CN108026829A - 用于增压空气冷却的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于增压空气冷却的装置,其任务是提供一种可以以合理的成本简单地制造并且确保安全功能的用于增压空气冷却的装置。根据本发明,该任务是通过使壳体具有用于封闭该壳体的盖来实现的,其中,该盖具有穿过其设置的入口和出口。
Description
技术领域
本发明涉及用于增压空气冷却的装置,该装置包括若干个冷却板的板组,该板组具有第一端板和第二端板,其中,该板组包括用于冷却剂的第一连接口和第二连接口,并且其中,该板组设置在具有进气口和出气口的壳体中。
背景技术
在机动车辆中例如使用用于对增压空气进行冷却——被已知为用于涡轮发动机中的增压空气冷却——的这些装置来对供给至发动机的空气进行冷却,这些装置也被称为增压空气冷却器。通过供给被冷却后的空气,可以实现发动机的功率、性能以及效率的提高。
为了生产这种用于增压空气冷却的装置,被向一起按压且彼此间隔开的若干个金属板结合以形成组。该板组设置有通过其实现与冷却剂回路的连接的输入侧连接口和输出侧连接口。冷却剂流动通过紧密密封的板组并对板组及其周围环境进行冷却。
该板组通常由具有用于向发动机供给增压空气的第一连接口和用于被冷却后的增压空气的出口的第二连接口的壳体包围。经由第一连接口供给到壳体中的空气在板组中的板之间流动,并且这些空气在其流通期间在经由第二连接口沿朝向发动机的方向离开壳体之前被进行冷却。
在这些增压空气冷却器中,最经常遇到的问题是用于连接板组的连接口必须从气密壳体引出。为此目的,例如必须采用单独的密封元件。特别是考虑机动车辆受到的应力和应变,比如温度波动和/或振动,在这些变化中会出现问题。这些应力和应变的结果是断裂形成和泄漏。
WO 2006125919公开了一种下述热交换器:该热交换器被布置为板式热交换器并且例如在机动车辆中被用作用于内燃发动机的增压空气冷却器。该热交换器包括由若干个单独的板构成的具有第一连接口和第二连接口的板组,其中,板组能够借助这些连接口连接至冷却剂回路。还公开了:该板组安置在热交换器的壳体中,并且该壳体通过环形夹和相关联的密封件被密封,以使回路紧密封闭从而冷却增压空气。
在热交换器的壳体具有部分盖或整个盖的这种实现形式中存在以下缺点:冷却剂管线密封元件的连接口必须插入到热交换器的盖和/或板组之间。冷却剂管线的这些过渡处可能发生机械缺陷。
而且,这些热交换器的生产和组装花费和复杂性都相对较高。
US 8695574公开了一种大致由壳体包围的增压空气冷却器。该公布的目的是提供一种解决方案以使增压空气冷却器被特别好地保护以免振动。该解决方案提供了:至少一个弹性支承构件——例如壳体中的诸如橡胶的弹性材料块——将增压空气冷却器支撑在壳体上。例如来自内燃机的振动因此被衰减。
该解决方案的缺点是在组装期间相对较大的花费以及额外的必需的支承材料和对支撑元件的支承。
发明内容
解决的技术问题
因此,本发明的目的是提供一种用于增压空气冷却的装置,该装置可以被简单地且成本有效地制造并且确保了可靠的功能。
解决问题的技术手段
该目的是通过具有根据独立专利权利要求的专利权利要求1的特征的主题来实现的。从属权利要求2至7中提供了进一步的研发形式。
本发明提供了:用于增压空气冷却的装置的壳体包括彼此连接的至少四个侧面部分和一个底板部分。例如在顶部开口的壳体——也可以称为部分壳体——还包括可以相反地设置的进气口和出气口。为了封闭该壳体,设置有盖,该盖以盖子的方式完成并封闭壳体。
为了消除现有技术中涉及板组的通过盖或壳体的侧壁形成的连接口所带来的问题,本发明提供了:使盖包括一体的流入件和流出件。流入件和流出件因此被加工到盖中并且由与盖相同的材料构成。
