CN108223206A - 用于车辆的热交换器 - Google Patents

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Hyundai Motor Co
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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的热交换器，其包括：EGR(排放气体再循环)气体经过的具有内部空间的壳体、布置在壳体的内部空间的第一热交换芯部、布置在壳体的内部空间并布置在第一热交换芯部的下游侧的第二热交换芯部以及设置成允许EGR气体选择性地绕过第二热交换芯部的旁通阀。

Description

用于车辆的热交换器
相关申请的交叉引用
本申请基于和要求2016年12月14日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2016-0170211的优先权，该申请所公开的全部内容通过引用纳入于此。
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的热交换器，更具体地，涉及一种可以有效利用排放气体再循环(Exhaust Gas Recirculation,EGR)气体的用于车辆的热交换器。
背景技术
一般来说，车辆的排放气体含有大量有害物质，如一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物。特别是，如氮氧化物等有害物质的数量随着发动机的温度升高而增加。为了减少有害物质的数量，可以使用排放气体再循环(EGR)***，因为它通过将排放气体再循环到进气***而降低汽缸内的燃烧温度。此外，可以在EGR***中安装利用冷却剂流体来冷却高温排放气体的EGR冷却器。
此外，车辆的发动机中的大量热量通常作为废热排出，并开发了通过将废热转化为可用能量的废热回收***以提高发动机的效率。该废热回收***设置成收集从发动机排出的废热，并将收集的废热转换为电能或机械能，可用于车辆的发动机或车辆的其它附件。
特别对于商用车辆，EGR***的EGR气体可以用作废热回收***的重要热源，可以在废热回收***的兰金循环中安装EGR气体锅炉，该EGR气体锅炉利用EGR气体的废热加热工作流体。
EGR气体锅炉可以是用于冷却EGR气体的冷却器。当设计EGR气体锅炉的容积和/或安装位置时，需要考虑EGR冷却器。例如，由于仅仅利用EGR气体锅炉难以获得目标冷却温度(例如，小于约140℃)，因此必须具有EGR冷却器，使得该EGR冷却器与EGR气体锅炉相邻。
此外，有必要保留EGR冷却器，为了应对如车辆的初始驱动阶段、废热回收***的故障等情况。
发明内容
本发明提供一种用于车辆的热交换器，可以基于车辆的驱动情况或外部温度而转变排放气体再循环(EGR)气体的流动方向，以有效利用EGR气体。
本发明的技术目的不仅限于上述所提及的目的，对于本领域技术人员来说，其他未提及的技术目的从以下描述中将是显而易见的。
根据本发明的一方面，提供一种用于车辆的热交换器，其包括EGR(排放气体再循环)气体经过的具有内部空间的壳体、布置在壳体的内部空间的第一热交换芯部、布置在壳体的内部空间并布置在第一热交换芯部的下游侧的第二热交换芯部以及设置成允许EGR气体选择性地绕过第二热交换芯部的旁通阀。
所述第一热交换芯部和所述第二热交换芯部可以沿EGR气体的流动方向布置在所述壳体中。
在所述第一热交换芯部的下游端与所述第二热交换芯部的上游端之间可以形成间隔空间。
旁通管路连接至所述间隔空间，所述旁通阀可以安装在所述旁通管路中。
在所述间隔空间安装温度传感器。
所述旁通阀可以设置成选择性地移动到第一位置、第二位置和第三位置，在所述第一位置EGR气体经过所述旁通管路，在所述第二位置EGR气体经过所述第二热交换芯部，在所述第三位置中断EGR气体供应到发动机。
所述第一热交换芯部可以为EGR气体锅炉，废热回收***的兰金循环的工作流体循环通过所述EGR气体锅炉。
所述第一热交换芯部可以连接至第一端头，并且所述第一端头可以设置成关闭形成在所述壳体的第一开口。
所述第一端头可以包括引入EGR气体的EGR气体入口总管、引入工作流体的工作流体入口总管以及排出工作流体的工作流体出口总管。
所述第一热交换芯部可以包括多个第一芯部元件，所述多个第一芯部元件的每一个具有工作流体循环的通道，并且所述多个第一芯部元件可以彼此间隔开而形成EGR气体经过的多个第一EGR气体通道。
