CN212583844U - 具有双级冷却器的废气再循环装置以及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了具有双级冷却器的废气再循环装置以及车辆，双级冷却器包括：第一级冷却器、第二级冷却器以及控制阀，第一级冷却器包括第一冷却器主体，第一冷却器主体内形成有第一气道和第一冷却流道，第一冷却流道用于容纳冷却液以对第一气道进行冷却；第二级冷却器包括第二冷却器主体，第二冷却器主体内形成有第二气道和第二冷却流道，第二冷却流道用于容纳冷却液以对第二气道进行冷却；控制阀连接在第一冷却器主体与第二冷却器主体，且连通第一气道的出口与第二气道的进口，控制阀的开度可调节。由此，高温废气通过第一级冷却器冷却后，废气温度被初步降低，不用额外设计冷却水道对控制阀冷却，节约了成本，控制阀不易产生结焦、积碳。

Description

具有双级冷却器的废气再循环装置以及车辆

技术领域

本实用新型涉及冷却器领域，尤其是涉及一种具有双级冷却器的废气再循环装置以及车辆。

背景技术

车辆通常具有废气循环冷却装置，废气循环冷却装置的双级冷却器需要对废气进行处理并进行降温，以将冷却后的气体输送到发动机，双级冷却器内设置有调节流量的控制阀，控制阀设置在双级冷却器的冷端(初始进气端)或热端(最终排气端)，若在冷端，结焦积碳问题严重；若在热端，为保护阀，需要在阀座增加冷却水道，增加成本。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种具有双级冷却器的废气再循环装置以及车辆，双级冷却器无需对控制阀设计专门的冷却水道，节约了成本，而且不易产生结焦、积碳。

根据本实用新型第一方面实施例的具有双级冷却器的废气再循环装置，双级冷却器包括：第一级冷却器、第二级冷却器以及控制阀，所述第一级冷却器包括第一冷却器主体，所述第一冷却器主体内形成有第一气道和第一冷却流道，所述第一气道用于供废气通过，所述第一冷却流道用于容纳冷却液以对所述第一气道进行冷却；所述第二级冷却器包括第二冷却器主体，所述第二冷却器主体内形成有第二气道和第二冷却流道，所述第二气道用于供废气通过，所述第二冷却流道用于容纳冷却液以对所述第二气道进行冷却；所述控制阀连接在所述第一冷却器主体与所述第二冷却器主体，且连通所述第一气道的出口与所述第二气道的进口，所述控制阀的开度可调节。

根据本实用新型实施例的废气再循环装置，通过将控制阀设置在第一级冷却器与第二级冷却器之间，使高温废气通过第一级冷却器冷却后，废气温度被初步降低，由于控制阀位于第一级冷却器后，不用额外设计冷却水道对控制阀冷却，节约了成本，同时，由于废气经过了第一级冷却器后温度相较于刚进入双级冷却器的气体温度而言被初步冷却，而且废气温度不至于太低，对于控制阀来说，也不易产生结焦、积碳等问题。

在一些实施例中，所述第一冷却器主体包括壳体、进气隔板、出气隔板、进气室、出气室、进气法兰和出气法兰，进气隔板、进气室连接在所述壳体的一端与所述进气法兰之间，出气隔板、出气室连接在所述壳体的一端与所述出气法兰之间，所述控制阀的一个接口与所述出气法兰相连接。

在一些实施例中，所述第二冷却器主体的第二气道的进口设置有连接管，所述连接管与所述控制阀的另一个接口通过法兰连接。

在一些实施例中，所述第二冷却器主体的第二气道的出口设置有出气管，所述出气管、所述连接管分别与所述第二冷却器主体的外壳直接焊接。

在一些实施例中，所述控制阀的两个接口之间的夹角呈钝角，所述夹角为120-160度。

在一些实施例中，所述第一级冷却器还包括第一进水管、第一出水管，所述第一气道贯通所述第一冷却器主体的两端，所述第一进水管、所述第一出水管与所述第一冷却器主体的侧壁连接，并且与所述第一冷却流道相连通，所述第一进水管靠近所述第一气道的进口设置，所述第一出水管靠近所述第一气道的出口设置；所述控制阀的连接于连接管的接口朝向所述第一出水管所在的一侧壁倾斜。

在一些实施例中，所述连接管为弧形且包括依次连接的第一管段、第二管段、波纹管段以及第三管段，所述第一管段与所述控制阀的另一个接口连接，所述第二管段与所述第一管段之间的夹角呈锐角，所述第二管段与所述第三管段通过所述波纹管段连接，所述第三管段与所述第二冷却器主体连接且倾斜设置。

