EP2044319A1 - Device for cooling a gas flow of an internal combustion engine - Google Patents

Device for cooling a gas flow of an internal combustion engine

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Publication number
EP2044319A1
EP2044319A1 EP07786061A EP07786061A EP2044319A1 EP 2044319 A1 EP2044319 A1 EP 2044319A1 EP 07786061 A EP07786061 A EP 07786061A EP 07786061 A EP07786061 A EP 07786061A EP 2044319 A1 EP2044319 A1 EP 2044319A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
wall portion
gas
coolant
wall
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07786061A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Geskes
Bernd GRÜNENWALD
Wolfgang KNÖDLER
Jens Ruckwied
Jürgen BARWIG
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Behr GmbH and Co KG filed Critical Behr GmbH and Co KG
Publication of EP2044319A1 publication Critical patent/EP2044319A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F28D7/10Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/106Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of two coaxial conduits or modules of two coaxial conduits
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    • F28F2255/16Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes extruded
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a device for cooling a gas flow of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • heat exchangers are known, which include exchanger tubes made of stainless steel due to the high temperatures and high corrosivity of the exhaust gas. Such exchanger tubes are connected via holding means such as bottom pieces with a coolant-carrying housing, wherein the production of such heat exchangers is generally expensive.
  • exhaust gas can under a gas flow in the context of the invention charge air z. B. from a turbocharger or an exhaust-air mixture are understood. These gas streams also often require cooling before being fed to the internal combustion engine in order to ensure the function and efficiency of the internal combustion engine.
  • This object is achieved by the invention with an aforementioned device in which the characterizing features of claim 1 are provided according to the invention. Due to the integral formation of material of the two wall sections a separation of the environment and coolant and a separation of coolant and gas flow is at least partially ensured by the same one-piece component. This allows a particularly favorable production of the housing, since this does not have to be composed of several components, at least in the areas of the wall sections, either by mechanical fastening using sealants or be it by soldering or welding.
  • the unitary material formation in the sense of the invention comprises a uniform, seamless production of the two wall sections comprehensive housing part.
  • the first and the second wall portion of the housing made of a light metal, in particular based on aluminum.
  • Aluminum is both easy to build and inexpensive moldable.
  • the molding of a housing part comprising the first and the second wall section takes place as a cast part, in particular a diecast part.
  • This cost-effective production of a lightweight housing is especially in the case of cooling a hot exhaust stream at least in the region of the exhaust gas inlet into the housing, especially made possible by the fact that the aluminum is cooled directly by the particular liquid coolant.
  • the coolant may be, for. B. to act the main coolant of the engine and / or an additional, in particular cooled to ambient temperature cooling circuit.
  • the cast housing part has a first demoulding side and a second demolding side, wherein the first demolding side for guiding the coolant and the second demoulding side mung side is designed to guide the gas.
  • a housing part comprising the first and the second wall section is designed as an extruded profile.
  • Extruded profiles are particularly inexpensive to produce and can have very complex cross-sectional shapes.
  • a crystalline structure of the aluminum is achieved, which has a particularly good corrosion resistance.
  • the cooling of hot, corrosive exhaust gas is well possible.
  • Important in the use of extruded profiles in particular for the cooling of exhaust gas is the avoidance of a subsequent strong heating of the pressed profiles, such as in a brazing furnace, since in this case the good corrosive properties can be lost again.
  • the first and the second wall portion of the housing may be formed of a one-piece sheet metal part, which consists in particular of a stainless steel.
  • sheet metal forming can take place by means of simple deep-drawing, which results in cost-effective production with little scrap.
  • the housing comprises at least one cover part which is not formed in one piece with the wall sections.
  • sealing means for sealing the coolant and / or the gas are provided on the cover part.
  • the cover part z. B. are bolted to the other housing.
  • the Cover part also be sealingly soldered to the other housing. If both the cover part and the housing are made of a light metal alloy based on aluminum, such a soldering of a mechanically preassembled heat exchanger can take place, for example, in a brazing furnace. Depending on the design, it can also be a local soldering or welding process.
  • At least one of the two, the supply or the discharge of the coolant, is arranged on the cover part.
  • the cover part has a channel for guiding the coolant, so that the cover part itself can be cooled.
  • the cover part come into contact with the hot gas stream even when produced from light metal.
  • the cover part has at least two, in particular three, plate-like elements arranged on top of each other, wherein the channel is formed by a recess in at least one of the plate-like elements.
  • the cover part preferably has an overflow opening for connecting the channel to the further housing. As a result, both the cover part and the further housing can be flowed through and cooled by means of a single supply of the coolant.
  • the exchange means is formed in an advantageous embodiment as in particular connected to the cover part module. In this way, a supply or discharge of the coolant can be provided on the cover part, wherein in addition a preliminary test for reducing the rejects in the production is made possible in a simple manner.
  • the exchange means is designed as a stack of disks, wherein in particular the stack can be flowed through by the coolant and can be flowed around by the gas. In this way, a simple to manufacture embodiment of the exchange means is given, which also has a high exchange performance with a small size and can be integrated inexpensively and easily into the housing of the device according to the invention.
  • the exchange means may also be formed as a casting, in particular die casting with a plurality of cooling fins. As a result, the exchange means can be produced particularly inexpensively.
  • the exchange means may also comprise a tube bundle.
  • the exchange means is formed as arranged in the housing module.
  • the exchanger means may also be formed integrally with the first and second wall sections in the same material. This leads to a particularly cost-effective production with a particularly small number of individual parts and thus a high level of operational safety.
  • the exchanger means preferably has a plurality of ribs which can be flowed around by the gas and formed in one piece with the first wall section, thereby increasing the contact surface between the first wall and gas in order to optimize the cooling performance.
  • the device is designed as a U-flow cooler.
  • it may alternatively be an I-flow cooler.
  • the device preferably comprises a bypass channel, which in the case of I-flow coolers geometric reasons usually separate is provided in addition to the exchange means, whereas in U-flow cooling mostly the possibility of a bypass deflection of the gas flow from the supply to the discharge in the inlet region of the U-flow heat exchanger is possible.
  • a valve member for adjustable deflection of the gas stream is arranged in the housing.
  • the means for deflection for example for bypass deflection, are integrated into the housing in a modular manner, which results in a compact design.
  • a valve member for adjustable regulation of a total size of the gas flow is arranged in the housing.
  • a deflection of the gas flow through the exchange means or a bypass path can also be adjusted via the valve member.
  • the first and / or the second wall section is a cooled wall section. This can be achieved in particular in that both the first wall section and the second wall section are arranged directly adjacent to the coolant, so that advantageously results in both a cooling of the first wall section and the second wall section.
  • the first wall section preferably practically completely, can be arranged inside the housing.
  • the second wall portion practically completely forms a housing outer wall of a housing part and / or a housing.
  • the second wall section completely up to areas of the supply and discharge of the gas to be cooled, a housing outer wall of a housing part and / or a housing forms.
  • the housing can be designed and manufactured in a particularly simple manner, the advantages of the concept of the invention being realized.
  • the second wall section may form a housing outer wall of a housing part and / or of a housing only in a first partial area.
  • this relates only to a first sub-area except for areas of supply and discharge of the gas to be cooled.
  • the first subregion is essentially limited to those regions of a housing part and / or of the housing which are in contact with comparatively hot, in particular uncooled, gas. This preferably relates to input and / or bypass areas of a housing part and / or a housing.
  • the second wall section has to be designed practically only in the first partial area provided in this development as a wall section adjoining the coolant.
  • measures for the design of the second wall section beyond the first partial area are omitted in order to form the second wall section as a coolant-adjacent wall section.
  • a section of the second wall section housing can also be arranged on the inside.
  • the housing has a further third wall section.
  • the first wall portion and the second wall portion and the third wall portion may be formed integrally materially in one piece according to the concept of the invention. This results in the comparison with the first variant of the invention given where appropriate, to be preferred advantage that the third wall section is interpreted uncooled.
  • the third wall portion can thus be particularly easy to interpret in an advantageous manner.
  • the third wall section in a further, second subregion form a housing outer wall of a housing part and / or a housing. It has proved to be expedient that the second subregion is essentially limited to those regions of a housing part and / or of the housing which are in contact with comparatively cooler gas, in particular cooled and / or partially cooled gas. This applies in particular to regions which are arranged adjacent to the exchange means and / or deflection regions of a housing part and / or a housing.
  • the second wall portion and the third wall portion may together form virtually completely a housing outer wall of a housing part and / or a housing.
  • the second wall section and the third wall section can form a housing outer wall of a housing part and / or a housing completely, except for regions of the feed and discharge of the gas to be cooled.
  • a section of the third wall section may also be arranged inside the housing.
  • the third wall section can be made with a thinner wall than the second wall section.
  • the second wall section can be provided with a wall thickness which in approximately corresponds to the wall thickness of the first wall portion.
  • the third wall section can advantageously be designed to be simpler than the second wall section. According to the aforementioned development, it has proven to be particularly expedient to achieve a Materia spam by a thinner-walled design, which also leads to a weight advantage and a space savings in the device of the aforementioned type.
