CN112696294A

CN112696294A - 流体管道装置

Info

Publication number: CN112696294A
Application number: CN202011145810.8A
Authority: CN
Inventors: G·富尔伯夫
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Modex 01 2022 LLC
Priority date: 2019-10-23
Filing date: 2020-10-23
Publication date: 2021-04-23
Also published as: EP3812635A1; US11274640B2; US20210123399A1

Abstract

本发明涉及一种尤其用于内燃机的增压空气导管的流体管道装置（100），该流体管道装置（100）包括具有纵向延伸部（L）的壳体（10）。壳体（10）包括具有用于第一流体的第一流体入口（22）和第一流体出口（24）的第一流体导管（20）以及至少一个具有用于第二流体的第二流体入口（32）和第二流体出口（34）的第二流体导管（30）。在第二流体导管（30）的至少一部分（38）与第一流体导管（20）的至少一部分（28）之间设置有隔热装置（40）。

Description

流体管道装置

技术领域

本发明涉及一种流体管道装置，特别是用于内燃机的增压空气导管的流体管道装置。

背景技术

内燃机的空气管道专用于其自身的功能，例如，脏空气管道，清洁空气管道，热空气管道，压力管道，这意味着每个导管必须实施有在每个部件之间所要求的间隙，以避免接触。这种架构的后果可能会影响管道性能，因为必须修改这些零件的几何形状，以达到要求的间隙和组装约束。

很难在允许较小的包装空间内设计多个导管，以及在每个导管之间要求最小的间隙。最后，由于复杂的布线，所设计的导管可能会增加压降。

为了达到未来排放法规而对涡轮发动机进行的优化导致增压空气导管的工作条件越来越严格。发动机舱中有限的包装空间为大多数车辆空气管道装置的前提。

EP2853727A公开了一种用于将增压空气输送至内燃机的进气歧管的增压空气导管，该增压空气导管包括具有至少一个增压空气入口和至少一个增压空气出口的壳体。来自增压器的增压空气被分成两个流动路径，一个在控制装置的第一位置经由第一导管从入口引导到出口，而另一个在控制装置的第二位置经由第二导管从入口引导到出口，所述第一导管和所述第二导管具有不同的几何形状。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于有限的设计空间、特别是用于内燃机的增压空气导管的流体管道装置。

本发明的目的通过一种流体管道装置、特别是用于内燃机的增压空气导管的流体管道装置来实现，该流体管道装置包括具有纵向延伸部的壳体，该壳体包括具有用于第一流体的第一流体入口和第一流体出口的第一流体导管，以及至少一个具有用于第二流体的第二流体入口和第二流体出口的第二流体导管，其中，在第二流体导管的至少一部分与第一流体导管的至少一部分之间设置有隔热装置。

其他权利要求、说明书和附图描述了本发明的有利实施例。

根据本发明的第一方面，提出了一种流体管道装置、特别是用于内燃机或燃料电池的增压空气导管的流体管道装置，该流体管道装置包括具有纵向延伸部的壳体。壳体包括具有用于第一流体的第一流体入口和第一流体出口的第一流体导管以及至少一个具有用于第二流体的第二流体入口和第二流体出口的第二流体导管。在第二流体导管的至少一部分与第一流体导管的至少一部分之间设置有隔热装置。

本发明的空气管道装置提供了一种紧凑的解决方案，该解决方案能够集成在较小的安装体积内，特别是在发动机舱处的较小的安装体积内，并且由于不需要在每个导管之间保持间隙，因此允许该设计对流体流的压降影响很小。

本发明的空气管道装置可用于流体导管、例如内燃机或燃料电池的增压空气导管，以提供具有有限外部安装空间的流体导管的整体装置。此外，本发明的流体管道装置可以有利地用于进气或其他空气管道或流体管道、特别是水管或任何正压、特别是高压导管。流体管道装置也可以固定到流体容纳部件的壳体。

