[发明专利]废气冷却器

说明书

技术领域

在此所述的实施例总地涉及车辆中的废气再循环(EGR)系统。更具体地说，在此所述的实施例涉及用在车辆的ERG系统中的冷却器。

背景技术

废气再循环(EGR)用来减少汽油和柴油发动机中的氧化氮(NOx)排放。NOx主要是在氮气和氧气混合物经受高温时形成的。EGR系统使发动机废气中的一部分再循环回到发动机气缸。再循环废气与新鲜进入空气的相互混合可稀释混合物，这将降低火焰温度并减少氧气过剩量。废气还增大混合物的比热容，这将降低峰值燃烧温度。因为NOx更易在高温下形成，所以EGR系统通过保持温度较低来限制NOx的生成。

大部分EGR系统包括一个或多个EGR冷却器，这些冷却器安装至发动机或在发动机的排气歧管和进入歧管之间流体连通。这些发动机，尤其是压缩点火或柴油发动机，使用EGR冷却器来冷却再循环的废气的一部分。冷却的废气具有较低的潜热量，并可有助于将燃烧温度降得更低。总之，使用EGR来降低其NOx排放的发动机可通过尽可能地冷却再循环废气来获得低的排放。

一些EGR系统具有两个EGR冷却器，称为双EGR冷却器。两个EGR冷却器具有串联安装成隔开布置的分开罩壳。第一EGR冷却器降低废气的温度，第二EGR冷却器进一步降低废气的温度。在两个EGR冷却器之间，在EGR冷却器的入口和出口处有通常漏斗状的扩散器，用来将来自第一EGR冷却器的废气引向第二EGR冷却器。

发明内容

一种在EGR冷却器中冷却来自发动机的废气以再循环至该发动机的方法包括以下步骤：将废气从发动机输送至设置在单个罩壳组件内的芯组件；将罩壳组件至少分成第一冷却容积和第二冷却容积。芯组件至少部分地延伸入第一冷却容积和第二冷却容积。该方法还包括以下步骤：将第一冷却流体引入第一冷却容积，以及将第二冷却流体引入第二冷却容积。废气从芯组件输送至发动机。

附图说明

图1是具有单个罩壳组件的双级EGR冷却器的示意剖视图。

具体实施方式

现在参见图1，EGR冷却器通常用附图标记10来标示，且构造成在排气歧管(未示出)处结合在EGR系统(未示出)中或在发动机(未示出)的排气歧管和进气歧管(未示出)之间流体连通。EGR冷却器10在EGR冷却器的入口12处沿图1所示的方向例如从排气歧管接受废气流F。废气流过EGR冷却器10而流到出口14。

在入口12和出口14之间，废气在EGR冷却器10中通过例如发动机冷却剂的冷却流体CF来冷却，这将在下文更详细地讨论。废气可从约1100华氏度冷却至约300华氏度，但是也可设想其它温度。在EGR冷却器10中，废气经两级冷却，这两级包括：第一级或高温级，以及第二级或低温级。沿着废气流F的方向，废气首先在高温级冷却，然后在低温级冷却。

EGR冷却器10的第一或高温散热器16形成第一级，且位于EGR冷却器10的形成第二级的第二或低温散热器18的上游。附加的散热器可结合在EGR冷却器10中。第一或高温散热器16和第二或低温散热器18容纳在单个罩壳组件20中。与串联设置各单独冷却器罩壳的传统双EGR冷却器构造相比，在同一罩壳组件20中既设置第一或高温散热器16又设置第二或低温散热器18可降低废气F的潜在流动限制。此外，单个罩壳组件20可以比设置两个或更多个单独冷却器罩壳更轻且更便宜。

EGR冷却器10具有芯组件22，该芯组件既在第一或高温散热器16中延伸，又在第二或低温散热器18中延伸。废气流F位于芯组件22内，大体从入口12延伸到出口14。或者，芯组件22可基本上延伸入口12和出口14之间的距离。

芯组件22是大体细长的，且具有矩形的横截面，但是也可具有其它形状的横截面。芯组件22包括多个管翅组件24，这些管翅组件提供废气流F流过芯组件22的流体连通。管翅组件24可由不锈钢形成，或由任何其它高度耐腐蚀的材料形成。管翅组件24可具有隔开的布置，以允许冷却流体CF流入管翅组件24之间的空间。

罩壳组件20是大体细长的，横截面为矩形，且具有大体与芯组件22平行的第一侧构件26和第二侧构件28。第三侧构件和第四侧构件(未示出)大体类似于第一侧构件26和第二侧构件28，但是大体垂直于第一侧构件和第二侧构件设置，从而形成大体矩形的罩壳组件20。

端盖30、32大体垂直于芯组件22。为了形成罩壳组件20，侧构件26、28用紧固件34附连至端盖30、32。第一密封件36设置在端盖30与侧构件26、28的附连处，第二密封件38设置在端盖32与侧构件26、28的附连处。罩壳组件20也可具有除了大体矩形之外的其它构造。