一种热交换装置的制作方法

本发明涉及换热回路技术领域，尤其涉及一种在换热回路中使用的热交换装置。

背景技术：

当车辆正常行驶时，其变速箱润滑油的温度一般不会过高，可保持较好的润滑性能；当车辆超负荷或以四驱模式在雪地中行驶或者越野时，车辆实际上是在液力变矩器过度打滑状况下行驶，就有可能导致变速箱润滑油温度过高，并最终导致润滑油失效。

为此，车辆内部通常还设有由换热回路组成的冷却系统，该换热回路可以对变速箱润滑油进行冷却，以保障润滑油的性能。

上述换热回路通常包括调温阀、换热器以及连接于二者之前的管路，在使用时，润滑油首先流经调温阀，由调温阀判断润滑油的温度是否过高，若处于正常范围内，则该润滑油可直接通向待润滑的零部件，若温度过高，调温阀可控制润滑油流入换热器中进行降温，然后再通向待润滑的零部件，以使得润滑油始终能够保持在一定的温度范围内。

然而，随着汽车技术的不断发展，用户及各大汽车厂商对于车体轻量化、高集成化的要求也越来越高，上述包含调温阀、换热器及若干管路在内的换热回路，其结构就显得过于复杂，不仅在车体内部会占用大量的空间，增加车体重量，而且安装也较为困难，甚至由于其结构过于复杂，还会影响车体内其他部件的小型化，难以满足时代发展需求。

因此，如何提供一种结构简单、占用空间小、便于安装的换热回路，仍是本领域的技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种热交换装置，该热交换装置集成了现有技术中的调温阀、热交换器于一体，可大幅简化换热回路的结构，缩小换热回路的占用空间，且便于安装。

为解决上述技术问题，本发明提供一种热交换装置，包括温控组件和换热组件，所述换热组件内形成换热通道，所述热交换装置内部还设有与所述换热通道并列设置的旁路通道，所述热交换装置具有进液口、出液口，所述换热通道、所述旁路通道的出口均与所述出液口相连通；所述温控组件包括阀体，所述阀体内具有阀腔，所述阀腔与所述进液口相连通，所述阀体的周壁沿轴向间隔设有缺口和第二阀口，所述缺口相对远离所述进液口，所述第二阀口相对靠近所述进液口，所述缺口能够连通所述阀腔、所述换热通道，所述第二阀口能够连通所述阀腔、所述旁路通道；所述阀腔的内壁设有环形突出部，该环形突出部的中部形成第一阀口，所述第一阀口能够连通所述缺口、第二阀口；所述阀体内还设有阀芯和驱动部件，所述阀芯呈筒状，其周壁完整，并与所述阀腔的内壁滑动配合，所述驱动部件与所述第一阀口相配合，通过所述阀芯的动作，所述阀芯的周壁可封堵所述第二阀口，通过所述驱动部件的动作，所述驱动部件可封堵所述第一阀口，当所述第二阀口处于封堵状态时，所述第一阀口处于开启状态。

本发明所提供热交换装置集成温控组件、换热组件于一体，可大幅简化换热回路的结构，缩小换热回路的占用空间，且由于集成度高，占用空间小，其安装也较为简便，能够满足现有技术中车辆集成化、轻量化的要求。

更为重要的是，上述热交换装置的温控组件的阀芯为筒状结构，且其周壁完整，即该阀芯的周壁上未设有开孔等结构，可避免阀芯移动过程中，第二阀口关闭后又被打开的情形，更有利于保证第二阀口封堵的可靠性。

可选地，所述驱动部件包括热动元件，所述阀腔内还设置有一弹性件，所述热动元件的一端与所述阀芯相接触，另一端穿过所述第一阀口并固定在所述阀腔的底部；所述弹性件的一端与所述阀芯相抵接，通过所述弹性件，所述热动元件与所述阀芯相抵接。

可选地，所述阀芯与所述热动元件相接触的连接端设有支撑部，所述支撑部在不与所述热动元件相接触部分设置有导流孔；当第一阀口不被所述热动元件封堵时，所述进液口通过所述导流孔与所述换热通道相连通。

