动联通,其中第二阀元件构造成选择性地阻碍或允许第一流体穿过第二阀腔室去至或者来自另一热交换器。
在另一方面中,第二流体端口、第四流体端口和第六流体端口全都通向到阀壳体的第一内部空间中,第一内部空间穿过第四流体端口和第六流体端口与第一热交换器和第二热交换器流体联通;以及其中,第一流体端口、第三流体端口和第五流体端口全都通向到阀壳体的第二内部空间中,第二内部空间穿过第三流体端口和第五流体端口与第一热交换器和第二热交换器流体联通。
在另一方面中,第一内部空间和第二内部空间沿纵向轴线彼此间隔开,并且彼此流体隔离。
在另一方面中,第一阀元件和第二阀元件以及第一阀腔室和第二阀腔室位于第二内部空间内,并且其中第一阀元件和第一阀腔室沿着纵向轴线与第二阀元件和第二阀腔室间隔开。
在另一方面中,该控制阀包括处于第一流体端口和第五流体端口之间的第一阀座,其中第一阀元件能在第一位置和第二位置之间移动,在第一位置中,第一阀元件密封地接合第一阀座以阻碍流体流过第一阀腔室,在第二位置中,第一阀元件与第一阀座间隔开以允许流体流过第一阀腔室;以及其中,控制阀包括位于第一流体端口和第三流体端口之间的第二阀座,其中第二阀元件能在第一位置和第二位置之间移动,在第一位置中,第二阀元件与第二阀座间隔开以允许流体流过第二阀腔室,在第二位置中,第二阀元件密封地接合第二阀座以阻碍流体流过第二阀腔室。
在另一方面中,第一阀元件和第二阀元件沿纵向轴线间隔开,并且能沿纵向轴线移动;其中,第一阀元件和第二阀元件两者都附接至位于第一阀座和第二阀座之间的热致动器;以及其中,第一阀元件和阀元件能与致动器一起在它们各自的第一位置和第二位置之间移动。
在另一方面中,阀壳体进一步包括位于第一阀腔室与第二阀腔室之间的第三阀腔室,其中第三阀腔室包含第一油端口的内部开口,并且还包含热致动器。
在另一方面中,其中阀体和第二热交换器包括一体的第一子组件,该第一子组件的部件通过钎焊结合;以及其中,第一热交换器机械地固定到阀壳体的第一表面。
在另一方面中,第一热交换器的底部结合到适配器板的第一表面,其中第一热交换器和适配器板包括一体的第二子组件,第二子组件的部件通过钎焊结合;其中,适配器板具有被机械地密封至阀壳体的第一表面的第二表面,适配器板包括成对的开口,以在第一热交换器的第三油端口和第四油端口与第一歧管开口和第二歧管开口之间提供流体联通。
在另一方面中,适配器板包括从第一热交换器的外周向外延伸的外周边缘,外周边缘具有多个孔,孔与阀体中的螺纹钻孔对齐,并且其中,适配器板通过多个螺纹紧固件固定至阀体。
在另一方面中,第三油端口和第四油端口与第一个热交换器的相应的第一歧管开口和第二歧管开口偏离;其中,适配器板包括成对的传输通道,传输通道中的每一个包括从热交换器的底部突伸出并且平行于第一热交换器的底部、从第三油端口和所述第四油端口之一到第一热交换器的相关联的第一歧管开口或第二歧管开口延伸的凹谷;以及其中,阀体的第一表面包括凹陷部分,在凹陷部分中设置有第三油端口和第四油端口,凹陷部分接纳适配器板的传输通道。
在另一方面中,第一表面和第二表面位于阀体的相对两侧并且彼此平行,使得第一热交换器和第二热交换器位于阀体的相对两侧;以及其中,阀体还包括第三表面,在第三表面中设有第一端口和第二端口中的至少一个。
在另一方面中,第一热交换器钎焊或机械地固定至阀壳体的第一表面,并且第二热交换器钎焊或机械地固定至阀壳体的第二表面。
在另一方面中,阀壳体的第一表面和第二表面布置成彼此呈90度,使得第一热交换器和第二热交换器布置成彼此呈90度;以及其中,阀体还包括其中设置有第一端口和第二端口的第三表面,其中该第三表面布置成与第一表面和第二表面中的一个呈约180度。
在另一方面中,热交换器组件包括第一子组件和第二子组件,并且阀壳体包括第一阀壳体部段和第二阀壳体部段;其中,第一阀壳体部段包括阀壳体的第一表面,而第二阀壳体部段包括阀壳体的第二表面;其中,第一子组件包括第一热交换器和第一阀壳体部段,而第二子组件包括第二热交换器和第二阀壳体部段;其中,第一阀壳体部段包括第一连接表面,而第二阀壳体部段包括第二连接表面;以及其中,第一子组件和第二子组件沿着第一连接表面和第二连接表面机械地结合在一起。
在另一方面中,第一阀元件和第二阀元件、第一阀腔室和第二阀腔室,以及第一流体端口和第二流体端口都位于第二阀壳体部段中。
在另一方面中,第三油端口和第四油端口延伸跨越第一连接表面和第二连接表面。
在另一方面中,第一阀壳体部段的第一表面与第一连接表面成90度角,而第二阀壳体部段的第二表面与第二连接表面成90度角,使得第一表面和第二表面并排。
在另一方面中,第三油端口和第四油端口中的每一个都包括90度的弯曲。
在另一方面中,该热交换器组件还包括:旁通流动通路,该旁通流动通路在第一内部空间与第二内部空间之间提供流体联通;以及压力致动的旁通阀元件,该旁通阀元件用于选择性地阻碍或允许第一流体穿过旁通流动通路从第一内部空间流到第二内部空间;其中,该旁通阀元件由高压条件致动,其中在第一内部空间与第二内部空间之间存在预定压降。
附图说明
现在将参考附图通过示例的方式描述本公开的示例性实施例,附图中:
图1是根据第一实施例的热交换器组件的立体图;
图2是图1的热交换器组件的立体图,并且第二热交换器处于拆解状态;
图3是图1的热交换器组件的立体图,并且第一热交换器处于拆解状态;
图4是沿图1的线4-4’截取的截面图,其中阀处于冷状态;
图5A是沿图1的线4-4'截取的阀体的独立截面图;
图5B是图4的阀机构的放大图,示出了阀处于热状态;
图5C是图4的阀机构的部件的放大图;
图5D是类似于图5B的放大截面图,示出了图1的热交换器组件的包括一个高压旁路的变型;
图6是从根据第二实施例的热交换器组件的第一端观察的部分拆解立体图;
图7是从根据图6的热交换器组件的热交换器组件的第二端观察的部分拆解立体图;
图8是从根据第三实施例的热交换器组件的第一端观察的部分拆解立体图;
图9是从根据第四实施例的热交换器组件的第一侧观察的部分拆解立体图;
图10是从图9的热交换器组件的第二侧观察的立体图;
图11是沿图9中的线11-11’截取的截面图,示出了隔离的阀组件;
图12是从根据本公开的第五实施例的热交换器组件的第一侧观察的立体图;
图13是从图12的热交换器组件的第二侧观察的立体图;
图14是沿图13中的线14-14’截取的截面图;
图15是用于机动车辆的流体循环系统的示意图。
具体实施方式
现在参考图1-图5C描述根据第一实施例的热交换器组件10。
热交换器组件10包括第一热交换器12、第二热交换器14和热阀组件16。
第一热交换器12由多个冲压的热交换器芯板18、20构成,这些芯板18、20以相互交替、堆叠、钎焊的方式设置以形成热交换器芯22,并且在堆叠的芯板18、20之间形成交替的第一流体流动通路和第二流体流动通路24、26。第一流体流动通路24用于第一热传递流体流,而第二流体流动通路26用于第二热传递流体流。在本实施例中,第一热传递流体(在本文中也被称为“第一流体”或“油”)是变速器油,而第二热传递流体(在本文中也被称为“第二流体”或“冷却剂”)是发动机冷却剂,其通常包括乙二醇或乙二醇/水混合物。在其它实施例中,第一热传递流体可以是发动油。在本实施例中,第一热交换器12设置成用于将热量从冷却剂传递到变速器油,并且因此在本文中也被称为变速器油加热器或“TOH”。
芯板18、20可以彼此相同,其中芯板18、20的交替布置是通过使堆叠中的每隔一个芯板18、20相对于堆叠中的邻近芯板18、20转180度(即,端对端)来实现的。图3的部分分解视图示出了芯板18、20中的一些,然而,热交换器12的多数芯板未在图3中示出。
芯板18、20各自包括在所有侧面上由倾斜的边缘壁30围绕的总体上平面的基部28。芯板18、20彼此一个堆叠在另一个顶部,并且它们的边缘壁30嵌套、密封地接合。每个芯板18、20在其四个角附近设有四个孔32、34、36、38,根据特定应用的需要,这些孔各自用作为用于第一热传递流体或第二热传递流体的入口孔或出口孔。两个孔32、34相对于芯板18、20的基部28升高,并且形成在升高的凸台中,该凸台具有围绕孔32、34的平坦密封表面。另外两个孔36、38与板18、20的基部28共面或齐平。两个升高的孔32、34布置在芯板18、20的相对两端处,并且两个齐平的孔36、38类似地布置在芯板18、20的相对两端。
