CN202132100U - 一种叠片式的板翅式结构egr冷却器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种叠片式的板翅式结构的EGR冷却器，包括下壳体、上壳体、前端的联接法兰和后盖，所述的芯子组件包括底交替设置的芯片组件和气侧翅片；所述的芯子组件的前端设有进气隔条，且被该进气隔条分隔成进气口和出气口。本实用新型解决了板翅式EGR冷却器内部芯子组件与外围壳体轴向热胀冷缩不一致问题，消除了因此而产生的应力，提高了产品的运行可靠性。取消了芯子组件两端的联接端板，杜绝了常规设计模式该处焊接缝的开裂失效模式。解决了常规设计模式芯片组件与联接端板的配合问题，提高了产品的制造工艺性，提高了产品合格率，降低了产品制造成本。

Description

一种叠片式的板翅式结构EGR冷却器

技术领域

本实用新型涉及一种EGR冷却器，具体说是一种柴油机用叠片式的板翅式结构EGR冷却器。它可以广泛应用在各种汽车柴油发动机上。

背景技术

随着排放要求的日益严格，废气再循环技术越来越多地应用在动力装置上，各种结构EGR冷却器相继产生。其中，板翅式结构EGR冷却器，因其卓越的散热性能，得到更多的应用。

常规的板翅式结构EGR冷却器，其气侧通道由多个芯片组件单元(或扁管组件单元)构成。单个芯片组件单元由芯片包裹换热翅片(或由扁管内部塞置换热翅片)方式构成。每个芯片组件单元(或扁管组件单元)与两端端板对应的孔焊接，构成芯子组件。芯子组件的两端端板又与壳体、进(出)气室等焊接。壳体上焊接进水接口、出水接口。这样，芯片组件单元(或扁管组件单元)内侧流通废气，芯片组件单元(或扁管组件单元)外侧与壳体内腔流通冷却水，构成EGR冷却器总成。

这种常规的板翅式EGR冷却器至少存在以下二点不足：其一，EGR冷却器运行时，壳体与芯片组件单元(或扁管组件单元)的热胀冷缩程度不同，形成轴向应力，两端板与芯片组件单元(或扁管组件单元)端部的焊接缝极易开裂。其二，芯片组件单元(或扁管组件单元)与两端的焊接，必须保证精确的配合间隙，才能有效保证焊接接缝的强度。否则，焊接时便会产生虚焊现象，造成产品运行可靠性隐患。所以，其对零件配合尺寸精度要求高，并因此造成零件间装配难度高，产品制造工艺性差、合格率低。

发明内容

本实用新型要解决的是上述设计上的不足，旨在提供一种更适应于各种发动机用的叠片式的板翅式结构EGR冷却器。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种叠片式的板翅式结构EGR冷却器，包括下壳体、上壳体、前端的联接法兰和后盖，其特征在于所述的上壳体上设有进水口和出水口，在所述的进水口和出水口上分别连接进水管接头和出水管接头；所述的下壳体和上壳体内设有芯子组件，所述的芯子组件包括交替设置的芯片组件和气侧翅片；所述每个芯片组件上设有进水口和出水口，并与芯片内的腔室联通，形成冷却水流道，上壳体的进水口依次和各层冷却水流道的进水口联通，上壳体的出水口依次和各层冷却水流道的出水口联通；所述的芯子组件的前端设有进气隔条，且被该进气隔条分隔成进气口和出气口；所述的气侧翅片的长度小于所述芯子组件的长度，所述的气侧翅片的后端与所述后盖间的空腔形成气侧流道。

上述新型设计方案，芯子组件与壳体的刚性固定联接位置只有进、出水口部位。其他部位均不作刚性固定联接。这样，芯子组件受热状态下轴向可以自由伸缩，不受壳体限制，有效的消除了轴向应力。

并且，这种新型设计方案，芯子组件两端没有端板，不存在芯片与端板孔的精确配合问题与焊接缝开裂问题，提高了产品的制造工艺性与运行可靠性，提高了产品合格率。另外一方面，芯片是由板材冲压成型，并且以叠片方式完成EGR冷却器芯子装配。这种方式降低了零件的制作成本，提高了产品生产效率，降低了产品成本。

