用于排氣再循環(huán)單元的熱交換器、流量調(diào)節(jié)器和發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及排氣再循環(huán)單元，并且更具體地涉及排氣再循環(huán)單元的熱交換器。
【背景技術(shù)】
[0002]排氣再循環(huán)(EGR)熱交換器也被稱為EGR冷卻器，它是與用于與發(fā)動(dòng)機(jī)一起使用的EGR單元相關(guān)聯(lián)的組件。通常安裝EGR單元是為了減少排放量，特別是氮氧化物(NOx)的排放量，以便達(dá)到日益嚴(yán)格的排放水平要求。在一些應(yīng)用中，EGR熱交換器可能會(huì)受到高的熱應(yīng)力，具體地，EGR熱交換器的排氣入口面可能會(huì)承受更高的熱應(yīng)力。排氣入口面一般與從發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管接收的加熱排氣流接觸。該高的熱應(yīng)力可導(dǎo)致EGR熱交換器的過(guò)早損壞。
[0003]美國(guó)專利號(hào)7，565，800公開(kāi)了一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)排氣組件。該組件包括諸如在渦輪增壓器入口中的渦輪增壓器的排氣通路。排氣通路包括分隔板組件。分隔板組件包括主體和分隔板，其中，主體和分隔板中的至少一者一般由耐受極端溫度條件、極端熱梯度條件和極端載荷中的至少一者的材料制成。分隔板組件可用于分配排氣組件內(nèi)的排氣，并且一般能夠延長(zhǎng)排氣歧管的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于排氣再循環(huán)單元的熱交換器，以減少熱交換器所受到的熱應(yīng)力，避免較高的熱應(yīng)力所導(dǎo)致的熱交換器過(guò)早損壞的問(wèn)題出現(xiàn)。
[0005]一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供了一種用于排氣再循環(huán)單元的熱交換器，所述熱交換器包括管芯，所述管芯包括從熱交換器上游面延伸到下游面的多個(gè)排氣管，所述管芯還包括設(shè)置在多個(gè)排氣管之間的至少一個(gè)冷卻劑通道；所述熱交換器還包括流體地連通到熱交換器上游面的流量調(diào)節(jié)器，所述流量調(diào)節(jié)器包括沿著第一平面設(shè)置的入口孔，所述入口孔配置成接收排氣流；所述流量調(diào)節(jié)器還包括沿著第二平面設(shè)置的出口孔，所述出口孔流體地連通到所述的多個(gè)排氣管；所述流量調(diào)節(jié)器還包括在入口孔和出口孔之間延伸的通道，所述流量調(diào)節(jié)器還包括設(shè)置在所述通道內(nèi)并且至少部分地在入口孔和出口孔之間延伸的板，所述板配置成控制從入口孔到出口孔的排氣流。
[0006]優(yōu)選的，所述板設(shè)置有多塊，所述多塊板以相等間距布置。
[0007]優(yōu)選的，所述板可以是曲線形的，也可以是平面的。
[0008]其中，所述板鄰近所述出口孔設(shè)置，并且至少部分地朝向所述入口孔延伸。
[0009]優(yōu)選的，所述第一平面基本垂直于所述第二平面。
[0010]進(jìn)一步的，所述熱交換器還包括出口擴(kuò)散器，所述出口擴(kuò)散器流體地連通位于所述熱交換器下游面處的所述多個(gè)排氣管。
[0011]在本實(shí)用新型的另一方面，提供了一種用于排氣再循環(huán)單元的熱交換器的流量調(diào)節(jié)器，所述流量調(diào)節(jié)器包括沿著第一平面設(shè)置的入口孔，所述入口孔配置成接收排氣流；所述流量調(diào)節(jié)器還包括沿著第二平面設(shè)置的出口孔，所述出口孔流體地連通到多個(gè)排氣管；所述流量調(diào)節(jié)器還包括在入口孔和出口孔之間延伸的通道，所述流量調(diào)節(jié)器還包括設(shè)置在所述通道內(nèi)并且至少部分地在入口孔和出口孔之間延伸的板，所述板配置成控制從入口孔到出口孔的排氣流。
[0012]在本實(shí)用新型的又一方面，提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括排氣歧管、進(jìn)氣歧管和排氣再循環(huán)單元，所述排氣再循環(huán)單元包括流體地連通到排氣歧管和進(jìn)氣歧管的熱交換器，所述熱交換器包括管芯，管芯包括從熱交換器的上游面延伸到下游面的多個(gè)排氣管，所述管芯還包括設(shè)置在多個(gè)排氣管之間的至少一個(gè)冷卻劑通道；所述熱交換器還包括流體地連通到熱交換器上游面的流量調(diào)節(jié)器，所述流量調(diào)節(jié)器包括沿著第一平面設(shè)置的入口孔，所述入口孔配置成從排氣歧管接收排氣流；所述流量調(diào)節(jié)器還包括沿著第二平面設(shè)置的出口孔，所述出口孔流體地連通到多個(gè)排氣管；所述流量調(diào)節(jié)器還包括在入口孔和出口孔之間延伸的通道，所述流量調(diào)節(jié)器還包括設(shè)置在所述通道內(nèi)并且至少部分地在入口孔和出口孔之間延伸的板，所述板配置成控制從入口孔到出口孔的排氣流。
[0013]上述技術(shù)方案提供了一種布置，該布置導(dǎo)致熱交換器的整體溫度降低，并且因此導(dǎo)致熱交換器上部區(qū)域中的熱應(yīng)力降低。較低的熱應(yīng)力可減少排氣管、上游集管板(headerplate)、芯殼等發(fā)生結(jié)構(gòu)性損壞，從而提高了熱交換器的總體使用壽命。
[0014]本實(shí)用新型的其它特征和方面從以下描述和附圖中將顯而易見(jiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的示例性機(jī)器的圖示；
[0016]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的沿著軸線X-X’的用于機(jī)器排氣再循環(huán)單元的熱交換器的橫截面視圖；
[0017]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的示例性流量調(diào)節(jié)器的透視圖；
