CN103314195A - 具有集成式中间冷却器的进气管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车内燃机的进气管，其包括用于限定增压空气通道的外壳（10）以及具有散热器块（16）的中间冷却器（12），该中间冷却器（12）这样设置在外壳（10）中，即，增压空气能够流过散热器块。中间冷却器（12）的散热器块（16）在面向外壳（10）的一侧面上设置有外部元件，优选为冷却翅片（22），且在散热器块（16）的外部元件（22）中设置有至少一个凹口（38），该至少一个凹口基本横穿增压空气流动方向（L）地至少延伸跨过一部分的散热器块（16）长度。此外，在外壳（10）的面向中间冷却器（12）的散热器块（16）的内侧面上设置有至少一个突出部（36），该突出部基本横穿增压空气流动方向（L）地至少延伸跨过一部分的外壳（10）内表面，并至少部分地密封啮合在散热器块（16）的至少一个凹口（38）中。

Description

具有集成式中间冷却器的进气管

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的进气管，尤其涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于机动车内燃机的进气管。

背景技术

已知的是，将用于内燃机的中间冷却器设计为间接冷却器，其中通过流经冷却器的冷却液散发增压空气流的热量。进一步已知的是，此类中间冷却器可集成在内燃机的进气管中。在此通常在中间冷却器上设置有法兰板，以使其能够相对于增压空气流动方向横向地被推入到进气管外壳的开口中，并借助于法兰板边缘螺栓连接或焊接至外壳。

例如，在DE102007030464A1、DE102009012024A1、DE102009025282A1以及DE102009050258B3中都公开了此类带有集成式中间冷却器的进气管。

在DE102009012024A1中，法兰元件和底座元件都与中间冷却器的散热器块分开设计，且与散热器块和进气管外壳密封隔离。在DE102009025282A1中，整个中间冷却器被进气管外壳包围，且中间冷却器包括侧面板，通过其结构形成相对于进气管外壳内壁的迷宫式密封，以减少中间冷却器和进气管外壳之间的增压空气泄漏。补充地或可选地，在中间冷却器的侧面板和进气管内侧之间使用弹性密封件也是已知的。

DE102009050258B3的中间冷却器具有至少一个作为整体组成构件的冷却液箱，该冷却液箱同时也构成进气管外壳的一个零件。与此相反，在DE102007030464A1的进气管中，中间冷却器的至少一个冷却液箱被设计成进气管外壳的整体组成构件。

发明内容

本发明的目的在于提供一个进气管，该进气管带有具有优化冷却性能的中间冷却器。

上述目的通过具有权利要求1或2的特性的进气管来实现。从属权利要求涉及的是本发明的优选方案和设计。

进气管——尤其用于内燃机（尤其用于机动车内燃机）的进气管包括用于限定增压空气通道的外壳，以及带有散热器块的中间冷却器，散热器块这样设置在外壳中，，即，增压空气能够流过该散热器块。根据本发明，中间冷却器的散热器块在面向外壳的一侧面上设置有外部元件，优选地，为冷却元件，且在散热器块的外部元件中设置有至少一个凹口，该至少一个凹口基本横穿增压空气流动方向地至少延伸过一部分的散热器块长度。此外，在外壳的面向中间冷却器的散热器块的内侧面上设置有至少一个突出部，该至少一个突出部基本横穿增压空气流动方向地至少延伸过一部分的外壳内侧面，并至少部分地密封啮合在散热器块的至少一个凹口中。

可选地，通过一个用于内燃机的进气管，尤其是用于机动车内燃机的进气管来实现上述目的，该进气管包括用于限定增压空气通道的外壳（10）以及带有散热器块的中间冷却器，该散热器块这样设置在外壳中，即，增压空气能够流过该散热器块，其中中间冷却器的散热器块在面向外壳的一侧面上设置有外部元件；在散热器块的外部元件上设置有至少一个突出部，该至少一个突出部基本横穿增压空气流动方向（L）地至少延伸过一部分的散热器块长度；在外壳的面向中间冷却器的散热器块的内侧面上设置有至少一个凹口，该至少一个凹口基本横穿增压空气流动方向（L）地至少延伸过一部分的外壳内侧面，其中，该突出部至少部分地密封啮合在至少一个凹口中。

通过散热器块外部元件中的凹口与进气管外壳内侧面上的突出部之间的相互密封啮合，实现了散热器块和进气管外壳之间的有效密封，该密封作用尤其减少了散热器块和进气管外壳之间的增压空气泄漏，这些泄漏的增压空气基本上未经冷却地从中间冷却器旁经过，因此通过这一方式提高了冷却性能。

