机油冷却滤清装置及发动机的制作方法

1.本公开涉及汽车技术领域，具体地，涉及一种机油冷却滤清装置及发动机。


背景技术：

2.汽车在工作时，不可避免地产生热量，有些热量难以通过自然冷却散发，为避免热量在某一部位积聚，人们通常采用热交换器按预期设计进行热量传递。比如，人们采用机油冷却器将机油的热量传递给冷却液，再有整车散热器将该热量传递给空气，实现散热。
3.现有机油冷却器的技术方案通常采用层层堆叠的金属片构造出内部交替出现的油路和水路，实现热交换。同时设计具有非常复杂油道的壳体作为安装基体，壳体上有连接机油冷却器和机油滤清器的固定接口，机油冷却器和机油滤清器均安装在此壳体上。
4.为了解决上述机油冷却器和机油滤清器结构复杂等问题，现有技术中将机油冷却器和机油滤清器集成式一体安装。其中，机油经过滤腔内的滤清器过滤后从出油口排出，与此同时，温度较高的机油可通过导热板将热量传递给冷却腔。但此种方式，即机油与冷却介质通过导热板进行换热，换热效率较低。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本公开的第一个目的是提供一种机油冷却滤清装置，该机油冷却滤清装置具有换热效率高的优点。
6.本公开的第二个目的是提供一种发动机，该发动机具有换热效率高的优点。
7.为了实现上述第一个目的，本公开提供一种机油冷却滤清装置，包括壳体和滤清器，所述壳体中构造有过滤腔，所述滤清器安装于所述过滤腔中，所述壳体中构造有与所述过滤腔连通的高温介质腔，所述壳体开设有与所述高温介质腔连通的高温介质进口、与所述过滤腔连通的高温介质出口；所述机油冷却滤清装置还包括热管，该热管的蒸发段设置于所述高温介质腔之中、冷凝段穿过所述高温介质腔并延伸至所述高温介质腔之外。
8.可选地，所述壳体中构造有低温介质腔，所述低温介质腔与所述高温介质腔沿轴向彼此间隔布置，所述热管沿所述轴向延伸，且所述热管的冷凝段设置于所述低温介质腔内，所述壳体开设有与所述低温介质腔连通的低温介质进口和低温介质出口。
9.可选地，所述壳体内同轴设置有筒状隔板，所述筒状隔板的内侧空间构造为所述过滤腔，所述筒状隔板的外侧壁与所述壳体的内侧壁之间同轴连接有环状隔板，所述环状隔板将所述壳体和所述筒状隔板之间的空间分隔为第一环状流体空间和第二环状流体空间，其中，所述第一环状流体空间用作所述低温介质腔，所述第二环状流体空间用作所述高温介质腔。
10.可选地，所述第一环状流体空间通过连接于所述筒状隔板与所述壳体之间且与所述环状隔板连接的第一挡块隔断，所述低温介质进口和所述低温介质出口分别设置在对应所述第一挡块的两侧；并且/或者，所述第二环状流体空间通过连接于所述筒状隔板与所述壳体之间且与所述环状隔板连接的第二挡块隔断，所述高温介质进口设置在所述第二挡块
的一侧，所述筒状隔板在所述第二挡块的另一侧设置有连通所述过滤腔与所述高温介质腔的通孔。
11.可选地，所述过滤腔包括沿轴向依次设置的集油段和滤清段，所述集油段的横截面小于所述滤清段的横截面，所述滤清器安装于所述滤清段中；所述第一挡块构造有连通所述集油段与所述高温介质出口的流体通道。
12.可选地，所述热管的数量为多个，所述环状隔板间隔设置有与所述热管一一对应地螺纹孔，所述热管的外侧壁具有外螺纹，所述热管贯穿所述螺纹孔与所述环状隔板螺纹连接。
13.可选地，所述热管的外侧壁于所述外螺纹的上侧设置有法兰盘，所述环状隔板的上端面于所述螺纹孔处设置有与所述法兰盘相配合的沉槽，所述法兰盘与所述沉槽之间填充有密封胶。
14.可选地，所述沉槽的底壁内侧构造有倒角，所述法兰盘的下端面与所述热管的外侧壁之间构造有圆角，所述法兰盘的底端设置有套设于所述热管的所述圆角处的密封圈，且所述密封圈抵顶于所述倒角。
15.可选地，所述热管构造为重力热管，所述热管的内部对应所述蒸发段和所述冷凝段构造有相互连通的蒸发腔和冷凝腔，且所述蒸发段的横截面大于所述冷凝段的横截面，所述蒸发腔的横截面大于所述冷凝腔的横截面；其中，所述蒸发腔与所述冷凝腔的交界处具有自所述蒸发腔至所述冷凝腔渐缩的锥形结构；并且/或者，所述热管的内侧壁具有沿周向均匀间隔布置的导流槽，且所述导流槽自所述蒸发腔沿轴向延伸至冷凝腔
16.为了实现上述第二个目的，本公开提供一种发动机，该发动机包括上述的机油冷却滤清装置，其中，所述高温介质进口连接于所述发动机的机油出口，所述高温介质出口连接于所述发动机的机油进口。
