汽车热交换器的制作方法与工艺

汽车热交换器相关申请的交叉引用本申请要求2011年11月22日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2011-0122440号的优先权，该申请的全部内容为所有目的通过引用而结合于此。技术领域本发明涉及一种汽车热交换器。更具体地，本发明涉及一种可以控制热交换器中流动的工作液的温度的汽车热交换器。

背景技术：
一般地，热交换器通过热传递表面将热量从高温液体传递到低温液体，并且热交换器用在加热器、冷却器、蒸发器和冷凝器中。这种热交换器为了需要的性能而再使用热能或控制其中流动的工作液的温度。热交换器应用到汽车的空调系统或变速箱油冷却器，并且被安装在发动机室。因为热交换器难于安装在具有有限空间的发动机室，已经开展了对具有较小尺寸、较轻重量和较高效率的热交换器的研究。传统的热交换器根据汽车的情况控制工作液的温度，并且给发动机、变速箱和空调系统供给工作液。为此目的，在每一个液压管路上安装分叉电路和分叉阀，其中，作为加热介质或冷却介质而运行的工作液通过液压管路。因此，组成部件和装配过程增加，并且布局复杂。如果不使用附加的分叉电路和分叉阀，不能根据工作液的流动量而控制热交换效率。因此，不能有效地控制工作液的温度。公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增强对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：
本发明的各个方面涉及提供一种汽车热交换器，该汽车热交换器具有优点：当工作液在热交换器中彼此热交换时，根据处于汽车行驶状态或初始启动情况的工作液的温度同时加热或冷却工作液。本发明的各个方面涉及提供一种汽车热交换器，还具有优点：通过将工作液通过其流动的连接管路分成两个部分、使通过两个部分的不同工作液流动并流通、以及根据汽车的情况控制工作液的温度，而提高燃料经济性和加热性能；以及通过简化热交换器的结构而减少装配过程。本发明的一个方面中，汽车热交换器可以包括：配备有通过堆积多个平板而交替形成的第一连接管路和第二、第三连接管路的散热部分，其中，散热部分接收分别到第一、第二和第三连接管路中的第一、第二和第三工作液，第一、第二和第三工作液在分别经过第一、第二和第三连接管路期间彼此热交换，供给第一、第二和第三连接管路的第一、第二和第三工作液不彼此混合并流通；将形成到散热部分用于使第一、第二和第三工作液中的一种工作液流入的流入孔之一连接到形成到散热部分用于排出该种工作液的排出孔之一的分叉部分，其中，分叉部分安装在散热部分的外部，并且，其中分叉部分根据该种工作液的温度使该种工作液从散热部分绕开。流入孔包括第一、第二和第三流入孔，排出孔包括第一、第二和第三排出孔，第一工作液通过第一流入孔流进散热部分并通过第一排出孔从散热部分流出，第一流入孔通过第一连接管路连接到第一排出孔，其中，第二工作液通过第二流入孔流进散热部分并通过第二排出孔从散热部分流出，第二流入孔通过第二连接管路连接到第二排出孔，其中，第三工作液通过第三流入孔流进散热部分并通过第三排出孔从散热部分流出，第三流入孔通过第三连接管路连接到第三排出孔，其中，第一、第二和第三流入孔沿着长度方向形成在散热部分的表面的两个侧面，并且其中，第一、第二和第三排出孔与第一、第二和第三流入孔隔开一段距离，并且第一、第二和第三排出孔沿着长度方向形成在散热部分表面的两个侧面。第一流入孔和第一排出孔彼此对角相对地形成在散热部分的表面 的角落部分。第二流入孔和第二排出孔形成在其中形成有第一流入孔的位于散热部分的表面的侧面部分的斜线上，并且连接第二流入孔和第二排出孔的斜线与连接第一流入孔和第一排出孔的线交叉。第三流入孔和第三排出孔形成在其中形成有第一排出孔位于散热部分的表面的另一侧面部分的斜线上，并且连接第三流入孔和第三排出孔的斜线与连接第一流入孔和第一排出孔的线交叉。