复合型热交换器的制作方法

本公开内容总体上涉及一种能够同时加热并冷却多个流体的热交换器。

背景技术：

本部分中的陈述仅提供了涉及本公开内容的背景信息并且不会构成现有技术。

废气再循环(EGR)冷却器和油冷却器是用于发动机的热交换器。EGR冷却器是通过降低EGR气体的温度来减少氧化氮(NOx)的装置。油冷却器是用于冷却油以使油的温度可以保持在合适的水平的装置。

冷却剂(防冻剂)具有通过在此种冷却器中的加热和冷却来控制流体或气体的温度的功能。具体地，冷却剂用作将油的温度保持在适用于发动机的操作的特定水平。该油在需要润滑油的动态摩擦系统中是润滑因素。具体地，发动机的油泵所需要的油，用于气缸体与活塞之间的摩擦，以及发动机的大部分其他零件之间的摩擦。当油的温度较低时，油的高运动粘度增加这些部件中的摩擦力。因此，在车辆的操作期间，油的温度从冷态(cool state，冷的状态)迅速增加可以减少摩擦力，从而潜在地提高车辆的燃料效率。

EGR冷却器是用于减少废气(NOx)的装置。在EGR冷却器中，冷却剂通过从EGR气体吸收热量来降低热EGR气体的温度。当冷却剂经过 油冷却器时，冷却剂将它的热能传递至油冷却器的油，并且因此提高油的温度。

增加油的温度所需要的热源是燃烧热能(包括EGR气体的热量)。从燃烧气体传递的热量可以被认为是增加冷却剂和油的温度的主要热源。因此，可以通过各种方法使用发动机的热量更迅速地增加冷却剂和油的温度。提高对EGR气体、冷却剂和油的温度的控制可有助于提高燃烧效率并且提高燃料效率。

图1是示出了现有技术的EGR冷却器和油冷却器的示意图。

如图1所示，EGR冷却器1和油冷却器2形成分离的冷却系统。EGR气体在通过EGR冷却器1冷却之后被排出或者根据阀3的控制而绕开EGR冷却器。冷却剂不断地流过EGR冷却器1，并且在流过EGR冷却器1之后，流动至油冷却器2，从而形成冷却回路。

油泵4获取油并且随后将油排放至油冷却器2。油被引入至油冷却器2并且在该油冷却器中被冷却。此后，油经过滤油器5并且随后流动至需要润滑油的装置6，从而形成润滑回路。

EGR冷却器1和油冷却器2以间接方式经由冷却剂相互加热和冷却。然而，这耗费了大量时间来升高冷态中的油的温度，并且增加了油泵4的排放压力。因此，这增加了油压，增加了摩擦系统的轴承压力，从而增加了驱动系统的摩擦力，这些都将成为问题。冷却油形成运动粘度的高水平和高油压，从而降低了发动机部件的耐磨性并且产生噪音。因此，冷却油降低了发动机的耐久性。

技术实现要素：

本公开内容提出了一种复合型热交换器，可以通过将废气再循环(EGR)冷却器和油冷却器相结合来减少该复合型热交换器的尺寸。复合 型热交换器构造成迅速增加油的温度以便减少发动机的操作中的摩擦，从而提高燃料效率。

本公开内容的一个方面提供了一种复合型热交换器，该复合型热交换器包括：下部板，该下部板的一部分具有冷却剂入口、EGR气体入口和油入口，并且下部板的另一部分具有冷却剂出口、EGR气体出口和油出口，其中，冷却剂入口、EGR气体入口和油入口中的每一个均允许冷却剂、EGR气体和油流入，并且冷却剂出口、EGR气体出口和油出口中的每一个均允许冷却剂、EGR气体和油排出；热交换部分，该热交换部分堆叠在下部板的顶部上，该热交换部分具有冷却剂通道、EGR气体通道和油通道，这些通道分开地形成在热交换部分的内部中，允许冷却剂、EGR气体和油在互相加热和冷却的同时分开地流动；以及上部板，上部板耦接在热交换部分的顶部上。

