一种管路连接结构及具有其的汽车空调系统的制作方法

本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种管路连接结构及具有其的汽车空调系统。

背景技术：

管路连接装置是汽车空调系统中的关键性部件，其连接可靠性和密封可靠性是最主要的两个问题。在现有的汽车空调系统中，常用的连接方式有螺纹连接、压板连接及焊接等，常用的密封方式则是o形密封圈密封。其中，螺纹连接和压板连接都存在结构笨重的缺点，且在颠簸状况下容易发生松动，易引发连接失效，焊接不仅成本高，而且会出现虚焊、裂纹、气孔、杂质等焊接缺陷，无法保证焊接处材料均匀性；而o型密封圈的密封效果很大程度上取决于密封圈尺寸与相应的沟槽尺寸的正确匹配，以形成合理的密封圈压缩量与拉伸量，这要求o密封型圈及沟槽的加工精度必须很高，并且o形密封圈易受到材料、高低温、冷媒兼容性、装配方式等的影响，很容易失效，易引发泄漏。因此，现有技术的这些连接方式的连接可靠性和密封可靠性都不高。

技术实现要素：

基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种管路连接结构，能够以较低的成本提高管路连接的可靠性，防止在颠簸状况下发生松动等不良情况，因而特别适用于汽车空调系统的管路连接。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种管路连接结构，包括连接体和压接环，所述连接体用于套装在被连接管件的端头部分上，所述压接环用于套装在所述连接体的径向外侧，其中，在装配状态下，所述压接环径向向内挤压所述连接体和所述被连接管件的重叠部位，使得所述连接体和所述被连接管件产生径向向内凹进的局部变形。

优选地，所述连接体包括用于套装在被连接管件的径向外侧的外管，所述压接环用于套装在所述外管的径向外侧，其中，所述外管具有管壁厚度变大的第一区域，所述第一区域的外径尺寸大于所述压接环的对应区域的内径尺寸，使得在装配状态下，所述外管的第一区域在所述压接环的对应区域的挤压作用下径向向内凹进，继而挤压所述被连接管件的对应部位径向向内凹进。

优选地，所述连接体还包括内管，所述内管固定在所述外管的径向内侧，用于套装在被连接管件的径向内侧，在装配状态下，所述内管的局部区域在所述被连接管件的对应部位的挤压作用下径向向内凹进。

优选地，所述内管和所述外管通过铆接或焊接方式固定成整体；或者，所述内管和所述外管为一体结构。

优选地，所述外管的内壁上设置有第一接合部，所述内管的外壁上设置有第二接合部，所述第一接合部与所述第二接合部对接，形成铆接面或焊接面。

优选地，所述外管的第一区域中包括设置在所述外管的外壁上的第一环形凸台。

优选地，所述第一环形凸台的外轮廓包括第一锥形段，用于形成第一装配引导面，以便对所述压接环的装配过程进行引导。

优选地，所述第一环形凸台的外轮廓还包括第二锥形段，所述第二锥形段的大端与所述第一锥形段的大端平滑连接，所述第二锥形段用于防止所述压接环在装配状态下产生回退滑移。

优选地，所述压接环的内壁包括靠近第一端部的第一锥形壁，所述第一锥形壁的大端靠近第一端部，以用于形成第二装配引导面，以便对所述压接环的装配过程进行引导；

和/或，所述压接环的内壁包括靠近第二端部的第二锥形壁，所述第二锥形壁的大端远离第二端部；

和/或，所述压接环的壁厚大于所述连接体和所述被连接管件在装配状态下的对应部位的壁厚之和。

优选地，在产生局部变形之前，所述连接体和所述被连接管件之间存在径向间隙，以用于设置密封胶；

和/或，所述连接体的外壁上设有止挡结构，用于对所述压接环进行轴向限位。

优选地，所述连接体为直通式接头结构、三通式接头结构或直角式接头结构。

优选地，所述连接体具有第一连接端和第二连接端，分别用于连接第一管件和第二管件，其中：

所述第一连接端和所述第二连接端的径向尺寸相同，以用于连接管径相同的第一管件和第二管件；或者，

所述第一连接端和所述第二连接端的径向尺寸不同，以用于连接管径不同的第一管件和第二管件。

本发明的另一目的在于提供一种汽车空调系统，其包括多个管路，并且还包括前面所述的管路连接结构，用于连接不同的管路。

本发明利用压接环的压接作用，使得连接体和被连接管件发生径向局部变形，从而使得被连接管件与连接体之间形成稳固的连接，同时，由于压接环始终处于装配位置，因而确保了该局部变形始终存在，即使在颠簸的状况下也不会发生回弹，进一步提高了连接的可靠性。

