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CN104541121A - 热交换器,特别是机动车辆发动机增压空气冷却器 - Google Patents

热交换器,特别是机动车辆发动机增压空气冷却器 Download PDF

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CN104541121A CN201380039866.7A CN201380039866A CN104541121A CN 104541121 A CN104541121 A CN 104541121A CN 201380039866 A CN201380039866 A CN 201380039866A CN 104541121 A CN104541121 A CN 104541121A
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Abstract

本发明涉及一种热交换器，特别是机动车辆发动机增压空气冷却器，该热交换器包括设置有热交换芯部(3)的壳体(11)、用于收集流通通过所述热交换器芯部的冷却剂的集管(13)、和形成热交换器壳体的和冷却剂总管的侧壁的集管板(15)，所述集管板(15)设置有与芯部的冷却剂流通管连通的开孔(27)，集管板(15)包括平坦的连接部分(33a、35a)，其在所述开孔(27)的相对边缘上固定到所述冷却液集管(13)，所述相对边缘称为外周边缘，所述平坦的连接部分(33a、35a)与所述外周边缘的至少一个是邻接的。

Description

热交换器,特别是机动车辆发动机增压空气冷却器
技术领域
本发明涉及热交换器，特别是用于机动车辆发动机的增压空气冷却器。
背景技术
在该领域中，称为增压空气冷却器的热交换器是已知的，其允许旨在供应车辆发动机的增压空气与冷却液之间的热交换。它们包括具有堆叠的板的热交换管束，所述板在它们之间确定用于增压空气和用于冷却液的交替的流通通道。
每个板在包括若干个通路(pass)的回路中引导冷却液。这些板通常具有包括两个长边和两个短边的细长矩形形式，每个板包括两个凸台(boss)，第一凸台具有用于冷却液流通回路的入口，另一凸台具有用于冷却液流通回路的出口。凸台沿板的同一短边设置。它们意图与相邻板的凸台接触，以允许冷却液从一个流通通道通往另一个流通通道。由此，冷却液通过入口凸台在板之间分配。其随后沿冷却液流通回路的通路流动到出口凸台处的所述板的出口。
由此，每个板包括其在通路的水平处的、用于在冷却液与增压空气之间进行热交换的区域，以及允许冷却液进入和离开每个板的入口/出口区域。
该构造的一个缺陷源自这一事实：凸台所位于的区域集中了机械应力，这将导致钎焊在一起的元件的断裂。另一缺点源自这一事实：该区域对于热性能非常不利，因为通过该区域的增压空气，特别是在凸台与板的第一纵向端部之间的增压空气，不通过两种流体之间的交换区域，且因此，不与冷却液交换热量或几乎不与冷却液交换热量。
为了解决该问题，已知的是修改热交换器部件或增加附加的元件，所述附加的元件形成屏障并限制要被冷却的流体通过该区域。然而，这使得热交换器的生产过程和/或部件更复杂，其可引起额外的成本以及在可应用场合引起交换器重量的增加。
为了补救这些困难，申请人在本申请提交日时尚未公开的专利申请中考虑，提供在壳体外包括冷却液集流器的热交换器。该冷却液则经由壳体的集流器板从集流器被供应到交换器，管束的冷却液流体通道通过所述壳体敞开到集流器中。
集流器板包括围绕通道的凸缘。凸缘有助于管束板关于壳体的机械支撑，但是要求在集流器板上提供附加的空间，以便限定集流器板到壳体的壁以及到集流器的连接边缘，该空间在尺寸上不是无关紧要的。
发明内容
本发明的目的是补救该缺陷，且为此提出了一种热交换器，即用于机动车辆发动机的增压空气冷却器，该热交换器包括设置有热交换管束的壳体、用于在所述热交换管束中流通的冷却液的集流器、和形成热交换器壳体的和冷却液集流器的侧壁的集流器板，所述集流器板设置有与管束的冷却液流通管道连通的开孔，以及平坦连接部分，所述平坦连接部分背向所述开孔的、称为外周边缘的边缘而固定到所述冷却液集流器的，所述平坦连接部分与所述外周边缘的至少一个是邻接的。
换句话说，集流器板开孔的靠近所述连接部分的边缘不具有凸缘。由此，集流器可非常靠近开孔地附接到集流器板，且不需要考虑上述热交换装置中所使用的凸缘。由此，可以提供比包括具有凸缘的集流器板的热交换器的集流器更小的集流器。
所述集流器板可包括装配有所述开孔的中心部分，所述中心部分是平坦的。换句话说，则没有开孔具有凸缘。
所述开孔在横截面中例如沿一个延伸方向是细长的，且在集流器板上沿垂直于所述延伸方向的方向定位成至少一排。所述连接部分则至少延伸到所述排的每个端部。
集流器，例如，具有外周边缘，优选是平坦的外周边缘，布置为固定到集流器板的所述连接部分。
集流器可包括布置为靠近或在与所述连接部分邻接的所述外周边缘处的壁。靠近在这里意思是沿垂直于开孔延伸方向的方向处于0至2mm的距离处。
集流器的所述平坦边缘可从所述集流器壁升起，所述平坦边缘有利地朝向外侧折叠以便允许所述平坦边缘抵靠集流器板的所述连接部分平放。
有利地，管束包括具有平坦边缘的板，所述平坦边缘在平面视图中围绕集流器板的所述开孔。
管束的至少一个所述板的所述平坦边缘中的一个和集流器的所述平坦边缘布置在所述连接部分的两侧。优选地，它们相对于所述连接部分彼此相反地平放。
