[发明专利]热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种热交换器，特别适用于汽车。

背景技术

目前，开发出了对废气再循环中的气流进行冷却的热交换器，所述气流 至少包含部分内燃机废气(也可混有增压空气)。为了减少有害物质排放， 冷却后的废气从进口侧再次返回到内燃机中。这种待冷却的流体不仅温度高， 而且酸性强。视运行情况不同，会出现PH值为1到3的冷凝液的沉积，这 就对热交换器的高温抗腐蚀性有很高的要求。因此这种热交换器一般由不锈 钢或类似材料制造。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于冷却至少含有部分废气的气体的热交 换器，它具有轻型的结构并且制造成本低。

前文所提的一种热交换器实现了该目的，该热交换器用于汽车，包括至 少一个换热管，用于引导气态流体，其中流体至少含有内燃机排气混合物， 其中换热管通过冷凝剂环流冷却气流，其特征在于，换热管为铝合金挤压成 型件，且对换热管不进行完全的、超过制造换热管过程时挤压加工温度的热 处理。通过采用铝合金挤压成型件制造换热管，可以生产出低成本的轻型结 构热交换器，其在给定尺寸下具有较高的抗压强度和良好的换热性能。实验 已经意外表明，在一般条件下铝合金挤压成型件对废气的抗腐蚀性，明显好 于之前的设想。

在优选的实施例中，换热管拥有多个独立的管道。这使得热交换器具有 大表面积的同时，换热管具有良好的机械稳定性，而且由于采用挤压型材， 这种换热管的制造成本，相对于只有一个通道的传统换热管来说，并没有提 高很多。

热交换器的另一个优选实施例的特征在于，通道通过隔片分开，其为挤 压成型件的一部分。隔片最好在挤压成型件制造时挤压生成。

热交换器的另一个优选实施例的特征在于，在挤压成型的管中的隔片至 少部分中断。所有或若干隔片可为连续。作为可选的方案，所有或若干隔片 也可中断。根据本发明的一个实施例，隔片交替为中断的和连续的。

热交换器的另一个优选实施例的特征在于，换热管的外壁厚度最好为 0.4～2mm。向外的管的壁厚被称为换热管的外壁厚。

热交换器的另一个优选实施例的特征在于，换热管具有厚度小于或等于 换热管的外壁厚度的隔片。根据本发明，这个区域被证明是非常有利的。

热交换器的另一个优选实施例的特征在于，独立的通道通过插入到换热 管中并钎接的肋板形成。通过插入的肋板即可形成换热管的所有通道。但是， 在已带有通过例如挤压加工成型的独立通道的换热管中，也可形成另外的独 立的通道。

冷却介质一般优选空气。特别有利的是，该热交换器作为在液冷的第一 级废气热交换器之后的第二冷却级。原则上根据本发明所述的热交换器亦可 为液冷的热交换器，其中铝挤压成型件的高抗腐蚀性是有利的。重要的是， 流体温度不超过铝挤压成型件所适用的范围。

本发明不仅适用于冷却纯废气，也可用于冷却纯增压空气或废气和增压 空气的混合气体。

热交换器一般优选的结构形式包括管板，其中换热管的端部插入到管板 中，并与管板固定连接。原则上这就是众所周知的管束热交换器的结构形式。 而且换热管可通过感应钎焊、热焊、激光焊接或熔焊与管板固定连接。此处 重要的是，换热管挤压成型件与管板的连接只在局部并根据可能性只在外部 并尽可能少地经过加热。有人推测，换热管挤压成型件极好的抗腐蚀性是由 于其特别精致的晶体结构，这种结构尤其是在铝合金挤压过程中形成。在换 热管挤压成型件受热后可能导致材料晶粒粗化，从而降低抗腐蚀性。

如果可允许略微降低抗腐蚀性，那么则可对整个冷却器进行热处理。虽 然对冷却器芯体的整体热处理会导致铝材料的晶粒结构粗化，但是挤压管由 于材料杂质少，并且表面平整仍然具有良好的抗腐蚀性。在整体热处理过程 中，肋板和管被钎接在一起，并且管和管板也被钎接在一起。钎接可以采用 真空钎焊法或诺科罗克钎焊法(Nocolok-Verfahren)。在这种整体钎接的情 况下也可考虑，不仅在管外部设置肋板，也可在管内部设置肋板。然后，这 些肋板(例如隔片肋板或涡流发生器)在换热管内部与换热管钎接。这些肋 板也可带有另外的防腐蚀保护。

根据前面所述的意图，作为替代或补充的方案，换热管也可通过粘合剂 与管板固定连接。这种固定方式在装配过程中不需要局部加热换热管。另一 种作为替代或补充的、不需要加热的固定方式就是通过与密封相关的机械方 法进行固定。