CN105863896A - 整体式egr冷却器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种整体式EGR冷却器，可以包括：冷却芯体，废气在该冷却芯体中流动；以及整体式壳体，冷却芯体容纳在该整体式壳体中并且冷却剂在该整体式壳体中流动，其中，所述整体式壳体包括：冷却剂引入端口，冷却剂从发动机引入至该冷却剂引入端口中；第一排放端口，其将冷却剂排出至散热器；以及控制阀，其控制冷却剂穿过所述第一排放端口的流动，并且所述冷却芯体包括具有弯曲部的U形管，从而使得表面面积增大。

Description

整体式EGR冷却器
与相关申请的交叉引用
本申请要求2015年2月9日提交的韩国专利申请第10-2015-0019504号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及一种整体式废气再循环(exhaust gas recirculation，EGR)冷却器，更特别地，涉及这样一种整体式EGR冷却器，其能够将发动机排出的冷却剂分配至加热器或散热器。
背景技术
根据相关技术的废气再循环(EGR)冷却器包括EGR冷却器、EGR阀、EGR管道以及冷却软管等等；该EGR冷却器冷却EGR气体；该EGR阀调节再循环正时及EGR气体的量；该EGR管道将进气歧管或排气歧管和EGR阀相互连接；该冷却软管将冷却剂移动至EGR冷却器。
根据相关技术的EGR冷却器系统中的冷却剂循环回路将参考图1和图2描述如下。用于将引入至EGR冷却器3的废气冷却的冷却剂循环回路大体上包括水温控制器(WTC)2、EGR冷却器3和加热器4以及水泵5；从发动机1排出的冷却剂引入至该WTC2中；从发动机1排出的冷却剂经过WTC2分配至该EGR冷却器3和加热器4；该水泵5接收从EGR冷却器3和加热器4传输的冷却剂并将冷却剂又引入至发动机1。
如图2中所示，根据相关技术的EGR冷却器3包括入口箱7、冷却芯体8、本体9、接头10以及出口箱11；该入口箱7位于EGR冷却器3的前端部并将废气引入至其中以及将废气分配至冷却芯体8；该冷却芯体8配置有多个线形管并使引入的废气接触线形管的内侧以及使冷却剂接触线形管的外侧以便进行热交换；本体9具有包括多个线形管(其配置冷却芯体8)的结构并引起在多个线形管的外侧处的冷却剂的流动；该接头10将冷却剂从外部引入至本体9或将冷却剂从本体9排出到外部；该出口箱11将已经过冷却芯体9冷却的废气排出至外部。
然而，由于供应至EGR冷却器的冷却剂的流速等于或小于供应至加热器的冷却剂的流速，因此根据相关技术的EGR冷却器在冷却效率方面存在限制。
此外，根据相关技术的EGR冷却器和水温控制器为了将冷却剂引入和排出而必须重复地设置相同的部件，例如接头、出口箱等等。
此外，根据相关技术的EGR冷却器需要确保相关联的部件分开安装的空间。因此，根据相关技术的EGR冷却器较难进行布局设计。
公开于本发明的背景部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种与水温控制器(WTC)结合为整体的整体式废气再循环(EGR)冷却器。
根据本发明的各个方面，一种整体式废气再循环(EGR)冷却器可以包括：冷却芯体，废气在该冷却芯体中流动；以及整体式壳体，冷却芯体容纳在该整体式壳体中并且冷却剂在该整体式壳体中流动，其中，所述整体式壳体可以包括：冷却剂引入端口，冷却剂从发动机引入至该冷却剂引入端口中；第一排放端口，其将冷却剂排出至散热器；以及控制阀，其控制冷却剂穿过所述第一排放端口的流动，其中所述冷却芯体包括具有弯曲部的U形管，从而使得表面面积增大。
