DE19722256C1 - Wärmetauscher für eine wassergekühlte Brennkraftmaschine - Google Patents

Wärmetauscher für eine wassergekühlte Brennkraftmaschine

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Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für eine wasser­ gekühlte Brennkraftmaschine mit Schmierölkühlung und äußerer Abgasrückführung.
Zur Erfüllung der Abgasvorschriften wird häufig dem Frisch­ gemisch bzw. der angesaugten Luft Abgas zugeführt, um u. a. die Verbrennungstemperatur zu senken und dadurch den Anteil der Stickoxide im Abgas zu reduzieren. Eine weitere Verrin­ gerung der Stickoxide läßt sich durch Kühlen des zurückge­ führten Abgases erreichen. Dies bereitet Probleme hinsicht­ lich der Unterbringung eines entsprechenden Kühlers insbe­ sondere bei Fahrzeug-Brennkraftmaschinen wegen der sehr beengten Platzverhältnisse im Motorraum, zumal bei leistungs­ starken Brennkraftmaschinen bereits ein Kühler für das Schmieröl vorgesehen werden muß.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wärmetauscher zu schaffen mit dem Schmieröl und zurückgeführte Abgase auch bei beengten Platzverhältnissen gekühlt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Wärme­ tauscher gelöst, der die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
Mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird ein kompakter Wärme­ tauscher geschaffen, der auf engstem Raum eine Kühlung sowohl des Schmieröls als auch des zurückgeführten Abgases ermög­ licht und problemlos im Motorraum eines Kraftfahrzeuges untergebracht werden kann.
Der Abgaskühler kann von einem an sich bekannten Rohrbündel gebildet sein, das sich im Gehäuseinnenraum zwischen einem mit einem Eintrittstutzen verbundenen ersten Sammler und einem mit einem Austrittstutzen verbundenen zweiten Sammler erstreckt. Der Ölkühler kann von einem Teilraum des Innen­ raumes des Wärmetauschers gebildet sein, der von der Wand des Gehäuses und einer Zwischenwand begrenzt und mit Öleintritt- und -austrittstutzen verbunden ist. Zur Vergrößerung der Wärmetauschfläche kann die Zwischenwand mäander- oder zick­ zackförmig sein.
Zur Vereinfachung der Fertigung kann das Gehäuse aus einem Oberteil und einem Unterteil bestehen, wobei vorzugsweise die den Ölkühler begrenzende Zwischenwand im Unterteil und der Abgaskühler, also das Rohrbündel mit den Eintritt- und Aus­ trittsammlern, im Oberteil angeordnet ist.
Die Kühlwasser-Anschlüsse können von zusammenwirkenden, im Querschnitt halbkreisförmigen Ansätzen des Ober- und des Unterteils des Gehäuses gebildet werden. Die Zwischenwand kann im Unterteil durch im Querschnitt teilkreisförmige, in die Kühlwasseranschlüsse hineinragende Ansätze lagefixiert sein und wird mit der Wand des Unterteils dicht verbunden, z. B. verlötet.
Ein Kühlwasser-Eintrittsanschluß kann an einer Stirnseite und zwei gegenüberliegende Kühlwasser-Austrittsanschlüsse können an den Längsseiten des Gehäuses vorgesehen sein.
Um eine intensive Kühlung des zurückgeführten Abgases zu erreichen, sollte der Abgasstrom durch den Abgaskühler im Gegenstrom zu dem Kühlwasserstrom durch den Gehäuseinnenraum erfolgen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt des Wärmetauschers entlang Linie 1-1 in Fig. 2, und
Fig. 2 eine Querschnitt entlang Linie 2-2 in Fig. 1.
Der dargestellte Wärmetauscher weist ein Gehäuse 1 auf, das sich aus einem Oberteil 2 und einem Unterteil 3 zusammen­ setzt, die entlang der Trennebene 19 miteinander verbunden sind und einen Innenraum 4 begrenzen. An den Innenraum 4 sind an einer Stirnseite ein Kühlwasser-Eintrittsanschluß 5 und an den Längsseiten zwei einander gegenüberliegende Kühlwasser- Austrittsanschlüsse 6 angeschlossen. Im Oberteil 2 ist ein Kühler 7 für zurückgeführtes Abgas angeordnet, der von einem Rohrbündel 8 gebildet ist, das sich zwischen einem mit einem Abgas-Eintrittstutzen 9 verbundenen ersten Sammler 10 und einem mit einem Abgas-Austrittstutzen 11 verbundenen zweiten Sammler 12 erstreckt. Die Stutzen 9 und 11 sind durch hitze­ feste Stopfbüchsen mit Überwurfmuttern 13 bzw. 14 gasdicht mit dem Gehäuse 1 verbunden.
Im Innenraum 4 ist ferner ein Ölkühler angeordnet, der von einem Teilraum 15 des Innenraumes gebildet ist, welcher von der Wand des Unterteils 3 und einer Zwischenwand 16 begrenzt ist. Zur Vergrößerung der Wärmetauschfläche ist die Zwischen­ wand 16 mäander- oder zickzackförmig. Der den Ölkühler bil­ dende Teilraum 15 ist mit einem Öleintrittstutzen 17 und einem Ölaustrittstutzen 18 verbunden. Die Zwischenwand 16 ist in Fig. 1 der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet. Sie erstreckt sich über die ganze Fläche des Innenraumes 4.
Die Kühlwasseranschlüsse 5 und 6 sind von im Querschnitt halbkreisförmigen Ansätzen 2a und 3a des Oberteils 2 und des Unterteils 3 gebildet, die sich beim Zusammenfügen dieser Teile entlang der Trennebene 19 zu rohrförmigen Anschlüssen ergänzen, wie dies in Fig. 2 für die Austrittsanschlüsse 6 gezeigt ist.
Die Zwischenwand 16 weist ebenfalls im Querschnitt halbkreis­ förmige Ansätze 16a auf, die, wie in Fig. 2 dargestellt, in die Kühlwasseranschlüsse 6 hineinragen, wodurch die Zwischen­ wand beim Zusammenfügen des Wärmetauschers fixiert ist. Nach dem Zusammenfügen der Teile 2, 3 und 16 werden diese Teile z. B. durch Hartlöten dicht miteinander verbunden.
In Fig. 1 erfolgt die Strömung des Kühlwasser durch das Gehäuse 1 und die Strömung des Schmieröls durch den Teilraum 15 von unten nach oben, während das zurückgeführte Abgas im Gegenstrom, also von oben nach unten, durch den Kühler 7 geführt wird. Dadurch findet eine intensive Kühlung des Abgases statt.