  • the housing may be designed as part of an intake module of the internal combustion engine.
  • the housing or even a cover part may be formed integrally with the intake module.
  • Intake modules of modern internal combustion engines are usually aluminum castings, so that the optimization of space and cost integration of the cooling elements with the intake ports of the internal combustion engine is desirable to a common module.
  • the concept presented could also be used for be used in which compared to the applications described flow paths of coolant and gas / exhaust gas / charge air are reversed, ie the flow paths described below for a gas / exhaust gas / charge air are provided and vice versa for gas / exhaust / Charge air described flow paths are provided to a coolant.
  • this relates to the exemplary embodiments of FIGS. 12, 13 and 14 which are described below and which are versatile.
  • the exemplary embodiments described below, in particular the exemplary embodiments according to FIGS. 12, 13 and 14, are also suitable for providing a vaporizable medium in the flow paths of the coolant as coolant.
  • the heat exchanger is formed in the form of an evaporator. This can be particularly useful if the hot medium used in the flow paths for gas / exhaust gas / charge air gives off its heat for evaporation of the vaporizable medium, for example a water, a refrigerant or other vaporizable fluids.
  • Such a heat exchanger in the form of a cooler can be particularly preferably arranged behind an exhaust gas turbine, expediently on a low-pressure side of an internal combustion engine, in order to use the exchanged heat, for example in a Rankine cycle.
  • a heat exchanger can be designed according to the principle of a cooler as a capacitor.
  • a condensable medium is guided and in the following for exhaust / gas / charge air provided flow paths, i.
  • a cooling medium is provided for the flow.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a first embodiment according to a first variant of the invention with a separately shown cover part. 007/006237
  • Fig. 2 shows a schematic plan view of the embodiment of Fig. 1 from the side.
  • FIG. 3 shows a coolant side plan view of a second embodiment according to a first variant of the invention.
  • FIG. 4 shows a gas side view of the embodiment from FIG.
  • FIG. 5 shows a spatial schematic view of a third embodiment according to a first variant of the invention.
  • FIG. 6 shows the exemplary embodiment from FIG. 5, omitting an uppermost plate element of a lid.
  • Fig. 7 shows the embodiment of Fig. 6 omitting a central plate member of the lid.
  • FIG. 8 shows a spatially open view of the exemplary embodiment from FIGS. 5 to 7 from a gas side.
  • FIG. 9 shows the exemplary embodiment from FIGS. 5 to 8 in an opened position
  • Fig. 10 shows a sectional view of the device of Fig. 8 along the line A-A.
  • FIG. 11 shows a schematic top view of an exchange means arranged on a cover from the side.
  • Fig. 12 shows a schematic sectional view through a further embodiment.
  • Fig. 13 is a perspective view of a housing of the embodiment of Fig. 12.
  • Fig. 14 is a sectional view of a housing of another embodiment.
  • FIG. 15 shows a gas-side plan view - similar to that in FIGS. 1, 4 or 8 for a further embodiment according to the second variant of the invention, in which the cooler is operated in the U-flow.
  • Fig. 16 shows a gas-side plan view as in Fig. 15 for a further embodiment according to the second variant of the invention in which the cooler is operated in I-flow.
  • Fig. 17 shows schematically a complete intake module, the right part of an exhaust gas cooler and in the lower part of a coolant-cooled intercooler is installed and are shown in dashed lines in the cooled wall areas.
  • the first embodiment according to FIG. 1 comprises a housing 1 which is produced by die casting from an aluminum alloy.
  • the housing 1 is shown in an open form next to a cover part 2, wherein the cover part 2 is shown in a schematic sectional view for the representation of arranged in the cover part 2 coolant channels.
  • the housing 1 comprises a feed 3 and a discharge 4 for a gas flow of an internal combustion engine.
  • the device or the heat exchanger according to FIG. 1 serves to cool a recirculated exhaust gas stream 60 exemplified in FIG. 17 for the purpose of reducing pollutants of an internal combustion engine 50 of a motor vehicle.
  • the housing 1 has a first, inner wall section 1a and an outer, the first wall section 1a spaced circumferential wall portion 1b.
  • the inlets and outlets 3, 4 formed as connecting pieces are arranged at openings of the outer wall 1b and open into a space 1a enclosed by the first, inner wall on three sides.
  • a exchange means 5 which is provided as a separate module within the inner wall 1a.
  • the exchange means 5 is a heat sink, which can be traversed by a liquid coolant by means of connections 5a, 5b.
  • an inlet region 6 is provided for the gas flow within the first wall 1a.
  • a deflection region 7 is provided between the inner wall 1a and the heat sink 5.
  • a movable actuator 9 in the form of an adjusting flap is provided on suitably designed guide structures 8.
  • the housing 1 is formed at least with the inner wall portion 1 a and the outer wall portion 1 b as integrally molded die-cast part.
  • a lower bottom 10 of the housing 1 may also be ein Anlagenig with the
  • Wall sections 1a, 1b may be formed in the die-casting process.
  • a one-sided demolding of the casting Given that both the gas-conducting region and the coolant-carrying region would be formed by the same mold side.
  • the housing 1 with the wall sections 1a and 1b can also be a section of an extruded profile.
  • the coolant-side bottom part 10 would be placed separately, and it could expedient similar to the cover part described below 2 channels for the passage of coolant and thus for cooling the bottom part 10 in the region of contact with the gas stream.
  • the wall portion 1 a which separates the gas flow from the coolant flow
  • the wall portion 1 b which separates the coolant flow from the environment material integrally formed.
  • the cover part 2 which forms an upper cover of the housing 1, is composed of a total of three plate elements 2 a, 2 b, 2 c (see FIG. 2), which are made of aluminum and are soldered to one another flatly.
  • Plate elements 2a, 2b, 2c has suitable openings, the one
  • the upper plate member 2a has an opening for connecting a supply 11 for the coolant.
  • the middle plate member 2b shown in the plan view in FIG. 1 has
  • the lower plate member 2c has openings 15, by means of which a connection of the channels 12, 13, 14 on the one hand to the exchanger means 5 and on the other hand with the coolant leading rooms 1c of the housing 1 between the walls 1 a, 1 b are prepared.
  • the entire coolant flows through the feed 11 and the opening in the upper plate member 2a in the channel 12 of the central plate member 2b and by a congruent opening of the lower plate member 2c in the exchange means 5.
  • the coolant enters through a further opening of the lower plate member 2c in the channel 13 of the central plate member 2b, from which it is passed via the channels 14 in a coolant-carrying shaft 1d of the housing 1.
  • This shaft 1 d is connected to a nozzle 16 for the discharge of the coolant from the housing 1.
  • the shaft 1d is located in the inlet region 6 of the gas flow and is closed off on one side by the outer wall 1b in the immediate vicinity of the feed 3 and outlet 4 of the gas flow. In this way, this temperature-critical region of the wall 1 b is cooled.
  • the partial flow of the channel 12 of the central plate element 2 b is passed through an opening 15 of the lower plate member 2 c in a gap 1 c circulating the greater part of the housing 1, so that the largest possible part of the contacting with the gas flow Wandab- section 1 a by the coolant is cooled.
  • this partial flow is also supplied to the part 1 d, so that the entire coolant leaves the housing 1 via the discharge connection 16.
  • the exchange means 5 represents a module which is connected to the cover part 2 and is separate from the housing 1.
  • An exemplary embodiment of the exchange means 5 is shown in FIG. 11.
  • the exchange means 5 is constructed as a stack of discs 5c, as in a similar manner z. B. from stacked disc oil coolers are known.
  • the stack of discs 5c forms a total of a cavity 5d to flow through the coolant, wherein plate-like formations of the discs 5c form spaces 5e, which are traversed by the gas flow with contact over the largest possible area.
  • Such a stacked disk design may conveniently consist of molded sheet metal parts made of corrosion-resistant steel.
  • the exchange means 5 can also be produced from aluminum. Basically the exchanger means 5 may also be integrally formed with the housing 1 in the same material.
  • the exchange means can have ribs, turbulence inserts, embossed structures, such as fins, which are arranged on the coolant side and / or on the gas side, as required, in order to improve the exchange performance.
  • the housing according to FIG. 3 and FIG. 4 is produced by a die-casting method with at least two-part mold, in which a first demoulding side of the housing 1 is assigned to the guide of the coolant and a second demolding side of the guide of the gas flow assigned.
  • the Entungsungsseite of the coolant is shown in Fig. 3 and the Entformungsseite of the gas stream is shown in Fig. 4.
  • Both on the coolant side and on the gas side is on the housing 1 each have a cover part (not shown).
  • the cover parts can by means of seals and z. B. screwed or sealed by means of surface soldering.
  • the housing 1 of the second embodiment comprises a material integral integral intermediate bottom which extends parallel to the flow direction of the gas flow over the largest part of the housing 1 and the wall portion 1 a, since he on the one hand to the coolant and on the other hand, adjacent to the gas flow.
