CN211397739U - Egr冷却器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种EGR冷却器，包括导气翅片，导气翅片包括：多块隔板，每一块隔板沿其长度方向呈波浪状，多块隔板在厚度等间距地设置，每一块隔板分别通过第一连接板和第二连接板与其前、后的两块隔板连接，导气管具有相对的第一导热板和第二导热板，每一块第一连接板均与第一导热板贴合并固定连接，每一块第二连接板均与第二导热板贴合并固定连接，相邻两块隔板、第一导热板以及第二导热板之间形成气流通道。本实用新型提供的EGR冷却器，导气翅片与导气管之间形成波浪状的气流通道，增大了热交换的面积，还使得废气在换热管中形成紊流，提升冷却器的冷却效率，另外，气流通道圆滑过渡，无死角，避免了积碳和点蚀现象发生。

Description

EGR冷却器

技术领域

本实用新型涉及热交换器技术领域，具体地说，是一种EGR(Exhaust GasRecirculation，废气再循环装置)冷却器。

背景技术

通常，汽车的废气(Exhaust Gas)中包含大量的一氧化碳、氮氧化物、碳化氢等有害物质。尤其，引擎的温度越高，氮氧化物之类的有害物质的释放量量越增加。EGR之类的装置是为了减少氮氧化物之类的有害废气。EGR将车辆的废气中的一部分与混合气体一起吸入，从而降低燃烧室的温度，据此减少氮氧化物或硫氧化物等有害物质的排出的功能。

EGR冷却器是用来降低EGR气体温度的装置，流入到EGR冷却器的废气被通过引擎排出的冷却水冷却。

目前EGR冷却器如图1和2所示，为提升冷却效率，冷却器1′中的散热管2′设置成螺旋管结构，可在一定程度上延长散热管2′的冷却行程，同时因螺旋管中螺旋槽21′的阻流作用，可减缓尾气的冷却流速，延长热交换时间，以此来实现冷却器1′冷却效率的提升。但螺旋槽21′的连续内凹结构存在气流死角，随着尾气冷却流速的降低，会造成螺旋槽21′中的积碳现象非常严重，不仅影响散热管2′的冷却效率，严重时甚至会造成散热管2′的堵塞。同时螺旋槽21′的连续内凹结构设置也导致螺旋管壁厚的增加，过厚的壁厚会在一定程度上影响螺旋管的散热效率。此外，当燃料油经过不完全燃烧时，所排出的高温气体中含有水蒸气和一定数量的氯化物和硫化物，这些水蒸气在散热管2′外部冷却水的作用下，在散热管2′内腔壁上形成水珠与氯化物、硫化物反应形成酸性物质并沉积在螺旋槽21′中，无法直接排出导致酸性物质不断的浓缩集中而腐蚀散热管2′内壁，造成散热管2′内壁出现点蚀现象。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种EGR冷却器，提升冷却器的冷却效率，避免积碳和点蚀现象发生。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种EGR冷却器，包括：壳体和换热芯，所述壳体的两端分别设置有进气口和出气口，所述换热芯位于所述壳体内，包括：多根换热管、第一固定组件和第二固定组件，每一根所述换热管的两端分别与所述第一固定组件和第二固定组件固定连接，所述第一固定组件和第二固定组件分别与所述壳体固定连接，所述第一固定组件、第二固定组件、每一根所述换热管的外壁以及壳体的空腔壁之间形成密封的冷却液腔，用于供冷却液流动，所述壳体上开设有与所述冷却液腔连通的进液口和出液口，每一根所述换热管为分别与所述进气口和出气口连通，高温废气依次流经所述进气口、换热管和出气口，冷却液依次流经所述进液口、冷却液腔和出液口，其中，每一根所述换热管包括：导气管和导气翅片，所述导气管为扁平状的中空管件，其两端分别与所述第一固定组件和第二固定组件固定连接，所述导气翅片设置于所述导气管空腔中，所述导气翅片包括：多块隔板，每一块所述隔板沿其长度方向呈波浪状，多块所述隔板在每一块所述隔板的厚度方向平行地并等间距地设置，每一块所述隔板分别通过第一连接板和第二连接板与其前、后的两块所述隔板连接，所述第一连接板和第二连接板分别位于所述隔板宽度方向的两端并均与所述隔板垂直，所述导气管具有相对的第一导热板和第二导热板，每一块所述第一连接板均与所述第一导热板贴合并固定连接，每一块所述第二连接板均与所述第二导热板贴合并固定连接，相邻两块所述隔板、所述第一导热板以及所述第二导热板之间形成气流通道。

