一种带有伸缩段的换热单元和废气再循环冷却器制造技术

本发明专利技术涉及一种带有伸缩段的换热单元和废气再循环冷却器，包括：与换热器管板连接的多根换热管，所述的换热管分为多组，每组换热管包括至少一根换热管，各组换热管上设置至少一个伸缩段。本发明专利技术为一种分段式换热单元设计，在换热管上设置了膨胀段，可均匀的将因热膨胀产生的应力消除，同时使冷却器布置更加紧密。分段式换热单元可以形成标准结构，根据不同的换热量需求，调整换热单元的数量，极大的降低了较长冷却器换热元件的加工难度，同时提高了加工精度。膨胀段的设置可以最大限度的共用零部件，从而降低制造工艺难度，更适用于批量化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种带有伸缩段的换热单元和废气再循环冷却器
本专利技术涉及一种带有伸缩段的换热单元和废气再循环冷却器，是一种车用汽车发动机的附件，是一种汽车发动机的节能环保设施，是一种汽车发动机废气再循环冷却系统中的热交换单元和热交换器，是一种适用于中、重型发动机上大型的废气再循环冷却器的热交换单元和热交换器。
技术介绍
相对与轻型发动机，中、重型发动机废气流量大，要求EGR冷却器有更高的换热量，使冷却器体积大幅度增加。由于汽车内部结构要求，中、重型发动机所使用的EGR冷却器通常设计为长宽比一般超过5长条形。在这样的长宽比条件之下，管壳和换热单元之间会产生严重的热胀冷缩问题（所述的换热单元是指主要由换热管或翅片管构成的换热管束）。尽管热交换单元和管壳选用相同热胀冷缩比的材料，但由于管壳是在发动机冷却液温度下工作，而换热单元却工作在炽热的汽车废气的条件下，两者的工作温差造成了管壳与换热单元的热胀冷缩程度不同，形成了沿换热器长方向的轴向应力。当换热器的长度较短时（如轻型发动机的换热器），轴向应力还可以容忍，但在长宽比一般超过5的长条形换热器中，极易造成两端管板与换热单元端部的焊接缝处开裂或者换热单元弯曲断裂等问题，严重影响EGR冷却器的可靠性。EGR换热器的另一个问题是外形大小受到严格的限制，对换热器的任何改进，都要尽量减少外形尺寸的增加。另外，对于EGR换热器的生产者来说，由于汽车发动机的多样性，其换热器也随发动机的型号变化而变化，因此，大量不同型号的换热器制作对生产提出了一个苛刻要求：如何能使换热单元生产标准化，以适应各种型号的换热器生产。故此，设计一种解决热膨胀问题，换热管尺寸要求严格、并符合批量生产要求的换热器是一个需要解决的问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的问题，本专利技术提出了一种带有伸缩段的换热单元和废气再循环冷却器，所述的换热单元中的换热管上设置了可以伸缩波纹管，缓解了由于热胀冷缩而产生的轴向应力，避免了轴向应力所造成的破坏作用。本专利技术的目的是这样实现的：一种带有伸缩段的换热单元，包括：与换热器管板连接的多根换热管，所述的换热管分为多组，每组换热管包括至少一根换热管，各组换热管上设置至少一个伸缩段。进一步的，所述的各组伸缩段沿换热管轴向线或等距离排列或交错排列。进一步的，所述的伸缩段处的换热管被完全切断，被切断的换热管两端分别焊接连接在两块相互平行的连接板上，两块所述的连接板与波纹管连接。进一步的，所述的伸缩段处的换热管被完全切断，被切断的换热管两端分别焊接连接两个管套，两个所述的管套与波纹管连接。进一步的，所述的波纹管周围设有围护板，所述的围护板与连接板或管套焊接连接，所述的围护板上设有与换热管轴向线垂直的开口槽。进一步的，所述的伸缩段处的换热管交错排列多个与换热管轴向线垂直的开口槽，开口槽两侧分别设置管套，两个所述的管套与波纹管连接。进一步的，所述的波纹管上的波纹为1-5个。进一步的，所述的各个换热管之间设有支撑措施，所述的支撑措施是相邻换热管上成对出现的突起。进一步的，所述的各个换热管之间设有支撑措施，所述的支撑措施是相邻换热管之间设置的支撑板。一种废气再循环冷却器，依次连接的进气法兰、扩散器、扩散器侧的管板、换热单元、收集端侧的管板、收集器、排气法兰；还包括：围绕在所述换热单元周围的管壳，所述的管壳上设有进水口和出水口，其特征在于，所述的换热单元使用上述权利要求所述带有伸缩段的换热单元。本专利技术产生的有益效果是：本专利技术为一种分段式换热单元设计，在换热管上设置了膨胀段，可均匀的将因热膨胀产生的应力消除，同时使冷却器布置更加紧密。分段式换热单元可以形成标准结构，根据不同的换热量需求，调整换热单元的数量，极大的降低了较长冷却器换热元件的加工难度，同时提高了加工精度。膨胀段的设置可以最大限度的共用零部件，从而降低制造工艺难度，更适用于批量化生产。