附图说明

以下将参照附图对根据本发明的管路连接结构及汽车空调系统的优选实施方式进行描述。图中：

图1为根据本发明的优选实施方式的管路连接结构在产生压接变形之前各部件的相对位置示意图；

图2为图1的管路连接结构在产生压接变形之后的结构示意图；

图3为图1中的连接体的结构示意图；

图4为图3的连接体的外管的结构示意图；

图5为图3的连接体的内管的结构示意图；

图6为图1中的压接环的结构示意图；

图7为连接体的另一种实施方式的结构示意图；

图8为图7的连接体的外形示意图；

图9为连接体的又一种实施方式的结构示意图；

图10为图9的连接体的外形示意图。

具体实施方式

本发明的第一方面提供了一种管路连接结构，如图1-6所示，包括连接体100和压接环200，所述连接体100用于套装在被连接管件300的端头部分上，所述压接环200用于套装在所述连接体100的径向外侧，其中，在装配状态下，所述压接环200径向向内挤压所述连接体100和所述被连接管件300的重叠部位，使得所述连接体100和所述被连接管件300产生径向向内凹进的局部变形。其中，变形前的结构如图1所示，变形后的结构如图2所示。

本发明利用压接环200的压接作用，使得连接体100和被连接管件300发生径向局部变形，由于该局部变形的存在，使得被连接管件300与连接体100之间形成稳固的连接，难以相互脱开。同时，由于压接环200始终处于装配位置，因而确保了该局部变形始终存在，即使在颠簸的状况下也不会发生回弹，因而进一步提高了连接的可靠性。

当需要对两个管路进行对接时，只需要在连接体100的两端设置相同或相似的结构，使得两个管路分别套装于连接体100的两端，进而可分别通过压接环200的压接完成连接。

优选地，如1-4所示，所述连接体100包括用于套装在被连接管件300的径向外侧的外管110，所述压接环200用于套装在所述外管110的径向外侧，其中，所述外管110具有管壁厚度变大的第一区域111，所述第一区域111的外径尺寸大于所述压接环200的对应区域(也即在装配状态下与所述第一区域111相配合的区域)的内径尺寸，使得在装配状态下，所述外管110的第一区域111在所述压接环200的对应区域的挤压作用下径向向内凹进，继而挤压所述被连接管件300的对应部位径向向内凹进。

优选地，为了确保连接体100与被连接管件300之间连接的可靠性，所述外管110上，所述第一区域111的轴向两侧区域的外径尺寸小于所述第一区域111的外径尺寸，从而在装配状态下，仅第一区域111发生径向向内凹进的变形，而第一区域111的轴向两侧区域则不变形或者仅微小变形，由此保证了径向向内凹进变形仅发生在轴向上的局部区域中。

优选地，如1-5所示，所述连接体100还包括内管120，所述内管120固定在所述外管110的径向内侧，用于套装在被连接管件300的径向内侧，也即，所述内管120和所述外管110之间形成环形空隙，用于容纳被连接管件300的端头部分。在装配状态下，所述内管120的局部区域(也即与所述外管110的第一区域111相对应的区域)在所述被连接管件300的对应部位的挤压作用下径向向内凹进。也即，内管120、被连接管件300和外管110三者形成三层嵌套结构，在压接环200(其在装配状态下构成第四层嵌套结构)的挤压作用下，三层嵌套结构同时发生径向向内凹进的局部变形，进一步保证了连接的可靠性。

