CN102900570A

CN102900570A - 一种u型egr冷却器

Info

Publication number: CN102900570A
Application number: CN2012103525214A
Authority: CN
Inventors: 赵优琪; 张文锋; 胡义红; 覃小军
Original assignee: Zhejiang Yinlun Machinery Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Yinlun Machinery Co Ltd
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2032-09-20
Also published as: CN102900570B

Abstract

本发明公开了一种U型EGR冷却器，包括第一连接法兰、第一主联接板、第二主联接板、第一副联接板、第二副联接板、壳体、气侧端盖和水侧端盖，壳体内设有至少两个扁管组件单元组，第一主联接板上开设有与所述扁管相对应的通孔，包容所有通孔的周边具有内凹的斜面，所述第一主联接板的前后端面分别与第一连接法兰和第一副联接板连接；第一副联接板开设有多个与扁管相对应的带凸缘的通孔，包容所有通孔的周边具有内凹的斜面。本发明与扁管连接的第一主联接板和第一副联接板折弯形成斜面，且第一主联接板和第一副联接板的斜面是相互配合的，这种斜面设计能够有效地减少热应力，使扁管不会因为热胀冷缩不均而产生开裂，提高了产品的使用寿命。

Description

一种U型EGR冷却器

技术领域

本发明属于热交换器技术领域，涉及一种U型板式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。整车布置要求越来越紧凑，因此高效U型的板式EGR冷却器越来越多的被应用。

常规的U型板翅式结构EGR冷却器，其气侧通道由多个扁管组件单元构成。单个扁管组件单元由扁管和其内部塞置的换热翅片构成。每个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）气室及端盖等焊接。壳体上焊接进水接口、出水接口，构成EGR冷却器总成。这样，扁管组件单元内侧流通废气——废气从一部分扁管组件单元内流进，再从另一部分扁管组件内流出，形成U型通道。扁管组件单元外侧与壳体内腔流通冷却液，吸收废气的热量并将其带走。

这种常规的U型板翅式EGR冷却器存在以下缺点：EGR冷却器运行时，壳体与扁管组件单元及进气的扁管组件单元和出气的扁管组件单元，热胀冷缩程度不同，从而在管子和焊缝处产生热应力，两端板与扁管组件单元端部的焊缝接头或者是焊缝附近的管子本身极易开裂。

发明内容

本发明要解决的是现有技术存在的上述缺陷，提供一种可靠性更优良的EGR冷却器。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种U型EGR冷却器，包括第一连接法兰、第一主联接板、第二主联接板、第一副联接板、第二副联接板、壳体、气侧端盖和水侧端盖，其特征在于：

所述的第一连接法兰上设置有隔流板，将所述的第一连接法兰分隔为进气侧和出气侧；

所述的壳体上分别设置有进出水口，在所述的进水口和出水口上分别连接进水管和出水管；

所述的壳体内设有至少两个扁管组件单元组，每个扁管组件单元组由多个扁管组件单元叠置而成，相邻两层的扁管组件单元之间以及扁管组件单元和壳体之间设置有水侧翅片，每个扁管组件单元由扁管和其内部塞置的波纹翅片构成；

所述的第一主联接板上开设有与所述扁管相对应的通孔，包容所有通孔的周边具有内凹的斜面，所述第一主联接板的前后端面分别与所述的第一连接法兰和第一副联接板连接；所述的第一副联接板开设有多个与所述的扁管相对应的带凸缘的通孔，包容所有通孔的周边具有内凹的斜面；所述第一主联接板上的内凹的斜面与所述第一副联接板上的内凹的斜面相配合；

所述的第二主联接板上开设有与所述的扁管相对应的通孔，所述第二主联接板的前后端面分别与所述的第二副联接板和气侧端盖连接；所述的第二副联接板开设有多个与所述的扁管相对应的带凸缘的通孔；所述扁管的前端设置在所述第一副联接板上带凸缘的通孔和所述第一主联接板上的通孔内，所述扁管的后端设置在所述第二副联接板上带凸缘的通孔和所述第二主联接板上的通孔内。

所述壳体的前后端与所述的第一副联接板和水侧端盖连接。

本发明的U型EGR冷却器，第一连接法兰、第一主联接板、隔流板、扁管组件单元、第二主联接板和气侧端盖形成了U形的气侧通道；进出水管、壳体、第一副联接板、第二副联接板、扁管、气侧端盖和水侧端盖的密封空间形成了冷却液通道。冷却液通过冷却液通道，与气侧通道中的废气进行热交换，使冷却了的废气从废气出口中排出。

