CN109488491A - 一种发动机及其废气再循环冷却器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种发动机及其废气再循环冷却器，其中，发动机包括废气再循环冷却器，废气再循环冷却器包括法兰、进气口、出气口和换热单元；法兰贴合发动机的缸体或缸盖的外侧壁并形成封闭的冷却腔，换热单元位于冷却腔内；进气口和出气口均设于法兰上，并与换热单元连通；缸体或缸盖上设有进水口和出水口，且均分别连通冷却腔和缸体或缸盖内的循环水路。该发动机可减少零部件、降低成本、减小体积，便于发动机在整车上的布置。

Description

一种发动机及其废气再循环冷却器

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，具体涉及一种发动机及其废气再循环冷却器。

背景技术

随着各国汽车保有量的不断增加，有关部门对汽车排放的限制也越来越严格。各地排放法规越来越严格，油耗要求越来越高，为满足日益严格的排放和油耗要求，越来越多的先进技术被运用到发动机上。

废气再循环技术在柴油机上应用有明显降低NOx作用，在汽油机上应用有明显降低爆震，降低油耗作用。而目前大多数EGR(废气再循环)冷却器都是独立的安装在发动机的缸体或者缸盖上，在发动机安装过程中，由于安装空间有限，而EGR冷却器的进水管和出水管占用空间较大，增加了发动机在整车中布置的难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种发动机及其废气再循环冷却器，可减少零部件、降低成本、减小体积，便于发动机在整车上的布置。

第一方面，为解决上述技术问题，本发明提供一种发动机，其包括废气再循环冷却器，所述废气再循环冷却器包括法兰、进气口、出气口和换热单元；所述法兰贴合所述发动机的缸体或缸盖的外侧壁并形成封闭的冷却腔，所述换热单元位于所述冷却腔内；所述进气口和所述出气口均设于所述法兰上，并与所述换热单元连通；所述缸体或缸盖上设有进水口和出水口，且均分别连通所述冷却腔和所述缸体或缸盖内的循环水路。

本发明所提供的发动机，是将废气再循环冷却器与其缸体或缸盖集成为一体式结构，并在缸体或缸盖上设有进水口和出水口，该进水口和出水口连通冷却腔和缸体或缸盖内的循环水路，使得循环水路的水被引入冷却腔内，并与换热单元进行热交换，以降低换热单元内废气的温度。该发动机的废气再循环冷却器无需使用进水管和出水管，直接通过设置在缸体或缸盖上的进水口和出水口，即可实现缸体或缸盖内的循环水与换热单元内的废气进行热交换。集成设置使得设有废气再循环冷却器的发动机整体结构简单、体积较小，方便布置零部件的同时，也利于降低成本。另外，由于汽车发动机的安装空间有限，因此，减少零部件的设置便于该发动机在整车上的布置。

可选地，所述缸体或缸盖的外侧壁还设有冷却槽，所述法兰和所述冷却槽盖合形成所述冷却腔；所述进水口和所述出水口均设于所述冷却槽的槽底或槽壁上。

可选地，所述法兰与所述缸体或缸盖之间为螺栓连接。

可选地，所述法兰与所述缸体或缸盖之间设有密封垫。

另一方面，为实现上述目的，本发明还提供了一种废气再循环冷却器，其包括法兰、进气口、出气口和换热单元；所述法兰能够贴合发动机的缸体或缸盖的外侧壁并形成封闭的冷却腔，所述换热单元位于所述冷却腔内，所述缸体或缸盖的外侧壁设有进水口和出水口，且均分别连通所述冷却腔和所述缸体或缸盖内的循环水路；所述进气口和所述出气口均设于所述法兰上，并与所述换热单元连通。