由于中间冷却器的散热器块终止于一个外部元件，且在该外部元件中形成有至少一个凹口，因此与传统带有集成式中间冷却器的进气管相比，可以放弃使用中间冷却器的侧面板以及安装在其上的密封元件。通过这一方式可降低中间冷却器以及由进气管和中间冷却器构成的进气系模块的重量、材料消耗和生产成本。此外，通过这一方式可扩大增压空气可流过的中间冷却器的横截面。

虽然根据本发明在散热器块和进气管外壳内侧面之间设有密封结构，但还是可能有泄漏的增压空气从散热器块旁流过，而由于中间冷却器的散热器块终止于一个外部元件，且该外部元件优选地为冷却元件，因此可通过散热器块的外部冷却元件至少部分地对泄漏的增压空气进行冷却。因此，与传统的带有集成式中间冷却器的进气管结构相比，泄漏气流在此得到了明显更强的冷却。这一点的更有利结果是，与传统设计相比，在内燃机入口处的增压空气气流温度明显上升前，可容许散热器块和进气管外壳之间存在更大的泄漏气流。

在本发明中，“增压空气”指的是输送给内燃机的气体。在上下文中，如果内燃机配备有废气再循环系统，则“增压空气”也包括空气与废气的任意期望的混合。根据本发明的进气管既可与汽油机也可与柴油机结合。此外根据本发明的进气管可使用在带有和不带有涡轮增压器的内燃机中。

“增压空气流动方向”指的是增压空气通过进气管外壳部分的主要流动方向，中间冷却器设置在进气管外壳中。

在上下文中，“散热器块”这一概念指的是中间冷却器的一个部分，在这个部分中进行增压空气和冷却液（例如水，制冷剂等）之间的热交换。散热器块的必要组成部分为多个冷却液管道，以及优选地额外的多个设置在冷却液管道之间的冷却元件，该冷却元件优选的形式为冷却翅片。优选地，冷却液管道设计和设置为管式或管束式冷却器或堆叠板式冷却器的形式。管子之间的冷却元件与这些管子之间存在导热连接，由此扩大了散热器块的有效热交换面积。优选地，散热器块主要设计为方形，其中主侧面基本横穿增压空气流动方向，且增压空气流过主侧面，同时不会限制本发明的几何形状。散热器块的两个末端分别通过集流板来限制散热器块，集流板包括用于容纳冷却液管道的开口。冷却液管道通过集流板分别通入到收集器中（通常也被成为冷却液箱或水箱）。该收集器上设置有入口管接头和出口管接头，它们用于将冷却液输入到中间冷却器中或将冷却液从中间冷却器中排出。此处，入口和出口既可设置在同一收集器上，也可设置在不同的收集器上。相应地，在本发明范围内，中间冷却器可以具有单流动方向（I型流动路径）、双流动方向（U型流动路径）或多流动方向。此外，在本发明范围内，一个或两个收集器可与散热器块集成设置在一起，可设计为单独部件，以及可与散热器块相连接（例如通过焊接、钎焊

或粘合），或者可与进气管外壳集成设置在一起，并可与散热器块密封隔离。

散热器块的“外部元件”指的是——例如与环绕散热器块的侧面板或外壳件相比——散热器块自身的一个组成部分。优选地，这一外部元件设计为散热器块的冷却元件。优选地，这一冷却元件为冷却翅片或其他具有较大热交换面积的元件。

“基本横穿增压空气流动方向”这一概念尤其指的是垂直于增压空气流动方向的方向，但是也指一个垂直于增压空气流动方向的主要部件所在的方向，也就是说，指与垂直于主要流动方向的方向之间呈例如大约±30°左右角度范围中的方向。

在本发明范围内，互相啮合的“凹口”和“突出部”只要基本上结构互补，则基本可以任意期望的方式成型，这样，它们可以通过形成迷宫式结构实现足够的密封效果。优选地，凹口设计为凹槽状结构。优选地，凹口和突出部的剖面至少部分为圆形或经过倒圆处理。

凹口和突出部必须分别横穿增压空气流动方向地至少延伸过散热器块以及外壳内侧面的一部分。在上下文中这指的是，凹口突出部分别横穿增压空气流动方向地延伸过增压空气管道的整个宽度或仅延伸过这一宽度的一部分。优选地，凹口和突出部基本上与散热器块的纵向平行，但是在本发明范围内也可与散热器块的纵向形成预先规定的角度。

