CN113482808A - 一种egr冷却器及egr系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于发动机技术领域，公开了一种EGR冷却器及EGR系统；所述EGR冷却器包括：壳体以及固定在所述壳体内的换热翅片、冷却液流道以及间距调整机构；所述换热翅片包括：可伸缩片体；所述可伸缩片体通过固定件连接在两个相邻的所述冷却液流道上；所述间距调整机构与所述两个相邻冷却液流道相连；其中，所述间距调整结构的调整方向与所述可伸缩片体的伸缩方向一致。本发明EGR冷却器及EGR系统能够灵活调整换热面积，适应各种换热工况的需求。

Description

一种EGR冷却器及EGR系统
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种EGR冷却器及EGR系统。
背景技术
EGR系统可以降低排气NOx，同时提高部分负荷时燃油经济性。为了保证发动机的安全高效运行，通常设置有EGR冷却器对进入EGR系统的废气进行冷却，避免高热的废气加热气缸进气，通常进气温度控制在80-120℃，而后进入气缸。但是，现有的EGR冷却器采用旁通阀进行分流控制，极易受到分流混合温度扰动影响，导致换热效果不理想。
发明内容
本发明提供一种EGR冷却器及EGR系统，解决现有技术中EGR冷却器分流混合不均导致温度测量精确性及冷却效果不理想的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种EGR冷却器，包括：壳体以及固定在所述壳体内的换热翅片、冷却液流道以及间距调整机构；
所述换热翅片包括：可伸缩片体；
所述可伸缩片体通过固定件连接在两个相邻的所述冷却液流道上；
所述间距调整机构与所述两个相邻冷却液流道相连；
其中，所述间距调整结构的调整方向与所述可伸缩片体的伸缩方向一致。
进一步的，所述可伸缩片体包括：冷却片板组；
所述冷却片板组中，相邻两个所述冷却片板嵌套相连，且嵌套的两个所述冷却片板可相对滑动；
所述冷却片板组中，在伸缩方向上，两端的所述冷却片板通过所述固定件连接所述冷却液流道。
进一步的，所述可伸缩片体包括：冷却片板组；
所述冷却片板组中的冷却片板顺次相连，且相邻的所述冷却片板之间通过铰链相连。
进一步的，所述固定件包括：翅片连接板；
相邻两个所述可伸缩片体的端部分别与所述翅片连接板相连，所述翅片连接板固定在所述冷却液流道上。
进一步的，相邻三个所述可伸缩片体中，第一个所述伸缩片体的第一端和第二个所述伸缩片体的第一端通过一块所述翅片连接板相连，所述第二个所述伸缩片体的第二端和第三个所述伸缩片体的第二端通过另一块所述翅片连接板相连。
进一步的，所述间距调整机构包括：丝杆电机、丝杆以及螺母；
所述丝杆电机固定在壳体上，所述丝杆与所述丝杆电机的转轴相连；
所述螺母固定在所述冷却液流道上，所述螺母套接在所述丝杆上，且所述丝杆的轴向与所述伸缩片体的伸缩方向一致。
进一步的，所述间距调整机构的数量为两个，两个所述间距调整机构设置在所述冷却液流道的对角线两端。
进一步的，在所述壳体中间隔布置的多块冷却液流道中，两端部的两块所述冷却液流道与所述壳体之间连接有弹性连接件。
进一步的，所述弹性连接件为弹簧。
一种EGR系统，包括：任一项所述的EGR冷却器。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的EGR冷却器及EGR系统，通过将EGR换热器的换热翅片设置成可伸缩片体，并在与所述可伸缩片体两端相连的冷却液流道之间设置间距调整机构，从而通过主动调整两冷却液流道之间的距离，从而拉动所述可伸缩片体伸缩动作，调整换热面积，以满足各种工况下的换热需求，达到良好的换热效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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。
图1为本发明实施例提供的EGR冷却器芯体的结构示意图；
图2为图1中的EGR冷却器的换热翅片的结构示意图；
