CN108626037A - 一种紧凑式egr冷却器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种紧凑式EGR冷却器。其包括壳体，设置在壳体内的至少三个芯片组件，设置在壳体两端的联接口，所述壳体设置有冷却介质进出管，所述芯片组件包括芯片和翅片，芯片为两端开口的扁平管状结构，翅片设置在芯片内，翅片和芯片之间形成有气流通道，芯片的两端带有凸缘，芯片的上表面设置有若干个间隔布置的支撑凸台，支撑凸台的上表面与芯片的凸缘的上表面平齐，所述芯片上下叠放且芯片的两端的凸缘相搭接并焊接在一起形成芯片焊接端，相邻的两个芯片之间形成有冷却介质通道，芯片焊接端与壳体固定连接在一起，所述联接口、芯片组件的内腔相连形成气体介质通道，所述冷却介质进出管、芯片组件外部与所述壳体之间的密封空间形成冷却介质通道。
Description
技术领域
本发明涉及一种紧凑式EGR冷却器，主要用于各种乘用车发动机上对发动机再循环废气进行冷却，属于热交换器技术领域。
背景技术
当前，排放要求日益严格，废气再循环技术逐步应用于汽车发动机上，各种结构的EGR冷却器相继产生。整车布置要求越来越紧凑，对于EGR冷却器换热效率的要求越来越高。现有技术中的EGR冷却器其结构通常为：包括一个圆柱形壳体，在壳体两端分别固定一个密封主板，两端密封主板之间贯通若干冷却管，在壳体上安装有进、出水口。现有技术的这种EGR冷却器存在结构不紧凑、体积大、冷却效率低的缺陷，并且由于采用密封主板与冷却管过渡连接，焊接面积小，在工作时冷却器壳体与冷却管的热胀冷缩量不一样，产生轴向应力，极易造成主板与冷却管端部焊缝开裂，使冷却器失效。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种结构紧凑、设计合理、冷却器体积小、换热效率高的紧凑式EGR冷却器。
本发明是通过如下技术方案来实现的：一种紧凑式EGR冷却器，其特征是：包括壳体，设置在所述壳体内的至少三个芯片组件，设置在所述壳体两端的联接口，所述壳体设置有冷却介质进出管，所述芯片组件包括芯片和翅片，所述芯片为两端开口的扁平管状结构，所述翅片设置在所述芯片内，所述翅片和所述芯片之间形成有气流通道，所述芯片的两端带有凸缘，所述芯片的上表面设置有若干个间隔布置的支撑凸台，所述支撑凸台的上表面与所述芯片的凸缘的上表面平齐，所述芯片上下叠放且所述芯片的两端的凸缘相搭接并焊接在一起形成芯片焊接端，相邻的两个芯片之间形成有冷却介质通道，所述芯片焊接端与所述壳体固定连接在一起，所述联接口、芯片组件的内腔相连形成气体介质通道，所述冷却介质进出管、芯片组件外部与所述壳体之间的密封空间形成冷却介质通道。
本发明中，采用芯片和翅片组成的芯片组件作为换热元件，其换热效率高，同时可大大减小冷却器的体积，使换热器的结构更加紧凑。本发明采用芯片两端的凸缘搭接并焊接在一起，去掉了传统的冷却器中的两端对接端板，无端板过渡连接，大大增加了芯片的焊接面积，使连接更为可靠和稳定。本发明中，通过在芯片的两端设计凸缘及在芯片上表面设置支撑凸台，在芯片间形成冷却介质通道的同时，也使得冷却介质在芯片间的流场更加均匀，能够与芯片进行充分的热交换。本发明的工作原理是：汽车尾气由一端的联接口进入若干组芯片与芯片内的翅片进行热交换，然后经另一端的联接口流出；同时，发动机冷却液由一端的冷却介质进出管进入壳体内与进入芯片的尾气进行热交换，然后由另一端的冷却介质进出管流出，完成热交换。
进一步的，为便于加工及布置，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述冷却介质进出管设置在所述下壳体的两侧。
