DE102014215558A1

DE102014215558A1 - Kühler zum Kühlen einer Gasströmung

Info

Publication number: DE102014215558A1
Application number: DE102014215558.4A
Authority: DE
Inventors: Harald Rieger; Hartmut Sohla; Simon Schneider; David Mercader Quintana
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2014-08-06
Filing date: 2014-08-06
Publication date: 2016-02-11
Also published as: WO2016020162A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kühler (18) zum Kühlen einer Gasströmung (25), insbesondere bei einer Brennkraftmaschine (1) vorzugsweise bei einem Kraftfahrzeug, mit einem Kühlerblock (23), der einen von der Gasströmung (25) durchströmten Gaspfad (27) und einen von einem Kühlmittel durchströmten Kühlmittelpfad (28) aufweist, die mediengetrennt thermisch miteinander gekoppelt sind, mit einem Flüssigkeitsabscheider (24) zum Abscheiden von Flüssigkeit aus der Gasströmung (25), der bezogen auf die Gasströmung (25) stromab des Kühlerblocks (23) angeordnet ist, mit einem Kühlergehäuse (100), in welchem der Kühlerblock (23) und der Flüssigkeitsabscheider (24) angeordnet sind, und mit einem Kondensatablauf (32) durch welchen das am Flüssigkeitsabscheider (24) abgeschiedene Kondensat aus dem Kühlergehäuse (100) ablaufen kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsabscheider (24) zu dem Kühlerblock (23) beabstandet angeordnet ist und dass der Kondensatablauf (32) zu dem Kühlerblock (23) beabstandet angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem solchen und die Verwendung eines solchen Kühlers 18 in einer Abgasrückführanlage 6 zum Kühlen von rückgeführten Abgas.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühler zum Kühlen einer Gasströmung, insbesondere einen Abgasrückführkühler zum Kühlen von rückgeführtem Abgas, mit einem Kühlerblock, der einen von der Gasströmung durchströmten Gaspfad und einen von einem Kühlmittel durchströmten Kühlmittelpfad aufweist, die mediengetrennt thermisch miteinander gekoppelt sind, mit einem Flüssigkeitsabscheider zum Abscheiden von Flüssigkeit aus der Gasströmung, der bezogen auf eine Strömungsrichtung der Gasströmung stromab des Kühlerblocks angeordnet ist, mit einem Kühlergehäuse, in welchem der Kühlerblock und der Flüssigkeitsabscheider angeordnet sind, und mit einem Kondensatablauf, durch welchen das am Flüssigkeitsabscheider abgeschiedene Kondensat aus dem Kühlergehäuse ablaufen kann. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Kühler und eine Verwendung eines derartigen Kühlers.
Ein Kühler umfasst üblicherweise einen Kühlerblock, der einen von der Gasströmung durchströmbaren Gaspfad und einen von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlmittelpfad aufweist, die mediengetrennt thermisch miteinander gekoppelt sind. Bei Fahrzeugen kommen derartige Kühler vielfältig zum Einsatz. Eine besondere Anwendungsform ergibt sich bei der Abgasrückführung, bei der Abgas aus einer Abgasanlage extern einer Frischluftanlage zugeführt wird, um das rückgeführte Abgas mit der Frischluft stromauf von Brennräumen einer Brennkraftmaschine zu vermischen. Eine derartige Abgasrückführung hat sich hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs sowie der Schadstoffemissionen der Brennkraftmaschine als vorteilhaft erwiesen. Bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen wird zwischen einer Hochdruck-Abgasrückführung und einer Niederdruck-Abgasrückführung unterschieden. Eine aufgeladene Brennkraftmaschine ist mit einem Abgasturbolader ausgestattet, dessen Turbine in der Abgasanlage angeordnet ist und dessen Verdichter in der Frischluftanlage angeordnet ist. Dabei unterteilen Verdichter und Turbine die Frischluftanlage und die Abgasanlage jeweils in einen Hochdruckbereich und einen Niederdruckbereich. Der frischluftseitige Niederdruckbereich erstreckt sich stromauf des Verdichters. Der frischluftseitige Hochdruckbereich erstreckt sich stromab des Verdichters. Der abgasseitige Niederdruckbereich erstreckt sich stromab der Turbine. Der abgasseitige Hochdruckbereich erstreckt sich stromauf der Turbine. Eine Hochdruck-Abgasrückführung erfolgt somit stromauf der Turbine und stromab des Verdichters. Im Unterschied dazu erfolgt eine Niederdruck-Abgasrückführung stromab der Turbine und stromauf des Verdichters.
Im Abgas kann Wasser in Form von Wasserdampf enthalten sein, der durch die Verbrennungsprozesse entstehen kann. Ebenfalls kann in der aus der Umgebung angesaugten Frischluft Wasser in Form von Wasserdampf enthalten sein. Das rückgeführte Abgas wird in der Regel mittels eines Abgasrückführkühlers gekühlt, beispielsweise um den Massenstrom der Frischluft zu erhöhen. Je nach Umgebungsbedingungen kann dabei das rückgeführte Abgas unter den Taupunkt von Wasser abkühlen, wodurch sich eine Kondensation einstellen kann, so dass also flüssiges Wasser anfällt. Hierdurch können sich Tropfen ausbilden, die stromab folgende Bauteile beschädigen können. Dabei sind sowohl mechanische als auch korrosive Schäden möglich. Insbesondere ein Verdichterrad, das im Verdichter mit hoher Drehzahl rotiert, ist durch die Kollision mit Tröpfchen einer erhöhten Beschädigungsgefahr ausgesetzt. Ferner kann sich Kondensat niederschlagen und bei ungünstigen Umgebungsbedingungen gefrieren. Auch hier ist insbesondere das Verdichterrad einer erhöhten Gefahr ausgesetzt.
Besonders kritisch ist die Gefahr einer Kondensatbildung bei einer Niederdruck-Abgasrückführung, da dort das rückgeführte Abgas regelmäßig auf ein niedrigeres Temperaturniveau abgekühlt wird als bei einer Hochdruck-Abgasrückführung.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Kühler der eingangs genannten Art, der insbesondere als Abgasrückführkühler konzipiert sein kann, eine verbesserte Ausführungsform bzw. eine neuartige Verwendung anzugeben, die sich dadurch auszeichnet, dass im Falle einer Kondensatbildung die Gefahr einer Beschädigung nachfolgender Bauteile reduziert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Kühler mit einem Flüssigkeitsabscheider auszustatten. Mit Hilfe eines derartigen Flüssigkeitsabscheiders kann Flüssigkeit aus der Gasströmung abgeschieden werden, sodass die aus dem Kühler austretende Gasströmung keine oder nur eine reduzierte Menge Flüssigkeit enthält. Folglich reduziert sich die Gefahr für Beschädigungen nachfolgender Bauteile. Zweckmäßig sind der Flüssigkeitsabscheider zu dem Kühlerblock beabstandet angeordnet und der Kondensatablauf zu dem Kühlerblock beabstandet angeordnet. Auf diese Weise kann der Flüssigkeitsabscheider Flüssigkeit, die in der Gasströmung kondensiert, aus der Gasströmung abscheiden. Insbesondere kann der Flüssigkeitsabscheider dadurch Flüssigkeit, welche in der Gasströmung nach einer Gasaustrittseite des Kühlerblocks in der abgekühlten Gasströmung kondensiert, abfangen. Dadurch kann ein hoher Anteil der Flüssigkeit in der Gasströmung durch den Flüssigkeitsabscheider abgeschieden werden, wodurch sich die Gefahr für Beschädigungen nachfolgender Bauteile reduziert.
Eine günstige Möglichkeit sieht vor, dass das Kühlergehäuse einen Kühlerblockabschnitt aufweist, in welchem der Kühlerblock angeordnet ist, und dass das Kühlergehäuse einen Diffusor aufweist, welcher einen in einer Strömungsrichtung der Gasströmung variierenden Querschnitt aufweist. Dadurch dass der Diffusor einen variierenden Querschnitt aufweist, kann der Kühlerblock einen anderen Querschnitt, beispielsweise einen größeren Querschnitt aufweisen als eine Austrittsöffnung des Kühlers, der im Querschnitt durch einen Querschnitt einer nachfolgenden Frischluftleitung bestimmt sein kann. Des Weiteren kann der variierende Querschnitt des Diffusors dazu dienen, Druck und Strömungsgeschwindigkeit der Gasströmung zu beeinflussen.
Eine kostengünstige Lösung sieht vor, dass der Flüssigkeitsabscheider an einer Innenseite einer Wand des Diffusors gehalten ist und dass der Kondensatablauf an der Wand des Diffusors angeordnet ist und eine Fluidpassage durch die Wand des Diffusors bereitstellt. Dadurch kann der Flüssigkeitsabscheider in einfacher Weise in dem Kühler eingebracht werden. Darüber hinaus kann durch die Fluidpassage die im Flüssigkeitsabscheider gesammelte Flüssigkeit aus dem Kühler abgeleitet werden.
Eine weitere günstige Möglichkeit sieht vor, dass der Flüssigkeitsabscheider einen Halterahmen aufweist, welcher an der Innenseite der Wand des Diffusors gehalten ist. Der Halterahmen des Flüssigkeitsabscheiders erleichtert sowohl die Montage des Flüssigkeitsabscheiders an sich als auch die Montage des Flüssigkeitsabscheiders in dem Kühler.
Eine besonders günstige Möglichkeit sieht vor, dass der Flüssigkeitsabscheider durch eine Schweißverbindung an der Innenseite der Wand des Diffusors gehalten ist. Die Schweißverbindung bietet eine temperaturstabile dichte und mechanisch stark beanspruchbare Verbindung.
Eine vorteilhafte Möglichkeit sieht vor, dass der Flüssigkeitsabscheider an einer Stirnfläche des Kühlerblockabschnitts des Kühlers gehalten ist, und dass der Kondensatablauf an einer Wand des Kühlerblockabschnitts des Kühlergehäuses angeordnet ist und eine Fluidpassage durch die Wand des Kühlerblockabschnitts bereitstellt. Dadurch dass der Flüssigkeitsabscheider an einer Stirnfläche des Kühlerblockabschnitts gehalten ist, ist eine vorteilhafte und einfache Schweißung des Flüssigkeitsabscheiders an den Kühlerblockabschnitts möglich. Durch die Fluidpassage durch die Wand des Kühlerblockabschnitts kann Flüssigkeit, welche der Flüssigkeitsabscheider aus der Gasströmung gesammelt hat aus dem Kühler ablaufen.
Eine besonders vorteilhafte Möglichkeit sieht vor, dass der Flüssigkeitsabscheider einen Halterahmen aufweist, welcher an einer Stirnfläche des Kühlerblockabschnitts des Kühlers gehalten ist. Durch den Halterahmen wird zum einen die Montage des Flüssigkeitsabscheiders an sich erleichtert, zum anderen kann über den Halterahmen eine einfache Verbindung zu dem Kühlerblockabschnitt des Kühlers erreicht werden.
Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit sieht vor, dass der Flüssigkeitsabscheider durch eine Scheißverbindung an einer Stirnfläche des Kühlerblockabschnitts des Kühlers gehalten ist. Die Scheißverbindung bietet eine temperaturstabile fluiddichte und mechanisch belastbare Verbindung.
Eine weitere besonders vorteilhafte Möglichkeit sieht vor, dass die Wand des Kühlerblockabschnitts eine Vertiefung für den Kondensatablauf aufweist, in welcher Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsabscheider gesammelt und zu dem Kondensatablauf geleitet wird.
Eine günstige Lösung sieht vor, dass der Flüssigkeitsabscheider an einer Innenseite einer Wand des Kühlerblockabschnitts gehalten ist, und dass der Kondensatablauf an einer Wand des Kühlerblockabschnitts des Kühlergehäuses angeordnet ist und eine Fluidpassage durch die Wand des Kühlerblockabschnitts bereitstellt. Dadurch dass der Flüssigkeitsabscheider an der Innenseite der Wand des Kühlerblockabschnitts gehalten ist, ist eine einfache Verbindung zwischen dem Flüssigkeitsabscheider und dem Kühlerblockabschnitt möglich. Ferner kann durch die Fluidpassage Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsabscheider aus dem Kühler geleitet werden.
Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass der Flüssigkeitsabscheider einen Halterahmen aufweist, welcher an der Innenseite der Wand des Kühlerblockabschnitts gehalten ist. Zum einen erleichtert der Halterahmen die Montage des Flüssigkeitsabscheiders zum anderen erleichtert der Halterahmen die Befestigung des Flüssigkeitsabscheiders an dem Kühlerblockabschnitts.
Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht vor, dass der Halterahmen einen Verbindungsabschnitt aufweist, an welchem eine Schweißverbindung zwischen dem Halterahmen und der Wand des Kühlerblockabschnitts vorgesehen ist. Durch den Verbindungsabschnitt ist eine einfache Schweißung des Flüssigkeitsabscheiders an dem Kühlerblockabschnitt, beispielsweise mittels Laserschweißen möglich.
Eine günstige Lösung sieht vor, dass der Kühlerblockabschnitt einen Verbindungsabschnitt aufweist, auf welchen der Diffusor geschoben ist, und dass der Kühlerblockabschnitt und der Diffusor miteinander verschweißt sind. Der Verbindungsabschnitt kann somit den Diffusor für einen Schweißvorgang in Position halten, sodass die Schweißverbindung einfacher und besser durchführbar ist. Insbesondere weist der Verbindungsabschnitt einen reduzierten Durchmesser auf, sodass der Verbindungsabschnitt den Diffusor sowohl radial als auch axial in Position halten kann.
Eine weitere günstige Lösung sieht vor, dass der Kühler ein Verbindungselement aufweist, welches zwischen dem Kühlerblockabschnitt und dem Diffusor angeordnet ist. Das Verbindungselement kann dabei derart ausgebildet sein, dass der Kühlerblockabschnitt und der Diffusor in einer definierten Position zueinander gehalten werden, sodass ein Verschweißen des Kühlerblockabschnitts und des Diffusors erleichtert wird. Insbesondere kann dabei der Kühlerblockabschnitt mit dem Verbindungselement und der Diffusor mit dem Verbindungselement verschweißt werden.
Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass der Diffusor an einer Innenseite einer Wand des Kühlerblockabschnitts des Kühlers gehalten ist. Dies ermöglicht eine einfache Verbindung des Diffusors mit dem Kühlerblockabschnitt.
Eine weitere besonders günstige Lösung sieht vor, dass der Diffusor einen Verbindungsabschnitt aufweist, welcher derart geformt ist, dass eine Schweißverbindung zwischen dem Verbindungsabschnitt und der Innenseite der Wand des Kühlerblockabschnitts von außen möglich ist. Dadurch dass die Schweißverbindung von außen möglich ist, kann beispielsweise ein Laserschweißverfahren angewandt werden, welches sich durch eine besonders geringe Wärmeeintragung in die Bauteile auszeichnet.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass der Verbindungsabschnitt des Diffusors nach außen gebogen ausgebildet ist, sodass eine Anlagestelle zwischen dem Verbindungsabschnitt und der Wand des Kühlerblockabschnitts von außen sichtbar ist.
Günstig ist es, wenn das Kühlergehäuse einen Abscheiderabschnitt aufweist, in welchem der Flüssigkeitsabscheider und der Kondensatablauf angeordnet sind. Dadurch wird die Vielfalt der Kühler erhöht, da der Abscheiderabschnitt beispielsweise durch einen Abschnitt ausgetauscht werden kann, indem kein oder ein anderer Flüssigkeitsabscheider angeordnet ist. Beispielsweise ist auf diese Weise ein Baukastensystem möglich.
Ferner ist es günstig, wenn der Abscheiderabschnitt separat zu dem Abschnitt des Kühlergehäuses ausgebildet ist. Dadurch können bestehende Kühler durch einen Flüssigkeitsabscheider ergänzt werden des Weiteren ist die Möglichkeit gegeben, in einfacher Weise zwei Varianten eines Kühlers (mit und ohne Flüssigkeitsabscheider) anzubieten. Ferner kann dadurch der Abscheiderabschnitt verhältnismäßig kurz ausgebildet sein, sodass die Montage des Flüssigkeitsabscheiders in dem Abscheiderabschnitt erleichtert ist.
Besonders günstig ist es, wenn der Abscheiderabschnitt zwischen dem Kühlerblockabschnitt und dem Diffusor angeordnet ist. Dadurch kann der Abscheiderabschnitt einen ähnlich großen Querschnitt aufweisen wie der Kühlerblockabschnitt, sodass der Flüssigkeitsabscheider ebenfalls einen großen Querschnitt aufweisen kann, wodurch der Strömungswiderstand durch den Flüssigkeitsabscheider kleingehalten werden kann.
Vorteilhaft ist es, wenn der Abscheiderabschnitt an einer Stirnfläche des Kühlerblockabschnitts gehalten ist. Dies ermöglicht eine einfache Verbindung zwischen dem Abscheiderabschnitt und dem Kühlerblockabschnitt.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Abscheiderabschnitt durch eine Schweißverbindung an der Stirnfläche gehalten ist. Eine Schweißverbindung bietet eine temperaturstabile Gasdichte und mechanisch belastbare Verbindung.
Ferner ist es besonders vorteilhaft, wenn der Abscheideabschnitt einen Verbindungsabschnitt aufweist, an welchem der Diffusor gehalten ist. Dadurch kann der Diffusor einfach an dem Abscheiderabschnitt angebracht werden, sodass Kühlerblockabschnitt, Abscheiderabschnitt und Diffusor miteinander verbunden sind.
Ferner ist es besonders günstig, dass der Abscheiderabschnitt einen Verbindungsabschnitt aufweist, auf welchen der Diffusor aufgeschoben ist. Dadurch wird die Ausbildung einer Schweißverbindung zwischen dem Abscheiderabschnitt und dem Diffusor erleichtert, da durch den Verbindungsabschnitt der Diffusor radial relativ zu dem Abscheiderabschnitt stabilisiert ist.
Eine günstige Möglichkeit sieht vor, dass der Abscheiderabschnitt durch eine Schraubverbindung an dem Kühlerblockabschnitt gehalten ist und dass der Diffusor durch eine Schraubverbindung an dem Abscheiderabschnitt gehalten ist. Auf diese Weise ist eine lösbare Verbindung zwischen dem Abscheiderabschnitt und dem Kühlerblockabschnitt und dem Diffusor gegeben, sodass ein Wechsel des Flüssigkeitsabscheiders, welcher in dem Abscheiderabschnitt angeordnet ist, unabhängig von einem Wechsel des Kühlers möglich ist.
Eine weitere günstige Möglichkeit sieht vor, dass der Flüssigkeitsabscheider an einer nach innen ragenden Schulter des Abscheiderabschnitts des Kühlergehäuses gehalten ist. Die nach innen ragende Schulter des Abscheiderabschnittes bietet eine Anlagefläche, an welcher der Flüssigkeitsabscheider gut positioniert werden kann, sodass die Montage des Flüssigkeitsabscheiders in dem Abscheiderabschnitt vereinfacht ist.
Eine besonders günstige Möglichkeit sieht vor, dass der Flüssigkeitsabscheider an der Schulter des Abscheiderabschnittes angeschweißt ist. Eine Schweißverbindung bietet eine temperaturstabile Gasdichte und mechanisch belastbare Verbindung.
Eine weitere besonders günstige Möglichkeit sieht vor, dass der Flüssigkeitsabscheider gegen die Schulter des Abscheiderabschnitts geklemmt ist. Dadurch ist eine lösbare Verbindung des Flüssigkeitsabscheiders an dem Abscheiderabschnitt möglich, sodass bei einem Wechsel des Flüssigkeitsabscheiders der Abscheiderabschnitt weiter verwendet werden kann, sodass die Kosten bei einem Wechsel des Flüssigkeitsabscheiders reduziert werden.
Eine günstige Variante sieht vor, dass der Kondensatablauf eine Fluidpassage durch eine Wand des Abscheiderabschnitts des Kühlergehäuses bereitstellt. Durch die Fluidpassage kann Flüssigkeit, welche sich im Flüssigkeitsabscheider angesammelt hat aus dem Kühler geleitet werden. Ferner kann ein Ablaufrohr des Kondensatablaufes in einfacher Weise an dem Abscheiderabschnitt angebracht werden beispielsweise schon vor der Montage des Abscheiderabschnitts an dem Kühlerblockabschnitt, sodass eine zuverlässige Abdichtung am Kondensatablauf gewährleistet sein kann.
Ferner sieht eine günstige Variante vor, dass der Abscheiderabschnitt eine Vertiefung aufweist, in welcher sich Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsabscheider sammelt und zu dem Kondensatablauf geführt wird.
Ferner wird die oben genannte Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug mit einem Kühler gemäß der vorstehenden Beschreibung gelöst. Darüber hinaus wird die oben genannte Aufgabe durch die Verwendung eines Kühlers gemäß der vorstehenden Beschreibung in einer Abgasrückführanlage zum Kühlen von Rückgeführtem Abgas gelöst.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch
1 eine stark vereinfachte schaltplanartige Prinzipdarstellung einer Brennkraftmaschine,
2 einen Schnittdarstellung durch einen Kühler gemäß einer ersten Ausführungsform,
3 eine Schnittdarstellung durch eine Abscheidefaserstruktur,
4a eine Aufsicht auf einen Flüssigkeitsabscheider gemäß einer ersten Ausführungsform,
4b eine Schnittdarstellung entlang einer Schnittlinie AA durch den Flüssigkeitsabscheider aus 4a,
4c eine perspektivische Darstellung des Flüssigkeitsabscheiders aus 4a,
4d eine Explosionszeichnung des Flüssigkeitsabscheiders aus 4a,
5 einen Schnittdarstellung durch einen Kühler gemäß einer zweiten Ausführungsform,
6 einen Schnittdarstellung durch einen Kühler gemäß einer dritten Ausführungsform,
7 einen Schnittdarstellung durch einen Kühler gemäß einer vierten Ausführungsform,
8 einen Schnittdarstellung durch einen Kühler gemäß einer fünften Ausführungsform,
9 einen Schnittdarstellung durch einen Kühler gemäß einer sechsten Ausführungsform.
Eine in 1 dargestellte Brennkraftmaschine 1 umfasst einen Motorblock 2 mit mehreren Brennräumen 3, eine Frischluftanlage 4 zum Zuführen von Frischluft zu den Brennräumen 3, eine Abgasanlage 5 zum Abführen von Abgas von den Brennräumen 3 sowie eine Abgasrückführanlage 6 zum Rückführen von Abgas von der Abgasanlage 5 zur Frischluftanlage 4. Die Frischluftanlage 4 enthält ein Frischluftfilter 7, einen Verdichter 8 eines Abgasturboladers 9, einen Ladeluftkühler 10 und eine Drosseleinrichtung 11, zum Beispiel in Form einer Drosselklappe. Der Ladeluftkühler 10 ist an einen Kühlkreis 12 angeschlossen. Die Abgasanlage 5 enthält eine Turbine 13 des Abgasturboladers 9, die über eine Antriebswelle 14 mit dem Verdichter 8 verbunden ist. Ferner enthält die Abgasanlage 5 einen Katalysator 15 und eine Drosseleinrichtung 16, zum Beispiel in Form einer Stauklappe.
Die Abgasrückführanlage 6 enthält ein Abgasrückführventil 17 und einen Abgasrückführkühler 18, der an einen Kühlkreis 19 angeschlossen ist. Eine Entnahmestelle 20 der Abgasrückführanlage 6 ist hier stromab der Turbine 13 an der Abgasanlage 5 angeordnet. Eine Einleitstelle 21 der Abgasrückführanlage 6 ist hier stromauf des Verdichters 8 an der Frischluftanlage 4 angeordnet. Dementsprechend handelt es sich hier um eine Niederdruck-Abgasrückführung.
Der Kühlkreis 12 des Ladeluftkühlers 10 und/oder der Kühlkreis 19 des Abgasrückführkühlers 18 kann bzw. können mit einem Motorkühlkreis 22 gekoppelt sein. Ebenso kann es sich dabei jeweils um einen separaten Kühlkreis handeln.
Der Abgasrückführkühler 18, der im Folgenden allgemein auch als „Kühler 18“ bezeichnet wird, umfasst einen Kühlerblock 23 und einen Flüssigkeitsabscheider 24 zum Abscheiden von Flüssigkeit aus einer Gasströmung 25, die den Kühlerblock 23 durchströmt. Der Flüssigkeitsabscheider 24 ist stromab des Kühlerblocks 23 angeordnet.
Der Kühlerblock 23 weist einen von der Gasströmung 25 durchströmbaren Gaspfad 27 auf. Des Weiteren enthält der Kühlerblock 23 einen Kühlmittelpfad 28, der von einem vorzugsweise flüssigen Kühlmittel durchströmbare ist. Der Kühlmittelpfad 28 und der Gaspfad 27 sind thermisch, jedoch mediengetrennt miteinander gekoppelt. Dementsprechend kann der Kühlmittelpfad 28 Wärme aus dem Gaspfad 27 entziehen.
Ferner weist der Kühler ein Kühlergehäuse 100 auf, welches einen Kühlerblockabschnitt 102 und einen Diffusor 104 aufweist. Der Kühlerblockabschnitt 102 des Kühlgehäuses 100 umschließt den Kühlerblock 23. Im Bereich einer Gasaustrittsöffnung 26 des Kühlerblocks 23 weist der Kühlerblockabschnitt 102 einen Verbindungsabschnitt 106 auf, welcher im Vergleich zum restlichen Kühlerblockabschnitt 102 verjüngt ist. Dadurch bildet sich ein Absatz 108 zwischen dem Verbindungsabschnitt 106 und dem Rest des Kühlerblockabschnitts 102. Auf den Verbindungsabschnitt 106 ist der Diffusor 104 aufgeschoben, sodass eine Stirnfläche 110 des Diffusors 104 auf Stoß auf den Absatz 108 des Kühlerblockabschnittes 102 anliegt.
Dadurch bildet sich ein um den Kühlerblockabschnitt 102 und Diffusor 104 umlaufender Fügespalt. Der Diffusor 104 und der Kühlerblockabschnitt 102 sind unter Ausnutzung des Fügespalts miteinander verschweißt.
Der Diffusor 104 erstreckt sich von dem Kühlerblockabschnitt 102 bis zu einer Gasaustrittsöffnung 112 des Kühlers 18, welche an einer Einleitstelle 21 der Abgasrückführanlage 6 angeschlossen ist.
Der Querschnitt des Kühlerblockabschnitts 102, insbesondere die Fläche und Form des Querschnitts, unterscheiden sich von dem Querschnitt der Gasaustrittsöffnung 112. Insbesondere weist der Querschnitt des Kühlerblockabschnitts 102 eine größere Fläche auf als der Querschnitt der Gasaustrittsöffnung 112. Somit verjüngt sich der Diffusor 104 im Verlauf von dem Kühlerblockabschnitt 102 ausgehend bis zur Gasaustrittsöffnung 112.
Der Diffusor 104 weist dazu einen kühlerblockabschnittseitigen ersten Abschnitt 114 auf, einen sich verjüngenden zweiten Abschnitt 116 und einen austrittsseitigen dritten Abschnitt 118 auf. Während der erste Abschnitt 114 und der dritte Abschnitt 118 einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt aufweisen, verkleinert sich der Querschnitt des zweiten Abschnitts 116 im Verlauf vom ersten Abschnitt 114 zu dem dritten Abschnitt 118. Dadurch verläuft eine Wand 120 des Diffusors 104 im zweiten Abschnitt 116 schräg zu einer Strömungsrichtung der Gasströmung 25.
Durch die Abkühlung der Gasströmung 25 im Kühlerblock 23 besteht die Gefahr der Kondensation von Wasserdampf, welcher sich in der Gasströmung 25 befindet. Dadurch können sich Tröpfchen in der Gasströmung 25 bilden, welche nachfolgende Elemente beschädigen können, beispielsweise den Verdichter 8. Aus diesem Grund ist stromab des Kühlerblocks 23 der Flüssigkeitsabscheider 24 angeordnet, um Flüssigkeit aus der Gasströmung 25 abzuscheiden.
Der Flüssigkeitsabscheider 24 weist mindestens ein, beispielsweise zwei Abscheidefaserstrukturen 36, einen ersten Halterahmen 38 und einen zweiten Halterahmen 40 und einen Abstandshalter 42 auf. Sowohl an dem ersten Halterahmen 38 als auch an dem zweiten Halterahmen 40 ist jeweils eine Abscheidefaserstruktur 36 gehalten.
Um die Abscheidefaserstruktur 36 an den Halterahmen 38 oder 40 zu halten, kann vorgesehen sein, dass die Abscheidefaserstruktur 36 eingeschweißt, eingeklebt, gelötet, eingeklemmt, eingepresst, gebördelt oder formschlüssig eingebracht werden.
Die Halterahmen 38 und 40 werden jeweils mit der Seite, an welcher die Abscheidefaserstrukturen 36 gehalten sind, zueinander angeordnet und durch den Abstandshalter 42 voneinander getrennt. Die Halterahmen 38 und 40 und der Abstandshalter 42 können durch Stoff- und/oder Formschluss, beispielsweise durch Schweißen, Löten oder Klemmen, Schrauben, aneinander gehalten sein.
Alternativ oder ergänzend hierzu können die Halterahmen 38 und 40 derart angeordnet sein, dass die Abscheidefaserstrukturen 36 jeweils an einer Zustromseite der Halterahmen 38 und 40 angeordnet ist.
Die Halterahmen 38 und 40 weisen beispielsweise eine im Wesentlichen rechteckige Gasdurchtrittsöffnung 44, insbesondere mit abgerundeten Ecken, auf, durch welche die Gasströmung 25 strömen kann. Die Gasdurchtrittsöffnung 44 ist von einer Rahmenstruktur 46 umgeben, an welcher die Abscheidefaserstruktur 36 gehalten ist.
Der Abstandshalter 42 weist eine Gasdurchtrittsöffnung 48 auf, welche beispielsweise eine im Wesentlichen rechteckige Form, insbesondere mit abgerundeten Ecken, aufweist. Die Gasdurchtrittsöffnung 48 ist unvollständig von einer Rahmenstruktur 50 umschlossen. Die Rahmenstruktur 50 weist in Schwerkraftrichtung unten gesehen eine Aussparung 51 auf, durch welche im Flüssigkeitsabscheider 24 abgeschiedene Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsabscheider 24 austreten kann.
Die Breite der Rahmenstruktur 50 des Abstandshalters 42 und damit der Abstand zwischen den beiden Abscheidefaserstrukturen 36 ist zwischen 0,1 und 50 mm, vorteilhafterweise zwischen 0,5 und 10 mm, besonders vorteilhaft zwischen 5 und 10 mm, insbesondere weist die Rahmenstruktur 50 des Abstandshalters 42 eine Breite von 6 mm auf.
Die Abscheidefaserstruktur 36 ist vorzugsweise flächig ausgebildet. Dazu weist die Abscheidefaserstruktur 36 mehrere Fasern 54 auf, welche beispielsweise ein Gewebe, ein Gewirk, ein Gestrick oder ein Filz oder ähnliches bilden.
Dabei bilden die Fasern 54 der Abscheidefaserstruktur 36 Öffnungen 56, durch welche die Gasströmung 25 durch die Abscheidefaserstruktur 36 strömen kann.
Die Größe der Öffnungen 56 wird dabei an die zu erwartende Größe der Flüssigkeitströpfchen innerhalb der Gasströmung 25 angepasst. Ein möglichst großer Teil der Flüssigkeitströpfchen aus der Gasströmung 25 soll mindestens eine Faser 54 der Abscheidefaserstruktur 36 berühren und dadurch aus der Gasströmung 25 gefangen werden.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann die Abscheidefaserstruktur 36 mehrere Lagen aufweisen, welche insbesondere eine unterschiedliche Maschenweiten 60 und/oder unterschiedliche Fasern 54 und/oder unterschiedliche Strukturen aufweisen.
Vorzugsweise weist die Abscheidefaserstruktur 36 hydrophile Fasern 54 auf. An hydrophilen Fasern 54 haften Wassertröpfchen, welche aus der Gasströmung 25 abgeschieden werden sollen, besonders gut.
Beispielsweise kann die Abscheidefaserstruktur 36 keramische und/oder metallische Fasern 54 aufweisen.
Durch die Größe der Öffnungen 56 und eine Faserstärke 58 der Fasern 54 bestimmt sich im Wesentlichen eine Maschenweite 60 der Abscheidefaserstruktur 36. Die Maschenweite 60 ist im Wesentlichen der mittlere Abstand der Fasermittelpunkte der Fasern 54 zueinander.
Der Flüssigkeitsabscheider 24 ist vorzugsweise beabstandet von einer Gasaustrittsseite 26 des Kühlerblocks 23 angeordnet.
Insbesondere ist der Flüssigkeitsabscheider 24 an einer Innenseite 122 der Wand 120 des Diffusors 104 gehalten. Vorzugsweise ist der Flüssigkeitsabscheider 24 in einem Übergangsbereich zwischen dem ersten Abschnitt 114 und dem zweiten Abschnitt 116 des Diffusors 104 angeordnet.
Der hintere Halterahmen 40 des Flüssigkeitsabscheiders 24 weist mindestens einen Auflagefuß 123 auf, mit welchem der Flüssigkeitsabscheider 24 an der schräg verlaufenden Wand 120 im zweiten Abschnitt 116 des Diffusors 104 anliegt.
Im Bereich des ersten Abschnitts 114 liegt der Flüssigkeitsabscheider 24 mit der Rahmenstruktur 46 des vorderen Halterahmens 38 an der Innenseite 122 der Wand 120 an. Dadurch bildet sich ein Fügespalt zwischen der Innenseite 122 der Wand 120 des Diffusors 104 und dem Flüssigkeitsabscheider 24, welcher für einen Schweißverbindung zwischen dem Flüssigkeitsabscheider 24 und dem Diffusor 104 genutzt wird.
Die Schweißverbindung am vorderen Halterahmen 38 des Flüssigkeitsabscheiders 24 erstreckt sich nicht vollständig über die Rahmenstruktur 46 des Halterahmens 38. Insbesondere im in Schwerkraftrichtung unteren Bereich des Halterahmens 38 liegt keine Schweißverbindung vor, da der Halterahmen 38 dort beabstandet zu der Wand 120 des Diffusors 104 ist, um eine Fluidpassage für Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsabscheider 24 in Richtung eines Kondensatablaufs 32 zu ermöglichen.
Im unteren Bereich ist der Flüssigkeitsabscheider 24 mit dem hinteren Halterahmen 40 an der Wand 120 des Diffusors 104 angeschweißt.
Im ersten Abschnitt 114 des Diffusors 104 weist der Kühler 18 einen Kondensatablauf 32 auf, durch welchen Flüssigkeit, welche durch den Flüssigkeitsabscheider 24 aus der Gasströmung 25 aufgefangen wird, aus dem Kühler 18 geleitet werden kann.
Der Kondensatablauf 32 ist in Schwerkraftrichtung unterhalb des Flüssigkeitsabscheiders 24 angeordnet, sodass durch die Schwerkraft bedingte Bewegung/Strömung der Flüssigkeit, die Flüssigkeit in den Kondensatablauf 32 fließt.
Durch die Anordnung im ersten Abschnitt 114 ist der Kondensatablauf 32 zwischen der Gasaustrittsseite 26 des Kühlerblocks 23 und dem Flüssigkeitsabscheider 24 angeordnet. Dadurch kann Flüssigkeit, welche sich entweder schon im Gaspfad 27 niedergeschlagen hat oder an einer Kühlwand 34 zwischen Gasaustrittsseite 26 und Flüssigkeitsabscheider 24 niedergeschlagen hat, ebenfalls durch den Kondensatablauf 32 aus dem Kühler 18 abfließen.
An dem Kondensatablauf 32 ist ein Ablaufrohr 80 angeschweißt.
Eine in 5 dargestellte zweite Ausführungsform des Kühlers 18 unterscheidet sich von der in den 1 bis 4d dargestellten ersten Ausführungsform des Kühlers 18 dadurch, dass der Kühler 18 ein Verbindungselement 126 aufweist, welches zwischen dem Kühlerblockabschnitt 102 und dem Diffusor 104 angeordnet ist, um eine Schweißverbindung zwischen dem Kühlerblockabschnitt 102 und dem Diffusor 104 zu vereinfachen.
Das Verbindungselement 126 liegt an einer Innenseite 128 einer Wand 130 des Kühlerblockabschnitts 102 an, sodass sich ein Fügespalt zwischen dem Verbindungselement 126 und der Wand 130 des Kühlerblockabschnitts 102 bildet. Der Fügeabschnitt wird für eine Schweißverbindung zwischen dem Kühlerblockabschnitt 102 und dem Verbindungselement 126 genutzt.
Ferner liegt das Verbindungselement 126 an einer Außenseite 133 der Wand 120 des Diffusors 104 an und bildet somit einen Fügespalt. Der Fügespalt wird für eine Schweißverbindung zwischen dem Verbindungselement 126 und dem Diffusor 104 genutzt.
Somit ist der Kühlerblockabschnitt 102 mittelbar über das Verbindungselement 126 mit dem Diffusor 104 verbunden. Dabei weist der Diffusor 104 im ersten Abschnitt 114 einen flächenmäßig kleineren Querschnitt auf als der Kühlerblockabschnitt 102.
Ferner weist der hintere Halterahmen 40 des Flüssigkeitsabscheiders 24 einen umlaufenden Verbindungsabschnitt 124 auf, welcher sich vom hinteren Halterahmen 40 aus in Richtung Kühlerblockabschnitt 102 erstreckt, sodass der Verbindungsabschnitt 124 den restlichen Flüssigkeitsabscheider 24 zumindest teilweise umgibt.
Zwischen dem Verbindungsabschnitt 124 und der Innenseite 122 der Wand 120 des Diffusors 104 bildet sich ein Fügespalt, welcher für eine Schweißverbindung zwischen dem Flüssigkeitsabscheider 24 und dem Diffusor 104 genutzt wird.
Im Übrigen stimmt die in 5 dargestellte erste Ausführungsform des Kühlers 18 mit der in den 1 bis 4d dargestellten ersten Ausführungsform des Kühlers 18 hinsichtlich Aufbau und Funktion überein, auf deren vorstehende Beschreibung in soweit Bezug genommen wird.
Eine in 6 dargestellte dritte Ausführungsform des Kühlers 18 unterscheidet sich von der in den 1 bis 4d dargestellten ersten Ausführungsform des Kühlers 18 dadurch, dass der Flüssigkeitsabscheider 24 an einer Stirnfläche 132 des Kühlerblockabschnitts 102 gehalten ist und dadurch dass der Kondensatablauf 32 im Kühlerblockabschnitt 102 angeordnet ist. Der hintere Halterahmen 40 des Flüssigkeitsabscheiders 24 weist eine breitere Rahmenstruktur 46 auf, als der vordere Halterahmen 38 sodass der hintere Halterahmen 40 übersteht und sich somit ein Absatz 134 bildet, mit welchem der Flüssigkeitsabscheider 24 an der Stirnfläche 132 des Kühlerblockabschnitts 102 angelegt ist.
Zwischen dem Absatz 134 des Flüssigkeitsabscheiders 24 und der Stirnfläche 132 bildet sich ein Fügespalt, welcher für eine Schweißverbindung genutzt ist.
Die Wand 130 des Kühlerblockabschnitts 102 erstreckt sich über den Kühlerblock 23 hinaus, sodass ein Abstand zwischen dem Kühlerblock 23 und dem Flüssigkeitsabscheider 24 gegeben ist. Zwischen dem Kühlerblock 23 und dem Flüssigkeitsabscheider 24 ist der Kondensatablauf 32 in der Wand 130 des Kühlerblockabschnitts 102 angeordnet.
Ferner weist die Wand 130 des Kühlerblockabschnitts 102 eine Vertiefung 136 auf, in welcher Flüssigkeit, beispielsweise aus dem Flüssigkeitsabscheider 24 gesammelt und zu dem Kondensatablauf 32 geleitet wird.
Im Übrigen stimmt die in 6 dargestellte dritte Ausführungsformen des Kühlers 18 mit der in den 1 bis 4d dargestellten ersten Ausführungsform des Kühlers 18 hinsichtlich Aufbau und Funktion überein, auf deren vorstehende Beschreibung in soweit Bezug genommen wird.
Eine in 7 dargestellte vierte Ausführungsform des Kühlers 18 unterscheidet sich von der in 1 bis 4d dargestellten ersten Ausführungsform des Kühlers 18 dadurch, dass der Flüssigkeitsabscheider 24 an einer Innenseite 128 der Wand 130 des Kühlerblockabschnitts 102 gehalten ist und dadurch dass der Diffusor 104 an der Innenseite 128 der Wand 130 des Kühlerblockabschnitts 102 gehalten ist und dadurch dass der Kondensatablauf 32 in der Wand 130 des Kühlerblockabschnitts 102 angeordnet ist.
Der in 7 gezeigte Kühlerblockabschnitt 102 weitet sich zum Diffusor 104 hin auf. Es versteht sich, dass der Kühlerblockabschnitt 102 auch wie bei den anderen Ausführungsformen einen konstanten Querschnitt aufweisen kann.
Der hintere Halterahmen 40 des Flüssigkeitsabscheiders 24 weist mindestens einen Verbindungsabschnitt 124 auf, welcher sich im Schnitt gesehen gebogen nach außen und nach hinten also in Richtung Diffusor 104 erstreckt, sodass sich eine Außenseite des Verbindungsabschnitt 124 an die Innenseite 128 der Wand 130 des Kühlerblockabschnitts 102 anlegen kann. Dadurch entsteht ein Fügespalt zwischen dem Anlagefuß 124 und der Wand 130, welche für eine Schweißverbindung genutzt werden kann.
Bei dieser Konstruktion liegt die Schweißnaht aus Richtung des Diffusors 104 sichtbar, sodass ein Schweißen mittels Laserschweißung möglich ist.
Der Diffusor 104 weist an seiner dem Kühlerblockabschnitt 102 zugewandten Seite einen umgestülpten Verbindungsabschnitt 138 auf, welcher an der Innenseite 128 der Wand 130 des Kühlerblockabschnitts 102 anliegt und somit einen Fügespalt zwischen Diffusor 104 und Kühlerblockabschnitt 102 bildet. Dieser Fügespalt wird für eine Schweißverbindung genutzt. Die Schweißnaht ist dabei von außen zugänglich, sodass auch hier eine Schweißung mittels Laserschweißen möglich ist.
Ferner erstreckt sich die Wand 130 des Kühlerblockabschnitts 102 über den Kühlerblock 23 hinaus, sodass der Flüssigkeitsabscheider 24 beabstandet zu dem Kühlerblock 23 angeordnet sein kann und ist. Zwischen den Kühlerblock 23 und dem Flüssigkeitsabscheider 24 ist der Kondensatablauf 32 angeordnet.
Die Wand 130 des Kühlerblockabschnitts 102 weist eine Vertiefung 136 auf, in welcher Flüssigkeit, beispielsweise aus dem Flüssigkeitsabscheider 24 gesammelt und zu dem Kondensatablauf 32 geleitet werden kann.
Im Übrigen stimmt die in 7 dargestellte vierte Ausführungsform des Kühlers 18 mit der in den 1 bis 4d dargestellten ersten Ausführungsform des Kühlers 18 hinsichtlich Aufbau und Funktion überein, auf deren vorstehende Beschreibung in soweit Bezug genommen wird.
Eine in 8 dargestellte fünfte Ausführungsform des Kühlers 18 unterscheidet sich von der in den 1 bis 4d dargestellten ersten Ausführungsform des Kühlers 18 dadurch, dass der Kühler 18 einen Abscheiderabschnitt 140 aufweist, in welchem der Flüssigkeitsabscheider 24 und der Kondensatablauf 32 angeordnet sind.
Der Abscheiderabschnitt 140 ist zwischen dem Kühlerblockabschnitt 102 und dem Diffusor 104 angeordnet. Der Abscheiderabschnitt 140 liegt an der Stirnfläche 132 des Kühlerblockabschnitts 102 an und bildet dort einen Fügespalt zwischen der Stirnfläche 132 und dem Abscheiderabschnitt 140, welcher für eine Schweißverbindung zwischen dem Kühlerblockabschnitt 102 und dem Abscheiderabschnitt 140 genutzt wird.
Ferner weist der Abscheiderabschnitt 140 einen Verbindungsabschnitt 142 auf, welcher eine Verjüngung aufweist, sodass sich ein Absatz 144 bildet, welcher um den Abscheideabschnitt 140 umläuft. Auf diesen Verbindungsabschnitt 142 ist der Diffusor 104 geschoben uns stößt dabei auf den Absatz 144 an. Somit bildet sich ein Fügeabschnitt zwischen dem Absatz 144 und dem Diffusor 104, welcher für eine Schweißverbindung zwischen dem Abscheiderabschnitt 140 und dem Diffusor 104 genutzt ist.
An einer Innenseite 146 des Abscheideabschnitts 140 weist der Abscheideabschnitt 140 eine nach Innen ragende Schulter 148 auf.
Der Flüssigkeitsabscheider 24 liegt an der Schulter 148 an, und bildet somit einen Fügespalt zwischen der Schulter 148 und der Rahmenstruktur 46 des hinteren Halterahmens 40 des Flüssigkeitsabscheiders 24, welcher zur Schweißverwendung genutzt ist.
In Schwerkraftrichtung gesehen unterhalb des Flüssigkeitsabscheiders 24 weist der Abscheiderabschnitt 40 den Kondensatablauf 32 auf, welcher in einer Vertiefung 136 angeordnet ist. Die Vertiefung 136 sammelt Flüssigkeit, insbesondere aus dem Flüssigkeitsabscheider 24, und leitet diese zu dem Kondensatablauf 32.
Im Übrigen stimmt die in 8 dargestellte fünfte Ausführungsform des Kühlers 18 mit der in den 1 bis 4d ersten Ausführungsform des Kühlers 18 hinsichtlich Aufbau und Funktion überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine in 9 dargestellte sechste Ausführungsform des Kühlers 18 unterscheidet sich von der in 8 dargestellten fünften Ausführungsform des Kühlers 18 dadurch, dass der Abscheideabschnitt 140 mittels einer Schraubverbindung an dem Kühlerblockabschnitt 102 gehalten ist und dadurch, dass der Flüssigkeitsabscheider 24 in dem Abscheiderabschnitt 40 geklemmt ist.
Der Kühlerblockabschnitt 102 weist an der dem Abscheiderabschnitt 140 zugewandten Ende einen Flansch 150 auf. In dem Flansch 150 sind mehrere, beispielsweise vier Bohrungen 152 vorgesehen.
Der Diffusor 104 weist an seiner dem Abscheiderabschnitt 140 zugewandten Seite einen Flansch 154 auf, welcher mehrere, beispielsweise vier Bohrungen 156 aufweist.
Die Bohrungen 152 im Flansch 150 des Kühlerblockabschnitts 102 und die Bohrungen 156 im Flansch 154 des Diffusors 104 sind fluchtend zueinander angeordnet, sodass diese für eine Schraubverbindung verwendet werden können.
Der Abscheiderabschnitt 140 ist zweiteilig ausgebildet. Der Abscheiderabschnitt 140 weist einen Basisteil 158, in welchem der Flüssigkeitsabscheider 24 eingelegt ist, und einen Abdeckteil 160, welcher den Flüssigkeitsabscheider 24 in dem Basisteil 158 hält. Das Basisteil 158 weist eine Gasdurchtrittsöffnung 162 auf, welche kleiner ist, als die Fläche, welche der Flüssigkeitsabscheider 24 einnimmt, und einen Flüssigkeitsabscheideraufnahmebereich 164 mit erweitertem Querschnitt auf, sodass der Flüssigkeitsabscheider 24 in den Flüssigkeitsabscheideraufnahmebereich 164 einlegbar und eingelegt ist. Der Flüssigkeitsabscheider 24 liegt auf einem Absatz 168, welcher sich zwischen dem Flüssigkeitsabscheideraufnahmebereich 164 und der Gasdurchtrittsöffnung 162 des Basisteils 158 bildet, auf.
Die Tiefe des Flüssigkeitsabscheideraufnahmebereichs 164 entspricht im Wesentlichen der Dicke des Flüssigkeitsabscheiders 24, jeweils in Strömungsrichtung der Gasströmung 25. Wenn der Flüssigkeitsabscheider 24 in dem Flüssigkeitsabscheideraufnahmebereich 164 des Basisteils 158 liegt, liegen der Flüssigkeitsabscheider 24 und das Basisteil 58 an ihrer Zustromseite bündig zueinander.
Das Abdeckteil 160 weist eine Gasdurchtrittsöffnung 166 auf, welche im Wesentlichen die gleiche Größe aufweist wie die Gasdurchtrittsöffnung 162 des Basisteils, sodass das Abdeckteil 160 den Flüssigkeitsabscheider 24 zumindest im Randbereich abdeckt und somit im Flüssigkeitsabscheideraufnahmebereich 164 hält. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Flüssigkeitsabscheider 24 in den Flüssigkeitsabscheideraufnahmebereich 164 eingeklemmt ist.
Der Basisteil 158 und der Abdeckteil 160 weisen Bohrungen 169, beispielsweise jeweils vier Bohrungen 169 auf, welche fluchtend zueinander und fluchtend zu den Bohrungen 152 im Flansch 150 des Kühlerblockabschnitts 102 und zu den Bohrungen 156 im Flansch 154 des Diffusors 104 angeordnet sind, sodass diese Bohrungen für eine Schraubverbindung genutzt werden können.
Auf diese Weise kann eine Schraubverbindung ermöglicht werden, sodass der Abscheiderabschnitt 140 wechselbar ist. Dies kann beispielsweise hilfreich sein, wenn der Flüssigkeitsabscheider häufiger gewechselt werden muss als beispielsweise der Kühlerblock 23 oder wenn der Flüssigkeitsabscheider 24 nachträglich installiert werden soll.
Im Übrigen stimmt die in 9 dargestellte sechste Ausführungsform des Kühlers 18 mit der in 8 dargestellten fünften Ausführungsform des Kühlers 18 hinsichtlich Aufbau und Funktion überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.

Claims

Kühler (18) zum Kühlen einer Gasströmung (25), insbesondere bei einer Brennkraftmaschine (1), vorzugsweise bei einem Kraftfahrzeug, – mit einem Kühlerblock (23), der einen von der Gasströmung (25) durchströmten Gaspfad (27) und einen von einem Kühlmittel durchströmten Kühlmittelpfad (28) aufweist, die mediengetrennt thermisch miteinander gekoppelt sind, – mit einem Flüssigkeitsabscheider (24) zum Abscheiden von Flüssigkeit aus der Gasströmung (25), der bezogen auf die Gasströmung (25) stromab des Kühlerblocks (23) angeordnet ist, – mit einem Kühlergehäuse (100), in welchem der Kühlerblock (23) und der Flüssigkeitsabscheider (24) angeordnet sind, und – mit einem Kondensatablauf (32), durch welchen das am Flüssigkeitsabscheider (24) abgeschiedene Kondensat aus dem Kühlergehäuse (100) ablaufen kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsabscheider (24) zu dem Kühlerblock (23) beabstandet angeordnet ist, und dass der Kondensatablauf (32) zu dem Kühlerblock (23) beabstandet angeordnet ist.
Kühler (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlergehäuse (100) einen Kühlerblockabschnitt (102) aufweist, in welchem der Kühlerblock (23) angeordnet ist, und dass das Kühlergehäuse (100) einen Diffusor (104) aufweist, welcher einen in einer Strömungsrichtung der Gasströmung (25) variierenden Querschnitt aufweist.
Kühler (18) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsabscheider (24) an einer Innenseite (122) einer Wand (120) des Diffusors (104) gehalten ist und dass der Kondensatablauf (32) an der Wand (120) des Diffusors (104) angeordnet ist und eine Fluidpassage durch die Wand (120) des Diffusors (104) bereitstellt.
Kühler (18) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsabscheider (24) an einer Stirnfläche (132) des Kühlerblockabschnitts (102) des Kühlers (18) gehalten ist, und dass der Kondensatablauf (32) an einer Wand (130) des Kühlerblockabschnitts (102) des Kühlergehäuses (100) angeordnet ist und eine Fluidpassage durch die Wand (130) des Kühlerblockabschnitts (102) bereitstellt.
Kühler (18) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsabscheider (24) an einer Innenseite (128) einer Wand (130) des Kühlbockabschnitts (102) gehalten ist, und dass der Kondensatablauf (32) an einer Wand (130) des Kühlerblockabschnitts (102) des Kühlergehäuses (100) angeordnet ist und eine Fluidpassage durch die Wand (130) des Kühlerblockabschnitts (102) bereitstellt.
Kühler (18) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlerblockabschnitt (102) einen Verbindungsabschnitt (106) aufweist, auf welchen der Diffusor (104) geschoben ist und dass der Kühlerblockabschnitt (102) und der Diffusor (104) miteinander verschweißt sind.
Kühler (18) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler (18) ein Verbindungselement (126) aufweist, welches zwischen den Kühlerblockabschnitt (102) und den Diffusor (104) angeordnet ist.
Kühler (18) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor (104) an einer Innenseite (128) einer Wand (130) des Kühlerblockabschnitts (102) des Kühlers (18) gehalten ist.
Kühler (18) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlergehäuse (100) einen Abscheiderabschnitt (140) aufweist, in welchem der Flüssigkeitsabscheider (24) und der Kondensatablauf (32) angeordnet sind.
Kühler (18) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abscheiderabschnitt (140) an einer Stirnfläche (132) des Kühlerblockabschnitts (102) gehalten ist.
Kühler (18) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass, der Abscheiderabschnitt (140) durch eine Schraubverbindung an dem Kühlerblockabschnitt (102) gehalten ist und dass der Diffusor (104) durch eine Schraubverbindung an dem Abscheiderabschnitt (140) gehalten ist.
Kühler (18) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsabscheider (24) an einer nach innen ragenden Schulter (148) des Abscheiderabschnittes (140) des Kühlergehäuses (100) gehalten ist.
Kühler (18) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensatablauf (32) eine Fluidpassage durch eine Wand des Abscheiderabschnittes (140) des Kühlergehäuses (100) bereitstellt.
Kraftfahrzeug mit einem Kühler (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
Verwendung eines Kühlers (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 in einer Abgasrückführanlage (6) zum Kühlen von rückgeführtem Abgas.