所述冷却芯体可以包括：多个U形管，其弯曲为U形；板件，所述多个U形管焊接至该板件上且与EGR阀壳表面接触；以及分隔件，其从所述板件延伸以便定位于由多个U形管形成的中间空间。
所述整体式壳体可以进一步包括第二排放端口，其将冷却剂排放至加热器。
所述第一排放端口可以连接至所述散热器以形成第一分配管路，并且所述第二排放端口可以连接至所述加热器以形成第二分配管路。
所述整体式EGR冷却器可以进一步包括EGR阀壳，在该EGR阀壳中形成有连接至排气歧管的第一腔室以及连接至进气歧管的第二腔室，其中，第一腔室和第二腔室可以通过冷却芯体互相连通地联接，并且所述整体式壳体可以安装在EGR阀壳上从而使得所述冷却芯体容纳在所述整体式壳体中。
所述EGR阀壳可以包括连接至所述第二腔室的EGR阀门。
所述整体式壳体可以包括：本体，其形成EGR冷却器壳体的外观并具有在长度方向上的第一表面以及在宽度方向上的第二表面，所述第一表面和所述第二表面为敞开的；适接器，其安装在长度方向上的本体的敞开的第一表面上并设置有冷却剂引入端口；以及垫片，其插置于所述本体与所述适接器之间。
所述垫片可以包括：主路径，其形成在所述垫片中以便将冷却剂导引进入所述本体；辅助路径，其形成在所述主路径的旁边使得朝着设置在所述本体中的冷却芯体一致地导引冷却剂；以及旁通路径，其形成在所述垫片中以便将冷却剂导引进入温度敏感装置中，该温度敏感装置安装在所述本体中。
所述本体可以包括：安装端口，其形成在所述本体中，从而安装连接至所述控制阀的所述温度敏感装置且使所述温度敏感装置与所述旁通路径连通；以及旁通端口，其形成在所述安装端口的旁边，以便使引入至安装端口的冷却剂循环至水泵，并且所述第一排放端口可以形成在与所述适接器对称的表面上。
所述第二排放端口可以形成在所述EGR阀壳中。
所述EGR阀壳可以附接至所述本体以便朝向宽度方向上的所述本体的敞开的第二表面。
根据本发明的各个方面，一种整体式EGR冷却器可以包括：整体式壳体，冷却剂和废气引入至该整体式壳体中然后所述冷却剂和废气从其排出，所述整体式壳体安装有温度敏感装置；以及第一分配管路，其形成在所述整体式壳体中，以便只有在温度敏感装置操作的时候才将引入至所述整体式壳体中的冷却剂排出。
根据本发明的各个方面，一种整体式EGR冷却系统可以包括：整体式EGR冷却器，在该整体式EGR冷却器中，在与发动机进行热交换的冷却剂和废气之间进行热交换；加热器，其与从整体式EGR冷却器排出的冷却剂进行热交换；以及散热器，其与从整体式EGR冷却器排出的冷却剂进行热交换。
所述整体式EGR冷却器可以配置为在整体式EGR冷却器中流动的冷却剂的温度低于预定温度的时候阻挡冷却剂朝着散热器的流动。
应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。
本发明的方法和装置可以具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1为显示了应用于根据相关技术的废气再循环(EGR)冷却器的冷却剂的流动的方框图。
图2为根据相关技术的EGR冷却器的示意图。
图3为显示了安装有根据本发明的示例性整体式EGR冷却器的示例的视图。
图4为显示了图3中的示例性整体式EGR冷却器的冷却剂的流动的方框图。
图5为图3中的示例性整体式EGR冷却器的分解立体图。
图6为安装在图3的示例性整体式EGR冷却器中的冷却芯体的立体图。
图7为安装在图3的示例性整体式EGR冷却器中的冷却芯体的前视图。
图8为安装在图3的示例性整体式EGR冷却器中的EGR阀壳的立体图。
图9为安装在图3的示例性整体式EGR冷却器中的EGR阀壳的另一个立体图。
图10为安装在图3的示例性整体式EGR冷却器中的EGR阀壳的主要部分的剖视图。
