DE102020004873A1 - Ladeluftkühler für einen Ansaugkrümmer - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ladeluftkühler für einen Ansaugkrümmer umfassend Kühlkanäle, wobei die Kühlkanäle mit einem elliptischen Querschnitt ausgeführt sind, und einen Ansaugkrümmer umfassend den Ladeluftkühler und einen AGR Mischer.Der erfindungsgemäße Ladeluftkühler (1) für einen Ansaugkrümmer (2) umfasst Kühlkanäle (3). Die Kühlkanäle (3) sind mit einem elliptischen Querschnitt ausgeführt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Ladeluftkühler für einen Ansaugkrümmer umfassend Kühlkanäle, wobei die Kühlkanäle mit einem elliptischen Querschnitt ausgeführt sind, und einen Ansaugkrümmer umfassend den Ladeluftkühler und einen AGR Mischer.
  • Aus der US2010258096AA ist ein Ladeluftkühler mit mehreren bogenförmig angeordneten Kühlzylindern bekannt.
  • Der erfindungsgemäße Ladeluftkühler für einen Ansaugkrümmer umfasst Kühlkanäle. Die Kühlkanäle sind mit einem elliptischen Querschnitt ausgeführt.
  • Dadurch, dass die Kühlkanäle mit einem elliptischen Querschnitt ausgeführt sind, ermöglicht die Erfindung, dass gegenüber einem Ladeluftkühler mit Kühlkanälen mit einem kreisförmigen Querschnitt ein Druckverlust einer die Kühlkanäle umströmenden Ladeluft reduziert und ein Wärmetransfer zwischen einem die Kühlkanäle durchströmenden Kühlmediums und der Ladeluft erhöht werden kann.
  • Vorzugsweise ist der Ladeluftkühler zylinderförmig ausgebildet. Die Kühlkanäle sind in axialer Richtung im Ladeluftkühler angeordnet. Der Ladeluftkühler ist ausgebildet, die Ladeluft in radialer Richtung zu führen. Dadurch, dass der Ladeluftkühler ausgebildet ist, die Ladeluft in radialer Richtung zu führen und die Kühlkanäle in axialer Richtung angeordnet sind, ermöglicht die Erfindung, dass eine mittlere Strömungsrichtung der Ladeluft quer zur Längsache der Kühlkanäle ausgerichtet ist, wodurch ein Wärmeübergang verbessert werden kann.
  • Vorzugsweise ist der Ladeluftkühler als Hohlzylinder ausgeführt. Der Hohlzylinder umfasst weniger als 360°. Dadurch umfasst der Hohlzylinder zwei axiale Flächen. Die erste axiale Fläche ist als Einlass der Ladeluft und die zweite axiale Fläche als Auslass der Ladeluft ausgeführt. Der Holzylinder ist so ausgeführt ist, dass sich eine Wanddicke des Hohlzylinders vom Einlass zum Auslass hin verjüngt. Dadurch, dass sich die Wanddicke vom Einlass zum Auslass hin verjüngt, ermöglicht die Erfindung, dass teilweise gekühlte Ladeluft auch in Bereichen des Ladeluftkühlers, die näher zum Auslass angeordnet sind, vorteilhaft gekühlt werden kann. Denn dadurch, dass die Wanddicke sich zum Auslass hin verjüngt, wird der Abstand zwischen den Kühlkanälen zum Auslass hin verringert, wodurch eine Kontaktfläche zum Wärmeübertrag zwischen Ladeluft und Kühlkanälen vergrößert wird.
  • Vorzugsweise umfassen die Kühlkanäle Rippen. Dadurch, dass die Kühlkanäle Rippen umfassen, ermöglicht die Erfindung eine möglichst gleichmäßige Kühlung der Ladeluft. Zusätzlich ermöglichen die Rippen eine kompaktere Bauweise des Ladeluftkühlers, wodurch ein benötigter Bauraum reduziert werden kann.
  • Der erfindungsgemäße Ansaugkrümmer umfasst einen erfindungsgemäßen Ladeluftkühler und einen AGR Mischer. Der AGR Mischer umfasst eine Ladeluftleitung und eine AGR Leitung. Eine Wand der Ladeluftleitung umfasst eine Venturidüse. Die Venturidüse ist ausgebildet, die Ladeluftleitung und die AGR Leitung zu verbinden. Dadurch, dass die Venturidüse die Ladeluftleitung und die AGR Leitung verbindet, ermöglicht die Erfindung, dass Abgas aus der AGR Leitung unter Nutzung des Venturiprinzips in die Ladeluftleitung gesaugt wird und so ein vorteilhaftes Mischen von Ladeluft und Abgas erreicht werden kann.
