[发明专利]废气冷却器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年6月21日提交的美国临时专利申请第61/837,736号的优先权，该申请在此通过引用而全部并入。

背景技术

与内燃机(如柴油机和其他类型的发动机)的操作相关的排放问题已使得废气热交换器的使用越来越受重视。这些热交换器经常被用作废气再循环(EGR)系统的一部分，其中，一部分的发动机废气返回到燃烧室。这样的系统取代了那些通常作为一部分新鲜燃烧空气被引导至发动机中的一部分氧气，新鲜燃烧空气与再循环废气中的惰性气体被一起载入。惰性废气的存在通常用于降低燃烧温度，从而减少NOx的形成速率。

为了实现上述情况，在再循环废气被传送到发动机的进气歧管之前降低再循环废气的温度是有利的。在通常的情况下，发动机冷却剂被用于冷却废气热交换器内的废气，以实现所需的降温。发动机冷却剂的使用在如下方面提供了一定的优势：适合于在随后将来自发动机冷却剂的热量反射至周围空气的结构已经可被用于大多数需要EGR系统的应用场合。

由于废气冷却剂在很大程度上受到废气升温的影响，导致废气冷却剂被公认为是容易发生热循环衰竭的。对提高燃料经济性的要求会继续驱使发动机的操作温度上升，进一步加剧了该问题。超过一定温度时，用于制造热交换器的金属的材料特性迅速降级，并且热交换器的运行寿命显著降低。为了解决这一问题，通常有必要采用可以承受这些较高温度的更昂贵的合金来制造热交换器，或者有必要使用现有的材料并增大热交换器的尺寸和重量，然而这两者都是不可取的。因此，仍然有改进的空间。

发明内容

根据本发明的一个实施方案的废气冷却器包括多根输送废气穿过冷却器的管子、用于容纳所述管子的端部的联箱板和扩散器。所述扩散器和所述联箱板共同限定出针对废气的入口腔室。所述扩散器包括将所述扩散器接合至所述联箱板的连接法兰，并且所述连接法兰与流过所述入口腔室的废气流动基本隔绝。

根据一些实施方案，所述扩散器包括用于接收废气进入所述冷却器的入口端、用于将废气传送至管子的出口端。扩散器主体在所述入口端和出口端之间延伸，并且所述连接法兰在所述入口端和出口端之间的位置处被连接至所述扩散器主体。在部分这样的实施方案中，所述位置距离所述出口端五毫米至二十毫米。在一些实施方案中，所述连接法兰包括自所述扩散器主体延伸出的第一部分以及被连接至第一部分并与第一部分呈一个角度的第二部分。

在一些实施方案中，所述扩散器包括至少部分地限定扩散器主体的第一部件和被接合到所述第一部件并至少部分地限定所述连接法兰的第二部件。在部分这样的实施方案中，所述第二部件至少部分地限定扩散器主体。在一些实施方案中，所述第二部件可以是成型的板材金属部件。在一些实施方案中，所述第二部件可具有U形轮廓、L形轮廓或Z形轮廓。

根据本发明的另一个实施方案，废气冷却器包含多根输送废气流的管子、用于容纳所述管子的端部的联箱板和扩散器。所述扩散器包括用于接收废气进入所述冷却器的入口端、用于将废气传送至多根管子的出口端、在所述入口端和出口端之间延伸的扩散器主体和用于将所述扩散器接合至所述联箱板的连接法兰。所述连接法兰被设置在所述扩散器主体的外部并在所述入口端和出口端之间的位置处被连接至所述扩散器主体。

在一些实施方案中，所述连接法兰和所述联箱板之间的接合为废气限定了一种连续的无泄露密封。在一些实施方案中，所述入口端和出口端之间的位置距离所述出口端五毫米至二十毫米。

在一些实施方案中，所述连接法兰限定了所述扩散器主体和所述联箱板之间的传导路径长度，并且所述传导路径长度是所述连接法兰的平均厚度的至少三倍。在一些实施方案中，所述连接法兰和所述扩散器体为整体铸造。在一些实施方案中，所述连接法兰通过连续焊接接合工艺被接合至所述联箱板，并且在部分这样的实施方案中，所述连续焊接接合工艺还将用于包围所述管子的壳体的一端接合至所述联箱板。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方案的废气冷却器的立体视图。

图2是图1的废气冷却器的分解立体视图。

图3是根据本发明的一个实施方案的扩散器的立体视图。

图4是沿着图1的IV-IV线的部分剖面正视图。

图5-图9是图4的变化形式，示出了本发明的可替代的实施方案。

图10是根据本发明的另一个实施方案的扩散器的立体视图。

具体实施方案