CN103717991A - 热交换器组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热交换器组件（1），其包括中间冷却器（2）和壳体（3），所述壳体包围所述中间冷却器并是增压空气管的一部分，其中所述壳体（3）具有增压空气入口（4），增压空气出口（5）和开口（6），通过所述开口中间冷却器（2）能够从一侧被插入到所述壳体（3）中，其中所述壳体（3）在与所述开口（6）相对的一侧上具有凹部（7），所述中间冷却器（2）接合到所述凹部中。本发明的实质在于，在所述凹部的区域（7）中在所述中间冷却器（2）和所述壳体（3）之间设置有弹性密封件（8），所述密封件设计成桥接在压力脉动期间产生的所述壳体（3）变形，并因此桥接在所述中间冷却器（2）和所述壳体（3）之间的相对运动，并且在所有运行状态下将所述中间冷却器（2）连接于所述壳体（3），以及因此防止不期望的旁路流动。从而，能够实现高的冷却能力。

Description

热交换器组件

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的热交换器组件，其具有中间冷却器和包围所述中间冷却器的壳体。

背景技术

从EP2014892B1中，已知一种通用的热交换器组件，其具有中间冷却器和包围所述中间冷却器的壳体，其中所述壳体是增压空气管的一部分。此外，壳体具有增压空气入口，增压空气出口和开口，通过该开口中间冷却器可从一侧被插入到壳体中。在壳体的相对所述开口的侧面上，壳体具有凹部，其至少部分地接收中间冷却器。壳体优选地由塑料制成。

已知的现有技术的缺点是，由于在增压空气管中的压力脉动，壳体可能发生变形，该变形如此严重，使得在中间冷却器和壳体之间释放有间隙，导致不希望的绕过中间冷却器的旁路流动。由此，降低中间冷却器的冷却能力。

发明内容

因此本发明关注的问题是，为热交换器组件提供一种改进的或者至少替选的实施例，其特征特别在于在所有运行状态下具有高冷却能力。

根据本发明，这个问题通过独立权利要求1的主题来解决。有利实施例是从属权利要求的主题。

本发明是基于如下总的思想，相对于壳体，弹性地密封突入到壳体中的中间冷却器，使得在增压空气管中发生的压力脉动不会引起能够不希望地绕过中间冷却器旁通路径，其中该壳体是增压空气管或吸入管的一部分，所述压力脉动可能会导致壳体的变形和特别是膨胀。在已知的方式中，壳体具有增压空气入口，增压空气出口和开口，通过该开口中间冷却器可以从一侧插入。在壳体的相对于所述开口的侧上，设有凹部，中间冷却器可以接合到凹部中。根据本发明，在所述凹部的区域中在所述中间冷却器和所述壳体之间设置有弹性密封件，所述密封件，如上所述，设计为桥接在压力脉动期间产生的所述壳体变形，并因此桥接在所述中间冷却器和所述壳体之间的相对运动，并且在所有运行状态下将所述中间冷却器连接于所述壳体，以及因此防止不期望的旁路流动及有关的制冷能力的降低。由于在一方面中间冷却器和另一方面壳体之间的弹性密封件，确保了通过中间冷却器的可靠流动，从而确保了足够的冷却能力，可靠流动和足够的冷却能力独立于连接到壳体的内燃机的运行状态，以及由此独立与所发生的压力脉动。

在根据本发明的解决方案的一个有益改进方案中，所述密封件设计为O形环密封件，迷宫式密封件或密封唇。该列举已经表明根据本发明的密封件能够是如何多样的，其中唯一重要的是在所有运行状态下相对于壳体密封所述中间冷却器，从而避免降低冷却能力的不期望的旁路流动。

在另一个有利的实施例中，密封件被牢固地结合到所述壳体，特别是粘接，硫化或注射成型到壳体上。将密封件注射成型到壳体上一方面简化了根据本发明的密封件的生产和制造，并且另一方面它确保密封件至少相对于所述壳体安装。此外，在以牢固结合的方式连接的，特别是通过注射成型连接的这种密封件的情况下，可以消除附加的装配步骤，即插入单独的密封件，从而简化装配并由此可以减小生产成本。这里，密封件可以由具有合适的密封性能的单独的材料来形成，或者可以由与壳体相同的材料构成。这里，在制造壳体期间，密封件可以作为模制的密封件或密封唇连同壳体一起地制造。

在根据本发明的一个配置中，所述壳体在所述凹部的区域中具有孔。通过这个孔，在中间冷却器和所述壳体之间形成的容积可以与环境连通。这是特别有利的，如果在密封件和所述壳体之间泄漏空气流渗透到该体积中。这种泄漏空气流能导致中间冷却器被压出凹部并形成较大的间隙，或者部件变形。该泄漏的空气流可以通过该开口逸出到环境中，而不会损坏换热器模块，特别是中间冷却器或壳体。在根据本发明的设备的一个改进方案，所述开口实施在所述凹部的区域中，壳体的壁被完全穿通，并仅仅设有用于安装密封件的密封边缘。因此，中间冷却器的一部分将构成壳体的一部分。

