專利名稱：一種發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
-
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)冷卻裝置，特別是一種柴油 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)冷卻器。
技術(shù)背景-
為了達(dá)到環(huán)境保護(hù)的要求，需要降低汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的氮氧化合
物(N0x)的含量，為此采用了廢氣再循環(huán)(EGR，即Exhaust Gas Recycle)
技術(shù)，即在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，將燃燒后被排出的一部分廢氣適量地 引入進(jìn)氣管內(nèi)，與新鮮空氣(柴油機(jī))或混合氣(汽油機(jī))混合后進(jìn)入 發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)進(jìn)行再燃燒，以便有效地降低在發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣中氮氧 化合物(Nox)的含量。其原因在于適量的廢氣再循環(huán)量會(huì)使工作混合氣 的總熱容大大增加，最高燃燒溫度下降，但是發(fā)動(dòng)機(jī)在廢氣再循環(huán)過程 中，因?qū)囟容^高的的廢氣直接引入氣缸內(nèi)，與新鮮空氣同時(shí)進(jìn)入氣缸 內(nèi)，就會(huì)引起以下兩方面的負(fù)面效應(yīng)，第一，在廢氣再循環(huán)過程中，與 新鮮空氣同時(shí)進(jìn)入氣缸內(nèi)的一定重量的廢氣因其本身溫度相對(duì)較高，所 占容積較大，密度小，直接影響新鮮空氣在氣缸內(nèi)的占有率，促使進(jìn)入 氣缸內(nèi)的新鮮空氣的損失量增加，第二，在進(jìn)氣過程中，進(jìn)入氣缸內(nèi)的 新鮮空氣不可避免地被各種高溫物質(zhì)表面(如被廢氣再循環(huán)中的廢氣)加 熱，導(dǎo)致其溫度升高，使氣缸內(nèi)的進(jìn)氣密度降低，充氣系數(shù)減小，最終 引起發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性下降。
因此，有必要對(duì)進(jìn)入氣缸內(nèi)的廢氣預(yù)先進(jìn)行冷卻，即采用廢氣再循 環(huán)冷卻裝置，由此降低進(jìn)入氣缸內(nèi)的廢氣所占體積，從而減小進(jìn)入氣缸 內(nèi)的新鮮空氣的損失，降低氮氧化合物(N0x)的排出量和緩和發(fā)動(dòng)機(jī)性 能的惡化。
現(xiàn)有技術(shù)中，采用的是軸流式廢氣再循環(huán)冷卻器，其結(jié)構(gòu)如圖一和 圖二所示，其殼體6為圓柱形，在其軸向的兩端分別設(shè)置有端板2，在殼 體6內(nèi)部沿殼體軸向方向布置了多個(gè)冷卻管10，這些冷卻管10的兩端分 別與兩端的端板2上的孔嵌入配合，冷卻水進(jìn)水管9與出水管3分別布
3置在殼體的兩側(cè)的相對(duì)位置上，因此，冷卻水12從進(jìn)水管9進(jìn)入殼體6 內(nèi)，流經(jīng)冷卻管10的外圍11的空間內(nèi)，然后通過出水管3流出殼體6， 在殼體6的兩側(cè)，錐形集氣管5、 13分別裝配在端板2上，形成了進(jìn)氣 口 7與出氣口 1，在進(jìn)氣口 7和出氣口 1上分別設(shè)有法蘭4、 8，因而從 燃燒室排出的廢氣通過進(jìn)氣口 7進(jìn)入集氣管13，在進(jìn)入冷卻管10時(shí)，與 流經(jīng)冷卻管10外圍的冷卻水12發(fā)生熱交換后，再通過出氣口 1從集氣 管5循環(huán)到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸。
上述結(jié)構(gòu)存在如下缺陷其冷卻管為圓形，散熱面積小，從而導(dǎo)致 外形比較大，不利于裝車
實(shí)用新型內(nèi)容
-
本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種散熱面 積大、散熱效果好、體積相對(duì)較小的的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)冷卻裝置。