可选地，所述阀芯处于完全开启所述第二阀口的位置时，所述热动元件能够封堵所述第一阀口；或者，所述阀芯处于完全开启所述第二阀口的位置时，所述第一阀口不关闭。

可选地，所述换热通道包括第一通道，所述第一通道与所述进液口相对设置，所述温控组件的至少一部分伸入所述第一通道内，所述第一阀口位于所述第一通道内，所述第二阀口与所述旁路通道相对应设置，且所述旁路通道与所述第一通道之间不直接连通。

可选地，所述支撑部为环状的支撑盘，所述导流孔的数量为多个，并沿周向间隔设于所述支撑盘的盘面，所述支撑盘还设置有中心孔；所述热动元件包括阀杆和壳体，所述壳体呈t形，其竖部插接于所述支撑盘的中心孔中，横部与所述支撑盘相抵，所述阀杆的两端分别与所述阀体、所述壳体相连。

可选地，所述弹性件为回复弹簧，所述回复弹簧外套于所述竖部伸入所述阀芯的部分。

可选地，所述阀体内设有导向槽，所述阀芯在所述阀腔内移动时，所述横部能够在所述导向槽内滑动。

可选地，所述温控组件还包括阀座和卡环，所述阀座设于所述进液口处，所述弹性件的两端分别与所述支撑部、所述阀座相抵；所述卡环设于所述阀腔内，并能够对所述阀座定位。

可选地，所述阀芯动作至恰好封堵所述第二阀口的位置时，所述阀芯能够与所述阀座相抵；或者，所述阀芯动作至封堵所述第二阀口的位置时，所述阀芯在所述阀腔内仍具有正向移动空间。

可选地，还包括底板，所述进液口、所述出液口均设于所述底板，且所述旁路通道由所述底板与所述换热组件围合而成。

附图说明

图1为本发明所提供热交换装置的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1中底板的结构示意图；

图3为本发明所提供热交换装置在温度正常时的剖面结构示意图；

图4为图3中温控组件的结构示意图；

图5为温控组件的爆炸图；

图6为本发明所提供热交换装置在温度异常时的剖面结构示意图；

图7为本发明所提供热交换装置在未安装温控组件时的剖面结构示意图。

图1-7中的附图标记说明如下：

1温控组件、11阀体、111缺口、112第二阀口、113第一阀口、12阀芯、121支撑盘、121a导流孔、121b中心孔、13热动元件、131阀杆、132壳体、14弹性件、15阀座、16卡环、17环形突出部；

2换热组件；

3顶板、31冷媒进口、32冷媒出口；

4底板、41进液口、42出液口；

a换热通道、a1第一通道、b旁路通道、c阀腔。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步的详细说明。

本文中所述“若干”是指数量不确定的多个，通常为两个及以上。

本文中所述“第一”、“第二”等词，仅是为了便于区分结构相同或相类似的多个部件或结构，并不表示对顺序的某种特殊限定。

请参考图1-6，图1为本发明所提供热交换装置的一种具体实施方式的结构示意图，图2为图1中底板的结构示意图，图3为本发明所提供热交换装置在温度正常时的剖面结构示意图，图4为图3中温控组件的结构示意图，图5为温控组件的爆炸图，图6为本发明所提供热交换装置在温度异常时的剖面结构示意图，图7为本发明所提供热交换装置在未安装温控组件时的剖面结构示意图。

如图1-3所示，本发明提供一种热交换装置，可以包括顶板3、底板4及设于二者之间的换热组件2，该换热组件2具体可以为常规的板式换热器，还可以是板翅式换热器。顶板3可以设有与换热组件2内部冷媒通道相连通的冷媒进口31和冷媒出口32，该冷媒具体可以为冷却水或其他的冷却介质，换热组件2的内部还设有换热通道a，换热通道a与冷媒通道相隔离，当外界的流体进入该换热通道a时，可以与冷媒发生换热，以降低该流体的温度。具体到车辆变速箱领域，该流体通常是指润滑油，当润滑油通过该换热通道a时，可与换热组件2的冷媒通道中的冷媒发生换热，以使得润滑油的温度保持正常，从而保证润滑油的润滑性能。

上述底板4可以设有流入流体的进液口41和出液口42，上述换热通道a的出口可以与出液口42相连通，即经过该换热通道a的流体可通过出液口42排出，然后通过管道输送至其他零部件处。