本发明所提供的废气再循环冷却器与发动机的缸体或缸盖集成为一体式结构，在缸体或缸盖上设有进水口和出水口，该进水口和出水口连通冷却腔和缸体或缸盖内的循环水路，使得循环水路的水被引入冷却腔内，并与换热单元进行热交换，以降低换热单元内废气的温度。该废气再循环冷却器无需使用进水管和出水管，直接通过设置在缸体或缸盖上的进水口和出水口，即可实现缸体或缸盖内的循环水与换热单元内的废气进行热交换。因此，本发明所提供的废气再循环冷却器的结构简单、体积较小，方便布置的同时，也利于降低成本。另外，由于汽车发动机的安装空间有限，因此，减少零部件的设置便于该废气再循环冷却器随发动机整体在整车上的布置。

可选地，所述法兰为板状结构，所述缸体或缸盖的外侧壁设有冷却槽，所述进水口和所述出水口均设于所述冷却槽的槽底或槽壁上，所述法兰和所述冷却槽盖合形成所述冷却腔。

可选地，还包括进气腔和出气腔，所述进气腔设于所述进气口和所述换热单元之间，所述出气腔设于所述出气口和所述换热单元之间。

可选地，所述换热单元为螺旋管结构或板翅结构。

可选地，所述换热单元为板翅结构时，其内部设有扰流板。

可选地，所述扰流板为波纹扰流板或交错扰流板。

附图说明

图1是本发明所提供的废气再循环冷却器的装配图；

图2是本发明所提供的废气再循环冷却器的主视图；

图3是本发明所提供的废气再循环冷却器的俯视图。

附图1-3中，标记如下：

1-法兰；2-进气口；3-出气口；4-进水口；5-出水口；6-换热单元；7-缸体或缸盖；71-冷却槽；8-密封垫；9-进气腔；10-出气腔。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1-3，图1是本发明所提供的废气再循环冷却器的装配图；图2是本发明所提供的废气再循环冷却器的主视图；图3是本发明所提供的废气再循环冷却器的俯视图。

如图1和图2所示，本发明所提供的发动机，包括废气再循环冷却器，其中，该废气再循环冷却器包括法兰1、进气口2、出气口3和换热单元6；法兰1贴紧发动机的缸体或缸盖7的外侧壁并形成封闭的冷却腔，换热单元6位于冷却腔内；进气口2和出气口3均设于法兰1上，并与换热单元6连通；缸体或缸盖7上设有进水口4和出水口5，且均分别连通冷却腔和缸体或缸盖7内的循环水路。

也就是说，如图1中箭头所示，进水口4和出水口5的设置使得发动机的缸体或缸盖7内的循环水路中的冷却水从进水口4进入冷却腔内，该冷却水在换热单元6的外周流动，并与换热单元6内的废气进行热交换后，从出水口5排出并重新进入缸体或缸盖7的循环水路中。发动机的排气口所排出的废气通过进气口2进入换热单元6内，冷却腔内循环的冷却水与该换热单元6内的废气进行热交换即可实现对废气降温的效果。即利用发动机内的冷却水循环水路和换热单元6内的废气进行热交换。

该废气再循环冷却器无需使用进水管和出水管，直接通过设置在缸体或缸盖7上的进水口4和出水口5，即可实现缸体或缸盖7内的循环水路中的冷却水与换热单元6内的废气进行热交换。因此，本发明所提供的废气再循环冷却器零部件减少、结构简单、体积较小，方便布置的同时，也利于降低成本。

在上述实施例中，在缸体或缸盖7的外侧壁还设有冷却槽71，法兰1贴合缸体或缸盖7的外侧壁，并与该冷却槽71贴合形成冷却腔。也就是说，法兰1可以盖合在该冷却槽71上，并与该冷却槽71形成封闭的冷却腔，换热单元6置于该冷却腔内。如图1和图2所示，冷却槽71的深度足以容纳换热单元6，则可以将法兰1设置为板状结构，法兰1朝向缸体或缸盖7的侧面设置为平面结构，此时，设于缸体或缸盖7的外侧的部件凸出较小，可减小发动机的整体体积，由于汽车发动机在安装时空间有限，此种结构设计有利于发动机在整车上的布置。

