CN105756814B - 柴油机egr冷却器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及柴油机EGR冷却器，冷却壳体内腔中自左向右依次设有第一隔板、第二隔板、第三隔板和第四隔板；第一隔板左侧的空间为废气进口腔，第一隔板与第二隔板之间的空间为废气回笼腔，第二隔板与第三隔板之间的空间为热交换腔，第三隔板与第四隔板之间的空间为废气回转腔，第四隔板右侧的空间为废气出口腔；冷却壳体左端设置有与废气进口腔连通的废气进气口，废气进口腔通过第一管束与废气回转腔连通，废气回转腔通过第二管束与废气回笼腔连通，废气回笼腔通过第三管束与废气出口腔连通；冷却壳体右端设置有与废气出口腔连通的废气出气口，冷却壳体上设有与热交换腔连通的冷却液进口和冷却液出口。本发明导热散热性强、散热效率高。

Description

柴油机EGR冷却器

技术领域

本发明涉及一种改进的柴油机部件，具体地说是一种柴油机EGR冷却器，属于机械结构技术领域。

背景技术

为了解决柴油机氮氧化物（NOx）的排放问题，废气再循环（EGR）是效果较为显著的技术之一。然而高热的废气回流将加热进气，导致缸内燃烧温度和压力升高，部分抵消了EGR降低NOx的作用，严重时还将对发动机的结构产生破坏，因此，有必要通过冷却器对高温的EGR气体进行冷却。目前常用的冷却器体积较大，通过金属管路连接在发动机本体上，连接件容易断裂，不能适应了发动机振动大的特点，同时废气管路耐高温、耐腐蚀及密封性差，压力损失大，另外冷却液的路径长、冷却不均匀，冷却效果欠佳。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种柴油机EGR冷却器，其结构简单、紧凑、合理，耐高温，耐腐蚀，具有很强的导热散热性、散热效率高。

按照本发明提供的技术方案：柴油机EGR冷却器，其特征在于：包括冷却壳体、第一隔板、第二隔板、第三隔板、第四隔板、第一管束、第二管束和第三管束；所述冷却壳体的内腔中自左向右依次设有相互平行的第一隔板、第二隔板、第三隔板和第四隔板；所述第一隔板左侧的空间为废气进口腔，所述第一隔板与第二隔板之间的空间为废气回笼腔，所述第二隔板与第三隔板之间的空间为热交换腔，所述第三隔板与第四隔板之间的空间为废气回转腔，所述第四隔板右侧的空间为废气出口腔；所述冷却壳体左端设置有废气进气口，该废气进气口与废气进口腔连通；若干根第一管束、若干根第二管束和若干根第三管束均按照左右走向设置在冷却壳体内；第一管束贯穿第一隔板、第二隔板和第三隔板，第一管束左端与废气进口腔连通，第一管束右端与废气回转腔连通；第二管束贯穿第二隔板和第三隔板，第二管束左端与废气回笼腔连通，第二管束右端与废气回转腔连通；第三管束贯穿第二隔板、第三隔板和第四隔板，第三管束左端与废气回笼腔连通，第三管束右端与废气出口腔连通；所述冷却壳体右端设置有废气出气口，该废气进气口与废气出口腔连通；所述冷却壳体上设有冷却液进口和冷却液出口，所述冷却液进口和冷却液出口与热交换腔连通。

作为本发明的进一步改进，所述第一管束、第二管束和第三管束的内径尺寸相同，第一管束的数量小于第三管束的数量，第三管束的数量小于第二管束的数量。

作为本发明的进一步改进，所述冷却壳体为扁平形状，所述第一管束有四根，第二管束有五根，第三管束有十二根，全部的第一管束、第二管束和第三管束在冷却壳体体内按前后三排、上下七层的方式排布，前排的第四层、中间排的第三第五层和后排的第四层为第一管束，靠冷却壳体顶部的第一第二层和靠冷却壳体底部的的第六第七层为第二管束，前排的第三第五层、中间排的第四层和后排的第三第五层为第三管束。

作为本发明的进一步改进，所述第一管束、第二管束和第三管束的内径尺寸均为φ7mm。

作为本发明的进一步改进，所述冷却液进口设置在冷却壳体正面或底部，所述冷却液出口设置在冷却壳体背面或顶部。

作为本发明的进一步改进，所述冷却液进口的内径尺寸大于冷却液出口的内径尺寸。

作为本发明的进一步改进，所述冷却液进口的内径尺寸为φ16mm，所述冷却液出口的内径尺寸为φ14mm。

作为本发明的进一步改进，所述冷却壳体、第一隔板、第二隔板、第三隔板、第四隔板、第一管束、第二管束和第三管束均采用304不锈钢材料制成。

本发明与已有技术相比，具有以下优点：

1）、本发明整体采用导热性能十分优异的304不锈钢制成，具有耐高温、耐腐蚀、导热散热性强、散热效率高的优点。

2）、本发明结构简单、紧凑、合理，体积小，主体尺寸与柴油机缸盖后盖板尺寸一致，能适应多个品种（如拖拉机、收割机、轻卡、皮卡、工程机械、发电单机等）使用。

3）、本发明中的冷却液进口和冷却液出口设计位置合理，可以使冷却液的路径简短，使冷却液较均匀快速的从整个EGR冷却器的内腔流过，避免了因冷却液流动慢、流量少造成的高温废气入口端管束局部过热问题的发生。

