用于机动车辆的热交换器总成制造技术

本发明专利技术涉及一种用于机动车辆(20)的热交换器总成(1)，其具有热交换器(2)，热交换器具有通过沿横轴(Y)和竖直轴(Z)延伸的交换器芯(5)的多个交换器管(6)连接的用于流体的至少一个入口箱(3)和至少一个出口箱(4)，每个交换器管形成用于流体的流体通道路径(8)，其中在每种情况下，在相邻的交换器管(6)之间形成沿着纵轴(X)连续的用于环境空气的空气通道路径(10)，其中至少交换器芯(5)是增材制造的。为了优化机动车辆中热交换器的传热性能，根据本发明专利技术提供在交热器芯(5)的不同区域(5.1

【技术实现步骤摘要】
用于机动车辆的热交换器总成


[0001]本专利技术涉及一种具有权利要求1的前序部分特征的用于机动车辆的热交换器总成。

技术介绍

[0002]在诸如汽车或卡车的机动车辆中使用热交换器作为冷却回路或制冷剂回路的一部分，冷却回路或制冷剂回路又是用于冷却诸如电动机、变速箱等机动车辆部件或用于车辆内部的空调系统所需的。这些冷却回路中的一些使用连续液体热交换器介质或流体，该介质或流体在热交换器处吸收机动车辆部件的热量并将其排放到环境空气中，热交换器通常是安装在机动车辆前部的散热器。在其他情况下，流体以气态进入热交换器，在热交换器中冷凝并被冷却，然后以液态离开热交换器。相反的情况也是可以想象的，其中流体以液态进入热交换器，在热交换器被加热，蒸发，并以气体的形式离开热交换器。因此，热交换器用作从环境空气中提取热量的蒸发器，并且可以根据热泵的原理用于加热车辆内部。
[0003]根据通常的结构，这种热交换器具有入口箱，该入口箱通过交换器芯连接到出口箱。交换器芯通常由多个间隔开的交换器管组成，这些交换器管主要负责流体和环境空气之间的热交换。可以说，流体被保持在入口箱中，从那里被分配到交换器管。流体通过交换器管被引导至出口箱。入口箱和出口箱可以设置在交换器芯的不同侧上或者它们可能也可以作为彼此分离的箱体部分形成在交换器芯的同一侧上。在不同的设计中，入口空间和出口空间作为单独的部分设置在单个容器中。冷却流体所需的空气流可以通过强制或自然对流引导通过交换器芯。最佳的热交换取决于环境空气和热交换器内流体的流动条件。然而，这些流动条件可能受到各种因素的不利影响。例如，相对于空气流，与热交换器相邻或设置在热交换器上游的部件确保了不均匀的空气供应，这反过来又影响到交换器芯部分的热传递。
[0004]鉴于所述的现有技术，机动车辆中热交换器的传热性能有改进的余地。

