專利名稱：一種具有隔熱功能的板翅式egr冷卻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機尾氣冷卻技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種柴油機用管帶式的板式EGR冷卻器，具體地說是一種具有隔熱功能的板翅式EGR冷卻器，它可以廣泛應(yīng)用在各種汽車柴油發(fā)動機上。
背景技術(shù)：
隨著排放要求的日益嚴(yán)格，廢氣再循環(huán)技術(shù)越來越多地應(yīng)用在動力裝置上，各種結(jié)構(gòu)EGR冷卻器相繼產(chǎn)生。其中，板翅式結(jié)構(gòu)EGR冷卻器，因其卓越的散熱性能，得到更多的應(yīng)用。排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，使EGR率不斷的增加，即需要EGR冷卻器冷卻的廢氣流量不斷增加，并且，很多EGR設(shè)置在渦輪之前，即高壓EGR，這使進入EGR冷卻器的廢氣溫度達到700 0C -800。。。常規(guī)的板翅式結(jié)構(gòu)EGR冷卻器，如中國專利CN2009201173214公開的一種廢氣再循環(huán)冷卻器及其散熱紊流翅片。參照圖11、圖12和圖13，該廢氣再循環(huán)冷卻器包括依次連接的進口氣管I’、進口腔室2’、芯子總成5’、出口腔室6’和出口氣管7’，所述的芯子總成5’包括散熱紊流翅片11’、冷卻扁管10’、連接主板9’、外殼體4’、進口水管3’和出口水管8’，多個冷卻扁管10’層疊排列在外殼體4’內(nèi)，兩端插入相應(yīng)連接主板9’上開設(shè)的沖孔內(nèi)固定，并與所述的進口腔室2’和出口腔室6’導(dǎo)通，每個冷卻扁管10’內(nèi)均設(shè)有散熱紊流翅片11’，所述的一對連接主板9’分別固定在外殼體4’兩端，所述的進口水管3和出口水管8設(shè)置在所述的外殼體4上。上述結(jié)構(gòu)的廢氣再循環(huán)冷卻器，其氣側(cè)通道由多個扁管組件單元構(gòu)成。單個扁管組件單元由扁管10’和其內(nèi)部塞置的換熱翅片11’構(gòu)成。每個扁管組件單元與兩端主板9’對應(yīng)的孔焊接，構(gòu)成芯子組件。芯子組件的兩端主板9’又與外殼體4’以及進口腔室2’和出口腔室6’焊接。外殼體4’上焊接進口水管3’和出口水管8’，構(gòu)成EGR冷卻器總成。這樣，扁管組件單元內(nèi)側(cè)流通廢氣，扁管組件單元外側(cè)與外殼體4’內(nèi)腔流通冷卻水，吸收廢氣的熱量并將其帶走。這種常規(guī)的板翅式EGR冷卻器存在以下缺點1、EGR冷卻器運行時，高溫的廢氣沖擊EGR冷卻器的主板，主板自身膨脹產(chǎn)生應(yīng)力；2、EGR冷卻器運行時，殼體與扁管組件單元的熱脹冷縮程度不同，形成軸向應(yīng)力。以上兩點產(chǎn)生的應(yīng)力極易造成兩端主板與扁管組件單元端部的焊接縫處開裂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，旨在提供一種散熱效果和可靠性更優(yōu)良的EGR冷卻器。為解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種具有隔熱功能的板翅式EGR冷卻器，包括殼體，所述的殼體兩端設(shè)有進氣法蘭和出氣室，所述的殼體上靠近所述的進氣法蘭和出氣室處分別設(shè)有進水管和出水管，所述的殼體內(nèi)設(shè)有散熱芯子組件、氣室和波紋管， 所述的散熱芯子組件包括兩端的主板以及交替設(shè)置的扁管組件單元和水側(cè)翅片，每個扁管組件單元包括扁管和其內(nèi)部塞置的換熱翅片，其特征在于所述散熱芯子組件一端的主板與所述的殼體和出氣室相連，另一端主板與所述氣室的一端相連，所述氣室的另一端與所述波紋管的一端相連，所述波紋管的另一端與所述殼體和進氣法蘭相連；所述的波紋管內(nèi)設(shè)有與所述的進氣法蘭聯(lián)通的隔熱管本發(fā)明的具有隔熱功能的板翅式EGR冷卻器，由進氣法蘭、隔熱管內(nèi)側(cè)、氣室、扁管內(nèi)側(cè)和出氣室構(gòu)成氣側(cè)通道，由進水管、出水管、波紋管外側(cè)、氣室外側(cè)、水側(cè)翅片及殼體內(nèi)腔構(gòu)成水側(cè)通道。發(fā)動機排出的廢氣流經(jīng)氣側(cè)通道，與通過水側(cè)通道的冷卻水在散熱芯子組件內(nèi)進行熱交換，其熱量被冷卻水吸收并帶走，從而達到冷卻效果。