在与所述壳体的出口端口相邻的位置处可以安装有气体泄漏检测传感器，该气体泄漏检测传感器设置成检测工作流体的泄漏。
所述第二热交换芯部可以为EGR冷却器，冷却剂管路连接至所述EGR冷却器，冷却剂流体循环通过所述冷却剂管路。
所述第二热交换芯部可以连接至第二端头，所述第二端头可以设置成封闭形成在所述壳体的第二开口。
所述第二端头可以包括引入冷却剂流体的冷却剂入口总管和排出冷却剂流体的冷却剂出口总管。
所述第二热交换芯部可以包括多个第二芯部元件，所述多个第二芯部元件的每一个具有冷却剂流体循环的通道，并且所述多个第二芯部元件可以彼此间隔开而形成EGR气体经过的多个第二EGR气体通道。
所述第一热交换芯部的轴线可以垂直于所述第二热交换芯部的轴线。
附图说明
通过结合附图，从以下的具体描述，本发明的以上目的和其它目的、特征以及优点将是更加显而易见的。
图1为示出了根据本发明的实施方案的用于车辆的热交换器的示意图。
图2为示出了根据本发明的实施方案的用于车辆的热交换器的立体图。
图3为示出了根据本发明的实施方案的用于车辆的热交换器的侧视图。
图4为示出了根据本发明的实施方案的用于车辆的热交换器的俯视图。
图5为示出了与根据本发明的实施方案的用于车辆的热交换器分离的第一热交换芯部的立体图。
图6为沿图4的A-A线获得的截面图。
图7为图6的箭头B的部分的放大图。
图8为沿图3的C-C线获得的截面图。
图9为沿图3的D-D线获得的截面图。
图10为沿图4的E-E线获得的视图。
图11为示出了与根据本发明的实施方案的用于车辆的热交换器分离的第二热交换芯部的立体图。
图12为沿图4的F-F线获得的截面图。
图13为沿图4的G-G线获得的截面图。
图14为沿图3的H-H线获得的截面图。
图15为沿图4的I-I线获得的截面图。
图16为示出了根据本发明的实施方案的第一芯部元件和第二芯部元件的立体图。
图17为示出了根据本发明的实施方案的第一芯部元件和第二芯部元件的正截面图。
图18为示出了根据图15的另一实施方案的第一芯部元件和第二芯部元件的立体图。
图19为示出了根据本发明的实施方案的用于车辆的热交换器的第一操作状态的立体图。
图20为示出了根据本发明的实施方案的用于车辆的热交换器的第二操作状态的立体图。
图21为示出了根据本发明的实施方案的用于车辆的热交换器的第三操作状态的立体图。
具体实施方式
下文将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。作为参考，附图中部件的尺寸和线条的粗细可能会被夸大以便于理解。此外，根据使用者、操作者的意图或用户考虑本发明中的功能的不同，在本发明的说明书中所使用的术语可能有所不同。因此，应根据本文中整体的公开内容来定义术语。
参考图1，根据本发明的实施方案的用于车辆的热交换器10可以包括：具有内部空间11a、11b和11c的壳体11以及在壳体11的内部安装彼此间隔开的第一热交换芯部21和第二热交换芯部22，排放气体再循环(EGR)气体经过所述壳体11。
壳体11可以具有内部空间11a、11b和11c，EGR气体经过内部空间11a、11b和11c，并且第一热交换芯部21和第二热交换芯部22可以沿EGR气体的流动方向成一行布置在壳体11的内部空间11a、11b和11c。
壳体11可以具有引入EGR气体的入口端口12、排出EGR气体的出口端口13和旁通端口14，通过该旁通端口14，EGR气体绕过第二热交换芯部22并排出。
根据本发明的实施方案，壳体11可以安装在EGR***的EGR管路以冷却EGR气体。因此，EGR管路的上游侧管道可以连接至壳体11的入口端口12，并且EGR管路的上游侧管道可连接至发动机的排气歧管，使得从发动机的排气歧管排出的EGR气体可以通过EGR管路的上游侧管道引入入口端口12。
连接管路16可以连接至出口端口13，旁通管路15可以连接至旁通端口14。在连接管路16与旁通管路15合并的部分可以形成合并部17，并且在合并部17的内部安装可旋转的旁通阀18。EGR管路的下游侧管道19可以连接至合并部17，EGR管路的下游部分可以连接至下游侧管道19，EGR管路的下游部分可以连接至发动机的进气歧管，以使通过壳体11的下游侧管道19排出的EGR气体可以引入发动机的进气歧管。
第一热交换芯部21可以布置在壳体11的上游侧内部空间11a，而第二热交换芯部22可以布置在壳体11的下游侧内部空间11b。
第一热交换芯部21与第二热交换芯部22可以彼此间隔开，因此，在第一热交换芯部21与第二热交换芯部22之间可以形成间隔空间11c，因为旁通端口14形成在面对间隔空间11c的位置，因此旁通端口14可以与间隔空间11c相连通。旁通管路15可以连接至壳体11的旁通端口14。