优选地，在增压空气流动方向上，凹口和突出部可设置成在散热器块的中心或与散热器块的中心相对称，同时不会将本发明限制于这些实施方式。

优选地，外壳内侧面上的“突出部”与外壳设计为一体。在另一优选实施方式中，将至少一个突出部设计为单独的组件，并与外壳牢固连接（例如通过焊接，粘合和/或卡接）。例如，在此外壳包括凹口或空隙，突出部可插入到该凹口或空隙中。在上述实施方式中突出部可以由在密封设计方面具有足够的形状稳定性的材料制成，该材料的选择可不考虑进气管外壳的材料。

突出部“至少部分”啮合在凹口中这一用辞在上下文中指的是，突出部在增压空气管道的宽度方向上啮合在凹口中超过突出部或凹口长度的至少一部分，和/或至少啮合在凹口深度的一部分中。

突出部的啮合这样设计，即，当外壳受压力影响膨胀并向外拱起时，突出部和凹口之间的啮合面仍然具有足够尺寸。上述膨胀会使啮合减少几毫米。优选的是，在膨胀情况下啮合面仍然至少为2至5mm。

根据本发明，设置有“至少一个凹口”和“至少一个突出部”。这里可包括1个、2个、3个或更多个凹口以及突出部。优选地，凹口和突出部的数量相符合。如果设置有多个，也就是至少2个凹口和突出部，则优选地，但不是必须地，这些凹口和突出部互相平行。如果设置有多个凹口和突出部，它们可延伸过增压空气管道的整个宽度或只占据这一宽度的一部分。在上述情况中，优选地，凹口和突出部分别沿中间冷却器的散热器块的纵向交错排列，这样，增压空气管道的整个宽度上则可以优选地设置有根据本发明的密封装置。如果设置有多个凹口和突出部，那么优选地，它们的尺寸基本上相同，但是在本发明范围内，它们的深度和/或厚度可以不同。

根据本发明，在散热器块的面向外壳的侧面上设置有密封结构，该密封结构包括散热器块的外部元件中的至少一个凹口以及进气管外壳内侧面上的至少一个突出部。优选地，在散热器块的面向外壳内侧面的两个侧面上设置有上述密封结构。但是在本发明范围内，也可以仅在散热器块的一个侧面上设置根据本发明的密封结构，并通过其它方式将散热器块的另一个侧面与进气管外壳的内侧面密封隔离开。

根据本发明的位于进气管外壳和散热器块之间的密封结构不排除设置有其它密封装置。例如可在散热器块和进气管外壳之间额外设置密封元件，例如弹性密封件和此类装置。

本发明主要适用于此类进气管，其中整个增压空气气流随时流过中间冷却器。但是优选地，根据本发明的设计也可用于那些设有旁路管道的进气管，其中旁路管道从中间冷却器旁边经过。在这一情况中，可选择将用于调节中间冷却器和旁路管道之间的质量流比例的调整元件设置在进气管外壳中的中间冷却器的上游和/或下游位置。此外，可选择通过设置在进气管外壳中的隔板将旁路管道分隔开，或者可以至少部分地将旁路管道设计成与主管道隔开的导管。

下文将对本发明的优选方案和设计进行说明。

在本发明的一个有利的设计方案中，外壳包括开口，该开口用于将中间冷却器沿着横穿增压空气流动方向的方向插入到外壳中。优选地，中间冷却器横穿增压空气流动方向地（侧向）插入进气管外壳中，因此基本上为沿着中间冷却器及其散热器块的纵向方向。

进气管外壳的开口设计为可锁闭结构，以密封增压空气管道。为达到这一目的，优选地，在沿着中间冷却器插入方向的后方集流板上或沿着中间冷却器插入方向的后方收集器上设置有法兰或此类装置，该法兰例如可与进气管外壳通过螺栓连接在一起或焊接在一起。优选地，法兰与集流板或收集器设计为一体。

在一实施例中，进气管外壳上也可设计有两个开口，该两个开口位于互相背离的外壳侧面上，通过两个开口可推入中间冷却器。在这一情况中，两个开口可为如上文所述的可锁闭结构。当中间冷却器的一个收集器上设置有入口管接头而中间冷却器的另一个收集器上设置有出口管接头时，这一实施方式尤其有利。

除了将中间冷却器沿其纵向方向插入到进气管外壳中之外，取而代之的是，基本上也可考虑沿着增压空气流动方向划分进气管外壳，并将中间冷却器放置在两个外壳部件之间。

在本发明的一个有利设计方案中，在将中间冷却器装配到进气管外壳内的过程中，通过外壳内侧面上的至少一个突出部形成散热器块外部元件中的至少一个凹口。优选地，外壳内侧面上的突出部压入外部元件中（塑料变形），并由此形成凹口。通过这一方式形成了密封结构，且在任何情况下散热器块和进气管外壳之间的间隙都非常小。由于凹口是在装配过程中自动形成的，因此省去了装配之前的相应生产步骤，由此能够降低中间冷却器的生产成本。这一实施方式既可使用在侧向可插入的中间冷却器中，也可使用在可放置的中间冷却器中。

