CN111152645A - 一种冷却模块总成及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冷却模块总成及车辆。所述冷却模块总成包括散热器和中冷器，所述散热器的芯体立面与所述中冷器的芯体立面叠放设置，所述散热器与所述中冷器通过柔性连接结构在周边连接安装，以使所述散热器与所述中冷器之间的元件有一定的位移空间。本发明将冷却模块设计为一模块化的总成结构，既方便了装置的安装，又节省了空间，且使得散热效果得到进一步的提升，节省了能耗，而且能够保障中冷器在受热应力过程中，设计的柔性连接结构能有效缓冲变形，能够有效防止芯体损坏，保证了各元件的安全使用。

Description

一种冷却模块总成及车辆

技术领域

本发明涉及发动机冷却***技术领域，尤其是一种冷却模块总成及装有该冷却模块总成的车辆。

背景技术

随着我国高速物流的飞速发展，国内重卡正在向大排量、大马力方向发展，同时排放标准的日益严格，以及用户对油耗和离地间隙的要求，对重型卡车冷却***提出了更高要求。传统的“窄高型”冷却模块，大马力车型离地间隙无法保证。且需要风扇长时间提供强劲的风量以避免用户在高温环境下使用出现“开锅”的现象，一定程度上影响油耗。同时，对于国六大马力EGR发动机，***水压及增压气体压力和温度都有一定幅度的提升，对冷却模块的性能和可靠性提出了更高要求。

另一方面，现有技术中整车上的发动机冷却部件散热器、中冷器等附件受技术水平限制，缺少集成布置，不利于拓展变形，且整体优化程度不足。通常各冷却部件由主机厂分别采购再装配，不利于集约化生产及管理。因此，有必要开发一种冷却能力强、可靠性高的冷却部件集成模块。设计初期即可考虑高度集成组合及拓展变形，实现打包供货至主机厂，以提高装配效率。

发明内容

本发明旨在提供一种冷却模块总成及车辆，以使得车辆具有冷却能力强、可靠性高的冷却模块，能够提高主机厂装配效率。

本发明提供的冷却模块总成，所述冷却模块总成包括散热器和中冷器，所述散热器的芯体立面与所述中冷器的芯体立面叠放设置，所述散热器与所述中冷器通过柔性连接结构在周边连接安装，以使所述散热器与所述中冷器之间的元件有一定的位移空间，以消除热应力及振动应力引起的应力变形。

上述的冷却模块总成，所述柔性连接结构的连接方式可采用橡胶接头、波纹管弹性接头或柔性填料连接接头。

进一步地，所述柔性连接结构为橡胶接头的连接方式，包括依次连接的螺栓、垫片、橡胶垫和金属衬套，其中橡胶垫设有中心通孔，所述金属衬套设有套筒部，该套筒部伸入所述橡胶垫的中心通孔内，所述螺栓依次穿过所述垫片、橡胶垫和金属衬套的中心孔。

上述的冷却模块总成，所述中冷器左右侧中的一侧与所述散热器刚性连接，另一侧与所述散热器通过柔性连接结构连接安装；所述中冷器在与所述散热器的柔性连接处采用“C”型开口形式；在所述刚性连接侧的一端为圆形孔连接以方便定位，在所述刚性连接侧的另一端为长孔连接。。

上述的冷却模块总成，所述中冷器的上护板与所述散热器的水室之间设有挡风板，以防止散热器和中冷器留有间隙，有效保证通过散热器芯体的风量，充分发挥散热器性能。且所述水室上预留安装圆柱结构，所述挡风板与所述水室上的预留安装圆柱之间采用弹性金属夹片固定连接，将挡风板和散热器方便、可靠地固定在一起。

上述的冷却模块总成，所述挡风板的材料可为PA66+GF30，所述挡风板上设有加强筋。PA66+GF30是对PA66塑胶原料加30％玻纤的总称代号。如此设计使得挡风板具有高强度、特殊热稳定性。