图11为安装在图3的示例性整体式EGR冷却器中的整体式壳体的立体图。
图12为安装在图3的示例性整体式EGR冷却器中的整体式壳体的前视图。
图13为安装在图3的示例性整体式EGR冷却器中的整体式壳体的另一个立体图。
图14为安装在图3的示例性整体式EGR冷却器中的整体式壳体的仰视图。
图15为安装在图3的示例性整体式EGR冷却器中的适接器的立体图。
图16为安装在图3的示例性整体式EGR冷却器中的适接器的另一个立体图。
图17为安装在图3的示例性整体式EGR冷却器中的垫片的立体图。
应当理解，附图并非按比例地绘制，显示了说明本发明的基本原理的各种示例性特征的略微简化的画法。本发明所公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
附图标记
100：EGR冷却器
110：EGR阀壳
111：第一腔室
112：第二腔室
113：EGR阀
120：冷却芯体
130：整体式壳体
131：本体
132：适接器
133：垫片
200：发动机
300：加热器
400：散热器
500：水泵
L1：第一分配管路
L2：第二分配管路
T.S.：温控器
H1：主路径
H2：辅助路径
H3：旁通路径
T1：安装端口
T2：旁通端口
T3：第一排放端口
T4：第二排放端口
T5：冷却剂引入端口。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
如图3至图17中所示，根据本发明的各个实施方案的废气再循环(EGR)冷却器的特征在于：温控器T.S.作为温度敏感装置安装在EGR冷却器100中，第一分配管路L1形成为只有在温控器T.S.操作的时候才将引入至EGR冷却器100的冷却剂排出，第二分配管路L2形成为总是将引入至EGR冷却器100的冷却剂排出。
EGR冷却器100包括EGR阀壳110、冷却芯体120以及整体式壳体130；在该EGR阀壳110中形成有连接至排气歧管的第一腔室111以及连接至进气歧管的第二腔室112；该冷却芯体120安装在EGR阀壳110上以便使得第一腔室111和第二腔室112互相连通；该整体式壳体130安装在EGR阀壳110上使得冷却芯体120插入至整体式壳体130中。EGR阀壳110包括连接至第二腔室112的EGR阀门113。
冷却芯体120由弯曲的U形管121制成，该U形管121具有弯曲成U形的螺旋或波纹形状的表面。冷却芯体120包括多个U形管121、板件122以及分隔件123；所述多个U形管121弯曲为U形；该板件122使多个U形管121焊接至其上并与EGR阀壳110表面接触；该分隔件123从板件122延伸以便定位于由U形管121形成的中间空间处。分隔件123引导冷却剂以便沿着具有U形的多个U形管121流动。
整体式壳体130包括本体131、适接器132以及垫片133；该本体131形成整体式壳体130的外观，该本体131具有在长度方向上的一个表面以及在宽度方向上的一个表面且两个表面为敞开的；该适接器132安装在长度方向上的本体131的敞开的一个表面上并设置有冷却剂引入端口T5，所述冷却剂从发动机200引入至该冷却剂引入端口T5；该垫片133插置于本体131与适接器132之间。
适接器132和垫片133接收从汽缸盖的后部供应的冷却剂并使从发动机200供应的冷却剂流分开进入冷却芯体120或温控器T.S.。适接器132具有形成在其一个表面上的汽缸盖安装部分134以便将适接器132安装在发动机200上，并具有形成在其另一个表面上的整体式壳体安装部分135以便固定整体式壳体130。
