DE102015206895A1 - Exhaust gas recirculation module with exchangeable heat exchanger cassette - Google Patents

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Abstract

Ein Abgasrückführungsmodul für eine Verbrennungskraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs hat ein Abgasrückführungsventil (22), mit dem ein Volumenstrom von rückzuführendem Abgas bestimmt werden kann, und einen Wärmetauscher (16), in dem das rückzuführende Abgas gekühlt werden kann. Der Wärmetauscher (16) weist eine austauschbare Wärmetauscherkassette (70) auf.An exhaust gas recirculation module for an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, has an exhaust gas recirculation valve (22), with which a volumetric flow of exhaust gas to be recirculated can be determined, and a heat exchanger (16), in which the recirculated exhaust gas can be cooled. The heat exchanger (16) has an exchangeable heat exchanger cassette (70).

Description

Die Erfindung betrifft ein Abgasrückführungsmodul für eine Verbrennungskraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Abgasrückführungsventil, mit dem ein Volumenstrom von rückzuführendem Abgas bestimmt werden kann, und einem Wärmetauscher, in dem das rückzuführende Abgas gekühlt werden kann.The invention relates to an exhaust gas recirculation module for an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, with an exhaust gas recirculation valve, with which a volume flow of recirculating exhaust gas can be determined, and a heat exchanger in which the recirculated exhaust gas can be cooled.

Bei Verbrennungskraftmaschinen wird üblicherweise Abgas aus der Abgasleitung entnommen und der Verbrennungsluft beigemischt. Dies dient der Reduktion von Stickoxiden (NOx) und der Einhaltung von Emissionsgrenzen gemäß den geltenden Vorschriften.In internal combustion engines, exhaust gas is usually taken from the exhaust pipe and admixed with the combustion air. This is for the reduction of nitrogen oxides (NOx) and compliance with emission limits in accordance with applicable regulations.

Das Abgas kann beispielsweise unmittelbar am Abgaskrümmer entnommen werden und auf der Ansaugseite der Verbrennungskraftmaschine wieder eingeleitet werden. In Abhängigkeit von den Rahmenbedingungen wird das Abgas entweder gekühlt, bevor es der Verbrennungsluft zugeführt wird, oder es wird ungekühlt zugeführt.The exhaust gas can for example be taken directly from the exhaust manifold and be reintroduced on the intake side of the internal combustion engine. Depending on the conditions, the exhaust gas is either cooled before it is supplied to the combustion air, or it is supplied uncooled.

Um das Abgas kühlen zu können, weist das Abgasrückführungsmodul einen Abgaskühler auf, durch den das Abgas geführt werden kann. Wenn das Abgas ungekühlt zugeführt werden soll, wird ein Bypass geöffnet (beispielsweise durch eine Unterdruckdose, die ein Bypass-Klappenventil öffnet oder schließt), sodass das Abgas durch einen Bypasskanal strömt und den Wärmetauscher umgeht. Die Menge des Abgases, das insgesamt rückgeführt wird, wird dabei gesteuert durch ein Regelventil, das beispielsweise kennfeldgesteuert den gewünschten Volumendurchsatz ermöglicht.In order to cool the exhaust gas, the exhaust gas recirculation module has an exhaust gas cooler through which the exhaust gas can be passed. If the exhaust gas is to be supplied uncooled, a bypass is opened (for example, by a vacuum box that opens or closes a bypass flap valve), so that the exhaust gas flows through a bypass channel and bypasses the heat exchanger. The amount of exhaust gas that is recycled as a whole, is controlled by a control valve that allows, for example, map-controlled the desired volume flow rate.

Stetig steigende Umweltauflagen und hiermit verbundene, reduzierte Emissionsgrenzen erfordern neue, qualitativ höherwertige Regelsysteme im Abgasrückführungsbereich. Dabei ist der rückzuführende Volumenstrom an Abgas je nach Motorvariante (Motoren mit drei, vier, sechs, ... Zylindern) unterschiedlich.Steadily increasing environmental regulations and associated, reduced emission limits require new, higher-quality control systems in the exhaust gas recirculation area. Depending on the engine variant (engines with three, four, six, ... cylinders), the recirculating volume flow of exhaust gas is different.

