CN106050399A - 用于发动机的冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明专利公开了一种用于发动机的冷却系统，中冷器，所述中冷器包括中冷器壳体，所述中冷器壳体内具有第一冷介质通道和第一热介质通道；EGR冷却器，所述EGR冷却器包括EGR冷却器壳体，所述EGR冷却器壳体内具有第二冷介质通道和第二热介质通道；其中，所述中冷器与所述EGR冷却器串联连接，且所述第一冷介质通道与所述第二冷介质通道连通。本发明将原来安装在发动机前段风扇处的中冷器移到安装在EGR冷却器的一端，并将两者集成在一起，不仅能够有效地减少了安装发动机整体所需的空间，还能够利用发动机水作为冷介质，进而降低进入的气体温度和排出的废气的温度，提高能源的利用率。

Description

用于发动机的冷却系统

技术领域

本发明涉及柴油发动机附属系统的技术领域，尤指一种不仅能够降低发动机的进气温度，同时又能对再循环废气进行冷却的用于发动机的冷却系统。

背景技术

目前，发动机中的冷却系统包括中冷器和EGR冷却器。其中，中冷器用于降低增压后的高温空气温度、以降低发动机的热负荷，提高进气量，进而增加发动机的功率，且中冷器是涡轮增压的配套件，对于增压发动机来说，中冷器是增压系统的重要组成部件。无论是机械增压发动机还是涡轮增压发动机，都需要在增压器与进气歧管之间安装中冷器。

而EGR冷却器用于降低进入气缸的废气温度，而废气的温度事关NOx(一氧化二氮)排放量，废气的温度越低对发动机的NOx抑制作用就越好。

现有发动机中的中冷器与EGR冷却器为分开设置。其中，中冷器安装在发动机前段风扇处，而且中冷器进出气口与发动机进出气口距离远，同时中间需要较长的进气管子进行连接，这样势必会增大整个发动机的体积。由于整车安装时对发动机的空间有一定限制，特别是收割机等农用的机器安装空间有严格的控制，导致中冷器无法布置，若要改动整车空间，成本较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于发动机的冷却系统，通过改变中冷器的安装位置，使其与EGR冷却器集成一体，不仅能够有效地减少了安装发动机整体所需的空间，还能够利用发动机水作为冷介质，进而降低进入的气体温度和排出的废气的温度，提高能源的利用率。

本发明提供的技术方案如下：

一种用于发动机的冷却系统，包括：

中冷器，所述中冷器包括中冷器壳体，所述中冷器壳体内具有第一冷介质通道和第一热介质通道；

EGR冷却器，所述EGR冷却器包括EGR冷却器壳体，所述EGR冷却器壳体内具有第二冷介质通道和第二热介质通道；

其中，所述中冷器与所述EGR冷却器串联连接，且所述第一冷介质通道与所述第二冷介质通道连通。

在本发明中，将原来安装在发动机前段风扇处的中冷器移到安装EGR冷却器的一端，把中冷器和EGR冷却器集成在一起，使其冷介质依次经过中冷器和EGR冷却器实现循环冷却，相较于现有技术中的中冷器和EGR冷却器分别利用各自连接的冷介质进行冷却，本发明不仅能够节省了冷介质，且有效地减少了发动机整体安装空间，便于发动机的安装。

优选地，所述第一热介质通道一端与第一热介质进口连通，另一端与第一热介质出口连通，且所述第一热介质进口与所述第一热介质出口均设置在所述中冷器壳体侧壁上。

本技术方案中，将第一热介质通道两端分别与第一热介质进口和第一热介质出口连通，进而实现热介质在第一热介质通道中流通。这样当冷介质流通的过程中与第一热介质通道内热介质进行热量交换，使其热介质的温度得到有效地降低。

优选地，所述第二热介质通道一端与第二热介质进口连通，另一端与第二热介质出口连通，且所述第二热介质进口与所述第二介质出口均设置在所述EGR冷却器壳体侧壁上。

本技术方案中，将第二热介质通道两端分别与第二热介质进口和第二热介质出口连通，进而实现热介质在第二热介质通道中循环流通。这样当流经中冷器的冷介质流入EGR冷却器时与第二热介质通道中的热介质进行热量交换，使其热介质的温度得到有效地降低。