上述的冷却模块总成，所述中冷器采用两侧进出气室结构，所述中冷器进出气管口设有胶管***深度限位凸台，所述管口与所述限位凸台之间设有密封筋结构，所述管口处设有管箍结构，有效控制胶管***深度，防止胶管崩脱；所述中冷器进气气室内部设有导流板结构，提高中冷器内部流场的均匀性及气室可靠性；所述中冷器气室前面设有冷凝器安装凸台；所述中冷器的护板设有凸起结构，有效抵抗热应力变形，避免芯体损坏，其断面为V形结构；护板中部设有消除热应力的冲压异形孔；所述中冷器的气室外部设有喇叭口，用于与散热管连接。所述中冷器采用外翻主片结构，气室外部设置喇叭口，承压能力和可靠性能得到提高。

上述的冷却模块总成，所述散热器采用宽扁型结构设计，所述散热器两侧的护板采用宽护板结构，能更有效保护芯体和水室；所述护板上设有通风口，增大了通风面积并且自身能够减重。宽体冷却模块结构，散热管排数增多，总阻力降低，有利于降低整车油耗。

上述的冷却模块总成，所述散热器采用塑料水室结构，所述散热器的塑料上水室设有除气快插结构，所述塑料上水室的挡风板和护风罩采用弹性金属夹片结构安装；所述上、下水室的管口依次设有防脱筋、防滑密封筋及胶管***深度限位结构。

所述散热器的塑料下水室设有放水阀结构，该放水阀结构的出水口位于所述下水室的下面，该放水阀结构的旋钮位于所述下水室的侧面。

本发明还提出一种车辆，设有上述的冷却模块总成。

本发明通过柔性连接结构将中冷器和散热器集成为一个模块，便于整体装置的安装，且能够在中冷器受热应力过程中，使柔性变形抵抗热变形量，能有效防止芯体和上下护板被损坏，保障了装置的安全使用，而且将中冷器和散热严密集合在一起，提高了散热的集中度，避免了风量的损失，提高了冷却效率。

本发明的主旨思路是从降内阻及外阻两方面来达到降低整车油耗的目的。内阻方面：本发明通过宽扁型散热器的设计，进一步降低了水阻；中冷器采用大通道散热管及外翻主片，大大降低了其内部气阻。外阻方面：本发明所设计的挡风板有效密封了散热器和中冷器之间的间隙，提高了***风道的密封性；本发明所设计的新式的护风罩安装连接结构，增加了上下的固定结构，安装简单方便，使护风罩有效的安装在散热器四周的安装面上，保证外部冷空气从前向后有效通过散热芯体，提高了冷却***的进风系数，还使得装置的稳定性得到有效保障。另外，本发明通过对中冷器和散热器管口的改进，提高了气路***及水路***的密封性。总之，本发明的冷却模块总成进行了从局部到整体的改进，降低整车油耗的同时，使得整体的冷却效果及安全稳定性都得到极大保障。

