本實用新型涉及一種汽車中冷器，尤其是涉及一種具有高抗壓強度的汽車中冷器。

背景技術(shù)：

中冷器是渦輪增加發(fā)動機的配套件，其作用是降低增壓器增壓后的高溫空氣溫度，以降低發(fā)動機的熱負荷，提高進氣量，增加發(fā)動機的功率。無論機械增加發(fā)動機還是渦輪增壓發(fā)動機，都需要在增壓器和進氣歧管之間安裝中冷器。中冷器散熱性能的高低直接影響著發(fā)動機的功率，故而如何提高中冷器的散熱性能就成了當(dāng)下需研究的重要課題。現(xiàn)在汽車生產(chǎn)商對中冷器的散熱性能都有著自己的要求指標，常規(guī)要求也要60000次，甚至要求高的主機廠要求配套中冷器的散熱性能達到10萬次以上。而中冷器的現(xiàn)狀是普遍散熱性能偏低，越來越不能滿足客戶的使用要求，中冷器散熱性能的優(yōu)良與否就成了提高渦輪增壓發(fā)動機功率的瓶頸。故而這就需要去研究中冷器的結(jié)構(gòu)，到底有哪些因素在影響著中冷器的散熱性能。

中冷器的結(jié)構(gòu)(如圖1)：中冷器是由主片2，側(cè)板4，散熱管5及散熱帶6的芯體與左右兩個氣室1，密封墊3再加上一些附件組成，散熱管5上設(shè)置紊流帶。

通過做氣-氣中冷器壓力循環(huán)試驗，發(fā)現(xiàn)試驗不達標的產(chǎn)品(以某型號中冷器為例)大都會是咬邊泄漏，密封墊溢出現(xiàn)象，即主片咬合齒和氣室壁脫離。得出結(jié)論：主片及氣室的壽命不達標，導(dǎo)致了中冷器的散熱性能不達標。

1)氣室：影響氣室強度有兩大因素：a.氣室的材質(zhì)b.氣室加強筋關(guān)于氣室材質(zhì)c.氣室結(jié)構(gòu)，使用的材質(zhì)有著良好的強度，硬度及耐壓性；關(guān)于氣室加強筋，該產(chǎn)品均勻的分布著加強筋，氣室結(jié)構(gòu)強度較好。故而得出結(jié)論：氣室的結(jié)構(gòu)設(shè)計很大程度的影響著中冷器的散熱性能。

2)主片：影響主片強度有三因素：a.主片材質(zhì)b.主片料厚c.主片結(jié)構(gòu)，關(guān)于主片材質(zhì)及料厚，改進后對散熱性能無明顯改觀。故而得出結(jié)論：主片的結(jié)構(gòu)設(shè)計很大程度的影響著中冷器的散熱性能。

中國專利CN204128402U公開了一種汽車用垂直流散熱器，該專利中水室的末端僅只有一面由主片固定，容易隨著中冷器風(fēng)冷卻循環(huán)次數(shù)的增加，進氣壓力不斷的對咬合齒施加壓力，而發(fā)生變形，即主片咬合齒和氣室壁脫離，同時，中國專利CN205315104U公開了一種帶有改進型防漏水室的水冷散熱器，該專利中雖然水室的末端兩側(cè)面均由主片固定，但是內(nèi)側(cè)面呈傾斜弧形，并不能提供高強度的支撐力，也容易在多次風(fēng)冷卻循環(huán)后出現(xiàn)主片咬合齒和氣室壁脫離的情況。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型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具有高抗壓強度的汽車中冷器，具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、易加工、成本低、使用壽命長等優(yōu)點。

本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種具有高抗壓強度的汽車中冷器，包括主片、氣室和密封墊，所述主片通過密封墊與氣室密封連接，所述氣室末端設(shè)有截面呈矩形狀的固定部，氣室末端與固定部截面的矩形一角過渡連接，所述主片末端設(shè)有包裹固定部的凹槽，所述凹槽包括卡扣頂邊、外側(cè)豎直邊、卡扣底邊和內(nèi)側(cè)豎直邊，卡扣邊、外側(cè)豎直邊、卡扣底邊和內(nèi)側(cè)豎直邊依次連接形成截面帶有缺角的矩形，所述內(nèi)側(cè)豎直邊與主片末端過渡連接。