17.通过上述技术方案，即本公开提供的机油冷却滤清装置，机油通过高温介质进口进入高温介质腔，随后经由过滤腔中的滤清器过滤后于高温介质出口排出，以形成高温介质的流路；与此同时，热管的蒸发段中的工作液体于高温介质腔中吸收机油的热量后蒸发，形成的蒸汽流向冷凝段中，冷凝段中的蒸汽通过与外界环境进行热交换将热量散发出去，同时冷凝段中的蒸汽释放热量后重新冷凝成工作液体，该工作液体在重力的作用下回流至蒸发段中，这样就形成了一个闭合循环，从而将大量的热量从高温介质腔中传递至外界，形成快速有效的冷却降温。
18.综上所述，本公开提供的机油冷却滤清装置充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质，远超过现有技术中金属导热板的导热能力，换热效率显著提高。
19.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
20.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
21.图1是本公开示例性实施方式中提出的机油冷却滤清装置的立体图；
22.图2是本公开示例性实施方式中提出的机油冷却滤清装置的移除上盖体的立体图；
23.图3是本公开示例性实施方式中提出的机油冷却滤清装置的移除下盖体和滤清器的立体图；
24.图4是本公开示例性实施方式中提出的机油冷却滤清装置的主视图；
25.图5是本公开示例性实施方式中提出的机油冷却滤清装置的a
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a剖面图；
26.图6是本公开示例性实施方式中提出的机油冷却滤清装置的b
‑
b剖面图；
27.图7是图5中c位置的局部放大示意图；
28.图8是本公开示例性实施方式中提出的机油冷却滤清装置的热管的立体图。
29.附图标记说明
30.100
‑
壳体；101
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高温介质进口；102
‑
高温介质出口；103
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低温介质进口；104
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低温介质出口；105
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筒体；106
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上盖板；107
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下盖板；1071
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安装孔；110
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低温介质腔；120
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高温介质腔；130
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过滤腔；131
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集油段；132
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滤清段；140
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筒状隔板；141
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通孔；150
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环状隔板；151
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螺纹孔；152
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沉槽；153
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倒角；160
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第一挡块；170
