[發明專利]廢氣冷卻器

無效

• 申請號: 201010248735.8
• 申請日: 2010-08-02
• 公開（公告）號: CN101988425A
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: L·C·卡特尼;P·高特莫拉;P·鮑帕代尤克;R·L·羅維爾斯;B·Y·麥爾漢;M·R·扎爾克
• 申請（專利權）人: 萬國引擎知識產權有限責任公司
• 主分類號: F02B29/04
• 分類號: F02B29/04;F02M25/07;F28D1/02
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張蘭英;丁曉峰

技術領域

在此所述的實施例總地涉及車輛中的廢氣再循環(EGR)系統。更具體地說，在此所述的實施例涉及用在車輛的ERG系統中的冷卻器。

背景技術

廢氣再循環(EGR)用來減少汽油和柴油發動機中的氧化氮(NOx)排放。NOx主要是在氮氣和氧氣混合物經受高溫時形成的。EGR系統使發動機廢氣中的一部分再循環回到發動機氣缸。再循環廢氣與新鮮進入空氣的相互混合可稀釋混合物，這將降低火焰溫度并減少氧氣過剩量。廢氣還增大混合物的比熱容，這將降低峰值燃燒溫度。因為NOx更易在高溫下形成，所以EGR系統通過保持溫度較低來限制NOx的生成。

大部分EGR系統包括一個或多個EGR冷卻器，這些冷卻器安裝至發動機或在發動機的排氣歧管和進入歧管之間流體連通。這些發動機，尤其是壓縮點火或柴油發動機，使用EGR冷卻器來冷卻再循環的廢氣的一部分。冷卻的廢氣具有較低的潛熱量，并可有助于將燃燒溫度降得更低。總之，使用EGR來降低其NOx排放的發動機可通過盡可能地冷卻再循環廢氣來獲得低的排放。

一些EGR系統具有兩個EGR冷卻器，稱為雙EGR冷卻器。兩個EGR冷卻器具有串聯安裝成隔開布置的分開罩殼。第一EGR冷卻器降低廢氣的溫度，第二EGR冷卻器進一步降低廢氣的溫度。在兩個EGR冷卻器之間，在EGR冷卻器的入口和出口處有通常漏斗狀的擴散器，用來將來自第一EGR冷卻器的廢氣引向第二EGR冷卻器。

發明內容

一種在EGR冷卻器中冷卻來自發動機的廢氣以再循環至該發動機的方法包括以下步驟：將廢氣從發動機輸送至設置在單個罩殼組件內的芯組件；將罩殼組件至少分成第一冷卻容積和第二冷卻容積。芯組件至少部分地延伸入第一冷卻容積和第二冷卻容積。該方法還包括以下步驟：將第一冷卻流體引入第一冷卻容積，以及將第二冷卻流體引入第二冷卻容積。廢氣從芯組件輸送至發動機。

附圖說明

圖1是具有單個罩殼組件的雙級EGR冷卻器的示意剖視圖。

具體實施方式

現在參見圖1，EGR冷卻器通常用附圖標記10來標示，且構造成在排氣歧管(未示出)處結合在EGR系統(未示出)中或在發動機(未示出)的排氣歧管和進氣歧管(未示出)之間流體連通。EGR冷卻器10在EGR冷卻器的入口12處沿圖1所示的方向例如從排氣歧管接受廢氣流F。廢氣流過EGR冷卻器10而流到出口14。

在入口12和出口14之間，廢氣在EGR冷卻器10中通過例如發動機冷卻劑的冷卻流體CF來冷卻，這將在下文更詳細地討論。廢氣可從約1100華氏度冷卻至約300華氏度，但是也可設想其它溫度。在EGR冷卻器10中，廢氣經兩級冷卻，這兩級包括：第一級或高溫級，以及第二級或低溫級。沿著廢氣流F的方向，廢氣首先在高溫級冷卻，然后在低溫級冷卻。

EGR冷卻器10的第一或高溫散熱器16形成第一級，且位于EGR冷卻器10的形成第二級的第二或低溫散熱器18的上游。附加的散熱器可結合在EGR冷卻器10中。第一或高溫散熱器16和第二或低溫散熱器18容納在單個罩殼組件20中。與串聯設置各單獨冷卻器罩殼的傳統雙EGR冷卻器構造相比，在同一罩殼組件20中既設置第一或高溫散熱器16又設置第二或低溫散熱器18可降低廢氣F的潛在流動限制。此外，單個罩殼組件20可以比設置兩個或更多個單獨冷卻器罩殼更輕且更便宜。

EGR冷卻器10具有芯組件22，該芯組件既在第一或高溫散熱器16中延伸，又在第二或低溫散熱器18中延伸。廢氣流F位于芯組件22內，大體從入口12延伸到出口14。或者，芯組件22可基本上延伸入口12和出口14之間的距離。

芯組件22是大體細長的，且具有矩形的橫截面，但是也可具有其它形狀的橫截面。芯組件22包括多個管翅組件24，這些管翅組件提供廢氣流F流過芯組件22的流體連通。管翅組件24可由不銹鋼形成，或由任何其它高度耐腐蝕的材料形成。管翅組件24可具有隔開的布置，以允許冷卻流體CF流入管翅組件24之間的空間。

罩殼組件20是大體細長的，橫截面為矩形，且具有大體與芯組件22平行的第一側構件26和第二側構件28。第三側構件和第四側構件(未示出)大體類似于第一側構件26和第二側構件28，但是大體垂直于第一側構件和第二側構件設置，從而形成大體矩形的罩殼組件20。

端蓋30、32大體垂直于芯組件22。為了形成罩殼組件20，側構件26、28用緊固件34附連至端蓋30、32。第一密封件36設置在端蓋30與側構件26、28的附連處，第二密封件38設置在端蓋32與側構件26、28的附連處。罩殼組件20也可具有除了大體矩形之外的其它構造。