当然，如果缸体或缸盖7的厚度有限导致冷却槽71的深度受限，使其不足以将换热单元6完全放入其内部，此时，也可将法兰1朝向缸体或缸盖7的一侧设置为内凹结构，具体内凹深度可根据冷却槽71的深度以及换热单元6的尺寸进行设置。即内凹结构和冷却槽71对合共同形成冷却腔。又或者，在不设有冷却槽71的情况下，仅将法兰1朝向缸体或缸盖7的一侧设置为内凹结构，该内凹结构的深度足以容纳换热单元6，此时的法兰1类似于没有底部的壳体，该壳体扣合在缸体或缸盖7的外侧壁上。

由于具有内凹结构的法兰1在缸体或缸盖7的外侧壁凸出较大，显然在厚度允许的情况下，仅在缸体或缸盖7上设置足以容纳换热单元6的冷却槽71，并将法兰1设置为板状结构是更优的方案。

另外，在缸体或缸盖7上设有冷却槽71的情况下，如图1所示，进水口4和出水口5均设于冷却槽71的槽底，当然，在本实施例中，进水口4和出水口5也可以设置在冷却槽71的槽壁(即侧壁)上。若缸体或缸盖7上并无冷却槽71的设置，可直接将进水口4和出水口5设置在缸体或缸盖7的外侧壁上，只要能实现将缸体或缸盖7内的循环水路中的冷却水与冷却腔连通，并且冷却水可均匀地与换热单元6进行换热即可。

在上述实施例中，法兰1与缸体或缸盖7之间的连接设置为螺栓连接，螺栓连接方便拆装。当然，此处法兰1也可以通过其他连接方式如焊接等实现将其与缸体或缸盖7的外侧壁固定，并且形成封闭的冷却腔。

冷却腔是由法兰1贴合缸体或缸盖7的外侧壁所围合形成的封闭区域，使用过程中，其内部充满冷却水，因此，为提高该冷却腔的密封性，在本实施例中，如图1所示，在法兰1与缸体或缸盖7之间还设有密封垫8，该密封垫8的设置提升了冷却腔的密封性，避免内部的冷却水漏出。

在上述实施例中，发动机的排气口所排出的废气通过进气口2可直接进入换热单元6内，并与冷却腔内的冷却水发生热交换，实现降低其温度的效果。而若干个换热单元6的设置可提高冷却效率。

在本实施例中，如图2和图3所示，该废气再循环冷却器还设有进气腔9和出气腔10，其中，进气腔9设于进气口2和换热单元6之间，出气腔10设于出气口3和换热单元6之间。也就是说，如图2中的箭头所示，发动机所排出的废气通过进气口2进入，然后该废气需经过进气腔9再进入各换热单元6内，与冷却水进行热交换后的废气需经过出气腔10再从出气口3排出。

换热单元6的数量不做限制，具体可根据需要设置，进气腔9可使得从进气口2进入的废气被均匀分配至各换热单元6内，避免换热单元6的连接部位受热不均，影响整体的可靠性。相比于进气口2分别与各换热单元6单独连通的设置，在进气口2和换热单元6之间设有进气腔9使得整体结构简单，安装方便。同样的，各换热单元6内的废气在发生热交换后经过出气腔10再从出气口3排出，相比于出气口3分别与各换热单元6单独连通的设置，在出气口3和换热单元6之间设有出气腔10使得整体结构简单，安装方便。

为进一步提高换热效率，在本实施例中，如图2所示，将换热单元6设为两排，两排换热单元6之间留有空隙，循环的冷却水在各换热单元6之间的空隙流动，带走热量使得换热单元6的废气温度降低。当然，在本实施例中，换热单元6也可以设置为一排或者多排结构。

在上述实施例中，将换热单元6设计为板翅结构，板翅结构的换热单元6可增大该换热单元6的外表面积(或内表面积)，即换热面积增大，冷却水可更快更充分地与换热单元6内的废气进行热交换，进而提高换热效率。或者，在本实施例中，还可以将换热单元6选为螺旋管结构，同样的，螺旋管结构的换热单元6可增大换热面积，进而提高换热效率。当然，在本实施例中，该换热单元6还可以选用光管结构等。