根据本实用新型，所述的芯片组件包括底芯片组件、一组中间芯片组件和顶芯片组件，所述的底芯片组件由上芯片和底芯片对合构成，所述的每个中间芯片组件由上芯片和下芯片对合构成，所述的顶芯片组件由顶芯片和下芯片对合构成，其中，所述的顶芯片、上芯片和下芯片上均设有进水口和出水口。所述各芯片的进水口和出水口设置在向外的水口凸台上。实际操作时，可先在芯片上冲压出水口凸台，然后再在该水口凸台上开设通孔形成进水口和出水口。

根据本实用新型，所述底芯片上对应于进水口和出水口处设有向外的凸起，该凸起的底部与下壳体接触，以提高芯片组件的强度。

作为本实用新型的进一步改进，所述芯片上设有长条状的凸筋，上、下芯片的凸筋互相对应，起到规划水流方向的作用。

作为本实用新型的再进一步改进，所述芯片上围绕所述的凸筋设有多个向内的小凸台，上、下芯片的小凸台互相对应支撑，既增加了芯子整体刚性，又可以使冷却水充分紊流，优化水流场。

作为本实用新型的再进一步改进，所述壳体向内冲压有筋条，起到对芯子组件的支撑作用，满足冷却器整结构强度需要。

作为本实用新型的再进一步改进，所述芯片周边间隔设置有多个卡扣，上、下芯片压边时扣住。也可周边整边包边压紧。提高钎焊可靠性与合格率。

作为本实用新型的更进一步改进，所述气侧翅片的齿条设计成波浪形形式，起到强化气侧紊流、增加散热面积、减少积碳形成、提高换热性能的作用。

综上所述，本实用新型的叠片式的板翅式结构EGR冷却器，解决了内部芯子组件与外围壳体轴向热胀冷缩不一致问题，消除了因此而产生的应力，提高了产品的运行可靠性。取消了芯子组件两端的联接端板，杜绝了常规设计模式该处焊接缝的开裂失效模式。解决了常规设计模式芯片组件与联接端板的配合问题，提高了产品的制造工艺性，提高了产品合格率，降低了产品制造成本。并且，气侧翅片的优化设计，进一步提高了换热性能。水侧小凸台与筋的合理排布设计，改善了水流场，提高了产品运行可靠性。所以，本实用新型为板翅式结构EGR冷却器的设计提供了新的科学的方案与设计依据。

本实用新型还要提供另一种结构的叠片式的板翅式结构EGR冷却器，包括下壳体、上壳体、前端联接法兰和后端联接法兰，其特征在于所述的上壳体上设有进水口和出水口，在所述的进水口和出水口上分别连接进水管接头和出水管接头；所述的下壳体和上壳体内设有芯子组件，所述的芯子组件包括底交替设置的芯片组件和气侧翅片；所述每个芯片组件上设有进水口和出水口，并与芯片内的腔室联通，形成冷却水流道，上壳体的进水口依次和各层冷却水流道的进水口联通，上壳体的出水口依次和各层冷却水流道的出水口联通。

与第一种技术方案相比，本技术方案采用前后联接法兰，进气口和出气口分别位于芯子组件的前端和后端，因此气侧流道呈直线形，但能够达到相同的技术效果，并且可移去进气隔条。而第一种技术方案的气侧流道呈“U”形。

附图说明

图1是一种叠片式的板翅式结构EGR冷却器整体结构示意图。

图2是一种叠片式的板翅式结构EGR冷却器的整体结构分解示意图。

图3是一种叠片式的板翅式结构EGR冷却器中间芯片组件结构示意图。

图4是一种叠片式的板翅式结构EGR冷却器中间芯片组件的上芯片示意图。

图5是一种叠片式的板翅式结构EGR冷却器中间芯片组件的下芯片示意图。

图6是一种叠片式的板翅式结构EGR冷却器底芯片组件的结构示意图。

图7是一种叠片式的板翅式结构EGR冷却器底芯片组件的底芯片示意图。

图8是一种叠片式的板翅式结构EGR冷却器顶芯片组件的结构示意图。

图9是一种叠片式的板翅式结构EGR冷却器顶芯片组件的顶芯片示意图。

图10是气侧翅片示意图。

图11是水口位置横截面结构示意图。

图12是中间位置横截面结构示意图。

图13是一种气路U型结构的水路流向示意图。

图14是又一种气路U型结构的水路流向示意图。

图15是又一种气路U型结构的水路流向示意图。

图16是又一种气路U型结构的水路流向示意图。

图17是一种气路U型结构的示意图。

图18是一种气路直通型结构的示意图。

图19是本实用新型一种气路直通型实施方式的结构示意图。

图20是常规设计的板翅式结构EGR冷却器的整体结构分解示意图。

具体实施方式

参照图20，常规的板式EGR冷却器结构模式，其管子组件(或芯片组件)16内部流通废气，需要插入两端的端板18对应的孔内。对管子组件(或芯片组件)16管口外径与端板18内孔的配合间隙要求高，插装困难，制造工艺性差。端板18与壳本19焊接，又与前部联接法兰2、后部后盖17焊接，造成内部管子组件(或芯片组件)16与外部壳体19的轴向冷热膨胀不一致而形成应力，最终导致管子组件(或芯片组件)16口端与端板18内孔之间的焊缝开裂。