本發(fā)明的具有隔熱功能的板翅式EGR冷卻器，散熱芯子組件的一端主板與殼體直接連接，而另一端主板通過氣室和波紋管柔性連接到殼體上。由于另一端主板不直接與殼體剛性連接，扁管組件單元產(chǎn)生的軸向變形可以通過另一端主板在殼體內(nèi)的移動，使變形通過氣室傳遞到波紋管處，并被波紋管吸收，如此便消除了因扁管組件單元受熱變形而產(chǎn)生的軸向熱應(yīng)力。作為本發(fā)明的進一步改進，所述的另一端主板的端部還設(shè)有隔熱板，所述的隔熱板開設(shè)有與所述扁管聯(lián)通的穿孔。由于隔熱板的存在，使高溫廢氣不會直接沖擊到主板上， 因此主板的表面溫度就會大大降低，即大大的降低了主板因自身熱膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力。所述的隔熱板采用耐高溫、耐腐蝕的材料，一端與主板焊接，另一端不固定，這樣隔熱板因熱膨脹產(chǎn)生的熱變形可以自由的釋放掉。作為本發(fā)明的再進一步改進，所述殼體上對應(yīng)于另一端主板的位置處向外凸出， 形成兩個水流通道，所述兩個水流通道的下游處設(shè)有一對擋流板。這種結(jié)構(gòu)，明顯改善了水側(cè)流場，使此處有充分的水流來冷卻主板和扁管組件單元與主板之間的焊接縫，可以進一步降低進氣側(cè)主板的溫度并降低主板及扁管組件單元的熱應(yīng)力。作為本發(fā)明的再進一步改進，所述的隔熱管的一端與所述的波紋管和進氣法蘭固定連接，另一端通過其外表面的凸臺與所述的波紋管接觸。這種結(jié)構(gòu)，一方面隔熱管可有效地對波紋管進行連接和定位；另一方面由于其內(nèi)端與波紋管僅接觸而不固定，因而不會限止波紋管的軸向運動，在扁管組件單元受熱產(chǎn)生的軸向變形時，波紋管能夠自由地進行軸向移動，傳遞、吸收并消除扁管組件單元的主板上的軸向應(yīng)力。所述的隔熱管自由端與波紋管的接觸也可以采用凸環(huán)或喇叭口的形式，也能夠產(chǎn)生相同的技術(shù)效果。作為本發(fā)明的再進一步的改進，所述散熱芯子組件兩端的主板內(nèi)側(cè)還分別設(shè)有一個副主板，所述每個副主板的板體上開設(shè)有若干供所述的扁管穿越的穿孔，所述每個穿孔的周邊設(shè)有與所述板體平面垂直的凸緣。由于主板與扁管連接處呈直角，因此焊接后容易形成應(yīng)力集中，從而造成焊縫開裂。加入副主板后，扁管與副主板上的穿孔和凸緣的連接部分可以增加扁管的焊縫長度，使焊縫的應(yīng)力分散，從而起到保護扁管的作用。作為本發(fā)明的再進一步的改進，所述擋流板的內(nèi)側(cè)面呈波紋狀結(jié)構(gòu)，該波紋狀結(jié)構(gòu)與散熱芯子組件的扁管外形相匹配，使該處的水流通道保持暢通。作為本發(fā)明的更進一步的改進，所述的殼體上還設(shè)有若干方形凸臺，這些方形凸臺可增加殼體的強度。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。圖I是本發(fā)明的具有隔熱功能的板翅式EGR冷卻器的立體示意圖。圖2是本發(fā)明的進氣端結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的出氣端結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖2的A-A向剖面圖。圖5是隔熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是隔熱板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是主板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是副主板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是擋流板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10是本發(fā)明氣側(cè)和水側(cè)介質(zhì)流動的示意圖。圖11是現(xiàn)有的EGR冷卻器總成結(jié)構(gòu)示意圖。圖12是現(xiàn)有的EGR冷卻器芯子結(jié)構(gòu)示意圖。