專(zhuān)利名稱(chēng)：一種廢氣再循環(huán)冷卻器用管芯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種廢氣再循環(huán)冷卻器用管芯，是一種汽車(chē)部件，是一種用于汽 車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣在循環(huán)冷卻器的管芯部件。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)階段滿(mǎn)足重型車(chē)用廢氣再循環(huán)冷卻器，主要采用管殼式換熱器；由于廢氣再 循環(huán)冷卻器的加入會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行，甚至?xí)?duì)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)造成影響，因 此不僅要保證冷卻器的換熱性能滿(mǎn)足要求，更重要的是保證產(chǎn)品的可靠性，同時(shí)從成本考 慮，需采用實(shí)用的工藝制造高可靠性的產(chǎn)品。重型車(chē)的運(yùn)行環(huán)境比較惡劣，而廢氣再循環(huán)冷 卻器的氣側(cè)與發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣相連，水側(cè)與發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑相連，因此廢氣再循環(huán)冷卻器的 可靠性非常重要，如果冷卻器在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)泄漏，無(wú)論是氣側(cè)還是水側(cè)泄漏都將直接 對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成破壞性的傷害?，F(xiàn)階段在滿(mǎn)足歐三排放要求的重型車(chē)用廢氣再循環(huán)冷卻器中，采用的一種比較常 見(jiàn)的冷卻器為管殼式冷卻器，管束采用平管換熱管，冷卻器為雙通道冷卻器，即冷卻器為雙 管束設(shè)計(jì)，由于管束較長(zhǎng)，因此添加了支撐板起固定作用，增強(qiáng)管束的強(qiáng)度，防止換熱管在 工作過(guò)程中因振動(dòng)產(chǎn)生斷裂等失效模式。現(xiàn)有的平管換熱管束為在一定的體積條件下使換 熱效率達(dá)到一定要求，采用了直徑較小的換熱管，相應(yīng)的換熱管的數(shù)量也必須增加，這樣的 換熱管束是由較多數(shù)量的細(xì)換熱管組成。這樣的換熱管束有較多的焊接點(diǎn)，根據(jù)一般設(shè)計(jì) 原理，焊點(diǎn)越多則故障幾率越大。雖然現(xiàn)有平管的換熱管管束可以滿(mǎn)足排放要求，但故障率 高，生產(chǎn)成本也相對(duì)較高。
發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種廢氣再循環(huán)冷卻器用管芯的技術(shù)方 案。所述的管芯采用帶有螺旋凹槽的換熱管，提高了單根換熱管的換熱效率，在此基礎(chǔ)上增 加換熱管的直徑，相應(yīng)的減少了換熱管的數(shù)量。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種廢氣再循環(huán)冷卻器用管芯，包括方形管 板，所述的方形管板上帶有20孔，所述的20孔中分別承插并焊接有20個(gè)換熱管的一端，所 述20個(gè)換熱管的另一端分兩組分別焊接在兩個(gè)圓形管板上，20個(gè)換熱管形成換熱管束，方 形管板和圓形管板之間設(shè)置多個(gè)支撐板，所述的換熱管是帶有由外向內(nèi)凹進(jìn)的螺旋槽的不 銹鋼管；所述的方形管板上孔的布置是20個(gè)孔分為左右兩組，一組10個(gè)孔；一組中8個(gè)孔 均勻分布在一個(gè)八等分圓周上，余下的兩個(gè)孔分布在圓周的中間。