分叉部分包括：位于散热部分的外部的连接第一流入孔与第一排出孔、并具有形成在接近于第一流入孔位置处的流入端口和面对流入端口并形成在接近于第一排出孔位置处的排出端口的连接管；安装在第一流入孔和流入端口之间的位于连接管的一个末端部分的阀门单元，其中，阀门单元根据该种工作液的温度而伸展或收缩，从而通过流入端口流进的该种工作液直接流动到排出端口或流动到散热部分。阀门单元包括：固定安装到连接管的一个末端部分的安装盖；以及具有连接到插在连接管中的安装盖的一个末端部分的变形构件，其中，变形构件根据该种工作液的温度而伸展或收缩。该种工作液是从自动变速箱流动的变速箱油。变形构件由适于根据该种工作液的温度而伸展或收缩的形状记忆合金制成。通过使多个环形构件彼此重叠并接触而形成螺旋弹簧形状的变形构件。变形构件包括：位于其在长度方向上的两个末梢侧面并且不适于根据温度而变形的一对固定部分；布置在该对固定部分之间并根据该种工作液的温度而伸展或收缩的变形部分。安装盖包括：具有插入并固定到变形构件的一个末端部分的插入部分；具有整体连接到插入部分的另一个末端并安装在连接管的内圆周的一个末端的安装部分。螺纹形成在安装部分的外圆周，以便拧到连接管的内圆周。用于被连接管的末端部分阻挡的阻挡部分与安装部分的另一个末端整体形成。工具孔形成在阻挡部分的内圆周。热交换器还可以包括：用于避免该种工作液从连接管泄露的密封件，其中，密封件安装在安装部分和插入部分之间。热交换器还可以包括：安装在变形构件的另一个末端的末端盖。末端盖配备有用于应对根据通过流入端口流进的该种工作液的流动量的压力改变并使该种工作液在变形构件中流动的通孔，以便提高变形构件的温度响应性。第一工作液是从散热器流动的冷却剂，第二工作液是从自动变速箱流动的变速箱油，第三工作液是从发动机流动的发动机油。冷却剂通过第一流入孔、第一连接管路和第一排出孔流通，变速箱油通过第二流入孔、第二连接管路和第二排出孔流通，发动机油通过第三流入孔、第三连接管路和第三排出孔流通，其中与第一连接管路交替形成的第二连接管路和第三连接管路通过肋分开。肋形成在长度方向上的散热部分的中间部分，以便避免分别流过第二连接管路和第三连接管路的变速箱油和发动机油彼此混合。散热部分通过第一工作液与第二、第三工作液的反向流动而使第一工作液与第二和第三工作液交换热量。散热部分是其中堆积多个平板的板式散热部分。本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。附图说明图1是根据本发明的示例性实施方式的汽车热交换器应用到其上的自动变速箱的冷却系统的示意图。图2是根据本发明的示例性实施方式的汽车热交换器的透视图。图3是沿图2中的A-A线切制的剖面图。图4是沿图2中的B-B线切制的剖面图。图5是用在根据本发明的示例性实施方式的汽车热交换器中的阀门单元的透视图。图6是根据本发明的示例性实施方式的阀门单元的分解透视图。图7是根据本发明的示例性实施方式的处于伸展状态的阀门单元的透视图。图8到图10是用于描述根据本发明的示例性实施方式的汽车热交换器的运行的透视图和剖面图。应该理解的是，附图不必看成是按比例绘制的，附图提出对示出本发明的基本原理的各种特性的稍微简化的表示。将通过具体的预期应用和使用环境，部分确定如这里公开的本发明的特定设计特性，包括例如：特定尺寸、方向、位置和形状。这些图中，贯穿附图的几个图，附图标记指的是本发明的同一或等价元件。具体实施方式以下将详细参考本发明的不同实施方式，本发明的实例在附图中示出并在下面进行描述。虽然结合示例性实施方式描述本发明，但应了解该描述不是旨在将本发明限制于那些示例性实施方式。相反地，本发明旨在不仅仅覆盖示例性实施方式，还覆盖可以包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围里的各种替代、改进、等效结构以及其他实施方式。