EGR冷却器和EGR系统的制作方法

本实用新型涉及发动机技术领域，更具体地说，涉及一种EGR冷却器，本实用新型还涉及一种EGR系统。

背景技术：

EGR(Exhaust Gas Recirculation的缩写，废气再循环)系统，其作用是将柴油机生产的废气的一部分再送回气缸，使进入缸内的混合气被稀释，氧气浓度降低，从而使可燃混合器的热量降低；另外由于废气中CO2及水蒸气的热容量较大，降低了缸内的高峰温度，这两者都可以使燃烧过程的着火延迟期增加，燃烧速率变慢，从而破坏了NOX生成所需的高温富氧条件，从而达到降低NOX目的。

现有的EGR冷却器的冷芯具有恒定的冷却面积，需要在全工况最大废气量通过时，冷后温度满足低于180℃的要求；但是，在恒定的冷却面积下，当 EGR废气流量范围较大时，冷后出气温度范围较宽，较易发生冷后温度过冷导致冷芯结焦的问题，或者冷后温度过热，满足不了冷却要求的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种EGR冷却器，以提高EGR 出气温度的控制精度，缩小冷后出气温度范围，进而避免不同废气流量通过后出气温度过冷或者过热的问题。

本实用新型的另一目的在于提供一种具有上述EGR冷却器的EGR系统，以提高EGR冷却器的EGR出气温度的控制精度，缩小冷后出气温度范围，进而避免不同废气流量通过后出气温度过冷或者过热的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种EGR冷却器，包括：

用于冷却废气的冷芯，所述冷芯上设置有供废气通过的冷却通道；

能够根据不同的废气流量改变所述冷却通道的流通面积的废气流通面积调节装置，所述废气流通面积调节装置设置在所述冷芯的进气侧。

优选的，上述EGR冷却器中，所述废气流通面积调节装置包括阻挡在部分所述冷却通道进气侧的弹性阻挡结构，当达到预设废气流量时废气的作用力能够迫使所述弹性阻挡结构变形以增大所述冷却通道的流通面积。

优选的，上述EGR冷却器中，所述弹性阻挡结构阻挡在所述冷却通道进气侧的中部。

优选的，上述EGR冷却器中，所述弹性阻挡结构包括第一弹性阀片和第二弹性阀片，两者配合形成可张合的V型阀片组。

优选的，上述EGR冷却器中，所述弹性阻挡结构还包括沿所述冷却通道的轴向设置的限位板，所述第一弹性阀片和所述第二弹性阀片分别位于所述限位板的两侧。

优选的，上述EGR冷却器中，所述弹性阻挡结构还包括设置在所述EGR 冷却器的壳体内壁上的固定支架，所述限位板、所述第一弹性阀片和所述第二弹性阀片均设置在所述固定支架上。

优选的，上述EGR冷却器中，所述固定支架包括：

设置在所述壳体内壁上的固定框；

设置在所述固定框上并沿所述冷却通道的轴向设置的第一定位柱，所述第一定位柱上设置有限位所述限位板的卡槽；

设置在所述固定框上并垂直于所述第一定位柱的第二定位柱，所述第二定位柱设置有与所述卡槽连通的固定穿孔，所述限位板、所述第一弹性阀片和所述第二弹性阀片的进气端均穿过所述固定穿孔，且所述第一弹性阀片和所述第二弹性阀片均设置有搭接在所述第二定位柱进气侧的翻边结构，所述第一弹性阀片与所述第二弹性阀片配合夹紧所述限位板。

优选的，上述EGR冷却器中，所述固定支架为铸钢件，所述限位板、所述第一弹性阀片和所述第二弹性阀片均为不锈钢件。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的EGR冷却器包括用于冷却废气的冷芯，冷芯上设置有供废气通过的冷却通道；能够根据不同的废气流量改变冷却通道的流通面积的废气流通面积调节装置，废气流通面积调节装置设置在冷芯的进气侧。

本实用新型在EGR冷却器的进气端，能够根据不同的废气流量，利用废气流通面积调节装置改变冷却通道的流通面积，当废气流量较小时，使冷芯冷却通道具有较小的流通面积，减小了冷芯的冷却面积，避免出现冷后温度过冷导致冷芯结焦的问题；当废气流量较大时，使冷芯冷却通道具有较大的流通面积，增大了冷芯的冷却面积，避免出现冷后温度过热，满足不了冷却要求的问题，保证EGR冷却器冷后出气温度稳定在一个安全范围内。