在本发明的一个有利设计方案中，在散热器块的外部元件中预制有至少一个凹口，并在将中间冷却器装配到进气管外壳内的过程中与外壳内侧面上的至少一个突出部形成啮合。由于在外部元件中预制有凹口，中间冷却器的装配过程会变得更为简单，尤其是所需的力量消耗降低了。这一实施方式同样既可使用在可插入的中间冷却器中，也可使用在可放置的中间冷却器中。

在一个特定的设计方案中，波纹翅片在其波峰区域内为弱化的结构，尤其进行了预先穿孔。此外，可通过切削（例如使用刀具）中断凹口区域中的波纹翅片。

在本发明的一个有利设计方案中，中间冷却器在沿着装配方向的前端侧面上具有集流板，其中散热器块的外部元件突出集流板一定范围

在可侧向插入进气管外壳的中间冷却器中，这一实施方式特别具有优势。通过这一方式可防止在装配过程中，前集流板干扰外壳内侧面上的突出部，其中，突出部应与外部元件中的凹口相啮合或在中间冷却器插入到进气管外壳内的过程中形成这一凹口。

在根据本发明的进气管的这一实施方式中，优选地，散热器块外部元件的突出范围至少约为外部元件在横穿增压空气流动方向的方向上的高度的20%，更优选地，至少约为30%，进一步优选地，至少约为40%。此外，优选地，散热器块外部元件的突出范围至多约为外部元件在横穿增压空气流动方向的方向上的高度的80%，更优选地，至多约为70%，进一步优选地，至多约为60%。

在本发明的一个有利设计方案中，中间冷却器在装配方向上的前侧面上具有集流板，中间冷却器的这一前集流板上设置有至少一个导向元件，在将中间冷却器装配到外壳内的过程中，外壳内侧面上的至少一个突出部可啮合在上述导向元件中。优选地，导向元件被设计为基本与进气管外壳内侧面上的突出部互补，且尺寸稍大于突出部。在可侧向插入外壳的中间冷却器中，这一实施方式尤其具有优势。该导向元件辅助中间冷却器沿正确方向插入到进气管外壳中，并相对于外壳内侧面上的突出部对预制的或将形成的结构进行准确定位。优选地，导向元件的数量与突出部的数量相符合，但是也可选择更大或更小的数量。

在本发明的一个有利实施方案中，外壳内侧面上的突出部在中间冷却器的装配方向上具有增加的深度，该深度与增压空气流动方向相垂直。在可侧向插入外壳的中间冷却器中，这一实施方式特别具有优势，因为这降低了在外部元件中形成凹口的难度。“增加的深度”这一概念下包括所有的设计方案，其中在插入开口一侧的突出部的深度小于另一端处的突出部的深度。优选地，突出部的深度连续增加，也就是说，没有哪个部分的深度是减小的。优选地，这一增加的过程可以是连续的或逐级的。

在本发明的这一实施方式中，突出部深度的平均斜度优选地至少约为0.1°，更优选地，至少约为0.25°，进一步优选地，至少约为0.35°。此外，优选地，突出部深度的平均斜度至多约为5°，更优选地，至多约为2°，进一步优选地，至多约为1°。

在本发明的一个有利的设计方案中，横穿增压空气流动方向的散热器块外部元件的高度与外壳内侧面上的突出部的深度之间的比例至少约为0.3，优选地，至少约为0.5。此外优选地，散热器块外部元件的高度与外壳内侧面上的突出部的深度之间的比例至多约为3:1，更优选地，至多约为2:1。如果突出部的深度沿中间冷却器的装配方向增加，则此处说明的比例中采用的是这些突出部的平均深度。