4）、本发明可以直接装于柴油机缸盖后盖板处，进水无需通过橡胶管连接，使得它是一个密封的工作状态，压力损失小。

5）、本发明还可以充当缸盖后盖板用，减少内燃机的制造成本。

6）、本发明可以直接装于柴油机缸盖后盖板上，不再像之前挂靠在柴油机上，能解决以往的连接件容易断裂的弊端，适应发动机振动大的特点。

附图说明

图1为本发明实施例的结构主视图。

图2为图1的后视图。

图3为图2的左视图。

图4为本发明实施例的结构剖视图。

图5为图1中的A-A向剖视图。

图6为本发明实施例切除冷却壳体前侧面后的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图所示，实施例中的柴油机EGR冷却器主要由冷却壳体1、第一隔板2、第二隔板3、第三隔板4、第四隔板5、第一管束11、第二管束12和第三管束13组成。

如图1~图6所示，所述冷却壳体1的内腔中自左向右依次设有相互平行的第一隔板2、第二隔板3、第三隔板4和第四隔板5；所述第一隔板2左侧的空间为废气进口腔6，所述第一隔板2与第二隔板3之间的空间为废气回笼腔7，所述第二隔板3与第三隔板4之间的空间为热交换腔8，所述第三隔板4与第四隔板5之间的空间为废气回转腔9，所述第四隔板5右侧的空间为废气出口腔10；所述冷却壳体1左端设置有废气进气口1a，该废气进气口1a与废气进口腔6连通；若干根第一管束11、若干根第二管束12和若干根第三管束13均按照左右走向设置在冷却壳体1内；第一管束11贯穿第一隔板2、第二隔板3和第三隔板4，第一管束11左端与废气进口腔6连通，第一管束11右端与废气回转腔9连通；第二管束12贯穿第二隔板3和第三隔板4，第二管束12左端与废气回笼腔7连通，第二管束12右端与废气回转腔9连通；第三管束13贯穿第二隔板3、第三隔板4和第四隔板5，第三管束13左端与废气回笼腔7连通，第三管束13右端与废气出口腔10连通；所述冷却壳体1右端设置有废气出气口1b，该废气进气口1a与废气出口腔10连通；所述冷却壳体1上设有冷却液进口1c和冷却液出口1d，所述冷却液进口1c和冷却液出口1d与热交换腔8连通。

如图4~图6所示，本发明实施例中，所述冷却壳体1为扁平形状，所述第一管束11有四根，第二管束12有五根，第三管束13有十二根，全部的第一管束11、第二管束12和第三管束13在冷却壳体1体内按前后三排、上下七层的方式排布，前排的第四层、中间排的第三第五层和后排的第四层为第一管束11，靠冷却壳体1顶部的第一第二层和靠冷却壳体1底部的的第六第七层为第二管束12，前排的第三第五层、中间排的第四层和后排的第三第五层为第三管束13。

本发明中，所述第一管束11、第二管束12和第三管束13的内径尺寸相同（φ7mm），第一管束11的数量小于第三管束13的数量，第三管束13的数量小于第二管束12的数量。这样设置的目的是：由于连通废气进口腔6的第一管束11少而连通废气出口腔10的第三管束13多，这样有利于减少废气阻力，避免积炭、结胶生成。另外，废气回转腔9到废气回笼腔7的第二管束12之所以最多，是因为废气在流通过程中有急转弯，这样避免增加附加阻力，也是为了冷却更充分。

如图1所示，本发明实施例中，所述冷却液进口1c设置在冷却壳体1正面，所述冷却液出口1d设置在冷却壳体1顶部。但在实际应用中，冷却液进口1c还可以设置在冷却壳体1底部，冷却液出口1d可以设置在冷却壳体1背面。

本发明中，所述冷却液进口1c的内径尺寸（φ16mm）优选应大于冷却液出口1d的内径尺寸（φ14mm），这样的径差有利于提高水压，避免产生气泡。

本发明中，所述冷却壳体1、第一隔板2、第二隔板3、第三隔板4、第四隔板5、第一管束11、第二管束12和第三管束13均优选采用304不锈钢材料制成，从而具有耐高温、耐腐蚀、导热散热性强、散热效率高的优点。