进一步地，每一块所述隔板在长度方向具有交替的波峰与波谷，相邻所述波峰和所述波谷在所述隔板的厚度方向的距离为0.6~1mm，相邻两个所述波峰或相邻两个所述波谷之间的间距为6~10mm，相邻两块所述隔板之间的间距为2.25~2.65mm。

进一步地，相邻所述波峰和所述波谷在所述隔板的厚度方向的距离为0.8mm，相邻两个所述波峰或相邻两个所述波谷之间的间距为8mm，相邻两块所述隔板之间的间距为2.45mm。

进一步地，每一块所述隔板在进气一端开设有缺口。

进一步地，每一块所述隔板在其宽度方向呈波浪状。

进一步地，所述第二固定组件整体上为中空结构，所述第二固定组件包括连接端，用于与所述壳体固定连接，所述连接端与所述出气口的形状相匹配并塞设于所述出气口中，所述出气口的内壁上开设有环设的凹槽，所述凹槽内设置有橡胶圈，所述橡胶圈夹设于所述出气口与所述连接端之间并处于挤压变形状态，所述出气口内壁与所述连接端之间留有间隙。

进一步地，在所述出气口的轴向，所述橡胶圈与所述凹槽的壁面之间留有间隙。

进一步地，所述换热芯还包括多块导流板，每一块所述导流板呈平板状，并套设于每一根所述换热管外，多块所述导流板在所述换热管长度方向分布。

进一步地，由所述进液口至所述出液口方向，相邻两块所述导流板之间的间隙逐渐增大。

进一步地，相邻两个导热管之间还设置有导液翅片。

有益效果：

本实用新型提供的EGR冷却器，导气翅片与导气管之间形成波浪状的气流通道，增大了热交换的面积，还使得废气在换热管中形成紊流，提升了冷却器的冷却效率，另外，气流通道圆滑过渡，无死角，避免了积碳和点蚀现象发生。

附图说明

图1是现有技术中冷却器的结构示意图；

图2是现有技术中散热管的结构示意图；

图3是本实用新型EGR冷却器的结构示意图；

图4是图3的右视图；

图5是图3的A-A剖面图；

图6是图3的B-B剖面图；

图7是图5的局部视图C的放大图；

图8是本实用新型中换热管的结构示意图；

图9是图8的D-D断面图；

图10是图8的H-H剖面图。

图中， 1′.冷却器，2′.散热管， 21′.螺旋槽，

1.壳体，2.进气口，3.出气口，4.换热管，5.第一固定组件，6.第二固定组件，7.进液口，8.出液口，9.导气管，10.导气翅片，11.隔板，12.第一连接板，13.第二连接板，14.第一导热板，15.第二导热板，16.缺口，17.凹槽，18.橡胶圈，19.导流板，20.导流翅片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

一种EGR冷却器，如图3~6所示，包括：壳体1和换热芯，壳体1的两端分别设置有进气口2和出气口3，换热芯位于壳体1内，包括：多根换热管4、第一固定组件5和第二固定组件6，每一根换热管4的两端分别与第一固定组件5和第二固定组件6固定连接，第一固定组件5和第二固定组件6分别与壳体1固定连接，第一固定组件5、第二固定组件6、每一根换热管4的外壁以及壳体1的空腔壁之间形成密封的冷却液腔，用于供冷却液流动，壳体1上开设有与冷却液腔连通的进液口7和出液口8，每一根换热管4为分别与进气口2和出气口3连通，高温废气依次流经进气口2、换热管4和出气口5，冷却液依次流经进液口7、冷却液腔和出液口8。