Bisher wird im Stand der Technik allerdings der Wärmetauscher für die Kühlung des rückgeführten Abgases auf die leistungsstärkste Motorenvariante ausgelegt, und dieser Wärmetauscher wird dann auch in leistungsschwächeren Motoren eingebaut. Der Grund hierfür ist, dass unterschiedliche Varianten zu zusätzlichen Entwicklungskosten führen. Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass die einzelnen Komponenten des Wärmetauschers recht hohe Material- und Verarbeitungskosten haben (Edelstähle, Edelstahlguss, Bleche mit hohem Umformgrad, Ofenlötung mit Temperaturen oberhalb 1000°C).So far, however, in the prior art, the heat exchanger for the cooling of the recirculated exhaust gas is designed for the most powerful engine variant, and this heat exchanger is then installed in low-performance engines. The reason for this is that different variants lead to additional development costs. Furthermore, it should be noted that the individual components of the heat exchanger have quite high material and processing costs (stainless steels, cast stainless steel, sheets with high degree of deformation, furnace soldering with temperatures above 1000 ° C).

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Abgasrückführungsmodul dahingehend zu optimieren, dass sich auch unter Berücksichtigung des Entwicklungsaufwandes geringere Gesamtkosten ergeben.The object of the invention is to optimize the exhaust gas recirculation module to the effect that lower total costs result even taking into account the development effort.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Abgasrückführungsmodul der eingangs genannten Art vorgesehen, dass der Wärmetauscher eine austauschbare Wärmetauscherkassette aufweist. Weiterhin ist erfindungsgemäß ein Baukastensystem für einen Wärmetauscher eines Abgasrückführungssystems für Verbrennungskraftmaschinen vorgesehen, mit einem Wärmetauschergehäuse, einem Ventilgehäuse und mehreren Wärmetauscherkassetten, die sich hinsichtlich ihrer Wärmetauscherkapazität unterscheiden, wobei im Wärmetauschergehäuse diejenige Wärmetauscherkassette verbaut ist, die an den Wärmetauscherbedarf der jeweiligen Verbrennungskraftmaschine angepasst ist. Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, einen weitestgehend standardisierten Wärmetauscher zu verwenden, der mit ein und demselben Wärmetauschergehäuse und mit ein und demselben Ventilgehäuse für unterschiedliche Verbrennungskraftmaschinen verwendet wird, also für Verbrennungskraftmaschinen, die sich hinsichtlich des Volumenstroms von rückzuführendem Abgas unterscheiden. In Abhängigkeit vom Volumenstrom wird jedoch eine geeignete Wärmetauscherkassette in das Wärmetauschergehäuse eingesetzt, also bei einem großen Volumenstrom eine Kassette mit einem größeren Wärmetauschervermögen als bei einem kleineren Volumenstrom. Dies hat den Vorteil, dass hinsichtlich des Wärmetauschergehäuses und des Ventilgehäuses große Stückzahlen möglich sind, was zu niedrigeren Stückkosten führt. Außerdem müssen nicht unterschiedliche Abgasrückführungsventile entwickelt und ausgelegt werden. Jedoch lassen sich Materialkosten dadurch einsparen, dass angepasste Wärmetauscherkassetten verwendet werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die „größte” Motorenvariante, für die das Abgasrückführungsmodul grundsätzlich ausgelegt wird, üblicherweise einen eher geringen Anteil an den Verkaufszahlen hat. Für den Großteil der tatsächlich verwendeten Abgasrückführungsmodule kann eine „kleinere” Wärmetauscherkassette eingesetzt werden, bei der weniger Material für Wärmetauscherplatten, Abgasführungskanäle, etc. notwendig ist.To achieve this object, the invention provides an exhaust gas recirculation module of the type mentioned that the heat exchanger has a replaceable heat exchanger cartridge. Furthermore, the invention provides a modular system for a heat exchanger of an exhaust gas recirculation system for internal combustion engines, with a heat exchanger housing, a valve housing and a plurality of heat exchanger cassettes, which differ in terms of their heat exchanger capacity, wherein the heat exchanger housing that heat exchanger cassette is installed, which is adapted to the heat exchanger requirements of the respective internal combustion engine. The invention is based on the idea to use a largely standardized heat exchanger, which is used with one and the same heat exchanger housing and with the same valve housing for different internal combustion engines, ie for internal combustion engines, which differ in terms of volume flow of rückzuführendem exhaust. Depending on the volume flow, however, a suitable heat exchanger cassette is inserted into the heat exchanger housing, that is, in the case of a large volume flow, a cassette with a greater heat exchanger capacity than at a smaller volume flow. This has the advantage that in terms of the heat exchanger housing and the valve housing large quantities are possible, resulting in lower unit costs. In addition, different EGR valves need not be designed and designed. However, material costs can be saved by using adapted heat exchanger cassettes. It should be noted that the "largest" engine variant, for which the exhaust gas recirculation module is basically designed, usually has a rather small share of the sales figures. For the majority of the exhaust gas recirculation modules actually used, a "smaller" heat exchanger cassette may be used which requires less material for heat exchanger plates, exhaust ducts, etc.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wärmetauscher ein Wärmetauschergehäuse aufweist, das eine Zugangsöffnung aufweist, die von einem Ventilgehäuse des Abgasrückführungsventils verschlossen ist, und dass die Wärmetauscherkassette durch die Zugangsöffnung in das Wärmetauschergehäuse eingesetzt ist. Bei dieser Ausführungsform ist kein separater Gehäusedeckel oder ein ähnliches Verschlusselement notwendig, um das Wärmetauschergehäuse zu verschließen, nachdem die Wärmetauscherkassette eingesetzt ist; zum Verschließen wird das sowieso am Wärmetauschergehäuse angebrachte Abgasrückführungsventil verwendet.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the heat exchanger has a heat exchanger housing having an access opening which is closed by a valve housing of the exhaust gas recirculation valve, and that the heat exchanger cassette is inserted through the access opening in the heat exchanger housing. In this embodiment, no separate housing cover or the like Closure member necessary to close the heat exchanger housing after the heat exchanger cartridge is inserted; For closing the exhaust gas recirculation valve, which is anyway attached to the heat exchanger housing, is used.

