CN108691697A - 车辆egr冷却器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆EGR冷却器。该车辆EGR冷却器可以包括壳体、导气管、冷却散热片、可变阀以及辅助冷却散热片，在所述壳体中提供在其中流动的冷却剂，排放气体流入所述导气管通过所述壳体，所述冷却散热片设置在导气管中，所述可变阀的一部分固定至所述壳体的一侧，所述可变阀具有取决于冷却剂的温度而在所述冷却散热片的宽度方向上变化的长度，所述辅助冷却散热片设置在所述壳体的一侧以连接至所述可变阀，所述辅助冷却散热片插入所述导气管以形成在所述冷却散热片之间，所述辅助冷却散热片根据可变阀的长度的变化而移动从而与所述冷却散热片接触或远离，改变排放气体的辐射面积。

Description

车辆EGR冷却器
技术领域
本发明涉及一种车辆排放气体再循环冷却器，其配置成用于防止因积垢造成的性能劣化。
背景技术
通常，排放气体再循环(EGR)系统用于减少从车辆发动机排放的排放气体中包含的氮氧化物(NOx)。
EGR系统将部分的排放气体再供应回发动机以降低燃烧室中的温度，并因此包括EGR冷却器从而在将其供应至发动机前冷却高温排放气体。
常规EGR冷却器包括热交换散热片，其具有散热片插入板型导气管中的结构。然而，存在因积累在导气管和散热片中的排放炭烟产生的积垢而干扰排放气体的流动的问题。
公开于该发明背景技术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
本发明的各个方面旨在提供一种车辆EGR冷却器，其配置成在发动机热时通过减小冷却散热片的间距而增加排放气体的辐射面积，并在发动机冷时通过增加冷却散热片的间距并去除积累在冷却散热片上的炭烟而防止积垢。
根据本发明的一个方面，车辆EGR冷却器包括壳体、导气管、冷却散热片、可变阀以及辅助冷却散热片，在所述壳体中提供在其中流动的冷却剂，排放气体流入所述导气管通过所述壳体，所述冷却散热片设置在导气管中，其中所述可变阀的一部分固定至所述壳体的一侧，所述可变阀具有取决于冷却剂的温度而在所述冷却散热片的宽度方向上变化的长度，所述辅助冷却散热片设置在所述壳体的一侧以连接至所述可变阀，其中所述辅助冷却散热片插入所述导气管以设置在所述冷却散热片之间，所述辅助冷却散热片根据可变阀的长度的变化而与所述冷却散热片接触或远离，改变排放气体的辐射面积。
所述可变阀的长度可以改变，其中在冷却剂的温度低时所述辅助冷却散热片移动从而与所述冷却散热片接触，而在冷却剂的温度高时所述辅助冷却散热片移动至远离所述冷却散热片的位置。
可以形成所述辅助冷却散热片，其中其上部或下部与所述导气管或所述冷却散热片接触。
所述壳体的一侧可以是排放气体从导气管排出的位置。
插入所述导气管的所述辅助冷却散热片的一部分可以具有小于所述导气管的长度的一半的长度。
所述可变阀可以包括固定位置和可变部分，所述固定位置配置成穿过所述壳体同时其一侧与冷却剂进行热交换，所述可变部分从所述固定部分的另一侧垂直地突出，其中所述可变部分根据所述固定部分的温度纵向地拉伸或压缩。
车辆EGR冷却器可以进一步包括连接器，其配置成连接所述可变阀的所述可变部分和所述辅助冷却散热片，并根据所述可变阀的所述可变部分的长度变化而移动。
所述导气管和所述辅助冷却散热片可以配对，其中所述壳体提供有多个成对的导气管和辅助冷却散热片，所述可变阀可以以单个组件提供，所述连接器可以竖直地延伸，其中所述可变阀的所述可变部分联接至所述连接器的一侧，多个辅助冷却散热片联接至所述连接器的另一侧。
所述辅助冷却散热片可以包括多个联接部分和多个热交换部分，所述多个联接部分联接至沿着面向所述导气管的上部和下部的点延伸的连接器，所述多个热交换部分连接联接部分并向着所述冷却散热片延伸从而插在所述冷却散热片之间。