下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施方式。说明书和附图中描述的示例性实施方式只是本发明的示例性实施方式。应该理解的是，可以存在包括在提交本申请时的本发明的精神内的各种改变和等同形式。图1是根据本发明的示例性实施方式的汽车热交换器应用到其上的自动变速箱的冷却系统的示意图，图2是根据本发明的示例性实施方式的汽车热交换器的透视图，图3是沿着图2中的A-A线切制的剖面图，图4是沿着图2中的B-B线切制的剖面图，图5是用在根据本发明的示例性实施方式的汽车热交换器中的阀门单元的透视图，图6是根据本发明的示例性实施方式的阀门单元的分解透视图。参考附图，根据本发明的示例性实施方式的汽车热交换器100应用到汽车的自动变速箱的冷却系统。如图1中所示，自动变速箱的冷却系统配备有用于冷却发动机50 的冷却管路C.L。冷却剂通过水泵10而通过具有冷却风扇21的散热器20，并且被散热器20冷却。连接到汽车的加热系统的加热器核心30安装在冷却管路C.L。当通过热交换而控制热交换器100中的工作液的温度时，根据本发明的示例性实施方式的汽车热交换器100根据流入的处于汽车行驶状态或初始启动情况的工作液的温度而加热或冷却工作液。为此目的，将根据本发明的示例性实施方式的汽车热交换器100布置在水泵10和加热器核心30之间，并且该汽车热交换器100通过第一油管路O.L1和第二油管路O.L2而连接到自动变速箱40和发动机50。也就是说，根据本示例性实施方式，工作液包括从散热器20流动的冷却剂、从自动变速箱40流动的变速箱油和从发动机50流动的发动机油。热交换器100使得变速箱油和发动机油与冷却剂交换热量，从而控制变速箱油和发动机油的温度。如图2中所示，热交换器100包括散热部分110和分叉部分120，并且将详细描述散热部分110和分叉部分120。通过堆积多个平板112而形成散热部分110，并且多个连接管路114形成在相邻平板112之间。另外，冷却剂流过相邻的三个连接管路114之一，变速箱油流过相邻的三个连接管路114中的另一个，并且发动机油流过相邻的三个连接管路114中的另外一个。这时，冷却剂与变速箱油和发动机油交换热量。另外，供给该连接管路114的工作液不与供给其他的连接管路114的工作液混合。这里，通过冷却剂与变速箱油、发动机油的反向流动，散热部分110使得冷却剂与变速箱油和发动机油交换热量。散热部分110是其中堆积多个平板112的板式（或圆盘式）散热部分。另外，分叉部分120将用于使工作液流入散热部分110的流入孔116之一连接到用于排出来自散热部分110的工作液的排出孔118之一，并且，分叉部分120安装在散热部分110的外部。分叉部分120配置为根据工作液的温度而使工作液绕开散热部分110。根据本示例性实施方式，流入孔116包括沿着长度方向形成在散热部分110表面的两个侧面的第一流入孔116a、第二流入孔116b和第三流入孔116c。另外，排出孔118包括沿着长度方向形成在散热部分110的表面的两个侧面的第一排出孔118a、第二排出孔118b和第三排出孔118c。第一排出孔118a、第二排出孔118b和第三排出孔118c对应于第一流入孔116a、第二流入孔116b和第三流入孔116c，并且与第一流入孔116a、第二流入孔116b和第三流入孔116c隔开一段距离。第一排出孔118a、第二排出孔118b和第三排出孔118c，分别通过各自的散热部分110中的连接管路114，而连接到第一流入孔116a、第二流入孔116b和第三流入孔116c。第一流入孔116a和第一排出孔118a对角地形成在散热部分110表面的角落部分。本实施方式中，第二流入孔116b和第二排出孔118b形成在其中形成有第一流入孔116a的散热部分110表面的侧面部分处的斜线上，并且，连接第二流入孔116b和第二排出孔118b的斜线与连接第一流入孔116a和第一排出孔118a的线交叉。