Dabei kann vorgesehen sein, dass das Ventilgehäuse mit dem Wärmetauschergehäuse durch eine Flanschverbindung verbunden ist. Die Flanschverbindung ermöglicht es, das Ventilgehäuse in technisch einfacher und robuster Weise mit dem Wärmetauschergehäuse zu verbinden, beispielsweise durch mehrere Befestigungsschrauben, Klammern, durch Verstemmen, durch Vercrimpen, etc.It can be provided that the valve housing is connected to the heat exchanger housing by a flange connection. The flange connection makes it possible to connect the valve housing in a technically simple and robust manner with the heat exchanger housing, for example by a plurality of fastening screws, clamps, by caulking, by crimping, etc.

Die Wärmetauscherkassette kann mit einem Dichtungsflansch versehen sein, der zwischen dem Wärmetauschergehäuse und dem Ventilgehäuse eingespannt ist. Bei dieser Ausgestaltung gewährleistet die Wärmetauscherkassette automatisch die Abdichtung zwischen dem Wärmetauschergehäuse und dem Ventilgehäuse, sodass keine zusätzlichen Dichtungen notwendig sind.The heat exchanger cassette may be provided with a sealing flange which is clamped between the heat exchanger housing and the valve housing. In this embodiment, the heat exchanger cassette automatically ensures the seal between the heat exchanger housing and the valve housing, so that no additional seals are necessary.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Dichtungsflansch mit einer Aussparung versehen ist, durch die ein Kühlmittel vom Ventilgehäuse zum Wärmetauschergehäuse geleitet werden kann. Hierdurch kann eine integrierte Kühlwasserversorgung des Abgasrückführungsventils und des Wärmetauschers erzielt werden, ohne dass externe Schläuche oder Rohre notwendig sind.According to one embodiment of the invention it is provided that the sealing flange is provided with a recess through which a coolant can be passed from the valve housing to the heat exchanger housing. This allows an integrated cooling water supply of the exhaust gas recirculation valve and the heat exchanger can be achieved without external hoses or pipes are necessary.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wärmetauscherkassette auf der Abgas-stromabwärtigen Seite mit einem Steckanschluss versehen ist. Der Steckanschluss ermöglicht es, ohne weitere Maßnahmen eine dichte Verbindung zwischen der Abgas-Auslassseite der Wärmetauscherkassette und dem Wärmetauschergehäuse herzustellen.According to one embodiment of the invention, it is provided that the heat exchanger cassette is provided on the exhaust gas downstream side with a plug connection. The plug-in connection makes it possible to establish a tight connection between the exhaust gas outlet side of the heat exchanger cassette and the heat exchanger housing without further measures.

Das Wärmetauschergehäuse kann aus Kunststoff, einer Aluminiumlegierung oder Stahlblech bestehen. Solche vergleichsweise kostengünstige Werkstoffe können insbesondere deshalb eingesetzt werden, da das Wärmetauschergehäuse selbst gekühlt ist.The heat exchanger housing may be made of plastic, an aluminum alloy or steel sheet. Such comparatively inexpensive materials can be used in particular because the heat exchanger housing itself is cooled.