所述辅助冷却散热片的热交换部分可以包含与所述冷却散热片相同的材料。
所述可变阀的固定部分可以包含导热材料，所述可变部分可以以双金属或蜡型阀提供。
从上述说明显而易见的是，因为在具有上述结构的车辆EGR冷却器中在发动机热时通过减小冷却散热片的间距而增加排放气体的辐射面积，EGR冷却器的性能能够增强至最大化。
此外，在发动机冷时主动积累炭烟，在此情况下可以通过在冷却散热片之间移动辅助冷却散热片去除积累的炭烟，并防止因炭烟积累造成的积垢。
本发明的方法和装置具有其它特征和优点，这些特征和优点将在纳入本文的附图以及随后与附图一起用于解释本发明的某些原理的具体实施方式中显现或更详细地阐明。
附图说明
图1为显示根据本发明的示例性实施方案的车辆EGR冷却器的立体图；
图2为根据本发明的示例性实施方案的车辆EGR冷却器的侧向横截面图；
图3和图4为显示根据本发明的示例性实施方案的通过可变阀的操作移动辅助冷却散热片的视图；
图5为显示根据本发明的示例性实施方案的可变阀的视图；
图6为显示根据本发明的示例性实施方案的连接器的视图；以及
图7为显示根据本发明的示例性实施方案的一个辅助冷却散热片的立体图。
应了解，附图并不必须按比例绘制，其示出了某种程度上经过简化了的本发明的基本原理的各个特征。在此所公开的本发明的特定的设计特征，包括例如特定的尺寸、定向、位置和形状，将部分地由特定目的的应用和使用环境加以确定。
在这些图形中，附图标记在贯穿附图的多幅图形中指代本发明的同样的或等同的部件。
具体实施方式
现在将详细提及本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例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结合加以描述，但是应当理解，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。
如下将通过附图描述根据本发明的示例性实施方案的车辆EGR冷却器。
图1为显示根据本发明的示例性实施方案的车辆EGR冷却器的立体图。图2为根据本发明的示例性实施方案的车辆EGR冷却器的侧向横截面图。图3和图4为显示根据本发明的示例性实施方案的通过可变阀的操作移动辅助冷却散热片的视图。
参考图1、图2、图3和图4，根据本发明的示例性实施方案的车辆EGR冷却器可以包括壳体1、导气管3、冷却散热片5、可变阀10和辅助冷却散热片20，所述壳体1配置成在壳体1中冷却剂在其中流动，排放气体流入导气管3穿过壳体1，冷却散热片5设置在导气管3中，其中可变阀10的一部分固定至壳体1的一侧，可变阀10具有取决于冷却剂的温度而在冷却散热片5的宽度方向上变化的长度，辅助冷却散热片20设置在壳体1的一侧以连接至可变阀10，其中辅助冷却散热片20插入导气管3并形成在冷却散热片5之间，辅助冷却散热片20根据可变阀10的长度的变化而移动从而与所述冷却散热片5接触或远离，从而改变排放气体的辐射面积。
在根据本发明的示例性实施方案的车辆EGR冷却器中，壳体1包括限定在其中的室，其中冷却剂可以被引入所述室并从所述室排出。
壳体1配置成导气管3穿过壳体1，导气管3配置成从发动机排放的排放气体被引入导气管3并在其中流动。因此，流入导气管3的排放气体通过与导气管3外流动的冷却剂的热交换而被冷却。
因为导气管3在其中设置有冷却散热片5，冷却散热片5在宽度横截面中具有方波型，如图3中所示，所以可以增加用于与流入导气管3的排放气体的热交换的辐射面积。因此，可以最大化车辆EGR冷却器的冷却性能。此处，冷却散热片5可以具有这样的宽度横截面形状：其中U型散热片在延伸时重复地反转。