另外，第三流入孔116c和第三排出孔118c形成在其中形成有第一排出孔118a的散热部分110表面的另一个侧面部分处的斜线上，并且，连接第三流入孔116c和第三排出孔118c的斜线与连接第一流入孔116a和第一排出孔118a的线交叉。分叉部分120包括连接管122和阀门单元130，并且将详细描述连接管122和阀门单元130。连接管122在散热部分110的外部连接第一流入孔116a和第一排出孔116b，并且，连接管122具有形成在接近于第一流入孔116a的位置处的流入端口124和面对流入端口124、形成在接近于第一排出孔118a的位置处的排出端口126。另外，阀门单元130安装在对应于第一流入孔116a的连接管122的末端部分，并且根据工作液的温度而伸展或收缩。相应地，阀门单元130使其中流动的工作液通过流入端口124直接流动到排出端口126，而不通过散热部分110或者，通过使工作液流 入第一流入孔116a然后通过第一排出孔118a使工作液从散热部分110排出，而使工作液通过散热部分110。流过流入端口124的冷却剂绕开散热部分110而通过连接管122到达排出端口126，或者，根据阀门单元130的选择性的运行而流通经过第一流入孔116a、散热部分110和第一排出孔118a。另外，变速箱油流通经过第二流入孔116b和第二排出孔118b，发动机油流通经过第三流入孔116c和第三排出孔118c。连接端口P分别安装在第二流入孔116b、第三流入孔116c、第二排出孔118b和第三排出孔118c，并且通过连接到连接端口P的连接软管连接到自动变速箱40和发动机50。另外，流入端口124和排出端口126通过附加的连接软管而连接到散热器20。如图3和图4中所示，本示例性实施方式中，连接管路114包括第一连接管路114a、第二连接管路114b和第三连接管路114c，并且将详细描述连接管路114。第一连接管路114a适于使流到散热部分110的冷却剂流过第一流入孔114a。第二连接管路114b和第三连接管路114c与第一连接管路114a交替形成，并且第二连接管路114b和第三连接管路114c被肋140分开。这里，肋140避免分别流过第二连接管路114b和第三连接管路114c的变速箱油和发动机油彼此混合。肋140形成在散热部分110的长度方向上的中间部分。也就是说，肋140形成在彼此堆积的多个平板112的长度方向上的中间部分，并且将与第一连接管路114a交叉形成的连接管路分成第二连接管路114b和第三连接管路114c。因此，通过第二流入孔116b供给的变速箱油流过第二连接管路114b，通过第三流入孔116c供给的发动机油流过第三连接管路114c。如图5和图6中所示，阀门单元130包括安装盖132和变形构件142，并且将详细描述安装盖132和变形构件142。安装盖132固定安装在接近于连接端口P的连接管122的末端。安装盖132包括具有适合变形构件142的末端部分的插入部分 134，和整体连接到插入部分134的另一个末端并且安装在连接管122的内圆周的安装部分136。根据本示例性实施方式，螺纹N形成在安装部分136的外圆周，以便将安装部分136拧到连接管122的内圆周，并且在对应于螺纹N的连接管122的内圆周处，执行凸耳形成（tabforming）。另外，安装部分136的一个末端连接到插入部分134，并且阻挡部分138整体形成在安装部分136的另一个末端。阻挡部分138被连接管122的末端部分阻挡，以便避免安装部分136在连接管122中插入更远。其中插入工具的工具孔139形成在阻挡部分138的内圆周。将工具插入到工具孔139中后，安装盖132被旋转，从而将安装部分136拧到连接管122。根据本示例性实施方式，密封件141安装在安装部分136和插入部分134之间。密封件141避免流动到连接管122中的工作液从连接管122泄露。