图3为图1中的EGR冷却器的间距调整机构的布置示意图；
图4为图1中的EGR冷却器的剖面图；
图5为图1中的EGR冷却器的芯体与壳体的连接结构示意图；
图6为图1中的EGR冷却器的控制逻辑示意图。
其中，附图标记：
10-冷却液流道，20-换热翅片，21-翅片连接板，22-气体流道，23-铰链，24-冷却片板，30-丝杆电机，40-丝杆，41-螺母，50-壳体，51-气体入口，52-气体出口，53-弹性连接件。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
下面结合附图并参考具体实施例描述本申请。
本申请实施例通过提供一种EGR冷却器及EGR系统，解决现有技术中EGR冷却器冷却效果不理想的技术问题。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
参见图1、图2、图3和图5，一种EGR冷却器，包括：壳体50以及固定在所述壳体50内的换热翅片20、冷却液流道10以及间距调整机构。
本实施例中，所述换热翅片20包括：可伸缩片体；所述可伸缩片体通过固定件连接在两个相邻的所述冷却液流道10上；所述间距调整机构与所述两个相邻冷却液流道10相连；其中，所述间距调整结构的调整方向与所述可伸缩片体的伸缩方向一致。
从而，能够通过驱动所述间距调整结构动作，调整两个相邻的所述冷却液流道10之间的间距，从而调整可伸缩片体的伸缩程度，继而调整换热翅片的换热面积，从而调整换热效率。
另一方面，可伸缩片体由冷却片板组构成，通过不同的伸缩配合方式，形成不同结构形式的伸缩片体。
在一些实施例中，所述冷却片板组中，相邻两个所述冷却片板24嵌套相连，且嵌套的两个所述冷却片板24可相对滑动；所述冷却片板组中，在伸缩方向上，两端的所述冷却片板24通过所述固定件连接所述冷却液流道10。
也就是说，通过相互嵌套的方式，实现可靠的相互滑动的结构方式，当然。也可以采用类似相互滑动的方式，在相邻所述冷却片板24之间设置滑槽和滑块，相邻两个所述冷却片板24中，一个所述冷却片板24的滑块可滑动地嵌于另一个所述冷却片板24的滑槽中，以此类推即可完成所述冷却片板组的连接。
或者，将所述冷却片板组中的所述冷却片板24顺次相连，且相邻的所述冷却片板24之间通过铰链相连，从而整体成锯齿状的换热翅片20，从而通过所述冷却片板24的相互折叠，实现整体的换热面积的伸缩调整。
当然，考虑到热环境下的铰链摩擦等因素，可以考虑各种不同类型的活动连接方式，此处不再赘述。
当然，还可以将所述冷却片板组制成一体成型成可堆叠的锯齿形整体翅片，通过调整堆叠的片板的数量调整展开和压缩的姿态，保证翅片的结构稳定性。
由于，本实施例提供的换热面积调整结构的具体形式，即分层多芯的换热模块化结构，本实施例中所述冷却液流道10成板型结构。
相应的，所述固定件采用翅片连接板21；相邻两个所述可伸缩片体的端部分别与所述翅片连接板21相连，所述翅片连接板21固定在所述冷却液流道10上，实现可靠的固定，并且保持较大的接触换热面积。
进一步的，相邻三个所述可伸缩片体中，第一个所述伸缩片体的第一端和第二个所述伸缩片体的第一端通过一块所述翅片连接板21相连，所述第二个所述伸缩片体的第二端和第三个所述伸缩片体的第二端通过另一块所述翅片连接板21相连，从而保证可靠的固定和换热结构的基础上，还能够简化结构。
本实施例中，涉及的所述间距调整机构主要进行轴向位置的调整，实现方式多样。本实施例具体采用丝杆电机30、丝杆40以及螺母41的高效丝杆驱动结构。
所述丝杆电机30固定在壳体50上，所述丝杆40与所述丝杆电机30的转轴相连；所述螺母41固定在所述冷却液流道10上，所述螺母41套接在所述丝杆40上，且所述丝杆40的轴向与所述伸缩片体的伸缩方向一致。
值得注意的是，为了满足固定的可靠性并且降低对所述冷却液流道10的损伤，可通过过渡衔接座固定到所述冷却液流道10上，而后将所述螺母固定到过渡衔接座上。
当然，也可以在所述冷却液流道10上开设一通孔，供所述丝杆40通过，和所述螺母41的固定。