一个芯板18或20中的升高的孔32、34与邻近的芯板18或20的齐平的开口对齐,并且围绕升高的孔32、34的平坦密封表面密封抵靠围绕着邻近的芯板18或20的齐平的孔36、38的基部28的区域。芯板18、20之间的这种接合使邻近的芯板18、20的基部28间隔开,由此限定交替的第一流体流动通路和第二流体流动通路24、26。每个流体流动通路24或26将具有由齐平的孔36、38限定的入口开口和出口开口,所述齐平的孔36、38与邻近芯板18、20的升高的孔32、34对齐。
如本领域中已知的,每个流体流动通路24、26可以设置有湍流器片40(仅在图8中示出),以改善热传递。替代地,芯板18、20可以包括传热增强特征(未示出),诸如形成在芯板18、20的平面基部28中的肋和/或凹窝,如本领域所知。
芯板18、20中的孔32、34、36、38对齐以形成通过第一流体流动通路24联接在一起的第一歧管42和第二歧管44,以及通过第二流体流动通路26联接在一起第三歧管46和第四歧管48。取决于通过热交换器12的期望流动方向,第一歧管或第二歧管42、44可以是油入口歧管或油出口歧管,并且第三歧管或第四歧管46、48可以是冷却剂入口歧管或冷却剂出口歧管。而且,第一热传递流体在第一流体流动通路24中的流动方向可以与第二热传递流体在第二流体流动通路26中的流动方向相同(“并流”)或相反(“逆流”)。
芯22中的芯板18、20被封围在顶板和底板50、52(本文中也被称为“端板”)之间。顶板和底板50、52一起封闭每个歧管42、44、46、48的一端,并且在歧管42、44、46、48的另一端提供导管开口。在本实施例中,顶板50具有两个导管开口54、56,它们为第二热传递流体(冷却剂)限定了入口开口和出口开口,且底板52具有两个导管开口58、60,它们为第一热传递流体(油)限定了入口开口和出口开口。本文中使用术语“顶部”和“底部”仅为方便起见,其中每个热交换器12、14的底部靠近阀组件16,而每个热交换器12、14的顶部远离阀组件16。
顶板50可以总体上具有与芯板18、20相同的形状,具有平面的基部28和倾斜的边缘壁30,并且其两个导管开口54、56与平面基部28齐平并且与邻接的芯板18或20的两个齐平孔36、38对齐。因此,顶板50构造成允许第二热传递流体(冷却剂)通过其在热交换器12顶部处的两个导管开口54、56进入和离开热交换器12的第三歧管和第四歧管46、48,而顶板50的平面基部28密封第一歧管42和第二歧管44的顶端。
在本实施例中,第一热交换器12的顶部设有成对的管状配件80、82,第二流体(冷却剂)穿过这些管接头进入和离开热交换器12。管状配件80、82构造成用于连接至车辆冷却剂循环系统中的软管或管(未显示)。配件80、82与导管开口54、56流体联通,并且可选择地穿过配件适配器板62与顶板50密封连接,适配器板62包括与导管开口54、56对齐的成对的开口64、66。配件适配器板62除了竖直的套环68之外都是平直的,套环68围绕开口64、66并且延伸到配件80、82的基部中。配件适配器板62装配在顶板50的边缘壁30内部,并且钎焊至顶板50的基部28。可以理解,配件适配器板62是可选的。
如图3所示,底板52总体上可以具有与芯板18、20相同的形状,具有总体平坦的基部28和倾斜的边缘壁30。底板52具有两个导管开口58、60,它们与平面基部28齐平并且与紧邻的芯板18或20的两个齐平孔36、38对齐。因此,底板52构造成允许第一热传递流体(油)穿过其在热交换器12底部处的两个导管开口58、60进入和离开热交换器12的第一歧管和第二歧管42、44,同时底板52的平面基部28密封第三歧管和第四歧管46、48的底端。
第二热交换器14在结构上类似于第一热交换器12,并且热交换器14的部件在图2的部分分解视图中最佳可见。在本实施例中,第一热交换器和第二热交换器12、14的芯22包括许多相同的部件,这些部件在本文中用相同的附图标记表示。第一热交换器12的这些类似编号的部件的上述说明同样适用于第二热交换器14。然而,从附图中可以看出,第一热交换器和第二热交换器12、14的高度不同,因为它们包括不同数量的芯板18、20,这是由于每个热交换器12、14中的加热/冷却要求不同的缘故。在本实施例中,第一热交换器12包括的芯板18、20比第二热交换器14更多。
第二热交换器14设置成用于将热量从第一热传递流体(油)传递到第二热传递流体(冷却剂),并且因此在本文中也被称为变速器油冷却器或“TOC”。可以理解,图2仅示出了芯板18、20中的一些,并且多数芯板未在本文中示出。图2还示出了可选的垫板76,其可以设置在配件适配器板62的顶部,以提供用于将配件80、82钎焊至板62的钎焊填料金属。对应的垫板(未示出)也可以设置在第一热交换器12中。
热阀组件16在本文中也被称为控制阀或分流阀。在本实施例中,阀组件16与第一热交换器和第二热交换器12、14集成在一起并且定位在它们之间,并且第一热交换器和第二热交换器12、14布置在阀组件16的相对两侧上,即彼此成约180度。然而,可以理解,热交换器之间的角度取决于具体应用可以大于或小于180度。
阀组件16包括阀壳体84,该阀壳体84可以具有整体的一件式结构,并且可以通过铸造、挤压、锻造和/或机械加工形成。壳体84包括用于接收和排放第一热传递流体的第一油端口至第六油端口86、88、90、92、94和96。所有的六个端口都由被流动通路连接的外部开口和内部开口限定,如下文进一步讨论。
第一油端口和第二油端口86、88设置成用于将阀组件16连接到第一热传递流体的外部源。如下文进一步讨论的,第一油端口和第二油端口86、88直接或间接地连接到位于具有内燃发动机的车辆的流体循环系统内的自动变速器。第一油端口和第二油端口86、88可以在接近其外部开口处呈内螺纹型式,以与外螺纹型式的流体连接配件(诸如快速连接配件98、100)啮合,但是可以使用任何类型的合适的配件结构。
第三油端口和第四油端口90、92设置成用于流体连接至第一热交换器12的底板52的导管开口58、60,并且油端口90、92的外部开口都设置在壳体84的第一表面102中,这将在下面进一步描述。
第五油端口和第六油端口94、96设置成用于流体连接至第二热交换器14的底板52的导管开口58、60,并且油端口94、96的外部开口都设置在壳体84的第二表面104中,这将在下面进一步描述。如附图所示,第一表面和第二表面102、104基本上平坦并且彼此平行,并且面向相反的方向。此外,在本实施例中,第一油端口和第二油端口86、88的外部开口都设置在第三表面106中,该第三表面106位于表面102、104之间并且与之成约90度角。然而,不必使油端口86、88位于同一表面106中,或者不必使该表面与第一表面和第二表面102、104成90度布置。相反,表面106可以定向成与表面102、104中的每一个成大于或小于90度。
从附图中,特别是图5A的分离的视图中可以看出,具有平坦、平行、相对的表面102、104以及与其正交的侧表面的阀壳体84A适于通过挤出成型产生,即挤出方向与表面102、104正交并且与相邻的侧表面平行。阀壳体84的挤出成型可有利于制造大量的阀壳体84。
如图4和图5A所示,第二油端口88与第四油端口92和第六油端口96两者流体联通,其中,所有这三个油端口88、92、96都通向到壳体84的第一内部空间108中,而这限定了油端口88、92、96的内部开口。因此,第一内部空间108通过第四油端口和第六油端口92、96与两个热交换器12、14流体联通。第一内部空间108可以包括相交的多个钻孔,该多个钻孔包括一个在壳体84的第一表面和第二表面102、104之间延伸并且限定油端口92、96的流动通路的平直钻孔,以及从第三表面106向内延伸并且限定第二油端口88的流动通路的另一个平直钻孔。在本实施例中,第一内部空间108可以限定入口腔室,油通过第二油端口88进入该入口腔室,随后通过第四油端口92或第六油端口96分配到第一热交换器或第二热交换器12、14中。然而,油流的方向可以反转,使得第一内部空间108包括出口腔室,油从第一热交换器或第二热交换器12、14接收到出口腔室中,随后通过第二油端口88排放。
