一种高性能低能耗中冷器及其制造方法与流程

本发明涉及散热装置
技术领域：
，特别是涉及一种高性能低能耗中冷器。
背景技术：
中冷器是增压系统的重要组成部件。现目前中冷器一般由全铝合金材料制成。所谓全铝中冷器即中冷器芯体与气室均为铝合金。按照冷却介质的不同，常见的中冷器可以分为风冷式和水冷式2种。由于发动机排出的废气温度非常高，通过增压器的热传导会导致进气温度的升高。而且，空气在被压缩的过程中密度会升高，同时也导致增压器排出的空气温度升高，随着气压的升高，氧气密度却降低，从而会影响发动机的有效充气效率。如果想要进一步提高充气效率，就必须要降低进气温度。另一方面未经冷却的增压空气进入燃烧室，除了会影响发动机的充气效率外，还很容易导致发动机燃烧温度过高，造成爆震等故障，而且会增加发动机废气中的nox的含量，造成空气污染。所以无论是机械增压发动机还是涡轮增压发动机，都需要在增压器与进气歧管之间安装中冷器。其作用在于降低增压后的高温空气温度、以降低发动机的热负荷，提高进气量，进而增加发动机的功率、减少发动机燃料消耗和提高对海拔高度的适应性等。有数据表明，在相同的空燃比条件下，增压空气的温度每下降10℃，发动机功率就能提高3％～5％。随着汽车行业制造成本和环保要求的不断提高，以及伴随着高密度、大功率发动机成为主流，众多新技术、新系统在汽车上的应用，车辆散热环境更加恶劣，对冷却系统的体积、重量、工作效率和智能化程度再次提出了新的要求。近年来汽车行业持续飞速的发展也为其零部件的发展创新提供了一个契机，对于汽车中冷器则必须满足高精度、可靠性高、耐腐蚀、制造效率高、轻量化、低成本和外观光洁等相关要求。为了满足这些相关的高要求，则要求设计人员在其结构、材料、加工工艺等上面创新。同时，由于汽车行业的市场竞争加剧，如何通过经济、有效的方法对车辆冷却系统进行优化配置，是车辆热交换系统研究的发展方向和前景。目前，汽车冷却模块中中冷器大部分都使用的全铝中冷器。全铝中冷器的气室一般都是铸造完成的。其制造难度大、制造成本高、制作效率低、产品重量大等都不利于汽车的整体制造的降本、高效率、轻量化的发展。所以就想到用塑料材料来代替全铝的材料达到降低重量、提高效率、降低成本的目的。全铝气室与中冷器主片之间的焊合需要专用的设备或者是专业的人员手工焊接提高了产品的加工成本。现有的全铝中冷器存在以下问题：1、气室与芯体的连接采用亚弧焊焊接完成，焊接的质量和强度全部依赖操作者的技能水平和经验，可靠性、一致性得不到保证；2、全铝中冷器相对于车架的安装尺寸取决于气室与芯体的拼接尺寸，而该尺寸由气室与芯体上主片的拼焊精度决定，该拼焊精度全部依赖操作者的技能水平和经验，可靠性、一致性得不到保证；技术实现要素：本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种高性能低能耗中冷器。为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种高性能低能耗中冷器，包括主板，所述主板的左端机械连接左气室总成，主板的右端机械连接右气室总成，主板的上端机械连接挡板，主板的下端机械连接侧板，所述主板上安装有芯体总成，所述芯体总成包括冷却管和散热带，所述散热带覆装与所述冷却管外侧壁上。进一步的，所述主板包括主板本体，所述主板本体为四边形结构，所述主板本体开设有多个主通孔，多个主通孔成周期性排列，所述主板本体对应其四角处分别设置一沟槽结构，所述主板本体左右两侧周期性地设置有不少于两个的边齿，每两个边齿之间的缝隙为卡装槽。