CN109441672A - 一种egr冷却器及其主板 - Google Patents

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王丹娟
张文锋
高建新
凌天峰
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    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
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Abstract

本发明公开了一种EGR冷却器的主板，所述的板体上开设有一到多组与冷却管相适配的穿孔，其特征在于所述的板体周边具有翻边；所述的穿孔周边具有与板体平面垂直的凸缘，并且所述凸缘的厚度小于所述板体的厚度。凸缘可增加主板与冷却管之间的接触面积，进而增加钎焊面积，使主板与冷却管的焊接更为牢固，避免局部应力过于集中从而造成变形失效，延长了EGR冷却器的使用寿命。由于在主板的穿孔上直接设置凸缘，无须增加零部件，因而在解决焊接牢度的前提下不会增加制造成本。所述凸缘的厚度小于所述板体的厚度，可拉开邻凸缘之间的水道宽度，有利于介质流通。

Description

一种EGR冷却器及其主板
技术领域
本发明涉及热交换器技术领域，尤其涉及发动机废气再循环冷却器领域，具体地说是一种EGR冷却器及其主板。
背景技术
废气再循环技术是辅助柴油机实现排放升级、辅助汽油机降低油耗的一种重要技术路线。废气再循环进入发动机气缸之前需要通过废气再循环冷却器（简称EGR冷却器）冷却到一定温度。参照图1和图2，现有的EGR冷却器，包括两端气室1、两端主板2和中间的水壳体4；所述的水壳体4上设有进出水管3，水壳体4内设有一到多组冷却管5；所述的主板2上开设有一到多组穿孔203，所述的穿孔203与冷却管5一一对应。装配时，冷却管5的两端分别穿入一对主板的穿孔203内；主板2置于气室1的止口上，主板2的两侧分别与止口和水壳体4的端面相抵，主板2和水壳体4的周边与气室1的内壁相抵；将端气室1、两端主板2、水壳体4和冷却管5装配成组件后，通过钎焊焊接成一体。
一般的EGR冷却器的主板2为一平主板结构，由于主板2通常与气室1和水壳体4同时相联接，当气室1与平主板2出现高温热膨胀时会受到温度相对低的水壳体4的约束而产生变形。变形严重时，在平主板2、水壳体4、气室1相连接的钎焊焊缝处很容易开裂；同时由于主板2与冷却管5连接处呈直角，因此焊接后容易形成应力集中，而冷却管5的壁面温度较高，热膨胀会使冷却管5与平主板2联接处应力集中加剧，并产生变形失效。这种失效会使EGR冷却器水汽串通，会造成发动机气缸进水，造成拉缸。
为此，申请人提出了一种具有隔热功能的板翅式EGR冷却器（中国专利CN102619648A）。参照图3和图4，在散热芯子组件两端的主板2的内侧还分别设有一个副主板6，所述每个副主板的板体603上开设有若干供冷却管5穿越的穿孔602，所述每个穿孔602的周边设有与所述副主板板体603平面垂直的凸缘601。加入副主板6后，冷却管5与副主板上的穿孔602和凸缘601的连接部分可以增加冷却管5的焊缝长度，使焊缝的应力分散，从而起到保护冷却管5的作用。该技术方案虽然解决了冷却管的焊接部位变形失效的问题，然后由于增加了副主板零件，会在一定程度上增加制造成本。由于凸缘占用一定的空间，尤其当穿孔为多排多列时，相邻穿孔之间的水道会变得很窄，影响介质的流通。
发明内容
本发明要解决的是现有技术存在的上述技术问题，旨在提供一种改进型的用于发动机上EGR冷却器的主板，使EGR冷却器可靠性得到显著提高。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：一种EGR冷却器的主板，所述的板体上开设有一到多组与冷却管相适配的穿孔，其特征在于所述的板体周边具有翻边；所述的穿孔周边具有与板体平面垂直的凸缘，并且所述凸缘的厚度小于所述板体的厚度。
