CN110608113B - 车辆发动机的排放气体再循环冷却装置 - Google Patents

车辆发动机的排放气体再循环冷却装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种车辆发动机的排放气体再循环冷却装置，包括：汽缸体，其包括：汽缸腔室，水套，其沿着所述汽缸腔室延伸，具有入口和出口的空间部，所述入口和所述出口贯通所述水套，使得冷却水经过所述入口和所述出口循环进入所述空间部；排放气体再循环冷却器，其联接至与汽缸体的所述空间部邻近的汽缸体，以从汽缸体的一侧覆盖空间部，并且所述排放气体再循环冷却器包括在所述空间部中的气体流动路径，以通过在所述空间部内部的气体流动路径循环排放气体；***引导件，其布置在所述多个汽缸腔室与所述空间部之间，所述***引导件阻挡在水套中循环的冷却水的流动。

Description

车辆发动机的排放气体再循环冷却装置
技术领域
本申请涉及一种车辆发动机的排放气体再循环(exhaust gas recirculation，EGR)冷却装置，其中，EGR冷却器结构应用于汽缸体。
背景技术
一般地，应用于车辆中的汽油发动机的排放气体再循环(exhaust gasrecirculation，EGR)冷却器将通过排放气体歧管排出的排放气体的一部分再循环，并且由此改善燃料效率以及减少有害的化合物，例如氮氧化物。为了满足车辆输出的增加和加强排气控制，例如EGR冷却器这种针对汽油发动机排气***的应用现在逐渐地发展起来。
EGR冷却器安装在汽缸体的外部或者安装在发动机的外侧，从而实现冷却操作。然而，常规的EGR冷却器具有软管以形成用于传输冷却介质的路径，并且这种软管容易被振动损坏。进一步地，结合软管使用了附加元件(例如接套)，并且因此EGR冷却器的单位成本可能会上升。
上述描述被提供用于帮助理解本申请的背景，并且不应该理解为对本领域技术人员公知的现有技术。
发明内容
本申请已经考虑到上述问题，并且本申请的目的为提供一种车辆发动机的排放气体再循环(exhaust gas recirculation，EGR)冷却装置，其中EGR冷却器设置在汽缸体内，以简化布局并且改善EGR冷却器的冷却效率。
根据本申请的示例性实施方案，一种车辆发动机的排放气体再循环冷却装置，汽缸体，其包括：多个汽缸腔室；水套，其沿着所述多个汽缸腔室延伸，用于冷却水的循环路径；以及具有入口和出口的空间部，所述入口和出口贯通所述水套，使得冷却水经过所述入口和所述出口循环进入所述空间部；排放气体再循环冷却器，其联接至与所述汽缸体的空间部相邻的汽缸体，以从汽缸体的一侧覆盖所述空间部，所述排放气体再循环冷却器包括所述空间部中的气体流动路径，以通过所述空间部内部的气体流动路径来循环排放气体；以及***引导件，其布置在所述多个汽缸腔室与所述空间部之间，所述***引导件阻挡在所述水套中循环的冷却水的流动，使得在所述水套中循环的冷却水通过所述入口和所述出口循环进入所述空间部，并且与所述排放气体再循环冷却器的气体流动路径进行热交换。
向所述水套供应冷却水供应路径可以形成在汽缸体中，并且所述入口可以位于所述水套的循环路径上，从而相比于出口更接近供应路径。
所述汽缸体的至少一个入口和至少一个出口可以形成在汽缸腔室的排布方向，并且***引导件可以位于所述至少一个入口和所述至少一个出口相互分开的水套的一个点处。
所述汽缸体的入口和出口的其中一者位于所述空间部的上部区域，或者汽缸体的入口和出口均位于所述空间部的上部区域。
所述EGR冷却器可以包括：盖部，其用于覆盖所述汽缸体的空间部；排放气体再循环冷却器入口以及排放气体再循环冷却器出口，其位于所述盖部的外部，使得排放气体通过所述排放气体再循环冷却器入口以及所述排放气体再循环冷却器出口可以流入所述排放气体再循环冷却器，或者从所述排放气体再循环冷却器排出，所述气体流动路径可以在所述盖部的内部延伸从而横贯所述空间部，所述气体流动路径的每一个的一端连接至所述排放气体再循环冷却器入口，并且所述气体流动路径的每一个的另一端连接至所述排放气体再循环冷却器出口。
所述***引导件可以包括：板状部件，其延伸从而在竖直面中与所述水套的形状对应，其中所述竖直平面***水套中；以及引导部件，其沿着所述多个汽缸腔室在竖直方向上从所述板状部件延伸，并且所述引导部件位于所述入口与所述出口之间。