垫片133包括主路径H1、辅助路径H2以及旁通路径H3；该主路径H1形成在垫片133中以便将冷却剂导入至本体131中；该辅助路径H2形成在主路径H1的一侧从而使得冷却剂可以朝着设置在本体131中的冷却芯体120一致地导入；该旁通路径H3形成在垫片133中以便将冷却剂导入至安装在本体131中的温控器T.S.。
本体131包括安装端口T1、旁通端口T2以及第一排放端口T3；该安装端口T1形成在本体131中从而安装温控器T.S.且该安装端口T1与旁通路径H3连通；该旁通端口T2形成在安装端口T1的一侧以便使引入至安装端口T1的冷却剂循环至水泵500；该第一排放端口T3形成在与适接器132对称的表面上以便从本体131排出冷却剂。在本发明的各个实施方案中，第一排放端口T3连接至散热器400。
EGR阀壳110包括形成在其中的第二排放端口T4，以便穿过宽度方向上的本体131的敞开的一个表面而使流动至EGR阀壳110的冷却剂排出至本体131的外部。在本发明的各个实施方案中，第二排放端口T4连接至加热器300。加热器300在冷却剂和引入的外部空气之间进行热交换。冷却剂的温度经过加热器300而降低，引入的外部空气的温度经过加热器300而升高。该外部空气可以排放至外部，且如需要则引入至车辆内部从而用于使车辆升温。在上述配置的根据本发明的各个实施方案的EGR冷却器100中，废气从排气歧管引入至EGR阀壳110中以及冷却芯体120中。这里，引入至冷却芯体120的废气的温度被引入至EGR阀壳110的冷却剂降低。EGR阀门113一打开，引入至冷却芯体120的废气就再循环至进气歧管。
这里，引入至整体式壳体130的冷却剂的流动如下。冷却剂从发动机200排出，更准确地，从汽缸盖排出。从发动机200排出的冷却剂穿过形成在适接器132中的冷却剂引入端口T5而引入至适接器132与垫片133之间。然后，冷却剂穿过形成在垫片133中的主路径H1和辅助路径H2引入至本体131。引入至本体131的冷却剂通过传导和辐射而吸收存在于冷却芯体120中的废气的温度。
同时，穿过旁通路径H3(其形成在垫片133中)排出至发动机200的冷却剂被引入至安装端口T1，温控器T.S.安装在该安装端口T1上。引入至安装端口T1的冷却剂穿过旁通端口T2流动至水泵500。温控器T.S.由双金属材料制成并操作为在温控器T.S.的温度到达特定的温度或更高的时候打开第一排放端口T3。
引入至本体131的冷却剂穿过第二排放端口T4(其形成在EGR阀壳110中)而连续地引入至加热器300中。引入至加热器300的冷却剂流动至水泵500，最终又引入至形成在发动机200中的水套中。
此外，当从发动机200排出的冷却剂的温度到达特定的温度或更高的时候，连接至温控器T.S.的控制阀运行为打开第一排放端口T3，引入至本体131的冷却剂穿过第一排放端口T3被引入至散热器400用以将热量释放至外部。然后，冷却剂从散热器400流动至水泵500，最终又引入至形成在发动机200中的水套中。
如上所述，利用根据本发明的示例性实施方案的整体式EGR冷却器，WTC和EGR冷却器互相结合为整体，使得从发动机排出的冷却剂首先引入至EGR冷却器，从而使得可以使引入至EGR冷却器的冷却剂的量最大化。因此，可以使冷却效率最大化，且可以减小冷却芯体的尺寸。
另外，使用于引入和排出冷却剂的部件的数量减到最少，且使发动机室的布局设计变得容易。
进一步地，EGR冷却器的尺寸减小且EGR冷却器中的部件的数量减少，使得车辆的总重量减小，从而可以提高燃料效率。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (14)

1.一种整体式废气再循环冷却器，包括：
冷却芯体，废气在所述冷却芯体中流动；以及
整体式壳体，所述冷却芯体容纳在所述整体式壳体中并且冷却剂在所述整体式壳体中流动，
其中，所述整体式壳体包括：