在一些实施例中，所述第二级冷却器还包括第二进水管、第二出水管，所述第二气道贯通所述第二冷却器主体的两端，所述第二进水管、所述第二出水管与所述第二冷却器主体的侧壁连接，并且与所述第二冷却流道相连通，所述第二进水管靠近所述第二气道的进口设置，所述第二出水管靠近所述第二气道的出口设置，所述第三管段朝向所述第二出水管所在的一侧壁倾斜。

在一些实施例中，所述第一冷却器主体、所述第二冷却器主体为长方体形且内部设有多个板翅式换热片。

根据本实用新型第二方面实施例的车辆，包括上述实施例的废气再循环冷却装置。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的废气再循环装置的双级冷却器的示意图。

图2是根据本实用新型实施例的废气再循环装置的双级冷却器的第一级冷却器的示意图。

图3是根据本实用新型实施例的废气再循环装置的双级冷却器的第一级冷却器的立体拆分示意图。

附图标记：

双级冷却器100，

第一级冷却器10，第一冷却器主体11，壳体111，进气隔板112，出气隔板113，进气法兰114，出气法兰115，进气室116，出气室117，第一进水管12，第一出水管13，支架14、15，

第二级冷却器20，第二冷却器主体21，出气管22，第二进水管23，第二出水管24，

控制阀30，一个接口31，另一个接口32，

连接管40，第一管段41，第二管段42，波纹管段43，第三管段44，

进气管50，软管60，硬管70。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

下面参考图1-图3描述根据本实用新型实施例的废气再循环装置。

根据本实用新型第一方面实施例的具有双级冷却器100的废气再循环装置包括：第一级冷却器10、第二级冷却器20以及控制阀30。

第一级冷却器10包括第一冷却器主体11，第一冷却器主体11内形成有第一气道和第一冷却流道，第一气道用于供废气通过，第一冷却流道用于容纳冷却液以对第一气道进行冷却。第二级冷却器20包括第二冷却器主体21，第二冷却器主体21内形成有第二气道和第二冷却流道，第二气道用于供废气通过，第二冷却流道用于容纳冷却液以对第二气道进行冷却。

控制阀30连接在第一冷却器主体11与第二冷却器主体21，且连通第一气道的出口与第二气道的进口，控制阀30的开度可调节。

也就是说，高温废气从催化器出来，进入到第一级冷却器10的第一气道中，冷却液从缸盖出来通过进水硬管70、进水胶管进入到第一级冷却器10的第一冷却流道以将第一气道内的高温废气冷却，经过冷却的废气通过控制阀30进入第二级冷却器20进行冷却，控制阀30会精准调控通过的废废气量，最终经过双级冷却器100冷却的废废气入进气歧管并均匀分配到各缸，控制阀30设置在第一级冷却器10和第二级冷却器20之间。第一级冷却器10、第二级冷却器20可以采用两种温度的冷却液进行冷却。

其中，控制阀30可以包括阀体、直流电机、齿轮减速箱、偏心组件、阀杆。控制阀30的流量调节原理为：直流电机旋转运动，通过一个齿轮箱减速机构将旋转运动传递至偏心组件，由偏心组件带动阀杆组件输出直线运动，阀杆组件通过调节行程来控制阀30的开度，从而控制通过废气的流量。

根据本实用新型实施例的废气再循环装置，通过将控制阀30设置在第一级冷却器10与第二级冷却器20之间，使高温废气通过第一级冷却器10冷却后，废气温度降低至约为122℃，由于控制阀30位于第一级冷却器10后，不用额外设计冷却水道对控制阀30冷却，节约了成本，同时，由于废气经过了第一级冷却器10后温度相较于刚进入双级冷却器100的气体温度而言被初步冷却，而且废气温度不至于太低，对于控制阀30来说，也不易产生结焦、积碳等问题。

在一些实施例中，如图2和图3所示，所述第一冷却器主体11包括壳体111、进气隔板112、出气隔板113、进气室116、出气室117、进气法兰114和出气法兰115，进气隔板112、进气室116连接在所述壳体111的一端与所述进气法兰114之间，出气隔板113、出气室117连接在所述壳体111的一端与所述出气法兰115之间，所述控制阀30的一个接口31与所述出气法兰115相连接。壳体111的侧壁还设有支架14、15。

由此，控制阀30集成到第一冷却器的冷端，改善了自身的使用环境，并且控制阀30与第一冷却器主体11通过法兰连接，更方便控制阀30的维修拆装。

在一些可选的实施例中，第二冷却器主体21的第二气道的进口设置有连接管40，连接管40与控制阀30的另一个接口32通过法兰连接。由此，连接管40的设置不仅为从第一级冷却器10排出的废气提供了缓冲，而且可以根据布置空间选择不同形状、不同长度的连接管40，以适应空间布置的要求。