Die unterschiedlichen Wärmetauscherkassetten können sich hinsichtlich der Fläche der Wärmeübertragungselemente und/oder hinsichtlich des Typs der verwendeten Wärmeübertragungselemente unterscheiden. So kann beispielsweise eine Wärmetauscherkassette für eine „kleinere” Verbrennungskraftmaschine eine Wärmetauscherkassette verwenden, bei der das Wärmetauscherpaket im Inneren kürzer ausgeführt ist als bei einer Variante für eine „große” Verbrennungskraftmaschine. Unterschiedliche Wärmetauscherkapazitäten können auch dadurch erreicht werden, dass bei Bedarf aufwendigere Lösungen mit besserem Wärmeübergangskoeffizienten verwendet werden. So kann eine Kassette einen Rohrbündelkühler enthalten, während eine andere Kassette einen Plattenkühler enthält. Die Kassetten können sich auch dadurch unterscheiden, dass in einem Typ Turbulenzeinlagen vorgesehen sind, während im anderen Typ keine Turbulenzeinlagen verwendet werden.The different heat exchanger cassettes may differ in the area of the heat transfer elements and / or in the type of heat transfer elements used. For example, a heat exchanger cassette for a "smaller" internal combustion engine can use a heat exchanger cassette in which the heat exchanger package is made shorter inside than in a variant for a "large" internal combustion engine. Different heat exchanger capacities can also be achieved by using, if necessary, more complex solutions with better heat transfer coefficients. Thus, one cassette may contain a tube bundle cooler while another cassette contains a plate cooler. The cassettes may also differ in that turbulence liners are provided in one type, while no turbulence liners are used in the other type.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsformen erläutert, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:The invention is explained below with reference to various embodiments, which are illustrated in the accompanying drawings. In these show:

1 in einer perspektivischen Explosionsansicht einen Zylinderkopf mit Abgasrückführungsmodul; 1 in a perspective exploded view of a cylinder head with exhaust gas recirculation module;

2 den Zylinderkopf von 1 mit Abgasrückführungsmodul in einer ersten perspektivischen Ansicht; 2 the cylinder head of 1 with exhaust gas recirculation module in a first perspective view;

3 in einer perspektivischen Explosionsansicht den Wärmetauscher des in den 1 und 2 gezeigten Abgasrückführungsmoduls; 3 in a perspective exploded view of the heat exchanger in the 1 and 2 shown exhaust gas recirculation module;

4 eine perspektivische, teilgeschnittene Ansicht des Wärmetauschers von 3; und 4 a perspective, partially sectioned view of the heat exchanger of 3 ; and

5 schematisch ein Abgaswärmetauschergehäuse und ein Ventilgehäuse zusammen mit verschiedenen Wärmetauscherkassetten. 5 schematically an exhaust heat exchanger housing and a valve housing together with various heat exchanger cassettes.

Anhand der 1 und 2 wird nachfolgend der grundlegende Aufbau eines Abgasrückführungsmoduls erläutert, wie es im Rahmen der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist.Based on 1 and 2 will now be explained the basic structure of an exhaust gas recirculation module, as embodied in the context of the present invention.

Es ist ein Zylinderkopf 10 zu sehen, der in an sich bekannter Weise dazu dient, mehreren Zylindern einer Verbrennungskraftmaschine Ansaugluft zuzuführen und Verbrennungsgase von den Zylindern abzuführen. Die Ansaugluft wird Ober ein Ansaugsystem 12 bereitgestellt, und die Verbrennungsgase werden über einen Abgaskrümmer 14 abgeführt.It is a cylinder head 10 to see, which serves in a conventional manner to supply a plurality of cylinders of an internal combustion engine intake air and remove combustion gases from the cylinders. The intake air becomes upper an intake system 12 provided, and the combustion gases are via an exhaust manifold 14 dissipated.

Bei bestimmten Betriebszuständen kann ein Teil des Abgases aus dem Abgasstrang der Verbrennungskraftmaschine entnommen und zur Ansaugseite zurückgeführt werden. Hierfür sind zwei unterschiedliche Strömungswege möglich.In certain operating conditions, a part of the exhaust gas can be taken from the exhaust line of the internal combustion engine and returned to the intake side. For this purpose, two different flow paths are possible.