从图4和图5A还可以看出,第一油端口86与第三油端口90和第五油端口94两者流体联通,其中,这三个油端口都通向到壳体84的第二内部空间110。因此,第二内部空间110通过第三油端口和第五油端口90、94与两个热交换器12、14流体联通。第二内部空间110可以包括多个相交的钻孔,包括从阀体84的开口端向内延伸的纵向延伸的阀钻孔112,以及限定第一油端口、第三油端口和第五油端口86、90、94中的每个的流动通路的钻孔。第一内部空间和第二内部空间沿纵向轴线L(图5A)间隔开并且彼此流体隔离,这意味着它们不通过阀体84内的流体流动路径连接。
如图5A最佳可见,阀钻孔112由第一阀腔室、第二阀腔室和第三阀腔室114、116和118组成。阀腔室布置成沿纵向轴线L从阀钻孔112的开口端388向内延伸,并且第三阀腔室118位于第一阀腔室114和第二阀腔室116之间。阀腔室114、116、118中的每个分别包含第一油端口、第三油端口和第五油端口86、90、94之一的内部开口。在本实施例中,第一阀腔室114包括第五油端口94的内部开口;第三(中间)阀腔室118包括第一油端口86的内部开口;并且第二阀腔室116包括第三油端口90的内部开口。
阀钻孔112的第一阀腔室、第三阀腔室和第二阀腔室114、118、116沿纵向轴线L按序布置。第一阀腔室和第三阀腔室114、118通过第一肩部120彼此分开,而第二阀腔室和第三阀腔室116和118通过第二肩部122分开。肩部120、122本身并不阻碍阀腔室114、116、118之间的流体流动,然而,第二肩部122用作环形阀座,如下文进一步所述。因此,阀钻孔112呈阶梯形钻孔的形式,并且在第一肩部和第二肩部120、122中的每一个的直径逐渐减小。
第二内部空间110的阀钻孔112容纳用于控制第一油端至第六油端口86、88、90、92、94、96之间的油的流动的热阀机构386。壳体84包括位于阀钻孔112开口端的阀插入开口388,允许在将组件10的其它部件钎焊在一起后将热阀机构386插入到阀钻孔112中,如下文进一步所述。
热阀机构386的各个部件如图5C最佳所见。阀机构386包括热或温度响应致动器390(即,蜡马达或电子阀机构,诸如电磁阀或任何其它合适的阀机构)。阀盖392密封阀机构386并且密封地关闭阀插入开口388。在图示的实施例中,致动器390是包括致动器活塞394的热致动器,该致动器活塞394可借助于致动器390中包含的蜡(或其它合适的材料)的膨胀/收缩而在第一位置和第二位置之间移动。当蜡与流动通过阀钻孔112的油接触而被加热/冷却时,蜡膨胀/收缩,并且蜡被选择成使得其在特定温度下膨胀,该特定温度通常在约50摄氏度-90摄氏度范围内,但取决于特定应用。致动器390的主体定位在第三阀腔室118中靠近第一油端口86,并且因此取决于油的流动方向与流入或流出第一油端口86的油接触。代替蜡马达,致动器活塞394可以由电磁线圈或任何其它合适的阀激活装置的激活来控制。
阀盖392通过弹性弹簧夹396保持在阀插入口388内,该弹性弹簧夹396被接纳在位于阀插入开口388处的环形沟槽内,并且抵靠阀盖392的外表面。盖392通过诸如O形环398的弹性密封元件而密封在开口388内,该O形环398被接纳在阀盖392的外表面与阀钻孔112的内表面之间,并且O形环398被接纳在阀盖392外表面的沟槽中。
阀盖392包括其内表面上的、其中接纳活塞394的端部的凹陷400,并且阀机构386还包括与阀盖392集成为一体的阀芯(spool)构件402。阀芯构件402包括环形端部分404,其与第一肩部120附近的阀钻孔112密封接合,并且限定由环形第一阀座412围绕的圆形第一阀开口410。
阀芯构件402还包括将阀盖392结合到环形端部404的多个间隔开的纵向肋414,其中流动开口416限定在各肋414之间,以允许第一阀开口410和第一油端口86之间的流体联通。如图4和图5B所示,环形端部404、第一阀座412和第一阀开口410位于或靠近将第一阀腔室和第三阀腔室114、118分隔开的第一肩部120。
阀机构386还包括第一阀元件418和第二阀元件420。第一阀元件418被构造成选择性地阻碍或允许油流过第一油端口86和热交换器12、14中的一个(在本实施例中具体是第二热交换器14)之间的第一阀腔室114。第二阀元件420被构造成选择性地阻碍或允许油流过第一油端口86和热交换器12、14中的另一个(在本实施例中具体是第一热交换器12)之间的第二阀腔室116。
在本实施例中,第一阀元件和第二阀元件418、420都连接到阀致动器390,并且当阀致动器390纵向位移时,它们都纵向位移。在这方面,第一阀元件418包括环形盘,其承载在阀致动器390的第一端上;第二阀元件420也呈环形盘形式,其承载在阀致动器390的第二端上。第二阀元件420可以滑动地接纳在靠近其第二端的阀致动器390的外圆柱表面上。第二阀元件420由呈螺旋弹簧形式的第一弹簧构件422朝向阀致动器390的第二端偏置,第一弹簧构件422围绕阀致动器390的外圆柱表面,并且具有抵靠阀致动器390的环形肩部的相对端。
阀机构386还包括第一阀座和第二阀座。第一阀座412如上所述,并且包括阀芯构件402的环形端部404的平坦、平面的环形端面。在冷流条件下,第一阀座412与第一阀元件418密封。第二阀座122在上文被限定为分隔第二阀腔室和第三阀腔室116、118的环形肩部。在热流条件下,第二阀座122与第二阀元件420密封。
如下文进一步讨论的,阀机构386可操作以使第一阀元件418在其密封地接合第一阀座412的位置和其与第一阀座412间隔开的位置之间纵向地移动。阀机构386还可操作以使第二阀元件420在其密封地接合第二阀座122的位置和其与第二阀座122间隔开的位置之间纵向地移动。
第一弹簧构件422用作超控(override)弹簧,其阻止第二阀元件420远离第二阀座122的纵向运动。呈螺旋弹簧形式的第二弹簧构件428从阀致动器390的第二端纵向延伸并且进入到第二阀腔室116中。第二弹簧构件428用作复位弹簧,其阻止第二阀元件420朝向第二阀座122的纵向运动(用作相对于第一弹簧构件422的对逆弹簧(counter-spring)),并且其抵抗第一阀元件418背向第一阀座412的纵向运动。
图4示出了阀机构386,其中致动器390的活塞394处在缩回状态中。这限定阀机构386的“冷”状态,其中流动通过阀钻孔112并与致动器390接触的油相对较冷,且致动器390内部的蜡材料处于收缩状态。例如,在车辆冷起动期间,存在这种冷状态。在冷状态期间,发动机冷却剂通过循环穿过车辆内燃发动机来加热,并且被加热的冷却剂的一部分循环穿过TOH 12的第二流体流动通路26,在该处它将热量传递到流过第一流体流动通路24的油。
在冷状态下,穿过第二油端口88进入阀组件16的油将优先流入到第一热交换器12(TOH)的第一流体流动通路24中,这是因为阀机构386可有效地提供第一热交换器12与第一油端口和第二油端口86、88中的一个之间经过构成阀钻孔112的一个或多个腔室114、116、118的流体联通,同时阻碍第二热交换器14与第一油端口和第二油端口86、88中的一个之间经过构成阀钻孔112的一个或多个腔室114、116、118的流体联通。
在冷状态下,第一阀元件418与阀芯构件402的第一阀座412密封地接合,由此防止第一阀腔室和第三阀腔室114、118之间的流体联通,并且防止第五油端口94与第一油端口86之间经过第一阀腔室114的流体联通。因此,在冷状态下,通过由第一阀元件418阻碍第一阀开口410来防止第二热交换器14(TOC)与第一油端口86之间经过第一阀开口410的油的流动。
同样在冷状态下,第二阀元件420与第二阀座122纵向间隔开,其中该间隔可限定第二阀开口430。因此,允许在第二阀腔室和第三阀腔室116、118之间进行流体联通,由此允许第三油端口90与第一油端口86之间经过第二阀腔室116的流体联通。因此,允许第一热交换器(TOH)与第一油端口86之间经过第二阀开口430的油的流动。