圖13是現(xiàn)有的EGR冷卻扁管組件結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-出氣室；2_出水管；3-殼體；4-殼體；5_排氣管；6_進水管；7_進氣法蘭；8-扁管組件單兀；9-擋流板；10-隔熱板；11-氣室；12-波紋管；13-隔熱管；14_副主板；15_主板；16_凸臺；17-水側(cè)翅片；18-方形凸臺；19-水流通道；20_氣流通道；22_隔熱板上的穿孔；23_主板上的穿孔；24_副主板上的穿孔；25_擋流板的內(nèi)側(cè)面；26_殼體3上的向外凸起部分；27_主板；28_副主板；29_殼體4上的向外凸起部分；30_主板板體；31-主板外框；32_氣室外壁；33_氣室內(nèi)壁；34_水流通道；35_水流通道；36_副主板的板體；37_副主板的凸緣；38_擋流板的外側(cè)面。
具體實施例方式參照圖I至圖9，本發(fā)明的一種具有隔熱功能的板翅式EGR冷卻器，包括前后殼體
3、4，所述的殼體3、4兩端設(shè)有進氣法蘭7和出氣室I。所述的殼體3、4上靠近所述的進氣法蘭7和出氣室I處分別設(shè)有進水口和排水口，所述的進水口和排水口上分別連接進水管6和出水管2。所述的殼體3、4內(nèi)設(shè)有散熱芯子組件、氣室11和波紋管12。所述的散熱芯子組件包括兩端的主板15和27，主板內(nèi)側(cè)的副主板14和28，以及上下兩組扁管組件單元8。每個扁管組件單元8包括扁管和其內(nèi)部塞置的換熱翅片，上下扁管組件單元8兩兩成對設(shè)置，相鄰兩對扁管組件單元8之間各設(shè)有一個水側(cè)翅片17。參照圖6，所述每個副主板14、28的板體36上開設(shè)有若干供所述的扁管穿越的穿孔24，所述每個穿孔24的周邊設(shè)有與所述板體36平面垂直的凸緣37。參照圖7，所述的主板15、27包括中間的板體30和周邊的外框31，所述板體30上開設(shè)有穿孔23。扁管組件單元8穿過所述副主板上的凸緣37和穿孔24后插接在所述主板的穿孔23內(nèi)，并整體焊接形成散熱芯子組件總成。所述散熱芯子組件左端主板27的外框31與所述的殼體3、4和出氣室I焊接，右端主板15的外框31與所述氣室11左端的外壁32焊接，所述氣室11右端的內(nèi)壁33與所述波紋管12左端的外壁焊接，所述波紋管12右端與所述殼體3、4和進氣法蘭7焊接。所述的波紋管12內(nèi)設(shè)有與所述的進氣法蘭7聯(lián)通的隔熱管13。所述的隔熱管13的右端與所述的波紋管12的右端焊接，左端通過其外表面的凸臺16與所述的波紋管12的內(nèi)壁接觸。所述左端主板15的板體30外端部還設(shè)有隔熱板10，所述的隔熱板10置于主板外框31內(nèi)，其上開設(shè)有與所述扁管聯(lián)通的穿孔22。所述隔熱板10的左端與所述主板15的板體30以及氣室11的外壁32 —起焊接，其另一端為自由端，這樣隔熱板10因熱膨脹產(chǎn)生的熱變形可以自由地釋放掉。
所述殼體3、4上對應(yīng)于右端主板15的位置處26、29向外凸出，形成兩個水流通道 34、35，所述兩個水流通道的下游處設(shè)有一對擋流板9。所述擋流板9的外側(cè)面38呈圓弧面，并與所述的殼體3、4的內(nèi)表面焊接；擋流板9的內(nèi)側(cè)面25呈波紋狀結(jié)構(gòu)，該波紋狀結(jié)構(gòu)與散熱芯子組件的扁管外形相匹配，使該處的水流通道保持暢通。擋流板9可明顯改善水側(cè)流場，使此處有充分的水流來冷卻主板15和扁管組件單元8與主板15之間的焊接縫，可以進一步降低進氣側(cè)主板15的溫度并降低主板15及扁管組件單元8的熱應(yīng)力。參照圖10，本發(fā)明的板翅式EGR冷卻器，其氣側(cè)的工作途徑如下發(fā)動機排出的廢氣從進氣法蘭7進入隔熱管13內(nèi)側(cè)，流經(jīng)氣室11和隔熱板10上的穿孔22后進入散熱芯子組件的扁管內(nèi)側(cè)。在這里與水側(cè)翅片17區(qū)域的冷卻水進行熱交換，其熱量被冷卻水吸收并帶走，從而達到冷卻效果；降溫后的廢氣從出氣室排出(如實線箭頭所示)。本發(fā)明的水側(cè)的工作途徑如下冷卻水從進水管進入殼體3、4的內(nèi)腔，流經(jīng)波紋管12外側(cè)、氣室11外側(cè)、主板15外側(cè)的水流通道34和35，在擋流板9被阻擋后返回，而后再繞過擋流板9進入散熱芯子組件的扁管間的水側(cè)翅片17區(qū)域，與扁管內(nèi)側(cè)的高溫廢氣進行熱交換，將其熱量吸收并帶走；加熱后的冷卻水從出水管流出(如虛線箭頭所示)。