Claims (9)

1. Wärmetauscher für eine wassergekühlte Brennkraftmaschine mit Schmierölkühlung und äußerer Abgasrückführung, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Gehäuse (1) aufweist, dessen Innenraum (4) mit Kühlwasser-Eintritts- und -Aus­ trittsanschlüssen (5 bzw. 6) versehen ist und in dem ein Ölkühler (15) und ein Kühler (7) für das zurückgeführte Abgas angeordnet sind.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgaskühler (7) von einem den Innenraum (4) des Gehäuses (1) durchsetzenden Rohrbündel (8) gebildet ist, das sich zwischen einem mit einem Eintrittstutzen (9) verbundenen ersten Sammler (10) und einem mit einem Austrittstutzen (11) verbundenen zweiten Sammler (12) erstreckt.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölkühler von einem Teilraum (15) des Innenraumes (4) des Gehäuses (1) gebildet ist, der von der Wand des Gehäuses (1) und einer Zwischenwand (16) begrenzt und mit Öleintritt- und -austrittstutzen (17 bzw. 18) verbunden ist.
4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (16) mäander- oder zickzackförmig ist.
5. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (1) aus einem Oberteil (2) und einem Unterteil (3) zusammengesetzt ist und daß die den Ölkühler (15) begrenzende Zwischenwand (16) im Unterteil (3) und der Abgaskühler (7) im Oberteil (2) angeordnet ist.
6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlwasser-Anschlüsse (5, 6) von zusammenwirkenden, im Querschnitt halbkreisförmigen Ansätzen (2a, 3a) des Oberteils (2) und des Unterteils (3) des Gehäuses (1) gebildet sind.
7. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zwischenwand (16) durch im Querschnitt teilkreisförmige, in die Kühlwasseranschlüsse hineinragende Ansätze (16a) fixiert und mit der Wand des Unterteils (3) dicht verbunden ist.
8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kühlwasser-Eintrittsanschluß (5) an einer Stirnseite und zwei gegenüberliegende Kühlwasser- Austrittsanschlüsse (6) an den Längsseiten des Gehäuses (1) vorgesehen sind.
9. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsrichtung des zurückgeführten Abgases durch den Abgaskühler (7) der Strömungsrichtung des Kühlwassers durch den Innenraum (4) des Gehäuses (1) entgegengesetzt ist.
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