本發(fā)明涉及一種汽車散熱器,尤其是涉及一種防變形泄漏的汽車散熱器。
背景技術(shù):
鋁塑管帶式散熱器是當(dāng)前最廣泛應(yīng)用在汽車上的散熱器,其核心部件是芯體,有4種零件組成:冷卻管、散熱帶、主片和邊板。
邊板(或稱支撐板、側(cè)板、內(nèi)側(cè)板等)的作用是增加芯體的結(jié)構(gòu)強度,控制芯高,輔助散熱器的外部連接,固定散熱器附件,完善散熱器外觀等等。
汽車散熱器在使用中,出現(xiàn)最多的失效模式是散熱器兩側(cè)靠近邊板的冷卻管與主片連接處泄漏,從而導(dǎo)致散熱器的整體失效。
經(jīng)過對多品種多規(guī)格的汽車散熱器的冷熱沖擊試驗,其泄漏部位是一致的,都是發(fā)生在芯體兩側(cè)離邊板最近的1~3根冷卻管與主片的焊縫處。
中國汽車行業(yè)標準《QC/T468-2010汽車散熱器》中規(guī)定了15項試驗,但是參與試驗的散熱器的失效也多數(shù)出現(xiàn)在冷熱沖擊試驗的項目中。
從芯體結(jié)構(gòu)上看,冷卻管插入到主片的管孔內(nèi)由釬焊連接,邊板也多以插入方式與主片釬焊連接,散熱帶與冷卻管、邊板釬焊連接。
從工作狀態(tài)上看,高溫流體通過冷卻管,冷卻管受熱膨脹伸長,雖然邊板與冷卻管的基本材質(zhì)一樣,熱膨脹系數(shù)相同,但是由于邊板受熱影響小,其伸長速度相對滯后。
從釬縫受力上看,冷卻管伸長,邊板卻延遲伸長,它們與主片連接處的釬縫就要經(jīng)受剪切應(yīng)力的作用,距離邊板越遠的冷卻管,其遭受剪切應(yīng)力作用的強度就越弱,相對就越安全。而靠近邊板的冷卻管釬縫在剪切應(yīng)力的長時間反復(fù)作用下,一旦超過其疲勞極限,就會出現(xiàn)釬縫局部被拉裂的狀況,從而在開裂處形成泄漏。
綜上所述分析,問題的癥結(jié)出在了芯體的結(jié)構(gòu)上。所以要從根本上解決問題,只有從改變芯體的結(jié)構(gòu)入手。
現(xiàn)有一種管帶式散熱器使用加強管結(jié)構(gòu)芯體,即把芯體上的側(cè)板取消,在其位置更換上冷卻管,當(dāng)然,也可以是管壁加厚的專用冷卻管,將這些冷卻管統(tǒng)稱為“加強管”,這樣,芯體的結(jié)構(gòu)就出現(xiàn)了與已使用了近半個世紀的芯體有區(qū)別的結(jié)構(gòu),是一種沒有邊板的芯體,一種原來由4種零件組成的芯體演變?yōu)橛?種零件組成。
從原理上分析,加強管結(jié)構(gòu)芯體能夠產(chǎn)生如下優(yōu)勢:
(1)芯體上的零件脹縮不同步的問題能夠從根本上消失,由此產(chǎn)生的失效模式也隨之消失,散熱器的泄漏率有根據(jù)能夠達到一個新的低點,從而降低了散熱器的故障率,延長了散熱器的使用壽命;
(2)相同規(guī)格的芯體,加強管芯體要比邊板型芯體散熱能力高。這是因為在加強管內(nèi)流通的高溫流體,是新增加的熱源,相比之下,邊板自身卻沒有熱源產(chǎn)生。與邊板釬焊在一起的散熱帶,另一側(cè)與冷卻管釬焊,由于僅能獲得其單側(cè)與冷卻管釬焊處上的熱源從而沒有全部發(fā)揮作用,這條散熱帶的散熱能力約只發(fā)揮了一半,每臺邊板型的芯體上有2條這樣只發(fā)揮了一半作用的散熱帶,相當(dāng)于一整條的散熱帶的作用被隱形廢止。但是改為加強管型的芯體后,這樣的2條散熱帶就能夠得到足額發(fā)揮作用的支持條件,其實際功效等于新增加了一條散熱帶。同時,加強管自身的表面積也是新增加的散熱面積,所以相同規(guī)格的加強管型芯體的散熱性能自然高于邊板型芯體。加強管型散熱器是當(dāng)前相同規(guī)格的散熱器中散熱性能最高的散熱器,從理論上說,加強管可以最有效的解決側(cè)板與散熱管的溫差引起熱膨脹不同步導(dǎo)致產(chǎn)品的變形和泄露。然而在實際的使用中,此類方案還是存在很多的隱患,加強管芯體的強度不如傳統(tǒng)的側(cè)板結(jié)構(gòu)的芯體,加強管容易碰破導(dǎo)致芯體泄漏失效,所以加強管芯體在市場中并未得到廣泛的應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種強度高、芯體泄漏變形小、使用壽命長的防變形泄漏的汽車散熱器。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
一種防變形泄漏的汽車散熱器,包括邊板、冷卻管、散熱帶和主片,所述的冷卻管和散熱帶間隔排列并連接形成散熱主體,所述的邊板設(shè)置在散熱主體兩側(cè)并通過散熱帶與冷卻管連接,所述的主片設(shè)置在散熱主體兩頭并與冷卻管垂直連接,其特征在于,該散熱器還包括管夾,所述的管夾插入邊板和與該邊板相鄰的冷卻管之 間,管夾兩端分別與所述的邊板和所述的冷卻管相抵,抵抗散熱器工作后所述的邊板對所述的冷卻管產(chǎn)生的側(cè)向拉力。