  • This intermediate bottom 1a has an opening 17, by means of which coolant is guided from the coolant-carrying housing side (FIG. 3) to the modular exchange means 5.
  • To the- This opening 17 is provided with a seal for sealing the gas flow against the coolant.
  • the supply of the coolant takes place via a feed pipe 18, which passes through the gas-side cover, that is, the lid placed on the view according to FIG. 4, and opens into the exchanger means 5.
  • the coolant enters through the opening 17 in the coolant-side space of the housing 1 a.
  • the cover part assigned to the side according to FIG. 3 has a sufficient distance from the intermediate bottom 1a, so that the coolant can flow over the entire intermediate bottom in a planar manner.
  • a shaft-like cavity 1d is provided, which is arranged in the vicinity of the feed and discharge 3, 4 of the gas flow on the outer wall 1b.
  • the coolant is led away from this shaft 1d by a discharge nozzle.
  • the housing 1 of the second embodiment may also consist of a sheet metal part, in particular of stainless steel in a modification.
  • the sheet can be deformed for example by simple deep drawing.
  • the ratios of the depths of the structures to the height and width of the housing can be adjusted accordingly to enable deep drawing.
  • FIGS. 5 to 10 A further exemplary embodiment is shown in FIGS. 5 to 10. This has in common with the exemplary embodiment according to FIGS. 3 and 4 that the housing 1 is produced in a casting process with a gas-side demoulding side (see FIG. 8) and a Coolant side demolding page (see view of FIG. 9) is produced. Both gas side and coolant side a lid is arranged on the housing 1.
  • the gas-side cover 2 consists, as in the first embodiment, of three plate elements 2a, 2b, 2c.
  • the upper plate member 2a has a supply port 18 for the coolant.
  • the feed pipe 18 leads into the modularly formed Tau- shear means 5, which is fixed to the cover part 2.
  • An outlet of the coolant from the exchanger means 5 leads through openings 20 of the bottom plate member 2 c of the lid 2 in channel-like openings 19 of the central plate member 2 b. Due to the flow through the channels 19 (only a short channel is shown by way of example in FIG. 6), the cover part 2 is cooled. About openings 20 in the lower plate member 2 c, the cooling center Istrom is then continued into the housing 1, where it flows through to cool the wall sections 1 a, 1 b between these cavities 1 c.
  • a valve member 21 for controlling the gas flow is arranged in the housing 1 of the embodiment of FIG. 5 to FIG. 10 by means of suitable openings.
  • the valve member 21 comprises a valve spool 22 and a slide rod 23 which is guided in a gastight manner through the wall 1b and which is connected to a drive M exemplified in FIG.
  • the valve member 21 may be received by means of steel, ceramic or other inserts in the aluminum housing.
  • the valve spool is in the schematic representation of an elongated cylinder, which passes through in a middle position two openings of two wall sections 24, 25. In this middle position (see Fig. 8), the passage for the gas flow is completely blocked, which can either take a path through the wall 24 and subsequently through the exchanger means 5 or through the wall 25 and directly to the gas outlet 4. Depending on the movement of the Slider 22 from its central position in one direction or the other, both size and course of the gas flow can be adjusted.
  • the direct route from the inlet 3 to the outlet 4 through the wall 25 is a bypass operation in which the gas flow does not undergo any appreciable cooling.
  • a further advantageous detail of the embodiment according to FIGS. 5 to 10 results from the sectional view according to FIG. 10.
  • a separating web 26 between the incoming and returning gas flow has a cavity on the coolant side corresponding to the construction of the housing 1.
  • deflection webs 27a are formed, which protrude into this cavity.
  • the coolant according to FIG. 10 experiences a multiple deflection in the cavity 26, so that the gas-side separating web 26 is cooled particularly well.
  • the coolant-side cover member 27 Since the coolant-side cover member 27 has no direct contact with the gas to be cooled, it may in principle be made of plastic even in the case of hot gases. However, it may also be an aluminum cover part, which is mechanically fixed or glued over seals in the previously described manner or surface-soldered.
  • the flow paths of the coolant may be different in the embodiments according to FIGS. 1 to 10, depending on the arrangement of the feeding, discharging and distributing channels. It can first flow through the exchanger means and subsequently the housing or vice versa. Alternatively or additionally, a flow branch can be provided, by means of which a partial flow flows through the exchanger means and another partial flow through the channels for housing and lid cooling.
  • FIG. In contrast to the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 10, it is This is not a U-flow heat exchanger, but an I-flow heat exchanger in which the gas flow through the heat exchanger in the longitudinal direction and the feed pipe 3 is arranged with respect to the housing 1 on the opposite side of the discharge nozzle 4.
  • the housing 1 of the heat exchanger according to FIG. 12 and FIG. 13 is designed as an extruded profile of an aluminum alloy which is of integral material.
  • the extruded profile 1 comprises a central continuous chamber 28 for guiding the gas flow, which is enclosed by a wall portion 1 a substantially circular. From the first wall portion 1a, rib members 29 extend into the chamber 28 to enlarge the wall surface to improve heat exchange.
  • the first wall section 1 a is surrounded concentrically by a second wall section 1 b, which forms an outer wall of the housing 1.
  • a number of connecting webs 30 connect the first wall section 1a to the second wall section 1b.
  • a plurality of passage channels 31 are arranged for the passage of the coolant.
  • the wall portion 1 b thus separates the coolant from the environment and the wall portion 1 a, which is formed integrally with the wall portion 1 b of the same material, separates the gas flow from the coolant.
  • an inlet-side connection region 32 and an outlet-side connection region 33 are arranged at each end of the housing 1.
  • the terminal areas 32, 33 are glued to the housing 1 or soldered under exclusive local heating. A screw connection in conjunction with sealants is possible. It is important that the extruded profile 1 is no longer completely heated during assembly, since investigations have shown that extruded aluminum has a particularly good corrosion resistance to hot exhaust gases. This surprising effect could by the temperature and pressure conditions of the EP2007 / 006237
  • a further advantage of the embodiment according to FIGS. 12 and 13 results from the fact that the tubular elongate housing 1 can be bent to adapt to the available installation space.
  • FIG. 14 Shown is a cross section through a modified housing 1.
  • the modified housing is not round in cross-sectional shape, but substantially rectangular.
  • a coolant channels 31 are formed between an outer wall portion 1 b and an inner wall portion 1 .
  • the first wall section 1a surrounds a gas channel 28, which is provided with fin elements 29 projecting from the wall 1a for the purpose of better cooling.
  • Adjacent to the gas channel 28, a gas channel formed by the bypass channel 34 in the extrusion pressprofi I is provided.
  • the bypass channel 34 has a réelleverklei- PHg of a stainless steel sheet 35 for better thermal insulation, since the flow of the bypass channel as low as possible cooling of the exhaust gas is desired.
  • FIG. 15 shows a further embodiment of a device for cooling a gas stream 60 of an internal combustion engine 50 according to a second variant of the invention in a schematic form, as for example - in adapted version - similar to that shown in Fig. 17, in the context of a suction module 40th for an internal combustion engine 50 can be realized.
  • the operation of the module shown in FIG. 15 corresponds to that of a module as shown in FIG. 1, FIG. 4 or FIG. Especially 4, similar to the module shown in FIG. 4, also in the module shown in FIG. 15, the exchanger means 5 designed as a cooler is operated in a U-flow arrangement.
  • FIG. 15 and FIG. 16 show only a gas-side demolding side of the housing 1, in a similar manner as is the case in FIGS. 1, 4 and 8.
  • FIG. 16 shows, with otherwise identical mode of operation, the arrangement of an exchanger means 5 embodied as a cooler in the module in an I-flow arrangement.
  • a bypass 34 is realized, which can be shielded by the exchange means 5 by a partition wall 1e 'optionally provided in FIG. 16.
  • parts with the same function are provided with the same reference numerals in FIGS. 15 to 17 and symbolizes coolant flows with dotted arrows and gas flows with solid arrows, as already explained in the embodiments explained above.
  • the coolant is transferred to the housing via the cover between the opening 17 and the channel 1d.
  • the coolant transfer for the inner region 1b 'from the inside to the outside takes place on the coolant side, which is arranged on the underside of the housing in the embodiment shown in FIGS. 15 and 16.
  • first wall section 1a and in particular also the second wall section 1b of the housing 1 or of a housing part is designed as a cooled wall section.
  • the exemplary embodiments explained in connection with FIGS. 15 and 16 according to the second variant of the invention provide that only a part of the outer housing wall is cooled by coolant and practically only those wall areas which also come into contact with comparatively hot exhaust gas kick, be cooled. Accordingly, in the exemplary embodiments shown in FIGS. 15 and 16, the second wall section 1 b forms only in one embodiment.
  • a housing outer wall of a housing part and / or a housing 1 In the first sub-area, namely in the partial area shown in dashed lines, except for areas of the feed 3 and 4 discharge of the gas to be cooled 60, a housing outer wall of a housing part and / or a housing 1.