在板状部件***水套中的情况下，通孔可以形成在与汽缸体的入口和出口对应的板状部件的位置上。
所述汽缸腔室可以排布从而进行连接，因此，汽缸腔室之间的连接点可以是凹进的，并且***引导件的引导部件可以位于汽缸腔室之间的一个连接点处，设置在汽缸体的入口和出口之间。
阻挡部件，其向所述多个汽缸腔室的外壁与所述汽缸体的内壁突出，可以形成在上述***引导件的引导部件处。
所述***引导件的引导部件可以由指定的间隙与汽缸腔室间隔开，使得在水套中循环的冷却水的一部分可以流过所述引导部件。
所述***引导件可以从汽缸体朝着水套突出，并且在汽缸腔室的竖直方向上延伸。
附图说明
通过下文结合附图所呈现的详细描述将会更为清楚地理解本申请的以上和其它目的、特征以及其他优点，在这些附图中：
图1为示出根据本申请的一个实施方案的车辆发动机的EGR冷却装置的立体视图；
图2为示出如图1中所示的EGR冷却装置的截面视图；以及
图3至图5为示出图1中所示的车辆发动机的视图。
具体实施方式
现在将详细参照本申请的示例性实施方案，其示例在附图中进行说明。只要可能，相同的附图标记将在整个附图中用于表示相同或相似的部分。
在下文中，将描述根据本申请的一个实施方案的车辆发动机的排放气体再循环(exhaust gas recirculation，EGR)冷却装置。
图1为示出根据本申请的一个实施方案的车辆发动机的EGR冷却装置的立体视图，图2为示出如图1中所示的EGR冷却装置的截面视图，并且图3至图5为示出图1中所示的车辆发动机的视图。
如图1和图2中示例性地所示，根据本申请的EGR冷却装置包括：汽缸体10、EGR冷却器20以及***引导件30，所述汽缸体10包括：多个汽缸腔室11、水套12以及空间部15，所述水套12沿所述汽缸腔室11延伸，并且提供冷却水的循环路径，所述空间部15设置有水套入口13和出口14，所述入口13和出口14形成为贯通水套12，使得冷却水通过入口13和出口14循环进入空间部15；所述EGR冷却器20联接至汽缸体10的空间部15，从而封闭空间部15，并且EGR冷却器20包括排放气体在其中循环的气体流动路径21，该气体流动路径21设置在空间部15中；所述***引导件30设置在汽缸腔室11和空间部15之间，并阻挡在水套12中循环的冷却水的流动，从而使得在水套12中循环的冷却水通过入口13和出口14循环进入空间部15，并且与EGR冷却器的气体流动路径21进行热交换。
所述多个汽缸腔室11形成于汽缸体10中，例如，如图1和图2中所示，发动机可以是四汽缸发动机。汽缸腔室11的数量可以根据发动机的规格而变化。进一步地，空间部15设置在汽缸体10的外表面上，使得在水套12中循环的冷却水通过入口13和出口14循环进入空间部15。
所述EGR冷却器20联接至汽缸体10的空间部15，并且当所述EGR冷却器20联接至所述空间部15时，气体流动路径21定位在空间部15内，因此，在空间部15中循环的冷却水可以与气体流动路径21进行热交换。更详细地，所述EGR冷却器20包括：盖部22、EGR入口23以及EGR出口24，所述盖部22用于覆盖汽缸体10的空间部15；所述EGR入口23和所述EGR出口24形成在盖部22的外部，使得排放气体经过EGR入口23可以被引入EGR冷却器20或者经过EGR出口24从EGR冷却器20排出；并且，气体流动路径21在盖部22的内部延伸，以横贯空间部15，使得气体流动路径21的每一个的一端连接至EGR入口23，而气体流动路径21的每一个的另一端连接至EGR出口24。这里，盖部22可以形成为覆盖空间部15，并且通过螺丝接合固定至汽缸体10。具体地，由于EGR入口23和EGR出口24设置在盖部22的两端，并且气体流动路径21的两端连接至EGR入口23和EGR出口24，所以通过EGR入口23引入空间部15的排放气体可以通过EGR出口24向外部排出。在这样的过程中，排放气体经过气体流动路径21，并且由于气体流动路径21位于空间部15内，所以经过气体流动路径21的再循环排放气体与冷却水进行热交换并且因此被冷却。