区别于现有技术，本发明实施例所提供热交换装置，其内部还集成了温控组件1，该温控组件1的至少一部分位于换热通道a，在本实施例中，如图7所示，换热通道a包括第一通道a1，该第一通道a1与进液口41相对设置，温控组件1的一部分伸入第一通道a1内，换而言之，第一通道a1实际上为温控组件1提供了安装空间；该热交换装置内还设有旁路通道b，旁路通道b的一端与出液口42相连通。该旁路通道b可以由底板4与换热组件2围合而成，底板4与换热组件2可通过一体炉焊焊接，以减少焊点的存在，进而保障二者之间的连接可靠性，上述旁路通道b的出口可以与出液口42相连通。通过温控组件1的动作可以使进液口41与旁路通道b连通或者与换热通道a连通。

具体地，如图3、图4所示，温控组件1可以包括阀体11，阀体11内具有阀腔c，阀腔c与进液口41相连通，即流入流体可通过该进液口41流入阀腔c中；阀体11的周壁沿轴向间隔设有缺口111和第二阀口112，缺口11相对远离进液口41，第二阀口112相对靠近进液口41。缺口111能够连通阀腔c、换热通道a，第二阀口112能够连通阀腔c、旁路通道b，也就是说，阀腔c中的流体既可以通过缺口111进入换热通道a，也可以通过第二阀口112进入旁路通道b。

上述阀腔c的内壁还设有环形突出部17，该环形突出部17的中部形成第一阀口113，该第一阀口113能够连通缺口111、第二阀口112，也就是说，在轴向上，第一阀口113设于缺口111与第二阀口112之间，第一阀口113的通断能够控制缺口111与第二阀口112的连通状态。

上述阀体11内还设有呈筒状的阀芯12和驱动部件13，阀芯12的周壁完整，并与阀腔c的内壁滑动配合，驱动部件的一端固定在阀腔c的底部，另一端与阀芯12的一端部相接触。在阀腔c内还设置有一弹性件14，弹性件14的一端与阀芯12相抵接。通过该弹性件14，驱动部件13与阀芯12相抵接。在本实施例中，阀芯12套设于驱动部件13的外壁且可以与驱动部件的外壁上形成的肩部相抵接，阀芯12与阀腔c的内壁之间滑动配合，通过阀芯12在阀腔c的内壁的滑动，可使第二阀口112打开或者关闭，通过驱动部件动作，可使得第一阀口113打开或关闭。弹性件14的一端与阀芯12的内底壁相抵接，从而使驱动部件13和阀芯12相抵接。

驱动部件能够根据流入流体温度变化驱使阀芯12在阀腔c内移动，并使得阀芯12的周壁能够封堵或开启第二阀口112，且第二阀口112处于封堵状态时，第一阀口113一定处于开启状态，以使得阀腔c中的流体能够通过第一阀口113、缺口111流入换热通道a中。例如，当流入流体的温度大于特定温度时，驱动部件中的热敏物质膨胀，由于驱动部件的一端固定在阀腔c的底部，当热敏物质膨胀产生的推力大于弹性件14的弹性力时，驱动部件13向下动作从而推动阀芯12向下移动，使得该阀芯12能够以其周壁封堵第二阀口112。

需要说明，上述“周壁完整”是指周壁上未设有开孔等结构。

采用这种结构，本发明所提供热交换装置不仅能够实现现有技术中换热回路的功能，同时，还将现有技术中的调温阀(即温控组件2)和换热器(即换热组件1)集成于一体，可大幅简化换热回路的结构，省却了调温阀与换热器之间的连接管路以及调温阀的安装空间，缩小换热回路的占用空间，且由于集成度高，占用空间小，其安装也较为简便，能够满足现有技术中车辆集成化、轻量化的要求。

同时，由于温控组件1集成在热交换装置内部，该温控组件1的体积可以更小，还能够进一步地减轻重量，实现轻量化；该温控组件1中各部件的选材及加工方式也可以更为多样化，除现有技术中常规的金属材质、机加工生产方式外，各部件的材质还可以为塑料等，生产方式还可以为压铸、模铸等。

更为重要的是，上述热交换装置的温控组件1的阀芯12具有完整的筒壁，其周壁上未设有开孔等结构，可避免阀芯12移动过程中，第二阀口112被关闭后重又打开的情形，有利于保证第二阀口112封堵的可靠性和密封性。