旁通管路15与连接管路16可以在合并部17合并，并且合并部17可以具有与连接管路16连通的开口、与旁通管路15连通的开口以及与EGR管路的下游侧管道19连通的开口。因此，旁通管路15可以通过连接管路16和合并部17连接第二热交换芯部22的上游端与第二热交换芯部22的下游端。旁通阀18可以安装在合并部17，并且旁通阀18可以设置成允许选择性地绕过第二热交换芯部22。
根据本发明的实施方案，旁通阀18可以设置成选择性地移动到使EGR气体经过旁通管路15的第一位置、使EGR气体经过第二热交换芯部22的第二位置以及中断EGR气体供应到发动机的第三位置。
通过参考图19、图20和图21将详细描述第一位置、第二位置和第三位置。
第一位置是第二热交换芯部22的下游端关闭的位置(如图19所示)，如果旁通阀18移动到第一位置，第二热交换芯部22的下游端关闭，则经过第一热交换芯部21的EGR气体可以通过旁通管路15供应到发动机的进气歧管。
第二位置是旁通管路15关闭的位置(如图20所示)，如果旁通阀18移动到第二位置，旁通管路15关闭，则经过第一热交换芯部21的EGR气体可以通过第二热交换芯部22供应到发动机的进气歧管。
第三位置是下游侧管道19关闭的位置(如图21所示)，如果旁通阀18移动到第三位置，连接至发动机的进气歧管的下游侧管道19关闭，则EGR气体不能供应到发动机的进气歧管。
根据本发明的实施方案的第一热交换芯部21可以是废热回收***的兰金循环1的工作流体经过的EGR气体锅炉。
如图1所示，兰金循环1可以包括：工作流体管路2、排放气体锅炉3、膨胀器4、冷凝器5以及循环泵6；工作流体通过该工作流体管路2循环；该排放气体锅炉3安装在发动机的排气管道以通过从发动机排出的排放气体的热量来加热和蒸发工作流体；该膨胀器4设置成扩大从排放气体锅炉3接收的气相工作流体以产生旋转能量；该冷凝器5设置成冷凝从膨胀器4排出的工作流体；该循环泵6设置成在工作流体管路2循环工作流体。
根据图1的实施方案，第一热交换芯部21可以是布置在排放气体锅炉3与膨胀器4之间的EGR锅炉。因此，EGR气体可以在经过第一热交换芯部21时加热工作流体，并且通过此，可以冷却EGR气体。
如图1所示，冷却剂流体在冷却剂流体管路7中循环，冷却剂流体管路7可以连接至第二热交换芯部22，用于冷却发动机的冷却剂流体可以在冷却剂流体管路7循环。
根据图1的实施方案，第二热交换芯部22可以是EGR冷却器，冷却剂流体管路7(冷却剂流体在冷却剂流体管路7中循环的)连接至该EGR冷却器。经过第二热交换芯部22的EGR气体可以由经过冷却剂流体管路7的冷却剂流体冷却。经过冷却剂流体管路7的冷却剂流体可以通过发动机冷却风扇冷却。
基本上，如第一热交换芯部21和第二热交换芯部22的热交换器可能是EGR气体的流动的阻力因素，尤其可能消耗发动机的冷却风扇的过度电力以冷却经过第二热交换芯部22的冷却剂流体管路7的冷却剂流体。因此，可以通过仅仅利用第一热交换芯部21冷却EGR气体来减小EGR气体的流动阻力和减少电力的浪费。例如，在发动机的低负荷状态下或在外部温度较低的情况下，如果旁通阀18移动到第一位置(参见图19)，在第一位置，第二热交换芯部22的下游端关闭，随着EGR气体经过第一热交换芯部21后经过旁通管路15，EGR气体可以绕过第二热交换芯部22。
由于在发动机的高负荷状态下或在外部温度较高的情况下由壳体11的入口引入的EGR气体的温度为大约400℃，如果旁通阀18移动到第二位置(参见图20)，在第二位置，旁通管路15关闭，EGR气体可以依次经过第一热交换芯部21和第二热交换芯部22，使EGR气体适当地冷却，因此，EGR气体的目标冷却温度可以降低到不超过140℃。
在第一热交换芯部21的下游端可以安装温度传感器37，尤其是可以安装在第一热交换芯部21与第二热交换芯部22之间的间隔空间11c，温度传感器37可以连接至控制单元(未示出)。
经过第一热交换芯部21的EGR气体的温度可以通过温度传感器37和控制单元(未示出)来监测，并且控制单元(未示出)可以利用通过温度传感器37所检测的EGR气体的温度来适当地控制旁通阀18的操作。
当作为EGR气体锅炉的第一热交换芯部21损坏时，工作流体泄漏，并且当泄漏的工作流体与GER气体一起引入到发动机的燃烧室时，发动机可能变得不协调或可能在恶劣的情况下损坏。为了防止这种情况，可以在与壳体11的出口端口13相邻的位置(例如，下游侧管道19)安装气体泄漏检测传感器38，并且控制单元(未示出)可以连接至气体泄漏检测传感器38。