***引导件30固定至水套12的内部，并且用于改变在水套12中循环的冷却水的流动。***引导件30可以位于入口13与出口14之间，使得在水套12中流动的冷却水能够流动进入入口13，通过空间部15并且之后从出口14排出。***引导件30可以形成为单独的***物，并且之后设置在水套12中，或者与汽缸体10整体地形成。
同样地，在本申请中，在汽缸体10的水套12中循环的冷却水除了冷却汽缸腔室11，还通过入口13和出口14循环进入空间部15，并且EGR冷却器20联接至空间部15，使得排放气体的冷却通过在EGR冷却器20的气体流动路径21与空间部15中循环的冷却水之间进行热交换而实现。特别地，***引导件30设置在水套12的入口13与出口14之间，从而将水套12中循环的冷却水通过入口13引导至空间部15的内部，并且之后通过出口14从空间部15排出冷却水以循环进入水套12。也就是说，通过在水套12的入口13和出口14之间设置***引导件30，在水套12中循环的冷却水能够从水套12的循环路径移动至入口13，并且通过入口13流入空间部15的冷却水可以通过出口14排出到水套12，从而沿着在水套12中的流路循环。
从而，通过由***引导件30而循环进入空间部15，在水套12中循环的冷却水同时地实现了汽缸腔室11的冷却和EGR冷却器20的气体流动路径21的冷却，并且因此，汽缸腔室11和EGR冷却器20的气体流动路径21均能够通过冷却水的自然流动而冷却。
更具体地，如图2中示例性地所示，汽缸体10可以包括供应路径16，冷却水通过供应路径16流入水套12，并且入口13可以位于水套12的循环路径上，以相对于出口14更接近供应路径16。
也就是说，通过形成在汽缸体10中的供应路径16，冷却水可以流入水套12，并且已经流入水套12的冷却水可以在水套12中循环并且流入入口13。这里，由于入口13位于相比于出口14到供应路径16更接近的位置，所以通过供应路径16已经流入水套12的冷却水能够有效地流入入口13，并且在空间部15中循环之后从出口14排出的冷却水的流动可以由冷却水至入口13的流入而设定。
至少一个入口13和至少一个出口14可以根据汽缸腔室11的排布方向而形成，并且***引导件30可以位于水套12的一个点上，在该点处所述至少一个入口13和所述至少一个出口14相互分开。
根据流入空间部15的冷却水的流量，可以确定所述至少一个入口13的数量和所述至少一个出口14的数量，并且为了保证流入空间部15的冷却水的流量，可以设置多个入口13和出口14。也就是说，通过增加入口13和出口14的数量，可以确定空间部15中循环的冷却水的流量，而不是通过增加入口13和出口14的宽度。
这里，尽管设置了多个入口13和多个出口14，但是***引导件30位于水套12的一个点上，在该点处所述入口13和所述出口14相互分开，因此，在水套12中循环的冷却水的流动被***引导件30阻挡，从而使得冷却水可以流入入口13，经过空间部15之后从出口14排出。
进一步地，如图3中示例性地所示，汽缸体10的出口14或者汽缸体10的入口13和出口14可以位于空间部15的上方区域。
在车辆中，在安装发动机的过程期间，或者在安装发动机时，由于发动机以指定的角度倾斜，填充了空气的气穴可能会在空间部15中产生。这种气穴干扰冷却水的流动并且降低冷却效率，因此，由于入口13和出口14位于空间部15的上方区域，所以在冷却水上方的空气可以通过出口14排出，从而可以去除气穴。
如图4中示例性地所示，所述***引导件30可以包括：板状部件31以及引导部件32，所述板状部件31延伸为对应于水套12的形状，具有竖直的面并且***水套12中；所述引导部件32沿着汽缸腔室11在竖直方向上从板状部件31延伸，并且位于入口13和出口14之间。
在包括板状部件31以及引导部件32的***引导件30中，板状部件31可以形成为与水套12的形状对应，并且板状部件31沿着汽缸腔室11的外圆周表面弯曲。板状部件31具有竖直的面并且纳入在水套12中，使得板状部件31的位置可以固定，并且锁定结构在板状部件31的两端形成，使得板状部件31的位置通过锁定结构能够固定至水套12的内部。进一步地，板状部件31的上端和下端的形状或者板状部件31的竖直面的形状可以根据汽缸体10的形状确定。
在***引导件30***水套12的状态中，引导部件32在竖直方向上从所述板状部件31向上延伸至汽缸体10的上端，从而引导在水套12中循环的冷却水的流动。特别地，位于入口13和出口14之间的引导部件32阻挡在水套12中循环的冷却水的流动，因此，冷却水被引导并循环进入入口13，通过入口13已经流入汽缸体10的空间部15的冷却水与EGR冷却器20的气体流动路径21进行热交换，通过出口14排出至水套12，并且之后沿着水套12的循环路径循环。