本发明的工作原理及工作过程如下：

柴油机燃烧的炙热废气引入一部分经废气进气口1a进入废气进口腔6，首先经四根第一管束11通过热交换腔8进入废气回转腔9，然后废气由上下各六根第二管束12通过热交换腔8进入废气回笼腔7，而后废气再次经五根第三管束13通过热交换腔8进入废气出口腔10，最后经废气出气口1b排出。冷却液由冷却液进口1c进入到热交换腔8，冷却液在热交换腔8中充分吸收二十一根管束的热量后，由冷却液出口1d流出，完成热交换。

经过本发明冷却后的废气在EGR阀控制下进入气缸，与进入气缸的新鲜空气混合，可降低燃烧最高温度，故而减少了排气中氮氧化合物（NOx）的生成，从而减少柴油机排气污染，起到保护环境的作用。

Claims (8)

1.柴油机EGR冷却器，其特征在于：包括冷却壳体（1）、第一隔板（2）、第二隔板（3）、第三隔板（4）、第四隔板（5）、第一管束（11）、第二管束（12）和第三管束（13）；所述冷却壳体（1）的内腔中自左向右依次设有相互平行的第一隔板（2）、第二隔板（3）、第三隔板（4）和第四隔板（5）；所述第一隔板（2）左侧的空间为废气进口腔（6），所述第一隔板（2）与第二隔板（3）之间的空间为废气回笼腔（7），所述第二隔板（3）与第三隔板（4）之间的空间为热交换腔（8），所述第三隔板（4）与第四隔板（5）之间的空间为废气回转腔（9），所述第四隔板（5）右侧的空间为废气出口腔（10）；所述冷却壳体（1）左端设置有废气进气口（1a），该废气进气口（1a）与废气进口腔（6）连通；若干根第一管束（11）、若干根第二管束（12）和若干根第三管束（13）均按照左右走向设置在冷却壳体（1）内；第一管束（11）贯穿第一隔板（2）、第二隔板（3）和第三隔板（4），第一管束（11）左端与废气进口腔（6）连通，第一管束（11）右端与废气回转腔（9）连通；第二管束（12）贯穿第二隔板（3）和第三隔板（4），第二管束（12）左端与废气回笼腔（7）连通，第二管束（12）右端与废气回转腔（9）连通；第三管束（13）贯穿第二隔板（3）、第三隔板（4）和第四隔板（5），第三管束（13）左端与废气回笼腔（7）连通，第三管束（13）右端与废气出口腔（10）连通；所述冷却壳体（1）右端设置有废气出气口（1b），该废气进气口（1a）与废气出口腔（10）连通；所述冷却壳体（1）上设有冷却液进口（1c）和冷却液出口（1d），所述冷却液进口（1c）和冷却液出口（1d）与热交换腔（8）连通。

2.如权利要求1所述的柴油机EGR冷却器，其特征在于：所述第一管束（11）、第二管束（12）和第三管束（13）的内径尺寸相同，第一管束（11）的数量小于第三管束（13）的数量，第三管束（13）的数量小于第二管束（12）的数量。

3.如权利要求2所述的柴油机EGR冷却器，其特征在于：所述冷却壳体（1）为扁平形状，第一管束（11）、第二管束（12）和第三管束（13）在冷却壳体（1）体内按前后三排、上下七层的方式排布，前排的第四层、中间排的第三第五层和后排的第四层为第一管束（11），靠冷却壳体（1）顶部的第一第二层和靠冷却壳体（1）底部的第六第七层为第二管束（12），前排的第三第五层、中间排的第四层和后排的第三第五层为第三管束（13）。

4.如权利要求1所述的柴油机EGR冷却器，其特征在于：所述第一管束（11）、第二管束（12）和第三管束（13）的内径尺寸均为φ7mm。

5.如权利要求1所述的柴油机EGR冷却器，其特征在于：所述冷却液进口（1c）设置在冷却壳体（1）正面或底部，所述冷却液出口（1d）设置在冷却壳体（1）背面或顶部。

6.如权利要求1所述的柴油机EGR冷却器，其特征在于：所述冷却液进口（1c）的内径尺寸大于冷却液出口（1d）的内径尺寸。

7.如权利要求1所述的柴油机EGR冷却器，其特征在于：所述冷却液进口（1c）的内径尺寸为φ16mm，所述冷却液出口（1d）的内径尺寸为φ14mm。

8.如权利要求1所述的柴油机EGR冷却器，其特征在于：所述冷却壳体（1）、第一隔板（2）、第二隔板（3）、第三隔板（4）、第四隔板（5）、第一管束（11）、第二管束（12）和第三管束（13）均采用304不锈钢材料制成。