随着流过阀钻孔112的油的温度增加,会引起致动器内部的蜡材料390受热并且膨胀。蜡材料膨胀引起活塞394伸出。活塞394的伸出引起致动器390的主体以及相关联的第一阀元件和第二阀元件418、420发生纵向位移。这限定阀机构386的“热”状态,如图5B所示,其中流过阀钻孔112且与致动器390接触的油相对较暖,并且致动器390内部的蜡材料处于膨胀状态。例如,在车辆正常运行期间,存在这种热状态。
在热状态下,穿过第二油端口88进入阀组件16的油将优先流入到第二热交换器14(TOC)的第一流体流动通路24中。在这种状态下,阀机构386可有效地提供第二热交换器14与第一油端口和第二油端口86、88中的一个之间经过构成阀钻孔112的一个或多个腔室114、116、118的流体联通。该阀机构还阻碍第一热交换器12与第一油端口和第二油端口86、88中的一个之间经过构成阀钻孔112的一个或多个腔室114、116、118的流体联通。
更具体地,致动器390被移位足够的距离,使得第一阀元件418与第一阀座412纵向地间隔开,以允许第一阀腔室114与第三阀腔室118之间经过第一阀开口410的流体联通,并且允许第五油端口94与第一油端口86之间经过第一阀腔室114的流体联通。因此,通过第一阀开口410的开口来允许第二热交换器14(TOC)与第一油端口86之间经过第一阀开口410的油的流动。在热状态下,相对较冷的发动机冷却剂流被循环穿过TOC 14的第二流体流动通路26,在该处其吸收来自流过第一流体流动通路24的油的热量。
同样在热状态下,第二阀元件420与第二阀座122密封接合,以防止第二阀腔室和第三阀腔室116、118之间经过第二阀开口430的流体联通,并且防止第三油端口90与第一油端口86之间经过第二阀腔室16的流体联通。因此,通过阻碍第二阀开口430来防止第一热交换器(TOH)12与第一油端口86之间的油的流动。
如上所述,第二阀元件420在第一弹簧构件和第二弹簧构件422、428之间滑动地且弹性地安装在致动器390上。可以选择第一(超控)弹簧构件422的额定值(刚度系数),以对阀组件16提供热压旁通功能。在热状态下,热的变速器油流过第二热交换器14(TOC)。在热状态下油压的峰值可引起第二热交换器14的损坏,并且因此第一弹簧构件422的额定压力可选择成:当TOC中的油压上升到选定的压力阈值之上时,第二阀元件420将克服第一弹簧构件422的力而被迫脱离与第二阀座122的接触。例如,在一些实施例中,压力阈值可以是约30psi。
在高压状况期间,流过第二热交换器14的油的量将减少,并且油的至少一部分被分流穿过第一热交换器12,第一热交换器12可以具有比第二热交换器14高的额定压力。一旦油压恢复到低于临界值的水平,第一弹簧构件422将迫使第二阀元件420与第二阀座122接合,以再次使热的油流过第二热交换器14。
热交换器组件10可以包括附加元件以提供压力旁路,由此在可能产生高油压的特定车辆运行条件下,油的至少一部分将旁通过第一热交换器和第二热交换器12、14的第一流体流动通路24。例如,冷的变速器油相对粘稠,并且当冷的油在阀组件16处于冷状态时穿过第一热交换器12(TOH)时,可能在第一热交换器12的油入口歧管和油出口歧管42、44之间产生高压降。此外,如上所述,在阀组件16处于热状态的情况下,油压力可能产生峰值,从而导致第二热交换器14(TOC)中的高的油压力。因此,热交换器组件10可以包括高压旁路,其允许油的至少一部分在高压状况下旁通过两个热交换器12、14的第一流体流动通路24,该高压状况可能随着阀组件16处于冷状态或热状态而发生。
例如,图5D示出热交换器组件10的变型,其中组件10还包括在第一内部空间108与第二内部空间110之间纵向延伸并且与它们流体联通的旁通流动通路354。在本示例中,旁通流动通路354可以包括阀钻孔112的纵向延伸的延伸部。旁通流动通路354具有比第二阀腔室116小的直径,从而在第二阀腔室116与旁通流动通路354之间形成第三环形肩部356。
图5D中的热交换器组件还包括压力致动的阀元件358(本文中也被称为“第三阀元件”),其适于选择性地阻碍或允许第一流体(油)从第一内部空间108到第二内部空间110流过旁通流动通路354。在图示的布置中,第二弹簧构件428(复位弹簧)的与固定到致动器390的一端相对的一端固定到第三阀元件358,该第三阀元件358呈阀塞的形式。第三阀元件358具有环形密封表面360,其适于密封地接合第三环形肩部356(本文中也被称为“第三阀座”)以如图5D所示的那样阻碍旁通流动通路354,在那里油压不超过预定阈值水平。图5D示出了处于热状态的阀组件16,然而,第二弹簧构件428在冷状态下也维持第三阀元件358与第三环肩356之间的接合,例如,如共同转让的美国专利申请号16/189,166中描述和示出的,其全部内容可整体援引到本文中。
当第二油端口88是油入口端口而第一油端口86是油出口端口时,第一内部空间108与第二内部空间110之间足够大的预定压差(或压降)将致动旁通阀元件358,使其脱离与第三阀座356的接合并且允许油从第一内部空间108流到第二内部空间110。从图5D中可以看出,当阀组件16处于热状态时,油压必须足够高,以使第二阀元件和第三阀元件420、358从它们各自的阀座122、356移位,从而使热的油的至少一部分旁通过两个热交换器12、14而从第二油端口88(入口)直接流到第一油端口86(出口)。
在图5D中的阀组件16处于冷状态的情况下,第二阀元件420与第二阀座122间隔开(如图4中所示),使得油压只需将第三阀元件358从第三阀座356移开即能够使冷的油的至少一部分从第二油端口88直接流到第一油端口86,由此旁通过两个热交换器12、14。
尽管图5D示出了特定的高压旁路布置,但是可以理解,可以将高压旁路的替代形式结合到热交换器组件10中。例如,阀组件16可以包括释压阀,该释压阀包括在旁通流动通路354内部的分离的弹簧和阀元件,而不是使第三阀元件358连接到复位弹簧428。替代地,热交换器12、14中的一个或两个可以设有如共同转让的美国专利申请号16,839,061中公开的压力旁通阀组件,其全部内容通过引用纳入本文。在第一热交换器或第二热交换器12、14中结合这样一个压力旁通阀组件将允许冷的或热的油直接在油歧管42、44之间流动,而不会在高压情况下穿过第一流体流动通路24。
图15示意性地示出了结合到机动车辆的流体循环系统444中的热交换器组件10。流体循环系统444包括冷却剂循环回路,其包括内燃发动机446、散热器464以及第一热交换器和第二热交换器80、82。流体循环系统444还包括变速器油循环回路,其包括变速器454和阀组件16。冷却剂循环回路的导管以实线示出,而变速器油循环回路的导管以虚线示出,并且以箭头示出每个回路中的流动方向。系统444使用发动机冷却剂以交替地加热和冷却在系统444内循环的变速器油,并且热交换器组件10控制对油的加热或冷却。
冷却剂导管448、450将第一热交换器12(TOH)连接至冷却剂循环回路,其中冷却剂导管450直接从发动机446的冷却剂出口或者发动机446紧接着的下游接收被加热的冷却剂,并且将其通过冷却剂入口配件80输送至TOH 12。在将热量传递到第一热交换器12中的油之后,冷却剂从冷却剂出口配件82排放到冷却剂导管448中,并且流向散热器464。
冷却剂循环回路还包括将第二热交换器14(TOC)连接至冷却剂循环系统的冷却剂导管456、456,其中冷却剂导管456直接从散热器464或者散热器464紧接着的下游接收被冷却的冷却剂,并且将其输送至TOC 14的冷却剂入口配件80。当在第二热交换器14中从油去除热量后,冷却剂从冷却剂出口配件82排放到冷却剂导管448中,并且流向散热器464。
无论阀组件16的运行状态如何,冷却剂都可以连续循环穿过TOC 14和TOH 12。
在本实施例中,热交换器组件10的许多金属部件(即,不包括热阀机构386)可以由铝(包括其合金)构成,并且通过钎焊结合在一起。例如,热交换器模块10的这些金属部件可以被组装起来,然后在钎焊炉中加热到钎焊温度,由此如本领域中已知的那样使金属部件在单个钎焊操作中被钎焊在一起而形成钎焊子组件。在钎焊操作之后,热阀机构386随后被组装到被钎焊的子组件。