优选地，所述中冷器和所述EGR冷却器之间设置一隔离板，所隔离板上设有用于冷介质流过的流通孔，且所述中冷器和所述EGR冷却器通过隔离的所述隔离板连接成一整体。

本技术方案中，设置的隔离板主要是为了满足中冷器和EGR冷却器的连接，且通过设置的流通孔，使得中冷器中的冷介质能够流入EGR冷却器中，进而达到对EGR冷却器中热介质的冷却，提高冷介质的利用率。

优选地，所述第一冷介质通道的起始端与冷介质进口连通，末端通过所述流通孔与所述第二冷介质通道的起始端连通，所述第二冷介质通道的末端与冷介质出口连通；

所述冷介质进口设置在所述中冷器壳体上，所述冷介质出口设置在所述EGR冷却器壳体上，使其冷介质依次从所述冷介质进口进入，通过所述中冷器、所述EGR冷却器，从所述冷介质出口流出。

本技术方案中使得第一冷介质通道和第二冷介质通道形成一个回路。这样冷介质先流经中冷器，使得中冷器中的高温增压空气能够得到良好的冷却效果，经实验，中冷器中的进气温度能有效的降低40℃。而有数据表明，在相同的空燃比条件下，中冷器中的增压空气的温度每下降10℃，发动机功率就能提高3％～5％。因此，本发明进一步提高了发动机的工作效率，大大的节约了能源，具有良好的经济效益。

优选地，所述流通孔的孔径小于所述冷介质进口和所述冷介质出口的口径。

优选地，所述流通孔的形状为圆形、方形、三角形或多边形中的一种。

在本技术方案中，为了实现中冷器中高温增压空气和EGR冷却器中废气的最佳冷却效果，提高发动机的工作效率。因此，通过流通孔的孔径设置的小于冷介质进口的口径来保证冷介质进水口的流量大于从流通孔流过的量。同时还可以通过流通孔的个数、形状、分布等来控制中冷器中冷介质流入EGR冷却器中流量，使得冷介质与热介质进行充分的接触。

在上述结构的基础上进一步优选地，所述第一热介质通道将所述中冷器壳体内部隔离成多个所述第一冷介质通道；

在上述结构的基础上进一步优选地，所述第二热介质通道将所述EGR冷却器壳体内部隔离成多个所述第二冷介质通道。

本技术方案中，通过热介质通道将冷介质通道隔离成多个，这样可以保证流经的冷介质与热介质通道充分接触，提高热量交换的效率。

本发明通过设置的用于发动机的冷却系统，能够带来以下一种有益效果：

1、本发明中，将中冷器和EGR冷却器集成为一体，不仅能够有效地减少了发动机整体安装所需的空间，还能够利用发动机水作为冷介质，进而降低进入气体的温度和排出废气的温度，提高能源的利用率。

2、本发明中，将第一热介质进口和第一热介质出口，设置在中冷器壳体的侧壁上，以及第二热介质进口和第二热介质出口，设置在EGR冷却器壳体的侧壁上，能够使得整个结构紧凑，外形美观，还可以节省与发动机进出气口与进出口之间的连接材料，具有节省空间、材料，便于整个发动机的安装。

3、本发明中，在中冷器和EGR冷却器之间设置一隔离板，且通过隔离板上开设的流通孔，满足流经中冷器中的冷介质能够流入EGR冷却器中，进一步的提高冷介质的利用率，还能够缩小整个结构的体积。

4、本发明中，通过热介质通道将壳体内部隔离成多个冷介质通道，满足冷介质与热介质的充分接触，，提高热量交换的效率。

5、本发明结构简单、紧凑小巧，安装方便，且能源的利用率高。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1是现有技术中发动机中冷却系统的结构示意图；

图2是本发明发动机应用冷却系统的俯视图；

图3是本发明发动机应用冷却系统的主视图；

图4是图2、3中B部分的用于发动机的冷却系统立体图；

图5是图3的主视图；

图6是图5的A-A方向的剖面示意图.