  • the portion shown in dashed lines in FIG. 15 and FIG is substantially limited to those areas of the housing part and / or the housing 1, which are in contact with the comparatively hot and uncooled gas. In the present case, this is the case in the entry area on the right-hand side shown in FIGS. 15 and 16 and / or in the bypass area on the left-hand side of the housing part 1 and / or the housing 1 shown in FIGS. 15 and 16.
  • a section 1b 'of the second wall section 1b is arranged inside the housing.
  • the second subregion is restricted to those regions of the housing part which are in contact with comparatively cooler gas or cooled and / or partially cooled gas - for example the deflection region 7 or regions which are adjacent to Exchange means 5 are.
  • an area adjacent to the bypass as shown in Fig.
  • FIG. 16 is provided with a second wall portion 1b as a portion to be cooled.
  • the second wall section 1b and the third wall section 1e together form virtually completely a housing outer wall of the gas side housing part shown here - or in the case of analogy to FIG. 1, the housing 1.
  • the optional partition wall shown in FIG. 16 is thus a housing-internal section 1e 'of the third wall portion 1e executed.
  • the further embodiment of embodiments, not shown here allows the design of a cooled wall portion 1 b, in contrast to an uncooled wall portion 1 e in a particularly suitable manner for use.
  • FIG. 17 shows an exemplary possibility of how a module realized in I-flow design-for example a module of FIG. 16 -can be integrated into an intake module 40.
  • an exhaust gas flow recirculated from the engine 60 is fed to the module via a gas feed 3 and continued there, as described in the previously described embodiments of the first and second variants.
  • the double-walled or thick-walled wall sections 1b are designed with dashed lines. In the context of the embodiment shown in FIG. 17, these are practically all wall sections lying on the outside of the housing. Nevertheless, according to the concept of the second variant of the invention, a section 1e shown in FIG. 16 as a third wall section-referred to as wall section 1b in FIG.
  • a wall section 1eb can be designed for comparatively less complex cooling in comparison to a second wall section 1b. Nevertheless, a wall section 1eb is a wall section cooled in comparison to the non-cooled third wall section 1e.
  • a coolant-cooled charge air cooler 51 is arranged in the lower region, which can be supplied with charge air via a throttle flap 52 and coolant can be supplied and removed via a supply 58 or an exhaust 56.
  • a cylindrical slide 22 is realized, which can be activated via a slide rod 23 and a drive M, so that the gas either via a bypass path 1 or a cooling path 2 is passed.

Abstract

The invention relates to a device for cooling a gas flow of an internal combustion engine, comprising a housing (1), an inlet (3) and an outlet (4) for a gas, in particular exhaust gas and/or charge air of the internal combustion engine, which is to be cooled, an inlet (18) and an outlet (16) for an in particular liquid coolant, an exchanger means (5) for heat transfer between the gas and the coolant, a first wall section (1 a) of the housing (1), wherein the first wall section (1 a) is arranged between the coolant and the gas flow, and a second wall section (1 b) of the housing (1), wherein the second wall section (1 b) is arranged between the coolant and an environment, in particular the atmosphere, wherein the first wall section (1 a) and the second wall section (1 b) are materially integrally formed in one piece.

Description

Vorrichtung zur Kühlung eines Gasstroms eines Verbrennungsmotors Device for cooling a gas flow of an internal combustion engine
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung eines Gasstroms eines Verbrennungsmotors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a device for cooling a gas flow of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
Zur Reduktion von Schadstoffen insbesondere bei Dieselmotoren von Personenkraftwagen wird zunehmend die Rückführung von Abgas zu dem Verbrennungsmotor eingesetzt, wobei das Abgas vor der Rückführung gekühlt werden muss. Hierzu sind Wärmetauscher bekannt, die aufgrund der hohen Temperaturen und der hohen Korrosivität des Abgases Tauscherrohre aus nichtrostendem Stahl umfassen. Solche Tauscherrohre sind über Haltemittel wie etwa Bodenstücke mit einem das Kühlmittel führenden Gehäuse verbunden, wobei die Herstellung solcher Wärmetauscher im Allgemeinen aufwendig ist. Neben Abgas kann unter einem Gasstrom im Sinne der Erfindung Ladeluft z. B. aus einem Turbolader oder auch ein Abgas-Luft-Gemisch verstanden werden. Auch diese Gasströme erfordern oft eine Kühlung vor einer Zuführung zu dem Verbrennungsmotor, um Funktion und Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors zu gewährleisten.For the reduction of pollutants, especially in diesel engines of passenger cars, the recirculation of exhaust gas to the internal combustion engine is increasingly used, wherein the exhaust gas must be cooled before the return. For this purpose, heat exchangers are known, which include exchanger tubes made of stainless steel due to the high temperatures and high corrosivity of the exhaust gas. Such exchanger tubes are connected via holding means such as bottom pieces with a coolant-carrying housing, wherein the production of such heat exchangers is generally expensive. In addition to exhaust gas can under a gas flow in the context of the invention charge air z. B. from a turbocharger or an exhaust-air mixture are understood. These gas streams also often require cooling before being fed to the internal combustion engine in order to ensure the function and efficiency of the internal combustion engine.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Kühlung eines Gas- Stroms eines Verbrennungsmotors anzugeben, die kostengünstig und mit geringem Montageaufwand herstellbar ist. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung mit einer eingangs genannten Vorrichtung gelöst, bei der erfindungsgemäß die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen sind. Durch die materialeinheitlich einstückige Ausbildung der beiden Wandabschnitte ist zumindest bereichsweise durch das gleiche einstückige Bauteil eine Trennung von Umgebung und Kühlmittel sowie eine Trennung von Kühlmittel und Gasstrom gewährleistet. Dies ermöglicht eine besonders günstige Herstellung des Gehäuses, da dieses zumindest in den Bereichen der Wandabschnitte nicht aus mehreren Bauteilen zusammengesetzt werden muss, sei es durch mechanische Befestigung unter Verwendung von Dichtmitteln oder sei es durch Verlötung oder Verschweißung. Die materialeinheitlich einstückige Ausbildung im Sinne der Erfindung umfasst eine einheitliche, nahtlose Herstellung des die beiden Wandabschnitte umfassenden Gehäuseteils.It is the object of the invention to provide a device for cooling a gas flow of an internal combustion engine, which is inexpensive and can be produced with little installation effort. This object is achieved by the invention with an aforementioned device in which the characterizing features of claim 1 are provided according to the invention. Due to the integral formation of material of the two wall sections a separation of the environment and coolant and a separation of coolant and gas flow is at least partially ensured by the same one-piece component. This allows a particularly favorable production of the housing, since this does not have to be composed of several components, at least in the areas of the wall sections, either by mechanical fastening using sealants or be it by soldering or welding. The unitary material formation in the sense of the invention comprises a uniform, seamless production of the two wall sections comprehensive housing part.
In vorteilhafter Ausführung bestehen der erste und der zweite Wandabschnitt des Gehäuses aus einem Leichtmetall, insbesondere auf Basis von Aluminium. Aluminium ist sowohl leichtbauend als auch kostengünstig formbar. Besonders bevorzugt erfolgt die Formung eines den ersten und den zweiten Wandabschnitt umfassenden Gehäuseteils als Gussteil, insbesondere Druckgussteil. Diese kostengünstige Herstellung eines leichtbauenden Gehäuses ist insbesondere im Fall der Kühlung eines heißen Abgasstroms zumindest im Bereich des Abgaseintritts in das Gehäuse vor allem dadurch ermöglicht, dass das Aluminium unmittelbar durch das insbesondere flüssige Kühlmittel gekühlt ist. Bei dem Kühlmittel kann es sich z. B. um das Hauptkühlmittel des Verbrennungsmotors handeln und/oder um einen zusätzlichen, insbesondere auf Umgebungstemperatur gekühlten Kühlkreis.In an advantageous embodiment, the first and the second wall portion of the housing made of a light metal, in particular based on aluminum. Aluminum is both easy to build and inexpensive moldable. Particularly preferably, the molding of a housing part comprising the first and the second wall section takes place as a cast part, in particular a diecast part. This cost-effective production of a lightweight housing is especially in the case of cooling a hot exhaust stream at least in the region of the exhaust gas inlet into the housing, especially made possible by the fact that the aluminum is cooled directly by the particular liquid coolant. The coolant may be, for. B. to act the main coolant of the engine and / or an additional, in particular cooled to ambient temperature cooling circuit.