本发明的EGR冷却器的主板，具有以下有益效果：
1、在穿孔周边设置凸缘，可增加主板与冷却管之间的接触面积，进而增加钎焊面积，使主板与冷却管的焊接更为牢固，避免局部应力过于集中从而造成变形失效，延长了EGR冷却器的使用寿命。
2、由于在主板的穿孔上直接设置凸缘，无须增加零部件，因而在解决焊接牢度的前提下不会增加制造成本。
3、所述凸缘的厚度小于所述板体的厚度，可拉开邻凸缘之间的水道宽度，有利于介质流通。
作为本发明的改进，所述凸缘的厚度为所述板体的厚度的30%~60%。优选地，所述凸缘的厚度为0.2~0.6mm，所述板体的厚度为0.6~2mm。
作为本发明的进一步改进，所述的穿孔和凸缘通过冲压拉伸变薄形成。优选地，所述的穿孔和凸缘通过两到多次冲压拉伸变薄形成。
作为本发明的再进一步改进，所述的穿孔和凸缘也可以通过先冲压拉伸变薄，再切除多余材料形成。
作为本发明的再进一步改进，所述的凸缘与板体相连的外侧表面为光滑过渡，可以有效避免应力集中现象，进一步确保冷却管与主板的钎焊缝强度。
作为本发明的再进一步改进，所述的凸缘朝向或背向气室。当凸缘朝向气室时，凸缘的朝向与冷却管的装配方向一致，有利于导向。当凸缘背向气室时，凸缘的方向与翻边的方向一致，有利于增加主板的整体强度。
作为本发明的更进一步改进，所述的翻边内侧还设有凹槽。凹槽的侧壁和槽底面包裹水壳体，使主板与水壳体的接触面积增大，确保主板与水壳体的焊接强度。
本发明还要提供一种EGR冷却器，包括两端气室、两端主板和中间的水壳体，所述的水壳体上设有进出水管，水壳体内设有一到多组冷却管；所述的主板上开设有一到多组与所述冷却管相适配的穿孔，其特征在于所述的主板为上述结构，所述的冷却管两端分别穿入一对主板的穿孔内，并与凸缘内壁相抵。
附图说明
图1是现有的EGR冷却器的结构示意图。
图2是图1的 EGR冷却器的主板的结构示意图。
图3是现有的EGR冷却器的另一种结构的示意图。
图4是图3的EGR冷却器的副主板的结构示意图。
图5是本发明EGR冷却器的结构示意图。
图6是本发明EGR冷却器的主板的结构示意图。
图7是图6的A-A向剖示图。
图8是图6的B-B向剖示图。
图9是图7中的C处放大图。
图10是图5中E处的放大图。
图11是本发明EGR冷却器的另一种实施方式的结构示意图。
图12是图11实施方式中的主板的结构示意图。
图中，1-气室，2-主板，3-水管，4-水壳体，5-冷却管，6-副主板；
101-气室止口平面，102-气室内壁；
201-主板翻边，202-主板凹槽，203-主板穿孔，204-主板凸缘，205-主板板体，206-主板翻边的内壁，207-主板翻边的外侧面，208-主板凸缘与板体相连的外侧表面，209-主板凸缘的内壁，210-主板凹槽的槽底，211-主板端面；
401-水壳体的端部，402-水壳体的外侧面；
501-冷却管的外壁，502-冷却管的内壁；
601-凸缘，602-穿孔，603-板体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1~图4是现有的EGR冷却器的结构，前面已经描述过了，在此不再赘述。
参照图5，本发明的EGR冷却器，包括两端气室1、两端主板2和中间的水壳体4（图中只显示了其中一端的结构，另一端气室、主板和水壳体结构也基本相同，并以相同的方式连接），所述的水壳体4上设有进出水管3，水壳体4内设有一到多组冷却管5。在本实施方式中，所述的冷却管5为两组，每组5个。