也就是说，密封件141密封连接管122的内圆周和安装部分136的外圆周之间的缝隙，从而，避免工作液沿着拧到连接管122的安装部分136的螺纹N泄露。变形构件142具有插在连接管122中、连接到安装盖132的末端部分，并且变形构件142根据工作液的温度而伸展或收缩。变形构件142可以由形状记忆合金制成，其中形状记忆合金可以根据工作液的温度而伸展或收缩。形状记忆合金（SMA）是记住预先确定的温度下的形状的合金。处于不同于预先确定的温度的温度时，形状记忆合金的形状可以改变。然而，如果形状记忆合金被冷却或被加热到预先确定的温度，形状记忆合金返回到最初的形状。由形状记忆合金材料制成的变形构件142包括一对固定部分144和变形部分146，并且将详细描述固定部分144和变形部分146。这对固定部分144定位在变形构件144在长度方向上的两个末端部分，并且固定部分的形状不根据温度改变。安装盖132连接到一个固定部分144。通过将插入部分134安装到 固定部分144的内圆周中而把安装盖132固定到变形构件142。变形部分146定位在固定部分144之间，并且变形部分146根据工作液的温度而伸展或收缩。变形构件142具有与环形螺旋弹簧的形状类似的形状。根据本示例性实施方式，另一个固定部分144可滑动地插在连接管122中，并且末端盖148安装在另一个固定部分144。处于阀门单元130的变形构件142伸展状态时，末端盖148使流过流入端口124的冷却剂不绕过散热部分110。也就是说，冷却剂通过第一连接管路114a之后，通过第一排出孔118a排出到排出端口126。通孔149形成在末端盖148。冷却剂通过通孔149绕路到变形构件142。通孔149应付根据通过流入端口124流入的工作液的流动量的压力改变，并提高变形构件142的温度响应性。也就是说，通孔149避免变形构件142被工作液的压力损坏，并且使工作液流到变形构件142中，从而变形构件142快速响应于工作液的温度变化。如图7中所示，如果具有比预先确定的温度高的温度的工作液在阀门单元130中流动，变形构件142的变形部分146伸展。相应地，形成变形构件142的变形部分146的环形构件彼此隔开一段距离，以便形成空间S，并且工作液通过空间S流入。同时，形成固定部分144的环形构件通过焊接彼此固定，并且固定部分144不伸展。相反地，如果具有低于预先确定的温度的温度的工作液流动到连接管122中，变形部分146收缩到图5中所示的最初的形状，并且空间S被关闭。将详细描述根据本发明的示例性实施方式的热交换器100的运行和功能。图8到图10是用于描述根据本发明的示例性实施方式的汽车热交换器的运行的透视图和剖面图。如果通过流入端口124流到连接管122中的冷却剂的温度低于预先确定的温度，阀门单元130的变形构件142不变形并保持图8中所示的最初的形状。冷却剂不通过散热部分110的第一流入孔116a流到第一连接管路114a中，而是沿着连接管122流到排出端口126并通过排出端口126而排出。相应地，冷却剂不流到散热部分110的第一连接管路114a中。然后，变速箱油和发动机油流过第二流入孔116b和第三流入孔116c，并且通过散热部分110的第二连接管路114b和第三连接管路114c。然而，因为冷却剂不流到第一连接管路114a中，冷却剂不与变速箱油和发动机油交换热量。如果根据汽车情况或模式（比如，行驶模式、怠速模式或初始启动）应该加热变速箱油和发动机油，连接管122避免低温冷却剂流到第一连接管路114a中。因此，避免通过与冷却剂的热交换而降低变速箱油和发动机油的温度。因为变速箱油和发动机油供给处于加热状态的自动变速箱40和发动机50，所以可以提高汽车的加热性能。相反地，如图9中所示，如果冷却剂的温度高于预先确定的温度，阀门单元130的变形构件142伸展，并且空间S形成在形成变形部分146的环形构件之间。通过流入端口124的冷却剂经过空间S而流到第一流入孔116a中，并通过散热部分110的第一连接管路114a。