所述內(nèi)側(cè)豎直邊的長度l₁取值范圍為l₂-0.6mm≤l₁≤l₂-0.2mm，l₂為卡扣底邊的長度。

所述主片末端為水平直線段，并與內(nèi)側(cè)豎直邊相垂直。

所述固定部內(nèi)側(cè)邊與內(nèi)側(cè)豎直邊之間間距0.15～0.22mm。

所述密封墊的截面呈橢圓形。

所述氣室的外壁上設(shè)有多個加強筋。

所述多個加強筋均布設(shè)置。

所述凹槽的厚度為1.4～1.6mm。

所述氣室采用PA66+GF30工程塑料制成的氣室。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點：

1)將氣室末端設(shè)計為矩形狀，且主片末端設(shè)計成帶有缺角的矩形，即將與氣室接觸的主片面修正為直面，用于氣室的定位，且主片末端為水平直線段，并與內(nèi)側(cè)豎直邊相垂直，為氣室提供較大力的支撐，當(dāng)主片咬合后，氣室就會牢牢的被夾緊定位在主片凹槽內(nèi)，保證汽車中冷器能夠在多次壓力循環(huán)試驗中氣室和主片穩(wěn)定固定，從而實現(xiàn)提高中冷器的使用壽命的目的。

2)對內(nèi)側(cè)豎直邊的取值進行設(shè)計，l₂-0.6mm≤l₁≤l₂-0.2mm，此取值范圍有效地保證內(nèi)側(cè)豎直邊產(chǎn)生的支撐力大小與卡扣底板的支撐力大小相匹配，不會產(chǎn)生兩側(cè)較大的壓力差，能夠提供穩(wěn)定的平衡的支撐力。

3)減小氣室與主片的間隙，且固定部配合主片的內(nèi)側(cè)豎直邊，氣室擁有足夠的有效支撐力，故而能在受到進氣壓力的沖擊后始終保持穩(wěn)定，極大的提高了中冷器的使用壽命。同時凹槽的厚度為1.4～1.6mm，提供就夠大的屈服力。

4)氣室采用PA66+GF30工程塑料制成的氣室，具有高強度，特殊熱穩(wěn)定，耐水解等優(yōu)點。配合加強筋結(jié)構(gòu)，可以進一步加強氣室結(jié)構(gòu)的剛度。

5)密封墊的截面呈橢圓形，相比矩形的密封墊，更加迎合水室末端與主片的形狀，密封墊兩面能夠承受交大的壓力，不易變形。

6)制作方便，易于推廣利用，使用改進后主片生產(chǎn)的中冷器散熱性能更加優(yōu)越，極大的提高了發(fā)動機的功率，降低了能耗。試件經(jīng)100000次氣-氣中冷器壓力循環(huán)試驗后，經(jīng)檢漏，無泄漏。

附圖說明

圖1為汽車中冷器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有主片和氣室的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為現(xiàn)有主片的咬合齒和氣室壁脫離的示意圖；

圖4為本實用新型汽車中冷器中主片和氣室的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為氣室的受力面積示意圖；

圖6為現(xiàn)有氣室末端受力分析示意圖；

圖7為本實用新型中主片的一道成型工序示意圖；

圖8為本實用新型中主片的二道整形工序示意圖；

圖9為本實用新型中主片的三道切邊工序示意圖；

圖10為本實用新型中主片的四道翻邊工序示意圖；

圖11為本實用新型中主片的五道沖孔工序示意圖。

圖中：1、氣室，2、主片，3、密封墊，4、側(cè)板，5、散熱管，6、散熱帶芯體，7、加強筋，11、固定部，21、卡扣頂邊，22、外側(cè)豎直邊，23、卡扣底邊，24、內(nèi)側(cè)豎直邊。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。本實施例以本實用新型技術(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，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。

對現(xiàn)有主片2和氣室1正常配合后的狀態(tài)(圖2)進行分析：

氣室1內(nèi)壁(見圖5)的豎直截面呈梯形+矩形的形狀，d1＝67mm，d2＝215mm，d3＝20mm，d4＝45mm，氣室1內(nèi)壁的受力面積：

S＝S1+S2＝215x20+(67+215)x25x1/2＝7825mm2＝78.25cm²

已知中冷器的進氣壓力為F_進＝2kgf/cm²，氣室1內(nèi)壁受到的壓力：

F1＝F_進×S＝2×78.25＝156.5kgf

如圖6所示：已知10％4343/3003/10％7072t1.5主片2的屈服強度為F_屈＝130kgf，重力G＝0.5kgf，支持力FN1＝FN2＝29.5kgf；

在X方向上：

F1x+FN2-F_屈＝F1×Sin40°+FN2-F_屈＝156.5×0.64+29.5-130＝0.1≈0，

即FN2+F1x＝F_屈，氣室1在水平方向處于平衡狀態(tài)；

在Y方向上：

FN1+F1y-G-F_屈＝FN1+F1Cos40°-G-F_屈＝29.5+156.5×0.77-0.5-130＝18.9kgf>0，

即FN1+F1y>G+F_屈，故而隨著中冷器風(fēng)冷卻循環(huán)次數(shù)的增加，進氣壓力不斷的對咬合齒施加壓力，當(dāng)主片2達到屈服強度時，就會發(fā)生變形，開裂，出現(xiàn)咬合泄漏的現(xiàn)象(見圖3)。

