阅读说明：本技术 用于车辆的热交换器的管销组件 (Tube pin assembly for heat exchanger of vehicle ) 是由 李东映 尹圣日 河锡 于 2019-08-20 设计创作，主要内容包括：一种用于车辆的热交换器的管销组件,包括：壳体,具有废气流入的入口；多个管,设置在壳体内以提供废气流经的通道；和冷却销,设置在管之间以提供冷却剂流经的冷却剂通道,其中由多孔材料制成的泡沫金属设置在至少一个管内。(A tube pin assembly for a heat exchanger of a vehicle, comprising: a housing having an inlet into which exhaust gas flows; a plurality of tubes disposed within the housing to provide a passage through which exhaust gas flows; and a cooling pin disposed between the tubes to provide a coolant passage through which a coolant flows, wherein a metal foam made of a porous material is disposed within at least one of the tubes.)

用于车辆的热交换器的管销组件

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的热交换器的管销组件，更具体地，涉及一种通过使用包含泡沫金属的管来冷却废气的管销组件。

背景技术

管和销用于被用来冷却从车辆发动机排出的废气的各种类型的热交换器中。通常，管是其中具有空腔的板型(plate type)，并且销(pin，针片)是弯曲板型。热交换器通过使用在管外流动的冷却剂来冷却在管中流动的高温废气。

通常，扁销和波形销(wavy pin)应用于车辆的热交换器和冷却销(cooler pin)。然而，存在的问题是扁销、波形销等的冷却性能因为废气的接触面积受到面积限制(即，不宽)而恶化。另外，存在的问题是，为了将冷却销设置在管中而进行焊接，这导致焊接期间对管的侵蚀和劣化管的耐久性。

在背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本公开的背景的理解，因此其可包含不构成该国本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开提供了一种用于车辆的热交换器的管销组件，其中管销组件包括：包含泡沫金属的管。

本公开的目的是提供一种管销组件，其能够根据废气的温度调节对废气冷却的程度。

根据本公开的实施例的管销组件(tube-pin assembly)包括：壳体，壳体具有废气流入的入口；多个管，布置在壳体内以提供废气流过的通道；和冷却销，设置在管之间以提供冷却剂流过的冷却剂通道，由多孔材料制成的泡沫金属设置在至少一个管内。

根据实例，所述管包括第一管和第二管，所述第一管具有泡沫金属设置在其中，所述第二管包括：接触所述冷却剂的管区域和设置在所述管区域中的弯曲结构的冷却销区域。

根据实例，管区域和冷却销区域彼此一体地形成。

根据实例，用于将所述入口分成第一入口和第二入口的隔板设置在入口中。

根据实例，第一入口和第二入口限定为具有彼此不同的开口面积。

根据实例，所述管包括：具有泡沫金属设置在其中的第一管和具有弯曲结构的冷却销区域设置在其中的第二管，所述第一入口使所述废气流向所述第一管，并且所述第二入口使所述废气流向所述第二管。

根据实例，第一入口由大于第二入口的开口面积限定。

根据实例，入口的前端提供有旁通阀，其用于确定废气的流动通道，并且根据废气的温度来控制旁通阀。

根据实例，控制旁通阀，使得当废气的温度低于预定温度时，废气流向第二入口。

根据实例，当废气温度高于预定温度时，旁通阀完全打开，使得废气与第一入口和第二入口中的每一个的开口面积成比例地流动。

根据实例，控制旁通阀，使得当废气温度高于预定温度时，废气流向第一入口。

根据本公开的实施例，至少一个管的内部可设置有由多孔材料制成的泡沫金属。当将包含泡沫金属的第一管应用于热交换器时，可提高冷却废气的性能。另外，由于泡沫金属通常比设置在管中的销结构轻，所以可减小管销组件的总重量。因此，当根据本公开的实施例的管销组件应用于热交换器时，可提高车辆的燃料效率。