参照图1、图2、图11和图12，本实用新型的叠片式的板翅式结构EGR冷却器，包括下壳体4、上壳体5、前端的联接法兰2和后盖7，所述的上壳体5上设有进水口23和出水口24，在所述的进水口23和出水口24上分别连接进水管接头61和出水管接头62；所述的下壳体4和上壳体5内设有芯子组件3，所述的芯子组件3包括交替设置的芯片组件8、9、10和气侧翅片11；所述每个芯片组件8、9、10上设有进水口20和出水口21，并与芯片内的腔室联通，形成冷却水流道，上壳体5的进水口23依次和各层冷却水流道的进水口20联通，上壳体5的出水口24依次和各层冷却水流道的出水口21联通；所述的芯子组件3的前端设有进气隔条1，且被该进气隔条1分隔成进气口25和出气口26；所述的气侧翅片11的长度小于所述芯子组件3的长度，所述的气侧翅片11的后端与所述后盖7间的空腔形成气侧流道。

所述的芯子组件3包括底芯片组件8、一组中间芯片组件9和顶芯片组件10。

参照图3、图4、图5、图11和图12，所述中间芯片组件9由上芯片13和下芯片12组成。所述的上芯片13和下芯片12上冲压出水口凸台c、e，在该水口凸台c、e上开设通孔形成进水口20和出水口21。

芯片中间沿长度方向冲压有向内的长条状凸筋b，该长条状凸筋b的长度小于芯片的长度；在上芯片13和下芯片12靠近前端处设有一对弧形的凸筋b。上、下芯片的凸筋b互相对应，使水流呈“U”形走向。

在上芯片13和下芯片12的其它部位设有多个向内的小凸台a，上、下芯片的小凸台a互相对应支撑，既增加了芯子整体刚性，又可以使冷却水充分紊流，优化水流场。

所述上下芯片周边间隔设置有多个卡扣27，在上、下芯片压边时将其扣住。

参照图6、图7，所述底芯片组件8由上芯片13和底芯片14组成。底芯片14的结构与下芯片12的结构基本相同，不同之处在于底芯片14上不设进水口和出水口，而是在对应于进水口和出水口处设有向外的凸起d，该凸起d的底部与下壳体接触，以提高芯片组件的强度。

参照图8、图9，所述顶芯片组件10由顶芯片15和下芯片12组成。所述的顶芯片15结构与上芯片13的结构基本相同，不同之处在于水口凸台c、e的高度略低一些，以符合与上壳体5焊接配合要求。

参照图2，所述下壳体4和上壳体5上向内冲压有凸筋f。

参照图10，所述气侧翅片11轴向设计成波浪型形式。

所述冷却器的冷却水流向可以是多种方式规划，见图2、图13、图14、图15、图16等示意。

在本实施方式中，所述冷却器的废气流向是U型流向，见图1和图17。

参照图19，本实用新型的另一种实施方式，与前一实施方式不同之处在于将后盖7改为后端联接法兰22，并移去进气隔条1，这样，进气口和出气口分别位于芯子组件的前端和后端，因此，本实施方式的冷却器的废气流向是直通型流向。

应该理解到的是：上述实施方式只是对本实用新型的说明，而不是对本实用新型的限制，任何不超出本实用新型精神范围内的实用新型创造，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种叠片式的板翅式结构EGR冷却器，包括下壳体(4)、上壳体(5)、前端的联接法兰(2)和后盖(7)，其特征在于所述的上壳体(5)上设有进水口(23)和出水口(24)，在所述的进水口(23)和出水口(24)上分别连接进水管接头(61)和出水管接头(62)；所述的下壳体(4)和上壳体(5)内设有芯子组件(3)，所述的芯子组件(3)包括交替设置的芯片组件(8、9、10)和气侧翅片(11)；所述每个芯片组件(8、9、10)上设有进水口(20)和出水口(21)，并与芯片内的腔室联通，形成冷却水流道，上壳体(5)的进水口(23)依次和各层冷却水流道的进水口(20)联通，上壳体(5)的出水口(24)依次和各层冷却水流道的出水口(21)联通；所述的芯子组件(3)的前端设有进气隔条(1)，且被该进气隔条(1)分隔成进气口(25)和出气口(26)；所述的气侧翅片(11)的长度小于所述芯子组件(3)的长度，所述的气侧翅片(11)的后端与所述后盖(7)间的空腔形成气侧流道。