流入件和流出件与板组的输入侧连接口和输出侧连接口的连接的连接是通过将以这种方式制备的盖安置到板组上来执行的。在此情况下,板组处的连接口——比如输入侧第一连接口和输出侧第二连接口——与形成在盖下侧部上的流入件连接口和流出件连接口一致,并且借助于密封件被进行密封。
将盖安置到板组上的过程是在板组已经被设定到壳体中并且适当地定向之后执行的。为此可以使用现有技术中已知的辅助或定位装置。
有利的是壳体由第一壳体元件和第二壳体元件进行组装。以这种方式,壳体元件的生产过程例如通过使用注塑模制方法而可以是简单的。针对不同的需求,例如针对与进气口相对于出气口的对准或进气口和出气口的尺寸相关的需求,简单的改变也是可行的。例如,第一壳体元件可以与和其出气口不对准的第二壳体元件一起保持并结合以形成新的产品变体。这两个壳体元件优选地通过塑性焊接方法结合。替代性地,也可以提供螺纹紧固件或压缩联接器。
为了实现盖与板组的功能性且紧密密封的连接,本发明提供了:将板组的第一连接口和第二连接口设置在第一端板处,例如设置在板组的顶侧上。由此确保通过用于增压空气冷却的流入件供给至该装置的冷却剂可以流入板组中并随后通过流出件从板组流出。
为了使冷却剂在流入或流出期间无法逸出,设置有密封件,密封件设置在板组的第一端板中的第一连接口与盖中的流入件之间以及第二连接口与流出件之间。
由于要被该装置冷却的空气通常是预压缩的,并且因此具有与正常空气压力相比增大的压力值,因此必须紧密地封闭由壳体和盖构成的单元以防止压力损失。为此,本发明提供了:在壳体与盖之间设置有另外的密封件。
在根据本发明的用于增压空气冷却的装置的生产中,板组是在两个壳体半部组装或焊接在一起之后设定到壳体中的。为了对齐并固定板组,设置有一个或更多个定位装置。这些装置例如可以插入壳体的底板与板组的第二端板之间,因此其在板组下方设定到壳体中。
这些定位装置可以由可弹性变形的合成泡沫或类似物制成。当将盖安置到壳体和板组上时,该组被向下压靠在所施加的压力下塑性地变形的定位装置。
通过这种方式可以确保,即使在暴露于震动或振动的情况下,板组也牢固地固定在壳体中。此外,板组在压力下安装到壳体中将产生足够高的压力,以可靠地且牢固地密封板组的第一连接口与流入件或第二连接口与流出件口附近的密封件。
本发明提供了:盖被设定到壳体上并且与壳体牢固地连接。为此,本发明提供了:将闩锁附在盖上。例如,第一闩锁部件可以以固定的距离周向地围绕盖以固定的距离附接。另外,第二闩锁部件也可以设置在壳体的上边缘上。当将盖设定到壳体上时,第一闩锁部件随后卡扣到第二闩锁部件中并保持壳体牢固地封闭。
这种闩锁部件可以被实施为使得它们例如允许被打开以进行维修或维护工作。因此,能够触及该装置例如以更换板组或替换有缺陷的密封件。
替代性地,设置成通过螺纹紧固件或铆钉来建立盖与壳体之间的连接。为此,在盖中设置有适当的接纳部,例如用于螺栓的孔。壳体的上部区域中通常设置有可以将螺栓螺纹连接到其中的相应的带螺纹的配对件。
将盖与壳体连接也可以通过将结构部件粘合或焊接在一起来实现。为此,使用合成粘合剂或合成焊接方法。
为了增加装置的强度和稳定性,特别是增加壳体和/或由合成材料制成的盖的强度和稳定性,设置有被应用到这些结构部件上或插入到上述材料中的金属结构。在车辆制造业中,例如由于重量原因,优选使用铝。这种结构的加强为装置的结构部件提供了抗高温波动、抗振动和抗变化压力的稳定性。
本发明因此提供了一种简单且可地经济生产的用于增压空气冷却的装置,利用该装置能够可变地适应于不同的发动机舱环境。
附图说明
在参照相关联的附图对实施方式性示例的以下描述中,本发明的实现形式的其他细节、特征和优点将是明显的。其中附图中描绘了:
