DE102015104179B4 - Devices for recirculating exhaust gas from an internal combustion engine in a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung (40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f) zur Rückführung von Abgas eines Verbrennungsmotors (3) in einem Kraftfahrzeug, aufweisend- einen Abgas-Wärmeübertrager (11), welcher mit einem ersten Gehäuseelement (20) mit einem Einlass (21) und einem Auslass (22) für das Abgas sowie mindestens einem Einlass (25) und mindestens einem Auslass (26) für ein Kühlmittel ausgebildet ist, sowie- einen Verdichter (12), welcher mit einem zweiten Gehäuseelement (30) mit einem Einlass (31) und einem Auslass (32) für das Abgas ausgebildet ist, wobei das erste Gehäuseelement (20) des Abgas-Wärmeübertragers (11) und das zweite Gehäuseelement (30) des Verdichters (12) als ein Gehäuse (41) zu einer zusammenhängenden, kompakten Komponente verbunden ausgebildet sind, sodass der Abgas-Wärmeübertrager (11) und der Verdichter (12) innerhalb des Gehäuses (41) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (41) Kühlkanäle aufweist, welche fluidtechnisch mit einem von Kühlmittel beaufschlagten Volumen des Abgas-Wärmeübertragers (11) verbunden sind und sich zur Kühlung des Verdichters (12) in das Gehäuseelement (30) des Verdichters (12) erstrecken.Device (40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f) for recirculating exhaust gas from an internal combustion engine (3) in a motor vehicle, having - an exhaust gas heat exchanger (11) which is connected to a first housing element (20) with an inlet (21 ) and an outlet (22) for the exhaust gas as well as at least one inlet (25) and at least one outlet (26) for a coolant, and- a compressor (12) which has a second housing element (30) with an inlet ( 31) and an outlet (32) for the exhaust gas, wherein the first housing element (20) of the exhaust gas heat exchanger (11) and the second housing element (30) of the compressor (12) form a housing (41) to form a coherent, are designed to be connected to a compact component, so that the exhaust gas heat exchanger (11) and the compressor (12) are arranged within the housing (41), characterized in that the housing (41) has cooling ducts which are fluidically supplied with a volume de s exhaust gas heat exchanger (11) are connected and extend to cool the compressor (12) in the housing element (30) of the compressor (12).

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Rückführung von Abgas eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug. Die Vorrichtungen sind jeweils mit einem Abgas-Wärmeübertrager und einem Verdichter ausgebildet, wobei der Abgaswärmeübertrager ein erstes Gehäuseelement und der Verdichter ein zweites Gehäuseelement aufweisen.The invention relates to devices for recirculating exhaust gas from an internal combustion engine in a motor vehicle. The devices are each designed with an exhaust gas heat exchanger and a compressor, the exhaust gas heat exchanger having a first housing element and the compressor having a second housing element.

Aus dem Stand der Technik sind Systeme der Abgasrückführung in Kraftfahrzeugen bekannt. Mit diesen Systemen werden die Stickoxide in den Abgasen, insbesondere in den Abgasen von mit Diesel betriebenen Kraftfahrzeugen, reduziert und der Verbrauch von mit Benzin betriebenen Kraftfahrzeugen vermindert. Bei den gattungsgemäßen Systemen der Abgasrückführung wird der zum Verbrennungsmotor angesaugten Frischluft gekühltes oder ungekühltes Abgas zugemischt, um die gesetzlichen Richtlinien der Abgas/Emissionsvorschriften hinsichtlich der Stickoxide, aber auch der Emission von Kohlenwasserstoffen, von Partikeln beziehungsweise Kohlendioxid zu erfüllen. Dabei wird aus der motorexternen Abgasstrecke Abgas entnommen und über die Mischung mit Frischluft der erneuten Verbrennung zugeführt.Exhaust gas recirculation systems in motor vehicles are known from the prior art. With these systems, the nitrogen oxides in the exhaust gases, in particular in the exhaust gases of diesel-powered motor vehicles, are reduced and the consumption of petrol-powered motor vehicles is reduced. In the generic systems of exhaust gas recirculation, cooled or uncooled exhaust gas is mixed with the fresh air drawn in to the combustion engine in order to meet the legal guidelines of exhaust gas/emission regulations with regard to nitrogen oxides, but also the emission of hydrocarbons, particles or carbon dioxide. Exhaust gas is taken from the engine-external exhaust line and mixed with fresh air for renewed combustion.

Bei der Verbrennung unter hohen Temperaturen entstehen vor allem bei der Verwendung von mageren Gemischen, das heißt im Teillastbereich, im Verbrennungsmotor von Kraftfahrzeugen umweltschädliche Stickoxide. Zur Verringerung der Emission der Stickoxide sind ein Absenken der hohen Temperaturspitzen und eine Verminderung des Luftüberschusses bei der Verbrennung notwendig. Durch die geringere Sauerstoffkonzentration des Kraftstoff-Luft-Gemisches werden die Geschwindigkeit des Vorgangs der Verbrennung und damit die maximalen Verbrennungstemperaturen reduziert. During combustion at high temperatures, environmentally harmful nitrogen oxides are formed in the internal combustion engine of motor vehicles, especially when lean mixtures are used, ie in the partial load range. In order to reduce the emission of nitrogen oxides, it is necessary to lower the high temperature peaks and reduce the excess air during combustion. Due to the lower oxygen concentration of the fuel-air mixture, the speed of the combustion process and thus the maximum combustion temperatures are reduced.

Beide Effekte werden durch das Zumischen eines Teilmassenstroms des Abgases zum vom Verbrennungsmotor angesaugten Frischluftstrom erzielt. Bei mit Diesel betriebenen Kraftfahrzeugen bewirkt ein System der Abgasrückführung neben der Verminderung des Sauerstoffanteils und der Temperaturspitzen bei der Verbrennung auch die Verminderung der Geräuschemission. Bei mit Benzin betriebenen Kraftfahrzeugen mit einem System der Abgasrückführung werden zudem die Drosselverluste vermindert.Both effects are achieved by mixing a partial mass flow of the exhaust gas with the flow of fresh air drawn in by the combustion engine. In diesel-powered motor vehicles, an exhaust gas recirculation system not only reduces the oxygen content and temperature peaks during combustion but also reduces noise emissions. In the case of petrol-powered motor vehicles with an exhaust gas recirculation system, the throttling losses are also reduced.

Durch das Beimischen des rückgeführten Abgasstroms mit hohen Temperaturen werden jedoch der Kühleffekt und damit auch der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors reduziert. Um diesen Reduktionen zu begegnen, wird das Abgas vor der Beimischung in einem Wärmeübertrager, dem sogenannten Abgas-Wärmeübertrager oder Abgasrückführungskühler, abgekühlt. Bei mit Benzin betriebenen Kraftfahrzeugen bewirkt die zusätzliche Kühlung des Abgases eine Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses der dem Verbrennungsmotor zugeführten Luft.However, mixing the recirculated exhaust gas flow with high temperatures reduces the cooling effect and thus also the efficiency of the internal combustion engine. In order to counteract these reductions, the exhaust gas is cooled in a heat exchanger, the so-called exhaust gas heat exchanger or exhaust gas recirculation cooler, before it is added. In motor vehicles powered by petrol, the additional cooling of the exhaust gas causes an increase in the compression ratio of the air supplied to the internal combustion engine.

Zunehmend strengere Gesetzgebungen bezüglich der Abgasnormen und Verbrauchsanforderungen an Kraftfahrzeuge bedingen einen erhöhten Kühlbedarf bei immer geringer werdendem Platzbedarf der Komponenten im Kraftfahrzeug.Increasingly stricter legislation with regard to emission standards and fuel consumption requirements for motor vehicles mean that there is an increased need for cooling, while the space required for the components in the motor vehicle is becoming smaller and smaller.

Aus dem Stand der Technik sind Systeme der Abgasrückführung mit verschiedenen Arten von Abgas-Wärmeübertragern bekannt. Der herkömmliche Abgas-Wärmeübertrager wird einerseits vom zu kühlenden Abgas und andererseits von einem Kühlmittel, bevorzugt der Kühlflüssigkeit des Kühlkreislaufs des Verbrennungsmotors, und damit von zwei Medien durchströmt. Das Abgas wird dabei in Rohren oder Kanälen verschiedener Formen durch den Abgas-Wärmeübertrager geleitet. Die Rohre oder Kanäle werden auf der Außenseite vom Kühlmittel umströmt, sodass der Massenstrom des Kühlmittels in einem von einem Gehäuse und den Rohren oder Kanälen ausgebildeten Zwischenraum strömt. Das Gehäuse umschließt die Rohre oder Kanäle und den Zwischenraum. Je nach Anzahl der Umkehr der Fließrichtung des Abgasstroms und der damit verbundenen Form der Rohre oder Kanäle wird beispielsweise zwischen I-durchströmten, U-durchströmten oder S-durchströmten Abgas-Wärmeübertragern unterschieden.Exhaust gas recirculation systems with various types of exhaust gas heat exchangers are known from the prior art. The exhaust gas to be cooled and a coolant, preferably the cooling liquid of the cooling circuit of the internal combustion engine, and thus two media, flow through the conventional exhaust gas heat exchanger. The exhaust gas is conducted through the exhaust gas heat exchanger in pipes or channels of various shapes. The coolant flows around the tubes or channels on the outside, so that the mass flow of the coolant flows in an intermediate space formed by a housing and the tubes or channels. The housing encloses the tubes or ducts and the intermediate space. Depending on the number of reversals in the flow direction of the exhaust gas flow and the associated shape of the tubes or channels, a distinction is made between exhaust gas heat exchangers with an I flow, a U flow, or an S flow.

Die das Abgas leitenden Bauteile sind zum Erreichen einer hohen Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit bevorzugt aus Edelstahl ausgebildet. Für das je nach Ausgestaltung des Abgas-Wärmeübertragers mit dem Kühlmittel und der Umgebung in Kontakt stehende Gehäuse wird Edelstahl, Aluminium oder Kunststoff verwendet.The components conducting the exhaust gas are preferably made of stainless steel in order to achieve high temperature and corrosion resistance. Depending on the design of the exhaust gas heat exchanger, stainless steel, aluminum or plastic is used for the housing, which is in contact with the coolant and the environment.

Aus dem Stand der Technik bekannte Systeme der Abgasrückführung weisen neben dem Abgas-Wärmeübertrager, insbesondere ein Ventil sowie einen Bypass mit einem Bypassventil zum Zurückführen von ungekühltem Abgas auf. Der Bypass wird bei speziellen Betriebspunkten des Verbrennungsmotors, beispielsweise beim Kaltstart, geöffnet, um die Bildung von Kondensat im Abgas-Wärmeübertrager zu vermeiden.Exhaust gas recirculation systems known from the prior art have, in addition to the exhaust gas heat exchanger, in particular a valve and a bypass with a bypass valve for recirculating uncooled exhaust gas. The bypass is opened at special operating points of the combustion engine, for example during a cold start, in order to prevent the formation of condensate in the exhaust gas heat exchanger.

Um Abgas von der Abgasseite auf die Saugseite des Verbrennungsmotors zu leiten, bedarf es eines erforderlichen Druckgefälles von der Abgasseite zur Saugseite. Bei bestimmten Anordnungen zur Entnahme eines Anteils des Abgases oder zum Einspeisen des Abgases in die Frischluft auf der Ansaugseite oder bei bestimmten Betriebsmodi des Verbrennungsmotors ist das Druckgefälle nicht ausreichend, den Massenstrom des Abgases überzuleiten, was insbesondere bei der Ausbildung des Systems der Abgasrückführung bei Niederdruck betrifft. Die Abgasrückführung bei Niederdruck ist abgasseitig nach und saugseitig vor einem Turbolader ausgebildet. Bei geringem Druckgefälle ist zudem eine zuverlässige Dosierung des Abgases zur Mischung mit der Frischluft nur schwer zu gewährleisten. Um das Druckgefälle zwischen der Abgasseite und der Saugseite des Verbrennungsmotors sicherzustellen und einen bestimmten Massenstrom des Abgases zu fördern, werden zusätzliche Verdichter zum Verdichten des Massenstroms des Abgases eingesetzt.In order to conduct exhaust gas from the exhaust side to the intake side of the internal combustion engine, a required pressure drop from the exhaust side to the intake side is required. In certain arrangements for extracting a portion of the exhaust gas or for feeding the exhaust gas into the fresh air on the intake side or in certain operating modes of the internal combustion engine, the pressure drop is not over sufficient to transfer the mass flow of the exhaust gas, which applies in particular to the design of the exhaust gas recirculation system at low pressure. The exhaust gas recirculation at low pressure is designed on the exhaust side after and on the suction side in front of a turbocharger. When the pressure drop is low, reliable dosing of the exhaust gas for mixing with the fresh air is also difficult to ensure. In order to ensure the pressure drop between the exhaust side and the intake side of the internal combustion engine and to promote a certain mass flow of the exhaust gas, additional compressors are used to compress the mass flow of the exhaust gas.

In der DE 10 2008 018 583 A1 wird ein Abgasrückführsystem für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem in einer Abgasrückführleitung angeordneten Abgasrückführventil, einem ersten in der Abgasrückführleitung angeordneten Abgaskühler und einer Turbokühleinheit, welche in Strömungsrichtung des Abgases hinter dem ersten Abgaskühler in der Abgasrückführleitung angeordnet ist, offenbart. Die über einen Bypasskanal umgehbar ausgebildete Turbokühleinheit weist einen Verdichter, einen zweiten Abgaskühler sowie eine mit dem Verdichter mechanisch gekoppelte Turbine auf. Der Verdichter wird mittels der von der Turbine abgegebenen Leistung angetrieben.In the DE 10 2008 018 583 A1 discloses an exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine with an exhaust gas recirculation valve arranged in an exhaust gas recirculation line, a first exhaust gas cooler arranged in the exhaust gas recirculation line, and a turbo cooling unit, which is arranged downstream of the first exhaust gas cooler in the exhaust gas recirculation line in the flow direction of the exhaust gas. The turbo cooling unit, which can be bypassed via a bypass duct, has a compressor, a second exhaust gas cooler and a turbine mechanically coupled to the compressor. The compressor is driven by the power delivered by the turbine.

Aus der US 2010/0293943 A1 geht eine Kraftwerksanlage mit einem Verbrennungsmotor, insbesondere einem Dieselmotor, Abgas-Wärmeübertragern und einem durch eine Abgas-Turbine angetriebenen Verdichter zum Bereitstellen der Ladeluft hervor. Die Abgas-Turbine und der Verdichter sind mechanisch direkt gekoppelt.From the US 2010/0293943 A1 discloses a power plant with an internal combustion engine, in particular a diesel engine, exhaust gas heat exchangers and a compressor driven by an exhaust gas turbine for providing the charge air. The exhaust gas turbine and the compressor are mechanically directly coupled.

Auch in der DE 10 2005 032 666 A1 wird ein Verdichter-Wärmeübertrager-Modul mit einem Gehäuse beschrieben, in welchem ein Verdichter und ein Luftkühler angeordnet sind. Das Modul weist ein dem Luftkühler und dem Verdichter zugeordneten Bypass mit einem Kühler-Bypass-Ventil auf, um den Luftkühler zu umgehen.Also in the DE 10 2005 032 666 A1 describes a compressor heat exchanger module with a housing in which a compressor and an air cooler are arranged. The module has a bypass associated with the air cooler and the compressor with a cooler bypass valve to bypass the air cooler.

In der WO 2010 / 072 227 A1 ist ein Abgasrückführungssystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader offenbart. Das System weist eine Abgasrückführungsleitung auf, welche einerseits zur Entnahme von Abgas mit einem Abgasstrang der Brennkraftmaschine und andererseits mit einer Frischluftzuführung der Brennkraftmaschine verbunden ist. Die Abgasrückführungsleitung ist über einen Abgasverdichter zum Erhöhen des Drucks des rückgeführten Abgases geführt.In the WO 2010/072 227 A1 discloses an exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger. The system has an exhaust gas recirculation line, which is connected on the one hand to an exhaust line of the internal combustion engine for removing exhaust gas and on the other hand to a fresh air supply of the internal combustion engine. The exhaust gas recirculation line is routed via an exhaust gas compressor for increasing the pressure of the recirculated exhaust gas.

Ebenso geht aus der US 2010 / 0 043 761 A1 ein Abgasrückführungssystem mit einem Abgasstrang mit einem zwischen einem Eintrittsstrang und einem Austrittsstrang angeordneten Kühler hervor. Das System weist eine Pumpe zum Fördern des rückzuführenden Abgases auf. Zudem ist ein vom Eintrittsstrang zum Austrittsstrang an dem Kühler vorbeiführender Bypassstrang vorgesehen, sodass während der Kaltstartphase der Brennkraftmaschine ungekühltes Abgas zugeführt werden kann.Likewise goes from the U.S. 2010/0 043 761 A1 discloses an exhaust gas recirculation system having an exhaust line with a cooler disposed between an inlet line and an outlet line. The system has a pump for pumping the exhaust gas to be recirculated. In addition, a bypass line leading from the inlet line to the outlet line past the cooler is provided, so that uncooled exhaust gas can be supplied to the internal combustion engine during the cold start phase.

Zum Bereitstellen des Druckgefälles zwischen der Abgasseite und der Saugseite des Verbrennungsmotors und zum Fördern des bestimmten Massenstroms des Abgases werden bekanntlich auch elektrisch angetriebene Verdichter, insbesondere Radialverdichter, verwendet. Der elektrisch angetriebene Radialverdichter weist ein über eine Welle beziehungsweise ein Getriebe mit einem elektrischen Motor verbundenes Verdichterrad auf, welches von einem speziell zur Leitung der Strömung ausgebildeten Verdichtergehäuse umschlossen ist. Aufgrund der speziellen Geometrie wird das Verdichtergehäuse vorzugsweise als Gussteil aus Stahl oder Aluminium gefertigt.As is known, electrically driven compressors, in particular radial compressors, are also used to provide the pressure drop between the exhaust gas side and the intake side of the internal combustion engine and to convey the specific mass flow of the exhaust gas. The electrically driven centrifugal compressor has a compressor wheel which is connected to an electric motor via a shaft or a gear and which is surrounded by a compressor housing specially designed to conduct the flow. Due to the special geometry, the compressor housing is preferably manufactured as a cast part made of steel or aluminum.

Bei aus dem Stand der Technik bekannten Systemen der Abgasrückführung mit einem Abgas-Wärmeübertrager und einem Verdichter sind zumeist beide Komponenten eigenständig und getrennt voneinander ausgebildet. Die getrennte Ausbildung hat eine erhöhte Anzahl von Bauteilen, einen erhöhten Bauraumbedarf, ein hohes Gewicht sowie erhöhte Herstellungskosten und Montagekosten zur Folge. Zudem werden mögliche positive thermodynamische und verfahrenstechnische Wechselwirkungen zwischen dem Abgas-Wärmeübertrager und dem Verdichter nicht genutzt.In exhaust gas recirculation systems known from the prior art with an exhaust gas heat exchanger and a compressor, the two components are usually designed independently and separately from one another. The separate training results in an increased number of components, an increased space requirement, a high weight and increased manufacturing costs and assembly costs. In addition, possible positive thermodynamic and procedural interactions between the exhaust gas heat exchanger and the compressor are not used.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung zur Rückführung von Abgas eines Verbrennungsmotors, mit welcher der Massenstrom des Abgases vor der Rückführung zur vom Verbrennungsmotor angesaugten Frischluft zu kühlen und/oder zu verdichten sein soll. Die Vorrichtung soll eine einfache Konstruktion aus einer minimalen Anzahl an Komponenten bei minimalem Platzbedarf und einem geringen Gewicht aufweisen. Zudem sollen die Kosten für die Herstellung, Wartung und Montage minimal sein.The object of the invention is to provide a device for recirculating exhaust gas from an internal combustion engine, with which the mass flow of exhaust gas is to be cooled and/or compressed before it is returned to the fresh air sucked in by the internal combustion engine. The device should have a simple construction with a minimum number of components with a minimum space requirement and a low weight. In addition, the costs for production, maintenance and assembly should be minimal.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen der selbstständigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.The object is solved by the objects with the features of the independent patent claims. Further developments are specified in the dependent patent claims.

Die Aufgabe wird durch erfindungsgemäße Vorrichtungen zur Rückführung von Abgas eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug jeweils mit einem Abgas-Wärmeübertrager und einem Verdichter gelöst. Der Abgas-Wärmeübertrager ist mit einem ersten Gehäuseelement, welches einen Einlass und einen Auslass für das Abgas sowie mindestens einen Einlass und mindestens einen Auslass für ein Kühlmittel aufweist, ausgebildet. Der Verdichter weist ein zweites Gehäuseelement auf, welches mit einem Einlass und einem Auslass für das Abgas ausgebildet ist.The object is achieved by devices according to the invention for recirculating exhaust gas from an internal combustion engine in a motor vehicle, each with an exhaust gas heat exchanger and a compressor. The exhaust gas heat exchanger has a first housing element, which has an inlet and an outlet for the exhaust gas and at least one inlet and at least one outlet for having a coolant formed. The compressor has a second housing element which is formed with an inlet and an outlet for the exhaust gas.

Das erste Gehäuseelement des Abgas-Wärmeübertragers und das zweite Gehäuseelement des Verdichters sind jeweils als ein gemeinsames Gehäuse zu einer zusammenhängenden, kompakten Komponente verbunden ausgebildet. Der Abgas-Wärmeübertrager und der Verdichter sind innerhalb des gemeinsamen Gehäuses angeordnet.The first housing element of the exhaust gas heat exchanger and the second housing element of the compressor are each designed as a common housing connected to form a coherent, compact component. The exhaust gas heat exchanger and the compressor are arranged within the common housing.

Das erste Gehäuseelement des Abgas-Wärmeübertragers und das zweite Gehäuseelement des Verdichters bilden eine zusammenhängende Einheit, sodass die Vorrichtung zur Kühlung und Verdichtung des Abgases innerhalb einer einzigen Komponente angeordnet ist. Der Abgas-Wärmeübertrager und der Verdichter sind in einem Gehäuse integriert.The first housing element of the exhaust gas heat exchanger and the second housing element of the compressor form a coherent unit, so that the device for cooling and compressing the exhaust gas is arranged within a single component. The exhaust gas heat exchanger and the compressor are integrated in one housing.

Das Gehäuse einer ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Rückführung von Abgas eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug weist konzeptionsgemäß Kühlkanäle auf, welche fluidtechnisch mit einem von Kühlmittel beaufschlagten Volumen des Abgas-Wärmeübertragers verbunden sind. Die Kühlkanäle erstrecken sich dabei zur Kühlung des Verdichters in das Gehäuseelement des Verdichters hinein.According to the design, the housing of a first device according to the invention for recirculating exhaust gas from an internal combustion engine in a motor vehicle has cooling channels which are fluidically connected to a volume of the exhaust gas heat exchanger which is acted upon by coolant. The cooling channels extend into the housing element of the compressor for cooling the compressor.

Der Abgas-Wärmeübertrager einer zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Rückführung von Abgas eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug ist mehrflutig durchströmt ausgebildet. Dabei ist der Verdichter in Strömungsrichtung des Abgases zwischen zwei Fluten des Abgas-Wärmeübertragers angeordnet.The exhaust gas heat exchanger of a second device according to the invention for recirculating exhaust gas from an internal combustion engine in a motor vehicle is designed with multiple flows. The compressor is arranged between two flows of the exhaust gas heat exchanger in the flow direction of the exhaust gas.

Nach einer ersten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist das Gehäuse der Vorrichtung mit dem ersten Gehäuseelement und dem zweiten Gehäuseelement als einstückige Komponente aus einem Material, insbesondere aus Aluminium, ausgebildet. Die vorteilhafte Verwendung von Aluminium als Material ermöglicht es zudem, das Gehäuse im Gussverfahren herzustellen, wobei aufwendige Konstruktionen, insbesondere des Gehäuseelementes des Verdichters, integriert sind.According to a first alternative embodiment of the invention, the housing of the device with the first housing element and the second housing element is designed as a one-piece component made of one material, in particular aluminum. The advantageous use of aluminum as a material also makes it possible to produce the housing using the casting process, with complex constructions, in particular of the housing element of the compressor, being integrated.

Mit der einstückigen Ausbildung des Gehäuses werden zusätzliche Verbindungsstellen, wie nachzubearbeitende Nähte oder Dichtelemente, vermieden.With the one-piece design of the housing, additional connection points, such as seams or sealing elements that have to be reworked, are avoided.

Nach einer zweiten alternativen Ausgestaltung der Erfindung sind das erste Gehäuseelement und das zweite Gehäuseelement des Gehäuses der Vorrichtung stoffschlüssig, formschlüssig oder kraftschlüssig miteinander verbunden. Dabei werden die beiden vor der Montage getrennt voneinander vorliegenden Gehäuseelemente bevorzugt verlötet oder verschweißt, beispielsweise mit einem Laserverfahren, beziehungsweise verschraubt, verkrimpt oder verklippst. Das erste Gehäuseelement und/oder das zweite Gehäuseelement können dabei jeweils einteilig oder mehrteilig, das heißt jeweils aus mindestens zwei Teilen, ausgebildet sein. Die einzelnen Teile der Gehäuseelemente werden bei der Montage der Vorrichtung zu einem Gehäuse verbunden.According to a second alternative embodiment of the invention, the first housing element and the second housing element of the housing of the device are connected to one another in a materially, form-fitting or non-positive manner. The two housing elements, which are separate from one another prior to assembly, are preferably soldered or welded, for example using a laser process, or screwed, crimped or clipped. The first housing element and/or the second housing element can each be designed in one piece or in multiple pieces, that is to say in each case from at least two parts. The individual parts of the housing elements are connected to form a housing when the device is assembled.

Das erste Gehäuseelement und das zweite Gehäuseelement können unterschiedliche Eigenschaften aufweisen und jeweils auch als Bleche oder als Gussbauteile ausgebildet sein, wobei neben Aluminium beispielsweise auch Stahl oder Kunststoff als Materialien verwendet werden.The first housing element and the second housing element can have different properties and each can also be formed as sheet metal or as cast components, with steel or plastic being used as materials, for example, in addition to aluminum.

Die Gehäuseelemente können vorteilhaft als gesamte Vorrichtung mit Wärmeübertrager und Verdichter in einem Lötvorgang zusammengefügt werden, beispielsweise aus einem mehrteiligen ersten Gehäuseelement aus Blech und einem einteiligen gegossenen zweiten Gehäuseelement aus Stahl.The housing elements can advantageously be assembled as an entire device with heat exchanger and compressor in a soldering process, for example from a multi-part first housing element made of sheet metal and a one-piece cast second housing element made of steel.

Nach einer Weiterbildung der ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Verdichter in Strömungsrichtung des Abgases nach dem Abgas-Wärmeübertrager oder bei mehrflutiger Ausbildung des Abgas-Wärmeübertragers zwischen zwei Fluten des Abgas-Wärmeübertragers angeordnet.According to a development of the first device according to the invention, the compressor is arranged in the direction of flow of the exhaust gas after the exhaust gas heat exchanger or, in the case of a multi-flow design of the exhaust gas heat exchanger, between two flows of the exhaust gas heat exchanger.

Der Abgas-Wärmeübertrager ist dabei bevorzugt einflutig, zweiflutig oder mehrflutig ausgebildet, wobei jede Flut als Strömungspfad einen Teilbereich des Abgas-Wärmeübertragers darstellt. Die Strömungspfade unterschiedlicher Fluten werden vom Abgas nacheinander, das heißt in Serie, durchströmt. Die Strömungsrichtungen des Abgases in aufeinanderfolgenden Fluten werden vorteilhaft umgekehrt.The exhaust gas heat exchanger is preferably designed as a single-flow, double-flow or multiple-flow flow, with each flow representing a partial region of the exhaust-gas heat exchanger as a flow path. The exhaust gas flows through the flow paths of different flows one after the other, i.e. in series. The directions of flow of the exhaust gas in successive flows are advantageously reversed.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind im Bereich des Abgas-Wärmeübertragers Kanäle zum Leiten des Abgases ausgebildet. Die Kanäle erstrecken sich dabei vom Einlass des Abgas-Wärmeübertragers bis zum Einlass des Verdichters. Das aus den Kanälen des Abgas-Wärmeübertragers austretende Abgas wird im Bereich des Einlasses des Verdichters gesammelt und direkt in den Verdichter eingeleitet. Das Abgas strömt folglich zwischen den Gehäuseelementen des Abgas-Wärmeübertragers und des Verdichters vorteilhaft ohne zusätzliche Einbauten, wie Zwischenelemente, sowie ohne zusätzliche Strömungswege mit möglichen Richtungsänderungen oder Querschnittsänderungen über.According to a preferred embodiment of the invention, channels for conducting the exhaust gas are formed in the area of the exhaust gas heat exchanger. The channels extend from the inlet of the exhaust gas heat exchanger to the inlet of the compressor. The exhaust gas exiting the ducts of the exhaust gas heat exchanger is collected in the area of the compressor inlet and fed directly into the compressor. The exhaust gas consequently flows between the housing elements of the exhaust gas heat exchanger and the compressor, advantageously without additional built-in components, such as intermediate elements, and without additional flow paths with possible changes in direction or changes in cross section.

Der Abgas-Wärmeübertrager weist vorteilhaft die Kanäle ausbildende Rohre auf, wobei das Abgas auf der Innenseite und das Kühlmittel auf der Außenseite der Rohre strömt.The exhaust gas heat exchanger advantageously has tubes that form the channels, with the Exhaust gas flows on the inside and the coolant flows on the outside of the tubes.

Nach einer alternativen Ausgestaltung sind die Kanäle aus einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente zweiteilig ausgebildet. Zwischen beiden Komponenten werden vorteilhaft Elemente zur Oberflächenvergrößerung, wie wellenförmige Rippen oder Rippen mit ähnlichen Geometrien, angeordnet. Die die Kanäle bildenden Komponenten sind dabei übereinander gestapelt angeordnet. An den Enden der Kanäle sind die Komponenten die Kanäle aufweitend bevorzugt derart ausgebildet, dass zum einen zwischen den Komponenten ein Zwischenraum für das Kühlmittel entsteht und zum anderen der Zwischenraum zum Abgas abgedichtet ist.According to an alternative embodiment, the channels are formed in two parts from a first component and a second component. Elements for increasing the surface area, such as wavy ribs or ribs with similar geometries, are advantageously arranged between the two components. The components forming the channels are stacked on top of one another. At the ends of the channels, the components are preferably designed to widen the channels in such a way that, on the one hand, an intermediate space for the coolant is created between the components and, on the other hand, the intermediate space is sealed off from the exhaust gas.

Der Abgas-Wärmeübertrager kann, insbesondere auf der Seite des Kühlmittels, mit einer zweistufigen Kühlung ausgebildet sein.The exhaust gas heat exchanger can be designed with two-stage cooling, in particular on the coolant side.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Verdichter als Radialverdichter mit einem Verdichterrad ausgebildet ist. Das Verdichterrad ist dabei innerhalb des zweiten Gehäuseelementes angeordnet und über eine Antriebswelle mit einem Antrieb mechanisch gekoppelt. Die Antriebswelle ragt durch ein Lagerelement in das zweite Gehäuseelement hinein und ist über das Lagerelement um eine Rotationsachse drehbar gelagert angeordnet.A further advantageous embodiment of the invention is that the compressor is designed as a radial compressor with a compressor wheel. The compressor wheel is arranged within the second housing element and is mechanically coupled to a drive via a drive shaft. The drive shaft protrudes through a bearing element into the second housing element and is arranged so that it can rotate about an axis of rotation via the bearing element.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Bypasskanal zur Abtrennung zumindest eines Anteils des Massenstroms des Abgases ausgebildet, welcher sich vom Einlass des Abgases in das Gehäuse zum Auslass aus dem Gehäuse erstreckt. Damit ist zumindest ein Anteil des Massenstroms des Abgases um den Abgas-Wärmeübertrager und den Verdichter herumleitbar.According to a further development of the invention, a bypass channel is designed to separate at least a portion of the mass flow of the exhaust gas, which extends from the inlet of the exhaust gas into the housing to the outlet from the housing. At least part of the mass flow of the exhaust gas can thus be routed around the exhaust gas heat exchanger and the compressor.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Bypasskanal zur Abtrennung zumindest eines Anteils des Massenstroms des Abgases ausgebildet, welcher sich vom Einlass des Abgases in das Gehäuse zum Einlass des Verdichters erstreckt.According to a preferred embodiment of the invention, a bypass channel is formed for separating at least a portion of the mass flow of the exhaust gas, which extends from the inlet of the exhaust gas into the housing to the inlet of the compressor.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Bypasskanal zur Abtrennung zumindest eines Anteils des Massenstroms des Abgases ausgebildet, welcher sich vom Auslass des Verdichters zum Auslass aus dem Gehäuse erstreckt.According to a further advantageous embodiment of the invention, a bypass channel for separating at least a portion of the mass flow of the exhaust gas is formed, which extends from the outlet of the compressor to the outlet from the housing.

Damit sind zumindest jeweils ein Anteil des Massenstroms des Abgases um zumindest einen Teilbereich des Abgas-Wärmeübertragers herumleitbar.At least a portion of the mass flow of the exhaust gas can thus be routed around at least a partial area of the exhaust gas heat exchanger.

Die Bypasskanäle sind bevorzugt jeweils mit einem Bypassventil zum Öffnen und Schließen des jeweiligen Bypasskanals ausgebildet, sodass der Anteil des Massenstroms des Abgases durch den dazugehörigen Bypasskanal einstellbar ist.The bypass channels are preferably each formed with a bypass valve for opening and closing the respective bypass channel, so that the proportion of the mass flow of the exhaust gas through the associated bypass channel can be adjusted.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung weist das Gehäuse Kühlkanäle auf, welche fluidtechnisch mit einem von Kühlmittel beaufschlagten Volumen des Abgas-Wärmeübertragers verbunden sind. Die Kühlkanäle erstrecken sich dabei zur Kühlung des Verdichters in das Gehäuseelement des Verdichters hinein.According to a further advantageous embodiment of the second device according to the invention, the housing has cooling channels which are fluidically connected to a volume of the exhaust gas heat exchanger which is acted upon by coolant. The cooling channels extend into the housing element of the compressor for cooling the compressor.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Rückführung von Abgas eines Verbrennungsmotors, bei welcher der Abgas-Wärmeübertrager und der Verdichter in einem Modul vereint sind, weist zusammenfassend diverse Vorteile auf:

  • - minimale Anzahl an Teilen und damit verbunden minimaler Bauraum, minimales Gewicht bei minimalen Kosten für Herstellung, Montage und Wartung, wobei der verringerte Einsatz von Material Ressourcen schont und ein geringeres Gewicht, welches auch das Gewicht des Kraftfahrzeugs und somit die zu bewegende Masse verringert, zu Kraftstoffeinsparung führt und den Ausstoß von Kohlendioxid verringert,
  • - insbesondere die Verwendung von Aluminium als Material des Gehäuses ermöglicht Herstellungsgussverfahren mit der Integration von aufwendigen Konstruktionen des Gehäuseelementes des Verdichters beziehungsweise des Verdichterrades,
  • - das innere Volumen der Vorrichtung ist geringer als das vergleichbare innere Volumen bei getrennter Ausbildung von Verdichter und Abgas-Wärmeübertrager,
  • - Verbesserung der Bereitstellung von Maßnahmen zur Vermeidung der Bildung von Kondensat in Verbindung mit dem Verdichterrad, wie Abgas-Wärmeübertrager-Bypass-Funktionen, Einsatz von Heizelementen oder ähnliches,
  • - Nutzen positiver thermodynamischer und verfahrenstechnischer Wechselwirkungen zwischen dem Abgas-Wärmeübertrager und dem Verdichter, wobei beispielsweise das Gehäuseelement des Verdichters mit geringem Aufwand durch den bereits vorhandenen Massenstrom des Kühlmittels gekühlt werden kann oder eine Verbesserung des Vorgangs der Wärmeübertragung und damit der Kühlleistung erreicht werden kann, indem das Verdichterrad Turbulenzen innerhalb des Massenstroms des Abgases im in Strömungsrichtung nach dem Verdichterrad angeordneten Teilbereich des Abgas-Wärmeübertragers erzeugt, sowie
  • - Bereitstellen verschiedener Betriebsmodi der Abgasrückführung, um den Verbrennungsmotor effizienter, mit geringeren Emissionen und geringerem Schadstoffausstoß zu betreiben, beispielsweise führt die Erhöhung der Niederdruckrate des Abgases beim Benzinmotor von 19 % auf bis zu 30 % zur Reduzierung des Krafftstoffverbrauchs um bis zu 5 %.
The device according to the invention for recirculating exhaust gas from an internal combustion engine, in which the exhaust gas heat exchanger and the compressor are combined in one module, has various advantages in summary:
  • - Minimum number of parts and the associated minimum installation space, minimum weight with minimum costs for production, assembly and maintenance, with the reduced use of material conserving resources and a lower weight, which also reduces the weight of the motor vehicle and thus the mass to be moved, leads to fuel savings and reduces carbon dioxide emissions,
  • - In particular, the use of aluminum as the material of the housing enables production casting processes with the integration of complex constructions of the housing element of the compressor or the compressor wheel,
  • - the inner volume of the device is smaller than the comparable inner volume with a separate design of compressor and exhaust gas heat exchanger,
  • - Improvement of the provision of measures to avoid the formation of condensate in connection with the compressor wheel, such as exhaust gas heat exchanger bypass functions, use of heating elements or similar,
  • - Use of positive thermodynamic and procedural interactions between the exhaust gas heat exchanger and the compressor, whereby, for example, the housing element of the compressor can be cooled with little effort by the already existing mass flow of the coolant or an improvement in the process of heat transfer and thus the cooling capacity can be achieved, in that the compressor wheel generates turbulences within the mass flow of the exhaust gas in the partial area of the exhaust gas heat exchanger arranged downstream of the compressor wheel in the direction of flow, and
  • - Providing different operation modes of exhaust gas recirculation to make the internal combustion engine run more efficiently, with lower emissions and lower pollutant emissions, for example, increasing the low pressure rate of the exhaust gas in the gasoline engine from 19% to up to 30% leads to a reduction in fuel consumption by up to 5%.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:

  • 1: System zur Führung von Luft eines Verbrennungsmotors aus dem Stand der Technik,
  • 2: von Abgas einflutig durchströmter Abgas-Wärmeübertrager aus dem Stand der Technik,
  • 3: von Abgas zweiflutig durchströmter Abgas-Wärmeübertrager aus dem Stand der Technik,
  • 4: Verdichter zum Fördern eines Massenstroms des Abgases aus dem Stand der Technik,
  • 5: Vorrichtung mit einem von Abgas einflutig durchströmten Abgas-Wärmeübertrager mit integriertem Verdichter,
  • 6: Vorrichtung mit einem von Abgas einflutig durchströmten Abgas-Wärmeübertrager mit integriertem Verdichter und Bypasskanal für den Massenstrom des Abgases,
  • 7: Vorrichtung mit einem von Abgas zweiflutig durchströmten Abgas-Wärmeübertrager mit integriertem Verdichter und optional ausgebildeten Bypässen,
  • 8: Vorrichtung mit einem von Abgas zweiflutig durchströmten Abgas-Wärmeübertrager mit integriertem Verdichter und optional ausgebildeten Bypässen sowie zweistufiger Kühlung,
  • 9: Vorrichtung mit einem von Abgas zweiflutig durchströmten Abgas-Wärmeübertrager in symmetrischer Anordnung mit integriertem Verdichter und optional ausgebildeten Bypässen,
  • 10: Vorrichtung mit einem von Abgas zweiflutig durchströmten Abgas-Wärmeübertrager in symmetrischer Anordnung mit integriertem Verdichter und optional ausgebildeten Bypässen sowie zweistufiger Kühlung und
  • 11: Vorrichtung mit einem von Abgas einflutig durchströmten Abgas-Wärmeübertrager mit integriertem Verdichter aus einem geteilten Gehäuseelement des Abgas-Wärmeübertragers.
Further details, features and advantages of embodiments of the invention result from the following description of exemplary embodiments with reference to the associated drawings. Show it:
  • 1 : system for guiding air of an internal combustion engine from the prior art,
  • 2 : State-of-the-art exhaust gas heat exchanger through which exhaust gas flows in a single flow,
  • 3 : State-of-the-art exhaust gas heat exchanger through which exhaust gas flows in two flows,
  • 4 : Compressor for conveying a mass flow of the exhaust gas from the prior art,
  • 5 : Device with an exhaust gas heat exchanger through which exhaust gas flows in a single flow with an integrated compressor,
  • 6 : Device with an exhaust gas heat exchanger through which exhaust gas flows in a single flow, with an integrated compressor and bypass channel for the mass flow of the exhaust gas,
  • 7 : Device with an exhaust gas heat exchanger through which exhaust gas flows in two flows, with an integrated compressor and optionally designed bypasses,
  • 8th : Device with an exhaust gas heat exchanger, through which exhaust gas flows in two flows, with an integrated compressor and optionally designed bypasses as well as two-stage cooling,
  • 9 : Device with an exhaust gas heat exchanger through which exhaust gas flows in two flows in a symmetrical arrangement with an integrated compressor and optionally configured bypasses,
  • 10 : Device with an exhaust gas heat exchanger through which exhaust gas flows in two flows in a symmetrical arrangement with an integrated compressor and optionally designed bypasses as well as two-stage cooling and
  • 11 Apparatus with an exhaust gas heat exchanger through which exhaust gas flows in a single flow, with an integrated compressor made from a divided housing element of the exhaust gas heat exchanger.

In 1 ist ein System 1 zur Führung von Luft eines Verbrennungsmotors 3 mit Anordnungen 2a, 2b zur Rückführung von Abgas aus dem Stand der Technik dargestellt.In 1 a system 1 for guiding air of an internal combustion engine 3 with arrangements 2a, 2b for recirculating exhaust gas from the prior art is shown.

Das System 1 weist eine Ansaugleitung 8 zum Ansaugen von Verbrennungsluft für den Verbrennungsmotor 3 auf. Durch die Ansaugleitung 8 wird über die Verdichterseite eines Turboladers 5 in Strömungsrichtung 9 Frischluft aus der Umgebung angesaugt. Die verdichtete Luft wird über einen Ladeluftkühler 10 zum Verbrennungsmotor 3 geleitet und auf die einzelnen Zylinder aufgeteilt. Das bei der Verbrennung erzeugte Abgas wird durch die Abgasleitung 4 über die Turbinenseite des Turboladers 5 abgeleitet. Die Turbinenseite und die Verdichterseite des Turboladers 5 sind, beispielsweise über eine Welle, mechanisch gekoppelt, sodass die Turbine den Verdichter antreibt und so der Luftdurchsatz erhöht beziehungsweise die Ansaugarbeit der Kolben des Verbrennungsmotors 3 vermindert werden. Der Turbolader 5 bezieht die Energie zur Verdichtung der angesaugten Luft folglich aus dem Restdruck der Abgase. Das Abgas wird in Strömungsrichtung 7 des Abgases nach dem Passieren der Turbinenseite des Turboladers 5 sowie Vorrichtungen 6a, 6b zur Nachbehandlung des Abgases in die Umgebung abgeleitet.The system 1 has an intake line 8 for intake of combustion air for the internal combustion engine 3 . Fresh air from the environment is drawn in through the intake line 8 via the compressor side of a turbocharger 5 in the direction of flow 9 . The compressed air is routed to the internal combustion engine 3 via an intercooler 10 and distributed to the individual cylinders. The exhaust gas generated during combustion is discharged through the exhaust pipe 4 via the turbine side of the turbocharger 5. The turbine side and the compressor side of the turbocharger 5 are mechanically coupled, for example via a shaft, so that the turbine drives the compressor and the air throughput is increased or the intake work of the pistons of the internal combustion engine 3 is reduced. The turbocharger 5 therefore obtains the energy for compressing the intake air from the residual pressure of the exhaust gases. The exhaust gas is discharged into the environment in the direction of flow 7 of the exhaust gas after it has passed the turbine side of the turbocharger 5 and devices 6a, 6b for after-treatment of the exhaust gas.

Die Abgasleitung 4 und die Ansaugleitung 8 sind über Anordnungen 2a, 2b zur Rückführung von Abgas fluidtechnisch miteinander verbunden, wobei die erste Anordnung 2a zur Abgasrückführung im Hochdruckbereich und die zweite Anordnung 2b zur Abgasrückführung im Niederdruckbereich betreibbar ist.The exhaust pipe 4 and the intake pipe 8 are fluidically connected to one another via arrangements 2a, 2b for recirculating exhaust gas, the first arrangement 2a for exhaust gas recirculation being operable in the high-pressure range and the second arrangement 2b for exhaust gas recirculation being operable in the low-pressure range.

Die erste Anordnung 2a verbindet die Abgasleitung 4 in Strömungsrichtung 7 des Massenstroms des Abgases vor der Turbinenseite des Turboladers 5 mit der Ansaugleitung 8 in Strömungsrichtung 9 des angesaugten Luftmassenstroms nach dem Ladeluftkühler 10 und damit nach der Verdichterseite des Turboladers 5. Die zweite Anordnung 2b verbindet die Abgasleitung 4 in Strömungsrichtung 7 des Massenstroms des Abgases nach der Turbinenseite des Turboladers 5 mit der Ansaugleitung 8 in Strömungsrichtung 9 des angesaugten Luftmassenstroms vor der Verdichterseite des Turboladers 5.The first arrangement 2a connects the exhaust pipe 4 in the direction of flow 7 of the mass flow of the exhaust gas before the turbine side of the turbocharger 5 with the intake pipe 8 in the direction of flow 9 of the intake air mass flow after the intercooler 10 and thus after the compressor side of the turbocharger 5. The second arrangement 2b connects the Exhaust pipe 4 in the flow direction 7 of the mass flow of the exhaust gas after the turbine side of the turbocharger 5 with the intake pipe 8 in the flow direction 9 of the intake air mass flow before the compressor side of the turbocharger 5.

Die Anordnungen 2a, 2b sind jeweils aus einem Abgas-Wärmeübertrager 11'a, 11'b zur Abgaskühlung, einem Verdichter 12'a, 12'b zum Fördern des Massenstroms des Abgases und einem Ventil 14'a, 14'b zur Regelung der Menge und damit der Dosierung des zurückgeführten Massenstroms des Abgases ausgebildet. Die Verdichter 12'a, 12'b sind jeweils über eine Welle mit einem Antrieb 13'a, 13'b mechanisch gekoppelt. Die Antriebe 13'a, 13'b sind bevorzugt als Elektromotoren ausgebildet.The arrangements 2a, 2b each consist of an exhaust gas heat exchanger 11'a, 11'b for exhaust gas cooling, a compressor 12'a, 12'b for promoting the mass flow of the exhaust gas and a valve 14'a, 14'b for controlling the Amount and thus formed the dosage of the recirculated mass flow of the exhaust gas. The compressors 12'a, 12'b are each mechanically coupled via a shaft to a drive 13'a, 13'b. The drives 13'a, 13'b are preferably designed as electric motors.

Mit der Anordnung 2b zur Rückführung von Abgas im Niederdruckbereich können einerseits höhere Abgasraten erreicht werden, allerdings ist andererseits das Druckgefälle innerhalb der Abgasleitung 4 und der Ansaugleitung 8 gering, sodass zusätzlich Komponenten zur Erhöhung des Druckgefälles eingesetzt werden müssen. Die Anordnung 2b zur Rückführung von Abgas im Niederdruckbereich ermöglicht zudem die Rückführung von sauberem Abgas, da das Abgas in Strömungsrichtung 7 nach einer Vorrichtung 6a zur Nachbehandlung des Abgases, beispielsweise einem Partikelfilter bei einem mit Diesel betriebenen Verbrennungsmotor 3, entnommen wird. Die Anordnung 2a zur Rückführung von Abgas im Hochdruckbereich weist eine deutlich höhere Dynamik auf, ist jedoch bezüglich der erreichbaren Abgasraten begrenzt, um die Versorgung der Turbinenseite des Turboladers 5 mit ausreichend Abgas sicherzustellen.With the arrangement 2b for recirculating exhaust gas in the low-pressure range, higher exhaust gas rates can be achieved on the one hand, but on the other hand the pressure drop within the exhaust gas line 4 and the intake line 8 is low, so that additional components must be used to increase the pressure drop. The arrangement 2b for recirculating exhaust gas in the low-pressure area also enables the recirculation of clean exhaust gas, since the exhaust gas is removed in flow direction 7 after a device 6a for after-treatment of the exhaust gas, for example a particle filter in a diesel-powered internal combustion engine 3. The arrangement 2a for recirculating exhaust gas in the high-pressure range has a significantly higher dynamic, but is limited with regard to the achievable exhaust gas rates in order to ensure that the turbine side of the turbocharger 5 is supplied with sufficient exhaust gas.

2 zeigt einen von Abgas einflutig durchströmten Abgas-Wärmeübertrager 11'a, 11'b einer Anordnung 2a, 2b zur Rückführung von Abgas aus dem Stand der Technik. Der Abgas-Wärmeübertrager 11'a, 11'b dient in Verbindung mit dem Verbrennungsmotor 3 zur Kühlung des zirkulierenden Abgases. 2 shows an exhaust gas heat exchanger 11'a, 11'b, through which exhaust gas flows in a single flow, of an arrangement 2a, 2b for recirculating exhaust gas from the prior art. The exhaust gas heat exchanger 11'a, 11'b is used in conjunction with the internal combustion engine 3 to cool the circulating exhaust gas.

Das Abgas tritt in Strömungsrichtung 7 durch einen Einlass 21' in den Abgas-Wärmeübertrager 11'a, 11'b ein und wird innerhalb des als Einlauftrichter ausgebildeten Einlasses 21' auf einzelne Kanäle 24' aufgeteilt. Die die Kanäle 24' ausbildenden Rohre sind in Trägerplatten 23' gehaltert angeordnet. Die Trägerplatten 23' dienen somit als Rohrböden. Das Abgas strömt parallel und in einer Strömungsrichtung 7 durch die Kanäle 24' und damit auf der Innenseite der Rohre. Am Austritt aus den Kanälen 24' wird das Abgas in einem Auslass 22' des Abgas-Wärmeübertragers 11'a, 11'b gesammelt und durch den als Auslasstrichter ausgebildeten Auslass 22' aus dem Abgas-Wärmeübertrager 11'a, 11'b abgeleitet.The exhaust gas enters the exhaust gas heat exchanger 11'a, 11'b in the direction of flow 7 through an inlet 21' and is divided into individual channels 24' within the inlet 21' designed as an inlet funnel. The tubes forming the channels 24' are mounted in carrier plates 23'. The support plates 23' thus serve as tube sheets. The exhaust gas flows parallel and in a flow direction 7 through the channels 24' and thus on the inside of the tubes. At the exit from the channels 24', the exhaust gas is collected in an outlet 22' of the exhaust gas heat exchanger 11'a, 11'b and is discharged through the outlet 22', which is designed as an outlet funnel, from the exhaust gas heat exchanger 11'a, 11'b.

Die die Kanäle 24' ausbildenden Rohre werden auf der Außenseite von einem Kühlmittel umströmt. Das Kühlmittel strömt dabei in einem von einem Gehäuse 20' und den Rohren ausgebildeten Zwischenraum. Das die Rohre und den Zwischenraum umschließende Gehäuse 20' weist einen Einlass 25' und einen Auslass 26' für das Kühlmittel auf, welches in Strömungsrichtung 27' durch die Zwischenräume strömt. Die Zwischenräume werden durch das Gehäuse 20', die Rohre und die Trägerplatten 23' begrenzt.A coolant flows around the outside of the tubes forming the channels 24'. The coolant flows in an intermediate space formed by a housing 20' and the tubes. The housing 20' enclosing the tubes and the intermediate space has an inlet 25' and an outlet 26' for the coolant which flows in the flow direction 27' through the intermediate spaces. The spaces are defined by the housing 20', the tubes and the support plates 23'.

In 3 ist ein von Abgas zweiflutig durchströmter Abgas-Wärmeübertrager 11'a, 11'b einer Anordnung 2a, 2b zur Rückführung von Abgas aus dem Stand der Technik dargestellt. Im Unterschied zur Ausführungsform nach 2 wird der Abgas-Wärmeübertrager 11'a, 11'b derart beaufschlagt, dass das Abgas parallel durch die Kanäle 24' strömt, wobei die Strömungsrichtung des Abgases innerhalb der ersten Flut entgegengesetzt zur Strömungsrichtung innerhalb der zweiten Flut ausgerichtet ist. Die Kanäle 24' sind derart aufgeteilt, dass eine erste Anzahl Kanäle 24', das heißt mindestens ein Kanal 24', eine hinlaufende Abgasstrecke als erste Flut bildet, während eine zweite Anzahl Kanäle 24', das heißt wiederum mindestens ein Kanal 24', eine rücklaufende Abgasstrecke als zweite Flut bildet.In 3 an exhaust gas heat exchanger 11'a, 11'b, through which exhaust gas flows in two flows, of an arrangement 2a, 2b for recirculating exhaust gas from the prior art is shown. In contrast to the embodiment according to 2 the exhaust gas heat exchanger 11'a, 11'b is acted upon in such a way that the exhaust gas flows in parallel through the channels 24', the flow direction of the exhaust gas within the first flow being opposite to the flow direction within the second flow. The channels 24' are divided such that a first number of channels 24', i.e. at least one channel 24', forms a running exhaust gas route as the first flow, while a second number of channels 24', i.e. in turn at least one channel 24', forms a returning exhaust line forms as a second flood.

Das Abgas tritt durch einen Einlass 21' in den Abgas-Wärmeübertrager 11'a, 11'b ein, wird auf die ersten Kanäle 24' aufgeteilt und strömt parallel sowie in einer Strömungsrichtung 7 durch die ersten Kanäle 24'. Am Austritt der ersten Kanäle 24' wird das Abgas in einem Umlenkelement 28' gesammelt, in der Strömungsrichtung 7 umgekehrt und auf die zweiten Kanäle 24' aufgeteilt. Das Abgas strömt nunmehr parallel sowie in einer Strömungsrichtung 7 entgegengesetzten Strömungsrichtung durch die zweiten Kanäle 24'. Am Austritt aus den zweiten Kanälen 24' wird das Abgas in einem Auslass 22' des Abgas-Wärmeübertragers 11'a, 11'b gesammelt und aus dem Abgas-Wärmeübertrager 11'a, 11'b abgeleitet. Die die Kanäle 24' ausbildenden Rohre sind ebenfalls in Trägerplatten 23' gehaltert angeordnet.The exhaust gas enters the exhaust gas heat exchanger 11'a, 11'b through an inlet 21', is divided between the first channels 24' and flows in parallel and in a flow direction 7 through the first channels 24'. At the outlet of the first channels 24', the exhaust gas is collected in a deflection element 28', reversed in the direction of flow 7 and divided between the second channels 24'. The exhaust gas now flows parallel and in a flow direction 7 opposite to the flow direction through the second channels 24 ′. At the exit from the second channels 24', the exhaust gas is collected in an outlet 22' of the exhaust gas heat exchanger 11'a, 11'b and is discharged from the exhaust gas heat exchanger 11'a, 11'b. The tubes forming the channels 24' are also mounted in carrier plates 23'.

Die kühlmittelseitige Ausbildung des Abgas-Wärmeübertragers 11'a, 11'b entspricht der in 2 beschriebenen Ausgestaltung.The design of the exhaust gas heat exchanger 11'a, 11'b on the coolant side corresponds to that in 2 described embodiment.

Die Abgas-Wärmeübertrager 11'a, 11'b weisen somit keine, eine oder mehrere Umkehrungen der Strömungsrichtung 7 des Massenstroms des Abgases auf. Ein Abgas-Wärmeübertrager 11'a, 11'b, welcher keine Umkehrung der Strömungsrichtung 7 des Massenstroms des Abgases, gemäß 2, aufweist, wird auch als I-durchströmter Wärmeübertrager bezeichnet. Ein Abgas-Wärmeübertrager 11'a, 11'b mit einer Umkehrung der Strömungsrichtung 7 des Massenstroms des Abgases, gemäß 3, wird abgasseitig U-durchströmt. Nicht dargestellte Abgas-Wärmeübertrager 11'a, 11'b mit mehreren Umkehrungen der Strömungsrichtung 7 des Massenstroms des Abgases werden je nach Anzahl der Umkehrungen und Anordnung der Kanäle als S-durchströmt, W-durchströmt oder mehrfach-durchströmt bezeichnet.The exhaust gas heat exchangers 11'a, 11'b thus have no, one or more reversals in the direction of flow 7 of the mass flow of the exhaust gas. An exhaust gas heat exchanger 11'a, 11'b, which has no reversal of the flow direction 7 of the mass flow of the exhaust gas, according to 2 , has, is also referred to as an I-flow heat exchanger. An exhaust gas heat exchanger 11'a, 11'b with a reversal of the flow direction 7 of the mass flow of the exhaust gas, according to FIG 3 , is U-flowed through on the exhaust side. Not shown exhaust gas heat exchangers 11'a, 11'b with several reversals of the flow direction 7 of the mass flow of the exhaust gas are referred to as S-flow, W-flow or multi-flow, depending on the number of reversals and arrangement of the channels.

Aus 4 geht ein als Radialverdichter ausgebildeter Verdichter 12'a, 12'b zum Fördern eines Massenstroms des Abgases, auch als Pumpe bezeichnet, aus dem Stand der Technik hervor.the end 4 a compressor 12'a, 12'b designed as a radial compressor for conveying a mass flow of the exhaust gas, also referred to as a pump, emerges from the prior art.

Der Verdichter 12'a, 12'b weist ein als Spiralgehäuse ausgebildetes Gehäuse 30' mit einem Einlass 31' und einem Auslass 32' für das Abgas auf. Innerhalb des Gehäuses 30' ist ein angetriebenes Verdichterrad 33' zum Fördern des Abgases angeordnet. Das Verdichterrad 33' ist über eine Antriebswelle 34' mit einem Antrieb 13'a, 13'b mechanisch gekoppelt, welcher bevorzugt als Elektromotor ausgebildet ist. Das Verdichterrad 33' und die Antriebswelle 34' sind durch ein Lagerelement 35' gehaltert angeordnet.The compressor 12'a, 12'b has a housing 30' designed as a spiral housing with an inlet 31' and an outlet 32' for the exhaust gas. Inside the housing 30' is a driven Compressor wheel 33' arranged for conveying the exhaust gas. The compressor wheel 33' is mechanically coupled via a drive shaft 34' to a drive 13'a, 13'b, which is preferably designed as an electric motor. The compressor wheel 33' and the drive shaft 34' are arranged supported by a bearing element 35'.

Das Gehäuse 30' ist durch das Lagerelement 35' in Richtung des Antriebs 13'a, 13'b abgasdicht verschlossen. Die Antriebswelle 34' ragt von außen durch das Lagerelement 35' in das Gehäuse 30' hinein.The housing 30' is closed in an exhaust-tight manner by the bearing element 35' in the direction of the drive 13'a, 13'b. The drive shaft 34' protrudes from the outside through the bearing element 35' into the housing 30'.

Das Abgas strömt in Strömungsrichtung 7 durch den Einlass 31' in das Gehäuse 30' und axial in das als Laufrad betriebene Verdichterrad 33' ein. Infolge der Bewegung des Verdichterrades 33' wird dem Abgas die zum Erhöhen des Druckes notwendige Energie zugeführt und das Abgas wird radial nach außen abgelenkt. Die Strömungsrichtung 7 des Abgases erfährt dabei eine Änderung von der axialen in die radiale Richtung von etwa 90°.The exhaust gas flows in the direction of flow 7 through the inlet 31' into the housing 30' and axially into the compressor wheel 33' operated as an impeller. As a result of the movement of the compressor wheel 33', the energy necessary for increasing the pressure is supplied to the exhaust gas and the exhaust gas is deflected radially outwards. The flow direction 7 of the exhaust gas undergoes a change from the axial to the radial direction of approximately 90°.

5 zeigt eine Vorrichtung 40a zur Rückführung von Abgas als einen von Abgas einflutig durchströmten Abgas-Wärmeübertrager 11 mit einem integrierten Verdichter 12. Die Vorrichtung 40a stellt dabei eine Kombination eines von Abgas durchströmten Abgas-Wärmeübertragers 11 mit einem als Radialverdichter ausgebildeten Verdichter 12 zum Fördern des Massenstroms des Abgases dar. 5 shows a device 40a for recirculating exhaust gas as an exhaust gas heat exchanger 11, through which exhaust gas flows in a single flow, with an integrated compressor 12. The device 40a represents a combination of an exhaust gas heat exchanger 11, through which exhaust gas flows, with a compressor 12 designed as a radial compressor for conveying the mass flow of the exhaust gas.

Der Abgas-Wärmeübertrager 11 und der Verdichter 12 sind innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses 41 angeordnet, welches zwei Gehäuseelemente 20, 30 aufweist. Das erste Gehäuseelement 20 umschließt die Kanäle 24 ausbildenden Rohre des Abgas-Wärmeübertragers 11, während innerhalb des zweiten Gehäuseelementes 30 das Verdichterrad 33 des Verdichters 12 angeordnet ist.The exhaust gas heat exchanger 11 and the compressor 12 are arranged within a common housing 41 which has two housing elements 20 , 30 . The first housing element 20 encloses the channels 24 forming tubes of the exhaust gas heat exchanger 11, while the compressor impeller 33 of the compressor 12 is arranged within the second housing element 30 .

Das Gehäuseelement 20 des Abgas-Wärmeübertragers 11 und das Gehäuseelement 30 des Verdichters 12 sind als Gehäuse 41 und damit als eine Komponente verbunden ausgebildet. Dabei ist das Gehäuse 41 aus den Gehäuseelementen 20, 30 entweder als eine einstückige Komponente oder eine verbundene Komponente derart ausgebildet, dass das Gehäuse 41 eine Einheit bildet. Unter einer einstückigen Komponente ist zu verstehen, dass das Gehäuse 41 aus einem Material, ohne zusätzliche Verbindungsstellen gefertigt ist. Das zu einer verbundenen Komponente aus den Gehäuseelementen 20, 30 zusammengefügte Gehäuse 41 bildet ebenfalls eine abgasdichte Einheit, wobei die einzelnen Gehäuseelemente 20, 30 stoffschlüssig, beispielsweise durch Löten oder Schweißen, oder formschlüssig beziehungsweise kraftschlüssig, beispielsweise durch Verschrauben, Verklippen oder Verkrimpen, miteinander verbunden sind.The housing element 20 of the exhaust gas heat exchanger 11 and the housing element 30 of the compressor 12 are designed as a housing 41 and are connected thereto as one component. In this case, the housing 41 is formed from the housing elements 20, 30 either as a one-piece component or as a connected component in such a way that the housing 41 forms a unit. A one-piece component means that the housing 41 is made of one material without additional connection points. The housing 41 assembled into a connected component from the housing elements 20, 30 also forms an exhaust gas-tight unit, the individual housing elements 20, 30 being connected to one another with a material connection, for example by soldering or welding, or with a positive or non-positive fit, for example by screwing, clipping or crimping are.

Das Abgas strömt in Strömungsrichtung 7 durch den Einlass 21 in das Gehäuseelement 20 des Abgas-Wärmeübertragers 11 ein und wird innerhalb des als Einlauftrichter ausgebildeten Einlasses 21 auf die einzelne Kanäle 24 ausbildenden Rohre aufgeteilt. Die Rohre sind in Trägerplatten 23 befestigt angeordnet, welche als Rohrböden ausgebildet sind. Das parallel und in einer Strömungsrichtung 7 durch die Kanäle 24 und damit auf der Innenseite der Rohre strömende Abgas wird am Austritt der Kanälen 24 in einem Auslass gesammelt und durch den als Auslasstrichter ausgebildeten Auslass aus dem Abgas-Wärmeübertrager 11 direkt in den Verdichter 12 geleitet. Der Auslass des Gehäuseelementes 20 des Abgas-Wärmeübertragers 11 stellt gleichermaßen den Einlass 31 des Gehäuseelementes 30 des Verdichters 12 dar.The exhaust gas flows in the direction of flow 7 through the inlet 21 into the housing element 20 of the exhaust gas heat exchanger 11 and is divided into the individual channels 24 forming tubes within the inlet 21 designed as an inlet funnel. The tubes are fastened in support plates 23, which are designed as tube sheets. The exhaust gas flowing parallel and in a direction of flow 7 through the ducts 24 and thus on the inside of the tubes is collected in an outlet at the outlet of the ducts 24 and conducted through the outlet designed as an outlet funnel from the exhaust gas heat exchanger 11 directly into the compressor 12. The outlet of the housing element 20 of the exhaust gas heat exchanger 11 also represents the inlet 31 of the housing element 30 of the compressor 12.

Unter der direkten Überleitung des Abgases vom Abgas-Wärmeübertrager 11 in den Verdichter 12 ist somit zu verstehen, dass zwischen dem Abgas-Wärmeübertrager 11 und dem Verdichter 12 keine weiteren zusätzlichen und einzelnen beziehungsweise losgelösten Komponenten einer Abgasstrecke, wie Vorrichtungen zum Leiten, insbesondere Rohre, Schläuche, Umlenkelemente oder Ähnliches, vorgesehen und notwendig sind.The direct transfer of the exhaust gas from the exhaust gas heat exchanger 11 to the compressor 12 should therefore be understood to mean that there are no further additional and individual or detached components of an exhaust gas line between the exhaust gas heat exchanger 11 and the compressor 12, such as devices for conducting, in particular pipes, Hoses, deflection elements or the like are provided and necessary.

Das innerhalb des Gehäuses 41 aus dem Gehäuseelement 20 des Abgas-Wärmeübertragers 11 ausströmende und in das als Spiralgehäuse ausgebildete Gehäuseelement 30 des Verdichters 12 einströmende und damit zwischen den Gehäuseelementen 20, 30 überströmende Abgas wird zum im Gehäuseelement 30 angeordneten Verdichterrad 33 geleitet. Das angetriebene Verdichterrad 33 zum Fördern des Abgases ist über die Antriebswelle 34 mit dem, bevorzugt als Elektromotor ausgebildeten, Antrieb 13 mechanisch gekoppelt. Die Antriebswelle 34 und das mit der Antriebswelle 34 fest und starr verbundene Verdichterrad 33 sind mittels des Lagerelementes 35 im Gehäuseelement 30 des Gehäuses 41 um eine Rotationsachse drehbar gelagert angeordnet. Die Rotationsachse verläuft in Richtung der Antriebswelle 34. Mit Hilfe des Lagerelementes 35 wird zudem das Gehäuse 41 in Richtung des Antriebs 13 abgasdicht verschlossen, wobei die Antriebswelle 34 durch das Lagerelement 35 geführt angeordnet ist.The exhaust gas flowing out inside the housing 41 from the housing element 20 of the exhaust gas heat exchanger 11 and into the housing element 30 of the compressor 12 designed as a spiral housing and thus flowing over between the housing elements 20, 30 is conducted to the compressor wheel 33 arranged in the housing element 30. The driven compressor wheel 33 for conveying the exhaust gas is mechanically coupled via the drive shaft 34 to the drive 13, which is preferably designed as an electric motor. The drive shaft 34 and the compressor wheel 33 , which is firmly and rigidly connected to the drive shaft 34 , are arranged by means of the bearing element 35 in the housing element 30 of the housing 41 so as to be rotatable about an axis of rotation. The axis of rotation runs in the direction of the drive shaft 34 . With the help of the bearing element 35 , the housing 41 is sealed in the direction of the drive 13 so that it is gas-tight, with the drive shaft 34 being guided through the bearing element 35 .

Das Abgas strömt in Strömungsrichtung 7 durch den Einlass 31 in das als Spiralgehäuse ausgebildete Gehäuseelement 30 des Verdichters 12 ein und trifft in axialer Richtung auf das als Laufrad betriebene Verdichterrad 33. Beim Passieren des Verdichterrades 33 wird der Druck des Abgases erhöht sowie das Abgas radial nach außen geführt und anschließend durch den Auslass 32 aus dem Gehäuse 41 abgeleitet.The exhaust gas flows in the direction of flow 7 through the inlet 31 into the housing element 30 of the compressor 12, which is designed as a volute housing, and hits the compressor wheel 33, which is operated as an impeller, in the axial direction. When passing through the compressor wheel 33, the pressure of the exhaust gas is increased and the exhaust gas flows radially guided outside and then discharged through the outlet 32 from the housing 41.

Der Vorrichtung 40a ist als Teilkomponente einer Anordnung zur Rückführung des Abgases ein nicht dargestelltes Ventil zugeordnet, wobei das Ventil in Strömungsrichtung des Abgases alternativ vor oder nach der Vorrichtung 40a angeordnet ist. Das nicht dargestellte Ventil dient der Regelung der Menge und damit der Dosierung des zurückgeführten Massenstroms des Abgases.A valve (not shown) is assigned to device 40a as a partial component of an arrangement for recirculating the exhaust gas, the valve being arranged alternatively before or after device 40a in the flow direction of the exhaust gas. The valve, not shown, is used to regulate the quantity and thus the metering of the recirculated mass flow of the exhaust gas.

Die Rohre des Abgas-Wärmeübertragers 11 werden auf der Außenseite mit Kühlmittel beaufschlagt, wobei das Kühlmittel in Strömungsrichtung 27 durch einen vom Gehäuse 41 und den Rohren ausgebildeten Zwischenraum geleitet wird. Der Zwischenraum wird durch das Gehäuse 41, die Rohre und die Trägerplatten 23 der Rohre umschlossen. Das die Rohre und den Zwischenraum umfassende Gehäuse 41 weist den Einlass 25 und den Auslass 26 für das Kühlmittel auf, welche derart angeordnet sind, dass das Kühlmittel und das Abgas im Wesentlichen im Kreuzgegenstrom zueinander strömen.Coolant is applied to the tubes of the exhaust gas heat exchanger 11 on the outside, with the coolant being conducted in the direction of flow 27 through an intermediate space formed by the housing 41 and the tubes. The space is enclosed by the housing 41, the tubes and the support plates 23 of the tubes. The housing 41 comprising the tubes and the gap has the inlet 25 and the outlet 26 for the coolant, which are arranged such that the coolant and the exhaust gas flow essentially in cross-countercurrent to one another.

In 6 ist eine Vorrichtung 40b zur Rückführung von Abgas als einen von Abgas einflutig durchströmten Abgas-Wärmeübertrager 11 mit einem integrierten Verdichter 12 und einem Bypasskanal 42 für den Massenstrom des Abgases gezeigt. Die Vorrichtung 40b entspricht dabei im Wesentlichen der Vorrichtung 40a als Ausführungsform nach 5 mit einem zusätzlichen Bypasskanal 42 und einem Bypassventil 43.In 6 a device 40b for recirculating exhaust gas is shown as an exhaust gas heat exchanger 11 through which exhaust gas flows in a single flow, with an integrated compressor 12 and a bypass channel 42 for the mass flow of the exhaust gas. The device 40b essentially corresponds to the device 40a as an embodiment 5 with an additional bypass channel 42 and a bypass valve 43.

Der Bypasskanal 42 erstreckt sich vom Einlass 21 in das Gehäuseelement 20 in den Abgas-Wärmeübertrager 11 bis zum Auslass des Abgases aus dem Abgas-Wärmeübertrager 11, welcher gleichermaßen den Einlass 31 des Abgases in den Verdichter 12 darstellt. Der Bypasskanal 42 zweigt dabei vom Einlasstrichter zur Aufteilung des Massenstroms des Abgases auf die einzelnen Kanäle 24 ab und mündet am Übergangsbereich der Gehäuseelemente 20, 30. Der Bypasskanal 42 dient folglich der Abtrennung zumindest eines Anteils des Massenstroms des Abgases, welcher um den Abgas-Wärmeübertrager 11 herumgeleitet wird und damit keine Wärmeübertragung mit dem Kühlmittel erfährt. Der durch den Bypasskanal 42 geleitete Massenstrom des Abgases wird folglich nicht abgekühlt und direkt zum Verdichter 12 geleitet. Je nach Aufteilung des Massenstroms des Abgases in einen durch den Bypasskanal 42 strömenden Anteil und einen durch den Abgas-Wärmeübertrager 11 strömenden Anteil werden beide Anteile am Einlass 31 des Abgases in den Verdichter 12 wieder vermischt.The bypass channel 42 extends from the inlet 21 into the housing element 20 in the exhaust gas heat exchanger 11 to the outlet of the exhaust gas from the exhaust gas heat exchanger 11, which likewise represents the inlet 31 of the exhaust gas into the compressor 12. The bypass duct 42 branches off from the inlet funnel for dividing the mass flow of the exhaust gas to the individual ducts 24 and opens out at the transition region of the housing elements 20, 30. The bypass duct 42 consequently serves to separate at least a portion of the mass flow of the exhaust gas, which flows around the exhaust gas heat exchanger 11 is bypassed and thus experiences no heat transfer with the coolant. The mass flow of the exhaust gas conducted through the bypass channel 42 is consequently not cooled and is conducted directly to the compressor 12 . Depending on the division of the mass flow of the exhaust gas into a portion flowing through the bypass channel 42 and a portion flowing through the exhaust gas heat exchanger 11 , both portions are mixed again at the inlet 31 of the exhaust gas into the compressor 12 .

Im Bereich der Abzweigung des Bypasskanals 42 vom Einlass 21 ist der Bypasskanal 42 mit einem Bypassventil 43 zum Öffnen und Schließen des Bypasskanals 42 ausgebildet. Nach alternativen, nicht dargestellten Ausführungsformen kann das Bypassventil an einer beliebigen Stelle den Bypasskanal verschließbar angeordnet sein.In the area where the bypass channel 42 branches off from the inlet 21 , the bypass channel 42 is configured with a bypass valve 43 for opening and closing the bypass channel 42 . According to alternative embodiments that are not shown, the bypass valve can be arranged at any point in the bypass channel so that it can be closed.

Mit dem Öffnungsgrad des Bypassventils 43 wird die Menge und damit die Dosierung des um den Abgas-Wärmeübertrager 11 geleiteten Massenstroms des Abgases und damit das Verhältnis der Anteile der Massenströme durch den Abgas-Wärmeübertrager 11 und durch den Bypasskanal 42 eingestellt.With the degree of opening of the bypass valve 43, the quantity and thus the metering of the mass flow of the exhaust gas conducted around the exhaust gas heat exchanger 11 and thus the ratio of the proportions of the mass flows through the exhaust gas heat exchanger 11 and through the bypass channel 42 are set.

Die 7 bis 10 zeigen jeweils eine Vorrichtung 40c, 40d, 40e, 40f zur Rückführung von Abgas als einen von Abgas zweiflutig durchströmten Abgas-Wärmeübertrager 11 mit einem integrierten Verdichter 12 und optional ausgebildeten Bypasskanälen 47, 49 für zumindest einen Anteil des Massenstroms des Abgases. Die Vorrichtungen 40c, 40d, 40e, 40f sind wiederum jeweils eine Kombination eines von Abgas durchströmten Abgas-Wärmeübertragers 11 mit einem als Radialverdichter ausgebildeten Verdichter 12 zum Fördern des Massenstroms des Abgases.the 7 until 10 each show a device 40c, 40d, 40e, 40f for recirculating exhaust gas as an exhaust gas heat exchanger 11 through which exhaust gas flows in two flows, with an integrated compressor 12 and optionally configured bypass channels 47, 49 for at least a portion of the mass flow of the exhaust gas. The devices 40c, 40d, 40e, 40f are in turn each a combination of an exhaust gas heat exchanger 11, through which exhaust gas flows, with a compressor 12 designed as a radial compressor for conveying the mass flow of the exhaust gas.

Der Abgas-Wärmeübertrager 11 und der Verdichter 12 sind in einem zwei Gehäuseelemente 20, 30 aufweisenden gemeinsamen Gehäuse 41 angeordnet, wobei das erste Gehäuseelement 20 die Kanäle 24 des Abgas-Wärmeübertragers 11 und das zweite Gehäuseelement 30 das Verdichterrad 33 des Verdichters 12 einschließen.The exhaust gas heat exchanger 11 and the compressor 12 are arranged in a common housing 41 having two housing elements 20, 30, the first housing element 20 enclosing the channels 24 of the exhaust gas heat exchanger 11 and the second housing element 30 enclosing the compressor wheel 33 of the compressor 12.

Das Abgas strömt durch den Einlass 21 in das Gehäuseelement 20 des Abgas-Wärmeübertragers 11 ein und wird innerhalb Einlasses 21 auf die einzelnen Kanäle 24, welche als Rohre in Trägerplatten 23 befestigt angeordnet sind, aufgeteilt. Der Abgas-Wärmeübertrager 11 wird vom Abgas derart beaufschlagt, dass das Abgas parallel durch die Kanäle 24 strömt, wobei die Strömungsrichtung des Abgases innerhalb der ersten Flut entgegengesetzt zur Strömungsrichtung innerhalb der zweiten Flut ausgerichtet ist. Dabei bildet eine erste Anzahl Kanäle 24, das heißt mindestens ein Kanal 24, eine hinlaufende Abgasstrecke als erste Flut, während eine zweite Anzahl Kanäle 24, das heißt ebenfalls mindestens ein Kanal 24, eine rücklaufende Abgasstrecke als zweite Flut bildet.The exhaust gas flows through the inlet 21 into the housing element 20 of the exhaust gas heat exchanger 11 and is divided within the inlet 21 to the individual channels 24 which are arranged as tubes fastened in support plates 23 . The exhaust gas heat exchanger 11 is acted upon by the exhaust gas in such a way that the exhaust gas flows parallel through the channels 24, the flow direction of the exhaust gas within the first flow being opposite to the flow direction within the second flow. A first number of channels 24, ie at least one channel 24, forms a forward exhaust gas line as the first flow, while a second number of channels 24, that is also at least one channel 24, forms a return exhaust gas line as the second flow.

Am Austritt der ersten Kanäle 24 wird das durch die Kanäle 24 und damit auf der Innenseite der Rohre strömende Abgas gesammelt und direkt in das als Spiralgehäuse ausgebildete Gehäuseelement 30 des Verdichters 12 eingeleitet. Der Austritt der ersten Kanäle 24 des Abgas-Wärmeübertragers 11 stellt gleichermaßen den Einlass 31 des Gehäuseelementes 30 zum Verdichterrad 33 des Verdichters 12 dar. Damit wird das zwischen den Gehäuseelementen 20, 30 überströmende Abgas dem im Gehäuseelement 30 angeordneten Verdichterrad 33 zugeführt. Das Verdichterrad 33 wird, wie in den voranstehenden Ausführungsformen, über die Antriebswelle 34 angetrieben und ist mit dem Antrieb 13 mechanisch verbunden, wobei die Antriebswelle 34 mittels des Lagerelementes 35 im Gehäuseelement 30 des Gehäuses 41 um eine Rotationsachse drehbar gelagert angeordnet ist.At the outlet of the first channels 24, the exhaust gas flowing through the channels 24 and thus on the inside of the tubes is collected and introduced directly into the housing element 30 of the compressor 12, which is designed as a spiral housing. The outlet of the first channels 24 of the exhaust gas heat exchanger 11 likewise provides the inlet 31 of the housing element 30 to the compressor wheel 33 of the compressor ters 12. In this way, the exhaust gas flowing over between the housing elements 20, 30 is fed to the compressor wheel 33 arranged in the housing element 30. As in the previous embodiments, the compressor wheel 33 is driven via the drive shaft 34 and is mechanically connected to the drive 13, the drive shaft 34 being arranged in the housing element 30 of the housing 41 so as to be rotatable about an axis of rotation by means of the bearing element 35.

Das Abgas strömt in Strömungsrichtung 7 durch den Einlass 31 in das als Spiralgehäuse ausgebildete Gehäuseelement 30 des Verdichters 12 und in axialer Richtung in das Verdichterrad 33 ein, wird radial nach außen geführt und durch den Auslass 32 in einen Abgaskanal 44 abgeleitet. Der Abgaskanal 44 ist innerhalb des Gehäuseelementes 30 ausgebildet.The exhaust gas flows in the direction of flow 7 through the inlet 31 into the housing element 30 of the compressor 12 designed as a spiral housing and in the axial direction into the compressor wheel 33 , is guided radially outwards and discharged through the outlet 32 into an exhaust gas duct 44 . The exhaust passage 44 is formed inside the case member 30 .

Beim Durchströmen des Verdichters 12 und des Abgaskanals 44 wird die Strömungsrichtung 7 des Abgases in Bezug zur Strömungrichtung innerhalb der hinlaufenden Abgasstrecke umgekehrt. Das Abgas wird auf die zweiten Kanäle 24 aufgeteilt und strömt nunmehr parallel sowie in der Strömungsrichtung 7 des Abgases innerhalb der hinlaufenden Abgasstrecke entgegengesetzten Strömungsrichtung durch die zweiten Kanäle 24 der rücklaufenden Abgasstrecke. Am Austritt aus den zweiten Kanälen 24 wird das Abgas in einem Auslass 22 des Abgas-Wärmeübertragers 11 gesammelt und aus dem Abgas-Wärmeübertrager 11 abgeleitet.When flowing through the compressor 12 and the exhaust gas duct 44, the direction of flow 7 of the exhaust gas is reversed in relation to the direction of flow within the outgoing exhaust gas section. The exhaust gas is divided between the second ducts 24 and now flows parallel and in the flow direction 7 of the exhaust gas within the incoming exhaust gas line in the opposite flow direction through the second ducts 24 of the returning exhaust gas line. At the exit from the second channels 24 the exhaust gas is collected in an outlet 22 of the exhaust gas heat exchanger 11 and discharged from the exhaust gas heat exchanger 11 .

Im Vergleich zur Ausführungsform nach 3 wird das Umlenkelement 28' des Abgas-Wärmeübertragers 11'a, 11'b, welches eine Umlenkung der Strömungsrichtung 7 des Abgases um 180° bewirkt, durch den Verdichter 12 mit dem Gehäuseelement 30 ersetzt. Das Gehäuseelement 30 des Verdichters 12 bewirkt nunmehr die Umlenkung der Strömungsrichtung 7 des Abgases um 180°.Compared to the embodiment according to 3 the deflection element 28' of the exhaust gas heat exchanger 11'a, 11'b, which deflects the flow direction 7 of the exhaust gas by 180°, is replaced by the compressor 12 with the housing element 30. The housing element 30 of the compressor 12 now causes the direction of flow 7 of the exhaust gas to be deflected by 180°.

Die die Kanäle 24 ausbildenden Rohre sind in Verbindung mit der Ausbildung des Gehäuses 41, insbesondere des Gehäuseelementes 30 des Verdichters 12, derart angeordnet, dass die Kanäle 24 der hinlaufenden Abgasstrecke in einem Bereich getrennt von den Kanälen 24 der rücklaufenden Abgasstrecke in einem weiteren Bereich zusammengefasst sind. Dabei sind die Bereiche der Kanäle 24 der hinlaufenden und der rücklaufenden Abgasstrecke der Vorrichtungen 40c, 40d nach den 7 und 8 nebeneinander, insbesondere oberhalb oder unterhalb und damit separiert voneinander, angeordnet.The tubes forming the ducts 24 are arranged in connection with the design of the housing 41, in particular the housing element 30 of the compressor 12, in such a way that the ducts 24 of the incoming exhaust gas line are combined in a separate area from the channels 24 of the return exhaust gas line in a further area are. The areas of the channels 24 of the outgoing and the returning exhaust gas line of the devices 40c, 40d are after 7 and 8th next to each other, in particular above or below and thus separated from one another.

Das Gehäuseelement 30 des Verdichters 12 der Vorrichtungen 40e, 40f nach den 9 und 10 ist im Vergleich zu den Vorrichtungen 40c, 40d derart ausgebildet, dass die Bereiche der Kanäle 24 der hinlaufenden und der rücklaufenden Abgasstrecke symmetrisch angeordnet sind, sodass die Gehäuseelemente 20, 30 der Abgas-Wärmeübertragers 11 und des Verdichters 12 im Wesentlichen symmetrisch gestaltet werden können. Dabei sind die die Kanäle 24 ausbildenden Rohre der hinlaufenden Abgasstrecke im Zentrum und die die Kanäle 24 ausbildenden Rohre der rücklaufenden Abgasstrecke konzentrisch um die die Kanäle 24 ausbildenden Rohre der hinlaufenden Abgasstrecke angeordnet. Die Rohre der rücklaufenden Abgasstrecke sind in der Gesamtheit koaxial um die Rohre der hinlaufenden Abgasstrecke angeordnet.The housing element 30 of the compressor 12 of the devices 40e, 40f according to 9 and 10 is designed in comparison to the devices 40c, 40d in such a way that the areas of the channels 24 of the incoming and the returning exhaust gas path are arranged symmetrically, so that the housing elements 20, 30 of the exhaust gas heat exchanger 11 and the compressor 12 can be designed essentially symmetrically. The pipes forming the channels 24 of the incoming exhaust gas line are arranged in the center and the pipes forming the channels 24 of the returning exhaust gas line are arranged concentrically around the pipes forming the channels 24 of the incoming exhaust gas line. The pipes of the return exhaust gas line are arranged in their entirety coaxially around the pipes of the incoming exhaust gas line.

Die kühlmittelseitige Ausbildung des Abgas-Wärmeübertragers 11 der Vorrichtung 40c nach 7 und der Vorrichtung 40e nach 9 entspricht jeweils der in 3 beschriebenen Ausführungsform.The coolant-side design of the exhaust gas heat exchanger 11 of the device 40c 7 and device 40e 9 corresponds to the in 3 described embodiment.

Die Kühlmittelseiten der Abgas-Wärmeübertrager 11 der Vorrichtung 40d nach 8 und der Vorrichtung 40f nach 10 sind jeweils für eine zweistufige Kühlung des Abgases ausgebildet. Dabei sind die die Kanäle 24 ausbildenden Rohre der hinlaufenden Abgasstrecke und der rücklaufenden Abgasstrecke von getrennten kühlmittelführenden Gehäuseteilen umschlossen. Die die Kanäle 24 ausbildenden Rohre der hinlaufenden Abgasstrecke sind von einem Volumen 45 für einen ersten Kühlmittelkreislauf und die die Kanäle 24 ausbildenden Rohre der rücklaufenden Abgasstrecke sind von einem Volumen 46 für einen zweiten Kühlmittelkreislauf umgeben, welche jeweils von den kühlmittelführenden Gehäuseteilen ausgebildet sind.The coolant sides of the exhaust gas heat exchanger 11 of the device 40d after 8th and device 40f 10 are each designed for a two-stage cooling of the exhaust gas. The pipes forming the channels 24 of the outgoing exhaust gas line and the returning exhaust gas line are surrounded by separate coolant-carrying housing parts. The pipes forming the channels 24 of the incoming exhaust gas line are surrounded by a volume 45 for a first coolant circuit and the pipes forming the channels 24 of the returning exhaust gas line are surrounded by a volume 46 for a second coolant circuit, which are each formed by the coolant-carrying housing parts.

Die die Volumina 45, 46 für die Kühlmittelkreisläufe der hinlaufenden und der rücklaufenden Abgasstrecke der Vorrichtungen 40c, 40d nach den 7 und 8 umschließenden kühlmittelführenden Gehäuseteile sind nebeneinander, insbesondere oberhalb oder unterhalb zueinander, angeordnet.The volumes 45, 46 for the coolant circuits of the incoming and the returning exhaust gas line of the devices 40c, 40d according to 7 and 8th enclosing coolant-carrying housing parts are arranged side by side, in particular above or below each other.

Die die Volumina 45, 46 für die Kühlmittelkreisläufe der hinlaufenden und der rücklaufenden Abgasstrecke der Vorrichtungen 40e, 40f nach den 9 und 10 umschließenden kühlmittelführenden Gehäuseteile sind entsprechend den dazugehörigen Rohren konzentrisch zueinander, insbesondere koaxial zueinander angeordnet.The volumes 45, 46 for the coolant circuits of the incoming and the returning exhaust line of the devices 40e, 40f according to 9 and 10 enclosing coolant-carrying housing parts are arranged concentrically to one another, in particular coaxially to one another, in accordance with the associated pipes.

Die Vorrichtungen 40c, 40d, 40e, 40f können zudem mit unterschiedlichen Bypasskanälen 47, 49, 51 und jeweils dazugehörigen Bypassventilen 48, 50, 52 für den Massenstrom des Abgases ausgebildet sein.The devices 40c, 40d, 40e, 40f can also be designed with different bypass channels 47, 49, 51 and associated bypass valves 48, 50, 52 for the mass flow of the exhaust gas.

Ein erster Bypasskanal 47 erstreckt sich dabei vom Einlass 21 in das Gehäuseelement 20 in den Abgas-Wärmeübertrager 11 zum Auslass des Abgases aus dem Abgas-Wärmeübertrager 11. Der Bypasskanal 47 zur Aufteilung des Massenstroms des Abgases ist folglich zur Abtrennung zumindest eines Anteils des Massenstroms des Abgases ausgebildet, welcher komplett um den Abgas-Wärmeübertrager 11 und den Verdichter 12 herumgeleitet wird, sodass zwischen dem durch den Bypasskanal 47 geleiteten Massenstrom des Abgases und dem Kühlmittel keine Wärme übertragen wird. Der durch den Bypasskanal 47 geleitete Massenstrom des Abgases wird folglich weder abgekühlt noch verdichtet.A first bypass duct 47 extends from the inlet 21 into the housing element 20 in the exhaust gas heat exchanger 11 to the outlet of the exhaust gas from the exhaust gas heat exchanger 11. The bypass duct 47 for dividing the mass flow of the exhaust gas is therefore for separating at least a portion of the mass flow of the Formed exhaust gas, which is routed completely around the exhaust gas heat exchanger 11 and the compressor 12, so that no heat is transferred between the mass flow of the exhaust gas conducted through the bypass channel 47 and the coolant. The mass flow of the exhaust gas conducted through the bypass channel 47 is consequently neither cooled nor compressed.

Je nach Aufteilung des Massenstroms des Abgases in einen durch den Bypasskanal 47 strömenden Anteil und einen durch den Abgas-Wärmeübertrager 11 sowie den Verdichter 12 strömenden Anteil werden beide Anteile am Auslass 22 des Abgas-Wärmeübertragers 11 wieder vermischt. Die Dosierung des um den Abgas-Wärmeübertrager 11 geleiteten Massenstroms des Abgases und damit das Verhältnis der Anteile der Massenströme durch den Abgas-Wärmeübertrager 11 und durch den Bypasskanal 47 wird mit dem Öffnungsgrad des im Bypasskanal 47 ausgebildeten Bypassventils 48 eingestellt.Depending on the division of the mass flow of the exhaust gas into a portion flowing through the bypass channel 47 and a portion flowing through the exhaust gas heat exchanger 11 and the compressor 12, both portions are mixed again at the outlet 22 of the exhaust gas heat exchanger 11. The metering of the mass flow of the exhaust gas conducted around the exhaust gas heat exchanger 11 and thus the ratio of the proportions of the mass flows through the exhaust gas heat exchanger 11 and through the bypass channel 47 is adjusted with the degree of opening of the bypass valve 48 formed in the bypass channel 47.

Ein zweiter Bypasskanal 49 erstreckt sich vom Einlass 21 in das Gehäuseelement 20 des Abgas-Wärmeübertragers 11 bis zum Einlass 31 des Verdichters 12 und mündet am Übergangsbereich der Gehäuseelemente 20, 30. Der Bypasskanal 49 ist somit zur Abtrennung zumindest eines Anteils des Massenstroms des Abgases ausgebildet, welcher um die ersten Kanäle 24 der hinlaufenden Abgasstrecke des Abgas-Wärmeübertragers 11 herumgeleitet wird. Damit wird zumindest im Bereich der hinlaufenden Abgasstrecke als erste Flut des zweiflutigen Abgas-Wärmeübertragers 11 vom durch den Bypasskanal 49 geleiteten Massenstrom des Abgases keine Wärme an das Kühlmittel übertragen. Der durch den zweiten Bypasskanal 49 hindurchgeführte Massenstrom des Abgases wird folglich nicht abgekühlt und direkt zum Verdichter 12 geleitet. Je nach Aufteilung des Massenstroms des Abgases in einen durch den Bypasskanal 49 strömenden Anteil und einen durch die ersten Kanäle 24 des Abgas-Wärmeübertragers 11 strömenden Anteil werden beide Anteile am Einlass 31 des Abgases in den Verdichter 12 wieder vermischt.A second bypass duct 49 extends from the inlet 21 into the housing element 20 of the exhaust gas heat exchanger 11 to the inlet 31 of the compressor 12 and opens out at the transition region of the housing elements 20, 30. The bypass duct 49 is therefore designed to separate at least a portion of the mass flow of the exhaust gas , which is routed around the first channels 24 of the outgoing exhaust gas section of the exhaust gas heat exchanger 11 . Thus, at least in the region of the outgoing exhaust gas section, as the first flow of the double-flow exhaust gas heat exchanger 11 , no heat is transferred to the coolant from the mass flow of the exhaust gas conducted through the bypass channel 49 . The mass flow of exhaust gas that is routed through the second bypass channel 49 is consequently not cooled and is routed directly to the compressor 12 . Depending on the division of the mass flow of the exhaust gas into a portion flowing through the bypass duct 49 and a portion flowing through the first ducts 24 of the exhaust gas heat exchanger 11 , both portions are mixed again at the inlet 31 of the exhaust gas into the compressor 12 .

Der Bypasskanal 49 ist mit einem Bypassventil 50 zum Öffnen und Schließen des Bypasskanals 49 ausgebildet. Über den Öffnungsgrad des Bypassventils 50 wird die Menge des um die erste Flut des Abgas-Wärmeübertragers 11 geleiteten Massenstroms des Abgases und damit das Verhältnis der Anteile der Massenströme durch die erste Flut und durch den Bypasskanal 49 eingestellt.The bypass channel 49 is formed with a bypass valve 50 for opening and closing the bypass channel 49 . The amount of the exhaust gas mass flow guided around the first flow of the exhaust gas heat exchanger 11 and thus the ratio of the proportions of the mass flows through the first flow and through the bypass channel 49 are set via the degree of opening of the bypass valve 50 .

Ein dritter Bypasskanal 51 erstreckt sich vom Auslass 32 des Verdichters 12 beziehungsweise vom Abgaskanal 44 des Gehäuseelementes 30 bis zum Auslass 22 des Gehäuseelementes 20 des Abgas-Wärmeübertragers 11. Der Bypasskanal 51 ist somit zur Abtrennung zumindest eines Anteils des Massenstroms des Abgases ausgebildet, welcher um die zweiten Kanäle 24 der rücklaufenden Abgasstrecke des Abgas-Wärmeübertragers 11 herumgeleitet wird. Damit wird zumindest im Bereich der rücklaufenden Abgasstrecke als zweite Flut des zweiflutigen Abgas-Wärmeübertragers 11 vom durch den Bypasskanal 51 geleiteten Massenstrom des Abgases keine Wärme an das Kühlmittel übertragen. Der durch den dritten Bypasskanal 51 hindurchgeleitete Massenstrom des Abgases wird folglich nicht abgekühlt und direkt zum Auslass 22 des Abgas-Wärmeübertragers 11 geleitet. Je nach Aufteilung des Massenstroms des Abgases in einen durch den Bypasskanal 51 strömenden Anteil und einen durch die zweiten Kanäle 24 des Abgas-Wärmeübertragers 11 strömenden Anteil werden beide Anteile am Auslass 22 wieder vermischt.A third bypass duct 51 extends from the outlet 32 of the compressor 12 or from the exhaust gas duct 44 of the housing element 30 to the outlet 22 of the housing element 20 of the exhaust gas heat exchanger 11. The bypass duct 51 is thus designed to separate at least part of the mass flow of the exhaust gas, which the second channels 24 of the returning exhaust gas section of the exhaust gas heat exchanger 11 is bypassed. Thus, at least in the area of the returning exhaust gas line as the second flow of the double-flow exhaust gas heat exchanger 11 , no heat is transferred to the coolant from the mass flow of the exhaust gas conducted through the bypass channel 51 . The mass flow of the exhaust gas conducted through the third bypass channel 51 is consequently not cooled and is conducted directly to the outlet 22 of the exhaust gas heat exchanger 11 . Depending on the division of the mass flow of the exhaust gas into a portion flowing through the bypass duct 51 and a portion flowing through the second ducts 24 of the exhaust gas heat exchanger 11 , the two portions are mixed again at the outlet 22 .

Der Bypasskanal 51 weist ein Bypassventil 52 zum Öffnen und Schließen des Bypasskanals 51 auf. Mittels des Öffnungsgrades des Bypassventils 52 wird die Menge des um die zweite Flut des Abgas-Wärmeübertragers 11 geleiteten Massenstroms des Abgases und damit das Verhältnis der Anteile der Massenströme durch die zweite Flut und durch den Bypasskanal 51 eingestellt.The bypass channel 51 has a bypass valve 52 for opening and closing the bypass channel 51 . By opening the bypass valve 52 , the quantity of the mass flow of the exhaust gas conducted around the second flow of the exhaust gas heat exchanger 11 and thus the ratio of the proportions of the mass flows through the second flow and through the bypass channel 51 are adjusted.

Die Bypasskanäle 47, 49, 51 können jeweils allein oder in Kombination mit einem oder beiden der jeweils anderen Bypasskanäle 47, 49, 51 ausgebildet sein. Dabei kann die Vorrichtung 40c, 40d, 40e, 40f jeweils in verschiedenen Modi betrieben werden.The bypass channels 47, 49, 51 can each be formed alone or in combination with one or both of the respective other bypass channels 47, 49, 51. The device 40c, 40d, 40e, 40f can be operated in different modes.

Wenn beispielsweise lediglich der Bypasskanal 47 um die Vorrichtung 40c, 40d, 40e, 40f und damit den Wärmeübertrager 11 und den Verdichter 12 ausgebildet ist oder die Bypasskanäle 49, 51 um jeweils eine Flut des Wärmeübertragers 11 geschlossen und damit nicht aktiv sind, wird das Abgas um den Verdichter 12 herum geleitet und auch der Verdichter 12 wird nicht von Abgas durchströmt. Das Abgas wird folglich weder gekühlt noch verdichtet. Der Bypasskanal 47 wird auch als direkter Bypass bezeichnet.If, for example, only the bypass channel 47 is formed around the device 40c, 40d, 40e, 40f and thus the heat exchanger 11 and the compressor 12, or the bypass channels 49, 51 are each closed around a flow of the heat exchanger 11 and are therefore not active, the exhaust gas conducted around the compressor 12 and the compressor 12 is not flowed through by exhaust gas. The exhaust gas is therefore neither cooled nor compressed. The bypass channel 47 is also referred to as a direct bypass.

Wenn einer der beiden Bypasskanäle 49, 51 um eine Flut des Wärmeübertragers 11 ausgebildet beziehungsweise aktiv ist, wird der durch die Vorrichtung 40c, 40d, 40e, 40f geleitete Massenstrom des Abgases entweder beim Durchströmen der hinlaufenden Abgasstrecke oder der rücklaufenden Abgasstrecke gekühlt. Zudem wird der Massenstrom des Abgases durch den Verdichter 12 geleitet und verdichtet. Der Bypasskanal 47 um die Vorrichtung 40c, 40d, 40e, 40f kann dabei ausgebildet und geöffnet oder geschlossen sein.If one of the two bypass channels 49, 51 is formed around a flow of the heat exchanger 11 or is active, the mass flow of the exhaust gas conducted through the device 40c, 40d, 40e, 40f is either when flowing through the incoming exhaust gas section or the returning exhaust gas route cooled. In addition, the mass flow of the exhaust gas is passed through the compressor 12 and compressed. The bypass channel 47 around the device 40c, 40d, 40e, 40f can be formed and opened or closed.

Wenn beide Bypasskanäle 49, 51 um eine Flut des Wärmeübertragers 11 ausgebildet und aktiv sind, wird der durch die Vorrichtung 40c, 40d, 40e, 40f geleitete Massenstrom des Abgases sowohl um die hinlaufende als auch um die rücklaufende Abgasstrecke herum und durch den Verdichter 12 geleitet. Der durch die Bypasskanäle 49, 51 geleitete Massenstrom des Abgases wird zwar verdichtet, aber nicht gekühlt. Der Bypasskanal 47 um die Vorrichtung 40c, 40d, 40e, 40f kann dabei ausgebildet und geöffnet oder geschlossen sein.If both bypass channels 49, 51 are formed around a flow of the heat exchanger 11 and are active, the mass flow of the exhaust gas conducted through the device 40c, 40d, 40e, 40f is conducted around both the incoming and the returning exhaust gas path and through the compressor 12 . The mass flow of the exhaust gas conducted through the bypass channels 49, 51 is indeed compressed, but not cooled. The bypass channel 47 around the device 40c, 40d, 40e, 40f can be formed and opened or closed.

Die Bypasskanäle 47, 49, 51 können dabei direkt im Gehäuse 41 der Vorrichtung 40c, 40d, 40e, 40f ausgebildet sein, sodass keine separaten und zusätzlichen Rohre und Trägerplatten vorzusehen sind.The bypass channels 47, 49, 51 can be formed directly in the housing 41 of the device 40c, 40d, 40e, 40f, so that no separate and additional tubes and support plates have to be provided.

Der zweite Bypasskanal 49 und der dritte Bypasskanal 51 können nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform auf der Außenseite jeweils mit Kühlmittel beaufschlagbar sein. Nach einer weiteren, nicht dargestellten alternativen Ausführungsform weisen die Bypasskanäle 49, 51 keine Bypassventile auf.According to an alternative embodiment that is not shown, the second bypass channel 49 and the third bypass channel 51 can each be acted upon by coolant on the outside. According to a further alternative embodiment, not shown, the bypass channels 49, 51 have no bypass valves.

Des Weiteren ist das Gehäuse 41 mit den Gehäuseelementen 20, 30, insbesondere innerhalb des Gehäuseelementes 30 des Verdichters 12, mit zusätzlichen Kühlkanälen ausgebildet, welche fluidtechnisch mit dem vom Kühlmittel beaufschlagten Volumen des Abgas-Wärmeübertragers 11 verbunden sind. Mit dem durch die zusätzlichen Kühlkanäle geleiteten Kühlmittel kann neben dem Abgas auch der Verdichter 12 gekühlt werden, um die Komponenten des Verdichters 12 vor Überhitzung zu schützen. Die Verdichtung des Abgases kann zu sehr hohen Temperaturen führen.Furthermore, the housing 41 is formed with the housing elements 20, 30, in particular within the housing element 30 of the compressor 12, with additional cooling channels which are fluidically connected to the volume of the exhaust gas heat exchanger 11 acted upon by the coolant. In addition to the exhaust gas, the coolant conducted through the additional cooling channels can also be used to cool the compressor 12 in order to protect the components of the compressor 12 from overheating. The compression of the exhaust gas can lead to very high temperatures.

Den Vorrichtungen 40c, 40d, 40e, 40f ist als Teilkomponente einer Anordnung zur Rückführung des Abgases in Strömungsrichtung 7 des Abgases jeweils ein Ventil 14 zur Regelung der Menge und damit der Dosierung des zurückgeführten Massenstroms des Abgases nachgeordnet. Das Ventil kann in Strömungsrichtung des Abgases alternativ auch vor den Vorrichtungen 40c, 40d, 40e, 40f angeordnet sein.The devices 40c, 40d, 40e, 40f are subcomponents of an arrangement for recirculating the exhaust gas in the direction of flow 7 of the exhaust gas, a valve 14 for controlling the quantity and thus the metering of the recirculated mass flow of the exhaust gas. Alternatively, the valve can also be arranged in front of the devices 40c, 40d, 40e, 40f in the flow direction of the exhaust gas.

11 zeigt eine Vorrichtung 40g mit einem von Abgas einflutig durchströmten Abgas-Wärmeübertrager 11 mit integriertem Verdichter 12, welche innerhalb des gemeinsamen Gehäuses 41 angeordnet sind. Der Abgas-Wärmeübertrager 11 weist ein geteiltes Gehäuseelement 20 auf, welches aus einem ersten Teil 20a als oberer Hälfte und einem zweiten Teil 20b als unterer Hälfte ausgebildet ist. 11 shows a device 40g with an exhaust gas heat exchanger 11, through which exhaust gas flows in a single flow, with an integrated compressor 12, which are arranged within the common housing 41. The exhaust gas heat exchanger 11 has a divided housing element 20 which is formed from a first part 20a as the upper half and a second part 20b as the lower half.

Die einzelnen Teile 20a, 20b des Gehäuseelements 20 sowie die Gehäuseelemente 20, 30 sind stoffschlüssig, beispielsweise durch Löten oder Schweißen, oder formschlüssig beziehungsweise kraftschlüssig, beispielsweise durch Verschrauben, Verklippen oder Verkrimpen, miteinander verbunden. Die Teile 20a, 20b des Gehäuseelements 20 des Abgas-Wärmeübertragers 11 und das Gehäuseelement 30 des Verdichters 12 sind als Gehäuse 41 und damit als eine Komponente verbunden ausgebildet.The individual parts 20a, 20b of the housing element 20 and the housing elements 20, 30 are connected to one another with a material fit, for example by soldering or welding, or with a positive or non-positive fit, for example by screwing, clipping or crimping. The parts 20a, 20b of the housing element 20 of the exhaust gas heat exchanger 11 and the housing element 30 of the compressor 12 are designed as a housing 41 and are connected thereto as one component.

Das in Strömungsrichtung 7 durch den Einlass 21 in das Gehäuseelement 20 einströmende Abgas wird innerhalb des Einlasses 21 auf die einzelne Kanäle 24 aufgeteilt, wie es auch aus der Ausführungsform nach 5 hervorgeht. Zu weiteren Einzelheiten wird insbesondere auf die Ausführungen zu 5 verwiesen.The exhaust gas flowing in the direction of flow 7 through the inlet 21 into the housing element 20 is divided into the individual channels 24 within the inlet 21, as is also the case in the embodiment according to FIG 5 emerges. For further details, refer in particular to the statements 5 referred.

Im Unterschied zur Ausführungsform nach 5 sind die Kanäle 24 zum Leiten des Abgases zwischen einem ersten Plattenelement und einem zweiten Plattenelement ausgebildet. Zwischen beiden Plattenelementen sind abgasseitig jeweils Elemente zur Oberflächenvergrößerung, wie wellenförmige Rippen oder Rippen mit ähnlichen Geometrien, angeordnet. Die die Kanäle 24 bildenden Plattenelemente sind übereinander gestapelt, wobei ein zweites Plattenelement an einem ersten Plattenelement anliegt und zwischen den Plattenelementen als eine obere und eine untere Begrenzung ein Zwischenraum für das Kühlmittel ausgebildet ist. An den Enden der Kanäle 24 sind die Plattenelemente den Strömungsquerschnitt der Kanäle 24 aufweitend derart ausgebildet, dass der zwischen den Plattenelementen bestehende Zwischenraum zum Abgas hin abgedichtet ist. Das Kühlmittel wird in Strömungsrichtung 27 durch den vom Gehäuse 41 und den Plattenelementen ausgebildeten Zwischenraum geleitet.In contrast to the embodiment according to 5 the channels 24 for conducting the exhaust gas are formed between a first plate member and a second plate member. Elements for increasing the surface area, such as corrugated ribs or ribs with similar geometries, are arranged between the two plate elements on the exhaust gas side. The plate elements forming the channels 24 are stacked one on top of the other, with a second plate element lying against a first plate element and an intermediate space for the coolant being formed between the plate elements as an upper and a lower boundary. At the ends of the channels 24, the plate elements are designed to widen the flow cross section of the channels 24 in such a way that the intermediate space existing between the plate elements is sealed off from the exhaust gas. The coolant is conducted in the direction of flow 27 through the intermediate space formed by the housing 41 and the plate elements.

BezugszeichenlisteReference List

11
System zur Führung von LuftSystem for guiding air
2a, 2b2a, 2b
Anordnung zur Rückführung von AbgasArrangement for recirculating exhaust gas
33
Verbrennungsmotorcombustion engine
44
Abgasleitungexhaust pipe
55
Turboladerturbocharger
6a, 6b6a, 6b
Vorrichtung zur Nachbehandlung des AbgasesDevice for after-treatment of the exhaust gas
77
Strömungsrichtung Massenstrom des AbgasesDirection of flow Mass flow of the exhaust gas
88th
Ansaugleitungintake line
99
Strömungsrichtung angesaugter LuftmassenstromAir mass flow drawn in in the direction of flow
1010
Ladeluftkühlerintercooler
11, 11'a, 11'b11, 11'a, 11'b
Abgas-Wärmeübertragerexhaust gas heat exchanger
12, 12'a, 12'b12, 12'a, 12'b
Verdichtercompressor
13, 13'a, 13'b13, 13'a, 13'b
Antriebdrive
14, 14'a, 14'b14, 14'a, 14'b
VentilValve
2020
Gehäuseelement Abgas-Wärmeübertrager 11Housing element exhaust gas heat exchanger 11
20a20a
erstes Teil Gehäuseelement 20first part housing element 20
20b20b
zweites Teil Gehäuseelement 20second part housing element 20
20'20'
Gehäuse Abgas-Wärmeübertrager 11'a, 11'bHousing exhaust gas heat exchanger 11'a, 11'b
21, 21'21, 21'
Einlass Abgas Abgas-Wärmeübertrager 11, 11'a, 11'bInlet exhaust gas heat exchanger 11, 11'a, 11'b
22, 22'22, 22'
Auslass Abgas Abgas-Wärmeübertrager 11, 11'a, 11'bOutlet exhaust gas heat exchanger 11, 11'a, 11'b
23, 23'23, 23'
Trägerplattebacking plate
24, 24'24, 24'
Kanal Massenstrom des AbgasesChannel mass flow of exhaust gas
25, 25'25, 25'
Einlass Kühlmittelinlet coolant
26, 26'26, 26'
Auslass Kühlmitteloutlet coolant
27, 27'27, 27'
Strömungsrichtung KühlmittelmassenstromFlow direction coolant mass flow
28'28'
Umlenkelementdeflection element
3030
Gehäuseelement Verdichter 12Housing element compressor 12
30'30'
Gehäuse Verdichter 12'a, 12'bHousing compressor 12'a, 12'b
31, 31'31, 31'
Einlass Abgas Verdichter 12, 12'a, 12'bInlet exhaust gas compressor 12, 12'a, 12'b
32, 32'32, 32'
Auslass Abgas Verdichter 12, 12'a, 12'bOutlet exhaust gas compressor 12, 12'a, 12'b
33, 33'33, 33'
Verdichterradcompressor wheel
34, 34'34, 34'
Antriebswelledrive shaft
35, 35'35, 35'
Lagerelementbearing element
40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f, 40g40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f, 40g
Vorrichtung zur Rückführung von AbgasExhaust gas recirculation device
4141
Gehäuse der Vorrichtunghousing of the device
4242
Bypasskanal um Wärmeübertrager 11Bypass duct around heat exchanger 11
4343
Bypassventil Bypasskanal 42Bypass valve bypass channel 42
4444
Abgaskanalexhaust duct
4545
Volumen erster KühlmittelkreislaufVolume of first coolant circuit
4646
Volumen zweiter KühlmittelkreislaufSecond coolant circuit volume
4747
Bypasskanal um Vorrichtung 40c, 40d, 40e, 40fBypass channel around device 40c, 40d, 40e, 40f
4848
Bypassventil Bypasskanal 47Bypass valve bypass channel 47
49, 5149, 51
Bypasskanal um eine Flut des Wärmeübertragers 11Bypass channel around a flood of the heat exchanger 11
50, 5250, 52
Bypassventil Bypasskanal 49, 51Bypass valve bypass channel 49, 51

Claims (12)

Vorrichtung (40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f) zur Rückführung von Abgas eines Verbrennungsmotors (3) in einem Kraftfahrzeug, aufweisend - einen Abgas-Wärmeübertrager (11), welcher mit einem ersten Gehäuseelement (20) mit einem Einlass (21) und einem Auslass (22) für das Abgas sowie mindestens einem Einlass (25) und mindestens einem Auslass (26) für ein Kühlmittel ausgebildet ist, sowie - einen Verdichter (12), welcher mit einem zweiten Gehäuseelement (30) mit einem Einlass (31) und einem Auslass (32) für das Abgas ausgebildet ist, wobei das erste Gehäuseelement (20) des Abgas-Wärmeübertragers (11) und das zweite Gehäuseelement (30) des Verdichters (12) als ein Gehäuse (41) zu einer zusammenhängenden, kompakten Komponente verbunden ausgebildet sind, sodass der Abgas-Wärmeübertrager (11) und der Verdichter (12) innerhalb des Gehäuses (41) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (41) Kühlkanäle aufweist, welche fluidtechnisch mit einem von Kühlmittel beaufschlagten Volumen des Abgas-Wärmeübertragers (11) verbunden sind und sich zur Kühlung des Verdichters (12) in das Gehäuseelement (30) des Verdichters (12) erstrecken.Device (40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f) for recirculating exhaust gas from an internal combustion engine (3) in a motor vehicle, having - an exhaust gas heat exchanger (11) which is connected to a first housing element (20) with an inlet (21 ) and an outlet (22) for the exhaust gas and at least one inlet (25) and at least one outlet (26) for a coolant, and - a compressor (12) which is provided with a second housing element (30) with an inlet ( 31) and an outlet (32) for the exhaust gas, wherein the first housing element (20) of the exhaust gas heat exchanger (11) and the second housing element (30) of the compressor (12) form a housing (41) to form a coherent, are connected to a compact component, so that the exhaust gas heat exchanger (11) and the compressor (12) are arranged within the housing (41), characterized in that the housing (41) has cooling ducts which fluidically have a volume charged with coolant of the exhaust gas heat exchanger (11) and extend into the housing element (30) of the compressor (12) for cooling the compressor (12). Vorrichtung (40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (12) in Strömungsrichtung (7) des Abgases nach dem Abgas-Wärmeübertrager (11) oder bei mehrflutiger Ausbildung des Abgas-Wärmeübertragers (11) zwischen zwei Fluten des Abgas-Wärmeübertragers (11) angeordnet ist.Device (40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f) according to claim 1 , characterized in that the compressor (12) is arranged in the flow direction (7) of the exhaust gas after the exhaust gas heat exchanger (11) or in the case of a multi-flow design of the exhaust gas heat exchanger (11) between two flows of the exhaust gas heat exchanger (11). Vorrichtung (40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f) zur Rückführung von Abgas eines Verbrennungsmotors (3) in einem Kraftfahrzeug, aufweisend - einen Abgas-Wärmeübertrager (11), welcher mit einem ersten Gehäuseelement (20) mit einem Einlass (21) und einem Auslass (22) für das Abgas sowie mindestens einem Einlass (25) und mindestens einem Auslass (26) für ein Kühlmittel ausgebildet ist, sowie - einen Verdichter (12), welcher mit einem zweiten Gehäuseelement (30) mit einem Einlass (31) und einem Auslass (32) für das Abgas ausgebildet ist, wobei das erste Gehäuseelement (20) des Abgas-Wärmeübertragers (11) und das zweite Gehäuseelement (30) des Verdichters (12) als ein Gehäuse (41) zu einer zusammenhängenden, kompakten Komponente verbunden ausgebildet sind, sodass der Abgas-Wärmeübertrager (11) und der Verdichter (12) innerhalb des Gehäuses (41) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgas-Wärmeübertrager (11) mehrflutig durchströmt ausgebildet ist und der Verdichter (12) in Strömungsrichtung (7) des Abgases zwischen zwei Fluten des Abgas-Wärmeübertragers (11) angeordnet ist.Device (40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f) for recirculating exhaust gas from an internal combustion engine (3) in a motor vehicle, having - an exhaust gas heat exchanger (11) which is connected to a first housing element (20) with an inlet (21 ) and an outlet (22) for the exhaust gas and at least one inlet (25) and at least one outlet (26) for a coolant, and - a compressor (12) which is provided with a second housing element (30) with an inlet ( 31) and an outlet (32) for the exhaust gas, wherein the first housing element (20) of the exhaust gas heat exchanger (11) and the second housing element (30) of the compressor (12) form a housing (41) to form a coherent, are designed to be connected to a compact component, so that the exhaust gas heat exchanger (11) and the compressor (12) are arranged within the housing (41), characterized in that the exhaust gas heat exchanger (11) is designed with multiple flows and the compressor (12) in flow direction direction (7) of the exhaust gas between two flows of the exhaust gas heat exchanger (11) is arranged. Vorrichtung (40c, 40d, 40e, 40f) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgas-Wärmeübertrager (11) zweiflutig durchströmt ausgebildet ist, wobei mindestens ein Kanal (24) eine hinlaufende Abgasstrecke als erste Flut und mindestens ein Kanal (24) eine rücklaufende Abgasstrecke als zweite Flut bilden und der Verdichter (12) in Strömungsrichtung des Abgases zwischen der ersten Flut und der zweiten Flut angeordnet ist.Device (40c, 40d, 40e, 40f) according to claim 3 , characterized in that the exhaust gas heat exchanger (11) is designed with two flows, with at least one duct (24) forming a running exhaust gas section as the first flow and at least one duct (24) forming a returning exhaust gas section as the second flow and the compressor (12) is arranged in the flow direction of the exhaust gas between the first flood and the second flood. Vorrichtung (40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Abgas-Wärmeübertragers (11) Kanäle (24) zum Leiten des Abgases ausgebildet sind, welche sich vom Einlass (21) des Abgas-Wärmeübertragers (11) bis zum Einlass (31) des Verdichters (12) erstrecken, wobei das aus den Kanälen (24) austretende Abgas im Bereich des Einlasses (31) des Verdichters (12) gesammelt und direkt in den Verdichter (12) geleitet wird.Device (40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f) according to one of claims 2 until 4 , characterized in that in the area of the exhaust gas heat exchanger (11) channels (24) are formed for conducting the exhaust gas, which run from the inlet (21) of the exhaust gas heat exchanger (11) to the inlet (31) of the compressor (12) extend, wherein the exhaust gas exiting from the channels (24) is collected in the region of the inlet (31) of the compressor (12) and fed directly into the compressor (12). Vorrichtung (40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (41) mit dem ersten Gehäuseelement (20) und dem zweiten Gehäuseelement (30) als einstückige Komponente aus einem Material ausgebildet ist.Device (40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f) according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the housing (41) with the first housing member (20) and the second housing member (30) is formed as a one-piece component from one material. Vorrichtung (40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (12) als Radialverdichter mit einem Verdichterrad (33) ausgebildet ist, wobei das Verdichterrad (33) innerhalb des Gehäuseelementes (30) angeordnet und über eine Antriebswelle (34) mit einem Antrieb (13) mechanisch gekoppelt ist, wobei die Antriebswelle (34) durch ein Lagerelement (35) in das Gehäuseelement (30) hineinragt und mit dem Lagerelement (35) um eine Rotationsachse drehbar gelagert angeordnet ist.Device (40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f) according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the compressor (12) is designed as a radial compressor with a compressor wheel (33), the compressor wheel (33) being arranged within the housing element (30) and being mechanically coupled to a drive (13) via a drive shaft (34). , wherein the drive shaft (34) protrudes through a bearing element (35) into the housing element (30) and is arranged with the bearing element (35) so as to be rotatably mounted about an axis of rotation. Vorrichtung (40c, 40d, 40e, 40f) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bypasskanal (47) zur Abtrennung zumindest eines Anteils des Massenstroms des Abgases ausgebildet ist, welcher sich vom Einlass in das Gehäuse (41) zum Auslass aus dem Gehäuse (41) erstreckt, sodass zumindest der Anteil des Massenstroms des Abgases um den Abgas-Wärmeübertrager (11) und den Verdichter (12) herumleitbar ist.Device (40c, 40d, 40e, 40f) according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that a bypass channel (47) is designed to separate at least a portion of the mass flow of the exhaust gas, which extends from the inlet into the housing (41) to the outlet from the housing (41), so that at least the portion of the mass flow of the exhaust gas can be guided around the exhaust gas heat exchanger (11) and the compressor (12). Vorrichtung (40b, 40c, 40d, 40e, 40f) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bypasskanal (42, 49) zur Abtrennung zumindest eines Anteils des Massenstroms des Abgases ausgebildet ist, welcher sich vom Einlass in das Gehäuse (41) zum Einlass (31) des Verdichters (12) erstreckt, sodass zumindest der Anteil des Massenstroms des Abgases um zumindest einen Teilbereich des Abgas-Wärmeübertragers (11) herumleitbar ist.Device (40b, 40c, 40d, 40e, 40f) according to one of claims 2 until 8th , characterized in that a bypass channel (42, 49) is designed to separate at least a portion of the mass flow of the exhaust gas, which extends from the inlet into the housing (41) to the inlet (31) of the compressor (12), so that at least the portion of the mass flow of the exhaust gas can be guided around at least a partial area of the exhaust gas heat exchanger (11). Vorrichtung (40c, 40d, 40e, 40f) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bypasskanal (51) zur Abtrennung zumindest eines Anteils des Massenstroms des Abgases ausgebildet ist, welcher sich vom Auslass (32) des Verdichters (12) zum Auslass aus dem Gehäuse (41) erstreckt, sodass zumindest der Anteil des Massenstroms des Abgases um zumindest einen Teilbereich des Abgas-Wärmeübertragers (11) herumleitbar ist.Device (40c, 40d, 40e, 40f) according to one of claims 2 until 9 , characterized in that a bypass channel (51) is designed to separate at least a portion of the mass flow of the exhaust gas, which extends from the outlet (32) of the compressor (12) to the outlet from the housing (41), so that at least the portion of the mass flow of the exhaust gas can be guided around at least a partial area of the exhaust gas heat exchanger (11). Vorrichtung (40b, 40c, 40d, 40e, 40f) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal (42, 47, 49, 51) mit einem Bypassventil (43, 48, 50, 52) zum Öffnen und Schließen des Bypasskanals (42, 47, 49, 51) ausgebildet ist, sodass der Anteil des Massenstroms des Abgases durch den Bypasskanal (42, 47, 49, 51) einstellbar ist.Device (40b, 40c, 40d, 40e, 40f) according to one of Claims 8 until 10 , characterized in that the bypass channel (42, 47, 49, 51) is formed with a bypass valve (43, 48, 50, 52) for opening and closing the bypass channel (42, 47, 49, 51), so that the proportion of Mass flow of the exhaust gas through the bypass channel (42, 47, 49, 51) is adjustable. Vorrichtung (40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f) nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (41) Kühlkanäle aufweist, welche fluidtechnisch mit einem von Kühlmittel beaufschlagten Volumen des Abgas-Wärmeübertragers (11) verbunden sind und sich zur Kühlung des Verdichters (12) in das Gehäuseelement (30) des Verdichters (12) erstrecken.Device (40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f) according to one of claims 3 until 11 , characterized in that the housing (41) Kühlka has channels which are fluidically connected to a volume of the exhaust gas heat exchanger (11) acted upon by coolant and extend into the housing element (30) of the compressor (12) for cooling the compressor (12).
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