流体管道装置通过保持稳健性而表现出紧凑性，并提供了用于连接流体导管的模块化方法。

有利地，流体管道装置可以直接集成到增压空气导管中。

该构思可能有利于达到热望的压降要求并获得紧凑的设计以在可用的安装体积较小的情况下实施到内燃机中。

隔热装置可以提供将热空气导管集成到冷空气导管中的可能性，以及减少从热空气导管到冷空气导管的热传递。因此，可以高效地实现发动机的有利燃烧过程。

根据流体管道装置的有利实施例，隔热装置可包括次级管道，其至少部分地包围第二流体导管。次级管道可提供有用的可能性，以将隔热装置集成在热空气导管周围，以用于最小程度地将热量传递到环境流体，诸如环绕热空气导管的冷空气导管的流体。

根据流体管道装置的有利实施例，隔热装置可包括在第二流体导管的一部分与次级管道的一部分之间的间隙区域。间隙区域可以有利地用隔热装置填充，以用于通过冷空气导管有效地隔离热空气导管周围，或反之亦然。

根据流体管道装置的有利实施例，可以在间隙区域中布置隔热介质，尤其是真空、空气、隔热材料中的一种。这些隔热装置可以用于通过冷空气导管对热空气导管周围进行有效的隔热，反之亦然。作为隔热材料，可以有利地使用玻璃纤维。

根据流体管道装置的有利实施例，可以在壳体的外壁中设置一个或多个开口，该一个或多个开口在环境和间隙区域之间建立流体连接。开口可用于有效交换环境空气和填充在第二流体导管与次级管道之间的间隙区域中的空气。

根据流体管道装置的有利实施例，一个或多个开口可布置在壳体的正面处，特别地，一个或多个开口围绕第一流体出口布置。因此，开口可以与环绕第二流体导管的间隙区域流体连通，并且用于有效交换环境空气和填充在第二流体导管与次级管道之间的间隙区域中的空气。

根据有利的实施例，壳体可以具有带有近似矩形缸体形状的笔直的纵向延伸部。壳体的纵向延伸部可以为弯曲的，例如香蕉形的。在另一个实施例中，壳体可以具有自由形式的形状，例如，水滴形，以最佳地配合到给定的安装空间。一个或多个开口可以布置在任意位置。

根据流体管道装置的有利实施例，一个或多个开口可以布置在壳体的相对的正面上，一个或多个开口围绕第一流体出口布置。因此，开口可以与环绕第二流体导管的间隙区域流体连通，并且用于有效交换环境空气和填充在第二流体导管与次级管道之间的间隙区域中的空气。通过在相对的正面上布置开口，可以实现在环境和间隙区域之间更有效的空气交换。

根据流体管道装置的有利实施例，第一流体导管和第二流体导管可以至少部分地布置成具有相反的流动方向的逆流布置。这有助于在复杂的安装体积情况下集成流体导管。此外，也可能实现彼此抵靠的流体导管更有效的隔热。

根据流体管道装置的有利实施例，壳体可以至少包括沿着壳体的纵向延伸部布置的第一壳体部分和第二壳体部分，特别是其中，第一壳体部分和第二壳体部分沿壳体的圆周凸缘进行连接。壳体部分可以以塑料挤压工艺或塑料模制工艺制造。因此，两个壳体部分可以通过标准的塑料焊接工艺轻松组装和连接。

根据流体管道装置的有利实施例，第一流体入口和第二流体出口可以为第一壳体部分或第二壳体部分中的同一壳体部分的构件，以及第一流体出口和第二流体入口为第二壳体部分或第一壳体部分中的另一壳体部分的构件。因此，可以在现代内燃机的有限安装空间中实现流体导管的不同复杂布置。

根据流体管道装置的有利实施例，第一流体入口可以布置在壳体的侧壁处，以及第一流体出口和第二流体入口可以布置在第二壳体部分的正面处，以及第二流体出口可以布置在第一壳体部分的与第二壳体部分的正面相对的正面处。因此，可以在现代内燃机的有限安装空间中实现流体导管的不同复杂布置。