在图1所示的具体实施例中，第一级冷却器10包括第一冷却器主体11、进气管50、进水硬管70、进水软管60，第二级冷却器20包括第二冷却器主体21、连接管40、出气管22。进气管50的一端与催化法兰连接，进气管50的另一端与第一级冷却器10的进气法兰114采用法兰连接，第一级冷却器10与控制阀30法兰连接，控制阀30与连接管40法兰连接，连接管40和出气管22可以集成在第二级冷却器20上，出气管22与发动机的进气歧管法兰连接，进水硬管70与进水软管60卡箍连接，进水软管60与第一级冷却器10的第一进水管12卡箍连接。其他水管也可以采用硬管70、软管60、卡箍连接的方式，在此不赘述。第二级冷却器10位于废气再循环装置的前端，废气温度相对较高，采用法兰连接的方式更能满足性能要求。

在一些实施例中，第二冷却器主体21的第二气道的出口设置有出气管22，出气管22、连接管40分别与第二冷却器主体21的外壳直接焊接，第二级冷却器20位于废气再循环装置的后端，废气温度相对较低，采用直接焊接的工艺可以满足性能要求，并且不容易开裂，并且漏气的风险较小。

由此，第二级冷却器20主体与连接管40、出气管22直接焊接，与法兰连接相比，少了4个法兰，4颗螺栓及2块垫片，降低了成本，且流经第二级冷却器20的废气温度较低，即使采用焊接的连接方式也不易开裂，连接处漏气的风险较法兰连接小。

在一些实施例中，控制阀30的两个接口之间的夹角呈钝角，夹角为120-160度。换言之，控制阀30的一个接口31与第一级冷却器10连接且沿第一冷却器的轴向分布，控制阀30的另一个接口32相对于前一个接口31倾斜设置，且与第一级冷却器10的轴向夹角为钝角。

这样，进入控制阀30的废气能够得到缓冲，使从控制阀30排出的废气更加平稳。

在一些实施例中，第一级冷却器10还包括第一进水管12、第一出水管13，第一气道贯通第一冷却器主体11的两端，第一进水管12、第一出水管13与第一冷却器主体11的侧壁连接，并且与第一冷却流道相连通，第一进水管12靠近第一气道的进口设置，第一出水管13靠近第一气道的出口设置；控制阀30的连接于连接管40的接口朝向第一出水管13所在的一侧壁倾斜。

这样，控制阀30的接口朝向第一出水管13所在的侧壁倾斜，以进一步使进入控制阀30的废气温度更低，此外，第一级冷却器10采用上述结构，使高温废气通过第一级冷却器10后，废气温度降低约为122℃。

在一些实施例中，连接管40为弧形且包括依次连接的第一管段41、第二管段42、波纹管段43以及第三管段44，第一管段41与控制阀30的另一个接口32连接，第二管段42与第一管段41之间的夹角呈锐角，第二管段42与第三管段44通过波纹管段43连接，第三管段44与第二冷却器主体21连接且倾斜设置。

这样，连接管40采用上述曲折的设计，第一管段41朝向第一出水管13所在的侧壁倾斜，以使进入第二级冷却器20的废气能够在气道内充分流动，避免了废气直冲出气口，以使废气在第二级冷却器20内充分换热、被充分冷却。

在一些实施例中，第二级冷却器20还包括第二进水管23、第二出水管24，第二气道贯通第二冷却器主体21的两端，第二进水管23、第二出水管24与第二冷却器主体21的侧壁连接，并且与第二冷却流道相连通，第二进水管23靠近第二气道的进口设置，第二出水管24靠近第二气道的出口设置，第三管段44朝向第二出水管24所在的一侧壁倾斜。

由此，第二级冷却器20、连接管40采用上述结构，进一步使排出的废气温度更低，使高温废气最终通过第二级冷却器20后，废气温度降低约为77℃，可以有效提高燃烧效率降低NOx的排放，达到国六b的排放标准。

在一些实施例中，第一冷却器主体11、第二冷却器主体21为长方体形且内部设有多个板翅式换热片。已有的冷却结构为圆柱形冷却器，圆柱形冷却器的内部换热元件只能使用冷却管，换热效率低。

一方面，相较于已有的圆柱体式冷却器使用圆管式换热元件，长方体形冷却器使用板翅式换热元件，板翅式换热元件换热效率更高。

另一方面，高温废气进入冷却器后，分布在每层翅片中；冷却液从进水管进入冷却器，分布在翅片间的间隙中；冷却液与高温废气通过一层金属内壁(如不锈钢壁)进行热交换，从而达到冷却高温废气的作用。