更详细地，如图4中示例性地所示，在板状部件31***水套12中的情况下，通孔31a可以形成在板状部件31的对应于汽缸体10的入口13和出口14的板状部件位置上。
板状部件31具有竖直的面并且当板状部件31***水套12时可以由此关闭入口13和出口14。因此，在板状部件31***水套12中的情况下，通孔31a形成在板状部件31的与汽缸体10的入口13和出口14对应的板状部件位置上。因此，水套12中的冷却水可以流过通孔31a并且因此通过入口13和出口14循环进入空间部15。通孔31a可以具有比入口13和出口14的尺寸更大的尺寸，并且通孔31a的数量可以与入口13和出口14的总数量相同。
进一步地，如图1和图4中示例性地所示，由于多个汽缸腔室11排布为进行连接，汽缸腔室11之间的连接点可以是凹进的，并且***引导件30的引导部件32可以位于汽缸腔室11之间的一个连接点上，该连接点设置在汽缸体10的入口13和出口14之间。
也就是说，由于发动机的汽缸腔室11具有圆柱状并且平行排布，所以汽缸腔室11之间的连接点是凹进的。从而，水套12延伸为沿着汽缸腔室11的外圆周表面的形状弯曲，并且***引导件30的引导部件32位于在汽缸腔室11的外圆周表面之间的一个凹进的连接点处，使得在水套12中循环的冷却水可以沿着汽缸腔室11的外圆周表面循环，并且因此将汽缸腔室11的冷却效率的减少最小化。
进一步地，如图4和图5中示例性地所示，向汽缸腔室11的外壁和汽缸体10的内壁突出的阻挡部件32a可以在***引导件30的引导部件32处形成。
水套12形成在汽缸腔室11的外壁与汽缸体10的内壁之间，并且当板状部件31***到水套12中时，***引导件30的板状部件31接触汽缸腔室11的外壁，板状部件水套从而防止从汽缸腔室11产生的高温的热量过度地排出。***引导件30的板状部件31可以定位为板状部件不仅接触汽缸腔室11的外壁而且也接触汽缸体10的内壁，并且板状部件31可以位于汽缸腔室11的外壁与汽缸体10的内壁之间，从而引导冷却水的流动。
特别地，所述阻挡部件32a从引导部件32突出，从板状部件31朝着汽缸腔室11的外壁和汽缸体10的内壁延伸，从而阻挡在水套12中循环的冷却水的流动。进一步地，随着阻挡部件32a从引导部件32朝着汽缸腔室11的外壁和汽缸体10的内壁突出，由于阻挡部件32a，引导部件32可以具有“+”的形状，因此确保刚性。
所述***引导件30的引导部件32可以按照指定的间隙与汽缸腔室11间隔开，因此，在水套12中循环的冷却水的一部分可以流过所述引导部件32。
即，***引导件30的引导部件32并不完全阻挡水套12的循环路径，并且由于引导部件32按照指定的间隙与汽缸腔室11间隔开，少量的冷却水可以流过引导部件32并且在水套12中循环。从而，即使在***引导件30的引导部件32形成的区域中，也能由冷却水的循环实现汽缸腔室11的冷却，因此，结合通过***引导件30而进入空间部15的冷却水的循环，即使在***引导件30的引导部件32形成的区域中，也能实现汽缸腔室11的冷却，并且改善了整体的冷却效率。
***引导件30的引导部件32按照指定的间隙与汽缸体10间隔开，使得冷却水可以沿着汽缸体10的内壁循环，或者***引导件30的引导部件32可以与汽缸体10和汽缸腔室11间隔开，使得冷却水可以沿着汽缸体10的内壁和汽缸腔室11的外壁循环。冷却水的流动可以根据***引导件30的引导部件32的形状确定，同样地，可以根据基于发动机设计的热效率确定。
所述***引导件30可以从汽缸体10向水套12突出，并且在汽缸腔室11的竖直方向上延伸。由于***引导件从汽缸体10突出并且位于水套12处，***引导件30并不单独地设置，因此，EGR冷却装置的结构可以简化。
如上所述，在本申请中，EGR冷却器20与汽缸体10整体安装，并且冷却水通过形成在汽缸体10处的入口13和出口14循环进入EGR冷却器20。具体地，***引导件30将在水套12中循环的冷却水的流动通过入口13引导至EGR冷却器20，因此，在水套12中循环的冷却水可以冷却汽缸腔室11以及EGR冷却器20的再循环排放气体。
同样地，EGR冷却器20设置在汽缸体10中，并且因此可以简化布局，并且可以省略冷却回路的部件，因此减少制造成本并且改善EGR冷却器20的冷却效率。