根据本公开的实施例的第二管可通过弯曲一个金属板多次而不执行焊接工艺来形成。因此，在第二管中不会引起根据焊接过程而可能发生的腐蚀和耐久性劣化的问题。

另外，根据本公开的实施例的管和销可具有一体结构。因此，可省略单独的组装过程，并且可简化制造管的过程。

以下讨论本公开的上述和其他特征。

附图说明

现在将参考本公开的示出了附图的某些示例性实施例来详细描述本公开的上述和其他特征，附图在下文中仅以说明的方式给出，并且因此不是对本公开的限制，并且其中：

图1是示出根据本公开的实施例的管销组件的示图。

图2是示出根据本公开的实施例的入口的截面图。

图3是示出根据本公开的实施例的用于制造一体管(integral tube)的方法的示图。

图4是示出根据本公开的实施例的用于在废气为低温时控制旁通阀的方法的示图。

图5是示出根据本公开的实施例的用于当废气为高温时控制旁通阀的方法的示图。

应理解的是，附图不一定按比例绘出，而是呈现说明本公开的基本原理的各种优选特征的略微简化的表示。文中所披露的本公开的包括诸如特定的尺寸、方向、位置以及形状的特定设计特征由具体的预期应用和使用环境来部分确定。

在附图中，附图标记在附图的若干图中指代本公开的相同或等同的部分。

具体实施方式

应当理解，本文中所使用的术语“车辆(vehicle)”或“车辆的(vehicular)”或其他类似术语包括广义的机动车辆，诸如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的载客车辆；包括各种小船和海船的船只；航天器等；并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电混合动力车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如，燃料来源于非石油能源)。如本文所指，混合动力车辆是具有两种以上动力源的车辆，例如，汽油动力和电动力的车辆。

本文中所使用的措辞仅是为了描述特定实施方式而并不旨在对本发明进行限制。除非上下文另有明确说明，否则如本文中所使用的单数形式“一(a)”、“一(an)”及“该”也旨在包括复数形式。还应当理解，当术语“包括”和/或“包含”用于本说明书时，其描述了存在所述及的特征、整体、步骤、操作、元件及/或组件，但并不排除存在或附加有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件及/或其组合。作为本文中所用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项的任何及所有组合。在整个说明书中，除非有明确地相反描述，否则词语“包括”和诸如“含有”或“包含”的变体将被理解为暗示包括所述及的元件但不排除任何其他元件。另外，说明书中描述的术语“单元”，“-器”，“-设备”和“模块”表示用于处理至少一个功能和操作的单元，并且可由硬件组件或软件组件和其组合来实现。

此外，本公开的控制逻辑可体现为非暂时性计算机可读介质，计算机可读介质上包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的实例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读介质还可分布在网络耦合的计算机系统中，使得计算机可读介质以分布式方式被存储和执行，例如通过远程信息处理服务器或控制器区域网络(CAN)。

参考下面结合附图详细描述的实施例，本公开的优点和特征以及用于实现它们的方法将变得显而易见。然而，本公开可以以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为限于本文阐述的实施例，相反，提供这些实施例是为了使本公开详尽和完整，并且将本公开的范围充分传达给本公开所属领域的技术人员，并且本公开仅由权利要求的范围限定。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。

图1是示出根据本公开的实施例的管销组件的图。

参考图1，管销组件1可包括壳体100、第一管200、第二管300、冷却销400、旁通阀500和控制单元600。管销组件1可应用于各种应用于车辆的热交换器类型。例如，热交换器的类型可包括：用于与空气进行热交换的散热器、增压空气冷却器、冷凝器、用于通过与冷却剂的热交换来散热(或吸收热量)的自动变速器液(automatic transmission fluid)、加热器、废气再循环器、冷却器和变速器油冷却器。

壳体100可包括入口端110和主体部130，在入口端110处限定用于接收废气的入口105，主体部130与入口端110连接并且用于限定第一管200和第二管300设置在其中的空间。入口端110可连接到排气线50，废气通过排气线50流到管销组件1。壳体100可包括排出口(未示出)，废气通过该排出口排出。