热交换部分可包括多个冷却剂板、多个EGR气体板和多个油板，每个板在前侧处敞开并且在向后的方向上凹入。

多个冷却剂板、多个EGR气体板和多个油板可交替地并且顺序地堆叠在下部板上，从而形成供冷却剂、EGR气体和油分开流动所沿着的冷却剂通道、EGR气体通道和油通道。

多个冷却剂板中的每一个均可在对应于冷却剂入口和冷却剂出口的位置中具有冷却剂流动孔。多个EGR气体板中的每一个均可在对应于EGR气体入口和EGR气体出口的位置中具有EGR气体流动孔。多个油板中的每一个均可在对应于油入口和油出口的位置中具有油流动孔。

冷却剂通道可与冷却剂流动孔连通。EGR气体通道可与EGR气体流动孔连通。油通道可与油流动孔连通。冷却剂通道、EGR气体通道和油通道可以相互分开地形成。

多个冷却剂板、多个EGR气体板和多个油板中的每一个均可具有多个凹凸部，该凹凸部增加了与冷却剂、EGR气体和油中的对应者接触的面积。

多个冷却剂板、多个EGR气体板和多个油板中的每一个的下侧表面上均可包括的铜(Cu)覆盖层，以便提高热传递的效率。

根据本公开内容的形式，可以通过将EGR冷却器和油冷却器(二者在现有技术中是分离的部件)结合来减少热交换器的尺寸。这可有助于减少车辆的重量，从而提高车辆的燃料效率。

此外，可以通过迅速冷却EGR气体来减少氧化氮(NOx)的量，从而防止大气污染。因为油的温度迅速增加，所以减小了发动机的操作中的摩擦，从而提高了车辆的燃料效率。

此外，可以通过利用铜来覆盖冷却剂板、油板和EGR气体板中的每一个的下侧表面来提高热交换的效率。

从本文所提供的描述中进一步的应用领域将变得显而易见。应当理解的是，该描述和具体实例仅用于说明的目的，并不旨在限制本公开内容的范围。

附图说明

为了可以更好的理解本公开内容，现在将参考附图以实例的方式描述本公开内容的多种形式，附图中：

图1是示出了现有技术的EGR冷却器和油冷却器的示意图；

图2是示出了复合型热交换器的示意图；

图3是示出了复合型热交换器的截面图；以及

图4示出了形成复合型热交换器中所采用的铜覆盖层的过程。

本文所描述的附图仅用于说明目的并且不旨在以任何方式限制本公开内容的范围。

具体实施方式

以下描述实际上仅是示例性的并不旨在限制本公开内容、应用或者用途。应当理解的是，贯穿附图，相应的参考标号指代相似或相应的部件和特征。

参考图2，根据本公开内容的示例性形式的复合型热交换器10可以通过结合废气再循环(EGR)冷却器和油冷却器来缩小尺寸，同时提高热交换效率，该EGR冷却器和油冷却器在现有技术中是分离的部件。

复合型热交换器10能够使油、EGR气体和冷却剂在复合型热交换器10内同时循环，同时(通过热交换)相互加热和冷却。以此方式，复合型热交换器10通过迅速冷却EGR气体可以减少氧化氮(NOx)并且通过迅速升高油的温度来提高车辆的燃料效率。

图3是示出了根据本公开内容的示例性形式的复合型热交换器的截面图。

如图3所示，根据本公开内容的示例性形式的复合型热交换器包括上部板300、下部板100和热交换部分200，该热交换部分包括在上部板300与下部板100之间一个堆叠在另一个上的多个板。

引入冷却剂的冷却剂入口111、引入EGR气体的EGR气体入口112以及引入油的油入口113均布置在下部板100的一侧上。排出冷却剂的冷 却剂出口121、排出EGR气体的EGR气体出口122以及排出油的油出口123分别对应于冷却剂入口111、EGR气体入口112以及油入口113布置在下部板的另一侧上。