附图标号说明：

1.中冷器；101.中冷器壳体；102.第一冷介质通道；103.第一热介质通道；104.第一热介质进口；105.第一热介质出口；

2.EGR冷却器；201.EGR冷却器壳体；202.第二冷介质通道；203.第二热介质通道；204.第二热介质进口；205.第二热介质出口；

301.冷介质进口；302.冷介质出口；

4.箱体；401.隔离板；402.流通孔；

5、发动机；6风扇。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

为了方便解释和精确限定，文中的“上”、“下”、“内”和“外”，均从附图中所显示的特征的位置来描述，以下延续使用。

参看图1所示，为现有技术中发动机的冷却系统的结构示意图；包括中冷器1，EGR冷却器2。具体安装时，中冷器1和EGR冷却器2分设在发动机5的两侧，而中冷器1安装在发动机5前端风扇6处，这样整个发动机的结构较大，进而导致安装发动机的空间相应变大。

在本发明的实施例中，参看图2-6所示，一种用于发动机的冷却系统，包括中冷器1和EGR冷却器2，其中，中冷器1包括了中冷器壳体101，且在中冷器壳体101内具有第一冷介质通道102和第一热介质通道103，而EGR冷却器2包括了EGR冷却器壳体201，且在EGR冷却器壳体201内具有第二冷介质通道202和第二热介质通道203。实际安装时，将中冷器1和EGR冷却器2串联连接，而第一冷介质通道102与第二冷介质通道202连通，这样可以满足对中冷器1进行冷却的冷介质，可以进一步的对EGR冷却器2进行冷却，提高冷介质的利用率。应说明的是，本申请中冷介质为水，当然也可以采用其他低温流体作为冷介质，仅需满足对第一热介质通道103和第二热介质通道203中的热介质进行热量交换即可。

在本发明的实施例中，参看图4、5所示，其中，中冷器1中设置的第一热介质通道103一端与第一热介质进口104连通，另一端与第一热介质进口105连通，进而实现温度较高的热介质(即增压后的高温空气温度)流入，温度较低的热介质流出，这样能够降低发动机的热负荷，提高进气量，从而增加发动机的功率。同时将第一热介质进口104与第一热介质进口105均设置在中冷器壳体101的侧壁上，且优选地设置在位于同一侧壁，能够缩短与发动机5连接的连接管道长度，使得整个结构更加紧凑。

再次参看图4、5所示，其中，EGR冷却器2中设置的第二热介质通道203一端与第二热介质进口204连通，另一端与第二热介质出口205连通，进而降低进入气缸的废气温度(发动机排出的废气)，废气的温度越低对发动机的NOx抑制作用也越好。同时将第二热介质进口204与第二热介质出口205均设置在EGR冷却器壳体201的侧壁上，且优选地设置在位于同一侧壁，能够进一步缩短与发动机5连接的连接管道长度，使得整个结构更加紧凑。应当说明的是，本申请中将第一热介质进口104、第一热介质出口105、第二热介质进口204、第二热介质出口205均设置在同一侧，使其该冷却系统设置的更加小巧，进一步的缩小发动机的整体体积。

在本发明的实施例中，优选地在中冷器1和EGR冷却器2之间设置一隔离板401，且在隔离板401上开设用于冷介质流过的流通孔402。当然在实际安装设计时，隔离板401可以是中冷器壳体101或EGR冷却器壳体201的一部分，也可以是单独设置的一个板。见图6所示，本申请中为了使整体结构美观、紧凑，且避免冷介质产生泄漏，所以还设置了一箱体4，而隔离板401与箱体4相对的两侧内壁进行固定连接，可以简化中冷器1和EGR冷却器2的安装程序。

在本发明的实施例中，设置的第一冷介质通道102的起始端与冷介质进口301连通，末端通过流通孔402与第二冷介质通道202的起始端连通，而第二冷介质通道202的末端与冷介质出口302连通，使得冷介质从冷介质进口301进入后，经过中冷器1和EGR冷却器2，与第一热介质通道103和第二热介质通道203中的热介质进行热量交换后，最后从冷介质出口302流出。

应说明的是，由于本申请中的冷介质优选为冷却水，而冷却水具有一定的重量，因此，为保证冷介质与热介质充分的接触，进一步的将中冷器1设置在EGR冷却器2上方。其中，冷介质进口301设置在中冷器壳体101上，冷介质出口302设置在EGR冷却器壳体201上，且位于底部。