当作为EGR气体锅炉的第一热交换芯部21损坏时，气体泄漏检测传感器38可以检测工作流体(冷却剂或乙醇)的泄漏，因此，如果气体泄漏检测传感器38检测到气体的泄漏，由于旁通阀18移动到下游侧管道19关闭的第三位置(参见图21)，使得控制单元(未示出)可以防止工作流体引入到发动机。
参考图2至图18，根据本发明的实施方案的用于车辆的热交换器10可以包括壳体11。
参考图4，壳体11可以具有EGR气体经过的内部空间11a、11b、和11c。在壳体11的一端形成第一开口11d，在壳体11的一个侧壁形成第二开口11e。因此，第一开口11d与第二开口11e可以形成在二者互相垂直的位置。
在壳体11的第一开口11d安装第一端头31以封闭第一开口11d，并且第一热交换芯部21可以连接至第一端头31；在壳体11的第二开口11e可以安装第二端头32以封闭第二开口11e，并且第二热交换芯部22连接至第二端头32。
此外，因为壳体11的第一开口11d与第二开口11e形成在二者互相垂直的位置，所以第一热交换芯部21的轴线X1与第二热交换芯部22的轴线X2互相垂直，如图4所示。
第一热交换芯部21可以安装在与壳体11的第一端头31相邻的上游侧内部空间11a中。
参考图5，第一热交换芯部21可以包括多个第一芯部元件40，并且多个第一芯部元件40可以水平堆叠。由于多个第一芯部元件40彼此间隔开(如图9所示)，因此在相邻的第一芯部元件40之间可以形成EGR气体经过的第一EGR气体通道61。
如图5所示，第一芯部元件40可以是竖直安装的立柱式的，因此，如图9所示，第一芯部元件40可以水平地彼此间隔开。
第二热交换芯部22可以安装在与壳体11的第二端头32相邻的下游侧内部空间11b中。
参考图11，第二热交换芯部22可以包括多个第二芯部元件50，并且多个第二芯部元件50可竖直堆叠。由于多个第二芯部元件50彼此间隔开(如图12所示)，因此在相邻的第二芯部元件50之间可以形成EGR气体经过的第二EGR气体通道62。
如图4所示，第一热交换芯部21和第二热交换芯部22在壳体11中彼此间隔开，因此，在第一热交换芯部21与第二热交换芯部22之间可以形成间隔空间11c。
如图2至图4所示，在作为单独主体的壳体11的旁通端口14可以形成旁通连接构件14a，并且旁通管路15可以连接至旁通连接构件14a。
旁路管路15可以连接至壳体11的旁通端口14。旁通管路15的一端可以与间隔空间11c连通，并且旁通管路15的另一端可以与壳体11的连接管路16合并以形成合并部17。旁路阀18可以安装在合并部17，并且EGR气体的流动方向可以通过旁通阀18的操作而改变。
如图11所示，第二芯部元件50可以水平地铺设，于是，第二芯部元件50可以垂直地彼此间隔开。因此，如图3和图4所示，经过壳体11的内部的EGR气体可以通过在互相垂直的方向设置第一芯部元件40与第二芯部元件50(如图3和图4所示)来进一步增加在第一芯部元件40和第二芯部元件50之间的接触面积(热交换面积)。
如图5和图6所示，第一端头31可以包括EGR气体入口总管71、工作流体入口总管72、工作流体出口总管73以及后部的端壁75，第一热交换芯部21接合至后部的端壁75。
EGR气体入口总管71、工作流体入口总管72和工作流体出口总管73可以整体地设在第一端头31的前部。
端壁75可以形成在第一端头31的后部，并且端壁75可以封闭壳体11的第一开口11d，以使壳体11的第一开口11d可以被密封。
引入EGR气体的入口端口12可以形成在EGR气体入口总管71的端部，并且与入口端口12相连通的EGR气体分配室71a可以形成在EGR气体入口总管71的内部。通过这样的方式，由于EGR气体分配室71a与工作流体入口总管72及工作流体出口总管73一起统一形成在第一端头31，使得EGR气体可以通过工作流体初步冷却，由此可以提高EGR气体的冷却效率。
如图6至图9所示，端壁75可以形成在第一端头31的后部，并且端壁75可以封闭壳体11的第一开口11d。在端壁75可以形成与EGR气体分配室71a相连通的多个连通孔隙76，并且多个连通孔隙76可以沿水平方向彼此间隔开。连通孔隙76可以沿竖直方向从端壁75延伸。如图9所示，连通孔隙76可以设置成与形成在第一芯部元件40之间的多个第一EGR气体通道61连通。因此，由入口端口12引入的EGR气体通过EGR气体分配室71a分配到多个连通孔隙76后，可以经过多个第一EGR气体通道61。