参见图3，考虑到本实施例中的所述冷却液流道10的特殊形态，所述间距调整机构的数量为两个，两个所述间距调整机构设置在所述冷却液流道10的对角线两端，以保证间距调整的可靠性。
参见图5，在所述壳体50中间隔布置的多块冷却液流道10中，两端部的两块所述冷却液流道10与所述壳体50之间连接有弹性连接件53，在起到固定冷却器芯体作用的同时保证两端部的两块所述冷却液流道10能够随着丝杆电机移动。
进一步的，所述弹性连接件53为弹簧；也可以是其他弹性连接件。
参见图4，所述壳体50上开设有气体入口51和气体出口52，实现流通结构。
参见图6，本实施例提供一种上述EGR冷却器的控制策略。目标EGR冷却器温度即为EGR冷却器出口处EGR废气所要达到的温度。通过台架试验测量，得到前馈控制量与EGR冷却效率及EGR流量之间的关系。该前馈控制量用于控制目标EGR温度快速接近实际值，然后剩余的温度偏差通过PD控制器调节，使EGR冷却后温度控制在要求范围内。之后输出命令控制丝杆电机动作，从而改变废气通道高度，进而使换热面积和废气流动速度发生变化。在本发明中，当实际EGR冷却器出口温度高/低于目标EGR冷却器出口温度，前馈控制及PD控制调节换热翅片至合适高度。
本实施例还提供一种EGR系统，包括：任一项所述的EGR冷却器。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的EGR冷却器及EGR系统，通过将EGR换热器的换热翅片设置成可伸缩片体，并在与所述可伸缩片体两端相连的冷却液流道之间设置间距调整机构，从而通过主动调整两冷却液流道之间的距离，从而拉动所述可伸缩片体伸缩动作，调整换热面积，以满足各种工况下的换热需求，达到良好的换热效果。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种EGR冷却器，其特征在于，包括：壳体以及固定在所述壳体内的换热翅片、冷却液流道以及间距调整机构；
所述换热翅片包括：可伸缩片体；
所述可伸缩片体通过固定件连接在两个相邻的所述冷却液流道上；
所述间距调整机构与所述两个相邻冷却液流道相连；
其中，所述间距调整结构的调整方向与所述可伸缩片体的伸缩方向一致。
2.如权利要求1所述的EGR冷却器，其特征在于，所述可伸缩片体包括：冷却片板组；
所述冷却片板组中，相邻两个所述冷却片板嵌套相连，且嵌套的两个所述冷却片板可相对滑动；
所述冷却片板组中，在伸缩方向上，两端的所述冷却片板通过所述固定件连接所述冷却液流道。
3.如权利要求1所述的EGR冷却器，其特征在于，所述可伸缩片体包括：冷却片板组；
所述冷却片板组中的冷却片板顺次相连，且相邻的所述冷却片板之间通过铰链相连。
4.如权利要求1所述的EGR冷却器，其特征在于，所述固定件包括：翅片连接板；
相邻两个所述可伸缩片体的端部分别与所述翅片连接板相连，所述翅片连接板固定在所述冷却液流道上。
5.如权利要求4所述的EGR冷却器，其特征在于，相邻三个所述可伸缩片体中，第一个所述伸缩片体的第一端和第二个所述伸缩片体的第一端通过一块所述翅片连接板相连，所述第二个所述伸缩片体的第二端和第三个所述伸缩片体的第二端通过另一块所述翅片连接板相连。
6.如权利要求1～5任一项所述的EGR冷却器，其特征在于，所述间距调整机构包括：丝杆电机、丝杆以及螺母；
所述丝杆电机固定在壳体上，所述丝杆与所述丝杆电机的转轴相连；
所述螺母固定在所述冷却液流道上，所述螺母套接在所述丝杆上，且所述丝杆的轴向与所述伸缩片体的伸缩方向一致。
7.如权利要求6所述的EGR冷却器，其特征在于，所述间距调整机构的数量为两个，两个所述间距调整机构设置在所述冷却液流道的对角线两端。
8.如权利要求6所述的EGR冷却器，其特征在于，在所述壳体中间隔布置的多块冷却液流道中，两端部的两块所述冷却液流道与所述壳体之间连接有弹性连接件。
9.如权利要求8所述的EGR冷却器，其特征在于，所述弹性连接件为弹簧。
10.一种EGR系统，其特征在于，包括：权利要求1～9任一项所述的EGR冷却器。
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