本发明的其他重要的特征和优点，从从属权利要求，从附图以及借助于附图的相关附图描述中获得。

应该理解的是，在不偏离本发明的范围的情况下，上述的或者下面将解释的特征不仅能够用在相应说明的组合中，而且也能够用在其他组合中或者单独使用。

附图说明

在附图中示出本发明的优选示例性实施例，并在下面的描述中更详细地解释本发明的优选示例性实施例，其中相同的附图标记指代相同或类似的或功能相同的部件。

在附图中，示意地：

图1示出通过根据本发明的热交换器组件的剖视图，

图2a示出通过热交换器组件的另一可能实施例的剖视图，其中端部封闭，

图2b示出通过热交换器组件的另一可能的实施方式的剖视图，其中端部敞开，

图3示出通过截面AA的剖视图。

具体实施方式

根据图1，根据本发明的热交换器组件1具有中间冷却器2和壳体3，其包围所述中间冷却器并且可以是增压空气管的一部分。壳体3也具有增压空气入口4，增压空气出口5和开口6，通过该开口中间冷却器2可以从一侧被插入到所述壳体3中。在开口6的对面，壳体3具有凹部7，间冷却器2接合到凹部中。在壳体3中发生压力脉动期间，可能出现壳体膨胀并从而向外变形，这将导致在凹部7的区域中绕过所述中间冷却器2的不期望的旁路流动。出于这个原因，根据本发明，弹性密封件8布置在凹部7的区域中并在中间冷却器2和壳体3之间，该密封件设计成在压力脉动期间发生的壳体3的变形并因此桥接在中间冷却器和2壳体3之间的相对运动，并在所有运行状态下紧紧将中间冷却器2连接到壳体3，从而防止了不期望的旁路流动。

根据本发明的密封件8例如可以设计成，O形环密封件，迷宫式密封件或密封唇口，其中，该列举已经表示密封件8的结构几乎是可以自由选择的，只要密封件能够补偿或桥接在热交换器组件1的运行期间在一方面中间冷却器2和另一方面壳体3之间发生的相对运动。壳体3最好由塑料制成，特别地如果它是内燃机的进气模块的一部分。相反，中间冷却器2一般至少部分由金属形成，特别是在热传递区域中，因此，例如在冷却散热片9的区域中。这里，中间冷却器2可以是流体冷却的，因此，例如空气冷却的或冷却剂冷却的，特别是水冷的，并且为此，它可以包括冷却剂入口喷嘴10和一个冷却剂出口喷嘴11。

当观察图1时，可以看出中间冷却器2具有凸缘12，经由该凸缘中间冷却器在开口部6的区域中被紧密连接到壳体3。但是，在凹部7的区域中，中间冷却器2具有凸缘板13，其具有紧紧靠在密封件8的弯曲的边缘。

为了简化制造过程，密封件8例如可以注射成型到壳体3上或在中间冷却器2上，其中特别是注射成型到壳体3上使中间冷却器2的组装简单。如从图1可明显看出，密封件8在这种情况下设计为径向密封件。

在壳体3的区域内，通常也设有过压/低压阀14，其在超过预定极限值时特别地将过压释放压到环境中。因此，这里可以想象设有降低峰值压力的平衡开口来代替过压/低压阀14。

由于根据本发明所设的密封件8，因此可避免在所有运行状态下能够减小中间冷却器2的冷却能力的不期望的旁路流动，这特别是指可能导致壳体3膨胀的压力脉动期间。此外，这样的密封件8可以以相对成本有益的方式来制造。

在根据本发明的一个配置中，壳体3具有在凹部7的区域中的孔15。通过该孔15，形成在中间冷却器2和壳体3之间的体积可以与环境16连通。这是特别有利的，如果在密封件8和壳体2之间，泄漏空气流渗透到所述体积中。泄漏的空气流可能导致中间冷却器2被压出凹部7并且形成更大的间隙或部件变形。该泄露空气可以通过孔15逸出到环境16中，而不会造成热交换器组件1的损坏，特别是不会造成中间冷却器或2壳体3的损坏。

图2a，2b示出了另一个热交换器组件1，其同样具有可以插入到壳体3中的中间冷却器2。在壳体3中要被冷却的增压空气的流动方向垂直于图平面伸展。在这种情况中，中间冷却器2从左侧被插入到壳体3中，直到密封件8，8'使中间冷却器2相对于壳体3密封。根据图2a，热交换器组件1的壳体3在偏转罐19的区域中是封闭的，但也可以是开放的，如根据图2a所示的。