如图6和图7所示，由于多个连通孔隙76可以形成在端壁75并以特定间隔彼此间隔开，可以在连通孔隙76之间形成多个肋部77。多个肋部77可以在竖直方向延伸。在多个肋部77可以分别地形成多个***槽78，因此，如图6和图7所示，多个***槽78和多个连通孔隙76可以交替地形成。多个第一芯部元件40可以分别***并接合至多个***槽78。***槽78可以在竖直方向延伸，并且多个***槽78可以沿水平方向以特定间隔彼此间隔开。
如图7和图8所示，在工作流体入口总管72的端部可以形成引入工作流体的工作流体入口端口72a。如图7和图8所示，在工作流体入口总管72的内部可以形成与工作流体入口端口72a相连通的工作流体入口室72b。如图8所示，在端壁75可以形成与工作流体入口室72b相连通的多个连通通道72c。因此，由工作流体入口端口72a引入的工作流体通过工作流体入口室72b分配到多个连通通道72c后，可以引入到第一芯部元件40的入口46。
如图7和图8所示，在工作流体出口总管73的端部可以形成排出工作流体的工作流体出口端口73a。如图7和图8所示，在工作流体出口总管73的内部可以形成与工作流体出口端口73a相连通的工作流体出口室73b。如图8所示，在端壁75可以形成与工作流体出口室73b相连通的多个连通通道73c。因此，工作流体通过在第一芯部元件40的出口47处的多个连通通道73c汇合在工作流体出口室73b后，可以通过工作流体出口端口73a排出。
这样，第一热交换芯部21的第一芯部元件40可以连接至第一端头31的工作流体入口总管72和工作流体出口总管73，因此，工作流体可以在第一热交换芯部21的第一芯部元件40的内部循环。
第一热交换芯部21可以包括连接至第一端头31的多个第一芯部元件40。
参考图16和图17，多个第一芯部元件40的每一个可以包括通道45，工作流体通过通道45循环。通道45可以以蛇形或迂回路径形成，因此，可以通过增大热交换接触面积来提高热交换性能。通道45可以具有引入工作流体的入口46和排出工作流体的出口47，入口46可以与工作流体入口总管72的连通通道72c连通，而出口47可以与工作流体出口总管73的连通通道73c连通。
如图7所示，第一芯部元件40的入口46可以通过连接件46a连接至工作流体入口室72b的连通通道72c，以与工作流体入口室72b的连通通道72c相连通。第一芯部元件40的出口47可以通过连接件47a连接至工作流体出口室73b的连通通道73c，以与工作流体出口室73b的连通通道73c相连通。
在相邻的第一芯部元件40之间可以通过以特定间隔彼此间隔开多个第一芯部元件40而形成EGR气体经过的第一EGR气体通道61，当由壳体11的入口端口12引入的EGR气体经过在第一芯部元件40之间的第一EGR气体通道61时，EGR气体可以由经过通道45的工作流体冷却，因此，工作流体可以从液相蒸发到气相。
如图6和图9所示，在第一芯部元件40之间的第一EGR气体通道61中可以插置多个第一隔板25。第一隔板25可以防止第一芯部元件40因内部压力和热变形而歪曲或变形。如图6所示，多个第一隔板25可以布置为从侧面观察时是之字形的，由于工作流体以之字形流动，因此可以进一步提高EGR气体的冷却效率。
如图9所示，在第一芯部元件40的一个纵向端部可以形成***突出部48，并且第一芯部元件40的***突出部48可以***并接合至第一端头31的***槽78。通过这样，多个第一芯部元件40可以沿水平方向彼此间隔开，因此，在第一芯部元件40之间的第一EGR气体通道61可以保持恒定。
如图7和图10所示，第一芯部元件40的上端边缘41a可以接合至壳体11的顶部。在壳体11的顶壁可以形成多个上凹槽81，并且上凹槽81可以沿壳体11的纵向方向延伸。因此，第一芯部元件40的上端边缘41a可以***并接合至上凹槽81。
如图7和图10所示，第一芯部元件40的下端边缘41b可拆卸地接合至壳体11的底部。在壳体11的底部可以形成多个下凹槽82，并且下凹槽82可以沿壳体11的纵向延伸。因此，第一芯部元件40的下端边缘41b可以***并接合至下凹槽82。
这样，因为第一芯部元件40的纵向端部接合至第一端头31，第一芯部元件40的上端部接合至壳体11的顶部，并且第一芯部元件40的下端部接合至壳体11的底部，因此第一芯部元件40可以非常牢固地安装在壳体11的上游侧内部空间11a。
进一步地，第一芯部元件40的另一个纵向端部可以由支撑构件83支撑。支撑构件83可以延伸为在壳体11的横向方向与壳体11相交，并且支撑构件83可以在壳体11的横向方向连接第一芯部元件40的另一个端部。
支撑构件83可以具有以特定间隔彼此间隔开的多个凹槽83a，并且支撑构件83的凹槽83a之间的间隔可以与第一芯部元件40之间的间隔相同。