附图说明

在下文的说明书和附图中对本发明的其它优点、特性和可能的应用方案进行说明，其中（部分用示意图显示）：

图1示出了根据本发明第一实施例的中间冷却器的立体视图；

图2示出了根据第一实施例的中间冷却器和进气管外壳之间的连接结构的部分立体部分剖面的视图；

图3示出了根据本发明第二实施例的一个几乎完全插入到进气管外壳中的中间冷却器的部分立体视图；

图4示出了图3的完全插入到进气管外壳中的中间冷却器的部分立体视图；

图5示出了图3的插入到进气管外壳中的中间冷却器的立体剖面图；

图6示出了图3的插入到进气管外壳中的中间冷却器的沿图5中A-A线剖开的立体纵向剖面图；

图7示出了图3的插入到进气管外壳中的中间冷却器的沿图5中B-B线剖开的立体纵向剖面图；

图8示出了根据本发明的第三实施例的中间冷却器的立体视图；

图9示出了带有外壳上的突出部和冷却器上的凹口的剖面图；

图10示出了带有外壳上的突出部和冷却器上的凹口的剖面图；

图11示出了带有外壳上的突出部和冷却器上的凹口的剖面图；

图12示出了带有管板的散热器块的视图；

图13示出了带有管板的散热器块的视图；

图14示出了管板；

图15示出了图14的局部视图；

图16示出了热交换器的视图；以及

图17示出了带有管板和波纹翅片的收集箱的局部视图。

具体实施方式

图1至7示出了根据第一和第二实施例的中间冷却器，该中间冷却器集成在机动车内燃机的进气管中。由于这两个实施例的区别很小，因此下文将一起说明这两个实施例。

进气管的外壳10限定了增压空气管道，增压空气通过该增压空气管道沿着增压空气流动方向L输送至内燃机。在增压空气管道中集成有中间冷却器12，其中在这一实施例中，可通过外壳10上的相应开口14将中间冷却器12沿着装配方向M侧向地插入到外壳10中，在此，装配方向M与增压空气通过增压空气管道的流动方向L基本垂直。

在中间冷却器12的下游，增压空气管道或进气管外壳10通常分为多个进气道（图中未示出），这些进气道与内燃机的气缸盖法兰连接。

中间冷却器12包括散热器块16，该散热器块16基本上设计为方形，散热器块16的纵向方向基本上与中间冷却器12的装配方向M平行，并因此与增压空气流过进气管外壳10的流动方向L相垂直，这样增压空气就能够流过散热器块16。

中间冷却器12的散热器块16基本上由几个重叠设置的管子18和设置在管子18之间的用于扩大热交换面积的冷却翅片20构成。此外，如图5所示，在这一实施例中，沿着增压空气流动方向L还相继设置有两堆管子18，以提高冷却性能。根据本发明，散热器块16在面向与增压空气流动方向L以及中间冷却器12的纵向方向M垂直的外壳10内侧面的两个侧面上分别设置有一个外部元件，该外部元件的形式为外部冷却翅片22。冷却翅片20、22沿着增压空气流动方向L延伸遍布两堆管子18。

中间冷却器12的散热器块16在纵向方向M上分别由集流板24、26限制。在此，可区分成装配方向M上的前集流板26和装配方向M上的后集流板24。两个集流板24、26均设置有穿孔，散热器块16的管子18可插入到这些穿孔中。

优选地，散热器块16的组件18-26可钎焊或焊接在一起。

后集流板24同时构成固定法兰，该固定法兰突出外壳10的开口14，这样中间冷却器12就能通过集流板24与外壳10进行螺栓连接或铆接（参见图1和图2），或压接或卡接（参见图3至图7）（可选的是，焊接或粘接）。此外，优选地，在后集流板24和进气管的外壳10之间设置有密封元件42，该密封元件42例如可为O型密封圈。

后集流板24与第一收集器28相连接，前集流板26与第二收集器30相连接。在此，收集器28、30分别通过一种顶盖形成，该顶盖与相应的集流板24、26相连接，尤其是焊接、钎焊或粘合连接。第一收集器28设置有入口管接头32和出口管接头34（参见图3和图6）。两个管接头32、34均与第一收集器28设计成整体结构（比如注塑在第一收集器28上）或焊接或钎焊至第一收集器28。

在上述带有两堆管子18的实施例中，第一收集器28可通过设置在两堆管子之间的隔板来划分。此外，在这些实施例中，第二收集器30与散热器块16设计成整体或者与散热器块16牢固连接；可选地，第二收集器30也可设计成为进气管外壳10的一部分。

冷却液（例如水）通过入口管接头32输送至第一收集器28，该冷却液从收集器流出并可在散热器块16的位于增压空气流动方向L上游的管子18中进行分配。冷却液在流过管子18并与增压空气进行热交换后，到达第二收集器30，然后从第二收集器流到散热器块16的位于下游的管子18中。冷却液在流过下游的管子18并与增压空气再次热交换后，再次到达第一收集器28，并通过出口管接口34从第一收集器28中排出。

如图3和图5所示，在进气管外壳10的面向散热器块16的外部冷却翅片22的内侧面上各设有两个基本为条状或肋状的突出部36。在图2的第一实施例中，在外壳10的内侧面上只设置一个突出部36。在这些实施例中，突出部36与外壳10形成整体（参见图2和图5），但是突出部36也可设计为单独的组件，并与外壳10相连接。

