[发明专利]一种中重型车用废气再循环冷却器

说明书

技术领域

本发明涉及一种中重型车用废气再循环冷却器，是一种中、重型汽车发动机使用的废气再循环冷却系统用的热交换器。

背景技术

在汽车领域，发动机废气再循环冷却系统用冷却器在不断的改进，以适应日益严格的汽车尾气排放的标准；对于中重型柴油机而言，废气再循环冷却器的成本较轻型柴油机的要高，因此在为客户设计和加工冷却器时，不仅要充分考虑到其性能和可靠性，同时要兼顾到加工的难易程度和成本问题。

废气再循环冷却技术的应用是汽车行业降低汽车尾气排放的有效措施之一。废气再循环冷却技术是废气再循环系统中加入冷却器，将汽车发动机所排放的部分循环再利用的废气先通过废气再循环冷却器进行冷却后，重新回传到发动机的燃烧室与新鲜空气进行充分混合后进行燃烧的一种技术。该技术利用废气中含有大量化学惰性气体(CO₂、N₂、H₂O)具有较高的比热这一特性来降低NO_x的生成。因为NO_x的生成条件是高温富氧，而温度较低废气的引入一方面使混合气热容量增大，使得相同量的混合气升高同样温度则所需的热量增加，从而有效降低最高燃烧温度，偏离了NO_x的高温生成区；另一方面废气对新鲜空气的稀释也相应降低了氧的浓度，从而有效地抑制NO_x的生成。因此在废气再循环系统中，设置高效的废气再循环冷却器可以使汽车的尾气排放量满足严格法规的要求。

目前，汽车发动机废气再循环系统用的冷却器有两大类。一类为板翅式冷却器，一类为管壳式冷却器，其中以管壳式冷却器的类型应用最为广泛。由于废气再循环冷却器的加入会影响发动机整个冷却系统的运行，甚至会整个对发动机造成影响，因此不仅要求冷却器紧凑高效，更重要的是要保证其可靠性，同时从成本方面考虑，要用最实用的工艺制造出高可靠性的产品，为客户节省成本同时保证产品的批量供应。

废气再循环冷却器的可靠性非常重要，如果冷却器在运行过程中出现泄漏，将直接对发动机造成破坏性的伤害。由于废气再循环冷却器分为气侧和水侧两个通道，换热管内通过高温气体，管壳内通过发动机的冷却剂，如果气侧出现泄漏，使冷却剂进入换热管内，进而使冷却器进入了排气系统，将破坏气路的正常运行，从而导致对发动机的破坏；如果冷却剂侧出现泄漏，即冷却剂通过管壳与水管的连接处泄漏到环境中，则会造成冷却剂的不断流失，最终使发动机的整个冷却系统失去作用，同样会对发动机造成极大伤害，因此，为了避免这种情况发生，必须保证冷却器整体的焊接强度和可靠性，其中保证管壳的可靠性和可加工性是一个重要方面。

目前在国内设计和生产的中重型柴油机车用废气再循环冷却器中，管壳多采用铸件，使冷却器的整体结构比较笨重，占用发动机较大的空间，这种形式的冷却器的功率密度较低，未充分发挥单位体积内冷却器的换热效果，而且这种冷却器升级换代较困难。

发明内容

为了解决这一问题，本发明提出一种中重型柴油机车用废气再循环冷却器，该冷却器的外壳为矩形截面，管壳采用冲压件而非铸件，可以有效地利用空间，充分利用管壳内的空间，紧凑的布置换热管束，使冷却器的性能满足要求，且具有升级换代的能力；该冷却器的管壳采用分体式设计，降低了加工难度，提高了加工精度，可以有效保证管壳的可靠性，使冷却器从性能和可靠性两方面满足发动机的要求，从而满足日益严格的排放法规的要求。

本发明的目的是这样实现的：一种中重型车用废气再循环冷却器，包括：作为主体的管壳和装在管壳上的管板和水管，所述管板上安装有流通废气的多根换热管，所述换热管的进、出口设置端部管箱，所述的管壳是焊接而成的矩形壳体，所述矩形壳体的外形长度大于2倍的宽或高。

本发明产生的有益效果是：中重型车用废气再循环冷却器矩形管壳的分体设计，相对于普遍采用的管壳整体铸造的方式，一方面可以使冷却器的整体设计更紧凑，有效地利用管壳内的空间，管束的布置更合理，从而提高冷却器的整体性能。冷却器管壳采用分体设计，极大地降低了较长冷却器管壳的加工难度，同时提高了加工精度；由于冷却器应用在中重型柴油机车上，一般结构较长，为了降低热胀冷缩引起的热应力，考虑在冷却器管壳端部布置膨胀节，采用分体设计，就可以在端部较短的管壳上加工膨胀节，极大地降低了加工的难度，同时可以提高加工的精度，提高管壳连接的可靠性，同时提高了冷却器整体的可靠性。冷却器即满足性能要求又满足可靠性要求，从而有效降低再循环废气的温度，降低了废气中氮氧化合物的排放，对环保做出应有的贡献。