按照本實(shí)用新型提供的一種廢氣再循環(huán)冷卻裝置，包括殼體、冷卻 裝置單元、冷卻空間、進(jìn)水管、出水管、端口法蘭，所述的冷卻裝置單 元包括有波形狀散熱片、 一組金屬片，所述的端口法蘭為一個(gè)。散熱片 設(shè)計(jì)為波形狀，極大地增加了廢氣與散熱片接觸的面積，從而可以達(dá)到
更好的散熱效果。
按照本實(shí)用新型提供的一種發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)冷卻裝置還具有如下 附屬技術(shù)特征
所述的金屬片一組為兩片，其中一片與波形狀散熱片的各波峰相連 接，另一片與波形狀散熱片的各波谷相連接，所述一組金屬片于波形狀 散熱片的兩端頭處閉合，金屬片與波形狀散熱片有多處接觸，而金屬片 外圍為冷卻水流經(jīng)的空間，因此，可以保證廢氣與波形狀散熱片和金屬 片同時(shí)產(chǎn)生熱交換，而金屬片與波形狀散熱片之間發(fā)生熱傳遞，增加散 熱效果；
所述的金屬片端頭延伸于殼體之外，由卡片封合每組金屬片的端頭， 金屬片端頭延伸于殼體之外，形成體外散熱片，可以加大散熱效果；
所述的冷卻裝置單元為四組，根據(jù)所需要冷卻的廢氣量，以及冷卻 裝置的合理體積，四組冷卻裝置單元比較合理；所述的端口法蘭為矩形，以所述的端口法蘭的縱向中心線為界，分 為進(jìn)氣口和出氣口，帶有一定溫度的廢氣經(jīng)進(jìn)氣口進(jìn)入冷卻裝置單元內(nèi)， 經(jīng)過冷卻后從出氣口排出，進(jìn)氣口與排氣口位于同一平面，廢氣經(jīng)過冷 卻的路程長(zhǎng)度相當(dāng)于冷卻裝置長(zhǎng)度的兩倍，冷卻效果好而且裝置的體積
?。?br> 與所述的端口法蘭相對(duì)的殼體的一端外輪廓為弧形，避免出現(xiàn)死角，
使得部分帶有一定溫度的廢氣淤積，以保證廢氣的流暢性；
所述的進(jìn)水管和出水管開口于殼體的上表面，當(dāng)冷卻水從進(jìn)水管進(jìn)
入殼體內(nèi)部，流經(jīng)冷卻空間時(shí)，從殼體底部向上部充滿，再經(jīng)出水管流
出，這種冷卻水的循環(huán)方式可以避免冷卻空間局部不被冷卻而出現(xiàn)盲區(qū)
的缺陷。

-
圖l現(xiàn)有技術(shù)中，發(fā)動(dòng)常用的廢氣再循環(huán)冷卻裝置的外形示意圖； 圖2為圖1中的A-A剖面示意圖； 圖3為圖1中的軸向剖面示意圖4:為本實(shí)用新型提供的廢氣再循環(huán)冷卻裝置的外形示意圖； 圖5:為圖4中顯示波形狀散熱片的A向示意圖； 圖6:為圖5中冷卻裝置單元的結(jié)構(gòu)示意圖；具體實(shí)施方式
由于目前直列四缸四沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)比較常見，因此本實(shí)用新型將 以直列四缸四沖程的汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣再循環(huán)冷卻裝置作為本實(shí)用 新型提供的一個(gè)具體實(shí)施方式
。
參見圖4-圖6，發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)冷卻裝置殼體l，殼體l由金屬制成， 冷卻裝置2、冷卻空間13、進(jìn)水管3、出水管4、端口法蘭5，冷卻裝置單 元2包括有波形狀散熱片6、 一組金屬片7，金屬片7—組為兩片，其中一 片與波形狀散熱片6的各波峰相連接，另一片與波形狀散熱片6的各波谷 相連接，兩片金屬片7于波形狀散熱片6的兩端頭處閉合，金屬片7端頭延 伸于殼體l之外，由卡片8封合每組金屬片7的端頭，冷卻裝置單元2為四組；本實(shí)用新型提供的廢氣再循環(huán)冷卻裝置只有一個(gè)端口法蘭5，其截面 為矩形，以端口法蘭5的縱向中心線為界，分為進(jìn)氣口9和出氣口10，與 端口法蘭5相對(duì)的殼體1的一端11外輪廓為弧形，進(jìn)水管3和出水管4開口 于殼體l的上表面。
需要再循環(huán)的廢氣經(jīng)過進(jìn)氣口9進(jìn)入冷卻裝置單元2內(nèi)，廢氣充分與 波形狀散熱片6和金屬片7接觸，并發(fā)生熱交換，波形狀散熱片6與金屬片 7之間也通過接觸而發(fā)生熱交換，由于金屬片7的外圍為冷卻空間13，冷 卻水經(jīng)過進(jìn)水管3進(jìn)入冷卻空間13，由底部漫向頂部流動(dòng)，再經(jīng)出水管4 流出，在此過程中，冷卻水與金屬片7充分接觸，進(jìn)行熱交換，金屬片7 及其內(nèi)的波形狀散熱片6的溫度不斷下降，由此使得廢氣的溫度下降，廢 氣經(jīng)過一個(gè)殼體的長(zhǎng)度到達(dá)殼體1與端頭法蘭5對(duì)應(yīng)的一端11時(shí)，由于端 頭11為弧形，經(jīng)過降溫的廢氣順利沿弧形進(jìn)入到殼體l內(nèi)的另一半，由于 殼體1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)冷卻裝置單元2、冷卻空間13的結(jié)構(gòu)一致，因此，廢氣 再次被降溫后，到達(dá)出氣口10排出，與氣缸進(jìn)氣口的新鮮空氣混合后， 進(jìn)入氣缸。
