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)動機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實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承受更高的熱應(yīng)力。排氣入口面一般與從發(fā)動機(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熱交換器的過早損壞。
[0003]美國專利號7，565，800公開了一種內(nèi)燃發(fā)動機(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，并且一般能夠延長排氣歧管的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實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)致的熱交換器過早損壞的問題出現(xiàn)。
[0005]一個方面，本實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排氣管，所述管芯還包括設(shè)置在多個排氣管之間的至少一個冷卻劑通道；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排氣管。
[0011]在本實用新型的另一方面，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]在本實用新型的又一方面，提供了一種發(fā)動機(jī)，所述發(fā)動機(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排氣管，所述管芯還包括設(shè)置在多個排氣管之間的至少一個冷卻劑通道；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。
【附圖說明】
[0015]圖1是根據(jù)本實用新型實施例的示例性機(jī)器的圖示；
[0016]圖2是根據(jù)本實用新型實施例的沿著軸線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)本實用新型實施例的示例性流量調(diào)節(jié)器的透視圖；
[0018]圖4是根據(jù)本實用新型的示例性流量調(diào)節(jié)器的另一個實施例的透視圖；
[0019]圖5是根據(jù)本實用新型的示例性流量調(diào)節(jié)器的另一個實施例的透視圖。
【具體實施方式】
[0020]只要可能，相同的參考數(shù)字將在整個附圖中用以指代相同或相似的部分。圖1示出根據(jù)本實用新型的一個實施例的示例性機(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)、自動平地機(jī)、材料處理機(jī))、輪船或小船等。在一個實施例中，如本文所使用的術(shù)語“機(jī)器”也可指的是固定設(shè)備，諸如由發(fā)動機(jī)驅(qū)動以產(chǎn)生電的發(fā)電機(jī)。
[0021]機(jī)器100由發(fā)動機(jī)102提供動力，該發(fā)動機(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)械動力。發(fā)動機(jī)102可以是燃燒柴油燃料的壓燃式發(fā)動機(jī)?；蛘?，發(fā)動機(jī)102可包括火花點火式發(fā)動機(jī)，火花點火式發(fā)動機(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)動機(jī)102上方，并且與發(fā)動機(jī)102的燃燒室(未示出)流體地連通，以便將在燃燒過程中使用的進(jìn)氣引導(dǎo)到發(fā)動機(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)而可通過進(jìn)氣過濾器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)動機(jī)102的進(jìn)氣量。
[0023]排氣歧管110設(shè)置在發(fā)動機(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)動機(jī)102，用于去除由發(fā)動機(jī)102產(chǎn)生的熱，并且因此有助于冷卻發(fā)動機(jī)102。冷卻劑系統(tǒng)可包括與發(fā)動機(jī)102流體地連通的散熱器116，以便消散來自離開發(fā)動機(jī)102的冷卻劑的熱。此外，離開散熱器116的相對冷卻的冷卻劑可返回到發(fā)動機(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，而不背離本實用新型的保護(hù)范圍。
[0025]發(fā)動機(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程產(chǎn)生的排放物。更具體地說，EGR回路118包括將EGR單元120流體地連接到發(fā)動機(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