本发明的U型EGR冷却器，与扁管连接的第一主联接板和第一副联接板折弯形成斜面，且第一主联接板和第一副联接板的斜面是相互配合的，这种斜面设计能够有效地减少热应力，使两端板与扁管组件单元端部的焊缝接头或者是焊缝附近的管子不会因为热胀冷缩不均而产生开裂，提高了产品的使用寿命。

作为本发明的再进一步改进，所述的隔流板***到扁管之内，并与所述的第一连接法兰连接，但不与扁管固定。

作为本发明的再进一步改进，所述的扁管两端可以进行缩口整形，这样两端口部的宽度方向尺寸可以缩小，从而使冷却器的整体尺寸可以缩小，方便布置。

作为本发明的再进一步改进，所述的水侧翅片为错开型翅片，这种形式的翅片，轴向为阻力较小方向，横向为阻力较大方向，但横向还是可以流动，流场分布较均匀，并能很好地引导水流流向冷却器的后端。

作为本发明的再进一步改进，所述的气侧端盖上开设有一个凹槽，这样冷却液可以从凹槽中流过，使水侧端盖的温度不至于太高。所述凹槽的上下方为半圆面，所述水侧端盖也具有一个与其对应的半圆面，可减少气流的阻力。所述的气侧端盖与水侧端盖只是接触，而不是连接，这样在轴向方向扁管可以移动，减少热应力。

作为本发明的再进一步改进，所述的壳体和第一副联接板通过第二连接法兰连接。由于第一副联接板通过第二连接法兰的接触面积大，使连接更为可靠和稳定。

作为本发明的更进一步的改进，所述的壳体由左壳体和右壳体焊接而成，所述的第二主联接板直接搁置在左右壳体上，而不是焊接连接，因而扁管的后端在轴向可以移动，减少热应力。

本发明还要提供一种U型EGR冷却器的扁管与联接板的连接结构，包括扁管、第一主联接板和第一副联接板，其特征在于所述的第一主联接板上开设有与所述扁管相对应的通孔，包容所有通孔的周边具有内凹的斜面，所述第一主联接板的后端面与所述的第一副联接板连接；所述的第一副联接板开设有多个与所述的扁管相对应的带凸缘的通孔，包容所有通孔的周边具有内凹的斜面；所述扁管的一端置于所述第一副联接板上带凸缘的通孔内。

附图说明

图1是本发明的EGR冷却器总体结构示意图。

图2是本发明的EGR冷却器总体结构***图。

图3是本发明的EGR冷却器的沿进出水管的轴平面的横截面图。

图4是本发明的EGR冷却器总体结构剖视图。

图5是图4中A处的局部放大示意图。

图6是本发明的EGR冷却器气侧和水侧流道示意图。

图7是第一主联接板2的结构示意图。

图8是第一副联接板3的结构示意图。

图9是隔流板的结构示意图。

图10是扁管的结构示意图。

图11是气侧端盖的结构示意图。

图12是水侧端盖的结构示意图。

图13是水侧翅片的结构示意图。

图14是图13的B-B向放大剖视图。

图15是第二副联接板的结构示意图。

图16是第二主联接板的结构示意图。

图中，1-第一连接法兰，2-第一主联接板，3-第一副联接板，4-第二连接法兰，5-隔流板，6-壳体，7-壳体，8-出水管，9-进水管，10-扁管组件单元，11-第二副联接板，12-第二主联接板，13-气测端盖，14-水侧端盖，15-水侧翅片，16-进气侧扁管组件单元组，17-出气侧扁管组件单元组，101-扁管，102-波纹翅片，103-扁管的两端，201-第一主联接板的板体，202-第一主联接板的通孔，203-第一主联接板的斜面，301-第一副联接板的板体，302-第一副联接板的凸缘，303-第一副联接板的导向爪，304-第一副联接板的斜面，305-第一副联接板的通孔，501-隔流板的顶面，502-隔流板的插脚，503-隔流板的折耳，1101-第二副联接板的板体，1102-第二副联接板的凸缘，1103-第二副联接板的导向爪，1105-第二副联接板的通孔，1201-第二主联接板的板体，1202-第二主联接板的通孔，a-凹槽，b-半圆面，c-半圆面，Ｄ-进水，Ｅ-出水，Ｆ-进气，Ｇ-出气。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本发明进行进一步描述。