图1以分解图示出了根据本发明的用于增压空气冷却的装置,
图2以第一组装变体示出了根据本发明的装置,
图3以截面图示出了根据本发明的装置,
图4以第二组装变体示出了根据本发明的装置,
图5以第三组装变体示出了根据本发明的装置,
图6示出了根据第一组装变体的根据本发明的装置以及用于冷却剂回路的连接口的变体。
具体实施方式
在图1中以分解图示出了根据本发明的用于增压空气冷却的装置1及其构成部分。由若干个冷却板2构成的板组3在其上侧部包括第一端板4并且在其下侧部包括第二端板5。第一端板4包括第一连接口6和第二连接口7,诸如水的冷却剂经由第一连接口6和第二连接口7流入板组3中或从板组3流出。
板组3、第一端板4和第二端板5结合以形成结构单元。该单元被插入到具有进气口9和出气口10的壳体8中,使得该单元通过第二端板5搁置在壳体8的底板上。
有利的是将壳体8生产为两个部件,即,第一壳体元件11和第二壳体元件12,因为在如本发明中那样可以使用合成材料时,这样的部件可以在技术上更简单地生产。例如使用注塑模制方法生产的壳体元件11和壳体元件12通过合成焊接彼此不可拆卸地连接。
由四个侧面部件和一个底板部件构成的壳体8通过在壳体8上安置盖13而被封闭。根据本发明提供了:盖13中被结合有流入件14和流出件15。这可以由此实现盖13是例如由合成材料制成的一体部件。为了生产盖13,也可以采用注塑模制方法。
用于增压空气冷却的装置的组装是在第一连接口6与流入件14之间以及在第二连接口7与流出件15之间均设置第一密封垫圈16来进行的。
装置1经由流入件14和流出件15连接至例如机动车辆的冷却剂回路。使用第一密封垫圈16的结果是没有冷却剂可以从闭合回路泄漏并渗入壳体8中。
图1中对第一连接口6和第二连接口7以及流入件14和流出件15的描绘是示例性的并且也可以互换。针对图1所描绘的流入件14和流出件15的排列和间隔也没有限制,这将在下面进一步示出。
在用于增压空气冷却的装置的该实施方式中,板组3的连接口没有穿过壳体8实现,并且因此克服了已知的在引入部分与壳体之间具有附加密封装置的问题。
为了更好地密封壳体8,在壳体8与盖13之间设置有第二密封垫圈17。
为了补偿生产板组3时的制造公差,在壳体8的壳体底板与第二端板5之间设置有第一定位装置18。例如由合成材料制成的该定位装置18在组装期间被压缩并且确保第一端板4与盖13之间足够的压力,这确保了第一密封垫圈16的作用模式。
如所示出的,在壳体8的底板中的U形凹入部中可以设置有附加的第二定位装置19,并且该附加的第二定位装置19接纳例如第二端板7的成角度的部分。
在图2中以第一组装变体示出了根据本发明的装置。描绘了壳体8的具有进气口9和出气口10的第一壳体元件11和第二壳体元件12。具有一体的流入件14和流出件15的盖13设置在壳体8上。盖13与壳体8的紧固例如是经由图2所描绘的闩锁20实现的。这些闩锁20围绕盖13周向地应用并且确保了盖13与壳体8之间的紧固连接,并且由此借助于未在图2中示出的第二密封垫圈17确保了装置的密封性。
在图3中以截面图示出了根据本发明的装置。该截面是用于增压空气冷却的装置的中央的纵向截面。描绘了在图1中已经很明显的结构单元,该结构单元包括由若干个冷却板2构成的板组3以及第一端板4和第二端板5。
该单元设置在由第一壳体元件11和第二壳体元件12构成的壳体8中。例如在装置1的左侧设置有进气口9并且在右侧设置有出气口10。要被冷却的空气经由进气口9进入装置1并在板组3的冷却板1之间流动,由此被进行冷却并且经由出气口10离开装置1,该空气经由出气口10被引导至内燃发动机。