由于第一芯部元件40的另一个端部边缘41c***并接合至支撑构件83的凹槽83a，因此第一芯部元件40的另一个端部边缘41c可以通过支撑构件83在横向方向彼此连接。
支撑构件83的相对端部可以可拆卸地接合至壳体11的相对的内表面，并且第一芯部元件40的另一个端部可以通过支撑构件83由壳体11稳固支撑。
更具体地，如图9和图10所示，在壳体11的相对的内表面可以形成侧凹槽84，并且侧凹槽84可以在壳体11的纵向方向延伸。此外，支撑构件83的相对的端部可以形成突出部83b，并且支撑构件83的突出部83b可以接合至壳体11的侧凹槽84。
因为第一芯部元件40的上端部和下端部接合至壳体11的顶部和底部，第一芯部元件40的纵向端部接合至第一端头31，而第一芯部元件40的另一个纵向端部通过支撑构件83支撑，所以第一芯部元件40的上端部、下端部以及纵向端部可以由壳体11牢固地支撑，并且因此，可以稳固地支撑第一芯部元件40以应对振动、压力和热变形，从而可以提高第一芯部元件40的耐久性。
此外，因为第一芯部元件40的上端边缘41a和下端边缘41b以及支撑构件83为可拆卸地***并接合至壳体11，所以第一热交换芯部21的第一芯部元件40可以容易地从壳体11分离以及装配在壳体11上；因此，壳体11的内部空间11a、11b和11c以及第一热交换芯部21的第一芯部元件40可以非常容易地清洗。
进一步地，第一芯部元件40可以通过两个或更多个弹性构件85弹性地支撑。如图9和图10所示，两个或更多个弹性构件85可以对称地安装在壳体11的内表面，并且弹性构件85具有沿壳体11的纵向方向延伸的片状弹簧结构；因此，第一芯部元件40可以弹性地支撑在相对的两侧。多个第一芯部元件40可以通过弹性构件85更稳固地支撑以应对压力、振动以及热变形。
如图11和图12所示，第二端头32可以包括冷却剂入口总管92、冷却剂出口总管93以及后部的端壁95，第二热交换芯部22接合至后部的端壁95。
冷却剂入口总管92和冷却剂出口总管93可以形成在第二端头32的前部，而端壁95可以形成在第二端头32的后部，并且端壁95可以封闭壳体11的第二开口11e，以使壳体11的第二开口11e可以被密封。
如图12至图13所示，端壁95可以形成在第二端头32的后部，并且端壁95可以封闭壳体11的第二开口11e。多个***槽94可以分别地形成在端壁95，多个***槽94可以水平地延伸，并且多个***槽94可以以特定间隔竖直地彼此间隔开。
如图12至图14所示，引入冷却剂流体的冷却剂入口端口92a可以形成在冷却剂入口总管92的端部。与冷却剂入口端口92a相连通的冷却剂入口室92b可以形成在冷却剂入口总管92的内部。如图14所示，在端壁95可以形成与冷却剂入口室92b相连通的多个连通通道92c。因此，由冷却剂入口端口92a引入的冷却剂流体通过冷却剂入口室92b分配到多个连通通道92c后，可以引入到第二芯部元件50的入口56。
如图12和图14所示，在冷却剂出口总管93的端部可以形成排出冷却剂流体的冷却剂出口端口93a。在冷却剂出口总管93的内部可以形成与冷却剂出口端口93a相连通的冷却剂出口室93b。如图14所示，在端壁95可以形成与冷却剂出口室93b相连通的多个连通通道93c。因此，冷却剂流体通过在第二芯部元件50的出口57处的多个连通通道93c汇合在冷却剂出口室93b后，可以通过冷却剂出口端口93a排出。
这样，第二热交换芯部22的第二芯部元件50可以连接至第二端头32的冷却剂入口总管92和冷却剂出口总管93，因此，冷却剂流体可以在第二热交换芯部22的第二芯部元件50的内部循环。
第二热交换芯部22可以包括连接至第二端头32的多个第二芯部元件50。
参考图16和图17，多个第二芯部元件50的每一个可以包括通道55，冷却剂流体通过通道55循环。通道55可以以蛇形或迂回路径形成，因此，可以通过增大热交换接触面积来提高热交换性能。通道55可以具有引入冷却剂流体的入口56和排出冷却剂流体的出口57，入口56可以与冷却剂入口总管92的连通通道92c连通，而出口57可以与冷却剂出口总管93的连通通道93c连通。
如图14所示，第二芯部元件50的入口56可以通过连接件56a连接至冷却剂入口室92b的连通通道92c，以与冷却剂入口室92b连通通道92c相连通。第二芯部元件50的出口57可以通过连接件57a连接至冷却剂出口室93b的连通通道93c，以与冷却剂出口室93b的连通通道93c相连通。
多个第二芯部元件50彼此间隔开，在相邻的第二芯部元件50之间可以形成EGR气体经过的第二EGR气体通道62。由壳体11的入口端口12引入的EGR气体经过在第二芯部元件50之间的第二EGR气体通道62，经过第二EGR气体通道62的EGR气体可以由经过第二芯部元件50的通道55的冷却剂流体冷却，因此，冷却剂流体的温度可以升高。