参照附图，本发明的一种U型EGR冷却器，包括第一连接法兰1、第二连接法兰4、第一主联接板2、第二主联接板12、第一副联接板3、第二副联接板11、左壳体6、右壳体7、气侧端盖13和水侧端盖14。

所述的第一连接法兰1上设置有隔流板5，将所述的第一连接法兰1分隔为进气侧和出气侧。

所述左右壳体6，7顶部分别设置有进出水口，在所述的进水口和出水口上分别连接进水管9和出水管8，所述左右壳体6，7与进出水管9、8相应的侧部向外膨出。

所述的左右壳体6、7内设有两个扁管组件单元组，每个扁管组件单元组由多个扁管组件单元10叠置而成，相邻两层的扁管组件单元10之间以及扁管组件单元10和壳体6，7之间设置有水侧翅片15，所述的水侧翅片15为错开型翅片。每个扁管组件单元10由扁管101和其内部塞置的波纹翅片102构成。所述的扁管101的两端缩管，从而使冷却器的整体尺寸可以缩小，方便布置。

所述的第一主联接板2的板体201上开设有与所述扁管101相对应的通孔202，包容所有通孔的周边具有内凹的斜面203，所述第一主联接板2的前后端面分别与所述的第一连接法兰1和第一副联接板3连接。所述的第一副联接板3的板体301开设有多个与所述的扁管101相对应的带凸缘302的通孔305，包容所有通孔的周边具有内凹的斜面304；所述的每个凸缘302上还设有多个导向爪303，可引导扁管101进入通孔305内；所述第一主联接板2上的内凹的斜面203与所述第一副联接板3上的内凹的斜面304相配合。

所述的第二主联接板12的板体1201上开设有与所述的扁管101相对应的通孔1202，所述第二主联接板12的前后端面分别与所述的第二副联接板11和气侧端盖13连接；所述的第二副联接板11的板体1101开设有多个与所述的扁管101相对应的带凸缘1102的通孔1105，所述的凸缘1102设有多个导向爪1103；所述扁管101的前端设置在所述第一副联接板3上带凸缘的通孔305和所述第一主联接板2上的通孔202内，所述扁管101的后端设置在所述第二副联接板11上带凸缘的通孔1105和所述第二主联接板12上的通孔1202内。

所述左右壳体6，7的前端通过第二连接法兰4与所述的第一副联接板3连接，后端与水侧端盖14连接。

所述的隔流板5为Ｕ型型材，两侧面设有多个插脚502，每个插脚502分别***到相应的扁管101之内，隔流板5顶面501卡在第一主联接板2上，同时隔流板5通过两端的一对折耳503与所述的第一连接法兰1连接。

所述的气侧端盖13上开设有一个凹槽a，这样冷却液可以从凹槽中流过，使水侧端盖的温度不至于太高。凹槽a的上下方为半圆面b，所述水侧端盖14也具有一个与其对应的半圆面c，所述的气侧端盖与水侧端盖只是接触，而不是连接，这样在轴向方向扁管可以移动，减少热应力。

本发明的U型EGR冷却器，第一连接法兰1、隔流板5、第一主联接板2、第二主联接板12、扁管组件单元10和气侧端盖13形成了U形的气侧通道；进水管8、出水管9、左壳体6、右壳体7、第一副联接板3、第二副联接板11、扁管101、气侧端盖13和水侧端盖14的密封空间形成了冷却液通道。冷却液通过冷却液通道，与气侧通道中的废气进行热交换，使冷却了的废气从出气出口中排出。

参照图6，本发明的气侧流道为：气体从第一连接法兰1的进气侧进入右侧的进气侧扁管组件单元组16的扁管内，在到达气侧端盖13后转180度，进入左侧出气侧扁管组件单元组17扁管内，最后从第一连接法兰1的出气侧流出。

本发明的水侧流道为：水从进水管9进入右壳体7的膨出部位，分成三路行走：第一路经各层水侧翅片15、左壳体6的膨出部位后向上至左壳体6的顶部，最后从出水管8流出。第二路向前行进后再经各层水侧翅片15、左壳体6的膨出部位后向上至左壳体6的顶部，最后从出水管8流出。第三路向后行进后再经各层水侧翅片15，部分回流到左壳体6的膨出部位后向上至左壳体6的顶部，从出水管8流出；另一部分经水侧端盖14回流到左壳体6的膨出部位后向上至左壳体6的顶部，最后从出水管8流出。