基于上述研究結(jié)果，進一步分析測量發(fā)現(xiàn)(見圖2)：氣室1與主片2的間隙a1較大，達到了0.8mm，且主片2此邊無直邊，l₁尺寸偏小，成型高度偏低，氣室1缺乏有效支撐力(即FN1和FN2小)，故而會在受到進氣壓力的沖擊后左右晃動，這將極大的降低了中冷器的使用壽命，在壓力循環(huán)試驗時，在循環(huán)次數(shù)僅為3000次時就已經(jīng)出現(xiàn)泄漏，不能滿足中冷器的功能要求，因此必須改進主片2和氣室1的結(jié)構(gòu)，以提高中冷器的使用壽命，具體方案如下：

如圖4所示，一種具有高抗壓強度的汽車中冷器，包括主片2、氣室1和密封墊3，主片2通過密封墊3與氣室1密封連接，氣室1末端設(shè)有截面呈矩形狀的固定部11，氣室1末端與固定部11截面的矩形一角過渡連接，主片2末端設(shè)有包裹固定部11的凹槽，凹槽包括卡扣頂邊21、外側(cè)豎直邊22、卡扣底邊23和內(nèi)側(cè)豎直邊24，卡扣邊、外側(cè)豎直邊22、卡扣底邊23和內(nèi)側(cè)豎直邊24依次連接形成截面帶有缺角的矩形，內(nèi)側(cè)豎直邊24與主片2末端過渡連接，主片2末端為水平直線段，并與內(nèi)側(cè)豎直邊24相垂直，密封墊3的截面呈橢圓形，相比矩形的密封墊3，更加迎合水室末端與主片2的形狀，密封墊3兩面能夠承受交大的壓力，不易變形。

內(nèi)側(cè)豎直邊24的長度l₁取值范圍為l₂-0.6mm≤l₁≤l₂-0.2mm，l₂為卡扣底邊23的長度，此取值范圍有效地保證內(nèi)側(cè)豎直邊24產(chǎn)生的支撐力大小與卡扣底板的支撐力大小相匹配，不會產(chǎn)生兩側(cè)較大的壓力差，能夠提供穩(wěn)定的平衡的支撐力。固定部11內(nèi)側(cè)邊與內(nèi)側(cè)豎直邊24之間間距0.15～0.22mm，即a1處距離為0.2mm，氣室1與主片2的間隙較小，且固定部11配合主片2的內(nèi)側(cè)豎直邊24，氣室1擁有足夠的有效支撐力，故而能在受到進氣壓力的沖擊后始終保持穩(wěn)定，極大的提高了中冷器的使用壽命。凹槽的厚度為1.4～1.6mm，本實施例中選取1.5mm，提供就夠大的屈服力。

氣室1由PA66+GF30工程塑料制成，具有高強度，特殊熱穩(wěn)定，耐水解等優(yōu)點。氣室1的外壁上沿豎直方向間隔設(shè)有多個水平向的加強筋7，多個加強筋7均布設(shè)置。

主片2有常規(guī)的四大工序：成型，切邊，翻邊，沖孔，改進后的主片2通過五道工序制作而成，五道工序分別為：

一道成型工序，將料板沖壓形成多段截面呈波浪形的雛形主片段，每段雛形主片段的兩端呈帶斜度的階梯狀，如圖7所示；

二道整形工序，將帶斜度的階梯狀整形成直角的階梯狀，圖7的長度c＝5mm，經(jīng)過整形，得到長度l₁＝7mm，如圖8所示；

三道切邊工序，按所需尺寸將多段雛形主片段切邊，如圖9所示；

四道翻邊工序，對每段雛形主片段的末端進行直角翻邊，如圖10所示；

五道沖孔工序，在每段雛形主片段的波浪形處沖孔，形成帶主片孔的主片2，如圖11所示。

本實施例中，通過增加整形工序，將l₁尺寸拉高到7mm，l₂尺寸對應(yīng)設(shè)計為7.4mm，l₃尺寸對應(yīng)設(shè)計為9.5mm，同時將與氣室1接觸的主片面(圖2箭頭A所示處)修正為直面，用于氣室1的定位，為氣室1提供較大力的支撐，這將使a1尺寸由0.8mm降低到0.2mm，極大的減小了氣室1與主片2之間的間隙，當(dāng)主片2咬合后，氣室1就會牢牢的被夾緊定位在主片2凹槽內(nèi)。

將改進后的主片2用于產(chǎn)品的試制，再次做氣-氣中冷器壓力循環(huán)試驗，試驗結(jié)果：試件經(jīng)100000次試驗后，經(jīng)檢漏，無泄漏。

經(jīng)氣-氣中冷器壓力循環(huán)試驗論證了此實用新型的可靠性與正確性，使用改進后主片2生產(chǎn)的中冷器散熱性能更加優(yōu)越，極大的提高了發(fā)動機的功率，降低了能耗。