此后，冷却剂通过第一排出孔118a而排出到连接管122。排出到连接管122的冷却剂通过连接管122的排出端口126而流到散热器20。因此，冷却剂通过散热部分110的第一连接管路114a。因此，经过第二流入孔116b中、第三流入孔116c从自动变速箱40和发动机50供给、并通过第二连接管路114b和第三连接管路114c的变速箱油和发动机油与通过第一连接管路114a的冷却剂交换热量。因此，散热部分110中的冷却剂、变速箱油和发动机油的温度被控制。这里，如图10中所示，分别通过第二流入孔116b和第三流入孔116c供给变速箱油和发动机油，并且变速箱油和发动机油分别通过散热部分110中被肋140分开的第二连接管路114b和第三连接管路114c。此后，变速箱油和发动机油通过第二排出孔118b和第三排出孔118c 供给自动变速箱40和发动机50。同时，冷却剂和变速箱油流到相反方向，并彼此交换热量。另外，冷却剂和发动机油流到相反方向，并彼此交换热量。因此，变速箱油和发动机油更有效地与冷却剂交换热量。因此，被转矩变换器和发动机50的运行提高温度的变速箱油和发动机油通过与散热部分110中的冷却剂交换热量而冷却，并然后被供给自动变速箱40和发动机50。也就是说，因为热交换器100给高速旋转的自动变速箱40和发动机50供给冷却的变速箱油和冷却的发动机油，避免自动变速箱40中发生滑动、避免发动机50发生爆震和酸败。另外，当汽车启动之后中/高速行驶时，发动机油和变速箱油通过与散热部分110中加热较快的冷却剂的热交换而被加热。此后，变速箱油和发动机油供给自动变速箱40和发动机50。因此，可以降低自动变速箱40和发动机50中的摩擦损失，并可以提高燃料经济性。末端盖148避免在变形构件142处于伸展状态时通过流入端口124流进的冷却剂直接排出到排出端口126，并且通过通孔149排出非常小量的冷却剂。因此，避免变形构件142被冷却剂的压力损坏。如果应用根据本发明的示例性实施方式的热交换器100，通过采用处于汽车行驶状态或初始启动情况的工作液的温度而同时加热或冷却工作液。因此，可以有效地控制工作液的温度。另外，因为变形构件142由形状记忆合金制成，阀门单元130的结构非常简单。因为阀门单元130根据工作液的温度执行工作液的液压管路的变换，可以准确地控制工作液的流动。因此，可以简化组成部件，并可以缩减生产成本。另外，可以减少重量。另外，可以提高阀门根据工作液的温度的响应性。因为可以根据汽车的情况控制工作液的温度，可以提高燃料经济性和加热性能。因为两种工作液通过一个热交换器与冷却剂交换热量，可以简化结构和包装，并可以减少装配过程。因为不需要附加的分叉电路，可以缩减生产成本，可以提高在小发动机室内的空间的可使用性和利用性，并且可以简化连接软管的布 局。如果工作液是自动变速箱40中的变速箱油，由于快速加热可以降低冷启动时的液压摩擦。另外，由于优秀的冷却性能，可以避免滑动，并且可以保持驾驶的持久性。因此，可以提高变速箱的燃料经济性和持久性。因为，通过采用冷却剂而加热和冷却变速箱油和发动机油，与空气冷却式热交换器相比，可以提高热交换效率、冷却性能和加热性能。说明书中，举例说明了冷却剂、变速箱油和发动机油用作工作液，但是工作液不限于这些。可以使用所有需要加热或冷却的工作液。另外，根据示例性实施方式的热交换器还可以包括盖子和架子，避免损坏热交换器和其他元件或用于将热交换器固定到其他元件或发动机室的元件。为了方便在所附权利要求中说明和准确定义，参考图中显示的特性的位置，采用术语“上”、“下”、“里”和“外”，描述示例性实施方式的这些特性。前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和描述的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。