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术的实施例一、三所述换热单元的结构示意图，以及实施例十所述换热器的结构示意图；图2是本专利技术的实施例二所述每组一根换热管的交错设置伸缩段的示意图；图3是本专利技术的实施例二所述每组多根换热管的交错设置伸缩段的示意图；图4是本专利技术的实施例三所述伸缩段的结构示意图；图5是本专利技术的实施例四所述伸缩段的结构示意图；图6是本专利技术的实施例五所述带有围护板的一组多根换热管的伸缩段的结构剖面示意图；图7是本专利技术的实施例五所述带有围护板的一组一根换热管的伸缩段的结构剖面示意图；图8是本专利技术的实施例五所述带有围护板的伸缩段外形结构示意图；图9是本专利技术的实施例五所述另一种带有围护板的伸缩段外形结构示意图；图10是本专利技术的实施例六所述换热管伸缩段的开口槽和波纹管结构示意图；图11是本专利技术的实施例八所述的换热管上设置突起的结构示意图；图12是本专利技术的实施例九所述的换热管之间设置支撑板的结构示意图。具体实施方式实施例一：本实施例是一种带有伸缩段的换热单元，如图1所示。本实施例包括：与换热器管板1连接的多根换热管2，所述的换热管分为多组，每组换热管包括至少一根换热管，各组换热管上设置至少一个伸缩段3。图1中显示是一组换热管的情况，本实施例中的“一组换热管”指的是，并排排列的换热管数量，如图1中，与纸面平行的换热管并排排列的7根换热管，而垂直于纸面的方向排列的5根换热管，那么，一组换热管中就应该有35根换热管。所述换热管可以是翅片扁管组件，或为扁圆型换热管，或为圆形换热管等各种管型。换热单元按一定顺序排列固定在管板上，管板可以是扩散器侧的管板，也可以是收集器侧的管板。为使长度较长的换热管能够伸缩，以适应管壳较小的伸缩，本实施例在换热管上设置伸缩段。为使长管伸缩通常可以采用波纹管、或U型管等管型。由于受到管壳的限制，本实施例的伸缩段可以采用波纹管。所述的波纹管是一种带有类似手风琴气箱那样具有伸缩特点的管型，伸缩的波纹可以是1-5个。为解决长度较长的换热管的热胀冷缩问题，可以设置多个伸缩段。伸缩段的设置可以有两种方式：一种是每根换热管都设置伸缩段，也就是说每根换热管上至少有一个伸缩段，也可以有两个、三个伸缩段；另一种是两根以上换热管组成一组，整个换热管束形成多组换热管，一组换热管设置至少一个伸缩段，例如：一个换热管束有三十根换热管，每三根换热管为一组，如果一组换热管上设一个伸缩段，那么这个管束上就有十个伸缩段，如果每组换热管上设有两个伸缩段，就有20个伸缩段。为提高换热效率，换热管束通常密集排列，这就对伸缩段提出了一个十分苛刻的要求，即：增加的伸缩段的外形尺寸受到严格要求：不能比原有的直管大太多，如果大太多就好影响换热管的密度，换热管密度降低影响换热器的效率。同时伸缩段在制造工艺上还必须符合大批量生产的需要。为此本实施例提出了几种伸缩段的连接方式。波纹管与直管之间连接有多个方式，可以采用类似换热器管板那样的结构，即：将一个完整的直管截断，在截断的部位的两端分别焊接上两块连接板，连接板平面垂直于直管的轴线方向（所述的轴线方向是指沿直管的长度延伸的中心线），在两块连接板之间连接上波纹管。在实际生产中可以将一段波纹管的两端加工出连接板，也可以将波纹管的两端分别焊接上连接板。带有连接板的波纹管伸缩段可以适用于单根换热管，也可以使用在多个换热管上，即本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有伸缩段的换热单元，包括：与换热器管板连接的多根换热管，其特征在于，所述的换热管分为多组，每组换热管包括至少一根换热管，各组换热管上设置至少一个伸缩段。

【技术特征摘要】
1.一种带有伸缩段的换热单元，包括：与换热器管板连接的多根换热管，其特征在于，所述的换热管分为多组，每组换热管包括至少一根换热管，各组换热管上设置至少一个伸缩段。2.根据权利要求1所述的换热单元，其特征在于，所述的各组伸缩段沿换热管轴向线或等距离排列或交错排列。3.根据权利要求2所述的换热单元，其特征在于，所述的伸缩段处的换热管被完全切断，被切断的换热管两端分别焊接连接在两块相互平行的连接板上，两块所述的连接板与波纹管连接。4.根据权利要求2所述的换热单元，其特征在于，所述的伸缩段处的换热管被完全切断，被切断的换热管两端分别焊接连接两个管套，两个所述的管套与波纹管连接。5.根据权利要求3或4所述的换热单元，其特征在于，所述的波纹管周围设有围护板，所述的围护板与连接板或管套焊接连接，所述的围护板上设有与换热管轴向线垂直的开口槽。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：景建周，汤俊洁，张云通，
申请(专利权)人：北京美联桥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11