本发明的左右壳体6、7内也可以设置多个扁管组件单元组，通常扁管组件单元组的数量为偶数，其中的一部分作为进气侧扁管组件单元组，另一部分作为出气侧扁管组件单元组。

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

1.一种U型EGR冷却器，包括第一连接法兰（1）、第一主联接板（2）、第二主联接板（12）、第一副联接板（3）、第二副联接板（11）、壳体（6，7）、气侧端盖（13）和水侧端盖（14），其特征在于：

所述的第一连接法兰（1）上设置有隔流板（5），将所述的第一连接法兰（1）分隔为进气侧和出气侧；

所述的壳体（6，7）上分别设置有进出水口，在所述的进水口和出水口上分别连接进水管（9）和出水管（8）；

所述的壳体（6，7）内设有至少两个扁管组件单元组，每个扁管组件单元组由多个扁管组件单元（10）叠置而成，相邻两层的扁管组件单元（10）之间以及扁管组件单元（10）和壳体（6，7）之间设置有水侧翅片（15），每个扁管组件单元（10）由扁管（101）和其内部塞置的波纹翅片（102）构成；

所述的第一主联接板（2）上开设有与所述扁管（101）相对应的通孔（202），包容所有通孔的周边具有内凹的斜面（203），所述第一主联接板（2）的前后端面分别与所述的第一连接法兰（1）和第一副联接板（3）连接；所述的第一副联接板（3）开设有多个与所述的扁管（101）相对应的带凸缘（302）的通孔（305），包容所有通孔的周边具有内凹的斜面（304）；所述第一主联接板（2）上的内凹的斜面（203）与所述第一副联接板（3）上的内凹的斜面（304）相配合；

所述的第二主联接板（12）上开设有与所述的扁管（101）相对应的通孔（1202），所述第二主联接板（12）的前后端面分别与所述的第二副联接板（11）和气侧端盖（13）连接；所述的第二副联接板（11）开设有多个与所述的扁管（101）相对应的带凸缘（1102）的通孔（1105）；

所述扁管（101）的前端设置在所述第一副联接板（3）上带凸缘的通孔（305）和所述第一主联接板（2）上的通孔（202）内，所述扁管（101）的后端设置在所述第二副联接板（11）上带凸缘的通孔（1105）和所述第二主联接板（12）上的通孔（1202）内；

所述壳体（6，7）的前后端与所述的第一副联接板（3）和水侧端盖（14）连接。

2.如权利要求1所述的一种U型EGR冷却器，其特征在于所述的进水管（9）和出水管（8）置于所述壳体（6，7）的顶部，所述壳体（6，7）相应的侧部向外膨出。

3.如权利要求1所述的一种U型EGR冷却器，其特征在于所述的隔流板（5）***到扁管（101）之内，并与所述的第一连接法兰（1）连接。

4.如权利要求1所述的一种U型EGR冷却器，其特征在于所述的扁管（101）的两端缩管。

5.如权利要求1所述的一种U型EGR冷却器，其特征在于所述的水侧翅片（15）为错开型翅片。

6.如权利要求1所述的一种U型EGR冷却器，其特征在于所述的气侧端盖（13）上开设有一个凹槽（a），所述气侧端盖（13）的外表面与所述水侧端盖（14）的内表面配合。

7.如权利要求6所述的一种U型EGR冷却器，其特征在于所述的气侧端盖（13）凹槽（a）的上下方为半圆面（b），所述水侧端盖（14）也具有一个与其对应的半圆面（c）。

8.如权利要求1所述的一种U型EGR冷却器，其特征在于所述的壳体（6，7）和第一副联接板（3）通过第二连接法兰（4）连接。

9.如权利要求1-8任何一项所述的一种U型EGR冷却器，其特征在于所述的壳体（6，7）由左壳体（6）和右壳体（7）焊接而成。

10.一种U型EGR冷却器的扁管与联接板的连接结构，包括扁管（101）、第一主联接板（2）和第一副联接板（3），其特征在于所述的第一主联接板（2）上开设有与所述扁管（101）相对应的通孔（202），包容所有通孔的周边具有内凹的斜面（203），所述第一主联接板（2）的后端面与所述的第一副联接板（3）连接；所述的第一副联接板（3）开设有多个与所述的扁管（101）相对应的带凸缘（302）的通孔（305），包容所有通孔的周边具有内凹的斜面（304）；所述第一主联接板（2）上的内凹的斜面（203）与所述第一副联接板（3）上的内凹的斜面（304）相配合；所述扁管（101）的一端置于所述第一副联接板（3）上带凸缘的通孔和所述第一主联接板（2）上的通孔（202）内。