本发明采用上述冷却模块总成的车辆，兼具上述冷却模块总成的各个优点。

附图说明

图1为本发明实施例宽扁型冷却模块总成结构示意图；

图2为本发明实施例散热器结构图；

图3为本发明实施例图2的仰视图；

图4为本发明实施例图2的俯视图；

图5为本发明实施例图2和图3中A、B和C位置放大图；

图6为本发明实施例图3和图4中D、E和F位置放大图；

图7为本发明实施例图4中G位置放大图；

图8为本发明实施例中冷器结构图；

图9为本发明实施例图8的右视图；

图10为本发明实施例图8的俯视图；

图11为本发明实施例图8和图9中H和I位置放大图和A-A位置剖视图；

图12为本发明实施例图8、图9和图10中J、K和L位置放大图；

图13为本发明实施例中冷器与散热器之间柔性连接结构组成图；

图14为本发明实施例图1中M和N位置放大图和夹片结构图；

图15为挡风板结构图和放大图；

附图标记说明：

1夹片；2中冷器；3散热器；4柔性连接结构；5螺栓；6挡风板；7通风口；8护风罩安装结构；9除气快插结构；10挡风板和护风罩安装结构；11簧片螺母结构；12散热器管口的防脱筋；13散热器管口的防滑密封筋；14散热器管口的胶管***深度限位结构；15放水阀；16中冷器进气侧气室；17中冷器管口的胶管***深度限位凸台；18中冷器管口的防滑密封筋；19中冷器管口的管箍结构；20外翻主片结构；21“C”型开口；22导流板结构；23冷凝器安装凸台；24凸起结构；25垫片；26橡胶垫；27金属衬套；28夹片安装圆柱。

具体实施方式

为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描绘本发明的实施例。

为了使得车辆具有冷却能力强、可靠性高的冷却模块，且能够简化安装工序、提高冷却效率，本发明提供的冷却模块总成，主要是把中冷器和散热器等冷却部件集成为冷却模块总成，安装拆卸都是整体操作，简化了工序流程，而且将冷却能力进行了更集中的整合，确保了***的整体冷却效能及可靠性。

冷却模块总成主要包括散热器和中冷器，安装时所述散热器的芯体立面与所述中冷器的芯体立面叠放设置，所述散热器与所述中冷器通过柔性连接结构在周边连接安装，以使所述散热器与所述中冷器之间的元件在有热应力作用时有一定的位移空间，以消除热应力及振动应力引起的应力变形。

上述的冷却模块总成，所述柔性连接结构的连接方式不限，只要适于将中冷器和散热器连接即可，比如可采用橡胶接头、波纹管弹性接头或柔性填料连接接头。

更具体地，柔性连接结构如果为橡胶接头的连接方式，可包括依次连接的螺栓、垫片、橡胶垫和金属衬套，其中橡胶垫设有中心通孔，所述金属衬套设有套筒部，该套筒部伸入所述橡胶垫的中心通孔内，所述螺栓依次穿过所述垫片、橡胶垫和金属衬套的中心孔。当然橡胶接头的连接方式也不受上述方式限制，可以是别的连接方式，只要使得柔性件如橡胶可对连接的两部件在受力时产生缓冲作用即可，使得两部件的元件在可能产生位移时有移动的空间，以免相互挤压损坏。

如果柔性连接结构采用波纹管弹性接头或柔性填料连接接头，可采用现有技术中该种接头的普遍应用形式，在此不再赘述。

更具体地，中冷器和散热器可在角上连接。柔性连接结构的数量与位置可不作特定限制，但考虑到冷却模块的整体稳定性、安装便捷性及环境的工作温度，可将中冷器左右侧中的一侧与所述散热器的护板刚性连接，另一侧与所述散热器通过柔性连接结构连接安装。刚性连接侧的一端，比如上端可为圆形孔连接以方便定位；刚性连接侧的另一端，比如下端可为长圆形孔位连接，以方便安装调整。为了优化连接结构，中冷器在与所述散热器的柔性连接处可采用“C”型开口形式，而不是传统连接的圆孔形式，用于穿过柔性连接结构。该种结构使得加工安装简便易行。

为了保障冷却效果，中冷器的周边护板与散热器的水室之间设有挡风板，以防止散热器和中冷器留有间隙，有效保证通过散热器芯体的风量，充分发挥散热器性能。且所述水室上预留安装圆柱结构，所述挡风板与所述水室上的预留安装圆柱之间采用弹性金属夹片固定连接，将挡风板和散热器方便、可靠地固定在一起。

为了保证结构的可靠性，挡风板的材料可为PA66+GF30，还可在所述挡风板上设置加强筋。PA66+GF30是对PA66塑胶原料加30％玻纤的总称代号。如此设计使得挡风板具有高强度、特殊热稳定性。

