DE102010015442A1

DE102010015442A1 - Abgaskühlvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE102010015442A1
Application number: DE102010015442A
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Hüsges; Hans-Ulrich Kühnel
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2010-04-16
Publication date: 2011-10-20
Anticipated expiration: 2030-04-17
Also published as: DE102010015442B4

Abstract

Kühlvorrichtung, insbesondere Abgaskühlvorrichtung, für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Gehäuse, das mindestens einen Abgaskühlkanal, ein im Gehäuse zentral verlaufendes Bypassrohr, einen Kühlmitteleinlass und einen Kühlmittelauslass, die mit einem Kühlmittelkanal zusammenwirken, ein Abgaseinlaßgehäuseteil und einen Abgasauslass sowie eine Schaltvorrichtung zum Öffnen und Verschließen des Bypassrohrs aufweist, wobei die Schaltvorrichtung zwei Schaufelorgane aufweist, die drehbar im Abgaseinlaßgehäuseteil gelagert sind und über eine Antriebsvorrichtung antreibbar sind, derart, dass der Abgaskühlkanal zu verschließen und zu öffnen ist, wobei jedes Schaufelorgan jeweils über mindestens einen Steg mit einer Schaltklappe verbunden ist, derart, dass das Bypassrohr durch die Schaltklappen zu öffnen und zu verschließen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung, insbesondere Abgaskühlvorrichtung, für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Gehäuse, das mindestens einen Abgaskühlkanal, ein im Gehäuse zentral verlaufendes Bypassrohr, einen Kühlmitteleinlass und einen Kühlmittelauslass, die mit einem Kühlmittelkanal zusammen wirken, ein Abgaseinlassgehäuseteil und einen Abgasauslass, sowie eine Schaltvorrichtung zum Öffnen und Verschließen des Bypassrohres aufweist.
Eine derartige Kühlvorrichtung ist beispielsweise aus der EP 1277945 B1 bekannt. Diese Druckschrift zeigt in den 1 bis 4 ein Gehäuse, das ein zentral verlaufendes Bypassrohr besitzt und in der Umgebung davon angeordnete Abgaskühlrohre aufweist, die jeweils einen Abgaskühlkanal definieren. Desweiteren ist auf bekannte Weise ein Kühlmitteleinlass und ein Kühlmittelauslass vorgesehen, die durch einen Kühlmittelkanal miteinander verbunden sind. Eine derartige Kühlvorrichtung dient dazu in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Motors das Abgas zu kühlen. Insbesondere in der Startphase bei niedriger Motortemperatur und/oder Motorlast ist eine Kühlung des Abgases unerwünscht. Hierfür ist das Bypassrohr vorgesehen, wodurch das Abgas ungekühlt zurückgeführt werden kann. Um nun bei einem Betriebszustand mit hoher Motortemperatur und/oder mittlerer bzw. hoher Motorlast eine Kühlung des Abgases vorzusehen, offenbart die EP 1277945 B1 eine Schaltvorrichtung zum Öffnen und Verschließen des Bypassrohres. Ein vollständiges Verschließen der Abgaskühlkanäle im Falle der Abgasrückführung durch das Bypassrohr ist mit dieser Kühlvorrichtung nicht gewährleistet. Ein ungewolltes Durchströmen der Abgaskühlkanäle ist also möglich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrichtung, insbesondere eine Abgaskühlvorrichtung, zu schaffen die den oben genannten Nachteil bei geringem Fertigungs- und Kostenaufwand vermeidet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Schaltvorrichtung zwei Schaufelorgane aufweist, die drehbar im Gehäuse gelagert sind und über eine Antriebsvorrichtung antreibbar sind, derart, dass der Abgaskühlkanal zu verschließen und zu öffnen ist, wobei jede Schaufel jeweils über mindestens einen Steg mit einer Schaltklappe verbunden ist, derart, dass das Bypassrohr durch die Schaltklappen zu öffnen und zu verschließen ist. Auf diese Weise ist im Falle eines geöffneten Bypassrohres der Abgaskühlkanal vollständig verschlossen. Im Falle eines geöffneten Abgaskühlkanals ist das Bypassrohr vollständig verschlossen. Eine nicht gewollte Durchströmung des Bypassrohres oder des Abgaskühlkanales ist bei dieser Kühlvorrichtung nicht mehr möglich. Dabei steuert eine Schaltvorrichtung sowohl das Öffnen und Verschließen des Abgaskühlkanals als auch das Öffnen und Verschließen des Bypassrohres.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Schaufelorgane im geschlossenen Zustand das Bypassrohr umschließen und an der Innenwand des Abgaseinlassgehäuseteils anliegen, derart, dass der Abgaskühlkanal fluiddicht verschlossen ist. Wenn die Außenoberfläche der Schaufelorgane im Wesentlichen der Innenoberfläche des Abgaseinlassgehäuseteils entspricht, ist die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung besonders strömungsoptimiert ausgelegt. Dadurch, dass die Schaufelorgane jeweils zwei Schaufelgehäuseteile aufweisen, kann die Schaltvorrichtung noch platzsparender in der Kühlvorrichtung bei geöffnetem Bypassrohr angeordnet sein.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben, hierin zeigt:
1 einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung bei geöffnetem Bypassrohr,
2 einen um 90 Grad gedrehten Querschnitt der Schaltvorrichtung aus 1,
3 einen Querschnitt der in 2 dargestellten Schaltvorrichtung bei geschlossenem Bypassrohr, und
4 eine perspektivische Ansicht der Schaltvorrichtung, wobei die Schaltvorrichtung zwei Schaufelorgane mit jeweils zwei Schaufelgehäuseteilen aufweist.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung 1 im Querschnitt. Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung besitzt ein Gehäuse 2 indem ein Abgaskühlkanal 3 und ein zentral verlaufendes Bypassrohr 4 angeordnet sind. Darüber hinaus besitzt das Gehäuse auf bekannte Weise einen Kühlmitteleinlass 5 und einen Kühlmittelauslass 6 die über einen Kühlmittelkanal 7 miteinander verbunden sind. Im Abgaskühlkanal 3 sind auf bekannte Weise Kühlstege 18 angeordnet. Ein Abgaseinlass wird im Wesentlichen durch ein Abgaseinlassgehäuseteil 8 gebildet indem zwei Schaufelorgane 11, 12 (siehe hierzu 3 bis 4) einer Schaltvorrichtung 10 drehbar gelagert sind. Die Schaufelorgane 11, 12 sind über eine schematisch dargestellte Antriebsvorrichtung 13 antreibbar. Diese Antriebsvorrichtung 13 greift auf einen Gelenkmechanismus 14 (siehe 4) derart an, dass die Schaufelorgane 11, 12 in Abgaseinlassgehäuseteil 8 gemäß dem an sich bekannten „Hampelmann Prinzip” gegeneinander verdrehbar sind. Im dargestellten Zustand, verschließt das Schaufelorgan 11 den Abgaskühlkanal 3. Am entgegengesetzten Ende des Abgaseinlassgehäuseteils 8 ist der Abgasauslass 9 angeordnet.
2 zeigt einen Querschnitt des Abgaseinlassgehäuseteils 8 um 90 Grad gedreht. Deutlich zu erkennen ist, wie die Schaufelorgane 11, 12 einerseits das Bypassrohr 4 umschließen und andererseits an der Innenwand des Abgaseinlassgehäuseteils 8 anliegen derart, dass der Abgaskühlkanal 3 verschlossen ist und das Bypassrohr 4 vollständig geöffnet ist.
3 zeigt nun das Abgaseinlassgehäuseteil 8 aus 2, wobei die Schaufelorgane 11, 12 derart verdreht sind, dass der Abgaskühlkanal 3 zur Durchströmung von Abgas freigegeben ist. Über Stege 15, 16 sind die Schaufelorgane 11, 12 mit Schaltklappen 17, 18 verbunden die im vorliegenden Fall das Bypassrohr fluiddicht verschließen. Deutlich zu erkennen ist, dass die geometrische Form der Schaufelorgane 11, 12 der Innenkontur des Abgaseinlassgehäuseteils 8 derart angepasst sind, dass die Schaufelorgane in geöffnetem Zustand des Abgaskühlkanals vollständig den Einlassquerschnitt des Abgaseinlassgehäuseteils 8 freigeben. Lediglich die dünnen Stege 15, 16 sind im Strömungsweg des Abgases vorhanden.
4 zeigt nun eine besondere Ausführungsform der Schaufelorgane 11, 12 in perspektivischer Ansicht. Hierbei bestehen die Schaufelorgane 11, 12 jeweils aus 2 Schaufelgehäuseteilen 19, 20 und 21, 22. Auf diese Weise ist es möglich, dass die Schaufelorgane 11, 12 bei geöffnetem Abgaskühlkanal noch platzsparender und bauraumkleiner im Abgaseinlassgehäuseteil 8 angeordnet werden können, da die Schaufelgehäuse 19, 20 bzw. 21, 22 übereinander geschoben werden können. Deutlich zu erkennen ist auch die Anordnung der Schaltklappen 17, 18 über Stege 15, 16 an den Schaufelorganen 11, 12.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1277945 B1 [0002, 0002]

Claims

Kühlvorrichtung, insbesondere Abgaskühlvorrichtung, für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Gehäuse, das mindestens einen Abgaskühlkanal, ein im Gehäuse zentral verlaufendes Bypassrohr, einen Kühlmitteleinlass und einen Kühlmittelauslass, die mit einem Kühlmittelkanal zusammenwirken, ein Abgaseinlaßgehäuseteil und einen Abgasauslass sowie eine Schaltvorrichtung zum Öffnen und Verschließen des Bypassrohrs aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung (10) zwei Schaufelorgane (11, 12) aufweist, die drehbar im Abgaseinlaßgehäuseteil (8) gelagert sind und über eine Antriebsvorrichtung (13) antreibbar sind, derart, dass der Abgaskühlkanal (3) zu verschließen und zu öffnen ist, wobei jedes Schaufelorgan (11, 12) jeweils über mindestens einen Steg (15, 16) mit einer Schaltklappe (17, 18) verbunden ist, derart, dass das Bypassrohr (4) durch die Schaltklappen (17, 18) zu öffnen und zu verschließen ist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelorgane (11, 12) im geschlossenen Zustand das Bypassrohr (4) umschließen und an der Innenwand des Abgaseinlaßgehäuseteils (8) anliegen, derart, dass der Abgaskühlkanal (3) fluiddicht verschlossen ist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenoberfläche der Schaufelorgane (11, 12) im Wesentlichen der Innenoberfläche des Abgaseinlaßgehäuseteils (8) entspricht.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelorgane (11, 12) jeweils zwei Schaufelgehäuseteile (19, 20; 21, 22) aufweisen.