冷却剂引入端口，冷却剂从发动机引入至所述冷却剂引入端口中；
第一排放端口，其将冷却剂排出至散热器；以及
控制阀，其控制冷却剂穿过所述第一排放端口的流动，
其中，所述冷却芯体包括具有弯曲部的U形管，从而使得表面面积增大。
2.根据权利要求1所述的整体式废气再循环冷却器，其中所述冷却芯体包括：
多个U形管，其弯曲为U形；
板件，所述多个U形管焊接至该板件上且与废气再循环阀壳表面接触；以及
分隔件，其从所述板件延伸以定位于由多个U形管形成的中间空间。
3.根据权利要求1所述的整体式废气再循环冷却器，其中所述整体式壳体进一步包括第二排放端口，其将冷却剂排放至加热器。
4.根据权利要求3所述的整体式废气再循环冷却器，其中所述第一排放端口连接至所述散热器以形成第一分配管路，并且
所述第二排放端口连接至所述加热器以形成第二分配管路。
5.根据权利要求3所述的整体式废气再循环冷却器，进一步包括废气再循环阀壳，在该废气再循环阀壳中形成有连接至排气歧管的第一腔室以及连接至进气歧管的第二腔室，
其中，所述第一腔室和所述第二腔室通过所述冷却芯体互相连通地联接，并且
所述整体式壳体安装在所述废气再循环阀壳上使得所述冷却芯体容纳在所述整体式壳体中。
6.根据权利要求5所述的整体式废气再循环冷却器，其中所述废气再循环阀壳包括连接至所述第二腔室的废气再循环阀门。
7.根据权利要求5所述的整体式废气再循环冷却器，其中所述整体式壳体包括：
本体，其形成所述废气再循环冷却器壳体的外观并具有在长度方向上的第一表面以及在宽度方向上的第二表面，所述第一表面和所述第二表面为敞开的；
适接器，其安装在长度方向上的本体的敞开的第一表面上并设置有所述冷却剂引入端口；以及
垫片，其插置于所述本体与所述适接器之间。
8.根据权利要求7所述的整体式废气再循环冷却器，其中所述垫片包括：
主路径，其形成在所述垫片中以便将冷却剂导引进入所述本体；
辅助路径，其形成在所述主路径的旁边使得朝着设置在所述本体中的冷却芯体一致地导引冷却剂；以及
旁通路径，其形成在所述垫片中以便将冷却剂导引进入温度敏感装置中，该温度敏感装置安装在所述本体中。
9.根据权利要求8所述的整体式废气再循环冷却器，其中所述本体包括：
安装端口，其形成在所述本体中，从而安装连接至所述控制阀的所述温度敏感装置且使所述温度敏感装置与所述旁通路径连通；以及
旁通端口，其形成在所述安装端口的旁边，以便使引入至安装端口的冷却剂循环至水泵，并且
所述第一排放端口形成在与所述适接器对称的表面上。
10.根据权利要求7所述的整体式废气再循环冷却器，其中所述第二排放端口形成在所述废气再循环阀壳中。
11.根据权利要求10所述的整体式废气再循环冷却器，其中所述废气再循环阀壳附接至所述本体，以朝向宽度方向上的所述本体的敞开的第二表面。
12.一种整体式废气再循环冷却器包括：
整体式壳体，冷却剂和废气引入至该整体式壳体中然后所述冷却剂和废气从其排出，所述整体式壳体安装有温度敏感装置；以及
第一分配管路，其形成在所述整体式壳体中，以便只有在温度敏感装置操作的时候才将引入至所述整体式壳体中的冷却剂排出。
13.一种整体式废气再循环冷却系统，包括：
整体式废气再循环冷却器，在该整体式废气再循环冷却器中，在与发动机进行热交换的冷却剂和废气之间进行热交换；
加热器，其与从整体式废气再循环冷却器排出的冷却剂进行热交换；以及
散热器，其与从整体式废气再循环冷却器排出的冷却剂进行热交换。
14.根据权利要求13所述的整体式废气再循环冷却系统，其中所述整体式废气再循环冷却器配置为在整体式废气再循环冷却器中流动的冷却剂的温度低于预定温度的时候阻挡冷却剂朝着散热器的流动。
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