Ein erster Strömungsweg verläuft durch einen Wärmetauscher 16, in welchem dem Abgas Wärme entzogen werden kann. Zu diesem Zweck sind ein Kühlmitteleinlass 18 und ein Kühlmittelauslass 20 vorgesehen. Um den Volumenstrom durch den Wärmetauscher 16 zu steuern oder zu regeln, ist ein Abgasrückführungsventil 22 vorgesehen.A first flow path passes through a heat exchanger 16 in which heat can be withdrawn from the exhaust gas. For this purpose, a coolant inlet 18 and a coolant outlet 20 intended. To the flow through the heat exchangers 16 to control or regulate is an exhaust gas recirculation valve 22 intended.

Ein zweiter Strömungsweg verläuft durch einen Bypasskanal 24, durch den Abgas unter Umgehung des Wärmetauschers 16 direkt von der Abgas- zur Ansaugseite geleitet werden kann. Dem Bypasskanal 24 ist ein Bypassventil 26 zugeordnet, mit dem der Volumenstrom durch den Bypasskanal gesteuert oder geregelt werden kann.A second flow path passes through a bypass channel 24 , through the exhaust, bypassing the heat exchanger 16 can be passed directly from the exhaust to the suction side. The bypass channel 24 is a bypass valve 26 assigned, with which the volume flow through the bypass channel can be controlled or regulated.

Der Wärmetauscher 16 weist ein Wärmetauschergehäuse 50 auf, das aus Kunststoff, einer Aluminiumlegierung oder Stahlblech bestehen kann.The heat exchanger 16 has a heat exchanger housing 50 on, which may consist of plastic, an aluminum alloy or steel sheet.

Das Wärmetauschergehäuse 50 ist mit einem Montageflansch 52 versehen, der eine Zugangsöffnung zum Inneren des Wärmetauschergehäuses 50 umgibt.The heat exchanger housing 50 is with a mounting flange 52 provided with an access opening to the interior of the heat exchanger housing 50 surrounds.

Am Montageflansch 52 des Wärmetauschergehäuses 50 ist ein Ventilgehäuse 60 des Abgasrückführungsventils 22 angebracht. Das Ventilgehäuse 60 ist ebenfalls mit einem Montageflansch versehen, der hier mit dem Bezugszeichen 62 bezeichnet ist. Um die beiden Montageflansche 52, 62 miteinander zu verbinden, können Befestigungsschrauben 64 verwendet werden.At the mounting flange 52 the heat exchanger housing 50 is a valve housing 60 the exhaust gas recirculation valve 22 appropriate. The valve housing 60 is also provided with a mounting flange, here by the reference numeral 62 is designated. To the two mounting flanges 52 . 62 can connect with each other, fixing screws 64 be used.

Alternativ zur Schraublösung kann die Schnittstelle auch mit Klammern oder im Falle eines Wärmetauschergehäuses, das aus Blech besteht, durch verstemmt oder vercrimpt werden.As an alternative to the screw solution, the interface can also be crimped or crimped with brackets or, in the case of a heat exchanger housing which consists of sheet metal.

Das Ventilgehäuse 60 des Abgasrückführungsventils 22 ist mit einem internen Kühlkanal 66 versehen, durch den ein Kühlmittel strömen kann, das vom Kühlmitteleinlass 18 durch das Ventilgehäuse 60 des Abgasrückführungsventils 22 und dann durch das Wärmetauschergehäuse 50 zum Kühlmittelauslass 20 strömt. Die Übergabe des Kühlmittels vom Kühlkanal 66 im Inneren des Ventilgehäuses 60 des Abgasrückführungsventils 22 zum Wärmetauschergehäuse 50 erfolgt durch einen Steckanschluss 68, der integriert ist in die Anschlussflächen der Montageflansche 52, 62.The valve housing 60 the exhaust gas recirculation valve 22 is with an internal cooling channel 66 through which a coolant can flow, from the coolant inlet 18 through the valve body 60 the exhaust gas recirculation valve 22 and then through the heat exchanger housing 50 to the coolant outlet 20 flows. The transfer of the coolant from the cooling channel 66 inside the valve body 60 the exhaust gas recirculation valve 22 to the heat exchanger housing 50 done by a plug connection 68 , which is integrated into the connection surfaces of the mounting flanges 52 . 62 ,