本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果是更改后的廢氣再循環(huán)冷卻器用管芯，采用圓形螺 旋凹槽換熱管代替圓形的平管，由于螺旋凹槽換熱管的凹槽的設(shè)置，增加了流過(guò)換熱管流 體的擾流程度，將該管束應(yīng)用在管殼內(nèi)，可以有效的提高冷卻器的換熱效率，因此，在保持 換熱性能不變的前提下，可以降低換熱管的換熱面積，減少換熱管的數(shù)目，從而可以降低冷 卻器的成本；由于換熱管數(shù)目的減少，從而減少了管板與換熱管之間的焊接面積，降低了焊接失效的風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，為了提高換熱管束的可靠性，將支撐板的個(gè)數(shù)有原來(lái)的3個(gè)增加至4 個(gè)，除了靠近方形管板的支撐板位置保持不變外，其他三個(gè)均勻布置在換熱管之間，且換熱 管通過(guò)支撐板對(duì)應(yīng)的管孔，并通過(guò)焊接的方式與支撐板保持固定；更改后的冷卻器管芯的 設(shè)計(jì)不僅可以通過(guò)降低管芯的成本，從而降低冷卻器的整體成本；而且由于換熱管的數(shù)目 降低，支撐板的數(shù)目增加可以有效的提高管芯甚至是冷卻器的可靠性，使冷卻器可以有效 的發(fā)揮其換熱作用，降低再循環(huán)廢氣的溫度，從而降低廢氣中氮氧化合物的排放，對(duì)環(huán)保做 出貢獻(xiàn)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的管芯結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一所述管芯的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例一所述方形管板的主視圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例三所述管芯的俯視圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例四所述支撐板的立體圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一現(xiàn)有技術(shù)的重型車(chē)廢氣再循環(huán)冷卻器用管芯如
圖1所示。管芯包括了換熱管1、支 撐板2、方形管板3、圓形管板4和管接頭5。換熱管為平管，換熱管的規(guī)格為，外徑為Φ7πιπι， 換熱管的壁厚為0. 5mm，管芯為雙管束設(shè)計(jì)，每個(gè)管束的換熱管根數(shù)為19根，換熱管總數(shù)為 38根，換熱管的排列方式為圓形布置。外圓上均勻布置了 12根換熱管，管之間的夾角為30 度。中間圓上布置了 6根換熱管，管之間的夾角為60度，圓心布置了 1根換熱管，換熱管的 管間距(兩管圓心之間的距離)為16.5mm。支撐板有三個(gè)，其中一個(gè)支撐板靠近所述的方形 管板3，其余兩個(gè)分布在換熱管之間。圓形管板4有兩個(gè)，管束的一端焊接固定在圓形管板 4的對(duì)應(yīng)通孔上，另一端焊接固定在方形管板3的對(duì)應(yīng)通孔上。圓形管板4分別安裝在管接 頭5內(nèi)，管接頭上開(kāi)環(huán)形槽，用于放置0形密封圈，以保證管芯裝配到管殼中時(shí)，在管接頭端 防止冷卻劑泄漏。該管芯用于排量為IOL左右的重型發(fā)動(dòng)機(jī)，采用此種管芯的廢氣再循環(huán)冷卻器可 以滿(mǎn)足國(guó)三的排放標(biāo)準(zhǔn)。該冷卻器管芯安裝在管殼內(nèi)組成廢氣再循環(huán)冷卻器，一端通過(guò)管 板法蘭與管殼連接在一起，一端通過(guò)管接頭與管殼連接在一起。從而使廢氣再循環(huán)冷卻器 可以發(fā)揮有效的作用，降低再循環(huán)廢氣的溫度，從而降低廢氣中氮氧化合物的排放值。但該 廢氣再循環(huán)冷卻器由于換熱管數(shù)量較多，焊點(diǎn)較多，出現(xiàn)故障的幾率較大，制作成本較高。本實(shí)施例是克服上述技術(shù)問(wèn)題的一種廢氣再循環(huán)冷卻器用管芯，如圖2所示。