  • Bevorzugt sind Ladeluftkühler und AGR Mischer in dem Ansaugkrümmer integriert. Besonders bevorzugt sind Ansaugkrümmer, Ladeluftkühler und AGR Mischer als ein Bauteil ausgeführt. Das hat den Vorteil einer kompakteren Bauweise, es sind keine Befestigungsvorrichtungen wie Gewinde, Dichtringe oder ähnliches vorzusehen und Undichtigkeiten können vermieden oder zumindest verringert werden.
  • Die abhängigen Ansprüche beschreiben weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigt
    • 1 ein Ausführungsbeispiel eines Ansaugkrümmers mit einem Ladeluftkühler und einem AGR Mischer,
    • 2 ein Ausführungsbeispiel eines Ladeluftkühlers,
    • 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Ladeluftkühlers,
    • 4 ein Ausführungsbeispiel eines AGR Mischers,
    • 5 ein weiteres Beispiel eines AGR Mischers und
    • 6 ein Ausführungsbeispiel eines Stutzens zum Frischluftansaugen.
  • 1 zeigt einen Ansaugkrümmer 2 eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor. Der Ansaugkrümmer 2 ist ausgebildet, Frischluft aus der Umgebung des Fahrzeugs anzusaugen, zu kühlen und mit vom Verbrennungsmotor rückgeführtem Abgas zu mischen. Hierzu umfasst der Ansaugkrümmer 2 einen Ladeluftkühler 1, einen AGR Mischer 8 und einen Stutzen 15 zum Ansaugen von Frischluft. Dabei sind Ansaugkrümmer 2, Ladeluftkühler 1, AGR Mischer 8 und Stutzen 15 als ein Bauteil ausgeführt. Dadurch werden Undichtigkeiten vermindert und Bauraum reduziert.
  • 2 zeigt einen Ladeluftkühler 1. Der Ladeluftkühler 1 ist als Hohlzylinder ausgeführt. Der Hohlzylinder umfasst weniger als 360°, so dass er zwei axiale Flächen umfasst. Die erste axiale Fläche 4 ist als Einlass der Ladeluft und die zweite axiale Fläche 5 als Auslass der Ladeluft ausgeführt. Der Ladeluftkühler 1 ist ausgebildet, die Ladeluft radial vom Einlass 4 zum Auslass 5 zu führen.
  • Der Ladeluftkühler 1 umfasst Kühlkanäle 3. Die Kühlkanäle 3 sind in axialer Richtung des Ladeluftkühlers 1 angeordnet. Die radial geführte Ladeluft umströmt die Kühlkanäle 3 dadurch so, dass eine mittlere Strömungsrichtung der Ladeluft quer zu den Längsachsen der Kühlkanäle 3 ausgerichtet ist, wodurch eine vorteilhafte Wärmeübertragung zwischen Ladeluft und Kühlkanälen 3 erreicht wird. Die Kühlkanäle 3 sind ausgebildet, ein Kühlmittel zu führen, das über einen Kühlmitteleinlass 19 den Kühlkanälen 3 zugeführt wird und über einen nicht dargestellten Ablauf auf der gegenüberliegenden Seite des Ladeluftkühlers 1 abgeführt wird.
  • Die Kühlkanäle 3 sind mit einem elliptischen Querschnitt ausgeführt. Durch die elliptische Form wird eine verringerte Strömungsablösung der die Kühlkanäle 3 umströmenden Ladeluft ermöglicht, wodurch ein verbesserter Wärmeübergang zwischen Ladeluft und Kühlkanälen 3 erreicht wird. Die Kühlkanäle 3 umfassen Rippen 7, wodurch der Ladeluftkühler 1 kompakter, also mit geringerem erforderlichen Bauraum, ausgeführt werden kann und eine gleichmäßigere Kühlung der Ladeluft erreicht wird.
  • 3 zeigt eine seitliche Ansicht des Ladeluftkühlers 1. Der Ladeluftkühler ist so ausgeführt, dass sich eine Wanddicke 6 des Hohlzylinders vom Einlass 4 zum Auslass 5 hin verjüngt. Die Wanddicke 17 am Einlass 4 ist also größer als am Auslass 5. Dadurch ist der Abstand zwischen den Kühlkanälen am Einlass 4,17 größer als am Auslass 5,18 und der Abstand verringert sich kontinuierlich vom Einlass 4 in Richtung des Auslass. Dadurch wird eine gute Kühlung der Ladeluft auch dann noch erreicht, wenn sie bereits teilweise abgekühlt ist, da der verringerte Abstand die Kontaktfläche zur Wärmeübertragung zwischen Ladeluft und Kühlkanälen 3 vergrößert.
  • 4 zeigt den AGR Mischer 8. Der AGR Mischer 8 umfasst eine Ladeluftleitung 9 sowie eine erste 10 und eine zweite 20 AGR Leitung. Wie in 5 gezeigt, umgibt die erste AGR Leitung 10 eine erste 13 und die zweite AGR Leitung 20 eine zweite 14 Seite der Ladeluftleitung 9.