Im Inneren des Wärmetauschergehäuses 50 ist eine Wärmetauscherkassette 70 angeordnet, deren Funktion darin besteht, einerseits eine zuverlässige Abdichtung zwischen dem durch den Wärmetauscher 16 strömende Abgas und das ebenfalls durch den Wärmetauscher 16 strömende Kühlmittel zu gewährleisten und andererseits einen guten Wärmeübergang vom Abgas zum Kühlmittel zu ermöglichen. Zu diesem Zweck sind im Inneren der Wärmetauscherkassette 70 mehrere Wärmeübertragungselemente 72 angeordnet, die aus einem gut wärmeleitenden und korrosionsbeständigen Material bestehen, üblicherweise Edelstahl.Inside the heat exchanger housing 50 is a heat exchanger cassette 70 arranged, whose function is, on the one hand, a reliable seal between the through the heat exchanger 16 flowing exhaust gas and that also through the heat exchanger 16 To ensure flowing coolant and on the other hand to allow a good heat transfer from the exhaust gas to the coolant. For this purpose are inside the heat exchanger cassette 70 several heat transfer elements 72 arranged, which consist of a good heat-conducting and corrosion-resistant material, usually stainless steel.

Die Wärmetauscherkassette 70 ist mit einem Dichtungsflansch 74 versehen, der zwischen den beiden Montageflanschen 52, 62 eingespannt wird. Dem Dichtungsflansch 74 können verschiedene Dichtungen zugeordnet sein, beispielsweise hier eine umlaufende Elastomerdichtung 76 auf der Seite des Wärmetauschergehäuses 50 sowie eine Flachdichtung 78 auf der Seite des Ventilgehäuses 60.The heat exchanger cassette 70 is with a sealing flange 74 provided between the two mounting flanges 52 . 62 is clamped. The sealing flange 74 can be assigned to different seals, for example, here is a circumferential elastomer seal 76 on the side of the heat exchanger housing 50 as well as a flat gasket 78 on the side of the valve body 60 ,

Auf der vom Dichtungsflansch 74 abgewandten Seite ist die Wärmetauscherkassette 70 mit einem Steckanschluss 80 versehen, der in eine Steckaufnahme 82 eingreift, wenn die Wärmetauscherkassette 70 im Inneren des Wärmetauschergehäuses 50 montiert ist.On the from the sealing flange 74 opposite side is the heat exchanger cassette 70 with a plug connection 80 provided in a plug-in receptacle 82 engages when the heat exchanger cassette 70 inside the heat exchanger housing 50 is mounted.

Der durch den Wärmetauscher 16 zu leitende Volumenstrom an rückzuführendem Abgas tritt in das Ventilgehäuse 60 über einen Eintritt 84 ein, an den sich ein Ventilsitz 86 und ein Ventilelement 88 des Abgasrückführungsventils 22 anschließen. In Abhängigkeit von der Stellung des Abgasrückführungsventils 22 ist ein mehr oder weniger großer Strömungsquerschnitt für das rückzuführende Abgas freigegeben.The through the heat exchanger 16 to be guided volume flow of recirculating exhaust gas enters the valve body 60 about an entry 84 a, to which a valve seat 86 and a valve element 88 the exhaust gas recirculation valve 22 connect. Depending on the position of the exhaust gas recirculation valve 22 is a more or less large flow area for the recirculated exhaust released.

Wenn ein Strömungsquerschnitt freigegeben ist, strömt das Abgas in der Richtung des Pfeils P durch den Ventilsitz 86 und tritt in die Wärmetauscherkassette 70 ein. Dort kann es einen Teil der mitgeführten Wärme über die Wärmeübertragungselemente 72 an das Kühlmittel abgeben und schließlich über den Steckanschluss 80 zu einem Anschluss 90 gelangen, von dem es dem Ansaugsystem zugeführt wird.When a flow area is released, the exhaust gas flows in the direction of the arrow P through the valve seat 86 and enters the heat exchanger cassette 70 one. There it may be a part of the entrained heat through the heat transfer elements 72 to the coolant and finally via the plug connection 80 to a connection 90 from which it is fed to the intake system.

In 5a sind schematisch das Wärmetauschergehäuse 50 und das Ventilgehäuse 60 des Abgasrückführungsventils 22 gezeigt. Ferner ist zu sehen, dass eine Zugangsöffnung Z zum Inneren des Wärmetauschergehäuses 50 vorliegt, wenn das Ventilgehäuse 60 noch nicht am Montageflansch 62 des Wärmetauschergehäuses 50 befestigt ist.In 5a are schematically the heat exchanger housing 50 and the valve housing 60 the exhaust gas recirculation valve 22 shown. It can also be seen that an access opening Z to the interior of the heat exchanger housing 50 is present when the valve housing 60 not yet on the mounting flange 62 the heat exchanger housing 50 is attached.