本 實(shí)施例包括方形管板，方形管板上帶有20孔，20孔中分別承插并焊接有20個(gè)換熱管的一 端，20個(gè)換熱管的另一端分兩組分別焊接在兩個(gè)圓形管板上，20個(gè)換熱管形成換熱管束， 方形管板和圓形管板之間設(shè)置多個(gè)支撐板，換熱管是帶有由外向內(nèi)凹進(jìn)的螺旋槽的不銹鋼 管。方形管板上孔的布置是20個(gè)孔分為左右兩組，一組10個(gè)孔。一組中8個(gè)孔均勻分布 在一個(gè)八等分圓周上，余下的兩個(gè)孔分布在圓周的中間。[0017]本實(shí)施例中的管芯包括換熱管1’、支撐板2 ’、方形管板3 ’、圓形管板4 ’和管接頭 5。換熱管1’為圓形螺旋凹槽換熱管。換熱管分為兩組，一組換熱管的數(shù)量為10根，管芯 所包含的換熱管的數(shù)量總共為10*2=20根。換熱管的長(zhǎng)度在750 800mm之間。與現(xiàn)有技 術(shù)相比，換熱管減少后可以達(dá)到與現(xiàn)有換熱器同樣換熱效果，性能保持不變。為了確保冷卻 器的性能保持不變，本實(shí)施例通過(guò)采用帶有螺旋凹槽的換熱管，并精心的設(shè)置螺旋凹槽的 參數(shù)，20根換熱管就可以滿(mǎn)足要求。本實(shí)施例換熱管的排布方式為，20根換熱管分為兩組，即形成兩個(gè)管束，每個(gè)管束 為10根換熱管。每組換熱管外圓上包含8根換熱管，相鄰管之間的夾角為45度，管束的圓 內(nèi)包括2根換熱管，單管束中共包含10根換熱管，圖3為方形管板的平面圖，從圖3中可以 清晰看出換熱管的排布方式螺旋管分別穿過(guò)管板和支撐板上對(duì)應(yīng)的管孔33，并通過(guò)釬焊 的方式固定。本實(shí)施例為提高單個(gè)換熱管的換熱效率，應(yīng)用帶有螺旋凹槽的換熱管，稱(chēng)為螺旋 管。當(dāng)高溫廢氣通過(guò)螺旋管時(shí)，遇到螺旋凸起部位的阻擋作用，流動(dòng)的方向發(fā)生變化，產(chǎn)生 復(fù)雜的二次流渦旋流動(dòng)，同時(shí)在螺旋凸起的后面也形成了渦旋，增大了廢氣的湍流度，尤其 增大了對(duì)近壁區(qū)邊界層的擾動(dòng)，破壞或減薄了流體的邊界層，從而增強(qiáng)了換熱。同時(shí)，流體 擾動(dòng)的增強(qiáng)使得臨界雷諾數(shù)降低，即從層流到湍流的轉(zhuǎn)變提早發(fā)生，激烈的湍流運(yùn)動(dòng)使得 污垢在管內(nèi)遇到強(qiáng)烈的沖刷，不易結(jié)垢。由于換熱管與方形管板和圓形管板，以及圓形管板和管接頭之間都是通過(guò)釬焊的 方式連接，因此需保證釬焊的質(zhì)量，防止冷卻器在任何焊點(diǎn)處泄漏。本實(shí)施例中換熱管與管 板的連接點(diǎn)由19處減少為10處，減少了焊接區(qū)域，從而也降低了焊接失效的風(fēng)險(xiǎn)，提高了 冷卻器的可靠性。實(shí)施例二本實(shí)施例是實(shí)施例一的改進(jìn)，是實(shí)施例一關(guān)于換熱管的細(xì)化。本實(shí)施例所述的換 熱管，是外徑為8. 5mm的圓形螺旋凹槽換熱管。本實(shí)施例的換熱管的規(guī)格如下外徑是Φ 8. 5mm,壁厚為0. 4 0. 5mm。由于螺旋 管的換熱效率比平管高，因此，本實(shí)施例采用10根Φ 8. 5mm的帶有螺旋凹槽的換熱管替代 現(xiàn)有技術(shù)所采用的19根Φ7πιπι的平換熱管。10根Φ8. 5mm的帶有螺旋凹槽的換熱管與19 根Φ7πιπι的平換熱管的換熱效率相當(dāng)。實(shí)施例三本實(shí)施例是上述實(shí)施例的改進(jìn)，是上述實(shí)施例源于換熱管的細(xì)化，如圖4所示。本 實(shí)施例所述的換熱管的管體上的螺旋凹槽分成四段，各段之間是平管。圖4可以清晰的看到螺旋凹槽管的斷續(xù)設(shè)置。實(shí)施例四本實(shí)施例是實(shí)施例一的改進(jìn)，是實(shí)施例一關(guān)于支撐板的細(xì)化，如圖5所示。本實(shí)施 例所述的支撐板的數(shù)量為4個(gè)，支撐板設(shè)置在平管位置處。支撐板的數(shù)目為4個(gè)，為了提高支撐板的可靠性，除在靠近方形管板的位置設(shè)置 支撐板外，在方形管板和圓形管板之間均勻布置了另外三個(gè)支撐板。