在某些情况下,热交换器组件10的高度使得难以将所有金属部件维持在钎焊炉内部所需的钎焊温度范围内。如果这是一个问题,那么热交换器12、14中的一个或两个可以以分开的钎焊操作来组装,并且随后可以机械地固定到热阀组件16的其中一个表面上。
例如,在根据第一实施例的热交换器组件10中,第二热交换器14和热阀组件16(不包括阀机构386)的金属部件以单个钎焊操作钎焊在一起以提供一体性,一件式的第一子组件142包括第二热交换器14和热阀组件16的金属部件而不包括阀机构386。
在该钎焊操作期间,第二热交换器14的底板52例如通过钎焊密封地结合到阀壳体84的第二表面104。底板52可以直接地或通过垫片70钎焊至第二表面104,垫片70具有与底板52的导管开口58、60对齐的成对的开口72、74。由于第五油端口和第六油端口94、96的外端可以与底板的导管开口58、60稍微偏离,因此阀壳体84的第二表面104可以设有传输通道124、126,以在油端口94、96与相应的导管开口58、60之间提供流体联通。传输通道124、126可以通过机械加工而形成在第二表面104中。在一些实施例中,传输通道可以设置在被插设到底板52与第二表面104之间的分离的适配器板中,然而,这增加了部件的数量。
第一热交换器12的金属部件以分离的钎焊操作密封地结合在一起。第一热交换器12和阀组件16两者都包括允许将第一热交换器12机械地紧固到阀壳体84的第一表面102的特征。这些功能现在下文中描述。
第一热交换器12包括底板52并且可选地包括垫板70,两者都如上所述。此外,第一热交换器12的底部可以设有适配器板146,其具有第一表面148和相对的第二表面150。适配器板146的第一表面148与底板52或可选的垫板70密封地结合,并且形成第二子组件144的一部分。因此,在其中组装第一热交换器12的同一个钎焊操作期间,适配器板146结合到第一热交换器12。
适配器板146包括一对开口152、154,以在阀组件16的第三油端口和第四油端口90、92与底板52的导管开口58、60之间提供流体联通。因为第三油端口和第四油端口90、92的外端可以稍微偏离导管开口58、60,所以适配器板146可以设有传输通道156、158,以在第三油端口和第四油端口90、92与导管开口58、60之间提供流体联通。在本实施例中,适配器板146呈成形板的形式,通过冲压或拉伸形成,并且传输通道156、158包括凹谷,其沿向下方向(即远离第一热交换器12的底板52)突伸出,并且在第三油端口和第四热油端口90、92和与其相关联的导管开口58、60之间平行于底板52延伸。适配器板146中的开口152、154各自形成在传输通道156、158中的相应一个的一端,并且与相应的第三油端口和第四油端口90、92对齐。尽管在本实施例中适配器板146呈成形板的形式,但这不是必需的。相反,适配器板146可以替代地包括较厚的平板,在其中传输通道156、158包括部分地或完全地延伸穿过适配器板146厚度的沟槽或通道。此外,适配器板146不一定要具有向上翻转的外周边缘。
适配器板146的第二表面150例如通过多个螺纹紧固件160(诸如螺栓或螺钉)机械地密封至阀组件16的第一表面102。在本实施例中,适配器板146的外周边缘从第一热交换器12的芯22的外周向外延伸,并且设有与阀体84中的螺纹钻孔164对齐的多个孔162。弹性密封元件166(诸如O形环)围绕每对成对对齐的油端口90、92和开口152、154,以防止适配器板146与阀组件16的第二表面102之间的流体泄漏。每个O形环166可以被接纳在阀组件16的第一表面102中的圆形沟槽168内部。
在本实施例中,构成适配器板146的传输通道156、158的凹谷可以在孔162所在平面下方间隔开。因此,阀组件16的第一表面102包含油端口90、92的部分170可以凹陷在其外周边缘下方,外周边缘中设有螺纹钻孔164。在本实施例中,凹陷部分170接纳传输通道156、158,并且包括宽的、纵向延伸的沟槽170。
现在参考图6和图7描述根据第二实施例的热交换器组件470。热交换器组件470在结构上类似于上文描述的热交换器组件10,并且包括许多相同的部件,这些相同的部件在本文中用相同的附图标记表示。热交换器组件10的这些类似编号的部件的上述说明同样适用于组件470。
热交换器组件470的第一热交换器和第二热交换器12、14密封地结合到阀组件16的相对的第一表面和第二表面102、104,并且因此布置成彼此呈大约180度。然而,根据具体应用,第一表面和第二表面之间的角度可以大于或小于180度。与热交换器组件10一样,热交换器组件470的第一热交换器12(TOH)机械地固定至阀组件16的第一表面102。然而,组件470的第二热交换器14也机械地固定至阀组件16,而不是钎焊至阀组件16的第二表面104。为了允许两个热交换器12、14的机械固定,阀壳体84的螺纹钻孔164可以是双端的以从两端接纳螺纹紧固件160,或者可以设为分离的、成组的螺纹钻孔164以固定第二热交换器14。此外,第二热交换器14可以设有与第一热交换器12相同或类似的连接装置,包括适配器板146,该适配器板146的第一表面148直接地或通过可选的垫板70(图6和图7中未示出)钎焊至热交换器14的底板52。在本实施例中,第二热交换器14的底板52中的开口58、60之一与阀组件16的对应的第五端口或第六端口94、96对齐,并且因此传输通道156或158呈圆形凸台的形式。在本实施例中,阀组件16的第一表面和第二表面102、104两者都可以设有弹性密封元件166、圆形沟槽168和纵向沟槽170,所有这些都如上文所述。
现在参考图8描述根据第三实施例的热交换器组件480。热交换器组件480在结构上类似于上文描述的热交换器组件10,并且包括许多相同的部件,这些相同的部件在本文中用相同的附图标记表示。热交换器组件10的这些类似编号的部件的上述说明同样适用于组件480。
热交换器组件480的第一热交换器和第二热交换器12、14密封地结合到阀组件16的相对的第一表面和第二表面102、104,并且因此布置成彼此呈大约180度。然而,根据具体应用,第一表面和第二表面之间的角度可以大于或小于180度。与热交换器组件10一样,热交换器组件480的第二热交换器14(TOC)被钎焊至阀组件16的第二表面104。然而,组件480的第一热交换器12也被钎焊至阀组件16,而不是机械地固定至阀组件16的第一表面102。根据该实施例,两个热交换器12、14在单个钎焊操作中同时结合在一起并且密封地结合至阀组件16的相对的第一表面和第二表面102、104。
可以看出,热交换器组件480具有比上文描述的组件10和470简单的结构,因为不需要适配器板146来将热交换器12、14中的任何一个结合至阀组件16。相反,如上所述,两个热交换器12、14的底板52直接地或通过垫板70(未示出)钎焊至第一表面和第二表面102、104。
现在参考图9到图11描述根据第四实施例的热交换器组件490。热交换器组件490在结构上类似于上文描述的热交换器组件10,并且包括许多相同的部件,这些相同的部件在本文中用相同的附图标记表示。热交换器组件10的这些类似编号的部件的上述说明同样适用于组件490。
在本实施例中,阀组件16的第一表面和第二表面102、104布置成彼此成90度,并且热交换器12、14也布置成彼此成90度。然而,根据具体应用,第一表面和第二表面102、104之间以及第一热交换器和第二热交换器12、14之间的角度可以大于或小于90度。与热交换器组件10一样,热交换器组件470的第一热交换器12(TOH)机械地固定至阀组件16的第一表面102,而第二热交换器14(TOC)钎焊至阀组件16的第二表面104。另外,其上设有第一油端口和第二油端口86、88的外端的第三表面106布置成与第一表面和第二表面102、104中的一个呈大约180度,并且与热交换器12、14中的一个(在该情况下是第一热交换器12)呈大约180度。然而,不一定要求油端口86、88位于同一表面106中,或者要求该表面与第一表面和第二表面102、104之一成180度角布置,或者与热交换器12、14之一成180度角布置。相反,表面106可以定向成与表面102、104中的每一个成大于或小于180度。