本发明的管路连接结构在实际工作时，可以连接的管路包括铝管、铜管、钢管等多种材质的管路，并且不同材质的管路可以任意搭配实现连接，例如铝管与铝管连接，铝管与铜管连接，铝管与钢管连接，铜管与铜管连接，铜管与钢管连接，钢管与钢管连接，等等。因此，本发明的管路连接结构能在不同材质的管路之间提供可靠的连接，因而大大拓宽了管路材质的适用范围。

优选地，如图3-5所示，所述内管120和所述外管110可以通过铆接或焊接方式固定成整体。

替代地，所述内管120和所述外管110也可以一体形成，即二者为一体结构。

优选地，如图3-5所示，所述外管110的内壁上设置有第一接合部112，所述内管120的外壁上设置有第二接合部122，所述第一接合部112与所述第二接合部122对接，形成铆接面或焊接面，从而实现外管110和内管120之间的铆接或焊接。

由于内管120和外管110在铆接或焊接之前需要将内管120插入外管110中，为便于插入，优选地，所述第一接合部112设置成径向向内凸起的凸台，第二接合部122设置成径向向外凸起的凸台，这样，除了第一接合部112的内径尺寸与第二接合部122的外径尺寸大致相等以外，外管110的其余部位的内径尺寸便大于内管120的最大外径尺寸，于是，在插入的过程中，在第一接合部112和第二接合部122进入配合之前，内管120和外管110可以实现互不接触，从而可以无阻碍地完成内管120的插入过程。

优选地，如图3-4所示，所述外管110的第一区域111中包括设置在所述外管110的外壁上的第一环形凸台113。也即，由于第一环形凸台113的存在，使得第一区域111的管壁厚度变大。

优选地，如图3-4所示，所述第一环形凸台113的外轮廓包括第一锥形段114，用于形成第一装配引导面，以便对所述压接环200的装配过程进行引导。其中，如图所示，所述第一锥形段114的小端朝向所述外管110的自由端，使得沿着压接环200的装配方向，外管110的相应部位的壁厚逐渐增大，同时外径尺寸也逐渐增大，第一锥形段114的母线与轴线之间的夹角为w1。在装配压接环200时，夹角w1的斜度可保证压接环200顺利地向前滑动。

优选地，如图3-4所示，所述第一环形凸台113的外轮廓还包括第二锥形段115，所述第二锥形段115的大端与所述第一锥形段114的大端靠近且平滑连接(例如通过圆弧过渡)，也即，第二锥形段115与第一锥形段114的锥度方向相反，第二锥形段115的母线与轴线之间的夹角为w2，其中，w2<w1，所述第二锥形段115用于防止所述压接环200在装配状态下产生回退滑移。也即，在压接完成之后，各部件之间由于挤压变形而形成新的受力平衡，此时夹角w2的斜度可保证压接环200在内部压力和/或外部力的作用下不至向后滑移，从而保证连接的可靠性。

优选地，如图1-4所示，所述连接体100的外壁上设有止挡结构116，用于对所述压接环200进行轴向限位。具体地，止挡结构116可以是外管110外壁上的环形台肩，在装配状态下，压接环200的一个端部(前端部)抵靠所述环形台肩的一个端面，而环形台肩的另一端面则用于在装配时施加反向的装配力，防止连接体100沿轴向移位。替代地，止挡结构116可以采用任何合适的其他结构。

优选地，如图3-4所示，止挡结构116设置在外管110上第一接合部112的径向外侧，因第一接合部112为径向向内凸起的凸台结构，使得外管110在该处的壁厚较大，因而强度和刚度也较大，由此保证限位可靠。

优选地，如图3-4所示，外管110除了第一接合部112和止挡结构116外，其余部位构成为薄壁管件。类似地，如图3和图5所示，内管120除了第二接合部122外，其余部位构成为薄壁管件。外管110和内管120的薄壁管件的特性，使得在压接装配时较为容易产生变形，从而能使装配难度下降。