管束的板的所述平坦边缘有利地通过朝向外侧折叠管束板的壁而升起。
集流器板还可包括例如平坦边缘部分，其与连接部分相邻地布置且与形成壳体壁的板接触。集流器板的平坦边缘部分有利地与形成壳体壁的板的平坦边缘接触。
有利地，集流器板的所述平坦边缘部分从连接部分的折叠处升起且布置在集流器的平坦边缘的一个端部处。
有利地，集流器板的所述平坦边缘部分相对于所述连接部分以直角折叠。
由此，所述连接部分固定到所述液体集流器，且所述平坦边缘部分由此通过平坦面-平坦面接触、以特别紧凑的构造固定到壳体壁的板。
所述结合有利地通过钎焊、由构成热交换器的部件的铝或铝合金材料制造。
附图说明
通过阅读以下作为说明给出的示例实施例的描述并参考附图，本发明的其他特征和优势将很明显。在这些图上：
图1是示出了根据本发明的热交换器的一部分的透视图；
图2是图1中的交换器的局部剖视图，显示了集流器板到集流器和到壳体的连接；和
图3是图1中的交换器的透视的局部剖视图，显示了集流器板到集流器和壳体的另一连接。
具体实施方式
在以下描述中，相同的附图标记用来指代相同或相似的元件。
如图1所示，本发明涉及热交换器1，其允许第一流体(例如，冷却液L)和第二流体(特别是要被冷却的流体，例如气体A)之间的热交换。其可以是增压空气冷却器，在其中要被冷却的流体是压缩空气流A，该压缩空气流A旨在供应内燃发动机，例如机动车辆发动机。该压缩空气流A通过冷却液L被冷却，冷却液L特别是水和乙二醇的混合物。
所述交换器1包括热交换管束3，其在这里包括堆叠的板5，所述堆叠的板在它们之间确定用于冷却液L和用于要被冷却的流体A的交替回路7、9。管束3在这里具有总体平行四边形(parallepipedic)的形式，且具有成对关联的板5，使得同一对的两个板5在它们之间确定用于冷却液的流通通道7。用于要被冷却的流体A的流通的回路9设置在两个板5之间，与两个相邻对的板相对。
交换器还包括壳体11，管束3布置在壳体11中，还包括安装在壳体11上的冷却液集流器13。壳体包括第一侧壁15，其位于图1左侧且形成集流器板。这里，其还包括图中未示出的第二侧壁，上壁17和下壁19将侧壁连接在一起。壳体11在管束的板5之间将要被冷却的流体A从管束3的入口面21引导到出口面23。
交换器1可由此包括布置第二流体的流通回路9中的二级交换表面25。二级交换表面25在属于两相邻对的板5的两个相对的板5之间延伸。二级交换表面25在这里包括扰动波形部(disruptive undulation)，所述扰动波形部在用于要被冷却的流体A的流通回路9中定位在板5之间。
图2显示了集流器的和管束的壳体的透视形式的局部剖视图，更特别地是在它们的上结合处的水平处。
壳体或集流器板的左侧面部15穿有开孔27，冷却液L穿过所述开孔27经由管束板5的开口31从集流器13流通到管束板5。仅示出了管束的相对彼此连接的两个上板5。
在管束板5的端部处，这些管束板5包括端部折叠部29，经由该端部折叠部，所述管束板连接到集流器板15。管束板5的该端部折叠部29形成为围绕的管束板5的开口31的平坦边缘。板5例如通过深冲压制造。
集流器板15还包括上外周边缘33、下外周边缘35、和两个侧边缘37，其分别对应于其顶部39、底部41和侧部43。
上外周33和下外周35的边缘的每一个分别在板15的顶部和底部处以直角被折叠。这些上外周边缘33和下外周边缘35每个界定平坦连接部分和平坦边缘部分，平坦连接部分和平坦边缘部分相互邻近且垂直，分别为33a、33b和35a、35b。以平坦面-平坦面方式结合的这些部分33a、33b和35a、35b接收集流器的外周的对应平坦边缘45、47和49，以及壳体的上板17和下板19。
集流器的平坦边缘45到集流器板15的连接部还在所述集流器板15(图1)的侧部43上在所述集流器板的平坦面部部分上延伸。
由此，集流器板15在顶部处首先通过其搁置在集流器的平坦边缘45上的边缘33连接到集流器，其次通过搁置在壳体板的对应平坦边缘47上的上折叠边缘33b而连接到壳体的上壁的板17。
类似地，集流器板15在底部处首先通过其搁置在集流器的平坦边缘45上的边缘35a连接到集流器，其次通过搁置在壳体板的对应平坦边缘49上的下折叠边缘35b而连接到壳体的下板19，如图3所示。
就本发明而言，这些边缘33a、35a形成集流器板的平坦连接部分，该平坦连接部分与开孔27的所谓外周边缘的一些(即在其与集流器板的结合处与集流器相对地搁置的边缘)是邻接的。由于所述连接部分与所述外周边缘邻接，可以理解它们不具有凸缘。
在所示实施例中，集流器板15是平坦的，所述开孔27都不是边缘带有凸缘的。
开孔27可设置有在集流器板的厚度中形成的倒棱，所述倒棱赋予开孔27朝向集流器凹入的形式。
应注意到，在这里连接部分沿上排开孔的延伸方向平行于上排开孔27延伸。类似地，连接部分沿下排开孔的延伸方向平行于这些下排开孔27延伸。
集流器的平坦边缘45和管束板的端部折叠部29从板15的每侧彼此相反。平坦边缘45还以相对于部分33a、33b成一角度布置，且在底部处类似。
分别在顶部和底部形成在集流器的平坦边缘45处的端部处的边缘33和35的直角折叠有利于集流器在壳体上的组装，且提供用于钎焊的接触表面。
平坦边缘45从其上升的集流器壁可设置在开孔27的外周边缘处。该集流器壁可部分地跨过所述开孔27。
如上所述，通过构成热交换器的元件的铝基材料的钎焊，各部分以密封方式平坦面-平坦面地结合。