Einer vorteilhaften Ausführungsform weist das gegossene Gehäuseteil eine erste Entformungsseite und eine zweite Entformungsseite auf, wobei die erste Entformungsseite zur Führung des Kühlmittels und die zweite Entfor- mungsseite zur Führung des Gases ausgebildet ist. Hierdurch lassen sich auf einfache Weise auch komplex geformte Trennwände zwischen Kühlmittel und Gas bei zugleich einfachem Gussprozess herstellen. Insbesondere sind eine Vielzahl von Formgebungen ohne erforderliche Verwendung von auf- wendigen Gusskernen möglich.In an advantageous embodiment, the cast housing part has a first demoulding side and a second demolding side, wherein the first demolding side for guiding the coolant and the second demoulding side mung side is designed to guide the gas. As a result, complex shaped partitions between coolant and gas can be produced in a simple manner at the same time simple casting process. In particular, a large number of shapes are possible without the necessary use of expensive casting cores.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform ist ein den ersten und den zweiten Wandabschnitt umfassender Gehäuseteil als Strangpressprofil ausgebildet. Strangpressprofile sind besonders kostengünstig herstellbar und können sehr aufwendige Querschnittsformen aufweisen. Zudem hat sich herausgestellt, dass gerade bei üblichen Strangpressvorgängen von Aluminiumlegierungen eine kristalline Struktur des Aluminiums erzielt wird, die eine besonders gute Korrosionsbeständigkeit aufweist. Hierdurch ist die Kühlung von heißem, korrosivem Abgas gut ermöglicht. Wichtig bei der Nutzung von Strangpressprofilen insbesondere zur Kühlung von Abgas ist das Vermeiden einer nachträglichen starken Erhitzung der gepressten Profile, etwa in einem Lötofen, da hierbei die guten korrosiven Eigenschaften wieder verloren gehen können.In a further possible embodiment, a housing part comprising the first and the second wall section is designed as an extruded profile. Extruded profiles are particularly inexpensive to produce and can have very complex cross-sectional shapes. In addition, it has been found that especially in conventional extrusion processes of aluminum alloys, a crystalline structure of the aluminum is achieved, which has a particularly good corrosion resistance. As a result, the cooling of hot, corrosive exhaust gas is well possible. Important in the use of extruded profiles in particular for the cooling of exhaust gas is the avoidance of a subsequent strong heating of the pressed profiles, such as in a brazing furnace, since in this case the good corrosive properties can be lost again.
In einer alternativen Ausführung können der erste und der zweite Wandabschnitt des Gehäuses aus einem einstückigen Blechformteil ausgebildet sein, das insbesondere aus einem nichtrostenden Stahl besteht. Je nach Dimensionierung des Gehäuses mit den Wandabschnitten kann eine solche Blechumformung mittels einfachen Tiefziehens erfolgen, wodurch eine kosten- günstige Herstellung mit geringem Ausschuss gegeben ist.In an alternative embodiment, the first and the second wall portion of the housing may be formed of a one-piece sheet metal part, which consists in particular of a stainless steel. Depending on the dimensioning of the housing with the wall sections, such sheet metal forming can take place by means of simple deep-drawing, which results in cost-effective production with little scrap.
In allgemein bevorzugter Ausführung umfasst das Gehäuse zumindest ein nicht einstückig mit den Wandabschnitten ausgebildetes Deckelteil. Vorteilhaft sind an dem Deckelteil Dichtmittel zur Abdichtung des Kühlmittels und/oder des Gases vorgesehen. Hierbei kann das Deckelteil z. B. mit dem weiteren Gehäuse verschraubt werden. Alternativ oder ergänzend kann das Deckelteil auch mit dem weiteren Gehäuse dichtend verlötet sein. Wenn sowohl Deckelteil als auch Gehäuse aus einer Leichtmetalllegierung auf Aluminiumbasis bestehen, so kann eine solche Verlötung eines mechanisch vormontierten Wärmetauschers beispielsweise in einem Lötofen erfolgen. Es kann sich je nach Ausführung aber auch um einen lokalen Löt- oder Schweißprozess handeln.In a generally preferred embodiment, the housing comprises at least one cover part which is not formed in one piece with the wall sections. Advantageously, sealing means for sealing the coolant and / or the gas are provided on the cover part. Here, the cover part z. B. are bolted to the other housing. Alternatively or additionally, the Cover part also be sealingly soldered to the other housing. If both the cover part and the housing are made of a light metal alloy based on aluminum, such a soldering of a mechanically preassembled heat exchanger can take place, for example, in a brazing furnace. Depending on the design, it can also be a local soldering or welding process.
Im Interesse einer einfachen Konstruktion und Herstellung ist zumindest eines von beiden, die Zuführung oder die Abführung des Kühlmittels, an dem Deckelteil angeordnet.In the interest of a simple construction and manufacture, at least one of the two, the supply or the discharge of the coolant, is arranged on the cover part.
Besonders bevorzugt weist das Deckelteil einen Kanal zur Führung des Kühlmittels auf, so dass das Deckelteil selbst kühlbar ist. Hierdurch kann das Deckelteil auch bei Herstellung aus Leichtmetall mit dem heißen Gasstrom in Berührung kommen. In einfacher und kostengünstiger Ausführung weist dabei das Deckelteil zumindest zwei, insbesondere drei aufeinander angeordnete, plattenartige Elemente auf, wobei der Kanal durch eine Ausnehmung in zumindest einem der plattenartigen Elemente ausgebildet ist. Eine solcher schichtartiger Aufbau des Deckelteils aus mehreren Plattenelementen ist be- sonders raumsparend und einfach in der Herstellung. Weiterhin bevorzugt weist das Deckelteil dabei eine Überströmöffnung zur Verbindung des Kanals mit dem weiteren Gehäuse auf. Hierdurch kann mittels einer einzigen Zuführung des Kühlmittels sowohl das Deckelteil als auch das weitere Gehäuse durchströmt und gekühlt werden.Particularly preferably, the cover part has a channel for guiding the coolant, so that the cover part itself can be cooled. As a result, the cover part come into contact with the hot gas stream even when produced from light metal. In a simple and cost-effective embodiment, the cover part has at least two, in particular three, plate-like elements arranged on top of each other, wherein the channel is formed by a recess in at least one of the plate-like elements. Such a layered structure of the cover part of a plurality of plate elements is particularly space-saving and easy to manufacture. Furthermore, the cover part preferably has an overflow opening for connecting the channel to the further housing. As a result, both the cover part and the further housing can be flowed through and cooled by means of a single supply of the coolant.
Das Tauschermittel ist in vorteilhafter Ausführungsform als insbesondere mit dem Deckelteil verbundenes Modul ausgebildet. Hierdurch kann eine Zuführung oder Abführung des Kühlmittels an dem Deckelteil vorgesehen sein, wobei zudem eine Vorprüfung zur Reduzierung des Ausschusses bei der Herstellung auf einfache Weise ermöglicht ist. In beispielhafter Ausführung ist das Tauschermittel als Stapel von Scheiben ausgebildet, wobei insbesondere der Stapel von dem Kühlmittel durchströmbar und von dem Gas umströmbar ist. Hierdurch ist eine einfach herstellbare Ausführung des Tauschermittels gegeben, die zudem eine hohe Tauscher- leistung bei geringer Baugröße aufweist und kostengünstig und auf einfache Weise in das Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung integrierbar ist.The exchange means is formed in an advantageous embodiment as in particular connected to the cover part module. In this way, a supply or discharge of the coolant can be provided on the cover part, wherein in addition a preliminary test for reducing the rejects in the production is made possible in a simple manner. In an exemplary embodiment, the exchange means is designed as a stack of disks, wherein in particular the stack can be flowed through by the coolant and can be flowed around by the gas. In this way, a simple to manufacture embodiment of the exchange means is given, which also has a high exchange performance with a small size and can be integrated inexpensively and easily into the housing of the device according to the invention.
Alternativ kann das Tauschermittel auch als Gussteil, insbesondere Druckgussteil mit einer Mehrzahl von Kühlrippen ausgebildet sein. Hierdurch wird das Tauschermittel besonders kostengünstig herstellbar. Weiterhin alternativ kann das Tauschermittel auch ein Rohrbündel umfassen.Alternatively, the exchange means may also be formed as a casting, in particular die casting with a plurality of cooling fins. As a result, the exchange means can be produced particularly inexpensively. Furthermore, alternatively, the exchange means may also comprise a tube bundle.
Bevorzugt ist das Tauschermittel als in dem Gehäuse angeordnetes Modul ausgebildet. Hierdurch lässt sich z. B. das Tauschermittel aus nichtrosten- dem Stahl fertigen, wodurch eine hohe Betriebssicherheit und hohe Tauscherleistung bei kleinem Bauraum gegeben ist. In einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform kann das Tauschermittel aber auch materialeinheitlich einstückig mit dem ersten und dem zweiten Wandabschnitt ausgebildet sein. Dies führt zu einer besonders kostengünstigen Herstellung mit einer besonders kleinen Anzahl von Einzelteilen und somit einer hohen Betriebssicherheit. Bevorzugt weist hierbei das Tauschermittel eine Mehrzahl von durch das Gas umströmbaren, materialeinheitlich einstückig mit dem ersten Wandabschnitt ausgeformten Rippen auf, wodurch die Kontaktoberfläche zwischen erster Wandung und Gas zwecks einer Optimierung der Kühlleis- tung vergrößert ist.Preferably, the exchange means is formed as arranged in the housing module. This allows z. B. manufacture the exchanger means of non-rusting steel, whereby a high reliability and high exchange performance is given in a small space. In an alternative advantageous embodiment, however, the exchange means may also be formed integrally with the first and second wall sections in the same material. This leads to a particularly cost-effective production with a particularly small number of individual parts and thus a high level of operational safety. In this case, the exchanger means preferably has a plurality of ribs which can be flowed around by the gas and formed in one piece with the first wall section, thereby increasing the contact surface between the first wall and gas in order to optimize the cooling performance.