本发明实施例中，中冷器可采用两侧进出气室结构，在中冷器进出气管口设有胶管***深度限位凸台，管口与限位凸台之间设有密封筋结构，管口处设有管箍结构，如此设计能有效控制胶管***深度，防止胶管崩脱。

中冷器进气气室内部可设有导流板结构，以提高中冷器内部流场的均匀性及气室的可靠性。

更具体地，在中冷器气室前面可设有冷凝器安装凸台；可在中冷器的上护板上设置冲压的凸起结构，使得上护板的断面可为V形结构。护板的中部设有消除热应力的冲压异形孔。如此设计护板，以有效抵抗热应力变形，避免芯体损坏。中冷器可采用外翻主片结构，即在主片气室的外部设置喇叭口，以***散热管。外翻主片结构使得承压能力和可靠性能得到提高。

本实施方式中，散热器采用宽扁型结构设计，而非窄高型，散热器两侧的护板采用宽护板结构，以增加该冷却模块的刚性。所述宽护板上开有通风口，以减少护板对芯体的遮挡，增大了通风面积并且自身能够减重。通风口的形状、位置、多少及排列不作限制，比如可开圆孔或长孔，可在每个护板上开一排或多排，可位于护板的中心位置或接近边缘处。本实施方式的宽体冷却模块结构，散热管排数增多，总阻力降低，有利于降低整车油耗。

进一步地，散热器采用塑料水室结构，散热器的塑料上水室设有除气快插结构以方便管子的装卸。塑料上水室的挡风板和护风罩采用弹性金属夹片结构安装，使得安装便捷可靠。散热器的塑料下水室设有放水阀结构，旋钮位于所述下水室的侧面，出水口位于下面，不同于以往的旋钮和出水口均朝下，可规避放水时烫伤维修工的风险。上、下水室的管口依次设有防脱筋、防滑密封筋及胶管***深度限位结构，以有效控制胶管***深度，防止胶管崩脱。

本发明通过柔性连接结构将中冷器和散热器集成为一个模块，便于整体装置的安装，且能够在中冷器受热应力过程中，使柔性变形抵抗热变形量，能有效防止芯体和上下护板被损坏，保障了装置的安全使用，而且将中冷器和散热严密集合在一起，提高了散热的集中度，避免了风量的损失，提高了冷却效率。

本发明的主旨思路是从降内阻及外阻两方面来达到降低整车油耗的目的。内阻方面：本发明通过宽扁型散热器的设计，进一步降低了水阻；中冷器采用大通道散热管及外翻主片，大大降低了其内部气阻。外阻方面：本发明所设计的挡风板有效密封了散热器和中冷器之间的间隙，提高了***风道的密封性；本发明所设计的新式的护风罩安装连接结构，增加了上下的固定结构，安装简单方便，使护风罩有效的安装在散热器四周的安装面上，保证外部冷空气从前向后有效通过散热芯体，提高了冷却***的进风系数，还使得装置的稳定性得到有效保障。另外，本发明通过对中冷器和散热器管口的改进，提高了气路***及水路***的密封性。总之，本发明的冷却模块总成进行了从局部到整体的改进，降低整车油耗的同时，使得整体的冷却效果及安全稳定性都得到极大保障。

本发明还提出一种车辆，设有上述的冷却模块总成。

本发明采用上述冷却模块总成的车辆，集合了上述冷却模块总成的各个优点。

实施例

如图1所示，本冷却模块总成主要由散热器3、中冷器2、挡风板6、夹片1、柔性连接结构4等组成。

散热器的芯体立面与所述中冷器的芯体立面叠放设置，中冷器左右一侧与散热器护板刚性连接；另一侧通过柔性连接结构连接安装，以使所述散热器与所述中冷器之间的元件有一定的位移空间，以消除中冷器因左右气室温差较大而引起的热应力及可能的振动应力。如图2所示，散热器3采用塑料水室和宽护板结构，护板上设计通风口7，提升了冷却性能及可靠性，有效保护芯体并减轻了总成重量。