其中，如图8和图9所示，每一根换热管4包括：导气管9和导气翅片10，导气管9为扁平状的中空管件，其两端分别与第一固定组件5和第二固定组件6固定连接，导气翅片10设置于导气管9空腔中，导气翅片10包括：多块隔板11，每一块隔板11沿其长度方向（图8水平方向）呈波浪状，多块隔板11在每一块隔板11的厚度方向（图8竖直方向）平行地并等间距地设置，每一块隔板11分别通过第一连接板12和第二连接板13与其前、后的两块隔板11连接，分别位于隔板11宽度方向（图9水平方向）的两端并均与隔板11垂直，导气管9具有相对的第一导热板14和第二导热板15，每一块第一连接板12均与第一导热板14贴合并固定连接，每一块第二连接板13均与第二导热板15贴合并固定连接，相邻两块隔板11、第一导热板14以及第二导热板15之间形成波浪状的气流通道。

本实用新型提供的EGR冷却器，波浪状的气流通道，增大了热交换的面积，还使得废气在换热管中形成紊流，提升冷却器的冷却效率，另外，气流通道圆滑过渡，无死角，避免了积碳和点蚀现象发生。

气流通道的不同规格严重影响冷却效率的大小，也即隔板11的不同规格严重影响冷却效率的大小。每一块隔板11在长度方向具有交替的波峰与波谷。隔板11的规格中，最重要的几个参数分别为：相邻波峰和波谷在隔板11的厚度方向的距离E，相邻两个波峰或相邻两个波谷之间的间距G，相邻两块隔板11之间的间距F。本实施例的一可选实施方式中，相邻波峰和波谷在隔板11的厚度方向的距离E为0.6~1mm，优先0.8mm，相邻两个波峰或相邻两个波谷之间的间距G为6~10mm，优先8mm，相邻两块隔板11之间的间距F为2.25~2.65mm，优先2.45mm。为验证本实施方式的实际冷却效率，作了模拟试验，试验条件如下：进气口2气体流量30kg/h，进气口2废气温度480℃，进液口7冷却液流量30L/min，进液口7冷却液温度80℃。试验结果：出气口3废气温度90℃。本实施方式有效地降低了废气的温度。

由于进气端温度高，导气翅片10受热前后会发生较大的变形，在隔板11的宽度方向，因导气翅片10与导气管10固定连接，由于受热变形，可能会影响导气翅片10与导气管10之间的连接关系。为减小受热变形对导气翅片10与导气管9之间的连接关系的影响，本实施例的一可选实施方式中，如图10所示，每一块隔板11在进气一端开设有缺口16，缺口16在隔板11厚度方向贯穿隔板11。缺口16可以缓冲导气翅片10在隔板11宽度方向的变形带来的影响。进一步地，还可以将隔板11设计成在宽度方向上也呈波浪状，进一步减轻变形带来的影响。

同样地，换热芯也会受热变形，若变形量大的话，会影响换热芯与壳体1之间的连接关系，导致冷却液腔泄漏。因此，为减小受热变形对换热芯与壳体1之间的连接关系的影响，本实施例的一可选实施方式中，如图7所示，第二固定组件6整体上为中空结构，第二固定组件6包括连接端，用于与壳体1连接，连接端与出气口3的形状相匹配并塞设于出气口3中，出气口3的内壁上开设有环设的凹槽17，凹槽17内设置有橡胶圈18，橡胶圈18夹设于出气口3与第二固定组件6之间并处于挤压变形状态。出气口3内壁与连接端之间留有间隙。本实施方式中，在出气口3的径向，第二固定组件6具有一定的变形空间，也即换热芯具有一定的变形空间。另外，因为橡胶圈18可弹性变形，在出气口3的轴向，因此，第二固定组件6具有一定的变形空间，也即换热芯具有一定的变形空间。进一步地，在出气口3的轴向，为进一步增大第二固定组件6的变形空间，橡胶圈18与凹槽17的壁面之间留有间隙。

进气口2处温度最高，冷却液容易在靠近进气口2一侧沸腾，为避免该状况，本实施例的一可选实施方式中，设置冷却液引流结构，引导冷却液流向，使得冷却液集中冷却高温区域后再流向低温区域，具体地，如图5所示，换热芯还包括多块导流板19，导流板19位于冷却液腔，每一块导流板呈平板状，并套设于每一根换热管4外，多块导流板19在换热管4长度方向分布。冷却液的流动路径如图中箭头所示。进一步地，由进液口7至出液口8方向，相邻两块导流板19之间的间隙逐渐增大。