Im Interesse einer kompakten Bauweise bei hoher Tauscherleistung ist die Vorrichtung als U-Flow-Kühler ausgebildet. Je nach Anforderungen kann es sich alternativ aber auch um einen I-Flow-Kühler handeln. Insbesondere im Fall der I-Flow-Konstruktion umfasst die Vorrichtung bevorzugt einen Bypass- Kanal, der im Falle von I-Flow-Kühlern geometrisch bedingt zumeist separat neben dem Tauschermittel vorgesehen ist, wogegen bei U-flow-Kühlem zumeist die Möglichkeit einer Bypass-Umlenkung des Gasstroms von der Zuführung zu der Abführung im Eintrittsbereich des U-flow-Wärmetauschers möglich ist.In the interest of a compact design with high heat exchanger performance, the device is designed as a U-flow cooler. Depending on requirements, it may alternatively be an I-flow cooler. In particular, in the case of the I-flow construction, the device preferably comprises a bypass channel, which in the case of I-flow coolers geometric reasons usually separate is provided in addition to the exchange means, whereas in U-flow cooling mostly the possibility of a bypass deflection of the gas flow from the supply to the discharge in the inlet region of the U-flow heat exchanger is possible.
In weiterer Detailverbesserung einer bevorzugten Ausführungsform ist in dem Gehäuse ein Ventilglied zur einstellbaren Umlenkung des Gasstroms angeordnet. Hierdurch sind die Mittel zur Umlenkung, beispielsweise zur Bypass- Umlenkung, modulartig in das Gehäuse integriert, was eine kompakte Bau- weise nach sich zieht. Alternativ oder ergänzend ist in dem Gehäuse ein Ventilglied zur einstellbaren Regelung einer Gesamtgröße des Gasstroms angeordnet. In besonders bevorzugter, hinsichtlich Bauraum und Bauteilanzahl optimierter Ausführung kann über das Ventilglied zudem eine Umlenkung des Gasstroms durch das Tauschermittel oder einen Bypass-Weg ein- stellbar sein.In a further detail improvement of a preferred embodiment, a valve member for adjustable deflection of the gas stream is arranged in the housing. As a result, the means for deflection, for example for bypass deflection, are integrated into the housing in a modular manner, which results in a compact design. Alternatively or additionally, a valve member for adjustable regulation of a total size of the gas flow is arranged in the housing. In a particularly preferred embodiment, which is optimized in terms of installation space and number of components, a deflection of the gas flow through the exchange means or a bypass path can also be adjusted via the valve member.
Im Rahmen einer ersten bevorzugten Variante der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass der erste und/oder der zweite Wandabschnitt ein gekühlter Wandabschnitt ist. Dies lässt sich insbesondere dadurch erreichen, dass sowohl der erste Wandabschnitt als auch der zweite Wandabschnitt unmittelbar angrenzend zum Kühlmittel angeordnet sind, so dass sich daraus in vorteilhafter Weise sowohl eine Kühlung des ersten Wandabschnitt als auch des zweiten Wandabschnitts ergibt.In the context of a first preferred variant of the invention, it has proved to be advantageous that the first and / or the second wall section is a cooled wall section. This can be achieved in particular in that both the first wall section and the second wall section are arranged directly adjacent to the coolant, so that advantageously results in both a cooling of the first wall section and the second wall section.
Insbesondere kann dazu der erste Wandabschnitt, vorzugsweise praktisch vollständig, gehäuseinnenliegend angeordnet sein. Darüber hinaus hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass der zweite Wandabschnitt praktisch vollständig eine Gehäuseaußenwand eines Gehäuseteils und/oder eines Gehäuses bildet. Insbesondere ist darunter zu verstehen, dass der zweite Wandabschnitt vollständig bis auf Bereiche der Zuführung und Abführung des zu kühlenden Gases eine Gehäuseaußenwand eines Gehäuseteils und/oder eines Gehäuses bildet. Im Rahmen der vorgenannten Weiterbildung lässt sich das Gehäuse besonders einfach konstruieren und herstellen, wobei die Vorteile des Konzepts der Erfindung realisiert sind.In particular, for this purpose, the first wall section, preferably practically completely, can be arranged inside the housing. In addition, it has proven to be advantageous that the second wall portion practically completely forms a housing outer wall of a housing part and / or a housing. In particular, it is to be understood that the second wall section completely up to areas of the supply and discharge of the gas to be cooled, a housing outer wall of a housing part and / or a housing forms. In the context of the aforementioned development, the housing can be designed and manufactured in a particularly simple manner, the advantages of the concept of the invention being realized.
Im Rahmen einer davon abweichenden ebenfalls bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der zweite Wandabschnitt nur in einem ersten Teilbereich eine Gehäuseaußenwand eines Gehäuseteils und/oder eines Gehäuses bildet. Insbesondere betrifft dies nur einen ersten Teilbereich bis auf Bereiche der Zuführung und Abführung des zu kühlenden Gases. Es hat sich im Rahmen der vorgenannten Weiterbildung als besonders zweckmäßig erwiesen, dass der erste Teilbereich im wesentlichen beschränkt ist auf diejenigen Bereiche eines Gehäuseteils und/oder des Gehäuses, welche in Kontakt mit vergleichsweise heißem, insbesondere unge- kühltem Gas sind. Dies betrifft vorzugsweise Eingangs- und/oder Bypassbe- reiche eines Gehäuseteils und/oder eines Gehäuses. Dabei ergibt sich vor allem der Vorteil, dass der zweite Wandabschnitt praktisch nur in dem bei dieser Weiterbildung vorgesehenen ersten Teilbereich als ein zum Kühlmittel angrenzender Wandabschnitt ausgelegt werden muss. Mit anderen Worten, im Rahmen dieser Weiterbildung der Erfindung entfallen Maßnahmen zur Auslegung des zweiten Wandabschnitts jenseits des ersten Teilbereichs um den zweiten Wandabschnitt als kühlmittelangrenzender Wandabschnitt auszubilden. Grundsätzlich kann auch ein Abschnitt des zweiten Wandabschnittsgehäuses innenliegend angeordnet sein.Within the scope of a likewise deviating likewise preferred development of the invention, provision may be made for the second wall section to form a housing outer wall of a housing part and / or of a housing only in a first partial area. In particular, this relates only to a first sub-area except for areas of supply and discharge of the gas to be cooled. It has proved particularly expedient in the context of the aforementioned development that the first subregion is essentially limited to those regions of a housing part and / or of the housing which are in contact with comparatively hot, in particular uncooled, gas. This preferably relates to input and / or bypass areas of a housing part and / or a housing. This results in particular in the advantage that the second wall section has to be designed practically only in the first partial area provided in this development as a wall section adjoining the coolant. In other words, within the scope of this development of the invention, measures for the design of the second wall section beyond the first partial area are omitted in order to form the second wall section as a coolant-adjacent wall section. In principle, a section of the second wall section housing can also be arranged on the inside.
Es hat sich gezeigt, dass die zuvor genannte Weiterbildung der Erfindung sich im Rahmen einer zweiten Variante der Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen hat, bei der das Gehäuse einen weiteren dritten Wandabschnitt aufweist. Vorzugsweise kann gemäß der zweiten Variante der erste Wandabschnitt und der zweite Wandabschnitt und der dritte Wandabschnitt mate- rialeinheitlich einstückig gemäß dem Konzept der Erfindung ausgebildet sein. Dabei ergibt sich der im Vergleich zur ersten Variante der Erfindung gegebe- nenfalls zu bevorzugende Vorteil, dass der dritte Wandabschnitt ungekühlt auslegbar ist. Der dritte Wandabschnitt lässt sich somit in vorteilhafterweise besonders einfach auslegen.It has been found that the aforementioned development of the invention has proven to be particularly advantageous in the context of a second variant of the invention, in which the housing has a further third wall section. Preferably, according to the second variant, the first wall portion and the second wall portion and the third wall portion may be formed integrally materially in one piece according to the concept of the invention. This results in the comparison with the first variant of the invention given where appropriate, to be preferred advantage that the third wall section is interpreted uncooled. The third wall portion can thus be particularly easy to interpret in an advantageous manner.