應(yīng)該理解到的是上述實施例只是對本發(fā)明的說明，而不是對本發(fā)明的限制，任何不超出本發(fā)明實質(zhì)精神范圍內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有隔熱功能的板翅式EGR冷卻器，包括殼體(3、4)，所述的殼體(3、4)兩端設(shè)有進氣法蘭(7)和出氣室(I)，所述的殼體(3、4)上靠近所述的進氣法蘭(7)和出氣室(I) 處分別設(shè)有進水管(6)和出水管(2)，所述的殼體(3、4)內(nèi)設(shè)有散熱芯子組件、氣室(11)和波紋管(12)，所述的散熱芯子組件包括兩端的主板(15、27)以及交替設(shè)置的扁管組件單元(8)和水側(cè)翅片(17)，每個扁管組件單元(8)包括扁管和其內(nèi)部塞置的換熱翅片，其特征在于所述散熱芯子組件一端的主板(27)與所述的殼體(3、4)和出氣室(I)相連,另一端主板(15)與所述氣室(11)的一端相連，所述氣室(11)的另一端與所述波紋管(12)的一端相連，所述波紋管(12)的另一端與所述殼體(3、4)和進氣法蘭(7)相連；所述的波紋管(12) 內(nèi)設(shè)有與所述的進氣法蘭(7)聯(lián)通的隔熱管(13)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種具有隔熱功能的板翅式EGR冷卻器，其特征在于所述的另一端主板(15)的端部還設(shè)有隔熱板(10)，所述的隔熱板(10)上開設(shè)有與所述扁管聯(lián)通的穿孔(22)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種具有隔熱功能的板翅式EGR冷卻器，其特征在于所述隔熱板(10)的一端與所述的另一端主板(15)相連，所述隔熱板(10)的另一端為自由端。
4.如權(quán)利要求I所述的一種具有隔熱功能的板翅式EGR冷卻器，其特征在于所述殼體 (3,4)上對應(yīng)于另一端主板(15)的位置處(26、29)向外凸出，形成兩個水流通道(34、35)， 所述兩個水流通道的下游處設(shè)有一對擋流板(9)。
5.如權(quán)利要求I所述的一種具有隔熱功能的板翅式EGR冷卻器，其特征在于所述的隔熱管(13)的一端與所述的波紋管(12)和進氣法蘭(7)固定連接，另一端通過其外表面的凸臺(16)與所述的波紋管(12)接觸。
6.如權(quán)利要求I所述的一種具有隔熱功能的板翅式EGR冷卻器，其特征在于所述散熱芯子組件兩端的主板(15、27)內(nèi)側(cè)還分別設(shè)有一個副主板(14、28)，所述每個副主板(14、 28)的板體(36)上開設(shè)有若干供所述的扁管穿越的穿孔(24)，所述每個穿孔(24)的周邊設(shè)有與所述板體(36)平面垂直的凸緣(37)。
7.如權(quán)利要求I所述的一種具有隔熱功能的板翅式EGR冷卻器，其特征在于所述擋流板(9)的內(nèi)側(cè)面(25)呈波紋狀結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1-7任何一項所述的一種具有隔熱功能的板翅式EGR冷卻器，其特征在于所述的殼體(3、4)上還設(shè)有若干方形凸臺(18)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有隔熱功能的板翅式EGR冷卻器，殼體兩端設(shè)有進氣法蘭和出氣室，所述的殼體上靠近所述的進氣法蘭和出氣室處分別設(shè)有進水管和出水管，所述的殼體內(nèi)設(shè)有散熱芯子組件、氣室和波紋管，所述散熱芯子組件一端的主板與所述的殼體和出氣室相連，另一端主板與所述氣室的一端相連，所述氣室的另一端與所述波紋管的一端相連，所述波紋管的另一端與所述殼體和進氣法蘭相連；所述的波紋管內(nèi)設(shè)有與所述的進氣法蘭聯(lián)通的隔熱管。本發(fā)明散熱芯子組件的另一端主板通過氣室和波紋管柔性連接到殼體上，扁管組件單元產(chǎn)生的軸向變形通過氣室傳遞到波紋管處，并被波紋管吸收，如此便消除了因扁管組件單元受熱變形而產(chǎn)生的軸向熱應(yīng)力。
文檔編號F02M25/07GK102619648SQ20121007659
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者劉浩, 官百俊, 張守都, 張文鋒, 楊聯(lián)民, 胡義紅, 覃小軍, 許凱俊, 趙優(yōu)琪, 陸青松, 陳陸瑛 申請人:浙江銀輪機械股份有限公司