进一步的，所述芯片的两端的上表面上分别设置有挡水凸台。通过挡水凸台可使进入壳体内的冷却介质不发生短路，便于冷却介质对芯片焊接端充分进行冷却，防止因高温而产生的力使芯片处的焊缝开裂，有利于提高冷却器的可靠性和使用寿命。
进一步的，为进一步提高冷却介质的流场分布，提高扰流效果，所述芯片上沿其长度方向设置有至少两排等距分布的所述支撑凸台。
进一步的，为进一步提高换热效果，所述翅片由若干个翅片单元A和若干个翅片单元B相连接组成，翅片单元A和翅片单元B相间布置，所述翅片单元A是截面为矩形波状结构的翅片结构，所述翅片单元B是内部中空的正投影为锯齿状结构的翅片结构，翅片单元A和翅片单元B连接后其内部相连通形成流体通道。该种结构的翅片，轴向阻力小，横向阻力大，换热面积增加，能大大提高换热效率，也可以使冷却器整体尺寸变小方便布置。
进一步的，为进一步提高换热效率，在所述翅片单元A的每个波峰部和/或每个波谷部开有至少一个切口形成有翻边结构。通过翻边结构可对流经的翅片的气流进行扰流，提高气侧扰流效果，提高换热效率。
本发明的有益效果是：本发明采用芯片和翅片组成的芯片组件作为换热元件，其换热效率高，可以使冷却器整体尺寸变小，减小冷却器的体积，使换热器的结构更加紧凑，便于安装布置，通过采用特殊结构设计的翅片，进一步提高了换热效率，也可进一步减小冷却器的体积，使结构更加紧凑，更便于布置；本发明采用芯片两端的凸缘搭接并焊接在一起，无端板过渡连接的结构形式，大大增加了芯片的焊接面积，使连接更为可靠和稳定，可大大提高冷却器的使用可靠性，提高冷却器的使用寿命；本发明通过在芯片的两端设计凸缘及在芯片上表面设置支撑凸台，可在芯片间形成冷却介质通道的同时，也使得冷却介质在芯片间的流场更加均匀，扰流效果更好，能够与芯片组件进行充分的热交换。此外，本发明通过在芯片上设置挡水凸台，使冷却介质能够对芯片焊接端进行充分冷却，可防止有效防止芯片处的焊缝开裂，有利于提高冷却器的可靠性和使用寿命。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的分解示意图；
图3是本发明中的芯片的结构示意图；
图4是本发明中的翅片的主视示意图；
图5是图4的侧视图；
图6是本发明中的翅片的立体结构示意图；
图中，1、法兰，2、联接口，3、芯片，3.1、凸缘，3.2、挡水凸台，3.3、支撑凸台，4、上壳体，5、冷却介质进出管，6、翅片，6.1、翅片单元A，6.2、翅片单元B，6.3、翻边结构，7、下壳体。
具体实施方式
下面通过非限定性的实施例并结合附图对本发明作进一步的说明：
如附图所示，一种紧凑式EGR冷却器，其包括壳体，设置在所述壳体内的至少三个芯片组件，分别设置在所述壳体两端的两个联接口2，所述壳体设置有冷却介质进出管5。所述壳体包括上壳体4和下壳体7，冷却介质进出管5设置在下壳体7的两侧。所述芯片组件包括芯片3和翅片6，所述芯片3为两端开口的扁平管状结构，芯片3的两端均带有凸缘3.1，芯片3的上表面设置有若干个间隔布置的支撑凸台3.3，所述支撑凸台3.3的上表面与芯片3的凸缘的上表面平齐。优选，芯片3上沿其长度方向设置有至少两排等距分布的支撑凸台3.3。本实施例中，在芯片3的两端的上表面上分别设置有挡水凸台3.2，挡水凸台3.2靠近凸缘3.1设置。所述翅片6设置在芯片3的内腔里，翅片6和芯片3之间形成有气流通道供气流通过。所有的芯片3上下叠放且芯片3的两端的凸缘相搭接并焊接在一起，分别在两端形成芯片焊接端。相邻的两个芯片3之间形成有冷却介质通道，可供冷却介质在之间通过。所述芯片焊接端与所述壳体固定连接在一起，壳体两端分别与联接口2相连，联接口2的端部连接有法兰1。所述联接口2、芯片组件的内腔相连形成气体介质通道，所述冷却介质进出管5、芯片组件外部与壳体之间的密封空间形成冷却介质通道。