中冷器2与散热器3之间的柔性连接结构，有效保护芯体和上下护板热变形损坏。中冷器上创新结构设计，有效降低气阻，提升中冷器内部流场的均匀性及气室可靠性，提高中冷器可靠性及连接胶管的装配、密封性能。塑料挡风板结构设计，采用夹片方便、可靠的固定，充分发挥了散热器的性能。

如图3、4及放大图6所示，在散热器塑料上水室设计除气快插结构9，挡风板和护风罩安装结构10，簧片螺母结构11。

如图2、3及放大图5所示，在塑料下水室设计护风罩安装结构8，其为开槽的形式。放水阀结构15方便了水流的控制。

如图4及图7所示，散热器上下水室管口设计防脱筋12、防滑密封筋13及胶管***深度限位结构14。

如图9、10、11所示，中冷器采用两侧进出气室结构16，中冷器采用外翻主片结构20，中冷器连接处采用“C”型开口形式21。

如图9、11所示，中冷器管口增加胶管***深度限位凸台17，管口与限位凸台之间增加密封筋结构18，管口设计管箍结构19。

如图8、9、10、11、12所示，中冷器进气气室设计导流板结构22，中冷器气室前面设计冷凝器安装凸台23，中冷器护板设计“凸起”结构24。

如图13所示，中冷器2与散热器3之间采用柔性连接结构4，该结构由螺栓5、垫片25、橡胶垫26和金属衬套27组成。

如图14、15所示，中冷器2上护板与水室之间设计塑料挡风板结构6，材料为PA66+GF30，并设计有加强筋，水室上预留安装圆柱结构28，塑料挡风板与水室之间采用金属夹片1固定。该夹片具有弹性，可紧固安装件，以防松脱。

本实施例冷却模块总成的加工方式：散热器护板和塑料水室、中冷器气室、橡胶垫、塑料挡风板及夹片等结构，均采用模具成型的方式。

本实施例冷却模块总成的装配方式：通过橡胶垫柔性连接结构将中冷器和散热器分装在一起，通过散热器护板上的焊接螺母将冷却模块总成安装在整车上，通过胶管将中冷器进出气管口和发动机进出气管口连接在一起。

本冷却模块采用“宽扁型”结构设计，散热器宽护板结构，有效保护芯体和水室，护板上设计通风孔，增大通风面积并减重。宽体冷却模块结构，散热管排数增多，总阻力降低，有利于降低整车油耗。

本冷却模块塑料上水室设计簧片螺母，用于其它零部件的安装固定；水室前侧面设计挡风板安装结构和散热器除气快插结构，后侧面设计护风罩安装结构。塑料下水室设计护风罩安装结构，同时设计塑料放水阀结构。上下水口异侧布置，充分发挥散热器性能，管口设计防脱筋、防滑密封筋及限位结构，保证胶管可靠连接。

中冷器采用两侧进出气室结构，设计成外翻主片结构，不仅提高了中冷器的承压能力和可靠性，而且降低了内阻，有利于降低整车油耗。中冷器护板之间设计褶皱式凸起结构，有效抵抗热应力变形，避免芯体损坏。中冷器两端管口增加胶管***深度限位及密封筋结构，有效控制胶管***深度，防止胶管崩脱。中冷器进气气室内部增加导流板结构，提高了中冷器内部流场的均匀性。左右气室前表面设计冷凝器和防虫网安装凸台。

中冷器与散热器之间采用柔性连接结构。中冷器进气口侧，中冷器与散热器之间采用螺栓刚性连接；中冷器出气口侧，中冷器与散热器之间采用“螺栓+垫片+橡胶垫+金属衬套”的柔性连接结构，中冷器在受热应力过程中，橡胶变形抵抗热变形量，有效防止芯体和上下护板损坏。