如图4和图12所示，在第二芯部元件50之间的第二EGR气体通道62中可以插置多个第二隔板26。第二隔板26可以防止第二芯部元件50因内部压力和热变形而歪曲或变形。如图4所示，多个隔板26可以布置为从顶部观察时是之字形的，由于冷却剂流体以之字形流动，因此可以进一步提高EGR气体的冷却效率。
如图11和图14所示，在第二芯部元件50的一个纵向端部可以形成***突出部58，并且第二芯部元件50的***突出部58可以***并接合至第二端头32的***槽94。通过这样，多个第二芯部元件50可以沿竖直方向彼此间隔开，因此，在第二芯部元件50之间的第二EGR气体通道62可以保持恒定。
如图11、图12和图15所示，第二芯部元件50的另一个纵向端部可以由支撑构件98支撑。支撑构件98可以延伸为在壳体11的竖直方向与壳体11相交，并且支撑构件98可以在壳体11的竖直方向连接第二芯部元件50的另一个端部。
支撑构件98可以具有以特定间隔彼此间隔开的多个凹槽98a，并且支撑构件98的凹槽98a之间的间隔可以与第二芯部元件50之间的间隔相同。
由于第二芯部元件50的另一个端部边缘51c接合至支撑构件98的凹槽98a，因此第二芯部元件50的另一个端部边缘51c可以通过支撑构件98彼此连接。
支撑构件98的相对端部可以可拆卸地接合至壳体11的顶部和底部，并且第二芯部元件50的另一个端部可以由壳体11稳固支撑。
更具体地，如图12和图15所示，在壳体11的顶部和底部可以形成侧凹槽96，并且凹槽96可以在壳体11的横向方向延伸。此外，支撑构件98的相对的端部可以形成突出部98b，并且支撑构件98的突出部98b可以接合至壳体11的凹槽96。
第二芯部元件50的纵向端部可以接合至第二端头32，而第二芯部元件50的另一个纵向端部通过支撑构件98支撑，使得第二芯部元件50可以由壳体11的下游侧内部空间11b牢固地支撑，因此，可以稳固地支撑第二芯部元件50以应对振动、内部压力和热变形，从而可以提高耐久性。
此外，因为第二芯部元件50的相对的纵向端部以及支撑构件98为可拆卸地***并接合至壳体11，所以第二热交换芯部22的第二芯部元件50可以容易地从壳体11分离以及装配在壳体11上；因此，壳体11的内部空间11a、11b和11c以及第二热交换芯部22的第二芯部元件50可以非常容易地清洗。
进一步地，第二芯部元件50可以通过两个或更多个弹性构件97弹性地支撑。如图13和图15所示，两个或更多个弹性构件97可以对称地安装在壳体11的内表面，并且弹性构件97具有沿第二芯部元件50的纵向方向延伸的片状弹簧结构，因此，第二芯部元件50可以弹性地支撑在上侧和下侧。多个第二芯部元件50可以通过弹性构件97更稳固地支撑以应对压力、振动以及热变形。
如图16和图17所示，第一芯部元件40和第二芯部元件50的每一个可以包括一对相对的半壳体42、43、52和53，并且一对相对的半壳体42、43、52和53可以通过焊接或类似方式结合在一起。半壳体42、43、52和53的每一个可以具有用于形成通道45的槽44。
根据本发明的实施方案，通道45和55可以具有圆形截面，因此，可以提高通道45和55的抗压性能。
根据本发明的实施方案，通道45和55的部分的通道45a和55a可以具有平面矩形截面，并且矩形截面可以具有圆角。
根据本发明的的另一个实施方案，如图18所示，形成通道45和55的部分的外表面可以形成具有特定形状的凸泡49和59，因此，可以进一步提高热交换性能。
在发动机的低负荷状态下或在低外部温度的情况下，如果旁通阀18移动到第一位置，在第一位置，第二热交换芯部22的下游端关闭(如图19所示)，随着EGR气体经过第一热交换芯部21后经过旁通管路15，EGR气体可以绕过第二热交换芯部22。
由于在发动机的高负荷状态下或在高外部温度的情况下由壳体11的入口引入的EGR气体的温度为大约400℃，使得EGR气体需要适当地冷却，所以EGR气体需要既经过第一热交换芯部21又经过第二热交换芯部22。如图20所示，如果旁通阀18移动到第二位置，在第二位置，旁通管路15关闭，EGR气体可以经过第一热交换芯部21和第二热交换芯部22，因此，EGR气体的目标冷却温度可以降低到大约不超过140℃。
如果气体泄漏检测传感器38检测到作为EGR气体锅炉的第一热交换芯部21损坏并且工作流体(冷却剂或乙醇)有泄漏，当工作流体泄漏并与EGR气体一起引入到发动机的燃烧室时，发动机可能变得不协调或可能严重损坏。如图21所示，如果旁通阀18移动到第三位置，在第三位置，下游侧管道19关闭，则可以防止泄漏的工作流体引入到发动机的燃烧室。