突出部36基本上与增压空气流动方向L垂直，也与散热器块16的进入增压空气管道内部的纵向方向M垂直。此外突出部36基本上互相平行，并且基本上与散热器块的纵向方向M平行。此外，位于散热器块16一侧的两个突出部36沿着增压空气流动方向L基本上关于散热器块16的中心对称。

特别地如图2、3、5所示，当将中间冷却器12通过开口14插入到进气管的外壳10中时，在向内突出的突出部36作用下，散热器块16的外部冷却翅片22发生塑性形变。通过这一方式，在散热器块16的外部冷却翅片22中形成凹槽状的凹口38，凹口38的形状基本上与突出部互补。凹槽38同样基本互相平行，且与装配方向或中间冷却器12的纵向方向M基本平行。

通过将突出部36啮合在凹口38中，从而在进气管的外壳10和中间冷却器12的散热器块16之间形成了迷宫式密封结构，该迷宫式密封结构将进气管外壳10和散热器块16之间的增压空气泄漏尽可能保持在低水平。由于凹口38是在将中间冷却器12装配至外壳10内的过程中直接由突出部36形成的，因此，在任何情况下，突出部36和凹口38之间形成的间隙都很小，从而使得增压空气的泄漏量很小。

此外，由于残留的少量泄漏的增压空气流过散热器块16的外部冷却翅片22，因此这一泄漏气流通过中间冷却器12至少也进行了部分冷却。这样，与传统的带有侧面板的中间冷却器相比，所能容许的增压空气泄漏量更高，同时不会造成增压空气温度的明显上升。

此外，中间冷却器12无需使用侧面板，从而以有利的方式降低了中间冷却器12的重量和生产成本。

如图2和图7所示，突出部36的深度Z与增压空气流动方向L垂直，外部冷却翅片22的高度H与增压空气流动方向L垂直。为了能够将中间冷却器12引入到外壳10中且不与突出部36相撞，这样设计前集流板26和第二收集器30的尺寸，即，使散热器块16的外部冷却翅片22突出前集流板26和第二收集器30一定范围U（参见图1）。

在这一实施例中，H/Z的比例在大约0.5至大约2的范围之间。在这一实施例中，外部冷却翅片22的突出范围U在冷却翅片22的高度H的30-70%之间，理想情况为40-60%。

为了降低在将中间冷却器12插入到进气管外壳10的过程中在外冷却翅片22中形成凹口38的难度，优选地，突出部36的深度Z沿中间冷却器12的装配方向M增加。

例如，突出部36在前集流板26区域中的深度Z约为在后集流板24区域中的深度Z的两倍。通过这一方式可获得突出部36的深度Z的平均斜度，并可使凹口38的成型斜度保持在0.5°左右。

图8示出了根据另一实施例的中间冷却器12。在此，通过第一和第二实施例的附图1至7中的相同的附图标记来标识相同组件。

这一实施例的中间冷却器12与上述的第一实施例的中间冷却器的区别在于，前集流板26上设置有刻槽形式的导向元件40。在将中间冷却器12插入到进气管的外壳10的过程中，外壳上的突出部36啮合在导向元件40中，以引导中间冷却器12。

借助于导向元件40，可降低将中间冷却器12准确插入到进气管外壳10中的难度。此外，与前述实施例相比，外部冷却翅片22突出前集流板26的范围U更小，甚至根本不存在突出范围。

根据实施例对本发明进行说明，其中，中间冷却器12通过侧向开口14被插入到进气管外壳10中，并且在装配过程中直接通过外壳10上的突出部36形成凹口38，该凹口用于形成中间冷却器12的散热器块16与进气管外壳10之间的迷宫式密封结构。但是在本发明范围内，也包括这样一些实施例，在这些实施例中，散热器块16的外部元件22中已经预制有例如为凹槽状的凹口38，然后在装配过程中，外壳10上的突出部36可以简单地啮合在凹口38中。在预制凹口的情况中，可在凹口和突出部之间特别使用额外的弹性密封件，以提高密封效果。在本发明范围内同样存在一些实施例，其中，进气管外壳10在中间冷却器12的区域中分成两部分，这样中间冷却器12可使用在两个外壳部分之间。

根据本发明优选地，中间冷却器12的组件全部由轻金属（比如铝）制成，并且相互钎焊在一起。此类解决方案具有特别安全和持续的冷却液密封性，冷却效率高，且生产成本低。例如，进气管外壳10可由塑料或金属（优选在进气压力大或温度高时）制成。