综上所述，本实用新型提供的EGR冷却器在进气侧，通过废气流通面积调节装置使冷芯冷却通道的流通面积可调，提高了EGR出气温度的控制精度，缩小了冷后出气温度范围，进而避免了不同废气流量通过后出气温度过冷或者过热的问题。

本实用新型还提供了一种EGR系统，包括废气再循环管，设置在所述废气再循环管上的EGR冷却器，所述EGR冷却器为上述任一种EGR冷却器，由于上述EGR冷却器具有上述效果，具有上述EGR冷却器的EGR系统具有同样的效果，故本文不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的EGR冷却器的主视图；

图2是本实用新型实施例提供的EGR冷却器的俯视图；

图3是本实用新型实施例提供的固定支架的局部立体结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的弹性阻挡结构的剖视图；

图5是本实用新型实施例提供的弹性阻挡结构的俯视图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种EGR冷却器，提高了EGR出气温度的控制精度，缩小了冷后出气温度范围，进而避免了不同废气流量通过后出气温度过冷或者过热的问题。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考附图1-5，本实用新型实施例提供的EGR冷却器包括用于冷却废气的冷芯1，冷芯1上设置有供废气通过的冷却通道；能够根据不同的废气流量改变冷却通道的流通面积的废气流通面积调节装置2，废气流通面积调节装置2设置在冷芯1的进气侧。

具体的，本实用新型的EGR冷却器采用气流与冷却水逆向流通结构；当然也可以采用顺向流通结构。

本实用新型在EGR冷却器的进气端，能够根据不同的废气流量，利用废气流通面积调节装置2改变冷却通道的流通面积，当废气流量较小时，使冷芯1冷却通道具有较小的流通面积，减小了冷芯1的冷却面积，避免出现冷后温度过冷导致冷芯1结焦的问题；当废气流量较大时，使冷芯1冷却通道具有较大的流通面积，增大了冷芯1的冷却面积，避免出现冷后温度过热，满足不了冷却要求的问题，保证EGR冷却器冷后出气温度稳定在一个安全范围内。

综上所述，本实用新型提供的EGR冷却器在进气侧，通过废气流通面积调节装置2使冷芯1冷却通道的流通面积可调，提高了EGR出气温度的控制精度，缩小了冷后出气温度范围，进而避免了不同废气流量通过后出气温度过冷或者过热的问题。

本实用新型一具体的实施例中，废气流通面积调节装置2包括阻挡在部分冷却通道进气侧的弹性阻挡结构，当达到预设废气流量时废气的作用力能够迫使弹性阻挡结构变形以增大冷却通道的流通面积。

如图2所示，弹性阻挡结构阻挡在部分冷却通道的进气侧，此时冷芯1 具有一部分没有被阻挡的固定流通面积。低废气流量时，为减少流通阻力避免废气过冷，可以通过预留的固定流通面积通道进行冷却。在废气需求量较大的工况，可以依靠废气自身压力克服弹性阻挡结构的张力扩大废气流通面积，可以使废气流量和冷后温度都能满足开发要求。

本实施例采用根据废气压力自动变形，调节冷却通道的流通面积的弹性阻挡结构实现EGR冷芯1流通面积可调，弹性阻挡结构为根据废气压力自适应的机械式弹性结构，无需额外控制结构辅助，结构简单有效。可以理解的是，废气流通面积调节装置2还可以为其他结构，如可展开的折叠的阻挡片，利用电动驱动阻挡片展开，以实现同样的调节流通面积的效果，本实用新型在此不再一一赘述。

为了保证废气通过的均匀性，弹性阻挡结构阻挡在冷却通道进气侧的中部。此时弹性阻挡结构位于冷芯1没有被阻挡的固定流通面积中部，当然，冷芯1的固定流通面积部分的选取可以根据具体结构变化选择放在流通截面上的其他特定位置。

为了简化结构，弹性阻挡结构包括第一弹性阀片6和第二弹性阀片8，两者配合形成可张合的V型阀片组。该V型阀片组依靠废气压力自动调节开度，从而改变冷芯1的可调流通面积。可替换的，上述弹性阻挡结构还可以仅包括一个阀片或者三个阀片等。

为了更好地限制弹性阀片的开合方向，弹性阻挡结构还包括沿冷却通道的轴向设置的限位板7，第一弹性阀片6和第二弹性阀片8分别位于限位板7 的两侧。本实用新型通过限位板7形成弹性阀片的固定支点，使弹性阀片围绕冷却通道的轴向发生变形，能够更准确地调整阻挡面积。本实用新型也可以不设置上述限位板7，使第一弹性阀片6和第二弹性阀片8的端部固定在一起。