此外，由于上述环形突出部17、第一阀口113的设置，上述缺口111也就无需进行封堵，当需要关闭换热通道a与阀腔c的连通状态时，直接封堵第一阀口113即可，而第一阀口113位于阀腔c内部，封堵更为容易。

具体地，上述驱动部件可以包括热动元件13，该热动元件13可以与阀芯12相连，在流入流体温度异常(超过设定温度)时，热动元件13中的热敏物质膨胀而使其移动，并驱动阀芯12在阀腔c中移动，以使得阀芯12的周壁能够封堵第二阀口112。当温度正常时，热敏物质收缩，在弹性件14的回复力的作用下，阀芯12向上移动。

为便于描述，可将阀芯12向关闭第二阀口112移动的方向定义为“正向移动”，反映于附图3中是指向下移动的方向，而将阀芯12向打开第二阀口112移动的方向定义为“反向移动”，反映于附图3中是指向上移动的方向。

上述温度异常通常是指流体的温度过高，也就是说，当流体的温度过高时，第二阀口112可以关闭，使得该流体只能通过第一阀口113、缺口111进入换热通道a中发生换热，以降低流体的温度，然后再将该流体通过出液口42排出。

热动元件13的工作可分为两种情况：其一为流入流体的温度始终在正常范围内，此时，该弹性件14能够对阀芯12进行支撑，使得阀芯12始终处于开启第二阀口112、关闭第一阀口113的位置，热动元件13不动作；其二为流入流体的温度由异常变为正常，在温度异常时，阀芯12处于封堵第二阀口112、开启第一阀口113的位置，热动元件13中的热敏物质受热膨胀推动阀芯12向下运动，当流体的温度回归正常时，热动元件13可以回复为正常状态，弹性件14能够推动阀芯12在阀腔c中反向移动，直至开启第二阀口112、关闭第一阀口113。

换而言之，上述阀芯12封堵第二阀口112的过程，即是热动元件13推动阀芯12运动以克服弹性件14的弹性阻力的过程，而当流体的温度回归正常时，热动元件13中的热敏物质收缩、不再对阀芯12产生推抵力，弹性件14释放其弹性力，可使得阀芯12自动复位。

第二阀口112的开启又分为完全开启与部分开启，当处于部分开启时，阀芯12的周壁仍可对第二阀口112进行局部封堵，当处于完全开启时，阀芯12的周壁可与第二阀口112完全错开。

在实际工作中，若流体的温度处于正常范围内，热动元件13不对阀芯12产生任何推抵力，在弹性件14的作用下，第二阀口112可以完全打开，流体基本可以全部通过旁路通道b流出；当流体的温度稍高时，热动元件13可发生一定程度的变形，并推动阀芯12正向移动一定距离，使得阀芯12可以封堵一部分的第二阀口112，此时，由于第二阀口112开口较小，流体不能够全部流入旁路通道b，部分流体可通过换热通道a排出，且经换热通道a的温度较低的流体与经旁路通道b的温度较高的流体在出液口42以及后续的管道中又可以发生混合，使得流出热交换装置的流体的温度可保持在大致正常的范围内；而当流体的温度过高时，热动元件13可发生较大程度的变形，以推动阀芯12完全关闭第二阀口112，流体只能通过换热通道a排出。

也就是说，本发明所提供热交换装置还具有根据流体温度大小，调节第二阀口112开口大小的功能。

当阀芯12处于完全开启第二阀口112的位置时，热动元件13可对第一阀口113进行封堵，即使得流入流体全部通过旁路通道b排出，以减小流体的运行阻力，进而降低能耗。

实际上，当第二阀口112处于完全打开的位置时，第一阀口113也可以不关闭，即第一阀口113可处于部分开启或完全开启状态，应当知晓，换热通道a中的路径相对复杂，流体在其中的运行阻力会较大，即便此时第一阀口113处于开启状态，流入流体中的大部分仍会通过第二阀口112进入旁路通道b中排出，并不会影响本发明热交换装置的功能。

此外，在实际装配、调试过程中，通常会使得流入流体充满这个换热环路，对于本发明所提供热交换装置而言，即需要使得流入流体充满旁路通道b及阀腔c，在原始状态下，第一阀口113的不关闭还可使得流入流体快速充满整个热交换装置，便于调试、装配。