同时，根据本发明的示例性实施方案的车辆EGR冷却器包括辅助冷却散热片20，其插入导气管3中，并在移动以与冷却散热片5接触或远离的同时改变排放气体的辐射面积。在此方面，车辆EGR冷却器包括可变阀10，其连接至在壳体1一侧处的辅助冷却散热片20，并具有取决于冷却剂的温度而变化的长度。
此处，可变阀10包含材料使其长度取决于冷却剂的温度而可变化，因此联接至可变阀10的辅助冷却散热片20在其插入冷却散热片5的状态下可以在宽度方向上移动。
因此，冷却散热片5的宽度横截面间距可以是可变的，因为辅助冷却散热片20在其插入冷却散热片5的状态下移动。因此，可以改变排放气体的辐射面积。
此外，因为在辅助冷却散热片20在其插入冷却散热片5的状态下在宽度方向上移动的同时可以去除在冷却散热片5上积累的炭烟，所以可以防止由于炭烟的积累造成的积垢。
根据本发明的示例性实施方案的车辆EGR冷却器，可变阀10的长度可以改变，其中在冷却剂的温度低时辅助冷却散热片20移动从而与冷却散热片5接触，而在冷却剂的温度高时辅助冷却散热片20移动至远离冷却散热片5的位置。
通常，炭烟的积累往往发生在发动机冷时冷却剂的温度和排放气体的温度低的状态下。因此，为了在冷却剂的温度低时尽可能多地减少炭烟的发生，辅助冷却散热片20与冷却散热片5接触以减少排放气体的辐射面积，如图3中所示。
亦即，当发动机冷时，排放气体在流入导气管3的同时与冷却散热片5或辅助冷却散热片20进行热交换从而减少发生炭烟的可能性。因此，因为减少了炭烟的积累，所以可以防止EGR冷却器的积垢。
相反地，因为相比于发动机冷时在发动机热时发生炭烟的可能性低，所以优选地增强EGR冷却器的冷却性能至最大值。
因此，当冷却剂的温度高时，可变阀10的长度优选地增加，其中辅助冷却散热片20移动至远离冷却散热片5的位置。图4显示可变阀10的长度为最长时的状态。
亦即，当可变的长度短时，优选地设计可变阀10使得辅助冷却散热片20位于其与冷却散热片5接触的位置处。另一方面，当可变的长度最长时，优选地设计可变阀10使得辅助冷却散热片20位于被冷却散热片5包围的区域中的中间位置处。因此，辅助冷却散热片20配置成通过可变阀10可移动冷却散热片5的宽度间距的四分之一。
因此，因为辅助冷却散热片20在发动机热时移动从而位于冷却散热片5之间，所以可以增加流入导气管3的排放气体、冷却散热片5和辅助冷却散热片20之间的热交换辐射面积。因此，可以最大化EGR冷却器的冷却性能。
此处，可以形成辅助冷却散热片20，其中其上部或下部与导气管3或冷却散热片5接触。
亦即，有必要使用辅助冷却散热片20从冷却剂传导热用于冷却排放气体。因此，可以通过设计其中上部或下部与导气管3或冷却散热片5接触的辅助冷却散热片20进行冷却排放气体的功能。
同时，本发明的特征在于壳体1的一侧是排放气体从导气管3排出的位置。亦即，排放气体被引入导气管3的另一侧，然后排出至其相对于壳体1的一侧。
此处，在作为排放气体的排出位置的导气管3的一侧处的排放气体和冷却剂的温度相对低于导气管3的另一侧处的温度。原因在于排放气体在流入导气管3的同时被冷却。
因此，因为设置在导气管3中的冷却散热片5的一侧上积累炭烟的可能性比在其另一侧上的可能性高，所以辅助冷却散热片20应用至冷却散热片5的一侧。因此，通过在发动机冷时最小化排放气体的辐射面积可以去除积累在冷却散热片5上的炭烟并可以减少炭烟本身的积累。
考虑到这种情况，冷却散热片5可以设计成在冷却散热片5接近壳体1的一侧时使得冷却散热片5的宽度横截面间距变长。亦即，通过缩短在其另一侧处炭烟较少积累的冷却散热片5的宽度间距可以改进冷却性能。
此外，本发明的特征在于辅助冷却散热片20插入导气管3的部分具有小于导气管3一半的长度。