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第二挡块；200
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滤清器；300
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热管；301
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导流槽；310
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冷凝段；320
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蒸发段；330
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外螺纹；340
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法兰盘；350
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圆角；360
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六角形凸台；370
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冷凝腔；380
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蒸发腔；390
‑
锥形结构；400
‑
密封圈。
具体实施方式
31.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
32.在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”是指机油冷却滤清装置处于使用状态时，于其所处空间内沿竖直方向的上、下。“内、外”是指相关构件轮廓的内、外。“第一、第二”等是指为了区分一个要素与另一个要素，不具有顺序性和重要性。
33.下面将参照附图和具体实施方式对本公开作进一步的说明。
34.根据本公开的第一方面，提供一种机油冷却滤清装置。参考图1至图8所示，该机油冷却滤清装置包括壳体100和滤清器200，壳体100中构造有过滤腔130，滤清器200安装于过滤腔130中，壳体100中构造有与过滤腔130连通的高温介质腔120，壳体100开设有与高温介质腔120连通的高温介质进口101、与过滤腔130连通的高温介质出口102；所述机油冷却滤清装置还包括热管300，该热管300的蒸发段320设置于高温介质腔120之中、冷凝段310穿过高温介质腔120并延伸至高温介质腔120之外。
35.通过上述技术方案，即本公开提供的机油冷却滤清装置，机油通过高温介质进口101进入高温介质腔120，随后经由过滤腔130中的滤清器200过滤后于高温介质出口102排出，以形成高温介质的流路；与此同时，热管300的蒸发段320中的工作液体于高温介质腔120中吸收机油的热量后蒸发，形成的蒸汽流向冷凝段310中，冷凝段310中的蒸汽通过与外界环境进行热交换将热量散发出去，同时冷凝段310中的蒸汽释放热量后重新冷凝成工作液体，该工作液体在重力的作用下回流至蒸发段320中，这样就形成了一个闭合循环，从而将大量的热量从高温介质腔120中传递至外界，形成快速有效的冷却降温。综上所述，本公开提供的机油冷却滤清装置充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质，远超过现有技术中金属导热板的导热能力，换热效率显著提高。
36.蒸发段320中的工作液体吸热蒸发后流至冷凝段310中，冷凝段310可以通过任意合适的方式进行冷却降温，以将热量传递出去。例如，在一些实施方式中，可以将热管300的
冷凝段310直接暴露于外界空气中，使冷凝段310与外界空气直接进行热交换，以将高温介质腔120中的热量传递至外界空气中。