需要指出，本发明实施例并未限定上述缺口111、第二阀口112的数量及安装位置等，在具体实施时，本领域的技术人员可以根据实际需要对上述两阀口的数量及安装位置进行设定；以第二阀口112为例，上述第二阀口112的数量可以为多个，且各第二阀口112可以沿阀体11的轴向以及周向间隔分布，且各第二阀口112均与旁路通道b相连通，只要能够保证阀芯12可根据流体温度开启或关闭相应的第二阀口112即可；上述第一阀口113的数量同样不作限定，但为了便于封堵，优选采用一个。

以图4为视角，并参考图5，阀芯12与热动元件13的连接端可以设有支撑部，热动元件13的两端可以分别与阀体11、支撑部相连，以便传递热动元件13的驱动力。

详细而言，上述支撑部可以为环状的支撑盘121，该支撑盘121的外缘可以与阀芯12的内壁相连，具体可以为过盈配合、焊接或者一体形成，传动盘121的盘面上可以沿周向间隔设有若干导流孔121a。

上述热动元件13可以包括阀杆131和壳体132，该阀杆131具体可以为杆状，壳体132具体可以呈t形，该t形的竖部可以插接于支撑盘121的中心孔121b中，以定位壳体132与阀芯12的连接端，反映于附图4，即是壳体132的下端部，该t形的横部则可以与支撑盘121的盘面相抵。

可以理解，该壳体132的横部并不会覆盖支撑盘121表面的导流孔121a，以图6为视角，当壳体132推动阀芯12在阀腔c内移动时，支撑盘121与该壳体132实际上将阀芯12内的阀腔c分割为上下两个腔体，设于支撑盘121的导流孔121a则可连通上述两个腔体，即当第一阀口113打开时，进液口41可以通过导流孔121a与换热通道a相连通。

支撑部并不局限上述支撑盘121的形式，也可以设计为其他的结构，例如，该支撑部可以为设于阀芯12内周壁的若干凸肋，各凸肋之间的间隙相当于上述的导流孔121a。

当采用热动元件13封堵第一阀口113时，该壳体132的横部能够与第一阀口113的外缘相抵，且为了提高封堵的可靠性，该壳体132(横部)朝向第一阀口113的一端可以具有锥形结构，相应地，第一阀口113朝向壳体132的端部可以具有锥形的导槽，以便与该锥形结构相配合。

为进一步地保证封堵可靠性，还可采用橡胶等弹性材料制备上述壳体132。

上述弹性件14具体可以为回复弹簧，该回复弹簧可以外套于壳体132竖部伸入阀芯12的部分，也就是说，该壳体132还能够起到类似弹簧柱的作用，以对回复弹簧进行定位，进而避免阀芯12移动过程中回复弹簧在径向的来回窜动。

请继续参考图4，阀腔c远离阀芯12的一端可以设有内凹的第一定位槽，壳体132横部远离阀芯12的端面可以设有内凹的第二定位槽，前述杆状的阀杆131的两端可以分别插接于上述第一定位槽、第二定位槽中，可对该阀杆131进行定位；且上述第一定位槽、第二定位槽均具有一定的深度，以保障阀杆131变形过程中的稳定性。

如图5所示，并结合图4，上述温控组件1还可以包括阀座15和卡环16，阀座15可以设于进液口41处，卡环16可以设于阀腔c内，用于对阀座15进行定位，弹性件14的两端可以分别与支撑部、阀座15相抵。

当阀芯12正向移动至恰好将第二阀口112关闭时，阀芯12可以与阀座15相抵，该阀座15还相当于阀芯12的限位部件。

实际上，在阀芯12正向移动至恰好将第二阀口112关闭时，阀芯12在阀腔c中还可以具有一定的正向移动空间，也就是说，阀芯12还能够继续正向移动，反映于本发明实施例，即是指阀芯12与阀座15之间还具有一定的间隙，以防止流入流体的温度过高、导致阀芯12在关闭第二阀口112后仍继续下移直接对阀座15造成冲击。

换而言之，该正向移动空间可起到一定的缓冲作用，以在流入流体温度过高时对该热交换装置本身进行保护。

需要强调，本发明实施例所提供热交换装置及包含该热交换装置的换热回路并不局限于车辆变速箱领域，也可应用于其他需要换热回路以及热交换装置的领域，例如，控制面板等电子器件的散热冷却回路等。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。