第一管200可包括由多孔材料制成的泡沫金属210，并且管230限定了其中设置泡沫金属210的空间。第一管200可设置为多个。第一管200可以是废气流过的通道，第一管200的外部可以是冷却剂流过的冷却剂通道。因此，可在第一管200中执行废气的热交换。

泡沫金属210可具有包含固体金属的胞状结构(cell structure)，其中大部分体积(volume，容积)由充气孔组成。泡沫金属210可包括大量的孔，并且孔的尺寸可介于约0.05mm至约1mm的范围，或者可大于约0.1mm。例如，泡沫金属210的孔隙率可大于或等于0.9，并且其密度可为从0.2g/cm³至0.4g/cm³。因此，泡沫金属210可比管230明显更轻，并且多孔结构可在其中填充空气，使得隔音和声音隔离性能可以是优异的。另外，泡沫金属210可具有每单位体积790m²/m³至2740m²/m³的表面积比，从而与管230具有大的接触面积。由于与管230中设置的弯曲销结构相比，本公开的泡沫金属210通常具有与管230更大的接触面积，第一管200的传热系数高于普通管的传热系数。结果，与普通管相比，第一管200在废气的冷却性能方面可更令人满意。

第二管300是一体管(integral tube)，并且可包括冷却销区域(未示出)和管区域(未示出)。稍后将描述第二管300的结构。第二管300可设置为多个。第二管300可以是废气流过的通道，第二管300的外部可以是冷却剂流过的冷却剂通道。因此，可在第二管300中执行废气的热交换。

第一管200可具有比第二管300更大的传热系数。这是因为第一管200的内部设置有泡沫金属210，但是第二管300的内部设置有具有弯曲结构的冷却销区域(未示出)。也就是说，管230和泡沫金属210之间的接触面积可大于冷却销区域(未示出)和管区域(未示出)之间的接触面积。

基于管销组件1安装在车辆中时的方向，第一管200可设置成比第二管300更靠近上端。第一管200和第二管300的布置关系用于引导具有的温度高于大气温度的废气流向第一管200而不是第二管300。然而，第一管200和第二管300之间的相对布置可不特别限于此。

冷却销400可设置在第一管200之间、第二管300之间以及彼此相邻的第一管200和第二管300之间。冷却销400可持续地保持第一管200之间、第二管300之间以及彼此相邻的第一管200和第二管300之间的间隔。冷却销400可以是冷却剂流过的通道。冷却销400可通过将单个板材弯曲成Z字形而形成。

旁通阀500可设置在使废气流动到管销组件1的排气线50中。旁通阀500可基于废气的温度控制开启方向和开启量(opening amount)。

控制单元600可基于废气的温度控制旁通阀500的开启方向和开启量。控制单元600可以是安装在车辆中的电子控制单元(ECU)。用于测量废气温度的温度传感器550可设置在管销组件1的前端，并且控制单元600可根据废气的温度是高于还是低于预定温度来控制废气流经的通道。可根据设计选择改变预定温度。

根据本公开的实施例，管200，300中的至少一个的内部可设置有由多孔材料制成的泡沫金属210。也就是说，当将包含泡沫金属210的第一管200应用于热交换器时，可提高废气的冷却性能。另外，由于泡沫金属210通常比设置在管230中的销结构轻，所以可减小管销组件1的总重量。因此，当第一管200应用于热交换器时，可提高车辆的燃油效率。

图2是示出根据本公开的实施例的入口的截面图。图2是沿图1中的线A-A’截取的截面图。

参见图1和图2，隔板108可设置为将入口105分成第一入口105a和第二入口105b。隔板108可将接收废气的通道分成两个通道。例如，流过第一入口105a的废气可流入第一管200，并且流过第二入口105b的废气可流入第二管300。第一入口105a和第二入口105b可具有彼此不同的开口面积。例如，第一入口105a可定义为开口面积大于第二入口105b。