因为在引入排放气体的导气管3的另一侧冷却剂和排放气体的温度较高，因此在冷却散热片5上积累炭烟的可能性低。因此，不需要有意地将辅助冷却散热片20插入全部导气管3中。
因此，辅助冷却散热片20的长度可以小于导气管3的长度的一半以减少制造辅助冷却散热片20所需的成本和时间。
更详细地，根据本发明的示例性实施方案的可变阀10可以包括固定部分13和可变部分15，固定部分13配置成穿过壳体1同时其一侧与冷却剂进行热交换，可变部分15从固定部分13的另一侧垂直地突出，并根据固定部分13的温度被纵向地拉伸或压缩。
此处，可变阀10的固定部分13可以包含导热材料，可变部分15可以设置为双金属或蜡型阀(wax-type valve)。
图5为显示根据本发明的示例性实施方案的可变阀的视图。参考图2和图5，包含导热材料的固定部分13配置成穿过壳体1并限定为冷却剂的温度。从固定部分13垂直形成的可变部分15设置为双金属或蜡型阀，并具有取决于固定部分13的温度的可变长度。
因此，因为形成在壳体1一侧处的可变阀10具有取决于冷却剂的温度而变化的长度，所以可以改变辅助冷却散热片20的移动。
根据本发明的示例性实施方案的车辆EGR冷却器可以进一步包括连接器30，其连接可变阀10的可变部分13和辅助冷却散热片20，并根据可变阀10的可变部分13的长度变化而移动。
此处，导气管3和辅助冷却散热片20配对，壳体1设置有多个成对的导气管和辅助冷却散热片，可变阀10设置为单一部件。连接器30竖直地延伸，其中可变阀10的可变部分15可以联接至连接器30的一侧，多个辅助冷却散热片20可以联接至连接器30的另一侧。
图6为显示根据本发明的示例性实施方案的连接器的视图。参考图1至图6，导气管3包括设置在壳体1中的多个导气管从而最大化EGR冷却器的冷却性能，并因此增加了与导气管3配对的辅助冷却散热片的数量。
在此情况下，可以在本发明的示例性实施方案中采用多个可变阀，但会导致成本增加。因此，可变阀10以单一部件提供，竖直延伸的连接器30配置成将可变阀10连接至辅助冷却散热片20。因此，即使通过单一的可变阀10也可以改变多个辅助冷却散热片20的移动。
同时，根据本发明的示例性实施方案的辅助冷却散热片20的每一个可以包括多个联接部分23和多个热交换部分25，多个联接部分23联接至连接器30，从而沿着面向导气管3中相关的一个导气管的上部和下部的点延伸，多个热交换部分25连接联接部分23并向着冷却散热片5中相关的一个冷却散热片延伸从而插在冷却散热片5之间。
图7为显示根据本发明的示例性实施方案的辅助冷却散热片20中的一个的立体图。参考图3、图4和图7，根据本发明的示例性实施方案的辅助冷却散热片20包括插在冷却散热片5之间的多个各自的热交换部分25。因此，可以根据辅助冷却散热片20的移动有效地去除在冷却散热片5上积累的炭烟，并可以通过在发动机热时最大化地扩大排放气体的辐射面积而最大化EGR冷却器的冷却性能。
此处，辅助冷却散热片20的热交换部分25可以包含与冷却散热片5相同的材料。亦即，热交换部分25可以包含高导热材料或与冷却散热片5相同的材料从而如在冷却散热片5中冷却排放气体。
根据具有上述结构的车辆EGR冷却器，因为在发动机热时通过减小冷却散热片的间距而增加排放气体的辐射面积，所以EGR冷却器的性能能够增强至最大化。
此外，在发动机冷时主动积累炭烟，在此情况下可以通过在冷却散热片之间移动辅助冷却散热片去除积累的炭烟，并防止因炭烟积累造成的积垢。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上部”、“下部”、“内”、“外”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背部”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部”、“外部”、“向前”和“向后”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。