2.如权利要求1所述的叠片式的板翅式结构EGR冷却器，其特征在于所述的芯片组件(8、9、10)包括底芯片组件(8)、一组中间芯片组件(9)和顶芯片组件(10)，所述的底芯片组件(8)由上芯片(13)和底芯片(14)对合构成，所述的每个中间芯片组件(9)由上芯片(13)和下芯片(12)对合构成，所述的顶芯片组件(10)由顶芯片(15)和下芯片(12)对合构成，其中，所述的顶芯片(15)、上芯片(13)和下芯片(12)上均设有进水口(20)和出水口(21)。

3.如权利要求2所述的叠片式的板翅式结构EGR冷却器，其特征在于所述各芯片的进水口(20)和出水口(21)设置在向外的水口凸台(c、e)上。

4.如权利要求3所述的叠片式的板翅式结构EGR冷却器，其特征在于底芯片(14)上对应于进水口(20)和出水口(21)处设有向外的凸起(d)。

5.如权利要求2所述的叠片式的板翅式结构EGR冷却器，其特征在于所述芯片(12、13、14、15)上设有向内的长条状凸筋(b)；所述芯片(12、13、14、15)上围绕所述的凸筋(b)设有多个向内的小凸台(a)。

6.如权利要求1-5任何一项所述的叠片式的板翅式结构EGR冷却器，其特征在于所述上壳体(4)和下壳体(5)上还设有向内的凸筋(f)。

7.如权利要求6所述的叠片式的板翅式结构EGR冷却器，其特征在于所述气侧翅片(11)轴向设计成波浪型形式。

8.一种叠片式的板翅式结构EGR冷却器，包括下壳体(4)、上壳体(5)、前端联接法兰(2)和后端联接法兰(22)，其特征在于所述的上壳体(5)上设有进水口(23)和出水口(24)，在所述的进水口(23)和出水口(24)上分别连接进水管接头(61)和出水管接头(62)；所述的下壳体(4)和上壳体(5)内设有芯子组件(3)，所述的芯子组件(3)包括底交替设置的芯片组件(8、9、10)和气侧翅片(11)；所述每个芯片组件(8、9、10)上设有进水口(20)和出水口(21)，并与芯片内的腔室联通，形成冷却水流道，上壳体(5)的进水口(23)依次和各层冷却水流道的进水口(20)联通，上壳体(5)的出水口(24)依次和各层冷却水流道的出水口(21)联通。

9.如权利要求1所述的叠片式的板翅式结构EGR冷却器，其特征在于所述的芯片组件(8、9、10)包括底芯片组件(8)、一组中间芯片组件(9)和顶芯片组件(10)，所述的底芯片组件(8)由上芯片(13)和底芯片(14)对合构成，所述的每个中间芯片组件(9)由上芯片(13)和下芯片(12)对合构成，所述的顶芯片组件(10)由顶芯片(15)和下芯片(12)对合构成，其中，所述的顶芯片(15)、上芯片(13)和下芯片(12)上均设有进水口(20)和出水口(21)。

10.如权利要求9所述的叠片式的板翅式结构EGR冷却器，其特征在于所述各芯片的进水口(20)和出水口(21)设置在向外的水口凸台(c、e)上。

11.如权利要求10所述的叠片式的板翅式结构EGR冷却器，其特征在于底芯片(14)上对应于进水口(20)和出水口(21)处设有向外的凸起(d)。

12.如权利要求9所述的叠片式的板翅式结构EGR冷却器，其特征在于所述芯片(12、13、14、15)上设有长条状凸筋(b)；所述芯片(12、13、14、15)上围绕所述的凸筋(b)设有多个向内的小凸台(a)。

13.如权利要求8-12任何一项所述的叠片式的板翅式结构EGR冷却器，其特征在于所述上壳体(4)和下壳体(5)上还设有向内的凸筋(f)。

14.如权利要求13所述的叠片式的板翅式结构EGR冷却器，其特征在于所述气侧翅片(11)轴向设计成波浪型形式。

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