技术实现思路

[0005]本专利技术所基于的目的是优化机动车辆中的热交换器的传热性能。
[0006]根据本专利技术，该目的通过具有权利要求1的特征的热交换器总成来实现，其中从属权利要求涉及本专利技术的有利实施例。
[0007]应当注意，在以下描述中单独指定的特征和措施可以以任何期望的技术上有意义的方式彼此组合，并且公开了本专利技术的进一步改进。本说明书特别是结合附图对本专利技术进行了另外的表征和说明。
[0008]本专利技术提供了一种具有热交换器的用于机动车辆的热交换器总成。热交换器也可以被称为散热器并且通常是前散热器，即安装在机动车辆的前部区域中的散热器或热交换器。特别地，机动车辆可以是道路车辆，例如汽车或卡车。根据实施例，热交换器总成可以仅由热交换器组成，或者它可以具有其他的可以与热交换器具有功能的和/或空间的关系的
元件。一旦安装，热交换器是机动车辆热回路的组成部分，其中术语“热回路”包括冷却回路和制冷剂回路，在冷却回路中，连续的液体流体用于热传输，在制冷剂回路中，制冷剂如在热泵的情况下在热交换器中液化或蒸发。
[0009]热交换器具有用于流体的至少一个入口箱和至少一个出口箱。该流体用于在上述热回路内输送热量。机动车辆内部的流体通常吸收热量，例如从机动车辆的发动机吸收热量，并在热交换器中排放热量，其中在热泵模式的情况下，在热交换器吸收热量并在机动车辆内部排放热量也是可能的。流体可以是连续的液体，但也可以至少部分是气体，其中在热交换器中至少可以发生部分的液化或蒸发。入口箱形成设置在热回路的上游的热交换器的一部分，而出口箱形成设置在热回路的下游的热交换器的一部分，即，流体在入口箱处进入热交换器，并在出口箱处离开。在某些热回路中，阀门可能会产生流动方向的偏转，因此，根据操作模式，“入口箱”可以位于“出口箱”的下游。在这方面，也可以更中性地指“一级箱”而不是“入口箱”，以及“二级箱”而不是“出口箱”。通常精确地提供一个入口箱和精确地提供一个出口箱，但也可以有多个。
[0010]至少一个入口箱通过沿横轴和竖直轴延伸的交换器芯的多个交换器管连接到至少一个出口箱，每个交换器管形成流体通道路径，其中，在每种情况下，用于环境空气的沿着纵轴连续的空气通道路径形成在相邻的交换器管之间。代替交换器管，它也可以被称为交换器管道或类似物。各个交换器管用于将流体从入口箱引导到出口箱。因此，它具有从入口箱到出口箱的连续的流体通道路径。它可以由流体导管形成，但也可以设想交换器管具有多个彼此分离的流体导管。然而，它也可以被认为是多个彼此连接的交换器管。流体通道路径的横截面和交换器管的横截面作为一个整体可以不同地配置，例如圆形、椭圆形、多边形(特别是矩形)、具有圆角的多边形等。
[0011]应该理解的是，每个流体导管连接到入口箱的内部和外部箱的内部，而各个交换器管紧密地连接到所述端部箱使得在过渡处没有流体能够逸出。至少一个入口箱和至少一个出口箱可以由金属或塑料(可能是增强塑料)制成。交换器管优选由金属(通常由铝或铝合金)制造，以确保足够的导热性，但也可以由其他材料例如塑料或复合材料制造。交换器管是沿着横轴(Y轴)和竖直轴(Z轴)延伸但也可能说是沿着由这些轴跨越的横向平面延伸的交换器芯的一部分。交换器管在该平面内的整个横截面可以是近似矩形的。通常，交换器芯沿着纵轴(X轴)的范围基本上小于沿着横轴或竖直轴的范围。纵轴、横轴和竖直轴成对地相互垂直。原则上，这些术语不应被解释为限制性的。然而，在热交换器总成的正确安装状态下，这些轴线通常对应于机动车辆的纵轴、横轴和竖直轴。每个交换器管可以完全或部分平行于横轴或竖直轴延伸。
[0012]交换器芯对于热交换功能至关重要，因为相对于被引导流体的体积而言，它具有较大的表面。在相邻的交换器管之间形成沿着纵轴连续的用于环境空气的空气通道路径。因此，相邻的交换器管不是直接彼此邻接，或者不是处处邻接，而是至少在某些区域间隔开使得以这样的方式在它们之间形成所述空气通道路径。多个空气通道路径也可以形成在两个交换器管之间，或者形成相对于横向平面中断或分开的空气通道路径。在每种情况下，空气通道路径都沿着纵轴穿过交换器芯。然而，这并不意味着它必须平行于纵轴定向，而是仅意味着环境空气可以沿着空气通道路径穿过交换器芯。(至少)一个这样的空气通道路径通常在每对相邻的交换器管之间形成，尽管在本专利技术的范围内相邻的交换器管可能像无间隙
一样彼此相邻。当环境空气穿过空气通道路径时，环境空气和交换器芯的表面之间发生热交换，从而在环境空气和流体之间发生间接热交换。
[0013]至少交换器芯在此是增材制造的，可能还有整个热交换器。因此使用了一种增材制造方法。这里的方法通常是基于结构数据，由不成形或形状中性的材料例如粉末(可能添加粘合剂)或液体(其也包括暂时熔融的固体)制造部件，在这种情况下因此是换热器芯或热交换器。这些过程也被统称为如“快速原型设计”、“快速制造”或“快速工具”[0014]为了制造金属交换器芯，可以考虑粉末床方法，例如选择性激光烧结(SLS)或选择性激光熔化(SLM)，其中施加粉末，然后通过适当的聚焦辐射方式选择性地加热和烧结或熔化粉末。换句话说，部件是从平行层依本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于机动车辆(20)的热交换器总成(1)，具有热交换器(2)，热交换器(2)具有用于流体的至少一个入口箱(3)和至少一个出口箱(4)，所述至少一个入口箱(3)和所述至少一个出口箱(4)通过沿横轴(Y)和竖直轴(Z)延伸的交换器芯(5)的多个交换器管(6)连接，每个交换器管形成用于流体的流体通道路径(8)，其中，在每种情况下，在相邻的交换器管(6)之间形成沿着纵轴(X)连续的用于环境空气的空气通道路径(10)，其中至少所述交换器芯(5)是增材制造的，其特征在于，在所述交热器芯(5)的不同区域(5.1
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5.4)中根据区域有区别地形成至少一个通道路径(8，10)，使得在所述至少一个通道路径(8，10)内根据区域产生不同的流动阻力。2.根据权利要求1所述的热交换器总成，其特征在于，在相邻的交换器管(6)之间设置与至少一个交换器管(6)作为一个整体增材制造的空气湍流元件(11)，其中空气湍流元件(11)的相对设置和/或构造根据区域而不同。3.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器总成，其特征在于，在具有较高空气阻力的至少一个区域(5.2)中相邻的空气湍流元件(11)之间的间距小于在具有较低空气阻力的至少一个区域(5.1)中相邻的空气湍流元件(11)之间的间距。4.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器总成，其特征在于，在具有较高空气阻力的至少一个区域(5.2)中，交换器管(6)沿着纵轴(X)的范围和至少一个空气通道路径沿着纵轴(...

【专利技术属性】
技术研发人员：托比亚斯，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：