阅读说明：本技术 一种车载散热器封头均流器 (Vehicle-mounted radiator seal head flow equalizer ) 是由 赵颖杰 周涛 王腾俊 于 2019-11-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种车载散热器封头均流器,其前后板相对配合连接,前后板内分布非等距错位分布倒“π”型导流板以及流体导流板,内置倒“π”型导流板在流道内数量上呈“金字塔”排列,且每层倒“π”型导流板分别在前后板内呈奇偶错列。本发明解决了现有技术中传统散热器由于流体分布不均导致的交变循环热载荷作用下的应力应变集中,散热器扁管的超负荷工作,使用寿命降低,冷却剂易泄露的问题,其设计简单,便于加工,易于清洗,能够将封头入口处高速流入的冷却剂进行梯度化再分布的缓冲处理,改善流体的均匀性,从而降低散热器扁管工作负荷,延长使用寿命。(The invention discloses a vehicle-mounted radiator seal head flow equalizer, wherein a front plate and a rear plate are oppositely matched and connected, inverted pi-shaped guide plates and fluid guide plates are distributed in the front plate and the rear plate in a non-equidistant staggered manner, the inverted pi-shaped guide plates are arranged in a pyramid manner in the flow channel, and each layer of inverted pi-shaped guide plates are respectively in odd-even staggered arrangement in the front plate and the rear plate. The invention solves the problems of stress strain concentration under the action of alternating circulation heat load, overload work of a flat pipe of the radiator, service life reduction and easy leakage of a coolant caused by uneven fluid distribution of the traditional radiator in the prior art, has simple design, convenient processing and easy cleaning, can perform gradient redistribution buffering treatment on the coolant flowing into an end socket inlet at high speed, improves the uniformity of fluid, thereby reducing the work load of the flat pipe of the radiator and prolonging the service life.)

一种车载散热器封头均流器

技术领域

本发明涉及散热器领域，特别是一种车载散热器封头均流器。

背景技术

散热器广泛用于目前商用汽车内燃机的冷却系统，其核心部位为散热芯体。散热芯体由均匀排布的垂直细长的扁管，上封头以及下封头组成，热流体从管道之间流过，冷冻液从管道内流过，冷热流体管道中进行换热处理。现一般采用“百叶窗”型紧凑的翅片结构，单个换热管采用扁管来增加换热面积。

实际应用中，散热器内扁管壁厚较薄，易损坏。主要由于一方面扁管入口处长期出于冷却液高速流入状态，高负荷冲刷的工况下，对扁管的结构强度要求较高；另一方面，与静态载荷工况相比，交变循环热载荷作用下的应力应变集中导致散热器扁管长期处于超负荷工况，导致散热器的使用寿命降低，严重情况下致使冷却液泄露。目前现有的设备常采用加强筋结构进行加固，但加强筋仅能从结构上对换热管道的强度和刚性做优化处理，而冷却剂流体中间高两端低的非均分布速度场以及于交变循环热载荷作用下的应力应变集中作用于扁管的现象并未改变，并不能用根本上改善扁管泄漏的问题。

因此，亟待解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种车载散热器封头均流器，该均流器可使散热器流入各扁管的冷却剂流量更为均匀，通过优化散热器封头入口处冷却剂的速度场来最大程度的降低交变循环热载荷对散热器内管道的影响，降低扁管载荷。

技术方案：为实现以上目的，本发明所述车载散热器封头均流器包括均流器前板、均流器后板，均流器前板与均流器后板通过限位槽相对配合，冷却剂入口位于散热器封头中间位置；均流器前板及均流器后板上均布置有若干层倒“Π”型导流板；倒“Π”型导流板包括下部的水平横板及上部两条呈渐扩状排布的圆弧翼面；多个倒“Π”型导流板构成“金字塔”型分布。

优选地，流道内横向设置非等间距的倒“Π”型导流板，横向上，中部位置处的相邻倒“Π”型导流板间的间距小于靠近均流器两侧的相邻倒“Π”型导流板间的间距；纵向上，随着倒“Π”型导流板层的递进，倒“Π”型导流板数量逐层递增。

优选地，在横向上，从中间至两端的倒“Π”型导流板单元间距依次增大3-5mm。

优选地，倒“Π”型导流板层与层之间呈错位等距排布，层间间距为2mm。

优选地，均流器底部出口处设置有流体导流板，流体导流板与扁管入口相衔接，流体导流板表面设置有导流槽，将冷却剂引入各扁管进行换热。

优选地，奇数层倒“Π”型导流板设置于均流器前板，偶数层倒“Π”型导流板设置于均流器后板。

优选地，倒“Π”型导流板单元结构为：水平横板厚度为1mm，左右为1mm厚的板材钣金得到的内圆弧半径为3mm的圆弧翼面；圆弧翼面于水平横板间连接为一体。

优选地，圆弧翼面边角处进行倒圆角处理。

优选地，流体导流板选用0.3mm厚钢板，流体均布板上等距设置导流槽，单个导流槽开口呈喇叭状圆滑过渡，向下延伸，与扁管相衔接。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：

(1)数量上呈“金字塔”分布的倒“Π”型导流板将封头口处高速流入的冷却剂在X向和Y向进行梯度化再分布的缓冲处理，缓解封头内冷却剂入口处载荷过高的情况；其次，倒“Π”型导流板在封头内部呈中间密集，越靠近两边，分布越稀疏的形式，不但可以针对性对冷却剂进行在分配，也可在最大程度上降低加工难度；

