[发明专利]车用板翅式/管翅式散热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种传热方法，尤其涉及一种车用板翅式/管翅式散热器。

背景技术

近年来，随高密度、大功率发动机的出现以及众多新技术、新系统在汽车上的应用，车辆散热环境日趋恶劣，对车用散热器的体积、重量、工作效率等提出了新的需求。与此同时，由于世界范围内的能源与环境问题，节能减排的重要性日益突出。如何根据车辆实际散热需求，设计既具备足够换热能力，又能最大程度减少阻力能耗的散热器，是非常具有现实意义的一个课题。

板翅式、管翅式散热器由于其高效、紧凑、轻巧的特性，在汽车上获得了非常广泛的应用。其中，翅片承担了至关重要的换热任务，是影响换热性能的一个重要因素。多年来人们研究的目标大量集中在翅片本身的结构、尺寸等参数上，也通过设计新的翅片结构使散热器性能得以提高。但是，车用散热器的性能优化目前还面临如下问题：

1.经过几十年的研究，目前对翅片结构的设计几乎已进入瓶颈状态，翅片换热能力的进一步提升往往伴随着大量阻力能耗作为代价。

2.由于加工工艺、使用环境、结构强度等因素限制，车用散热器的结构型式不能有根本性改动。强化传热领域常用的一些技术如沸腾换热、电磁强化换热等在车用换热器上难以实现。

3.车用散热器与发动机工作性能、节能减排都有密切关系，过热或过冷都会对发动机产生负面影响。而目前常见的同时加强整个芯部换热能力的方法比较容易导致过冷现象发生，不必要的散热能力引起阻力能耗浪费。

4.生产成本是车用换热器研发需要考虑的一个重要因素，应尽可能利用已有的生产资源实现散热器性能的提高。

因此，在已有翅片型式的基础上，需要谋求新的解决方案，以协调散热器阻力能耗与换热能力之间的矛盾，满足发动机冷却的实际需求。

在已有研究中发现，由于散热器内部冷热介质的流动速度、温度分布并不均匀，导致散热器芯子出现换热强度严重不均的现象。某些区域冷热温差较大，且介质流量也相对较高，加强这一区域的换热强度，可轻易实现整体散热器换热能力的提升；而某些区域冷热温差较小，介质流量低，即便强化这些区域的换热，也未必能达到更好的换热效果，反而会导致流动阻力的急剧提升。因此，本发明提出翅片局部强化的强化传热方法，寻找散热器中换热需求较高的关键换热区域，通过强化局部区域的翅片型式，在以较小阻力为代价的前提下，有效提升散热器的工作性能。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种车用板翅式/管翅式散热器。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种车用板翅式/管翅式散热器，它包括：热介质入口、上气室、下气室、热介质出口、若干冷却空气通道和若干热介质通道；冷却空气通道和热介质通道依次交替排列，冷却空气通道和热介质通道上下端分别为上气室和下气室，热介质通道两端分别与上气室和下气室相通，热介质入口位于上气室上，热介质出口位于下气室上。冷却空气通道和热介质通道内均含有散热翅片，且每个通道内的散热翅片均由密换热翅片部分和疏换热翅片部分组成，密换热翅片部分和疏换热翅片部分之间为分割点，各分割点上温度均为散热器平均温度，各通道内的散热翅片的分割点组成翅片区域分割线。

本发明具有如下技术效果：

1．节能性：可根据散热器的实际工作状况选择翅片加密的区域，以及翅片加密的程度，能较好地控制散热器阻力压差的增长，同时实现换热能力的有效提升。

2．适用性：在对散热器进行改良设计时，可通过逐步加密翅片，或逐步增大高效翅片区域的方法，找到阻力压差与换热性能的最佳匹配点，满足多种不同的散热需求。

3．便于整体化和模块化设计：采用局部翅片强化的方法，不仅能获得更高的工作效率，避免过冷现象出现，还可调节散热器下游的温度分布。根据上下游散热器的位置、结构和换热需求等设计翅片配置方案，能实现车用冷却系统中上下游散热器的组合匹配优化。

4．该方法使用成本低、加工工艺简单。

附图说明

图1为应用本发明所述强化传热方法的车用散热器正视图；

图2为仿真计算所获得的中冷器内部温度分布示意图；

图中，热介质入口1、上气室2、冷却空气通道3、热介质通道4、下气室6、热介质出口7。

具体实施方式