[发明专利]汽车排出气体冷却热交换器及制造该热交换器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车所使用的排出气体冷却热交换器。这种热交换器具备具有排出气体流入口转接器(adapter)和排出气体排出口转接器的热交换器外壳，上述热交换器外壳以包围周围的方式决定冷却剂用流动空间的边界，具备上述冷却剂用流入开口及排出开口。与此同时，上述热交换器具备配置为相互平行、形成排出气体流动通道的板形热传递部件而形成，此时排出气体在上述热传递部件贯流，液体冷却剂绕上述热传递部件周围流动。

此外，本发明还涉及用于制造上述热交换器的热传递部件的方法。

背景技术

在现有技术中，已知能够减少汽车排出气体、尤其柴油驱动汽车的排出气体中的氮氧化物以及能够减少汽油驱动汽车的燃耗的汽车用排出气体再循环系统。在这种排出气体再循环系统中，被吸入发动机的外气(fresh air)与冷却的或未冷却的排出气体混合。

在高温燃烧时，如果使用特别是稀混合气(lean mixture)，及如果在部分负载范围(partial-load range)使用稀混合气，则从汽车发动机生成污染环境的氮氧化物。为了减少这种氮氧化物的排出，需要在燃烧时减少过量空气(excess air)，降低高峰值温度(high peak temperature)。燃烧速度及最大燃烧温度可通过进一步降低燃料-空气-混合物的氧浓度来降低。这两种效果通过被吸入发动机的外气和排出气体部分流动的混合来实现。

在柴油驱动汽车中，排出气体再循环系统除燃烧时减少氧比例和温度峰值之外还减少噪音的排出。此外，在汽油驱动汽车中减少节流损失(throttle losses)。

然而，因再循环的高温排出气体流动混合，影响燃烧的排出气体再循环冷却效果减少。此外，从发动机被吸入的高温空气-排出气体-混合 物，还对汽缸充电及发动机输出密度带来负面影响。为了应对上述的负面作用，排出气体在被混合之前被热交换器、所谓排出气体热交换器或者排出气体再循环冷却器(EGR Cooler)冷却。

现有技术中公开了排出气体热交换器的不同实施例。然而有关汽车排出气体基准及燃耗条件的日益严格的法律，使部件在汽车内占据的空间更小，且冷却必要性以增加为前提。像这样完全相反的要求事项，很少能通过已知的排出气体热交换器得到满足。

图1a及图1b以分解图分解示出了作为翅式热交换器(fin heat exchanger)形成的现有技术中的热交换器1'。一方面被排出气体贯流另一方面被冷却剂贯流的上述热交换器1'，具备具有第一热交换器外壳部件2a和第二热交换器外壳部件2b的热交换器外壳2，此时，上述热交换器外壳部件在被封闭的状态下完全限制被热交换器外壳2包围的体积。在热交换器外壳2的端部面形成有排出气体流入口3a及排出气体排出口3b。在沿着长度方向L与末端对置形成的排出气体流入口3a和排出气体排出口3b区域，被热交换器外壳2包围的体积被排出气体流入口转接器4a和排出气体排出口转接器4b限制，这种转接器分别具有开口5a、5b尤其具备贯通开口而形成。

热交换器外壳2包围由多个热传递部件7'构成的组装体6'，此时，上述组装体被命名为热交换器1'的芯6'。沿高度H方向相重叠地配置的板形热交换器7'具备第一壁部件7'a及第二壁部件7'b，这种壁部件与沿长度方向L取向的侧面以流体密封方式连接。此外，在图1c中以单个方式示出的现有技术中的热传递部件7'，在高度H方向具有相对小的尺寸，在宽度B方向具有中间尺寸，另外在长度方向L具有相对大的尺寸，在这种情况下，上述高度H方向的尺寸远小于宽度B方向的尺寸，另外上述宽度B方向的尺寸远小于长度方向L的尺寸。

热传递部件7'在壁部件7'a、7'b之间分别具备从薄板被穿孔的或者变形的翅部件7'c。制造热传递部件7'时，上述翅部件7'c被插入由壁部件7'a、7'b包围的体积内，并焊接于上述壁部件7'a、7'b。

在热交换器1'动作期间，排出气体沿着对置排列的壁部件7'a、7'b的内侧面以及翅部件7'c的翅周围进而经过热传递部件7'的排出气体流 动通道11贯流，相反，冷却剂沿着壁部件7'a、7'b的外侧面流动。