  • Die erste 13 und die zweite 14 Seite der Ladeluftleitung 9 umfassen jeweils Venturidüsen 11, die ausgebildet sind, die Ladeluftleitung 9 und die AGR Leitungen 10,20 zu verbinden. So kann Abgas aus den AGR Leitungen 10,20 in die Ladeluftleitung 9 gesaugt und mit der Ladeluft vermischt werden.
  • Die Venturidüsen 11 sind mit einem rechteckigen Querschnitt in einem verjüngten Bereich 12 ausgeführt und sind äquidistant angeordnet. Dabei sind die Venturidüsen 11 der ersten Seite 13 versetzt zu den Venturidüsen 11 der zweiten Seite 14 der Ladeluftleitung 9 angeordnet, so dass das durch eine Venturidüse 11 der ersten Seite in die Ladeluftleitung 9 gesaugte Abgas durch gegenüberliegende Venturidüsen 11 angesaugtes Abgas möglichst wenig beeinflusst.
  • 6 zeigt den Stutzen 15 zum Ansaugen von Frischluft. Der Stutzen 15 ist mit einer Aufweitung ausgebildet und mit dem Ladeluftkühler 1 so verbunden, dass die angesaugte Frischluft über die axiale Länge des Einlasses 4 des Ladeluftkühlers 1 verteilt ist. Dadurch kann eine Ungleichförmigkeit der Stömung im Ladeluftkühler verringert werden, wodurch ein gleichmäßigeres und verbessertes Kühlen der Ladeluft erreicht wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2010258096 AA [0002]

Claims (10)

  1. Ladeluftkühler (1) für einen Ansaugkrümmer (2), umfassend Kühlkanäle (3), wobei die Kühlkanäle (3) mit einem elliptischen Querschnitt ausgeführt sind.
  2. Ladeluftkühler (1) nach Anspruch 1, wobei der Ladeluftkühler (1) zylinderförmig ausgebildet ist, die Kühlkanäle (3) in axialer Richtung im Ladeluftkühler (1) angeordnet sind und der Ladeluftkühler (1) ausgebildet ist, die Ladeluft in radialer Richtung zu führen.
  3. Ladeluftkühler (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Ladeluftkühler (1) als Hohlzylinder ausgeführt ist, wobei der Hohlzylinder weniger als 360° umfasst, wodurch der Hohlzylinder zwei axiale Flächen umfasst, wobei die erste axiale Fläche (4) als Einlass der Ladeluft und die zweite axiale Fläche (5) als Auslass der Ladeluft ausgeführt ist und wobei der Holzylinder so ausgeführt ist, dass sich eine Wanddicke (6) des Hohlzylinders vom Einlass (4) zum Auslass (5) hin verjüngt.
  4. Ladeluftkühler (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kühlkanäle (3) Rippen (7) umfassen.
  5. Ansaugkrümmer (2) umfassend einen Ladeluftkühler (1) nach einem der vorherigen Ansprüche und einen AGR Mischer (8), wobei der AGR Mischer (8) eine Ladeluftleitung (9) und eine AGR Leitung (10) umfasst, wobei eine Wand der Ladeluftleitung (9) eine Venturidüse (11) umfasst und die Venturidüse (11) ausgebildet ist, die Ladeluftleitung (9) und die AGR Leitung (10) zu verbinden.
  6. Ansaugkrümmer (2) nach Anspruch 5, wobei die Venturidüse (11) mit einem rechteckigen Querschnitt in einem verjüngten Bereich (12) ausgeführt ist.
  7. Ansaugkrümmer (2) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Ladeluftleitung (9) mehrere Venturidüsen (11) umfasst und die Venturidüsen (11) äquidistant angeordnet sind.
  8. Ansaugkrümmer (2) nach Anspruch 7, wobei die AGR Leitung (10) so ausgebildet ist, dass sie eine erste (13) und eine zweite (14) Seite der Ladeluftleitung (9) umgibt, und wobei ein Teil der Venturidüsen (11) auf der ersten Seite (13) und der andere Teil der Venturidüsen auf der zweiten Seite (14) angeordnet ist.
  9. Ansaugkrümmer (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, umfassend einen Stutzen (15) zum Ansaugen von Frischluft, wobei der Stutzen (15) so ausgebildet und mit dem Ladeluftkühler (1) verbunden ist, dass die angesaugte Frischluft über die axiale Länge des Einlasses (4) des Ladeluftkühlers (1) verteilt ist.
  10. Ansaugkrümmer (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei Ansaugkrümmer (2), Ladeluftkühler (1) und AGR Mischer (8) als ein Bauteil ausgeführt sind.
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