在端頭法蘭5的中心線處沒有通過密封件或隔離件設(shè)置為完全隔開 的狀態(tài)，因此進(jìn)氣口9和出氣口10在中心線附近的aa' b' b區(qū)域內(nèi)會(huì)產(chǎn)生 向左右兩側(cè)傍流的現(xiàn)象，但這樣提高了波形狀散熱片6的利用率，使得廢 氣的流動(dòng)更加暢通，提高了廢氣的冷卻效果。
上述實(shí)施例僅供說明本實(shí)用新型之用，而并非對(duì)本實(shí)用新型的限制， 有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情 況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本 實(shí)用新型的范疇，本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍應(yīng)由各權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求1. 一種發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)冷卻裝置，包括殼體(1)、冷卻裝置單元(2)、冷卻空間(13)、進(jìn)水管(3)、出水管(4)、端口法蘭(5)，其特征在于所述的冷卻裝置單元(2)包括有波形狀散熱片(6)、一組金屬片(7)，所述的端口法蘭(5)為一個(gè)。
2. 如權(quán)利要求l所述的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)冷卻裝置，其特征在于所 述的金屬片(7) —組為兩片，其中一片與所述的波形狀散熱片(6)的 各波峰相連接，另一片與所述的波形狀散熱片(6)的各波谷相連接，所 述兩片金屬片(7)于波形狀散熱片(6)的兩端頭處閉合。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)冷卻裝置，其特征在于 所述的金屬片(7)端頭延伸于殼體(1)之外，由卡片(8)封合每組金 屬片(7)的端頭。
4. 如權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)冷卻裝置，其特征在于所 述的冷卻裝置單元(2)為四組。
5. 如權(quán)利要求4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)冷卻裝置，其特征在于 所述的端口法蘭(5)為矩形，以所述的端口法蘭(5)的縱向中心線為 界，分為進(jìn)氣口 (9)和出氣口 (10)。
6. 如權(quán)利要求5所述的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)冷卻裝置，其特征在于: 與所述的端口法蘭(5)相對(duì)的殼體(1)的一端(11)外輪廓為弧形。
7. 如權(quán)利要求6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)冷卻裝置，其特征在于所 述的進(jìn)水管(3)和出水管(4)開口于殼體(1)的上表面。
專利摘要一種發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)冷卻裝置，包括殼體、冷卻裝置、冷卻空間、進(jìn)水管、出水管、端口法蘭，所述的冷卻裝置包括有波形狀散熱片、一組金屬片，所述的端口法蘭為一個(gè)。采用本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中廢氣再循環(huán)冷卻裝置的散熱面積小，從而導(dǎo)致外形比較大、不利于裝車的缺點(diǎn)，提供一種散熱面積大、散熱效果好、體積相對(duì)較小的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)冷卻裝置。
文檔編號(hào)F28D7/10GK201262524SQ20082000401
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2008年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月2日
發(fā)明者苗小龍 申請(qǐng)人:鄂爾多斯市華泰汽車發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司