所述的管夾包括齒條,所述的齒條插入邊板和與該邊板相鄰的冷卻管之間。
所述的管夾呈梳狀。
所述的齒條以垂直于冷卻管的方向插入邊板和冷卻管之間。
所述的齒條包括多個齒,所述的齒設(shè)有楔角。
所述的管夾兩端設(shè)有用于限制管夾插入冷卻管的深度的限位臺階。
所述的邊板上設(shè)有凹槽,從而減小邊板在凹槽處的橫截面積,增強邊板受熱后伸縮性。
所述的凹槽橫截面呈V形或W形。
所述的管夾采用金屬材料制成。
所述的管夾設(shè)置在冷卻管兩頭。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
(1)邊板和與該邊板相鄰的冷卻管之間設(shè)有管夾,用于抵抗散熱器工作后邊板對受熱伸長的冷卻管產(chǎn)生的側(cè)向拉力,減小冷卻管變形,從而防止冷卻管與主片焊接處的泄漏。
(2)管夾呈梳狀,一方面利于散熱,另一方面降低管夾重量,減少制造成本。
(3)齒條包括多個齒,所述的齒設(shè)有楔角,便于管夾的快速插入。
(4)管夾兩端設(shè)有限位臺階,用以限制管夾插入冷卻管的深度,防止管夾完全陷入冷卻管中,便于管夾失效后的更換。
(5)管夾采用金屬材料制成,強度高、成本低。
(6)邊板上設(shè)有凹槽,從而減小邊板在凹槽處的橫截面積,弱化該處強度,增強邊板受熱后伸縮性,進一步減少冷卻管變形。
附圖說明
圖1為本發(fā)明散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明散熱器的B部放大示意圖
圖3為本發(fā)明管夾、冷卻管和相鄰邊板的相對位置示意圖,該圖視角為圖1所示散熱器的俯視視角;
圖4為本發(fā)明管夾形狀示意圖;
附圖標記:
1為邊板;2為冷卻管;3為散熱帶;4為主片;51為齒條;52為限位臺階;5為管夾。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。本實施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進行實施,給出了詳細的實施方式和具體的操作過程,但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
實施例
如圖1~2所示,一種防變形泄漏的汽車散熱器,包括邊板1、冷卻管2、散熱帶3和主片4,冷卻管2和散熱帶3間隔排列并連接形成散熱主體,邊板1設(shè)置在散熱主體兩側(cè)并通過散熱帶3與冷卻管2連接,主片4設(shè)置在散熱主體兩頭并與冷卻管2垂直連接。
如圖3所示,該散熱器還包括管夾5,管夾5插入邊板1和與該邊板1相鄰的冷卻管2之間,管夾5兩端分別與邊板1和冷卻管2相抵。散熱器工作后,冷卻管2受熱長度拉伸,而邊板1由于延遲伸長,導(dǎo)致邊板1通過散熱帶3對靠近該邊板1的冷卻管2施加一個拉力,該拉力具有側(cè)向分量F,使邊板1有側(cè)向變形的趨勢,通過設(shè)置管夾5,F(xiàn)施加在管夾5上,由于管夾5的形變產(chǎn)生反向作用力f,可以抵消邊板1對冷卻管2產(chǎn)生的側(cè)向拉力F,因此管夾5對冷卻管2可以起到約束變形的作用,有效的避免受側(cè)向應(yīng)力導(dǎo)致芯體變形。
如圖4所示,管夾5呈梳狀,管夾5一側(cè)帶有齒條51,齒條51插入邊板1和與該邊板1相鄰的冷卻管2之間,齒條51包括多個齒,與邊板1或冷卻管2接觸的齒的端部設(shè)有楔角,減少插入時端部與冷卻管2之間的摩擦,便于管夾5的快速插入,齒條51以垂直于冷卻管2的方向設(shè)置在邊板1和冷卻管2之間,利于管夾5位置的穩(wěn)定,防止移位。
管夾5兩端設(shè)有限位臺階52,用以限制管夾5插入冷卻管2的深度,防止管夾5完全陷入冷卻管2與邊板1之間,從而方便失效的管夾5的更換。
邊板1上設(shè)有凹槽,凹槽橫截面呈V形或W形,從而減小邊板1在凹槽處的橫截面積,削弱邊板1在該處強度,進一步增強邊板1受熱后伸縮性,減少邊板1與冷卻管2伸縮程度的不同步。該結(jié)構(gòu)與管夾5配合,可以最大限度的改善邊板1 和冷卻管2之間漲縮不一致導(dǎo)致不同步產(chǎn)生的側(cè)向應(yīng)力芯體泄漏。
管夾5采用金屬材料制成,例如鋁鎂合金,具有強度高、使用壽命長、成本低的優(yōu)點。
管夾5設(shè)有多個,與邊板1相鄰的冷卻管2的兩頭處均可插入管夾5。
帶有管夾5的芯體穩(wěn)定性及使用壽命遠高于無管夾的產(chǎn)品,芯體的泄漏報廢也是最少的。相比于加強管的芯體,帶管夾5芯體強度更好,具有更高的穩(wěn)定性,也會被市場更廣泛的接受和認同。