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。它们并不会毫无遗漏，也不会将本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多修改和变化都是可能的。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它们的实际应用，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的选择形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等同方案加以限定。

Claims (11)

1.一种车辆EGR冷却器，其包括：
壳体，冷却剂在所述壳体中流动；
导气管，排放气体流入导气管穿过所述壳体；
冷却散热片，其设置在所述导气管中；
可变阀，其一部分固定至所述壳体的第一侧，所述可变阀具有取决于冷却剂的温度而在所述冷却散热片的宽度方向上变化的长度；以及
辅助冷却散热片，所述辅助冷却散热片设置在所述壳体的第一侧处以连接至所述可变阀，所述辅助冷却散热片插入所述导气管以形成在所述冷却散热片之间，所述辅助冷却散热片根据所述可变阀的长度的变化而移动从而与所述冷却散热片接触或远离，改变排放气体的辐射面积。
2.根据权利要求1所述的车辆EGR冷却器，其中，变化所述可变阀的长度使得在冷却剂的温度低于预定值时所述辅助冷却散热片移动以与所述冷却散热片接触，在冷却剂的温度高于预定值时所述辅助冷却散热片向着远离所述冷却散热片的位置移动。
3.根据权利要求1所述的车辆EGR冷却器，其中，所述辅助冷却散热片的上部或下部形成为与所述导气管或冷却散热片接触。
4.根据权利要求1所述的车辆EGR冷却器，其中，所述壳体的第一侧是排放气体从所述导气管排出的位置。
5.根据权利要求4所述的车辆EGR冷却器，其中，所述辅助冷却散热片插入所述导气管的部分具有小于所述导气管的一半的长度。
6.根据权利要求1所述的车辆EGR冷却器，其中，所述可变阀包括：
固定部分，其形成为穿过壳体同时固定部分第一侧与冷却剂进行热交换；以及
可变部分，其从所述固定部分的第二侧垂直地突出，所述可变部分根据所述固定部分的温度被纵向地拉伸或压缩。
7.根据权利要求6所述的车辆EGR冷却器，其进一步包括连接器，其连接所述可变阀的所述可变部分和所述辅助冷却散热片，并根据所述可变阀的所述可变部分的长度变化而移动。
8.根据权利要求7所述的车辆EGR冷却器，其中，
所述导气管和所述辅助冷却散热片配对，其中所述壳体设置有多个成对的导气管和辅助冷却散热片；
所述可变阀设置为单一部件；以及
所述连接器竖直地延伸，所述可变阀的可变部分联接至所述连接器的第一侧，多个辅助冷却散热片联接至所述连接器的第二侧。
9.根据权利要求7所述的车辆EGR冷却器，其中，所述辅助冷却散热片包括：
多个联接部分，其联接至所述连接器从而沿着面向所述导气管的上部和下部的点延伸；以及
多个热交换部分，其连接联接部分并向着所述冷却散热片延伸从而插在所述冷却散热片之间。
10.根据权利要求9所述的车辆EGR冷却器，其中，辅助冷却散热片的热交换部分包含与所述冷却散热片相同的材料。
11.根据权利要求6所述的车辆EGR冷却器，其中，所述可变阀的固定部分包含导热材料，所述可变部分设置为双金属或蜡型阀。
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