(2)交替分布于均流器前后板的的倒“Π”型导流板在不增加加工难度的前提下，使得冷却剂在Z向流道内缓冲。配合倒“Π”型导流板使得冷却剂在XYZ三个方向均能得到充分的流动，直至冷却剂充分均布于整个均流器，在XYZ三个方向上均能增加冷却剂在封头内流动速度场的均匀性；

(3)设置于扁管入口前端的流体导流板，其增设的流体入口槽，可进一步的将经过前级处理后的冷却剂均匀的分配至各扁管进行换热，使散热器流入各扁管的冷却剂流量更为均匀，通过优化散热器封头入口处冷却剂的速度场来最大程度的降低交变循环热载荷对散热器内管道的影响，降低扁管载荷，延长使用寿命。

附图说明

图1为本发明中车载散热器封头均流器总图；

图2为冷却剂在倒“Π”型导流板X向Y向流动示意图；

图3为冷却剂在倒“Π”型导流板Z向流动示意图；

图4为流体导流板结构示意图；

图5为流体导流板限位槽示意图；

图6为车载散热器封头均流器安装示意图。

图中：1、倒“Π”型导流板；11、首层倒“Π”型导流板；12、首层第二倒“Π”型导流板；13、第二层倒“Π”型导流板；A、内腔区；B、翼面区；2、流体导流板；21、导流槽；3、车载散热器封头均流器；31、均流器前板；32、均流器后板；4、冷却剂入口；5、限位槽；6、车载散热器；61、车载散热器封头

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1-6所示，车载散热器封头均流器3包括均流器前板31、均流器后板32，其中均流器前板及均流器后板均布置有若干倒“Π”型导流板1。倒“Π”型导流板包括下部的水平横板及上部两条呈渐扩装排布的圆弧翼面；以均流器前板所在平面为XY平面，X方向与倒“Π”型导流板的水平横板平行；倒“Π”型导流板位于流体入口处，在流道内错位间歇分布，其沿X方向的呈“中间密集两边稀疏”式分布，在Y方向上，随着层的递进，倒“Π”型导流板数量递增。在XY平面上，多个倒“Π”型导流板整体构成“金字塔”型分布，总共设置3-7层。其中每层设置7-20个倒“Π”型导流板作为扰流单元，且在Y向上错位分布。

当冷却剂从上封头入口流入时，在首层倒“Π”型导流板内腔区下降至顶板，然后折流返回，在水流压力的作用形成分离式尾流：部分尾流沿圆弧翼面溢出后“沉”流下降至第二层倒“Π”型导流板内腔区A，进行二次分离式尾流，部分尾流沿圆弧翼面“抛”流至首层第二倒“Π”型导流板内腔区A，并进行二次扰流，剩余少量流体沿圆弧翼面“绕”流至首层倒“Π”型导流板侧翼面区B，经横向的水平挡流板“顺”流至第二层倒“Π”型导流板内腔区A...如此周期性反复，得以在X向和Y向上增加流体的湍流，将封头口处高速流入的冷却剂进行梯度化再分布的缓冲处理，改善流体的均匀性。

其中，奇数层倒“Π”型导流板设置于前板，偶数层倒“Π”型导流板设置于后板。前后板通过限位槽5相对配合组成车载散热器封头均流器，冷却剂经过前板首层倒“Π”型导流板的内腔区往Z向流动至后板内表面，经过狭小通道折流至后板倒“Π”型导流板继续流动...如此周期性反复，得以在Z向上最大程度增大冷却剂在其中流动的路径，使流体分布更均匀。

如图6所示，车载散热器6中，由于冷却剂入口4位于车载散热器封头61中间处，整个封头内流体速度场呈中间大，两边小的分布状态。故在工艺改进过程中，区别于封头两端流体流速的再分布处理，应着重对封头冷却剂入口处流体速度场分布进行优化。为了在不增加工艺难度的前提下达到更优的冷却剂流速场分布效果，流道内横向设置为非等间距的倒“Π”型导流板，从中间至两端的倒“Π”型导流板单元间距依次增大3-5mm。随着倒“Π”型导流板层的递进，倒“Π”型导流板数量逐渐增多，数量上呈“金字塔”型。如此高速流体在封头中部(“金字塔”顶端)经密集的倒“Π”型导流板处理后，分流至两端的流体流速迅速降低，直至封头底部(“金字塔”底层)经稀疏的倒“Π”型导流板均匀分配至整个流道。

均流器底部出口处设置流体导流板2，流体导流板上设置均匀分布的流体导流槽21，与扁管入口相衔接，将经倒“Π”型导流板处理后的流体导流至各扁管内进行换热。

本实施例中的具体工况如下：冷却液温度为-10℃，流量为1000L/h，散热器封头内流道长度为390mm，宽度为30mm。

单个倒“Π”型导流板结构设计如下：水平横板厚度(t)为1mm，左右为1mm厚的板材钣金得到的内圆弧半径(r)为3mm的圆弧翼面，并焊接于水平横板上。横向上，首层倒“Π”型导流板设置6个，中心轴处首层倒“Π”型导流板与临近的首层第二倒“Π”型导流板的间隙为25mm，首层第二倒“Π”型导流板与第二层倒“Π”型导流板的间隙为2mm，以此类推；纵向上，倒“Π”型导流板层错位布置，且第一层设置3个倒“Π”型导流板，第二层设置5个…以此类推。

流体导流板的结构设计如下：底板选用0.3mm厚钢板，长度为30mm，宽度为390mm。均布板上等距布置导流槽，单个导流槽开口呈喇叭状过渡，向下延伸1mm，与扁管相衔接。