芯体结构为四边形结构，所述芯体由冲压成型的主板、挡板，辊闸制的散热带和冷却管合装组成；芯体中间周期性的冲压有和冷却管穿插配合的孔且主片经冲压后形成与密封垫、气室配合的沟槽；散热带均匀有方向的嵌入冷却管的空隙中。进一步的，所述左气室总成包括左气室，所述左气室包括一左通气通道和形状为四边形的左安装面板，所述左安装面板设置有左凸径，所述左凸径通过密封胶垫分别与卡装槽和沟槽结构相配合将左气室总成与主板密封，所述左气室内安装左内部加径，所述左气室外侧壁上安装多个左部件安装件。所述左气室总成为塑胶制品是根据数模开具的模具经过注塑机高温高压注塑出来的，其结构在设计研发时就已经考虑了内部结构和外部结构。内部结构主要是考虑了空气在内部流动时的阻力、方向、压力等影响因素所以设计为带一点幅度的结构。外部结构主要考虑的是空间、强度、模具脱模的难易程度等所以外形上也是适应内部结构的带幅度结构这样及节约了空间又让气室和连接胶管更顺滑。关于气室与芯体上主片的连接本发明考虑的是机械式连接，即气室设计一个凸台，芯体上主片设计一个沟槽。在芯体主片沟槽内放上密封橡胶垫再讲气室凸台卡入主片沟槽，然后通过合装机将主片翻边扣压在凸台上，这样就将气室、密封橡胶圈和芯体机械式的连接在一起了。所述气室外侧壁上还需安装多个总成附件安装件。进一步的，所述右气室总成包括右气室，所述右气室包括一右通气通道和形状为四边形的右安装面板，所述右安装面板设置有右凸径，所述右凸径通过密封胶垫分别与卡装槽和沟槽结构相配合将右气室总成与主板密封，所述右气室内安装左内部加径，所述右气室外侧壁上安装多个右部件安装件。所述右气室总成为塑胶制品是根据数模开具的模具经过注塑机高温高压注塑出来的，其结构在设计研发时就已经考虑了内部结构和外部结构。内部结构主要是考虑了空气在内部流动时的阻力、方向、压力等影响因素所以设计为带一点幅度的结构。外部结构主要考虑的是空间、强度、模具脱模的难易程度等所以外形上也是适应内部结构的带幅度结构这样及节约了空间又让气室和连接胶管更顺滑。关于气室与芯体上主片的连接本发明考虑的是机械式连接，即气室设计一个凸台，芯体上主片设计一个沟槽。在芯体主片沟槽内放上密封橡胶垫再讲气室凸台卡入主片沟槽，然后通过合装机将主片翻边扣压在凸台上，这样就将气室、密封橡胶圈和芯体机械式的连接在一起了。所述气室外侧壁上还需安装多个总成附件安装件。进一步的，所述挡板包括挡板主体，所述挡板主体上对称安装两个挡板配合件，所述挡板配合件设置有多个挡板安装孔，所述挡板中心线位置平行设置两个挡板安装定位孔。所述挡板为冲压成型件具备一定的加强芯体四边形稳定的功能，挡板的加强筋上面开的有和侧板配合安装的螺纹孔，方便侧板有效的连接在芯体上为中冷器的安装提供了两个安装孔位。进一步的，所述侧板包括侧板主体，所述侧板主体上对称安装两个侧板配合凸起，两个侧板配合凸起上安装有侧板安装孔，所述侧板主体左右两边关于侧板主体几何中心对称安装有侧板安装定位孔。侧板也为冲压成型件，主要作用为为中冷器和车架连接提供一个桥梁，一头连接在中冷器挡板、气室安装孔位上，另一头可连接在车架上。进一步的，所述主板、左气室总成、右气室总成均采用高分子化合物制造而成。所述左气室总成、右气室总成均采用高分子化合物制造而成，具备重量轻、强度高、性能稳定的特性；所述芯体总成均采用铝材制造而成，具备重量轻、强度高、传热好、易加工的特性。进一步的，所述高分子化合物为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、及丙烯腈─丁二烯─苯乙烯共聚合物、聚苯硫醚、聚苯醚、聚酰胺、聚碳酸酯、聚氧亚甲基其中的一种或多种组合。