在上述实施例中，当换热单元6为板翅结构时，在其内部还设有扰流板(图中未示出)，废气在通过该换热单元6时，需要绕过扰流板，该扰流板的设置可减小废气在换热单元6内的流动速度，使得废气不会快速的从换热单元6通过，延长废气在换热单元6内的时间，更有利于与换热单元6外的冷却水发生热交换。

在上述实施例中，将扰流板选为波纹扰流板，设于换热单元6内的波纹扰流板可强迫经过该换热单元6内的废气在换热单元6内发生周期性扰动，减慢废气在换热单元6内的流通速度，延长换热时间，有利于提高换热效果。另外，在本实施例中，扰流板还可以选用交错扰流板，同样的，交错扰流板在换热单元6内可阻碍废气的流通，减慢其流通速度，延长换热时间，提高换热效果。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种发动机，包括废气再循环冷却器，其特征在于，所述废气再循环冷却器包括法兰(1)、进气口(2)、出气口(3)和换热单元(6)；

所述法兰(1)贴合所述发动机的缸体或缸盖(7)的外侧壁并形成封闭的冷却腔，所述换热单元(6)位于所述冷却腔内；

所述进气口(2)和所述出气口(3)均设于所述法兰(1)上，并与所述换热单元(6)连通；

所述缸体或缸盖(7)上设有进水口(4)和出水口(5)，且均分别连通所述冷却腔和所述缸体或缸盖(7)内的循环水路。

2.根据权利要求1所述的废气再循环冷却器，其特征在于，所述缸体或缸盖(7)的外侧壁还设有冷却槽(71)，所述法兰(1)和所述冷却槽(71)盖合形成所述冷却腔；

所述进水口(4)和所述出水口(5)均设于所述冷却槽(71)的槽底或槽壁上。

3.根据权利要求1或2所述的废气再循环冷却器，其特征在于，所述法兰(1)与所述缸体或缸盖(7)之间为螺栓连接。

4.根据权利要求1或2所述的废气再循环冷却器，其特征在于，所述法兰(1)与所述缸体或缸盖(7)之间设有密封垫(8)。

5.一种废气再循环冷却器，其特征在于，包括法兰(1)、进气口(2)、出气口(3)和换热单元(6)；

所述法兰(1)能够贴合发动机的缸体或缸盖(7)的外侧壁并形成封闭的冷却腔，所述换热单元(6)位于所述冷却腔内，所述缸体或缸盖(7)的外侧壁设有进水口(4)和出水口(5)，且均分别连通所述冷却腔和所述缸体或缸盖(7)内的循环水路；

所述进气口(2)和所述出气口(3)均设于所述法兰(1)上，并与所述换热单元(6)连通。

6.根据权利要求5所述的废气再循环冷却器，其特征在于，所述法兰(1)为板状结构，所述缸体或缸盖(7)的外侧壁设有冷却槽(71)，所述进水口(4)和所述出水口(5)均设于所述冷却槽的槽底或槽壁上，所述法兰(1)和所述冷却槽(7)盖合形成所述冷却腔。

7.根据权利要求5或6所述的废气再循环冷却器，其特征在于，还包括进气腔(9)和出气腔(10)，所述进气腔(9)设于所述进气口(2)和所述换热单元(6)之间，所述出气腔(10)设于所述出气口(3)和所述换热单元(6)之间。

8.根据权利要求5或6所述的废气再循环冷却器，其特征在于，所述换热单元(6)为螺旋管结构或板翅结构。

9.根据权利要求8所述的废气再循环冷却器，其特征在于，所述换热单元(6)为板翅结构时，其内部设有扰流板。

10.根据权利要求9所述的废气再循环冷却器，其特征在于，所述扰流板为波纹扰流板或交错扰流板。