热交换器组件490的布置可以理解为组件10的变型,其中第二表面和第三表面104、106的位置互换。阀组件16内的内部流体路径以及阀机构386(仅在图11中示出)的结构和功能与热交换器组件10的结构和功能基本上相同。
尽管热交换器组件490包括一个钎焊的热交换器14和一个机械连接的热交换器12,但是可以理解,热交换器组件490的变型可以构造成其中热交换器12、14两者被机械地连接至阀组件16(如组件470中所示),或者其中热交换器12、14两者被钎焊至阀组件16(如组件480)。
现在参考图12到图14描述根据第五实施例的热交换器组件500。热交换器组件500在结构上类似于上文描述的热交换器组件10,并且包括许多相同的部件,这些相同的部件在本文中用相同的附图标记表示。热交换器组件10的这些类似编号的部件的上述说明同样适用于组件500。
广义地说,热交换器组件500采取不同的方法来避免需要同时将两个热交换器12、14钎焊至阀组件16。在本实施例中,阀壳84包括第一阀壳体部段和第二阀壳体部段84A、84B,其中第一表面102设置在第一部段84A中,第二表面104设置在第二部段84B中。在组装期间,第一热交换器12被钎焊至部段84A中的第一表面102以提供第一子组件502,而第二热交换器14被钎焊至部段84B中的第二表面104以提供第二子组件504。随后,通过将阀壳体84的两个部段84A、84B机械地固定在一起,可使两个钎焊组件502、504组合成组件500。第一部段和第二部段84A、84B具有各自的第一连接表面和第二连接表面506、508,第一部段和第二部段84A、84B沿着这些连接表面结合在一起。
阀机构386容纳在壳体84的一个部段中。在本实施例中,阀机构386被容纳在第二部段84B中,第二热交换器14(TOC)被钎焊至第二部段84B。因此,阀钻孔112形成在第二部段84B中,第五油端口和第六油端口94、96也是如此,它们在阀钻孔112与第二热交换器14之间提供流体联通。
在本实施例中,第一油端口和第二油端口86、88也设置在第二部段84B中,其中壳体84的第三表面106限定在第二部段84B中,并且定向成与第二表面104相对,即与第二表面104成大约180度角。然而,不一定要求油端口86、88位于同一表面106中,或者要求该表面与第二表面104成180度布置。相反,表面106可以定向成与表面104成大于或小于180度。可以理解,阀机构386可以被容纳在第一部段84A中。
如图14的截面中所示,第二部段84B包括第三油端口和第四油端口90、92的部分,它们在阀钻孔112与第一热交换器12(TOH)之间提供流体联通。在这方面,第二部段84B包括第三油端口和第四油端口90、92的内部开口和流动通路的部分。因此,第三油端口和第四油端口90、92延伸跨越两个部段84A、84B的连接表面506、508。
两个部段84A、84B的连接表面506、508是平直的,其中连接表面506包括相应的第三油端口和第四油端口90、92的开口510、512,而连接表面508包括相应的第三油端口和第四油端口90、92的开口514、516。当两个部段84A、84B沿着连接表面506、508密封地结合在一起时,第三油端口90的开口510、514彼此对齐,并且第四油端口92的开口512、516彼此对齐,以允许两个部段84A、84B之间的流体联通。
弹性密封元件518(诸如O形环)围绕每对成对对齐的开口510、514和开口512、516,以防止连接表面506、508之间的流体泄漏。每个O形环518可以被接纳在形成于连接表面506、508中的一个或两个中的圆形沟槽520内部。
壳体84的第一部段84A还包括第三油端口和第四油端口90、92的部分,即油端口90、92的在连接表面508和第一表面102之间延伸的流动通路的部分,以及油端口90、92的位于第一表面102处的外部开口。从附图可以看出,第一表面102和连接表面508彼此成约90度,因此第三油端口和第四油端口90、92延伸穿过第一部段84A的部分各自包括90度的弯曲。在本实施例中,第三油端口和第四油端口90、92中的每个的弯曲包括两个以大约90度相交的钻孔,其中一个钻孔从第一表面102向内延伸,而另一个钻孔从连接表面508向内延伸。这些相交的钻孔可以在图14中看到。
壳体84的第一部段和第二部段84A、84B通过多个螺纹紧固件160(诸如螺栓或螺钉)沿着表面506、508结合在一起。在本实施例中,紧固件160被接纳在形成于壳体84的第一部段和第二部段84A、84B中的钻孔522中,钻孔522的一部分是内螺纹式的。
根据本实施例的热交换器组件500具有并排布置且具有相同定向的第一热交换器和第二热交换器12、14。然而,可以理解,这不是必需的,并且第一热交换器和第二热交换器12、14可以替代地彼此以任何期望的角度定向。例如,可能需要将热交换器12、14彼此定向成约90度。为了实现这一点,第三油端口和第四油端口设置在壳体84的第一部分84A中的部分可以是直的而不是弯曲的。此外,例如通过提供这样的第一部分84A可以使热交换器12、14定向成使它们面向相反的方向,即,该第一部分84A相对于组件500中的壳体84的第一部分84A在连接表面506的平面内旋转180度。
附图示出了热交换器组件的具体实施例,其中第一热交换器和第二热交换器12、14定向成并排的或彼此成90度或180度。然而,热交换器12、14的相对定向至少部分取决于空间限制以及组件将被安装的车辆空间中的流体连接的位置。因此,附图中所示的特定定向仅是说明性的,而不是限制性的。可以理解,阀壳体84的第一表面和第二表面102、104之间的角度以及热交换器12、14之间的角度取决于具体应用可以从0度至360度变化。
尽管已经参考包括热交换器、热阀集成单元和压力旁通阀组件的热交换器组件的特定示例性实施例示出并描述了本实用新型,但可以理解,本实用新型不限于在此示出的细节,因为应理解的是,本领域技术人员可以对所公开的系统的形式和细节及其操作进行各种省略、修改、替换和改变,而不脱离本实用新型的精神和范围。例如,尽管结合冷却/加热变速器油的特定应用描述了热交换器组件10,但应理解的是,本文所述的任何热交换器组件可以用于各种其它热交换应用,并且不限于与汽车系统的变速器相关联的应用。
Claims (20)
1.一种热交换器组件,包括:
(a)第一热交换器;所述第一热交换器包括具有顶部和底部的芯,所述芯的底部具有第一歧管开口和第二歧管开口;
(b)第二热交换器;
其中,所述第一热交换器和所述第二热交换器各自包括具有顶部和底部的芯,所述芯的底部具有第一歧管开口和第二歧管开口;
(c)控制阀,所述控制阀包括阀壳体以及第一阀元件和第二阀元件,所述阀壳体包括:
(i)第一表面,所述第一热交换器附接到所述第一表面;
(ii)第二表面,所述第二热交换器附接到所述第二表面;
(iii)第一流体端口和第二流体端口,所述第一流体端口和所述第二流体端口用于连接到第一流体的外部源;
(iv)第三流体端口和第四流体端口,所述第三流体端口和所述第四流体端口设置在所述阀壳体的第一表面中,所述第三流体端口在所述第一流体端口与所述第一热交换器的第一歧管开口之间提供流体联通,而所述第四流体端口在所述第二流体端口与所述第一热交换器的第二歧管开口之间提供流体联通;
(v)第五流体端口和第六流体端口,所述第五流体端口和所述第六流体端口设置在所述阀壳体的第二表面中,所述第五流体端口在所述第一流体端口与所述第二热交换器的第一歧管开口之间提供流体联通,而所述第六流体端口在所述第二流体端口与所述第二热交换器的第二歧管开口之间提供流体联通;
(vi)第一阀腔室,所述第一阀腔室与所述第二热交换器的第一歧管开口或第二歧管开口流动联通,其中所述第一阀元件构造成选择性地阻碍或允许第一流体穿过所述第一阀腔室去至或者来自所述第二热交换器;以及
(vii)第二阀腔室,所述第二阀腔室与所述第一热交换器的第一歧管开口或第二歧管开口流动联通,其中所述第二阀元件构造成选择性地阻碍或允许第一流体穿过所述第二阀腔室去至或者来自所述第二热交换器。