参照图6~图9，所述的主板2包括板体205，所述的板体205上开设有两组与所述冷却管5相适配的穿孔203，所述的板体205周边具有翻边201；所述的穿孔203的周边具有与板体平面垂直的凸缘204，并且所述凸缘204的厚度D1小于所述板体的厚度D2。优选地，所述凸缘的厚度D1为所述板体的厚度D2的30%~60%。更优选地，所述凸缘的厚度为0.2~0.6mm，所述板体的厚度为0.6~2mm。在本实施方式中，所述凸缘的厚度D1为0.5mm，所述板体的厚度为1.2mm。
所述的穿孔203和凸缘204可以通过冲压拉伸变薄形成。更具体地说，有主板的穿孔位置处冲压出穿孔203，穿孔位置的材料被挤压和拉伸形成环绕穿孔203的凸缘204。通常，当凸缘的厚度大于板体厚度的20%时，需要通过两到多次冲压拉伸变薄才能形成厚度均匀的凸缘。
所述的穿孔203和凸缘204也可以通过先冲压拉伸变薄，再切除多余材料形成。
所述的凸缘204的厚度可以整体相同。然而，在冲压拉伸过程中通常凸缘的厚度为渐变的，底部较厚，上部较薄。凸缘厚度的变率根据凸缘的高度、凸缘顶部的厚度、主板板体的厚度以及冲压的速度和次数而变化。前面所提到的凸缘的厚度D1的尺寸以顶部厚度作为计算标准。
所述的凸缘204与板体205相连的外侧表面208为光滑过渡，可以有效避免应力集中现象，进一步确保冷却管与主板的钎焊缝强度。
所述的凸缘204和翻边201均背向气室1。
结合图10，本发明的EGR冷却器按以下方式装配：
1、将冷却管5的两端分别穿入一对主板的穿孔203内，使冷却管5的外壁501与凸缘内壁209相抵；
2、主板2置于气室1的端部，使主板的端面211与气室的止口平面101相抵，主板翻边的外侧面207与气室的内壁102相抵；
3、将水壳体4插入主板2的凹槽202内，使水壳体4的端部401与凹槽的槽底210相抵，水壳体4的外侧面402与主板翻边的内壁206相抵，
4、将端气室1、两端主板2、水壳体4和冷却管5装配成组件后，通过钎焊焊接成一体。
参照图11和图12，本发明EGR冷却器的另一种实施方式。与前面的实施方式不同之处在于：在本实施方式中，所述主板的凸缘朝向气室1。其它结构与前一实施方式相同。凸缘204的朝向与冷却管5的装配方向一致，可以对冷却管5的插入起到导向作用，有利于装配。
应该理解到的是：上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种EGR冷却器主板，包括板体，所述的板体上开设有一到多组与冷却管相适配的穿孔，其特征在于所述的板体周边具有翻边；所述的穿孔周边具有与板体平面垂直的凸缘，并且所述凸缘的厚度小于所述板体的厚度。
2.如权利要求1所述的一种EGR冷却器主板，其特征在于所述凸缘的厚度为所述板体的厚度的30%~60%。
3.如权利要求2所述的一种EGR冷却器主板，其特征在于所述凸缘的厚度为0.2~0.6mm，所述板体的厚度为0.6~2mm。
4.如权利要求1所述的一种EGR冷却器主板，其特征在于所述的穿孔和凸缘通过冲压拉伸变薄形成。
5.如权利要求4所述的一种EGR冷却器主板，其特征在于所述的穿孔和凸缘通过两到多次冲压拉伸变薄形成。
6.如权利要求1所述的一种EGR冷却器主板，其特征在于所述的穿孔和凸缘通过先冲压拉伸变薄，再切除多余材料形成。
7.如权利要求1所述的一种EGR冷却器主板，其特征在于所述的凸缘与板体相连的外侧表面为光滑过渡。
8.如权利要求1所述的一种EGR冷却器主板，其特征在于所述的凸缘朝向或背向气室。
9.如权利要求1~9任何一项所述的一种EGR冷却器主板，其特征在于所述的翻边内侧还设有凹槽。
10.一种EGR冷却器，包括两端气室、两端主板和中间的水壳体，所述的水壳体上设有进出水管，水壳体内设有一到多组冷却管；所述的主板上开设有一到多组与所述冷却管相适配的穿孔，其特征在于所述的主板为权利要求1~9任何一项所述的结构，所述的冷却管两端分别穿入一对主板的穿孔内，并与凸缘内壁相抵。
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