In das Wärmetauschergehäuse 50 können unterschiedliche Wärmetauscherkassetten eingesetzt werden, die in den 5b, 5c und 5d schematisch angedeutet sind. Auf diese Weise ist ein Baukastensystem geschaffen, welches es ermöglicht, zwischen dasselbe Wärmetauschergehäuse 50 und dasselbe Ventilgehäuse 60 unterschiedliche Wärmetauscherkassetten 70 einzusetzen. Hierdurch können mit geringem Aufwand das Abgasrückführungsmodul und insbesondere der Wärmetauscher 16 an unterschiedliche Volumenströme von rückzuführendem Abgas und an unterschiedliche benötigte Wärmeübertragungskapazitäten angepasst werden.In the heat exchanger housing 50 Different heat exchanger cassettes can be used in the 5b . 5c and 5d are indicated schematically. In this way, a modular system is created, which makes it possible between the same heat exchanger housing 50 and the same valve body 60 different heat exchanger cassettes 70 use. As a result, with little effort, the exhaust gas recirculation module and in particular the heat exchanger 16 be adapted to different flow rates of recirculating exhaust gas and to different required heat transfer capacities.

Der Unterschied zwischen den in den 5b und 5c gezeigten Wärmetauscherkassetten besteht darin, dass unterschiedliche Wärmeübertragungselemente 72 verwendet werden. Diese können sich hinsichtlich ihrer geometrischen Gestaltung, ihres Materials, ihrer Packungsdichte, ihrer Fläche und/oder weiterer Parameter unterscheiden.The difference between those in the 5b and 5c shown heat exchanger cassettes is that different heat transfer elements 72 be used. These may differ in terms of their geometric design, their material, their packing density, their area and / or other parameters.

In 5d ist eine Wärmetauscherkassette 70 gezeigt, die sich hinsichtlich ihrer Länge von den in den 5b und 5c gezeigten Wärmetauscherkassetten 70 unterscheidet. Die Kassette gemäß 5d ist für „kleinere” Motoren geeignet, bei denen ein geringerer Volumenstrom an Abgas rückgeführt werden muss. Dementsprechend muss auch eine geringere Wärmemenge innerhalb des Wärmetauschers 16 entzogen werden. Es ist zu sehen, dass der Abstand zur Steckaufnahme 82 des Wärmetauschergehäuses 50 bei der in 5d gezeigten Wärmetauscherkassette 70 mit geringem Aufwand dadurch überbrückt werden kann, dass der Steckanschluss 80 länger ausgeführt ist.In 5d is a heat exchanger cassette 70 shown in terms of their length of the in the 5b and 5c shown heat exchanger cassettes 70 different. The cassette according to 5d is suitable for "smaller" engines, where a lower volumetric flow of exhaust gas has to be recirculated. Accordingly, a smaller amount of heat must also be within the heat exchanger 16 be withdrawn. It can be seen that the distance to the plug-in receptacle 82 the heat exchanger housing 50 at the in 5d shown heat exchanger cassette 70 With little effort can be bridged that the plug connection 80 longer.

Claims (13)