支撐板的作用，一方 面起到固定支撐換熱管的作用，有效防止換熱管由于振動(dòng)可能產(chǎn)生的斷裂等失效模式的發(fā) 生；另一方面，支撐板起到折流板的作用，流過(guò)換熱管外的冷卻劑，受支撐板的作用使得流動(dòng)方向發(fā)生變化，流動(dòng)路徑增長(zhǎng)，從而可以使換熱管內(nèi)外的冷熱流體換熱更充分。如圖5所示為改進(jìn)設(shè)計(jì)后管芯中的支撐板的立體圖。支撐板上用于穿過(guò)換熱管的 孔22的分布與方形管板的分布一致20個(gè)孔分為左右兩組，一組10個(gè)孔。一組中8個(gè)孔 均勻分布在一個(gè)八等分圓周上，余下的兩個(gè)孔分布在圓周的中間。以上顯示了本實(shí)用新型的廢氣再循環(huán)冷卻器用管芯的典型結(jié)構(gòu)，其中換熱管的壁 厚、長(zhǎng)度和支撐板的位置等都可以稍作修改。本實(shí)用新型中改進(jìn)的冷卻器管芯的設(shè)計(jì)，在保 證換熱性能的前提下，降低了制造成本，同時(shí)有效的提高了管芯甚至是冷卻器的可靠性，使 得冷卻器的效果可以正常發(fā)揮。最后應(yīng)說(shuō)明的是，以上僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較 佳布置方案對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí) 用新型的技術(shù)方案(比如換熱管的壁厚、長(zhǎng)度和支撐板的位置等)進(jìn)行修改或者等同替換， 而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求一種廢氣再循環(huán)冷卻器用管芯，包括方形管板，所述的方形管板上帶有20孔，所述的20孔中分別承插并焊接有20個(gè)換熱管的一端，所述20個(gè)換熱管的另一端分兩組分別焊接在兩個(gè)圓形管板上，20個(gè)換熱管形成換熱管束，方形管板和圓形管板之間設(shè)置多個(gè)支撐板，其特征在于，所述的換熱管是帶有由外向內(nèi)凹進(jìn)的螺旋槽的不銹鋼管；所述的方形管板上孔的布置是20個(gè)孔分為左右兩組，一組10個(gè)孔；一組中8個(gè)孔均勻分布在一個(gè)八等分圓周上，余下的兩個(gè)孔分布在圓周的中間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管芯，其特征在于，所述的換熱管，是外徑為8.5mm的圓形螺 旋凹槽換熱管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述管芯，其特征在于，所述的換熱管的管體上的螺旋凹槽分成 四段，各段之間是平管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述管芯，其特征在于，所述的支撐板的數(shù)量為4個(gè)，支撐板設(shè)置在 平管位置處。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種廢氣再循環(huán)冷卻器用管芯。本實(shí)用新型包括方形管板，方形管板上帶有20孔，20孔中分別承插并焊接有20個(gè)換熱管的一端，20個(gè)換熱管的另一端分兩組分別焊接在兩個(gè)圓形管板上，20個(gè)換熱管形成換熱管束，方形管板和圓形管板之間設(shè)置多個(gè)支撐板，換熱管是帶有由外向內(nèi)凹進(jìn)的螺旋槽的不銹鋼管。本實(shí)用新型由于換熱管數(shù)目的減少，從而減少了管板與換熱管之間的焊接面積，降低了焊接失效的風(fēng)險(xiǎn)，降低成本，提高冷卻器的可靠性，使冷卻器可以有效的發(fā)揮其換熱作用，降低再循環(huán)廢氣的溫度，從而降低廢氣中氮氧化合物的排放，對(duì)環(huán)保做出貢獻(xiàn)。
文檔編號(hào)F02M25/07GK201661387SQ20102015071
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月6日
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