2.根据权利要求1所述的热交换器组件,其特征在于,所述第二流体端口、所述第四流体端口和所述第六流体端口全都通向到所述阀壳体的第一内部空间中,所述第一内部空间穿过所述第四流体端口和所述第六流体端口与所述第一热交换器和所述第二热交换器流体联通;以及
其中,所述第一流体端口、所述第三流体端口和所述第五流体端口全都通向到所述阀壳体的第二内部空间中,所述第二内部空间穿过所述第三流体端口和所述第五流体端口与所述第一热交换器和所述第二热交换器流体联通。
3.根据权利要求2所述的热交换器组件,其特征在于,所述第一内部空间和所述第二内部空间沿纵向轴线彼此间隔开,并且彼此流体隔离。
4.根据权利要求3所述的热交换器组件,其特征在于,所述第一阀元件和所述第二阀元件以及所述第一阀腔室和所述第二阀腔室位于所述第二内部空间内,并且其中所述第一阀元件和所述第一阀腔室沿着所述纵向轴线与所述第二阀元件和所述第二阀腔室间隔开。
5.根据权利要求1所述的热交换器组件,其特征在于,所述控制阀包括位于所述第一流体端口和所述第五流体端口之间的第一阀座,其中所述第一阀元件能在第一位置和第二位置之间移动,在所述第一位置中,所述第一阀元件密封地接合所述第一阀座以阻碍流体流过所述第一阀腔室,在所述第二位置中,所述第一阀元件与第一阀座间隔开以允许流体流过所述第一阀腔室;以及
其中,所述控制阀包括位于所述第一流体端口和所述第三流体端口之间的第二阀座,其中所述第二阀元件能在第一位置和第二位置之间移动,在所述第一位置中,所述第二阀元件与所述第二阀座间隔开以允许流体流过所述第二阀腔室,在所述第二位置中,所述第二阀元件密封地接合所述第二阀座以阻碍流体流过所述第二阀腔室。
6.根据权利要求5所述的热交换器组件,其特征在于,所述第一阀元件和所述第二阀元件沿纵向轴线间隔开,并且能沿所述纵向轴线移动;
其中,所述第一阀元件和所述第二阀元件两者都附接至位于所述第一阀座和所述第二阀座之间的热致动器;以及
其中,所述第一阀元件和所述阀元件能与所述致动器一起在它们各自的第一位置和第二位置之间移动。
7.根据权利要求6所述的热交换器组件,其特征在于,所述阀壳体进一步包括位于所述第一阀腔室与所述第二阀腔室之间的第三阀腔室,其中所述第三阀腔室包含所述第一流体端口的内部开口,并且还包含所述热致动器。
8.根据权利要求1所述的热交换器组件,其特征在于,其中所述阀壳体和所述第二热交换器包括一体的第一子组件,所述第一子组件的部件通过钎焊结合;以及
其中,所述第一热交换器机械地固定到所述阀壳体的第一表面。
9.根据权利要求1所述的热交换器组件,其特征在于,所述第一热交换器的底部结合到适配器板的第一表面,其中所述第一热交换器和所述适配器板包括一体的第二子组件,所述第二子组件的部件通过钎焊结合;
其中,所述适配器板具有被机械地密封至所述阀壳体的第一表面的第二表面,所述适配器板包括成对的开口,以在所述第一热交换器的第三流体端口和第四流体端口与第一歧管开口和第二歧管开口之间提供流体联通。
10.根据权利要求9所述的热交换器组件,其特征在于,所述适配器板包括从所述第一热交换器的外周向外延伸的外周边缘,所述外周边缘具有多个孔,所述孔与所述阀壳体中的螺纹钻孔对齐,并且其中,所述适配器板通过多个螺纹紧固件固定至所述阀壳体。
11.根据权利要求10所述的热交换器组件,其特征在于,所述第三流体端口和所述第四流体端口与所述第一热交换器的相应的第一歧管开口和第二歧管开口偏离;
其中,所述适配器板包括成对的传输通道,所述传输通道中的每一个包括从所述热交换器的底部突伸出并且平行于所述第一热交换器的底部、从所述第三流体端口和所述第四流体端口之一到所述第一热交换器的相关联的第一歧管开口或第二歧管开口延伸的凹谷;以及
其中,所述阀壳体的第一表面包括凹陷部分,在所述凹陷部分中设置有所述第三流体端口和所述第四流体端口,所述凹陷部分接纳所述适配器板的传输通道。
12.根据权利要求1所述的热交换器组件,其特征在于,所述第一表面和所述第二表面位于所述阀壳体的相对两侧并且彼此平行,使得所述第一热交换器和所述第二热交换器位于阀体的相对两侧;以及
其中,所述阀体还包括第三表面,在所述第三表面中设有所述第一流体端口和所述第二流体端口中的至少一个。
13.根据权利要求1所述的热交换器组件,其特征在于,所述第一热交换器钎焊或机械地固定至阀壳体的第一表面,并且所述第二热交换器钎焊或机械地固定至所述阀壳体的第二表面。
14.根据权利要求1所述的热交换器组件,其特征在于,所述阀壳体的第一表面和第二表面布置成彼此呈约90度,使得所述第一热交换器和所述第二热交换器布置成彼此呈约90度;以及
其中,所述阀壳体还包括其中设置有所述第一流体端口和所述第二流体端口的第三表面,其中所述第三表面布置成与所述第一表面和所述第二表面中的一个呈约180度。
15.根据权利要求1所述的热交换器组件,其特征在于,所述热交换器组件包括第一子组件和第二子组件,并且所述阀壳体包括第一阀壳体部段和第二阀壳体部段;
其中,所述第一阀壳体部段包括所述阀壳体的第一表面,而所述第二阀壳体部段包括所述阀壳体的第二表面;
其中,所述第一子组件包括所述第一热交换器和所述第一阀壳体部段,而所述第二子组件包括所述第二热交换器和所述第二阀壳体部段;
其中,所述第一阀壳体部段包括第一连接表面,而所述第二阀壳体部段包括第二连接表面;以及
其中,所述第一子组件和所述第二子组件沿着所述第一连接表面和所述第二连接表面机械地结合在一起。
16.根据权利要求15所述的热交换器组件,其特征在于,所述第一阀元件和所述第二阀元件、所述第一阀腔室和所述第二阀腔室、以及所述第一流体端口和所述第二流体端口都位于所述第二阀壳体部段中。
17.根据权利要求15所述的热交换器组件,其特征在于,所述第三流体端口和所述第四流体端口延伸跨越所述第一连接表面和所述第二连接表面。
18.根据权利要求17所述的热交换器组件,其特征在于,所述第一阀壳体部段的第一表面与所述第一连接表面成90度角,而所述第二阀壳体部段的第二表面与所述第二连接表面成90度角,使得所述第一表面和所述第二表面并排。
19.根据权利要求18所述的热交换器组件,其特征在于,所述第三流体端口和所述第四流体端口中的每一个都包括90度的弯曲。
20.根据权利要求2所述的热交换器组件,其特征在于,还包括:
旁通流动通路,所述旁通流动通路在所述第一内部空间与所述第二内部空间之间提供流体联通;以及
压力致动的旁通阀元件,所述旁通阀元件用于选择性地阻碍或允许所述第一流体穿过所述旁通流动通路从所述第一内部空间流到所述第二内部空间;
其中,所述旁通阀元件由高压条件致动,其中在所述第一内部空间与所述第二内部空间之间存在预定压降。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/851,592 | 2020-04-17 | ||
US16/851,592 US11268773B2 (en) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | Dual heat exchangers with integrated diverter valve |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN216153522U true CN216153522U (zh) | 2022-04-01 |
Family
ID=77176512
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202120828577.7U Active CN216153522U (zh) | 2020-04-17 | 2021-04-19 | 具有集成式分流阀的双热交换器 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11268773B2 (zh) |
CN (1) | CN216153522U (zh) |
DE (1) | DE202021102042U1 (zh) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020204271A1 (de) * | 2019-04-05 | 2020-10-08 | Dana Canada Corporation | Wärmetauscheranordnung mit integriertem Ventil und Druckbypass |
