用于排气再循环单元的热交换器、流量调节器和发动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及排气再循环单元，并且更具体地涉及排气再循环单元的热交换器。
【背景技术】
[0002]排气再循环(EGR)热交换器也被称为EGR冷却器，它是与用于与发动机一起使用的EGR单元相关联的组件。通常安装EGR单元是为了减少排放量，特别是氮氧化物(NOx)的排放量，以便达到日益严格的排放水平要求。在一些应用中，EGR热交换器可能会受到高的热应力，具体地，EGR热交换器的排气入口面可能会承受更高的热应力。排气入口面一般与从发动机排气歧管接收的加热排气流接触。该高的热应力可导致EGR热交换器的过早损坏。
[0003]美国专利号7，565，800公开了一种内燃发动机排气组件。该组件包括诸如在涡轮增压器入口中的涡轮增压器的排气通路。排气通路包括分隔板组件。分隔板组件包括主体和分隔板，其中，主体和分隔板中的至少一者一般由耐受极端温度条件、极端热梯度条件和极端载荷中的至少一者的材料制成。分隔板组件可用于分配排气组件内的排气，并且一般能够延长排气歧管的使用寿命。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种用于排气再循环单元的热交换器，以减少热交换器所受到的热应力，避免较高的热应力所导致的热交换器过早损坏的问题出现。
[0005]一个方面，本实用新型提供了一种用于排气再循环单元的热交换器，所述热交换器包括管芯，所述管芯包括从热交换器上游面延伸到下游面的多个排气管，所述管芯还包括设置在多个排气管之间的至少一个冷却剂通道；所述热交换器还包括流体地连通到热交换器上游面的流量调节器，所述流量调节器包括沿着第一平面设置的入口孔，所述入口孔配置成接收排气流；所述流量调节器还包括沿着第二平面设置的出口孔，所述出口孔流体地连通到所述的多个排气管；所述流量调节器还包括在入口孔和出口孔之间延伸的通道，所述流量调节器还包括设置在所述通道内并且至少部分地在入口孔和出口孔之间延伸的板，所述板配置成控制从入口孔到出口孔的排气流。
[0006]优选的，所述板设置有多块，所述多块板以相等间距布置。
[0007]优选的，所述板可以是曲线形的，也可以是平面的。
[0008]其中，所述板邻近所述出口孔设置，并且至少部分地朝向所述入口孔延伸。
[0009]优选的，所述第一平面基本垂直于所述第二平面。
[0010]进一步的，所述热交换器还包括出口扩散器，所述出口扩散器流体地连通位于所述热交换器下游面处的所述多个排气管。
[0011]在本实用新型的另一方面，提供了一种用于排气再循环单元的热交换器的流量调节器，所述流量调节器包括沿着第一平面设置的入口孔，所述入口孔配置成接收排气流；所述流量调节器还包括沿着第二平面设置的出口孔，所述出口孔流体地连通到多个排气管；所述流量调节器还包括在入口孔和出口孔之间延伸的通道，所述流量调节器还包括设置在所述通道内并且至少部分地在入口孔和出口孔之间延伸的板，所述板配置成控制从入口孔到出口孔的排气流。
[0012]在本实用新型的又一方面，提供了一种发动机，所述发动机包括排气歧管、进气歧管和排气再循环单元，所述排气再循环单元包括流体地连通到排气歧管和进气歧管的热交换器，所述热交换器包括管芯，管芯包括从热交换器的上游面延伸到下游面的多个排气管，所述管芯还包括设置在多个排气管之间的至少一个冷却剂通道；所述热交换器还包括流体地连通到热交换器上游面的流量调节器，所述流量调节器包括沿着第一平面设置的入口孔，所述入口孔配置成从排气歧管接收排气流；所述流量调节器还包括沿着第二平面设置的出口孔，所述出口孔流体地连通到多个排气管；所述流量调节器还包括在入口孔和出口孔之间延伸的通道，所述流量调节器还包括设置在所述通道内并且至少部分地在入口孔和出口孔之间延伸的板，所述板配置成控制从入口孔到出口孔的排气流。