37.考虑到直接将热管300的冷凝段310置于外界空气中，其冷却效果容易受到外界气温的影响，如外界气温较高时，冷凝段310与外界气温的温差较小，将导致热管300的导热效果变差，进而影响机油的冷却散热。因此，在一些实施方式中，壳体100中构造有低温介质腔110，低温介质腔110与高温介质腔120沿轴向彼此间隔布置，热管300沿所述轴向延伸，且热管300的冷凝段310设置于低温介质腔110内，壳体100开设有与低温介质腔110连通的低温介质进口103和低温介质出口104。本公开实施方式中，低温介质从低温介质进口103流入到低温介质腔110中，并从低温介质出口104流出，以形成低温介质的流路。通过低温介质将冷凝段310的热量吸收并带走，这样就可以通过控制低温介质的温度，使冷凝段310与低温介质的温差保持一致，以避免受到外界环境温度变化的影响。并且可以通过降低低温介质的温度，来加快热管内部的相变过程，以提高换热效率。其中，低温介质可采用发动机的冷却液，或者可以连接额外的水循环系统等，即采用其他的低温介质，以吸收并带走热管300的冷凝段310的热量。
38.现有技术中的机油冷却器的壳体设计非常复杂，布置困难，废品率较高且具有较高的制造成本。因此，为了满足本公开机油冷却滤清装置具有很高换热效率的同时减少其制造成本，在一些实施方式中，参考图2、图3和图6所示，壳体100内同轴设置有筒状隔板140，筒状隔板140的内侧空间构造为过滤腔130，筒状隔板140的外侧壁与壳体100的内侧壁之间同轴连接有环状隔板150，环状隔板150将壳体100和筒状隔板140之间的空间分隔为第一环状流体空间和第二环状流体空间，其中，所述第一环状流体空间用作低温介质腔110，所述第二环状流体空间用作高温介质腔120。通过设置筒状隔板140和环状隔板150与壳体100相配合构造成低温介质腔110、高温介质腔120和过滤腔130，使本公开机油冷却滤清装置的流道布置简单实用，结构可靠，易于生产，同时制造成本显著降低。
39.为了进一步提高本公开机油冷却滤清装置的换热效率，在一些实施方式中，参考图2所示，所述第一环状流体空间通过连接于筒状隔板140与壳体100之间且与环状隔板150连接的第一挡块160隔断，低温介质进口103和低温介质出口104分别设置在对应第一挡块160的两侧。通过将低温介质腔110设置成阻断的环状流体空间，能够增加低温介质的于低温介质腔内的流动性，使之与热管300的冷凝段310充分换热，及时吸收并带走冷凝段310释放的热量，以进一步提高换热效率。
40.为了进一步提高本公开机油冷却滤清装置的换热效率，在一些实施方式中，参考图3和图5所示，所述第二环状流体空间通过连接于筒状隔板140与壳体100之间且与环状隔板150连接的第二挡块170隔断，高温介质进口101设置在第二挡块170的一侧，筒状隔板140在第二挡块170的另一侧设置有连通过滤腔130与高温介质腔120的通孔141。通过将高温介质腔120设置成阻断的环状流体空间，能够增加机油于高温介质腔内的流动性，及时将机油的热量传递给热管300的蒸发段320，以进一步提高换热效率。
41.在一些实施方式中，参考图3和图5所示，过滤腔130包括沿轴向依次设置的集油段131和滤清段132，集油段131的横截面小于滤清段132的横截面，滤清器200安装于滤清段132中。机油自高温介质腔120通过通孔141进入滤清段132内，通过安装于滤清段132的滤清器200进行过滤，过滤后首先聚集在集油段131中，再经由高温介质出口102排出。其中，集油
段131可作为机油经冷却滤清后的缓冲，使其流速均匀平稳，同时能够在一定程度上延缓机油的流动，使其充分换热和过滤。
42.具体的实施方式中，参考图1和图5所示，第一挡块160构造有连通集油段131与高温介质出口102的流体通道161。通过于低温介质进口103和低温介质出口104之间设置流体通道161，一方面可使低温介质对机油进一步冷却降温，增加换热效果，另一方面可以合理利用壳体内部结构，减少了出口管路的设置，增加了本公开结构的可靠性。
43.为了便于本公开机油冷却滤清装置的生产制造和提高装配效率，在一些实施方式中，参考图6所示，壳体100包括同轴套设于筒状隔板140外侧的筒体105、密封地连接于筒体105顶端和筒状隔板140顶端的上盖板106、密封地连接于筒体105底端和筒状隔板140底端的下盖板107，筒体105与筒状隔板140、上盖板106、环状隔板150密闭地限定低温介质腔110，筒体105与筒状隔板140、下盖板107、环状隔板150密闭地限定高温介质腔120，其中，下盖板107具有供滤清器200密封地安装于过滤腔130的安装孔1071。其中，上盖板106与筒体105顶端和筒状隔板140顶端之间可采用螺栓连接或其他可拆卸连接的方式，并采用密封垫片进行密封，以便于热管300的安装固定；下盖板107与筒体105底端和筒状隔板140底端之间可采用螺栓连接或其他可拆卸连接的方式，并采用密封垫片进行密封，以便于高温介质腔120的生产制造过程；滤清器200将过滤腔130分隔为位于滤清器200内侧的内腔和位于滤清器200外侧的外腔，高温介质腔120中的机油首先进入外腔中再经过滤清器200进入内腔中，以增加过滤效果。具体地，滤清器200可通过螺纹连接的方式安装于过滤腔130中，并可采用密封环提高过滤腔130的密封效果，此为本领域技术人员所知晓的常规技术手段，此处不再赘述。