优选地，如图6所示，所述压接环200的内壁包括靠近第一端部(图中的右端部，在装配时为前端部)的第一锥形壁201，所述第一锥形壁201的大端靠近第一端部，以用于形成第二装配引导面，以便对所述压接环200的装配过程进行引导。也即，第一锥形壁201的存在，使得的压接环200的内壁在靠近第一端部的位置处呈现喇叭形，即，内径尺寸从第一端部开始向内逐渐减小，在装配时压接环200可以顺利向前滑动，并逐渐增大挤压力。在装配过程的初期，第一锥形壁201与外管110上的第一锥形段114相配合，使得装配初期的引导作用更为突出，因而装配更为顺畅。

优选地，如图6所示，所述压接环200的内壁还包括靠近第二端部(图中的左端部，在装配时为后端部)的第二锥形壁202，所述第二锥形壁202的大端远离第二端部。也即，第二锥形壁202的存在，使得压接环200的内壁在靠近第二端部的位置处呈现反喇叭形，即，内径尺寸从第二端部开始向内逐渐增大。所述第二锥形壁202的作用包括，在装配完成后，使得所述连接体100与被连接管件300在对应于所述第二锥形壁202的位置处产生径向向内凹进的边线，以保证连接可靠性。进一步地，在装配状态下，第二锥形壁202与外管110上的第一锥形段114相配合，使得外管110的局部径向向内凹进的变形从最大变形量平稳过渡到无变形，有利于保证连接可靠性。

优选地，如图6所示，所述压接环200的内壁还包括在轴向上介于第一锥形壁201和第二锥形壁202之间的连接壁203，所述连接壁203一方面在第一锥形壁201和第二锥形壁202之间形成平滑连接(其母线例如为曲线或者为直线与曲线的组合)，另一方面用于在装配状态下挤压外管110上的第二锥形段115，以使外管110产生径向向内凹进的变形，并保持该变形。

优选地，所述压接环200的壁厚大于所述连接体100和所述被连接管件300在装配状态下的对应部位的壁厚之和，例如，所述压接环200的壁厚远大于内管120的壁厚和外管110的壁厚，从而，所述压接环200能够承受压接时和压接后来自连接体100及被连接管件300的径向向外的巨大压力而不变形(或者仅产生可忽略的微小变形)，由此保证连接的可靠性。

优选地，在产生局部变形之前，所述连接体100和所述被连接管件300之间存在径向间隙，以用于设置密封胶。例如，外管110的内径大于被连接管件300的外径，内管120的外径则小于被连接管件300的内径，于是，在连接体100和被连接管件300之间完成套装后，便会在被连接管件300的外壁与外管110的内壁之间、在被连接管件300的内壁与内管120的外壁之间分别形成径向间隙。在这种情况下，便可以在相应的径向间隙中设置密封胶，随后，在压接完成后，并且在密封胶固化后，可以形成可靠的密封。例如，可以直接将密封胶灌注到外管110和内管120之间的环形空隙中，然后再将被连接管件300的端头部分插入该环形空隙中。特别地，对于金属管件的表面而言，不论是被连接管件300的内壁或外壁，还是外管110的内壁或内管120的外壁，都不可避免地存在一些划痕、沟槽等缺陷，通常情况下，这些缺陷容易形成泄漏而影响密封可靠性。然而，由于本发明在前述径向间隙中设置了密封胶，密封胶会渗透进这些划痕、沟槽等中，从而当密封胶固化后，就可以使相应的管件缝隙达到更高的密封可靠性。

下面再结合图1和图2说明本发明的管路连接结构的优选实施方式的特点。对比图2和图1，能够看出各个部件在压接前后的变形情况，图1中，压接环200的剖面线与连接体100的剖面线有部分重叠，表示未变形时的情形。由于零件实体材料不可能重叠，而只能以变形的方式彼此退让，因此，图2中，压接环200沿轴向装配到位后，连接体100的外管110、被连接管件300以及连接体100的内管120三者均由于压接环200的径向向内的巨大压力，而产生了较大的变形。