本发明还提供一种制造如上所述的高性能低能耗中冷器的制造方法，包括以下步骤：步骤1：加工主板、挡板、侧板：选择方形铝板作为原加工板，采用冲压的形式按模具的结构、形状将原加工板加工制造成相应部件，确保部件不得有任何冲压裂痕、破裂及表面4343合金钎覆层损伤，随后部件表面除油净化干燥等处理；步骤2：加工左气室：选择材料为basfa3w2gh10，玻璃纤维增强热稳定的聚酰胺66，其玻璃纤维含量为50％～52％作为原材料，经模具冲模加工制造形成成品制件，对成品制件进行预处理不少于48小时，检查经过预处理后的成品制件的含水量，其含水量标准为小于等于3％，若其含水量大于3％，则在100度下烘干至重量恒定直至其含水量小于等于3％，对成品制件进行去棱刺处理直至其表面光洁平滑，色泽均匀，在表面和内部不得有缩孔、裂缝、熔接痕；步骤3：加工右气室：按照步骤2对右气室进行加工；步骤4：在合装机上相应的位置放入相应的部件，然后经过工作人员的操作完成芯体部分的合装加工，捆绑上铁丝整形，进入钎焊炉进行钎焊，然后进行一个芯体部件的检漏，再将合格的芯体、左右气室、密封圈等放入压装机相应部位，进行总成的部件的压装，然后再进行一个总成的检漏，合格后加装附件整形，至此就完成了整个铝塑中冷器的生产流程。有益效果在于：本发明采用塑料材料代替全铝材料的中冷器，克服原有全铝中冷器的制造难度大、制造成本高、制造效率低、产品重量大等不利于汽车的整体制造的降本、高效率、轻量化的发展的问题；本发明在长期防冻液的工作环境下不易形成原电池对冷却的腐蚀，提高了耐腐蚀性能；本发明在制造过程依赖设备保障，人工成本及质量成本较低。附图说明为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。图1为本发明一种高性能低能耗中冷器的主视图；图2为本发明一种高性能低能耗中冷器的主板的俯视图；图3为本发明一种高性能低能耗中冷器的左气室总成的主视图；图4本本发明一种高性能低能耗中冷器的右气室总成的主视图；图5为本发明一种高性能低能耗中冷器的挡板的主视图；图6为本发明一种高性能低能耗中冷器的侧板的主视图；图7为本发明一种高性能低能耗中冷器的局部密封结构示意图；图8为本发明一种高性能低能耗中冷器的局部密封结构示意图；图中，1为主板，1-1为主板本体，1-2为主通孔，1-3为沟槽结构，1-4为边齿，1-5为卡装槽，2为左气室总成，2-1为左气室，2-2为左通气通道，2-3为左安装面板，2-4为左凸径，2-5为左内部加径，2-6为左部件安装件，3为右气室总成，3-1为右气室，3-2为右通气通道，3-3为右安装面板，3-4为右凸径，3-5为右内部加径，3-6为右部件安装件，4为挡板，4-1为挡板主体，4-2为挡板配合件，4-3为挡板安装孔，4-4为挡板安装定位孔，5为侧板，5-1为侧板主体，5-2为侧板配合凸起，5-3为侧板安装孔，5-4为侧板安装定位孔，6为芯体总成，7为冷却管，8为散热带，9为密封胶垫。具体实施方式现在结合说明书附图对本发明做进一步的说明。一种高性能低能耗中冷器，如图1所示，包括主板1，所述主板1的左端机械连接左气室总成2，主板1的右端机械连接右气室总成3，主板1的上端机械连接挡板4，主板1的下端机械连接侧板5，所述主板1上安装有芯体总成6，所述芯体总成6包括冷却管7和散热带8，所述散热带8覆装与所述冷却管7外侧壁上。本实施例中，如图2所示，所述主板1包括主板本体1-1，所述主板本体1-1为四边形结构，所述主板本体1-1开设有多个主通孔1-2，多个主通孔1-2成周期性排列，主通孔1-2用于安装冷却管，所述主板本体1-1对应其四角处分别设置一沟槽结构1-3，所述主板本体1-1左右两侧周期性地设置有不少于两个的边齿1-4，每两个边齿1-4之间的缝隙为卡装槽1-5。