[0018]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的示例性流量調(diào)節(jié)器的另一個(gè)實(shí)施例的透視圖；
[0019]圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的示例性流量調(diào)節(jié)器的另一個(gè)實(shí)施例的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]只要可能，相同的參考數(shù)字將在整個(gè)附圖中用以指代相同或相似的部分。圖1示出根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的示例性機(jī)器100。在該附圖中示出的機(jī)器100是自卸卡車。應(yīng)當(dāng)指出的是，機(jī)器100可以是任何其它的機(jī)器，諸如在運(yùn)輸中使用的卡車。機(jī)器100還可以包含任何其它類型的機(jī)器，該機(jī)器執(zhí)行與諸如采礦、建筑、農(nóng)業(yè)、運(yùn)輸?shù)墓I(yè)或本領(lǐng)域中已知的任何其它工業(yè)有關(guān)的操作。例如，機(jī)器100可以是越野載重車、運(yùn)土機(jī)(諸如輪式裝載機(jī)、挖掘機(jī)、鉸接式卡車、反鏟挖土機(jī)、自動(dòng)平地機(jī)、材料處理機(jī))、輪船或小船等。在一個(gè)實(shí)施例中，如本文所使用的術(shù)語(yǔ)“機(jī)器”也可指的是固定設(shè)備，諸如由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生電的發(fā)電機(jī)。
[0021]機(jī)器100由發(fā)動(dòng)機(jī)102提供動(dòng)力，該發(fā)動(dòng)機(jī)102適于燃燒燃料以釋放在其中的化學(xué)能量，并且將該能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械動(dòng)力。發(fā)動(dòng)機(jī)102可以是燃燒柴油燃料的壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)?；蛘?，發(fā)動(dòng)機(jī)102可包括火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)，火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)配置成燃燒汽油或其它燃料，諸如乙醇、生物燃料、天然氣等。
[0022]進(jìn)氣歧管104設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)102上方，并且與發(fā)動(dòng)機(jī)102的燃燒室(未示出)流體地連通，以便將在燃燒過(guò)程中使用的進(jìn)氣引導(dǎo)到發(fā)動(dòng)機(jī)102。進(jìn)氣歧管104可配置成從進(jìn)氣管線106接收進(jìn)氣。進(jìn)氣管線106進(jìn)而可通過(guò)進(jìn)氣過(guò)濾器108吸入大氣空氣。渦輪增壓器109也可存在于進(jìn)氣管線106中，以便增加供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)102的進(jìn)氣量。
[0023]排氣歧管110設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)102上，并且與燃燒室流體地連通。應(yīng)當(dāng)指出的是，進(jìn)氣歧管104和排氣歧管110的布置可基于應(yīng)用而變化。此外，流過(guò)排氣歧管110的排氣可引導(dǎo)到排氣管線112，并且經(jīng)由排氣口 114釋放到大氣中。
[0024]此外，冷卻劑系統(tǒng)可流體地連通發(fā)動(dòng)機(jī)102，用于去除由發(fā)動(dòng)機(jī)102產(chǎn)生的熱，并且因此有助于冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)102。冷卻劑系統(tǒng)可包括與發(fā)動(dòng)機(jī)102流體地連通的散熱器116，以便消散來(lái)自離開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)102的冷卻劑的熱。此外，離開(kāi)散熱器116的相對(duì)冷卻的冷卻劑可返回到發(fā)動(dòng)機(jī)102。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，可將任何已知的熱交換器用作散熱器116。應(yīng)當(dāng)理解的是，本文所述的各種組件之間形成的連接是示例性的。該系統(tǒng)可包括其它組件，而不背離本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0025]發(fā)動(dòng)機(jī)102包括排氣再循環(huán)(EGR)回路118，EGR回路118配置成用于減少由燃燒過(guò)程產(chǎn)生的排放物。更具體地說(shuō)，EGR回路118包括將EGR單元120流體地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)102的排氣歧管110和進(jìn)氣歧管104的通路。EGR單元120配置成將從燃燒過(guò)程排放的排氣流的至少一部分重新引導(dǎo)返回到進(jìn)氣歧管104中，用于與進(jìn)氣混合。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，在進(jìn)氣中的排氣的存在可降低可用于在燃燒室中燃燒的氧氣的相對(duì)比例或量，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)生較低的火焰和/或燃燒溫度。
[0026]參考圖2，示出了與EGR單元120相關(guān)聯(lián)的沿著縱向軸線X_X’的熱交換