第一管200中的废气的流动性可低于第二管300中的废气的流动性，因为在第一管200中设置了具有大孔隙率的泡沫金属210。因此，第一管200内的差压可大于第二管300内的差压。具体地，第一管200的与入口105相邻的部分与第一管200的与出口(未示出)相邻的部分之间的差压可大于第二管300的与入口105相邻的部分与第二管300的与出口(未示出)相邻的部分之间的差压。在旁通阀500已经完全打开的状态下，朝向具有相对小的差压的第二管300释放的废气量可大于朝向第一管200释放的废气量。也就是说，废气会流入差压相对较小的区域。由于第一入口105a具有比第二入口105b更大的开口面积，所以在旁通阀500已经完全打开的状态下，流入第一入口105a和第二入口105b的废气量可彼此相似。也就是说，根据本公开的实施例的隔板108可具有的构造，使得第一入口105a和第二入口105b以不同的面积开口。因此，在旁通阀500完全打开的状态下，可使流入第一管200和第二管300中的每一个的废气量相似。

图3是示出根据本公开的实施例的用于制造一体管的方法的图。具体而言，图3涉及用于制造图1的第二管300的方法。

参考图3，可提供板形金属板300a。首先，金属板300a可被弯曲，使得弯曲成

形的结构是连续的。其次，弯曲金属板300b的一端可被弯曲，以包围形弯曲结构。第二管300可通过钎焊接合形成，而不使用焊接工艺。

第二管300可包括冷却销区域310，其中弯曲成

形的结构是连续的，并且管区域330围绕冷却销区域310。冷却销区域310可接触废气，管区域330的内表面可接触废气，并且管区域330的外表面可接触冷却剂。也就是说，管区域330的外表面可接触冷却销400。

根据本公开的实施例的第二管300可通过多次弯曲一个金属板而不执行焊接工艺来形成。因此，由常规焊接工艺引起的侵蚀和耐久性劣化的问题在第二管300中不会明显。

另外，根据本公开的实施例的第二管300可具有一体结构，而不是其中冷却销区域310和管区域330分开形成然后耦接的结构。因此，可省略单独的组装过程，并且可简化制造第二管300的过程。

图4是用于说明根据本公开的实施例的当废气为低温时控制旁通阀的方法的图。

参见图1和图4，旁通阀500的开启方向可基于流入管销组件1的废气的温度来控制。当废气的温度低于预定温度时，控制单元600控制旁通阀500使废气流到第二入口105b。流经第二入口105b的废气会流入第二管300设置在其中的第二管区域350。由于传热系数的差异，第二管300的冷却性能会低于第一管200的冷却性能。然而，当废气的温度低于预定温度时，可不需要过度冷却废气。也就是说，当废气的温度低于预定温度时，冷却废气的必要性可能较低。

图5是用于说明根据本公开的实施例的当废气为高温时用于控制旁通阀的方法的图。

参见图1和图5，旁通阀500的开启方向可基于流入管销组件1的废气的温度来控制。控制单元600控制旁通阀500，使得当废气温度高于预定温度时废气可仅流到第一入口105a，或流向第一入口105a和第二入口105b。流经第一入口105a的废气会流入第一管200设置在其中的第一管区域250。

例如，当废气的温度高于预定温度时，旁通阀500完全打开，使得废气可通过第一入口105a和第二入口105b而流入第一管200和第二管300。此时，基于第一入口105a和第二入口105b开度的面积以及第一管200和第二管300之间的差压，废气可均匀地流入第一管区域250和第二管区域350。

当废气的温度高于预定温度时，可能非常需要冷却废气。因此，控制单元600可将废气流动到具有相对优异的冷却性能的第一管200侧，或者将废气流到第一管200和第二管300。随着废气流到第一管200侧时，或者废气流到第一管200和第二管300，可在比废气仅流到第二管300侧时更低的温度下冷却废气。

如上所述，尽管已经参考附图描述了本公开的实施例，但是本公开所属领域的技术人员将理解，可在不改变技术精神或者其本质特征的情况下实现其他特定形式。因此，应该理解，上述实施例在所有方面是说明性的而不是限制性的。