44.为了便于本公开机油冷却滤清装置的生产制造和提高结构的可靠性，在一些实施方式中，筒体105、筒状隔板140、环状隔板150、第一挡块160以及第二挡块170构造为一体。具体地，筒体105、筒状隔板140、环状隔板150、第一挡块160以及第二挡块170可采用金属材料一体式铸造而成，此种方式可增加本公开结构的可靠性及降低生产成本。
45.在一些实施方式中，为了进一步提高本公开机油冷却滤清装置的换热效率，热管300的数量为多个，多个热管彼此平行地设置且沿周向间隔均匀地布置。
46.具体的实施方式中，为了提高热管的安装效率，参考图5、图7和图8所示，环状隔板150间隔设置有与热管300一一对应地螺纹孔151，热管300的外侧壁具有外螺纹330，热管300贯穿螺纹孔151与环状隔板150螺纹连接。
47.为了避免因环状隔板150的螺纹孔151处发生渗漏，造成低温介质和机油混合，在一些实施方式中，参考图7所示，热管300的外侧壁于外螺纹330的上侧设置有法兰盘340，环状隔板150的上端面于螺纹孔151处设置有与法兰盘340相配合的沉槽152，法兰盘340与沉槽152之间填充有密封胶。
48.为了进一步增加热管300与环状隔板150的密封效果，在一些实施方式中，参考图7所示，沉槽152的底壁内侧构造有倒角153，法兰盘340的下端面与热管300的外侧壁之间构造有圆角350，法兰盘340的底端设置有套设于热管300的圆角350处的密封圈400，且密封圈400抵顶于倒角153。通过将密封圈400抵顶设置于圆角350与倒角153之间，可进一步增加密封效果，避免发生泄漏引起低温介质与机油的混合。
49.为了便于热管300的拆装，在一些实施方式中，参考图7和图8所示，法兰盘340的上
端一体式构造有供扳手夹持的六角形凸台360。使用扳手夹持该六角形凸台360可到达快速拆装热管300的目的。
50.为了提高热管的导热能力，以增加本公开的机油冷却滤清装置的换热效率，在一些实施方式中，参考图6和图7所示，热管300构造为重力热管，热管300的内部对应蒸发段320和冷凝段310构造有相互连通的蒸发腔380和冷凝腔370，且蒸发段320的横截面大于冷凝段310的横截面，蒸发腔380的横截面大于冷凝腔370的横截面。其中，热管的内部具有负压空心的腔体并填充有易挥发的工作液体，此为本领域技术人员所知晓的现有技术，此处不再赘述。且重力热管在使用时，其冷凝段310位于蒸发段320的上方，以使工作液体于冷凝段310冷凝后在重力的作用下回流至蒸发段320中，因此，在本公开实施方式中，低温介质腔110位于高温介质腔120的上方，以利于重力热管内工作液体的导热过程。在本公开实施方式中，蒸发段320的横截面大于冷凝段310的横截面，可增加蒸发段320与机油的热交换面积，增加换热效率；同时，因蒸发腔380的横截面大于冷凝腔370的横截面，所以工作液体在蒸发腔380受热汽化后易积聚在冷凝腔370中快速冷凝，能够加快相变过程，增强导热能力。
51.为了进一步增加热管内部的相变过程，提高其导热能力，在一些实施方式中，参考图7所示，蒸发腔380与冷凝腔370的交界处具有自蒸发腔380至冷凝腔370渐缩的锥形结构390。该锥形结构390有利于工作液体汽化后快速流动至冷凝腔370中冷凝，加快相变过程。
52.在一些实施方式中，参考图5和图7所示，热管300的内侧壁具有沿周向均匀间隔布置的导流槽301，且导流槽301自蒸发腔380沿轴向延伸至冷凝腔370。该导流槽301具有导流的作用，易于引导冷凝后的工作液体均匀流至蒸发腔380中，使蒸发段320均匀受热。同时，介于相邻导流槽301之间的肋板可加强热管300的结构强度。
53.根据本公开的第二方面，提供一种发动机，该发动机包括上述的机油冷却滤清装置，其中，高温介质进口101连接于发动机的机油出口，高温介质出口102连接于发动机的机油进口。
54.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
55.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
56.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。