由图2可以看出，本发明的管路连接结构在压接过程中共形成三个压接面，分别为第一压接面101、第二压接面102、和第三压接面103；其中，第一压接面101由压接环200的内壁和连接体100外管110的外壁压接而成，第二压接面102由连接体100外管110的内壁和被连接管件300的外壁压接而成，第三压接面103由被连接管件300的内壁和连接体100内管120的外壁压接而成，被连接管件300的内壁将其变形情况传递给连接体100的内管120，导致连接体100的内管120也随之发生相应的变形。压接完成之后，连接体100的外管110在径向压力下发生了变形，连接体100的第一环形凸台113在连接环200的挤压力作用下径向向内凹进，致使外管110的外壁形状与连接环200的内壁紧密贴合，而对应于第一环形凸台113位置处的内壁则发生较大的径向向内凸起变形，随后将变形量传递给被连接管件300的外壁致使被连接管件300发生变形，被连接管件300在变形之后又将变形量传递给连接体100的内管120，连接体100的内管120受力之后径向向内凹进释放变形能量。至此，从压接环200到连接体100的外管110、再到被连接管件300、再到连接体100的内管120，发生一系列连锁变形，直至各部件之间形成新的静力学平衡状态。其中，在压接过程中，第一环形凸台113的存在致使各部件在此处的直径突然变小，形成了该处直径小、且该处轴向两侧直径大的特殊形状，起到了连接管路的作用。同时，考虑到压接过程中金属材料间的压力虽然很大，但总是不可能对较深的表面划痕和纵向沟槽等表面缺陷进行彻底的密封，所以在第二压接面102和第三压接面103的位置处各设置一层密封胶，使其渗透进入划痕、沟槽中，然后经过固化，使带有表面缺陷的金属管件表面达到极为可靠的密封。

综上，本发明的管路连接结构无需采用焊接等方式，而是采用压接形式实现管路连接，具有成本低、节能环保等优点，同时，还能避免焊接难度大、焊接质量不稳定等造成的缺陷。特别地，通过设置压接环，并且连接体从内外两侧夹持被连接管件，共有四层压接结构，可以保证管路一直处于变形状态，即使发生颠簸振动，也不会发生变形反弹，因此连接可靠性非常高。同时，在四层压接结构的中间设置两层密封胶，并且密封面积又大(远大于o形密封圈的密封面积)，因此密封的可靠性也非常高。

优选地，本发明中所述连接体100可以为直通式接头结构(如图3、图7-8所示)、三通式接头结构(如图9-10所示)或直角式接头结构(未示出)，从而可适应各种场合下的管路连接需求。

优选地，以直通式接头结构为例，所述连接体100具有第一连接端和第二连接端，分别用于连接第一管件和第二管件，也即，可以将第一管件和第二管件实现对接，其中，所述第一连接端和所述第二连接端的径向尺寸(例如外管110和内管120的径向尺寸)可以相同，从而可用于连接管径相同的第一管件和第二管件，如图1-3所示。

替代地，所述第一连接端和所述第二连接端的径向尺寸(例如外管110和内管120的径向尺寸)也可以不同，以用于连接管径不同的第一管件和第二管件，如图7-8所示。例如，图7-8中，连接体100的左侧端为第一连接端，右侧端为第二连接端，其中，第一连接端的径向尺寸(示例性地标记为r1)大于第二连接端的径向尺寸(示例性地标记为r2)，也即，外管110和内管120在第一连接端处的径向尺寸分别大于其在第二连接端处的径向尺寸，从而可实现两种不同管径的管件的直通连接。

如图9-10所示，连接体100为三通式接头结构，具有第一连接端(左侧端)、第二连接端(右侧端)和第三连接端(上侧端)，径向尺寸分别示例性地标记为r1、r2和r3，其中，三个连接端的径向尺寸可以全部相同(r1＝r2＝r3)，也可以部分相同(例如，r1＝r2，或者r1＝r3，或者r2＝r3)，还可以各不相同(r1≠r2≠r3)，从而可适应各种管径的管件的三通连接。

在上述工作的基础上，本发明的第二方面提供了一种汽车空调系统，其包括多个管路，并且还包括本发明前面所述的管路连接结构，用于连接不同的管路。

本发明的汽车空调系统中的管路连接可靠、密封可靠，即使在颠簸状况下，也能保持长久稳定的连接和密封。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。