Abgasrückführungsmodul für eine Verbrennungskraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Abgasrückführungsventil (22), mit dem ein Volumenstrom von rückzuführendem Abgas bestimmt werden kann, und einem Wärmetauscher (16), in dem das rückzuführende Abgas gekühlt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (16) eine austauschbare Wärmetauscherkassette (70) aufweist.Exhaust gas recirculation module for an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, with an exhaust gas recirculation valve ( 22 ), with which a volume flow of recirculating exhaust gas can be determined, and a heat exchanger ( 16 ), in which the recirculated exhaust gas can be cooled, characterized in that the heat exchanger ( 16 ) a replaceable heat exchanger cassette ( 70 ) having. Abgasrückführungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher ein Wärmetauschergehäuse (50) aufweist, das eine Zugangsöffnung (Z) aufweist, die von einem Ventilgehäuse (60) des Abgasrückführungsventils (22) verschlossen ist, und dass die Wärmetauscherkassette (70) durch die Zugangsöffnung (Z) in das Wärmetauschergehäuse (50) eingesetzt ist.Exhaust gas recirculation module according to claim 1, characterized in that the heat exchanger is a heat exchanger housing ( 50 ), which has an access opening (Z) that is accessible from a valve housing ( 60 ) of the exhaust gas recirculation valve ( 22 ) and that the heat exchanger cassette ( 70 ) through the access opening (Z) in the heat exchanger housing ( 50 ) is used. Abgasrückführungsmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (60) mit dem Wärmetauschergehäuse (50) durch eine Flanschverbindung (52, 62) verbunden ist.Exhaust gas recirculation module according to claim 2, characterized in that the valve housing ( 60 ) with the heat exchanger housing ( 50 ) by a flange connection ( 52 . 62 ) connected is. Abgasrückführungsmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (60) mit dem Wärmetauschergehäuse (50) verklammert, verstemmt oder vercrimpt ist.Exhaust gas recirculation module according to claim 2, characterized in that the valve housing ( 60 ) with the heat exchanger housing ( 50 ) is clamped, caulked or crimped. Abgasrückführungsmodul nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherkassette (70) mit einem Dichtungsflansch (74) versehen ist, der zwischen dem Wärmetauschergehäuse (50) und dem Ventilgehäuse (60) eingespannt ist.Exhaust gas recirculation module according to claim 3 or claim 4, characterized in that the heat exchanger cassette ( 70 ) with a sealing flange ( 74 ) provided between the heat exchanger housing ( 50 ) and the valve housing ( 60 ) is clamped. Abgasrückführungsmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsflansch (74) mit einer Aussparung (68) versehen ist, durch die ein Kühlmittel vom Ventilgehäuse (60) zum Wärmetauschergehäuse (50) geleitet werden kann.Exhaust gas recirculation module according to claim 5, characterized in that the sealing flange ( 74 ) with a recess ( 68 ) is provided, through which a coolant from the valve housing ( 60 ) to the heat exchanger housing ( 50 ) can be directed. Abgasrückführungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherkassette (70) auf der Abgasstromabwärtigen Seite mit einem Steckanschluss (80) versehen ist.Exhaust gas recirculation module according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger cassette ( 70 ) on the exhaust downstream side with a plug connection ( 80 ) is provided. Abgasrückführungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauschergehäuse (50) aus Kunststoff, einer Aluminiumlegierung oder Stahlblech besteht.Exhaust gas recirculation module according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger housing ( 50 ) consists of plastic, an aluminum alloy or steel sheet. Baukastensystem für einen Wärmetauscher eines Abgasrückführungssystems für Verbrennungskraftmaschinen, mit einem Wärmetauschergehäuse (50), einem Ventilgehäuse (60) und mehreren Wärmetauscherkassetten (70), die sich hinsichtlich ihrer Wärmetauscherkapazität unterscheiden, wobei im Wärmetauschergehäuse diejenige Wärmetauscherkassette (70) verbaut ist, die an den Wärmetauscherbedarf der jeweiligen Verbrennungskraftmaschine angepasst ist.Modular system for a heat exchanger of an exhaust gas recirculation system for internal combustion engines, with a heat exchanger housing ( 50 ), a valve housing ( 60 ) and several heat exchanger cassettes ( 70 ), which differ in terms of their heat exchanger capacity, wherein in the heat exchanger housing that heat exchanger cassette ( 70 ) is installed, which is adapted to the heat exchanger requirements of the respective internal combustion engine. Abgasrückführungsmodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die unterschiedlichen Wärmetauscherkassetten (70) hinsichtlich der Fläche der Wärmeübertragungselemente (72) unterscheiden.Exhaust gas recirculation module according to claim 9, characterized in that the different heat exchanger cassettes ( 70 ) with regard to the area of the heat transfer elements ( 72 ). Abgasrückführungsmodul nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die unterschiedlichen Wärmetauscherkassetten (70) hinsichtlich des Typs der verwendeten Wärmeübertragungselemente (72) unterscheiden.Exhaust gas recirculation module according to claim 9 or claim 10, characterized in that the different heat exchanger cassettes ( 70 ) with regard to the type of heat transfer elements used ( 72 ). Abgasrückführungsmodul nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Typ Wärmeübertragungselemente (72) Rohre enthält, während ein anderer Typ Platten enthält.Exhaust gas recirculation module according to claim 11, characterized in that a type of heat transfer elements ( 72 ) Contains tubes while another type contains plates. Abgasrückführungsmodul nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Typ Wärmeübertragungselemente (72) Turbulenzeinlagen enthält.Exhaust gas recirculation module according to claim 11 or claim 12, characterized in that a type of heat transfer elements ( 72 ) Contains turbulence inserts.
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