CN116997756A (zh) * | 2021-01-21 | 2023-11-03 | 摩丁制造公司 | 带有阀的热交换器组件 |
IT202100026777A1 (it) * | 2021-10-19 | 2023-04-19 | Ufi Innovation Ct Srl | Assieme di gestione temperatura olio |
IT202100026771A1 (it) * | 2021-10-19 | 2023-04-19 | Ufi Innovation Ct Srl | Assieme di gestione temperatura olio |
FR3134882A1 (fr) * | 2022-04-22 | 2023-10-27 | Valeo Systemes Thermiques | Module de gestion des fluides pour un véhicule notamment automobile |
US12006869B2 (en) | 2022-10-04 | 2024-06-11 | General Electric Company | Heat exchanger for a gas turbine engine |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB695014A (en) | 1949-01-27 | 1953-08-05 | Philips Nv | Improvements in or relating to hot-gas reciprocating engines |
CA2873462C (en) | 2012-05-31 | 2020-03-31 | Dana Canada Corporation | Heat exchanger assemblies with integrated valve |
BR102013017095A2 (pt) * | 2013-07-02 | 2015-06-30 | Mahle Metal Leve Sa | Trocador de calor para alimentação de combustível em um motor de combustão interna |
US10087793B2 (en) * | 2015-01-26 | 2018-10-02 | Modine Manufacturing Company | Thermal management unit for vehicle powertrain |
WO2017030381A1 (ko) | 2015-08-18 | 2017-02-23 | 한온시스템 주식회사 | 차량용 오일 워머 및 열교환 시스템 |
CN106704685B (zh) * | 2015-11-12 | 2020-06-23 | 浙江三花汽车零部件有限公司 | 温控阀及变速箱温控系统 |
US10520075B2 (en) | 2017-05-31 | 2019-12-31 | Mahle International Gmbh | Apparatus for controlling the temperature of an oil cooler in a motor vehicle |
US10900557B2 (en) | 2018-11-13 | 2021-01-26 | Dana Canada Corporation | Heat exchanger assembly with integrated valve with pressure relief feature for hot and cold fluids |
-
2020
- 2020-04-17 US US16/851,592 patent/US11268773B2/en active Active
-
2021
- 2021-04-16 DE DE202021102042.3U patent/DE202021102042U1/de active Active
- 2021-04-19 CN CN202120828577.7U patent/CN216153522U/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11268773B2 (en) | 2022-03-08 |
US20210325131A1 (en) | 2021-10-21 |
DE202021102042U1 (de) | 2021-07-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN216153522U (zh) | 具有集成式分流阀的双热交换器 | |
US10890389B2 (en) | Heat exchanger assemblies with integrated valve | |
US10900557B2 (en) | Heat exchanger assembly with integrated valve with pressure relief feature for hot and cold fluids | |
US10619530B2 (en) | Thermal management unit for vehicle powertrain | |
US11287197B2 (en) | Heat exchanger assembly with integrated valve and pressure bypass | |
US7854256B2 (en) | Plug bypass valves and heat exchangers | |
US20180371968A1 (en) | Method of Controlling the Temperature of Oil for Vehicle Powertrain | |
US7487826B2 (en) | Plug bypass valves and heat exchangers | |
KR101703606B1 (ko) | 차량용 열교환기 | |
EP2089664B1 (en) | Linked heat exchangers | |
US7490662B2 (en) | Integrated thermal bypass valve | |
JP6317920B2 (ja) | 車両用熱交換機 | |
US8960269B2 (en) | Plug bypass valve and heat exchanger | |
US8056231B2 (en) | Method of constructing heat exchanger with snap-in baffle insert | |
US11274884B2 (en) | Heat exchanger module with an adapter module for direct mounting to a vehicle component | |
US20140262200A1 (en) | Valves For Bypass Circuits In Heat Exchangers | |
KR101703603B1 (ko) | 캔형 열교환기 | |
KR20160082887A (ko) | 차량용 열교환기 | |
JP7025913B2 (ja) | オイルクーラ | |
CA2354217C (en) | Plug bypass valves and heat exchangers | |
CN110821594A (zh) | 油温控制组装件 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |