CN220452059U - 一种egr冷却器换热管芯固定结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种EGR冷却器换热管芯固定结构，包括：依次连接的进气室、换热管芯、出气室，换热芯包括：管板、管壳、换热管束，管壳两端侧面按对角线设置进水室和出水室，管壳中设有至少两块板面形状超过管壳截面形状一半的管芯固定板，管芯固定板上设有能够穿过管束的通孔，各个穿过管束的通孔与管束焊接固定。本实用新型为提高EGR冷却器换热管芯结构的强度，在管壳中设置了固定换热管管束管芯固定板，管芯固定板上设置了与管束相配合的通孔，管束与通孔焊接固定，而管芯固定板则与管壳焊接固定，从而实现换热管芯的固定，降低在冷却器工作时，壳体与换热芯体的热胀冷缩程度不同，在壳体或换热芯体产生轴向的应力，降低了水气相通的风险。

Description

一种EGR冷却器换热管芯固定结构

技术领域

本实用新型涉及一种EGR冷却器换热管芯固定结构，是一种用于汽车环保的配件，是一种汽车废气再循环EGR所使用的换热器。

背景技术

EGR冷却器一种用于EGR***中将发动机排出的炽热废气进行快速冷却的设备，通常有管束型和翅片型等几种形式。管束型冷却器的换热管芯（多根平行直管构成的管束）的两端分别焊接在两端的管板上，管板再与长度与管芯相同的管壳焊接连接，也就是说，管板约束了管芯和管壳的长度。在通常情况下，管壳和管芯的材质相同，其热膨胀系数也相同。EGR冷却器的工作原理是，管束中通过发动机排出的炽热废气，管壳中流动发动机冷却液，管壳中的发动机冷却液与管束中的炽热气体进行热交换，实现废气的冷却。由于冷却液的作用，管壳的温度低于110℃（低于冷却液的沸点），而管芯的温度却是300~800℃范围的高温，这就使管壳与管芯之间出现热膨胀差。当管壳和管芯的长度差较小时，热膨胀差并不明显，但当管壳和管芯长度较长时，管芯长期在高温废气影响下产生热变形，以及随着在管板与管芯焊缝处产生应力集中，加之发动机振动影响，反复作用最终导致管板与换热管焊缝处因疲劳产生裂纹以及开裂，结构失效，从而导致水气相通，当冷却液进入废气流通通道，进入发动机气缸，则导致拉缸等损伤，使得发动机无法正常运行。如何避免管芯的晃动和开裂，是一种需要解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本实用新型提出了一种EGR冷却器换热管芯固定结构。所述的固定结构安装在管壳中，降低在冷却器工作时，壳体与换热芯体的热胀冷缩程度不同，在壳体或换热芯体产生轴向的应力，同时将管芯固定，避免了管芯晃动和开裂，提高了冷却器的寿命。

本实用新型的目的是这样实现的：一种EGR冷却器换热管芯固定结构，包括：依次连接的进气室、换热管芯、出气室，所述的换热芯包括：管板、管壳、换热管束，所述管壳两端侧面按对角线设置进水室和出水室，所述的管壳中设有至少两块板面形状超过管壳截面形状一半的管芯固定板，所述的管芯固定板上设有能够穿过管束的通孔，各个穿过管束的通孔与管束焊接固定，各个所述的管芯固定板在管壳中交错焊接固定，与进水室、出水室相邻的管芯固定板与进水室或出水室同侧。

进一步的，所述的管芯固定板的三个侧面设有与管壳焊接固定的翻边。

进一步的，所述的翻边两侧设圆角。

本实用新型的优点和有益效果是：本实用新型为提高EGR冷却器换热管芯结构的强度，在管壳中设置了固定换热管管束管芯固定板，管芯固定板上设置了与管束相配合的通孔，管束与通孔焊接固定，而管芯固定板则与管壳焊接固定，从而实现换热管芯的固定，降低在冷却器工作时，壳体与换热芯体的热胀冷缩程度不同，在壳体或换热芯体产生轴向的应力，降低换热管芯水气相通的风险。管芯固定板还具有导流作用，能够引导冷却液在管壳中曲折流动，避免冷却液出现流动死区，提高了冷却效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型实施例一所述固定结构示意图；

图2是本实用新型实施例一所述固定结构示意图，是图1中A-A向剖视图；

图3是本实用新型实施例一所述管芯固定板的立体图。

具体实施方式

实施例一：

本实施例是一种EGR冷却器换热管芯固定结构，如图1、2、3所示。本实施例包括：依次连接的进气室1、换热管芯2、出气室3，所述的换热管芯包括：管板201、管壳202、换热管束203，所述管壳两端侧面按对角线设置进水室4和出水室5，所述的管壳中设有至少两块板面形状超过管壳截面形状一半的管芯固定板6，所述的管芯固定板上设有能够穿过管束的通孔601，各个穿过管束的通孔与管束焊接固定，各个所述的管芯固定板在管壳中交错焊接固定，与进水室、出水室相邻的管芯固定板与进水室或出水室同侧。

本实施例所述的EGR冷却器的总体构造为长条形的直管冷却器，长条状的管芯的两端为进气室和出气室，中间是换热管芯，换热管芯的两端对角线设置进水室和出水室。其中换热芯则由管板（进、出气端各一个）、换热管束（多跟换热管）、管壳、管芯固定板组成。

管芯固定板是一块板状零件，板面设置通孔。管芯固定板的外缘形状与管壳截面形状一致，但只能盖住一半的管壳截面，例如：管壳内截面形状为圆形，则管芯固定板为半圆形，如果管壳内截面形状为矩形，则管芯固定板为这个矩形的一半，如图1、2所示。管芯固定板采用管壳截面形状一半是为了能够通过冷却液，并是冷却液产生曲线流动的效果，为此，本实施例将几块管芯固定板在管壳内交错固定。交错固定的含义是：如果一块管芯固定板安装在左侧，那下一块管芯固定板则安装在右侧。由于冷却器的进、出水室是对角线安装的，因此安装管芯固定板时需要考虑进、出水室的位置，使冷却液形成曲线流动，并不留死角，如图1中箭头B所示。

管芯固定板是通过与换热管束装配焊接，同时再与管壳贴合焊接，实现换热管束与管壳的连接固定，以及约束换热管束相邻换热管的距离而实现固定换热管芯，从而整体增加管芯的固有频率，降低发动机振动对换热管芯的损坏影响。换热管芯固定板的板面设有多个匹配换热管的通孔，用于***管束，并与管束焊接成一体，如图1、2所示。管芯固定板通过折弯等方式制作成与管壳贴合的结构，并与管壳焊接成一体，从而使得换热管芯固定到管壳上，管壳再与冷却器进、出气室连接固定，形成管壳对管束的坚固支撑。

换热管固定板使用薄板材通过冲压成型的方式冲出与换热管横截面形状的穿孔，用于***装配换热管，以及将三个边折弯（翻边）成钝角状态的三个翼，用于与管壳贴合焊接，从而形成方便将换热管芯固定板与相连接件的装配贴合尺寸需要。管芯固定板中间平板冲压出与换热管形状对应的通孔，用于***换热管，固定相邻换热管间的相对位置。

管芯固定板用于穿入换热管的截面形状不限，如换热管为圆形则通孔为圆孔，通孔形状也可以采用椭圆型、正多边形等形状。

管芯固定板上通孔与换热管的截面尺寸相匹配，采用适合钎焊的间隙配合，换热管***换热管芯固定板并装配后采用钎焊方式固定。

换热管固定板提前涂抹钎料并烘干后进行与管壳的装配焊接通过工装定位以及电阻焊的方式，将其与管壳焊接成组件后再装入换热管，从而实现换热管芯顺利的装配，避免换热管芯固定板的空位与管板孔的错位，以及提高换热管芯固定板与管束的焊合率。

管芯固定板与换热管的钎焊工艺中，管芯固定板提前涂抹印刷钎料后，再***换热管，装配成半成品或成品后进入钎焊炉进行钎焊。也可将换热管装入换热管芯固定板后再行涂抹钎料，装配成半成品或成品后进入钎焊炉进行钎焊。换热管固定板与管壳组件中***换热管束以及完成换热芯体的装配，最终完成EGR冷却器的组装并完成整体钎焊，从而实现产品量产装配的生产组装工艺。

管芯固定板两侧翻边与管壳内廓尺寸呈过盈配合以便无缝焊接。管芯固定板与管壳的装配焊接工艺中，先通过电阻点焊工装将换热管芯固定板定位点焊至管壳上，再***换热管束进行钎焊。管芯固定板与管壳采用焊接方式固定，事先采用工装定位管芯固定板，并将已涂涂抹钎料的管芯固定板电阻焊至管壳上，定位管芯固定板与管壳的相对位置。

管芯固定板的三个翻边采用与其中间平板呈钝角。管芯固定板的材质应符合冷却液环境内使用，并且是能够与换热管芯、管壳焊接的材质。管芯固定板的壁厚应大于换热管壁厚，结构强度高于换热管芯，以起到固定换热管的作用。

实施例二：

本实施例是实施例一的改进，是实施例一关于管芯固定板的细化。本实施例所述的管芯固定板的三个侧面设有与管壳焊接固定的翻边602、603、604，如图3所示。

管芯固定板与管壳的固定连接方式可以采用钎焊、电阻焊或激光焊。为使焊接牢固，可以采用翻边的结构，即在管芯固定板三个欲连接管壳的外缘边，设置折弯，如图3所示，形成管芯固定板与管壳的面连接。

实施例三：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于翻板的细化。本实施例所述的翻边两侧设圆角605，如图3所示。

管芯固定板外缘的三个侧面均设有翻边，这三个翻边的直接部分应设置圆角，以避免在安装过程中的磕碰和阻碍安装。

最后应说明的是，以上仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳布置方案对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案（比如冷却器的基本形式、安装方式和管芯固定板的安装方式等）进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种EGR冷却器换热管芯固定结构，包括：依次连接的进气室、换热管芯、出气室，所述的换热管芯包括：管板、管壳、换热管束，所述管壳两端侧面按对角线设置进水室和出水室，其特征在于，所述的管壳中设有至少两块板面形状超过管壳截面形状一半的管芯固定板，所述的管芯固定板上设有能够穿过管束的通孔，各个穿过管束的通孔与管束焊接固定，各个所述的管芯固定板在管壳中交错焊接固定，与进水室、出水室相邻的管芯固定板与进水室或出水室同侧。

2.根据权利要求1所述的管芯固定结构，其特征在于，所述的管芯固定板的三个侧面设有与管壳焊接固定的翻边。

3.根据权利要求2所述的管芯固定结构，其特征在于，所述的翻边两侧设圆角。