利用这个构造，冷却剂、EGR气体以及油通过冷却剂入口111、EGR气体入口112以及油入口113引入至热交换部分200，并且冷却剂、EGR气体和油在(通过热交换)相互加热和冷却的同时分别流过热交换部分200的内部，并且随后通过冷却剂出口121、EGR气体出口122和油出口123排出。

热交换部分200包括多个冷却剂板210、多个EGR气体板220和多个油板230，它们交替地并顺序地一个堆叠在另一个上。

多个冷却剂板210、多个EGR气体板220和多个油板230中的每一个均在前侧处打开并且在向后的方向上凹入。多个冷却剂板210、多个EGR气体板220和多个油板230交替地并顺序地堆叠在下部板100与上部板300之间，从而形成冷却剂通道211、EGR气体通道221和油通道231，使得冷却剂、EGR气体和油可以分别流过它们的内部。

此外，多个冷却剂板210中的第一冷却剂板210堆叠在下部板100的顶部上，并且EGR气体板220中的第一EGR气体板220堆叠在第一冷却剂板210的顶部上，从而冷却剂所流过的冷却剂通道211的第一部分形成在冷却剂板210与EGR气体板220之间。

此外，多个油板230中的第一油板230堆叠在第一EGR气体板220的顶部上。如在冷却剂通道中，EGR气体通道221的第一部分(即，EGR气体流过的空间)形成在第一EGR气体板220与第一油板230之间。连续地，多个冷却剂板210中的第二冷却剂板210堆叠在第一油板230的顶部上，从而在第一油板230与第二冷却剂板210之间形成油通道231的第一部分。

如上所述，多个冷却剂板210、多个EGR气体板220和多个油板230顺序地一个堆叠在另一个上，从而交替地并顺序地形成冷却剂通道211、EGR气体通道221和油通道231，冷却剂、EGR气体和油通过这些通道可以同时相互加热和冷却。

这个特征可以通过结合EGR冷却器和油冷却器来减小热交换器的尺寸，同时提高热交换效率。

每一个冷却剂板210均在对应于冷却剂入口111和冷却剂出口121的位置中具有冷却剂流动孔212。冷却剂流动孔212与冷却剂通道211连通，即，冷却剂通道211的多个部分经由冷却剂流动孔212彼此连接。

如在冷却剂板210中，每一个EGR气体板220均在对应于EGR气体入口112和EGR气体出口122的位置中具有EGR气体流动孔222。EGR气体通道221的多个部分经由EGR气体流动孔222连接。此外，每一个油板230均在对应于油入口113和油出口123的位置中具有油流动孔232。油通道231的多个部分经由油流动孔232连接。因此，各个流体(即，冷却剂、EGR气体和油)在分开流动的同时相互加热和冷却。

在一个形式中，冷却剂板210、EGR气体板220和油板230中的每一个均可具有多个凹凸部(图4中的213、223和233)。多个凹凸部213、223和233可以增加接触流体的表面积，从而提高热交换效率。

图4示出了形成根据本公开内容的示例性形式的复合型热交换器中所采用的铜覆盖层的过程。

如图4所示，在本公开内容的一个形式中，冷却剂板210、EGR气体板220和油板230中的每一个的下侧表面上均可进一步具有铜(Cu)覆盖层201。铜覆盖层201通过将铜片放置在冷却剂板210、EGR气体板220 和油板230中的每一个的下侧表面上并且将铜片铜焊到该下侧表面上而形成。

当热交换部分200通过将冷却剂板210、EGR气体板220和油板230顺序地一个堆叠在另一个上而形成时，冷却剂板210、EGR气体板220和油板230可以更容易地彼此铜焊，从而改进了组装操作。这也增加了粘合力并且提高了热传递效率，从而进一步提高了热交换效率。

尽管为了说明的目的描述了本公开内容的示例性形式，但是本领域技术人员将认识到，在不背离所附权利要求中公开的本公开内容的范围和精神的情况下可以进行各种修改、添加和替换。