优选的，弹性阻挡结构还包括设置在EGR冷却器的壳体内壁上的固定支架，限位板7、第一弹性阀片6和第二弹性阀片8均设置在固定支架上。相应的，固定支架上具有连通EGR冷却器的进气口与冷芯1的冷却通道的废气通道。

本实用新型使固定支架支撑固定限位板7、第一弹性阀片6和第二弹性阀片8，便于装配。当然，本实用新型也可以将限位板7、第一弹性阀片6和第二弹性阀片8直接固定在EGR冷却器的壳体内壁上。

进一步的技术方案中，固定支架包括设置在壳体内壁上的固定框3；设置在固定框3上并沿冷却通道的轴向设置的第一定位柱5，第一定位柱5上设置有限位限位板7的卡槽51；设置在固定框3上并垂直于第一定位柱5的第二定位柱4，第二定位柱4设置有与卡槽51连通的固定穿孔41，限位板7、第一弹性阀片6和第二弹性阀片8的进气端均穿过固定穿孔41，且第一弹性阀片6和第二弹性阀片8均设置有搭接在第二定位柱4进气侧的翻边结构，第一弹性阀片6与第二弹性阀片8配合夹紧限位板7。

装配时，首先将限位板7装入第二定位柱4的固定穿孔41，并依靠固定框3上的卡槽51限位固定，然后将两个弹性阀片装入第二定位柱4的固定穿孔41并位于限位板7的两侧，此时弹性阀片与中间的限位板7过盈配合，同时弹性阀片在进气口侧采用翻边结构，实现阀片的有效安装固定。

上述结构的固定支架能够较好地支撑限位板7、第一弹性阀片6和第二弹性阀片8，提高了结构可靠性。当然，上述固定支架还可以为其他结构，限位板7、第一弹性阀片6和第二弹性阀片8也可以采用其他方式安装在固定支架，如螺纹连接等。

为了进一步优化上述技术方案，固定支架为铸钢件，限位板7、第一弹性阀片6和第二弹性阀片8均为不锈钢件。本实施例中，固定支架采用铸钢，限位板7选用不易变形的不锈钢材料，弹性阀片采用弹性较好的不锈钢，依靠压力与开度的最佳配合进行不同弹性模量的材质的选型。

工作过程中，废气从EGR冷却器入口进入以后，当废气流量较小、压力不足以克服弹性阀片变形时，废气通过冷芯1预留的固定冷却面积部分进行冷却；当废气流量较大时，废气作用在弹性阀片上迫使弹性阀片克服弹性阻力闭合，冷芯1面积随之相应增加。弹性阀片可以随着废气压力的变化依靠实现自动张合；废气流量控制弹性阀片使流通面积可调，提升了EGR出气温度控制精度，缩小出气温度范围，有效避免出气温度过冷或者过热。

本实用新型实施例还提供了一种EGR系统，包括废气再循环管，设置在废气再循环管上的EGR冷却器，EGR冷却器为上述任一项实施例提供的EGR 冷却器，提高了EGR出气温度的控制精度，缩小了冷后出气温度范围，进而避免了不同废气流量通过后出气温度过冷或者过热的问题，其优点是由EGR 冷却器带来的，具体的请参考上述实施例中相关的部分，在此就不再赘述。

在EGR阀开启状态下，发动机部分废气从排气管引出，经EGR阀进入 EGR冷却器后流经文丘里管进入进气管。新鲜空气与废气在进气管内混合后进入燃烧室参与燃烧，燃烧后从排气管流出再重复以上循环。

EGR率是指进入进气管废气流量除以进入进气管的新鲜空气和废气流量之和。新鲜空气流量依靠进气管上的进气流量传感器测得，废气流量依靠文丘里管上装的压差传感器测得。根据发动机经济性、排放性的需求，进行数据标定时会给对每一个工况点进行目标EGR率的标定。ECU会根据目标EGR 率需求控制EGR阀开度，并根据文丘里压差传感器和进气流量传感器的信息反馈进行闭环修正。

本实用新型的EGR冷却器结合EGR阀+文丘里管结构实现废气流量按时定量提供，实现EGR率闭环可控，从而实现了对废气流量的精确控制，保证了发动机排放性、经济性。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。