根据流体管道装置的有利实施例，壳体可以包括环绕第二流体导管的声阻尼装置，特别是集成的共振腔。特别地，次级管道可以被配置为声阻尼装置。因此，声阻尼装置可以被集成，特别是集成在第二流体导管周围，这可以将压缩空气从涡轮增压器引导至发动机缸体。因此，有效的声阻尼也可以以非常紧凑的设计方式集成到本发明的流体管道装置中。

附图说明

通过以下对实施例的详细描述，可以最好地理解本发明以及上述和其他目的和优点，但是本发明不限于所述实施例，其中，在以下示出：

图1为根据本发明的实施例的空气管道装置的等距视图；

图2为根据图1的空气管道装置的剖视图；以及

图3是根据本发明的另一实施例的空气管道装置的等距视图。

具体实施方式

在附图中，相同的元件用相同的附图标记表示。附图仅为示意性表示，并非意图描绘本发明的特定参数。此外，附图仅旨在描绘本发明的典型实施例，并且因此不应视为限制本发明的范围。

图1描绘了根据本发明的实施例的空气管道装置100的等距视图，而在图2中，示出了根据图1的空气管道100布置的剖视图。

尤其可以用于内燃机的增压空气导管的流体管道装置100包括具有纵向延伸部L的紧凑壳体10。壳体10包括具有用于第一流体的第一流体入口22和第一流体出口24的第一流体导管20以及具有用于第二流体的第二流体入口32和第二流体出口34的第二流体导管30。第一流体导管20可以用作冷空气导管，以及第二流体导管30可以用作热空气导管。第一流体流和第二流体流的流动方向分别用箭头50和52标记。如从流体流动方向50、52可以看出，第一流体导管20和第二流体导管30至少部分地布置成具有相反的流动方向50、52的逆流布置。

壳体10包括沿着壳体10的纵向延伸部L布置的第一壳体部分12和第二壳体部分14。特别地，第一壳体部分12和第二壳体部分14沿着壳体10的圆周凸缘18连接。圆周凸缘18可以通过焊接工艺紧密地连接。由于壳体部分12、14可以有利地由塑料材料制成，因此可以使用标准的塑料焊接工艺来封闭凸缘18。

在图1和2中所示的实施例中，第一流体入口22和第二流体出口34为同一第一壳体部分12的构件，以及第一流体出口24和第二流体入口32为另一个第二壳体部分14的构件。可替代地，第一流体入口22和第二流体出口34可以为同一第二壳体部分14的构件，以及第一流体出口24和第二流体入口32可以为另一个第一壳体部分12的构件。

第一流体入口22布置在壳体10的侧壁16处。第一流体出口24和第二流体入口32布置在第二壳体部分14的正面15处。第二流体出口34布置在第一壳体部分12的与第二壳体部分14的正面15相对的正面13处。

如图2中所示，在第二流体导管30的至少一部分38与第一流体导管20的至少一部分28之间设置有隔热装置40。隔热装置40包括次级管道42，其至少部分地包围第二流体导管30。在所示的实施例中，次级管道42沿壳体10内的整个延伸部包围第二流体导管30。

隔热装置40包括在第二流体导管30的部分38和次级管道42的部分48之间的间隙区域44。因此，该间隙区域44在第二流体导管30周围形成封闭的体积，并且沿着壳体10内的整个延伸部包围第二流体导管30。隔热介质可以有利地布置在间隙区域44中，尤其是真空、空气或诸如玻璃纤维的隔热材料中的一种。因此，可以在第一流体导管20和第二流体导管30之间实现非常有效的隔热。

有利地，壳体10还可以包括声阻尼装置，特别是集成的共振腔，特别是环绕第二流体导管30的声阻尼装置。特别地，次级管道42可以被配置为声阻尼装置。

因此，声阻尼装置可以被集成，特别是集成在第二流体导管周围，这可以将压缩空气从涡轮增压器或压缩机引导至发动机缸体。因此，有效的声阻尼也可以以非常紧凑的设计方式集成到本发明的流体管道装置中。