为了确保分离回路的密封性,第一密封垫圈16被应用于冷却剂回路,并第二密封垫圈17被应用于增压空气回路。
冷却剂经由流入件14和第一连接口6被引导到板组3中。在该组中,冷却剂流动通过设置成彼此平行的冷却板2,并且经由第二连接口7和流出件15离开板组3。
定位装置18和定位装置19明显位于板组3下方并且在壳体8的底板区域中。
图4以第二组装变体示出了根据本发明的装置。其描绘大致对应于如上面已经详细描述的图2。图4与图2之间的区别在于盖13与壳体8之间的连接类型。在该实施方式中,使用了围绕盖13周向地设置的螺纹紧固件21。
在图5中以第三组装变体示出了根据本发明的装置。在该实施方式中,由于借助于粘合剂22使用粘合方法来进行连接,因此不能明显地看到连接元件。替代性地,也可以采用焊接方法。
图6示出了根据第一组装的变体的根据本发明的装置以及用于冷却剂回路的连接口14和连接口15的变体。本发明使得用于增压空气冷却的装置1能够简单地适应于针对不同机动车辆或发动机舱环境的灵活性和适应性的各种需求。这种灵活性只是通过改变盖13来实现的。例如,如图6所描绘的,流入件14与流出件15之间的间距可以被最小地修改。这些修改能力不仅涉及间距,而且还涉及连接口的可变的方向。
如在图6底部描绘中所示,在这样修改的情况下,例如也可能必须使第一密封垫圈16适应于向第一连接口6和/或第二连接口7过渡的改变路线。装置1的其余部件可以保持不变。
[附图标记列表]
1 用于增压空气冷却的装置
2 冷却板
3 板组
4 第一端板
5 第二端板
6 第一连接口
7 第二连接口
8 壳体
9 进气口
10 出气口
11 第一壳体元件
12 第二壳体元件
13 盖
14 流入件
15 流出件
16 第一密封垫圈
17 第二密封垫圈
18 第一定位装置
19 第二定位装置
20 闩锁
21 螺纹紧固件
22 粘合剂
Claims (7)
1.一种用于增压空气冷却的装置,所述装置包括若干个冷却板(2)的板组(3),所述板组(3)具有第一端板(4)和第二端板(5),其中,所述板组(3)包括用于冷却剂的第一连接口(6)和第二连接口(7),并且其中,所述板组(3)设置在具有进气口(9)和出气口(10)的壳体(8)中,其特征在于,所述壳体(8)包括封闭所述壳体的盖(13),所述盖中设置有流入件(14)和流出件(15)。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述壳体(8)包括第一壳体元件(11)和第二壳体元件(12)。
3.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述第一连接口(6)和所述第二连接口(7)设置在所述第一端板(4)中。
4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,在所述第一连接口(6)与所述流入件(14)之间以及在所述第二连接口(7)与所述流出件(15)之间各设置有一个第一密封垫圈(16)。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的装置,其特征在于,在所述壳体(8)与所述盖(13)之间设置有第二密封垫圈(17)。
6.根据权利要求1至5中的一项所述的装置,其特征在于,在所述壳体(8)的壳体底板与所述第二端板(5)之间设置有第一定位装置(18)和/或第二定位装置(19)。
7.根据权利要求1至6中的一项所述的装置,其特征在于,所述盖(13)包括闩锁(20)或用于连接元件的接纳部。
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