中间冷却器2以如下方式构造：在左侧上，它具有冷却剂入口喷嘴10和冷却剂出口喷嘴11，它们在图中被布置成一个接一个。与之相连，设有第一冷却剂罐17，经由该第一冷却剂罐冷却剂分别流入到实际冷却器2或散热片9。在右侧上，连接有偏转罐19，其使冷却剂流偏转180°。散热片18的区域的横截面是正方形的，而中间冷却器2在密封件8和8'的区域中具有圆形的横截面。密封件8、8'因此可以设计为O形环密封件。正方形散热片区域9的对角线最大与密封件8'的外径一样大。同样，密封件8,8'的横截面形状可以形成为，使得在压力下，密封件，特别以在这里未显示的密封唇紧靠于壳体3。特别地双组分材料适合作为用于这种密封件8,8'的材料。

以如下方式进行中间冷却器2的安装：首先，将中间冷却器2插入到壳体3中并且足够远，使得所述密封件8'轴向地抵靠于壳体3的边缘20并且密封件8抵靠于边缘20'。在这种状态下，凸缘12或凸缘板13抵靠壳体3。密封件8具有比密封件8'更大的直径。接着，将中间冷却器2绕其纵向轴线21转动，例如10至15°，由此散热片9也转动，并且在该转动的状态下，它们占据了先前的上部空间和下部空间22，22'，使得在这里不会发生绕过散热片9的不期望的旁路流动。在图2b和图3中的图显（虚线）示出在转动前的中间冷却器2。

在图3中的截面图中可以看出最初斜着插入的中间冷却器2顺时针转动了约15°-20，为了最终安装。因此，在用实线示出的该最终位置中，通过空间22，22'的旁路流动是不再可能的，使得增压空气流至能被引导通过中间冷却器2。因此，与迄今为止已知的热交换器组件相反，不再仅插入中间冷却器2，还要随后从安装位置（对角线）转动最终位置。由此，可以实现咬合接口型插和转连接。在到达最终位置后，例如凸缘12可以咬合。

密封件8,8'适当地设计用于塑料并且除了密封功能之外，它们在转动中间冷却器2以到达最终位置还承担支承功能。密封件8,8'特别密封临界点A，B，C和D。

为了将中间冷却器2固定在壳体3中，有利地，设有夹子锁或卡口。尤其是后者极大地方便装配和拆卸中间冷却器2并且同时将其固定在安装状态下。当然，也可以想到将中间冷却器2螺纹连接或焊接至壳体3。利用中间冷却器2的根据本发明的设计，减小特别是作用在中间冷却器2上的力，尤其是凸缘的力，因为借助于两个密封件8,8'可以实现浮动安装。密封件8、8'在径向方向上作用，也在轴向方向上作用。

中间冷却器2最好由轻金属制成，特别是由铝制成。

Claims (10)

1.一种热交换器组件（1），包括中间冷却器（2）和壳体（3），其包围所述中间冷却器并是增压空气管的一部分，其中

-所述壳体（3）具有增压空气入口（4），增压空气出口（5）和开口（6），通过所述开口中间冷却器（2）能够从一侧被插入到所述壳体（3）中，

-所述壳体（3）在与所述开口（6）相对的一侧上具有凹部（7），所述中间冷却器（2）接合到所述凹部中，

其特征在于，

在所述凹部的区域（7）中在所述中间冷却器（2）和所述壳体（3）之间设置有弹性密封件（8），所述密封件设计成桥接在压力脉动期间产生的所述壳体（3）变形，并因此桥接在所述中间冷却器（2）和所述壳体（3）之间的相对运动，并且在所有运行状态下将所述中间冷却器（2）连接于所述壳体（3），以及因此防止不期望的旁路流动。

2.根据权利要求1所述的热交换器组件，其特征在于，

所述密封件（8）设计为O形环密封件，迷宫式密封件或密封唇。

3.根据权利要求1或2所述的热交换器组件，其特征在于，

所述壳体（3）由塑料制成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的热交换器组件，其特征在于，

所述中间冷却器（2）是空气冷却的或冷却剂冷却的，特别是水冷的。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的热交换器组件，其特征在于，

所述中间冷却器（2）具有凸缘（12），经由所述凸缘所述中间冷却器在所述开口（6）的区域中被紧密地连接到所述壳体（3）。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的热交换器组件，其特征在于，

所述壳体（3）是内燃机的进气模块的一部分。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的热交换器组件，其特征在于，

所述密封件（8）设计为径向密封件。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的热交换器组件，其特征在于，

在所述凹部（7）的区域中，所述中间冷却器（2）具有凸缘板（13），所述凸缘板具有紧紧抵靠所述密封件（8）的弯曲边缘。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的热交换器组件，其特征在于，

所述密封件（8）被注射成型到所述壳体（3）上。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的热交换器组件，其特征在于，

所述壳体（3）在所述凹部（7）的区域中具有至少一个孔。

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