[实用新型]一种带有旁通阀的废气再循环冷却器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种带有旁通阀的废气再循环冷却器，是一种汽车零部件，是一种废气再循环冷却器与旁通阀的整合结构。

背景技术

随着汽车排放法规的日益严格，发动机废气再循环冷却系统用冷却器的应用越来越广泛，同时由于受到发动机空间的限制，对整个废气再循环系统的要求也越来越高，不仅要求整个系统结构紧凑，而且对冷却器的换热性能的要求也越来越高，因此，需要将废气再循环冷却器与废气再循环系统用阀综合考虑，尽量减少各部件所占用的空间，因此，需要将废气再循环冷却器和废气再循环系统用阀进行整合设计，从而满足发动机布局的要求；同时还要考虑到废气再循环系统用产品的加工难度和成本。

废气再循环系统的应用是有效的降低发动机废气排放的有效措施之一，因此，废气再循环技术在国内外得到越来越广泛的应用；废气再循环冷却技术是将汽车发动机所排放的部分废气先通过冷却器进行冷却后，重新回传到发动机燃烧室与新鲜空气共同参与燃烧，从而有效降低NO_x排放的一种技术。该技术利用废气中含有的大量化学惰性气体(CO₂、N₂、H₂O)具有较高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。因此在汽车发动机废气再循环系统中，设置高效可靠的废气再循环冷却器可以使汽车的尾气排放满足严格的法规要求。

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，甚至会对整个发动机造成影响，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，管壳式冷却器是合适的选择；而板翅式换热器应用在中重型车上有其固有的缺点，不仅成本高、加工难度大、可靠性较差，而且容易堵塞，因此板翅式冷却器的应用越来越少。另外，还有一种管翅式冷却器，但这种冷却器的功率密度低，单位空间的有效换热量较少，因此，在需要应用高效换热器的环境中需综合考虑是否会采用这种冷却器的型式。

随着排放法规的要求日益严格，带废气再循环系统的发动机在运行的大多数工况都需要回流废气，但如果在发动机冷启动阶段，废气通过冷却器后进入发动机燃烧室重新燃烧，不仅会降低发动机的性能而且会增加颗粒物的排放，因此需要通过未冷却的废气，一方面可以使发动机冷启动时刻加快，使发动机快速暖机，同时降低发动机的排放；因此，需要为废气再循环系统设置旁通管路和旁通阀，当冷却水温低于设定温度时，受旁通阀控制，再循环废气不经过废气再循环冷却器，直接回到发动机进气系统参与燃烧；当冷却水温度升高到预定或更高的温度时，旁通阀使再循环废气通过废气再循环冷却器，冷却后的废气再进入进气歧管与新鲜空气混合后参与燃烧；旁通管路和旁通阀的设置提高了发动机的性能并降低污染物的排放总水平。

设置旁通管路的方法，可以在冷却器外侧通过旁通管路，同时需要将旁通阀和EGR(废气再循环ExhaustGas Recirculation)流量阀单独布置，这样会占用很多的发动机空间；另外还有旁通管路内置于冷却器的设计，这种方法需要占用废气再循环冷却器的空间，降低冷却器的换热性能，上述布置方式都没有兼顾到发动机空间的要求和对冷却器高换热性能的要求。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种带有旁通阀的废气再循环冷却器，是一种废气再循环冷却器与旁通阀的整合结构。该整合结构将废气再循环冷却器与旁通阀的直接连接在一起，省去了旁通管路的布置，同时将废气再循环流量调节阀的阀座与旁通阀的阀座设计成一体，从而可以使废气再循环冷却器、废气再循环旁通阀和废气再循环流量阀三者紧密的结合在一起；应用这种整合结构的废气再循环系统，省去了废气再循环冷却器与EGR流量阀之间所需的EGR管和旁通回路所需的旁通管，因此有效的减少了结构的装配空间，同时未降低冷却器的换热性能。该冷却器的外壳为矩形截面，管壳由金属薄板围成而非铸件，可以有效地利用外部空间，且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，具有升级换代的能力。