图3描绘了根据本发明的另一实施例的空气管道装置的等距视图。

如图3中所示，在壳体10的外壁11中设置有开口46，一个或多个开口46在环境58和间隙区域44之间建立流体连接。开口46布置在壳体10的正面13处，特别是一个或多个开口46布置在第一流体出口24周围。

因此，开口46可以与环绕第二流体导管30的间隙区域44流体连通，并且用于有效交换环境空气58和填充在第二流体导管30与次级管道42之间的间隙区域44中的空气。

在另一实施例中，开口46可以布置在壳体10的相对的正面13、15上，一个或多个开口46围绕第一流体出口24布置。通过将开口46布置在相对的正面13、15上，可以实现在环境58和间隙区域44之间的更有效的空气交换。

Claims

1.一种流体管道装置（100），特别是用于内燃机的增压空气导管的流体管道装置，所述流体管道装置包括具有纵向延伸部（L）的壳体（10），所述壳体（10）包括具有用于第一流体的第一流体入口（22）和第一流体出口（24）的第一流体导管（20），以及至少一个具有用于第二流体的第二流体入口（32）和第二流体出口（34）的第二流体导管（30），其中，在所述第二流体导管（30）的至少一部分（38）与所述第一流体导管（20）的至少一部分（28）之间设置有隔热装置（40）。

2.根据权利要求1所述的流体管道装置，其中，所述隔热装置（40）包括至少部分地包围所述第二流体导管（30）的次级管道（42）。

3.根据权利要求2所述的流体管道装置，其中，所述隔热装置（40）包括在第二流体导管（30）的所述部分（38）与所述次级管道（42）的部分（48）之间的间隙区域（44）。

4.根据权利要求3所述的流体管道装置，其中，在所述间隙区域（44）中布置有隔热介质，尤其是真空、空气、隔热材料中的一者。

5.根据权利要求3或4中的任一项所述的流体管道装置，其中，在所述壳体（10）的外壁（11）中设置一个或多个开口（46），所述一个或多个开口（46）在环境（58）和所述间隙区域（44）之间建立流体连接。

6.根据权利要求5所述的流体管道装置，其中，所述一个或多个开口（46）布置在所述壳体（10）的正面（13）处，尤其是所述一个或多个开口（46）围绕所述第一流体出口（24）布置。

7.根据权利要求5或6所述的流体管道装置，其中，一个或多个开口（46）布置在所述壳体（10）的相对的正面（13、15）上，所述一个或多个开口（46）围绕所述第一流体出口（24）布置。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的流体管道装置，其中，所述第一流体导管（20）和所述第二流体导管（30）至少部分地布置成具有相反的流动方向（50、52）的逆流布置。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的流体管道装置，其中，所述壳体（10）至少包括沿着所述壳体（10）的所述纵向延伸部（L）布置的第一壳体部分（12）和第二壳体部分（14），尤其是其中，所述第一壳体部分（12）和所述第二壳体部分（14）沿着所述壳体（10）的圆周凸缘（18）连接。

10.根据权利要求9所述的流体管道装置，其中，所述第一流体入口（22）和所述第二流体出口（34）为所述第一壳体部分（12）或所述第二壳体部分（14）的同一壳体部分的构件，以及所述第一流体出口（24）和所述第二流体入口（32）为所述第二壳体部分（14）或所述第一壳体部分（12）中的另一壳体部分的构件。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的流体管道装置，其中，所述第一流体入口（22）布置在所述壳体（10）的侧壁（16）处，并且其中，所述第一流体出口（24）和所述第二流体入口（32）布置在所述第二壳体部分（14）的所述正面（15）处，以及所述第二流体出口（34）布置在所述第一壳体部分（12）的与所述第二壳体部分（14）的所述正面（15）相对的所述正面（13）处。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的流体管道装置，其中，所述壳体（10）包括声阻尼装置，特别是集成的共振腔，尤其是环绕所述第二流体导管（30）的声阻尼装置，其中，所述次级管道（42）被配置为声阻尼装置。