从以上描述中显而易见地，在根据本申请的一个实施方案的车辆发动机的EGR冷却装置中，EGR冷却器设置在汽缸体内并且因此可以简化布局，并且省略冷却回路的部件，因此可以减少制造成本并且可以改善EGR冷却器的冷却效率。
尽管出于说明的目的已公开了本申请的示例性实施方案，但是本领域技术人员应当理解，各种修改、增加和删减是可能的，并不脱离所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神。

Claims (11)

1.一种车辆发动机的排放气体再循环冷却装置，包括：
汽缸体，其包括：
多个汽缸腔室；
水套，其沿着所述多个汽缸腔室延伸，用于冷却水的循环路径；以及
具有入口和出口的空间部，所述入口和所述出口贯通所述水套，使得冷却水经过所述入口和所述出口循环进入所述空间部；
排放气体再循环冷却器，其联接至与汽缸体的所述空间部邻近的汽缸体，以从汽缸体的一侧覆盖所述空间部，所述排放气体再循环冷却器包括在所述空间部中的气体流动路径，以通过在所述空间部内部的气体流动路径来循环排放气体；以及
***引导件，其布置在所述多个汽缸腔室与所述空间部之间，所述***引导件阻挡在水套中循环的冷却水的流动，使得在水套中循环的冷却水通过所述入口和所述出口循环进入所述空间部，并且与所述排放气体再循环冷却器的气体流动路径进行热交换。
2.根据权利要求1所述的车辆发动机的排放气体再循环冷却装置，其中，
所述汽缸体进一步包括供应路径，以向所述水套供应冷却水；
所述入口与所述水套的循环路径连通，并且布置为相比于所述出口更接近所述供应路径。
3.根据权利要求1所述的车辆发动机的排放气体再循环冷却装置，其中，
在所述入口和所述出口中，所述汽缸体的至少一个入口和至少一个出口在所述多个汽缸腔室的排布方向上纵向排布；
所述***引导件的一部分布置在位于至少一个入口和至少一个出口相互分开的点处。
4.根据权利要求1所述的车辆发动机的排放气体再循环冷却装置，其中，所述汽缸体的入口和出口中的一者位于所述空间部的上部区域，或者汽缸体的入口和出口均位于所述空间部的上部区域。
5.根据权利要求1所述的车辆发动机的排放气体再循环冷却装置，其中，所述排放气体再循环冷却器包括：
盖部，其覆盖汽缸体的所述空间部；以及
排放气体再循环冷却器入口和排放气体再循环冷却器出口，其位于所述盖部的外部，使得排放气体通过所述排放气体再循环冷却器入口流入所述排放气体再循环冷却器，或者通过所述排放气体再循环冷却器出口从所述排放气体再循环冷却器排出；
其中，所述气体流动路径在所述盖部的内部延伸以横贯所述空间部，所述气体流动路径的每一个的一端连接至所述排放气体再循环冷却器入口，所述气体流动路径的每一个的另一端连接至所述排放气体再循环冷却器出口。
6.根据权利要求1所述的车辆发动机的排放气体再循环冷却装置，其中，所述***引导件包括：
板状部件，其延伸为在竖直面中与所述水套的形状对应，其中所述板状部件***所述水套中；以及
引导部件，其沿着所述多个汽缸腔室在竖直方向上从所述板状部件延伸，并且所述引导部件布置在所述入口与所述出口之间。
7.根据权利要求6所述的车辆发动机的排放气体再循环冷却装置，其中，所述板状部件包括通孔，所述通孔对应于所述汽缸体的入口和出口。
8.根据权利要求6所述的车辆发动机的排放气体再循环冷却装置，其中，
所述多个汽缸腔室相互连接，并且所述多个汽缸腔室之间的连接点的每一个具有凹进的形状；
所述***引导件的引导部件位于所述多个汽缸腔室之间的一个连接点处，以布置在所述汽缸体的入口与出口之间。
9.根据权利要求6所述的车辆发动机的排放气体再循环冷却装置，其中，所述引导部件包括阻挡部件，该阻挡部件朝着所述多个汽缸腔室的外壁以及所述汽缸体的内壁突出。
10.根据权利要求6所述的车辆发动机的排放气体再循环冷却装置，其中，所述***引导件的引导部件与所述多个汽缸腔室间隔开，使得在水套中循环的冷却水的一部分流过所述引导部件与所述多个汽缸腔室之间的空间。
11.根据权利要求1所述的车辆发动机的排放气体再循环冷却装置，其中，所述***引导件从所述汽缸体朝着所述水套突出，并且在所述多个汽缸腔室的竖直方向上延伸。
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