另外，上述实施方式中，如图5所示，相邻两个导热管4之间还设置有导液翅片20，导液翅片20分别与其两侧的导热管4固定连接并可传导热量，导液翅片20的结构与导气翅片10一致，此处不再赘述。导气翅片10形成的波浪状的气流通道用于废气流动，导液翅片20形成的波浪状的通道用于冷却液流动，导流翅片20的波纹状通道的延伸方向与冷却液的流动路径一致。通过设置导液翅片20，使得热交换效率更高。另外，图5中仅作示例性地展示了一块位于进液口7处的导液翅片20，根据该原理，本领域的技术人员可根据具体需要在冷却液的流动路径上设置多块导液翅片20。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种EGR冷却器，其特征在于，包括：壳体和换热芯，所述壳体的两端分别设置有进气口和出气口，所述换热芯位于所述壳体内，包括：多根换热管、第一固定组件和第二固定组件，每一根所述换热管的两端分别与所述第一固定组件和第二固定组件固定连接，所述第一固定组件和第二固定组件分别与所述壳体固定连接，所述第一固定组件、第二固定组件、每一根所述换热管的外壁以及壳体的空腔壁之间形成密封的冷却液腔，用于供冷却液流动，所述壳体上开设有与所述冷却液腔连通的进液口和出液口，每一根所述换热管分别与所述进气口和出气口连通，高温废气依次流经所述进气口、换热管和出气口，冷却液依次流经所述进液口、冷却液腔和出液口，其中，每一根所述换热管包括：导气管和导气翅片，所述导气管为扁平状的中空管件，其两端分别与所述第一固定组件和第二固定组件固定连接，所述导气翅片设置于所述导气管空腔中，所述导气翅片包括：多块隔板，每一块所述隔板沿其长度方向呈波浪状，多块所述隔板在每一块所述隔板的厚度方向平行地并等间距地设置，每一块所述隔板分别通过第一连接板和第二连接板与其前、后的两块所述隔板连接，所述第一连接板和第二连接板分别位于所述隔板宽度方向的两端并均与所述隔板垂直，所述导气管具有相对的第一导热板和第二导热板，每一块所述第一连接板均与所述第一导热板贴合并固定连接，每一块所述第二连接板均与所述第二导热板贴合并固定连接，相邻两块所述隔板、所述第一导热板以及所述第二导热板之间形成气流通道。

2.如权利要求1所述的EGR冷却器，其特征在于，每一块所述隔板在长度方向具有交替的波峰与波谷，相邻所述波峰和所述波谷在所述隔板的厚度方向的距离为0.6~1mm，相邻两个所述波峰或相邻两个所述波谷之间的间距为6~10mm，相邻两块所述隔板之间的间距为2.25~2.65mm。

3.如权利要求2所述的EGR冷却器，其特征在于，相邻所述波峰和所述波谷在所述隔板的厚度方向的距离为0.8mm，相邻两个所述波峰或相邻两个所述波谷之间的间距为8mm，相邻两块所述隔板之间的间距为2.45mm。

4.如权利要求1所述的EGR冷却器，其特征在于，每一块所述隔板在进气一端开设有缺口。

5.如权利要求4所述的EGR冷却器，其特征在于，每一块所述隔板在其宽度方向呈波浪状。

6.如权利要求1所述的EGR冷却器，其特征在于，所述第二固定组件整体上为中空结构，所述第二固定组件包括连接端，用于与所述壳体固定连接，所述连接端与所述出气口的形状相匹配并塞设于所述出气口中，所述出气口的内壁上开设有环设的凹槽，所述凹槽内设置有橡胶圈，所述橡胶圈夹设于所述出气口与所述连接端之间并处于挤压变形状态，所述出气口内壁与所述连接端之间留有间隙。

7.如权利要求6所述的EGR冷却器，其特征在于，在所述出气口的轴向，所述橡胶圈与所述凹槽的壁面之间留有间隙。

8.如权利要求1所述的EGR冷却器，其特征在于，所述换热芯还包括多块导流板，每一块所述导流板呈平板状，并套设于每一根所述换热管外，多块所述导流板在所述换热管长度方向分布。

9.如权利要求8所述的EGR冷却器，其特征在于，由所述进液口至所述出液口方向，相邻两块所述导流板之间的间隙逐渐增大。

10.如权利要求8所述的EGR冷却器，其特征在于，相邻两个导热管之间还设置有导液翅片。

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