本实施例中，为了提高换热效率，所述翅片6由若干个翅片单元A6.1和若干个翅片单元B6.2相连接组成，翅片单元A6.1和翅片单元B6.2相间布置，所述翅片单元A6.1是截面为矩形波状结构的翅片结构，所述翅片单元B6.2是内部中空的正投影为锯齿状结构的翅片结构，翅片单元A6.1和翅片单元B6.2连接后其内部相连通形成流体通道。在所述翅片单元A6.1的每个波峰部和/或每个波谷部开有至少一个切口形成有翻边结构6.3，翻边结构6.3为在翅片上冲压切口后翻边所形成的结构。
本发明使用时，冷却器的冷却介质进出管与发动机冷却系统相通，冷却器通过法兰1与发动机尾气相通。冷却介质通过冷却介质通道与气体介质通道中的尾气进行热交换，冷却了的废气从冷却器的出口排出。
本发明的工作原理是：汽车尾气由一端的联接口2进入若干组芯片3与芯片3内的翅片6进行热交换，然后经另一端的联接口2流出；同时，发动机冷却液由一端的冷却介质进出管5进入壳体内与进入芯片3的尾气进行热交换，然后由另一端的冷却介质进出管5流出，完成热交换。
本发明结构紧凑，设计合理，冷却器体积小，冷却效率高，重量减轻，牢固可靠，安装方便，其可以应用在各种乘用车发动机上，尤其适用于汽油发动机。
本实施例中的其他部分均为现有技术，在此不再赘述。
Claims (6)
1.一种紧凑式EGR冷却器，其特征是：包括壳体，设置在所述壳体内的至少三个芯片组件，设置在所述壳体两端的联接口(2)，所述壳体设置有冷却介质进出管，所述芯片组件包括芯片(3)和翅片(6)，所述芯片(3)为两端开口的扁平管状结构，所述翅片(6)设置在所述芯片(3)内，所述翅片(6)和所述芯片(3)之间形成有气流通道，所述芯片(3)的两端带有凸缘(3.1)，所述芯片(3)的上表面设置有若干个间隔布置的支撑凸台(3.3)，所述支撑凸台(3.3)的上表面与所述芯片(3)的凸缘的上表面平齐，所述芯片(3)上下叠放且所述芯片(3)的两端的凸缘相搭接并焊接在一起形成芯片焊接端，相邻的两个芯片(3)之间形成有冷却介质通道，所述芯片焊接端与所述壳体固定连接在一起，所述联接口(2)、芯片组件的内腔相连形成气体介质通道，所述冷却介质进出管、芯片组件外部与所述壳体之间的密封空间形成冷却介质通道。
2.根据权利要求1所述的紧凑式乘用车EGR冷却器，其特征是：所述壳体包括上壳体(4)和下壳体(7)，所述冷却介质进出管设置在所述下壳体(7)的两侧。
3.根据权利要求1所述的紧凑式乘用车EGR冷却器，其特征是：所述芯片(3)的两端的上表面上分别设置有挡水凸台(3.2)。
4.根据权利要求1所述的紧凑式乘用车EGR冷却器，其特征是：所述芯片(3)上沿其长度方向设置有至少两排等距分布的所述支撑凸台(3.3)。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的紧凑式乘用车EGR冷却器，其特征是：所述翅片(6)由若干个翅片单元A(6.1)和若干个翅片单元B(6.2)相连接组成，翅片单元A(6.1)和翅片单元B(6.2)相间布置，所述翅片单元A(6.1)是截面为矩形波状结构的翅片结构，所述翅片单元B(6.2)是内部中空的正投影为锯齿状结构的翅片结构，翅片单元A(6.1)和翅片单元B(6.2)连接后其内部相连通形成流体通道。
6.根据权利要求5所述的紧凑式乘用车EGR冷却器，其特征是：在所述翅片单元A(6.1)的每个波峰部和/或每个波谷部开有至少一个切口形成有翻边结构(6.3)。
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