根据本发明的实施方案，如图1所示，用于注入洗涤水的洗涤水注入孔33可以形成在壳体11的一侧，用于排出洗涤水的洗涤水排出孔34可以形成在壳体11的另一侧，洗涤水注入管道36a可以连接至洗涤水注入孔33，洗涤水排出管道36b可以连接至洗涤水排出孔34，并且洗涤水注入管道36a和洗涤水排出管道36b可以连接至洗涤水泵35。因为洗涤水是通过洗涤水注入结构注入到壳体11的内部空间11a、11b、和11c，附着到热交换芯部21和22的芯部元件40和50的EGR气体的颗粒物可以很容易地清洗，因此，可以提高热传递性能。
根据本发明，第一热交换芯部21和第二热交换芯部22可以沿EGR气体的流动方向设置，并且EGR气体的流动方向可以改变，使得EGR气体可以根据车辆的驱动情况或外部温度而选择性地绕过第二热交换芯部22，因此，可以有效地利用EGR气体。
虽然目前已经描述了本发明的具体实施方案，但本发明不局限于在说明书和附图中所公开的实施方案，本领域技术人员可以对本发明进行各种修改，而不脱离本发明的技术精神。

Claims (16)

1.用于车辆的热交换器，包括：
壳体，其具有EGR气体经过的内部空间；
第一热交换芯部，其布置在所述壳体的内部空间；
第二热交换芯部，其布置在所述壳体的内部空间，并且所述第二热交换芯部布置在所述第一热交换芯部的下游侧；以及
旁通阀，其设置成允许EGR气体选择性地绕过第二热交换芯部。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的热交换器，其中，所述第一热交换芯部和所述第二热交换芯部沿EGR气体的流动方向布置在所述壳体中。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的热交换器，其中，在所述第一热交换芯部的下游端与所述第二热交换芯部的上游端之间形成间隔空间。
4.根据权利要求3所述的用于车辆的热交换器，其中，旁通管路连接至所述间隔空间，所述旁通阀安装在所述旁通管路中。
5.根据权利要求4所述的用于车辆的热交换器，其中，在所述间隔空间中安装有温度传感器。
6.根据权利要求4所述的用于车辆的热交换器，其中，所述旁通阀设置成选择性地移动到第一位置、第二位置和第三位置，在所述第一位置EGR气体经过所述旁通管路，在所述第二位置EGR气体经过所述第二热交换芯部，在所述第三位置中断EGR气体供应到发动机。
7.根据权利要求1所述的用于车辆的热交换器，其中，所述第一热交换芯部为EGR气体锅炉，废热回收***的兰金循环的工作流体循环通过所述EGR气体锅炉。
8.根据权利要求7所述的用于车辆的热交换器，其中，所述第一热交换芯部连接至第一端头，并且所述第一端头设置成封闭形成在所述壳体的第一开口。
9.根据权利要求8所述的用于车辆的热交换器，其中，所述第一端头包括引入EGR气体的EGR气体入口总管、引入工作流体的工作流体入口总管以及排出工作流体的工作流体出口总管。
10.根据权利要求9所述的用于车辆的热交换器，其中，所述第一热交换芯部包括多个第一芯部元件，所述多个第一芯部元件的每一个具有工作流体循环的通道，
其中，所述多个第一芯部元件彼此间隔开而形成EGR气体经过的多个第一EGR气体通道。
11.根据权利要求10所述的用于车辆的热交换器，其中，在与所述壳体的出口端口相邻的位置处安装有气体泄漏检测传感器，该气体泄漏检测传感器设置成检测工作流体的泄漏。
12.根据权利要求1所述的用于车辆的热交换器，其中，所述第二热交换芯部为EGR冷却器，冷却剂管路连接至所述EGR冷却器，冷却剂流体循环通过所述冷却剂管路。
13.根据权利要求12所述的用于车辆的热交换器，其中，所述第二热交换芯部连接至第二端头，所述第二端头设置成封闭形成在所述壳体的第二开口。
14.根据权利要求13所述的用于车辆的热交换器，其中，所述第二端头包括引入冷却剂流体的冷却剂入口总管和排出冷却剂流体的冷却剂出口总管。
15.根据权利要求14所述的用于车辆的热交换器，其中，所述第二热交换芯部包括多个第二芯部元件，所述多个第二芯部元件的每一个具有冷却剂流体循环的通道，
其中，所述多个第二芯部元件彼此间隔开而形成EGR气体经过的多个第二EGR气体通道。
16.根据权利要求1所述的用于车辆的热交换器，其中，所述第一热交换芯部的轴线垂直于所述第二热交换芯部的轴线。
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