[发明专利]机动车热交换器

说明书

本发明涉及一种机动车热交换器。热交换器将热能从一种流体(或气体)转移至另一种流体(或气体)而不使两者混合。机动车散热器是常见实例。来自发动机热水的热量通过散热器管被抽出，而空气通过散热器翅片被吹入。发动机所产生的热能经由冷却水被转移至空气，以使水保持在合适温度，从而防止发动机过热。发动机散热器主要是液体-空气热交换器。其它类型的热交换器为日常设备所常见，例如锅炉、火炉、冰箱和空调系统，并常用于各种工业、化学和电子制程中，以转移能量并提供所需的加热和冷却。机动车热交换器在这里是指设计用于机动车辆(也称为机动车)的热交换器。

本发明涉及一种机动车热交换器，更具体地涉及一种包括一束管和集管部件(header part)的机动车热交换器，其中在所述集管部件中，所述管的末端导入板的孔中。该管也称为热交换管或热转移管，以及冷却管或冷却通道。作为其它热交换元件，机动车热交换器通常包括一般由金属制成的翅片或波纹板。管和冷却元件通常堆叠在一起形成更大的套件，并与具有孔的板焊接或钎焊在一起，以形成单个或整体式热交换器核芯。热交换器核芯也称为冷却器主体，并且通常由重量轻的导热金属(例如铝)制成。机动车热交换器还包括具有由该集管部件限定的开口面的歧管主体。机动车热交换器的歧管主体也称为端盖。歧管主体与集管部件共同构成歧管，也称为歧管外壳。供待冷却的空气或其它介质(通常为水或水/乙二醇混合物)通过的热交换管的端部由歧管主体中的孔承接并延伸到歧管外壳中。机动车热交换器通常包括2个歧管：一个进口歧管，也称为导入槽；一个出口歧管，也称为排放槽。进口歧管是指一种用于将待冷却介质输送至管的管道状装置。出口歧管是指用于将已冷却介质输送至管外部的管道状装置。

这种歧管可从美国专利US 5351751中得知。该专利描述了用于机动车的热交换器，例如用于涡轮增压器的加料空气冷却器。US 5351751的已知热交换器包括呈分离槽形式的歧管主体(在US 5351751中称为歧管)以及热交换核芯。热交换核芯包括集管部件和热交换管。热交换管在其端部与该集管部件连接。该集管部件和歧管主体一起限定了歧管，称为歧管外壳。在US 5351751的热交换器中，歧管主体具有包括向内边缘区域和向外边缘区域的侧壁，其与该集管部件啮合。热交换核芯中的集管部件包括套环，该套环形成通道，并且歧管主体的向外边缘区域通过该套环承接。US 5351751中的歧管主体可由金属(优选铝)制成，并且可例如通过焊接与集管部件接合。根据US 5351751，也可以使用由塑料形成的歧管主体。

将歧管主体与集管部件接合的另一种方法是利用压接操作。该方法需要包含集管部件和歧管主体的热交换器，其中该集管部件包括具有压接装置(例如压接卡爪)的套环，该歧管主体包括由压接卡爪承接的周围边缘。该方法可应用于金属制成的歧管主体，通常用于塑料制成的歧管主体。

如US 5351751所述，机动车热交换器中的歧管外壳受到待加热或冷却介质的高温和高压而膨胀，这容易导致热交换器的机械故障。特别地，机动车热交换器中所产生的脉动压力会引起问题。可能产生的缺陷例如是集管部件的破裂和爆裂、压接卡爪张开以及集管部件中的热转移管与基板之间的焊缝断裂。US 5351751中描述的传统解决方案包括：通过增大壁厚、增加内部和/或外部肋材或者增加在箱体内壁之间延伸的内拉杆来增强歧管主体或槽部件，从而抵抗上述膨胀。提高集管材料规格和使用更厚的压接卡爪也可作为增强手段。然而，US 5351751中同时提到了这些增强手段存在的一系列问题。增加额外的增强材料使重量增加，并且提高了歧管的成本。同时使所需的加工、设计、模具等更为复杂。内部系杆的使用也加大了制造的难度。增加压接卡爪的厚度需要较大的力以及更大的机器以接合歧管主体与集管部件，还需要机动车有更大的空间来容纳热交换器。然而，在现有的车辆中，分配给该装置的空间越来越有限，且需要能够降低热交换器的空间需求，同时保持相当的热效能。

本发明的目的是提供一种不具有或减轻传统热交换器的问题的机动车热交换器，更具体地提供一种机动车热交换器，其对热交换器的集管部件的机械故障较不敏感，并且可以以有限的额外成本和重量制造，并可以节省空间。

上述目的已通过本发明的机动车热交换器实现，其中所述机动车热交换器包括具有多个开口的塑料插板，所述开口的数量与热交换核芯所含的热转移管的数量相同，并且其中：

i)热转移管的端部由塑料插板的开口承接并延伸穿过该开口，并且热转移管的端部的最外端部分向外翻折，从而在塑料插板与集管部件之间形成压力密闭接合；