当然在其他实施例中，可以将流通孔402的孔径设置的小于冷介质进口301和冷介质出口302的口径，增加冷介质与热介质接触的时间，进一步的提高了热量交换效率，同时节约了冷介质能源，具有良好的经济效益。

在本发明的实施例中，设置的流通孔402仅是为了使得流经第一冷介质通道102的冷介质流入EGR冷却器2的第二冷介质通道202内，因此，流通孔402的形状可以为方形、圆形、三角形或多边形中的一种均可。同时应说明的是，流通孔402的设置位置、数量均可根据实际需要来设置即可，只是本实施例中只是具有代表性的一种，实际应用中，技术人员可根据本发明灵活的进行调整。

作为一个具体的实施例，再次参看图6所示，本申请中的第一热介质通道103既是设置在中冷器壳体101内用于热介质流通的管道，且管道的排列方式可以将中冷器壳体101内部隔离成多个第一冷介质通道102(即是用于热介质流通的管道外壁与中冷器壳体101内壁之间)，这样当第一冷介质通道102内充满冷介质时，冷介质与第一热介质通道103内(用于热介质流通的管道内)的热介质充分接触并进行热量交换，使其热介质温度降低。

第二热介质通道203与第一热介质通道103结构相近似，且同样将EGR冷却器壳体201内部隔离成多个EGR冷却器壳体202(即是第二热介质通道203的外壁与EGR冷却器壳体201内部之间)，这样当冷介质从第一冷介质通道102流入第二冷介质通道202时，冷介质与第二热介质通道203内(用于热介质流通的管道内)的热介质充分接触并进行热量交换，使其热介质温度降低，从而实现对废气温度的降低。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于发动机的冷却系统，其特征在于，包括：

中冷器，所述中冷器包括中冷器壳体，所述中冷器壳体内具有第一冷介质通道和第一热介质通道；

EGR冷却器，所述EGR冷却器包括EGR冷却器壳体，所述EGR冷却器壳体内具有第二冷介质通道和第二热介质通道；

其中，所述中冷器与所述EGR冷却器串联连接，且所述第一冷介质通道与所述第二冷介质通道连通。

2.根据权利要求1所述的用于发动机的冷却系统，其特征在于：

所述第一热介质通道一端与第一热介质进口连通，另一端与第一热介质出口连通，且所述第一热介质进口与所述第一热介质出口均设置在所述中冷器壳体侧壁上。

3.根据权利要求1所述的用于发动机的冷却系统，其特征在于：

所述第二热介质通道一端与第二热介质进口连通，另一端与第二热介质出口连通，且所述第二热介质进口与所述第二介质出口均设置在所述EGR冷却器壳体侧壁上。

4.根据权利要求1所述的用于发动机的冷却系统，其特征在于：

所述中冷器和所述EGR冷却器之间设置一隔离板，所隔离板上设有用于冷介质流过的流通孔，且所述中冷器和所述EGR冷却器通过隔离的所述隔离板连接成一整体。

5.根据权利要求4所述的用于发动机的冷却系统，其特征在于：

所述第一冷介质通道的起始端与冷介质进口连通，末端通过所述流通孔与所述第二冷介质通道的起始端连通，所述第二冷介质通道的末端与冷介质出口连通；

所述冷介质进口设置在所述中冷器壳体上，所述冷介质出口设置在所述EGR冷却器壳体上，使其冷介质依次从所述冷介质进口进入，通过所述中冷器、所述EGR冷却器，从所述冷介质出口流出。

6.根据权利要求4所述的用于发动机的冷却系统，其特征在于：

所述流通孔的孔径小于所述冷介质进口和所述冷介质出口的口径。

7.根据权利要求4所述的用于发动机的冷却系统，其特征在于：

所述流通孔的形状为圆形、方形、三角形或多边形中的一种。

8.根据权利要求1所述的用于发动机的冷却系统，其特征在于：

所述第一热介质通道将所述中冷器壳体内部隔离成多个所述第一冷介质通道。

9.根据权利要求1所述的用于发动机的冷却系统，其特征在于：

所述第二热介质通道将所述EGR冷却器壳体内部隔离成多个所述第二冷介质通道。