进一步的，所述左气室总成2包括左气室2-1，所述左气室2-1包括一左通气通道2-2和形状为四边形的左安装面板2-3，所述左安装面板2-3设置有左凸径2-4，所述左凸径2-4通过密封胶垫9分别与卡装槽1-5和沟槽结构1-3相配合将左气室总成2与主板1密封，所述左气室2-1内安装左内部加径2-5，所述左气室2-1外侧壁上安装多个左部件安装件2-6。进一步的，所述右气室3总成包括右气室3-1，所述右气室3-1包括一右通气通道3-2和形状为四边形的右安装面板3-3，所述右安装面板3-3设置有右凸径3-4，所述右凸径3-4通过密封胶垫9分别与卡装槽1-5和沟槽结构1-3相配合将右气室总成3与主板1密封，所述右气室3-1内安装左内部加径3-5，所述右气室3-1外侧壁上安装多个右部件安装件3-6。进一步的，所述挡板4包括挡板主体4-1，所述挡板主体4-1上对称安装两个挡板配合件4-2，所述挡板配合件4-2设置有多个挡板安装孔4-3，所述挡板中心线位置平行设置两个挡板安装定位孔4-4。挡板通过挡板配合见上的挡板安装孔与主板机械配合完成安装。进一步的，所述侧板5包括侧板主体5-1，所述侧板主体5-1上对称安装两个侧板配合凸起5-2，两个侧板配合凸起5-2上安装有侧板安装孔5-3，所述侧板主体5-1左右两边关于侧板主体几何中心对称安装有侧板安装定位孔5-4。侧板通过侧板安装孔与主板机械配合完成安装。进一步的，所述主板1、左气室总成2、右气室3总成均采用高分子化合物制造而成。进一步的，所述高分子化合物为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、及丙烯腈─丁二烯─苯乙烯共聚合物、聚苯硫醚、聚苯醚、聚酰胺、聚碳酸酯、聚氧亚甲基其中的一种或多种组合。实施例2：本发明还提供一种制造如上所述的高性能低能耗中冷器的制造方法，包括以下步骤：步骤1：加工主板、挡板、侧板：选择方形铝板作为原加工板，采用冲压的形式按模具的结构、形状将原加工板加工制造成相应部件，确保部件不得有任何冲压裂痕、破裂及表面4343合金钎覆层损伤，随后部件表面除油净化干燥等处理；步骤2：加工左气室：选择材料为basfa3w2gh10，玻璃纤维增强热稳定的聚酰胺66，其玻璃纤维含量为50％～52％作为原材料，经模具冲模加工制造形成成品制件，对成品制件进行预处理不少于48小时，检查经过预处理后的成品制件的含水量，其含水量标准为小于等于3％，若其含水量大于3％，则在100度下烘干至重量恒定直至其含水量小于等于3％，对成品制件进行去棱刺处理直至其表面光洁平滑，色泽均匀，在表面和内部不得有缩孔、裂缝、熔接痕；步骤3：加工右气室：按照步骤2对右气室进行加工；步骤4：在合装机上相应的位置放入相应的部件，然后经过工作人员的操作完成芯体部分的合装加工，捆绑上铁丝整形，进入钎焊炉进行钎焊，然后进行一个芯体部件的检漏，再将合格的芯体、左右气室、密封圈等放入压装机相应部位，进行总成的部件的压装，然后再进行一个总成的检漏，合格后加装附件整形，至此就完成了整个铝塑中冷器的生产流程。中冷器参数要求值宽700高111厚64干燥质量2.7kg表1如上表1所述的参数，采用本方法制造高性能低能耗中冷器，其与现有的全铝制造的中冷器相比，其制造过程中依赖于机械设备，减少人工成本，在相同尺寸的中冷器下，本实施例中的高性能低能耗中冷器相较于全铝制造的中冷器重量降低了20％。本发明中的高性能低能耗中冷器性能测试表和全铝中冷器性能测试表分别如表2和表3所示表2高性能低能耗中冷器性能测试表表3全铝中冷器性能测试表以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。当前第1页12