Claims (12)

1.一种热交换器，特别是用于机动车辆发动机的增压空气冷却器，该热交换器包括设置有热交换管束(3)的壳体(11)、在所述热交换管束中流通的冷却液的集流器(13)、和形成冷却液集流器的和热交换器壳体的侧壁的集流器板(15)，所述集流器板(15)设置有与管束的冷却液流通管道连通的开孔(27)，集流器板(15)包括平坦的连接部分(33a、35a)，所述连接部分背向所述开孔(27)的、称为外周边缘的边缘而固定到所述冷却液集流器(13)，所述平坦的连接部分(33a、35a)与所述外周边缘中的至少一个邻接。
2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述集流器板(15)包括装配有所述开孔(27)的中心部分，所述中心部分是平坦的。
3.如权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，集流器(13)具有平坦的边缘(45)，所述平坦的边缘(45)布置为固定到集流器板的所述连接部分(33a、35a)。
4.如权利要求3所述的热交换器，其特征在于，集流器的平坦边缘(45)从集流器壁升起，所述平坦边缘(45)朝向外侧折叠以便允许所述平坦边缘抵靠集流器板的所述连接部分(33a、35a)平放。
5.如权利要求3或4所述的热交换器，其特征在于，管束(3)包括板(5)，所述板(5)具有平坦端部边缘(29)，所述平坦端部边缘(29)在平面视图中围绕集流器板的所述开孔(27)。
6.如权利要求5所述的热交换器，其特征在于，管束的至少一个所述板(5)的所述平坦端部边缘中的一个和集流器的所述平坦边缘(45)布置在所述连接部分(33a、35a)的两侧。
7.如权利要求6所述的热交换器，其特征在于，集流器的所述平坦边缘(45)和所述平坦端部边缘(29)相对于所述连接部分(33a、35a)彼此相反地平放。
8.如前述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，集流器板(15)包括平坦边缘部分(33b、35b)，所述平坦边缘部分(33b、35b)与所述连接部分(33a、35a)相邻地布置且与形成壳体壁的板(17、19)接触。
9.如权利要求8所述的热交换器，其特征在于，集流器板的平坦边缘部分(33b、35b)与壳体壁的板的平坦边缘(47、49)平坦地接触。
10.如权利要求8或9所述的热交换器，其特征在于，集流器板的所述平坦边缘部分(33b、35b)从集流器板(15)的外周的折叠处升起。
11.如权利要求8-10的任一项所述的热交换器，其特征在于，集流器板的所述平坦边缘部分(33b、35b)相对于所述连接部分(33a、35a)以直角折叠。
12.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，集流器(13)包括与所述连接部分(33a、35a)邻接的、布置在一个或多个所述外周边缘的水平处的壁。
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