[0013]上述技术方案提供了一种布置，该布置导致热交换器的整体温度降低，并且因此导致热交换器上部区域中的热应力降低。较低的热应力可减少排气管、上游集管板(headerplate)、芯壳等发生结构性损坏，从而提高了热交换器的总体使用寿命。
[0014]本实用新型的其它特征和方面从以下描述和附图中将显而易见。
【附图说明】
[0015]图1是根据本实用新型实施例的示例性机器的图示；
[0016]图2是根据本实用新型实施例的沿着轴线X-X’的用于机器排气再循环单元的热交换器的横截面视图；
[0017]图3是根据本实用新型实施例的示例性流量调节器的透视图；
[0018]图4是根据本实用新型的示例性流量调节器的另一个实施例的透视图；
[0019]图5是根据本实用新型的示例性流量调节器的另一个实施例的透视图。
【具体实施方式】
[0020]只要可能，相同的参考数字将在整个附图中用以指代相同或相似的部分。图1示出根据本实用新型的一个实施例的示例性机器100。在该附图中示出的机器100是自卸卡车。应当指出的是，机器100可以是任何其它的机器，诸如在运输中使用的卡车。机器100还可以包含任何其它类型的机器，该机器执行与诸如采矿、建筑、农业、运输的工业或本领域中已知的任何其它工业有关的操作。例如，机器100可以是越野载重车、运土机(诸如轮式装载机、挖掘机、铰接式卡车、反铲挖土机、自动平地机、材料处理机)、轮船或小船等。在一个实施例中，如本文所使用的术语“机器”也可指的是固定设备，诸如由发动机驱动以产生电的发电机。
[0021]机器100由发动机102提供动力，该发动机102适于燃烧燃料以释放在其中的化学能量，并且将该能量转换为机械动力。发动机102可以是燃烧柴油燃料的压燃式发动机。或者，发动机102可包括火花点火式发动机，火花点火式发动机配置成燃烧汽油或其它燃料，诸如乙醇、生物燃料、天然气等。
[0022]进气歧管104设置在发动机102上方，并且与发动机102的燃烧室(未示出)流体地连通，以便将在燃烧过程中使用的进气引导到发动机102。进气歧管104可配置成从进气管线106接收进气。进气管线106进而可通过进气过滤器108吸入大气空气。涡轮增压器109也可存在于进气管线106中，以便增加供应到发动机102的进气量。
[0023]排气歧管110设置在发动机102上，并且与燃烧室流体地连通。应当指出的是，进气歧管104和排气歧管110的布置可基于应用而变化。此外，流过排气歧管110的排气可引导到排气管线112，并且经由排气口 114释放到大气中。
[0024]此外，冷却剂系统可流体地连通发动机102，用于去除由发动机102产生的热，并且因此有助于冷却发动机102。冷却剂系统可包括与发动机102流体地连通的散热器116，以便消散来自离开发动机102的冷却剂的热。此外，离开散热器116的相对冷却的冷却剂可返回到发动机102。本领域的普通技术人员将理解，可将任何已知的热交换器用作散热器116。应当理解的是，本文所述的各种组件之间形成的连接是示例性的。该系统可包括其它组件，而不背离本实用新型的保护范围。
[0025]发动机102包括排气再循环(EGR)回路118，EGR回路118配置成用于减少由燃烧过程产生的排放物。更具体地说，EGR回路118包括将EGR单元120流体地连接到发动机102的排气歧管110和进气歧管104的通路。EGR单元120配置成将从燃烧过程排放的排气流的至少一部分重新引导返回到进气歧管104中，用于与进气混合。本领域的普通技术人员将理解，在进气中的排气的存在可降低可用于在燃烧室中燃烧的氧气的相对比例或量，进而导致产生较低的火焰和/或燃烧温度。
[0026]参考图2，示出了与EGR单元120相关联的沿着纵向轴线X_X’的热交换