图9示出了本发明的一个可选设计方案。在此，集成在进气管101中的中间冷却器102具有根据本发明的设置100。

在此，通过这一方式设计热交换器（例如中间冷却器102），即，散热器块103的与进气管101的外壳104相对的外侧端上不设置冷却元件（例如波纹翅片），而是设置至少两个相继排列的扁管105，且进气管101的外壳104的突出部106啮合在管子105之间。当突出部106啮合在设置于管子105下方的冷却元件107中时，这在此可能是有利的。在此，突出部106使冷却元件107至少局部弯曲，并且在插入外壳中时，突出部106埋入外壳的冷却元件中。由此在冷却元件中形成切口108，以用于容纳突出部106。

在此，突出部-切口106、108的组合形成了一种迷宫式密封结构，以用于密封增压空气在中间冷却器中的绕流。

如图9所示，突出部106大约在中间位置划分开，并包括凹槽109。因此使得带有两个凸舌110、111的突出部106具有弹力，并且在插入到外壳中及切口108的产生过程中，这两个凸舌互相作用，在预应力作用下，随后向外紧贴在切口的侧壁区域上，由此产生更好的密封效果。

因此，突出部106穿过中间冷却器的管子之间，有利的是，突出部不触碰管子，并沉入到冷却元件中。在此，有利的是，可将突出部设计为两部分式，并有弹性地紧贴于空隙或切口。这一改进密封性的特性并不限制在图9的实施例中，也可使用在这一专利申请的其他实施例中。

图10示出了本发明的另一可选的设计方案。在此热交换器块150的外部零件151并不设计为冷却元件（例如波纹翅片），而是可以设计为实心体或发泡体。在此，有利的是将发泡体设计为金属发泡体，尤其是铝发泡体。可选地，外部零件也可以是几何成型件，该几何成型件可以具有一个预制的切口152，以用于容纳突出部153。

图11示出了本发明的另一个可选方案，其中，通过这一方式设计突出部以及与之相对应的凹口，即，突出部180包括引起下凹的元件181。在此有利的是，这样设计元件，即，使突出部180呈T型或L型。与该突出部相对应的空隙设计为可以容纳采用上述设计的突出部。

根据另一实施例，进气管的外壳并不包括突出部，而是热交换器的位于外部的零件具有突出部，这样，进气管区域内的上述零件在被插入时产生一个容纳槽或啮合在这种容纳槽中。在此有利的是，热交换器的外部组件不是冷却元件（例如波纹翅片），而是固体材料或发泡材料（例如铝泡）。

图12示出了根据本发明的中间冷却器200的一个部分，在此仅显示管板201以及插入到管口202中的管子203。管板201相对于中间冷却器本体204在径向上进行了扩展，这样，在中间冷却器的插入过程中，中间冷却器外壳中的突出部在标识为D的中间区域中形成一个凹槽或凹口，该凹槽或凹口与突出部一起形成一种迷宫式密封结构。在此有利的是，凹口形成在两个管排之间的区域内。

图13至17示出了另一实施方式，其中管板在管排之间具有空隙，从而使进气管外壳的突出部可有利地容纳在中间冷却器的外表面中。

另外，图13为不带有收集箱的冷却器本体220的示意图。管板221在管子222之间的区域中包括一个位于上边缘的空隙，其中将空隙设置在下边缘也同样是有利的。

图14示出了在上、下边缘均带有空隙223的管板221，空隙223大约设置在纵侧面的中间位置。

图15示出了图14中的一部分，其中进一步显示了间隙。间隙被设计为类平行四边形，其深度约为1.5mm，底部宽度约为2mm。

图16示出了热交换器230，该热交换器230带有固定法兰231、管子-翅片-部分232以及带有收集箱234的终端侧管板233。在此，上、下覆盖层235和236优选地设计为波纹翅片或类似的软质元件。图17示出了带有管板233和波纹翅片235的收集箱234的一部分。其中可以看出，收集箱和管板都具有空隙，外壳的突出部可啮合到空隙中。在此，波纹翅片在这一区域发生变形，并与图中未示出的突出部一起构成迷宫式密封结构。

Claims (15)

1.一种进气管，其用于内燃机，尤其用于机动车的内燃机，该进气管包括用于限定增压空气通道的外壳（10）以及带有散热器块（16）的中间冷却器（12），该散热器块（16）设置在所述外壳（10）中，以使增压空气能够流过该散热器块（16），