散热器上水室咬边处与中冷器护板之间，设计塑料挡风板结构，有效保证通过散热器芯体的风量，充分发挥散热器性能。塑料挡风板较长，设计加强筋结构，有效控制加工过程中的变形量。在散热器水室前侧面增加夹片安装结构。采用夹片将挡风板和散热器方便、可靠地固定在一起。

因此，本发明的冷却模块结构，创新了中冷器的结构及其连接方式设计，提升了冷却能力和可靠性，有力地提升了零部件及整车产品竞争力。

虽然通过实施例描绘了本发明，但本领域普通技术人员知道，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，就可使本发明有许多变形和变化，都应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种冷却模块总成，其特征在于，所述冷却模块总成包括散热器和中冷器，所述散热器的芯体立面与所述中冷器的芯体立面叠放设置，所述散热器与所述中冷器通过柔性连接结构在周边连接安装，以使所述散热器与所述中冷器之间的元件有一定的位移空间，以防止应力变形。

2.根据权利要求1所述的冷却模块总成，其特征在于，所述柔性连接结构的连接方式采用橡胶接头、波纹管弹性接头或柔性填料连接接头。

3.根据权利要求1或2所述的冷却模块总成，其特征在于，所述柔性连接结构为橡胶接头的连接方式，包括依次连接的螺栓、垫片、橡胶垫和金属衬套，其中橡胶垫设有中心通孔，所述金属衬套设有套筒部，该套筒部伸入所述橡胶垫的中心通孔内，所述螺栓依次穿过所述垫片、橡胶垫和金属衬套的中心孔。

4.根据权利要求1或2所述的冷却模块总成，其特征在于，所述中冷器左右侧中的一侧与所述散热器刚性连接，另一侧与所述散热器通过柔性连接结构连接安装；所述中冷器在与所述散热器的柔性连接处采用“C”型开口形式；在所述刚性连接侧的一端为圆形孔连接以方便定位，在所述刚性连接侧的另一端为长孔连接。

5.根据权利要求1或2所述的冷却模块总成，其特征在于，所述中冷器的上护板与所述散热器之间设有挡风板，所述散热器上预留安装圆柱结构，所述挡风板与所述散热器上的预留安装圆柱之间采用弹性金属夹片固定连接，所述挡风板的材料为PA66+GF30，所述挡风板上设有加强筋。

6.根据权利要求1或2所述的冷却模块总成，其特征在于，所述中冷器采用两侧进出气室结构，所述中冷器进出气管口设有胶管***深度限位凸台，所述管口与所述限位凸台之间设有密封筋结构，所述管口处设有管箍结构；所述中冷器进气气室内部设有导流板结构，所述中冷器气室前面设有冷凝器安装凸台；所述中冷器的护板设有凸起结构，其断面为V形结构，所述护板中部设有消除热应力的冲压异形孔；所述中冷器采用外翻主片结，所述主片的气室外部设有喇叭口，用于与散热管连接。

7.根据权利要求1或2所述的冷却模块总成，其特征在于，所述散热器采用宽扁型结构设计，所述散热器两侧的护板采用宽护板结构，所述护板上设有通风口。

8.根据权利要求1或2所述的冷却模块总成，其特征在于，所述散热器采用塑料水室结构，所述散热器的塑料上水室设有除气快插结构，所述塑料上水室的挡风板和护风罩采用弹性金属夹片安装；所述上、下水室的管口依次设有防脱筋、防滑密封筋及胶管***深度限位结构。

9.根据权利要求1或2所述的冷却模块总成，其特征在于，所述散热器的下水室设有放水阀结构，该放水阀结构的出水口位于所述下水室的下面，该放水阀结构的旋钮位于所述下水室的侧面。

10.一种车辆，设有权利要求1-9任一项所述的冷却模块总成。

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