根据本实用新型第二方面实施例的车辆，包括上述实施例的废气再循环冷却装置，废气再循环冷却装置包括双级冷却器100。

具有双级冷却器100的废气再循环冷却装置，EGR第一级冷却器10进气侧通过法兰盘直接与发动机的排气管连接，出气侧通过连接管40与EGR第二级冷却器20相连，EGR第二级冷却器20与发动机的进气管50相连。两个冷却器的进气与出气端均设有进水管接口和出水管接口。高热废气经过EGR双级冷却器100的冷却，同时经过每一级冷却器冷却水温度以及流量的调节后再次进入发动机，除了冷却效果显著外，关键在于对其进气参数的优化控制，可以有效提高燃烧效率。双级冷却器100的结构设计简单，与发动机外围空间其它部件不发生干涉，能够满足空间尺度要求。使用双级冷却其效果明显，能有效降低发动机的NOx的有害排放，达到国四排放标准。

采用上述双级冷却器100不仅能够提高冷却效率，而且结构简单、成本低，在不额外对控制阀30增加冷却水道的前提下，改善了控制阀30的结焦、积碳问题。

在本实用新型的描述中，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”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。在本实用新型的描述中，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。在本实用新型的描述中，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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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实用新型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一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种具有双级冷却器的废气再循环装置，其特征在于，所述双级冷却器包括：

第一级冷却器，所述第一级冷却器包括第一冷却器主体，所述第一冷却器主体内形成有第一气道和第一冷却流道，所述第一气道用于供废气通过，所述第一冷却流道用于容纳冷却液以对所述第一气道进行冷却；

第二级冷却器，所述第二级冷却器包括第二冷却器主体，所述第二冷却器主体内形成有第二气道和第二冷却流道，所述第二气道用于供废气通过，所述第二冷却流道用于容纳冷却液以对所述第二气道进行冷却；以及

控制阀，所述控制阀连接在所述第一冷却器主体与所述第二冷却器主体，且连通所述第一气道的出口与所述第二气道的进口，所述控制阀的开度可调节。

2.根据权利要求1所述的废气再循环装置，其特征在于，所述第一冷却器主体包括壳体、进气隔板、出气隔板、进气室、出气室、进气法兰和出气法兰，进气隔板、进气室连接在所述壳体的一端与所述进气法兰之间，出气隔板、出气室连接在所述壳体的一端与所述出气法兰之间，所述控制阀的一个接口与所述出气法兰相连接。

3.根据权利要求1或2所述的废气再循环装置，其特征在于，所述第二冷却器主体的第二气道的进口设置有连接管，所述连接管与所述控制阀的另一个接口通过法兰连接。

4.根据权利要求3所述的废气再循环装置，其特征在于，所述第二冷却器主体的第二气道的出口设置有出气管，所述出气管、所述连接管分别与所述第二冷却器主体的外壳直接焊接。

5.根据权利要求4所述的废气再循环装置，其特征在于，所述控制阀的两个接口之间的夹角呈钝角，所述夹角为120-160度。

6.根据权利要求5所述的废气再循环装置，其特征在于，所述第一级冷却器还包括第一进水管、第一出水管，所述第一气道贯通所述第一冷却器主体的两端，所述第一进水管、所述第一出水管与所述第一冷却器主体的侧壁连接，并且与所述第一冷却流道相连通，所述第一进水管靠近所述第一气道的进口设置，所述第一出水管靠近所述第一气道的出口设置；所述控制阀的连接于连接管的接口朝向所述第一出水管所在的一侧壁倾斜。

7.根据权利要求3所述的废气再循环装置，其特征在于，所述连接管为弧形且包括依次连接的第一管段、第二管段、波纹管段以及第三管段，所述第一管段与所述控制阀的另一个接口连接，所述第二管段与所述第一管段之间的夹角呈锐角，所述第二管段与所述第三管段通过所述波纹管段连接，所述第三管段与所述第二冷却器主体连接且倾斜设置。

8.根据权利要求7所述的废气再循环装置，其特征在于，所述第二级冷却器还包括第二进水管、第二出水管，所述第二气道贯通所述第二冷却器主体的两端，所述第二进水管、所述第二出水管与所述第二冷却器主体的侧壁连接，并且与所述第二冷却流道相连通，所述第二进水管靠近所述第二气道的进口设置，所述第二出水管靠近所述第二气道的出口设置，所述第三管段朝向所述第二出水管所在的一侧壁倾斜。

9.根据权利要求1所述的废气再循环装置，其特征在于，所述第一冷却器主体、所述第二冷却器主体为长方体形且内部设有多个板翅式换热片。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的具有双级冷却器的废气再循环装置。

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