其特征在于，

所述中间冷却器（12）的散热器块（16）的面向所述外壳（10）的一侧面上设置有外部元件，该外部元件优选地为冷却元件（22）；

所述散热器块（16）的外部元件（22）中设置有至少一个凹口（38），该凹口（38）基本横穿增压空气流动方向（L）地至少延伸过散热器块（16）长度的一部分；以及

所述外壳（10）的面向所述中间冷却器（12）的散热器块（16）的内侧面上设置有至少一个突出部（36），该突出部（36）基本横穿增压空气流动方向（L）地至少延伸过所述外壳的内侧面的一部分，并且至少部分地密封啮合在所述散热器块（16）的至少一个凹口（38）中。

2.一种进气管，其用于内燃机，尤其用于机动车的内燃机，该进气管包括用于限定增压空气通道的外壳（10）以及带有散热器块的中间冷却器，该散热器块设置在所述外壳中，以使增压空气能够流过该散热器块，

其特征在于，

所述中间冷却器的散热器块的面向所述外壳的一侧面上设置有外部元件；

所述散热器块的外部元件上设置有至少一个突出部，该突出部基本横穿增压空气流动方向（L）地至少延伸过所述散热器块长度的一部分；以及

所述外壳的面向所述中间冷却器的散热器块的内侧面上设置有至少一个凹口，改凹口基本横穿增压空气流动方向（L）地至少延伸过所述外壳的内侧面的一部分，其中，所述突出部至少部分地密封啮合在至少一个凹口中。

3.根据权利要求1或2所述的进气管，其特征在于，所述外壳（10）包括开口（14），该开口（14）用于将所述中间冷却器（12）沿着横穿增压空气流动方向（L）的方向插入到所述外壳（10）中。

4.根据权利要求1、2或3所述的进气管，其特征在于，在所述中间冷却器（12）插入到进气管的外壳（10）的装配过程中，位于所述散热器块（16）的外部元件（22）中的或位于进气管的外壳中的所述至少一个凹口（38）通过所述外壳（10）的内侧面上的或所述中间冷却器的外部元件上的至少一个突出部（36）形成。

5.根据权利要求1或2所述的进气管，其特征在于，所述至少一个凹口（38）预制形成在所述散热器块（16）的外部元件（22）中或所述进气管的外壳的外部元件（22）中，并且在所述中间冷却器（12）插入到进气管的外壳（10）的装配过程中，所述至少一个凹口（38）与外壳（10）的内侧面上的或中间冷却器的内侧面上的突出部（36）相啮合。

6.根据上述权利要求中的任一项所述的进气管，其特征在于，所述中间冷却器（12）在其沿装配方向（M）的前侧面上设有集流板（26）；且所述散热器块（16）的外部元件（22）突出所述前集流板（26）一定突出范围（U）。

7.根据权利要求6所述的进气管，其特征在于，所述散热器块（16）的外部元件（22）的突出范围（U）约为所述外部元件（22）在横穿增压空气流动方向（L）的方向上的高度（H）的20%至80%，更优选地，约为30%至70%，进一步优选地，约为40%至60%。

8.根据上述权利要求中的任一项所述的进气管，其特征在于，所述中间冷却器（12）在其沿装配方向（M）的前侧面上设有集流板（26）；且所述中间冷却器（12）的前集流板（26）上设置有至少一个导向元件（40），在所述中间冷却器（12）插入到外壳（10）的装配过程中，该外壳（10）的内侧面上的至少一个突出部（36）啮合在所述导向元件中。

9.根据上述权利要求中的任一项所述的进气管，其特征在于，所述外壳（10）的内侧面上的突出部（36）的与增压空气流动方向（L）垂直的深度（Z）沿中间冷却器（12）的装配方向（M）增加。

10.根据权利要求9所述的进气管，其特征在于，所述突出部（36）的深度（Z）的平均斜度约为0.1°至5°，优选地，约为0.25°至2°，进一步优选地，约为0.35°至1°。

11.根据上述权利要求中的任一项所述的进气管，其特征在于，所述散热器块（16）的外部元件（22）的横穿增压空气流动方向（L）的高度（H）与所述外壳（10）的内侧面上的突出部（36）的深度（Z）的比例（H/Z）约在0.3至3之间，优选地，约在0.5至2之间。

12.根据上述权利要求中的任一项所述的进气管，其特征在于，所述外部元件为多个互相隔开的管子，其中，所述管子之间的距离形成至少一个用于啮合所述突出部的凹口。

13.根据权利要求12所述的进气管，其特征在于，所述突出部还啮合在与所述外部元件相邻并同样具有用于容纳该突出部的凹口的部件中。

14.根据上述权利要求中的任一项所述的进气管，其特征在于，所述突出部被分为至少两个部分，并且该突出部的两个侧缘具有弹性，以在预应力的作用下紧贴在该突出部旁的表面。

15.根据上述权利要求中的任一项所述的进气管，其特征在于，所述突出部设有下凹部分。

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