Im Rahmen einer Weiterbildung der zweiten Variante der Erfindung kann der dritte Wandabschnitt in einem weiteren, zweiten Teilbereich eine Gehäuseaußenwand eines Gehäuseteils und/oder eines Gehäuses bilden. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, dass der zweite Teilbereich im wesentlichen beschränkt ist auf diejenigen Bereiche eines Gehäuseteils und/oder des Ge- häuses, welche in Kontakt mit vergleichsweise kühlerem Gas, insbesondere gekühltem und/oder teilgekühltem Gas, sind. Dies betrifft insbesondere Bereiche, die benachbart zum Tauschermittel angeordnet sind und/oder Umlenkbereiche eines Gehäuseteils und/oder eines Gehäuses. Mit anderen Worten, es wurde im Rahmen der zweiten Variante der Erfindung erkannt, dass es Bereich von Gehäuseteilen und/oder Bereiche des Gehäuses gibt, welche nicht notwendigerweise gekühlt werden müssen und deshalb ein entsprechender dritter Wandabschnitt - im Vergleich zum zweiten Wandabschnitt - vergleichsweise einfach ausgelegt werden kann.As part of a development of the second variant of the invention, the third wall section in a further, second subregion form a housing outer wall of a housing part and / or a housing. It has proved to be expedient that the second subregion is essentially limited to those regions of a housing part and / or of the housing which are in contact with comparatively cooler gas, in particular cooled and / or partially cooled gas. This applies in particular to regions which are arranged adjacent to the exchange means and / or deflection regions of a housing part and / or a housing. In other words, it has been recognized in the context of the second variant of the invention that there are areas of housing parts and / or areas of the housing, which need not necessarily be cooled and therefore a corresponding third wall section - compared to the second wall section - designed comparatively simple can be.
Der zweite Wandabschnitt und der dritte Wandabschnitt können zusammen praktisch vollständig eine Gehäuseaußenwand eines Gehäuseteils und/oder eines Gehäuses bilden. Mit anderen Worten, es kann der zweite Wandabschnitt und der dritte Wandabschnitt vollständig bis auf Bereiche der Zuführung und Abführung des zu kühlenden Gases eine Gehäuseaußenwand ei- nes Gehäuseteils und/oder eines Gehäuses bilden. Ein Abschnitt des dritten Wandabschnitts kann auch gehäuseinnenliegend angeordnet sein.The second wall portion and the third wall portion may together form virtually completely a housing outer wall of a housing part and / or a housing. In other words, the second wall section and the third wall section can form a housing outer wall of a housing part and / or a housing completely, except for regions of the feed and discharge of the gas to be cooled. A section of the third wall section may also be arranged inside the housing.
Es hat sich im Rahmen der zweiten Variante der Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen, dass der dritte Wandabschnitt dünnwandiger als der zweite Wandabschnitt ausgeführt werden kann. Beispielsweise ist es möglich, den zweiten Wandabschnitt mit einer Wanddicke zu versehen, die in etwa der Wanddicke des ersten Wandabschnitts entspricht. Grundsätzlich kann, wie zuvor erläutert, der dritte Wandabschnitt in vorteilhafterweise einfacher als der zweite Wandabschnitt ausgelegt sein. Gemäß der vorgenannten Weiterbildung hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, eine Ma- terialerspamis durch eine dünnwandigere Auslegung zu erreichen, die auch zu einem Gewichtsvorteil und einer Bauraumeinsparung bei der Vorrichtung der vorgenannten Art führt.It has proved to be particularly advantageous in the context of the second variant of the invention that the third wall section can be made with a thinner wall than the second wall section. For example, it is possible to provide the second wall section with a wall thickness which in approximately corresponds to the wall thickness of the first wall portion. In principle, as explained above, the third wall section can advantageously be designed to be simpler than the second wall section. According to the aforementioned development, it has proven to be particularly expedient to achieve a Materia spam by a thinner-walled design, which also leads to a weight advantage and a space savings in the device of the aforementioned type.
In weitergehender Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das Gehäuse als ein Teil eines Ansaugmoduls des Verbrennungsmotors ausgelegt sein. Insbesondere bei dem erfindungsgemäßen Gehäuse ist eine solche Integration eines Gaskühlers in das Ansaugmodul auf einfache Weise ermöglicht. So kann etwa das Gehäuse oder auch ein Deckelteil einstückig mit dem Ansaugmodul ausgebildet sein. Ansaugmodule von modernen Verbrennungsmotoren sind zumeist Aluminium-Gussteile, so dass zur Optimierung von Bauraum und Kosten eine Integration der kühlenden Elemente mit den Ansaugkanälen des Verbrennungsmotors zu einem gemeinsamen Modul wünschenswert ist.In a further development of the device according to the invention, the housing may be designed as part of an intake module of the internal combustion engine. In particular, in the case of the invention such integration of a gas cooler in the intake module is made possible in a simple manner. For example, the housing or even a cover part may be formed integrally with the intake module. Intake modules of modern internal combustion engines are usually aluminum castings, so that the optimization of space and cost integration of the cooling elements with the intake ports of the internal combustion engine is desirable to a common module.
Während sich die Erfindung als besonders nützlich zur Verwendung eines Wärmetauschers in Form eines Abgaswärmetauschers erweist und in diesem Sinne zu verstehen ist und während die Erfindung im folgenden im Detail anhand von Beispielen betreffend den Wärmetausch zwischen einem Abgas eines Verbrennungsmotors und einem Kühlmittel beschrieben ist, so sollte dennoch klar sein, dass das hier beschriebene Konzept, wie beansprucht, ebenfalls nützlich im Rahmen von anderen Anwendungen ist, welche außerhalb des Wärmetauschs zwischen Abgas und Kühlmittel im engeren Sinne liegen und Anwendungen betreffen, welche außerhalb dieser Bereiche liegen, wie z.B. der Wärmetausch zwischen einem Kühlmittel und einer Lade- luft und/oder einem Abgas und/oder einem Ladeluft-Abgas-Gemisch. Beispielsweise könnte das vorgestellte Konzept darüber hinaus für Anwendun- gen genutzt werden, bei denen im Vergleich zu den beschriebenen Anwendungen Strömungswege von Kühlmittel und Gas/Abgas/Ladeluft vertauscht sind, d.h. die im folgenden für Kühlmittel beschriebenen Strömungswege einem Gas/Abgas/Ladeluft zur Verfügung gestellt sind und umgekehrt die für Gas/Abgas/Ladeluft beschriebenen Strömungswege einem Kühlmittel zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere betrifft das die im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Fig. 12, Fig. 13 und Fig. 14, welche vielseitig einsetzbar sind.While the invention has been found to be particularly useful for and to use a heat exchanger in the form of an exhaust gas heat exchanger, and while the invention is described in detail below by examples of heat exchange between an exhaust of an internal combustion engine and a coolant, so should Nevertheless, it should be understood that the concept described herein, as claimed, is also useful in the context of other applications that are outside of the heat exchange between exhaust gas and coolant in the strict sense and relate to applications that are outside of these ranges, such as the heat exchange between one Coolant and a charge air and / or an exhaust gas and / or a charge air-exhaust gas mixture. For example, the concept presented could also be used for be used in which compared to the applications described flow paths of coolant and gas / exhaust gas / charge air are reversed, ie the flow paths described below for a gas / exhaust gas / charge air are provided and vice versa for gas / exhaust / Charge air described flow paths are provided to a coolant. In particular, this relates to the exemplary embodiments of FIGS. 12, 13 and 14 which are described below and which are versatile.
Grundsätzlich eignen sich die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele, insbesondere die Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 12, Fig. 13 und Fig. 14, auch dafür, dass als Kühlmittel ein verdampfungsfähiges Medium in den Strömungswegen des Kühlmittels vorgesehen ist. In diesem Fall ist der Wärmetauscher in Form eines Verdampfers ausgebildet. Dies kann insbe- sondere dann zweckmäßig sein, wenn das in den Strömungswegen für Gas/Abgas/Ladeluft verwendete heiße Medium seine Wärme zur Verdampfung des verdampfungsfähigen Mediums, beispielsweise ein Wasser, ein Kältemittel oder sonstige verdampfungsfähige Fluide abgibt. Ein solcher Wärmetauscher in Form eines Kühlers kann besonders bevorzugt hinter ei- ner Abgasturbine, zweckmäßigerweise auf einer Niederdruckseite einer Verbrennungskraftmaschine, angeordnet werden, um die ausgetauschte Wärme, beispielsweise in einem Rankine-Kreislauf, zu nutzen. Ebenso kann ein solcher Wärmetauscher nach dem Prinzip eines Kühlers als Kondensator ausgelegt sein. In diesem Fall wird in den im Folgenden für Kühlmittel be- schriebenen Strömungswegen, d.h. bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 12, Fig. 13 und Fig. 14 in den außenliegenden Strömungswegen, ein kondensierbares Medium geführt und in den im Folgenden für Abgas/Gas/Ladeluft vorgesehenen Strömungswegen, d.h. bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 12, Fig. 13 und Fig. 14 bei den innenliegendem Strömungswegen, ist ein Kühlmedium zur Strömung vorgesehen.In principle, the exemplary embodiments described below, in particular the exemplary embodiments according to FIGS. 12, 13 and 14, are also suitable for providing a vaporizable medium in the flow paths of the coolant as coolant. In this case, the heat exchanger is formed in the form of an evaporator. This can be particularly useful if the hot medium used in the flow paths for gas / exhaust gas / charge air gives off its heat for evaporation of the vaporizable medium, for example a water, a refrigerant or other vaporizable fluids. Such a heat exchanger in the form of a cooler can be particularly preferably arranged behind an exhaust gas turbine, expediently on a low-pressure side of an internal combustion engine, in order to use the exchanged heat, for example in a Rankine cycle. Likewise, such a heat exchanger can be designed according to the principle of a cooler as a capacitor. In this case, in the flow paths described below for coolant, i. in the embodiments of Figs. 12, 13 and 14 in the outer flow paths, a condensable medium is guided and in the following for exhaust / gas / charge air provided flow paths, i. In the exemplary embodiments of FIGS. 12, 13 and 14 in the case of the internal flow paths, a cooling medium is provided for the flow.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht maßgeblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen.Embodiments of the invention will now be described below with reference to the drawing. This is not intended to represent the embodiments significantly, but the drawing, where appropriate for explanation, in schematized and / or slightly distorted shape executed. With regard to additions to the teachings directly recognizable from the drawing reference is made to the relevant prior art.
Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend Form und Details einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Konstruktionen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im folgenden gezeigten und beschriebenen Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein.It should be noted that various modifications and changes in form and details of an embodiment can be made without departing from the general idea of the invention. The features of the invention disclosed in the foregoing description, in the drawing and in the claims may be essential both individually and in combination for the development of the invention. In addition, fall within the scope of the invention, all constructions of at least two of the features disclosed in the description, the drawings and / or the claims. The general idea of the invention is not limited to the exact form or detail of the embodiment shown and described below or limited to an object which would be limited in comparison with the subject matter claimed in the claims. For the given design ranges, values within the stated limits should also be disclosed as limit values and be arbitrarily usable and claimable.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie aus den abhängigen Ansprüchen.Further advantages and features of the invention will become apparent from the embodiments described below and from the dependent claims.
Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und anhand der anliegenden Fig. der Zeichnung näher erläutert.Hereinafter, several embodiments of the invention will be described and explained in more detail with reference to the accompanying Fig. The drawing.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels gemäß einer ersten Variante der Erfindung mit einem separat dargestellten Deckelteil. 007/006237Fig. 1 shows a schematic representation of a first embodiment according to a first variant of the invention with a separately shown cover part. 007/006237
- 12 -- 12 -
Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Ausführung aus Fig. 1 von der Seite.Fig. 2 shows a schematic plan view of the embodiment of Fig. 1 from the side.
Fig. 3 zeigt eine kühlmittelseitige Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel gemäß einer ersten Variante der Erfindung. Fig. 4 zeigt eine gasseitige Draufsicht auf die Ausführungsform aus Fig.Fig. 3 shows a coolant side plan view of a second embodiment according to a first variant of the invention. FIG. 4 shows a gas side view of the embodiment from FIG.
3 .3.
Fig. 5 zeigt eine räumliche schematische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels gemäß einer ersten Variante der Erfindung.5 shows a spatial schematic view of a third embodiment according to a first variant of the invention.
Fig. 6 zeigt das Ausführungsbeispiel, aus Fig. 5 unter Weglassung ei- nes obersten Plattenelements eines Deckels.FIG. 6 shows the exemplary embodiment from FIG. 5, omitting an uppermost plate element of a lid.
Fig. 7 zeigt das Ausführungsbeispiel aus Fig. 6 unter Weglassung eines mittleren Plattenelements des Deckels.Fig. 7 shows the embodiment of Fig. 6 omitting a central plate member of the lid.
Fig. 8 zeigt eine räumliche geöffnete Ansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 5 bis Fig. 7 von einer Gasseite. Fig. 9 zeigt das Ausführungsbeispiel aus Fig. 5 bis Fig. 8 in geöffneterFIG. 8 shows a spatially open view of the exemplary embodiment from FIGS. 5 to 7 from a gas side. FIG. 9 shows the exemplary embodiment from FIGS. 5 to 8 in an opened position
Ansicht von einer Kühlmittelseite.View from a coolant side.
Fig. 10 zeigt eine Schnittansicht der Vorrichtung aus Fig. 8 entlang der Linie A-A.Fig. 10 shows a sectional view of the device of Fig. 8 along the line A-A.
Fig. 11 zeigt eine schematische Draufsicht eines an einem Deckel an- geordneten Tauschermittels von der Seite.11 shows a schematic top view of an exchange means arranged on a cover from the side.
Fig. 12 zeigt eine schematische Schnittansicht durch ein weiteres Ausführungsbeispiel.Fig. 12 shows a schematic sectional view through a further embodiment.
Fig. 13 zeigt eine räumliche Ansicht eines Gehäuses des Ausführungsbeispiels aus Fig. 12. Fig. 14 zeigt eine Schnittansicht durch ein Gehäuse eines weiteren Ausführungsbeispiels.Fig. 13 is a perspective view of a housing of the embodiment of Fig. 12. Fig. 14 is a sectional view of a housing of another embodiment.
Fig. 15 zeigt eine gasseitige Draufsicht - ähnlich der in Fig. 1 , Fig. 4 o- der Fig. 8 für eine weitere Ausführungsform gemäß der zweiten Variante der Erfindung bei welcher der Kühler im U-Flow betrie- ben wird. Fig. 16 zeigt eine gasseitige Draufsicht wie in Fig. 15 für eine weitere Ausführungsform gemäß der zweiten Variante der Erfindung bei welcher der Kühler im I-Flow betrieben wird.15 shows a gas-side plan view - similar to that in FIGS. 1, 4 or 8 for a further embodiment according to the second variant of the invention, in which the cooler is operated in the U-flow. Fig. 16 shows a gas-side plan view as in Fig. 15 for a further embodiment according to the second variant of the invention in which the cooler is operated in I-flow.
Fig. 17 zeigt schematisch ein komplettes Ansaugmodul, dem im rechten Teil ein Abgaskühler und im unteren Bereich ein kühlmittelgekühlter Ladeluftkühler eingebaut ist und bei der gekühlte Wandbereiche gestrichelt dargestellt sind.Fig. 17 shows schematically a complete intake module, the right part of an exhaust gas cooler and in the lower part of a coolant-cooled intercooler is installed and are shown in dashed lines in the cooled wall areas.
In den nachfolgend beschriebenen Ausfϋhrungsbeispielen werden funktionell gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen benannt. Bei den in den Zeichnungen dargestellten Strömungspfeilen handelt es sich im Falle durchgezogener Pfeile um Strömungen des zu kühlenden Gases und im Falle unterbrochener Pfeile um Kühlmittelströmungen.In the exemplary embodiments described below, functionally identical parts are designated by the same reference numerals. In the case of solid arrows, the flow arrows shown in the drawings are flows of the gas to be cooled and, in the case of broken arrows, coolant flows.
Das erste Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 umfasst ein Gehäuse 1, das im Druckguss-Verfahren aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist. In Fig. 1 ist das Gehäuse 1 in geöffneter Form neben einem Deckelteil 2 dargestellt, wobei das Deckelteil 2 in einer schematisierten Schnittansicht zur Darstellung von in dem Deckelteil 2 angeordneten Kühlmittelkanälen gezeigt ist.The first embodiment according to FIG. 1 comprises a housing 1 which is produced by die casting from an aluminum alloy. In Fig. 1, the housing 1 is shown in an open form next to a cover part 2, wherein the cover part 2 is shown in a schematic sectional view for the representation of arranged in the cover part 2 coolant channels.
Das Gehäuse 1 umfasst eine Zuführung 3 und eine Abführung 4 für einen Gasstrom eines Verbrennungsmotors. Die Vorrichtung bzw. der Wärmetauscher gemäß Fig. 1 dient der Kühlung eines in Fig. 17 beispielhaft dargestellten rückgeführten Abgasstroms 60 zur Reduktion von Schadstoffen eines Verbrennungsmotors 50 eines Kraftfahrzeugs.The housing 1 comprises a feed 3 and a discharge 4 for a gas flow of an internal combustion engine. The device or the heat exchanger according to FIG. 1 serves to cool a recirculated exhaust gas stream 60 exemplified in FIG. 17 for the purpose of reducing pollutants of an internal combustion engine 50 of a motor vehicle.
Das Gehäuse 1 hat einen ersten, inneren Wandabschnitt 1a und einen äußeren, den ersten Wandabschnitt 1a beabstandet umlaufenden Wandabschnitt 1b. Die als Anschlussstutzen ausgebildeten Zu- und Abführungen 3, 4 sind an Durchbrechungen der äußeren Wand 1b angeordnet und münden in einen von der ersten, inneren Wandung an drei Seiten umschlossenen Raum 1a. In diesem Raum ist ein Tauschermittel 5 angeordnet, dass als separates Modul innerhalb der inneren Wandung 1a vorgesehen ist. Das Tauschermittel 5 ist ein Kühlkörper, der von einem flüssigen Kühlmittel mittels Anschlüssen 5a, 5b durchströmbar ist. Zwischen der Zu- und der Abführung 3, 4, die auf der gleichen Seite des Gehäuses 1 nebeneinander angeordnet sind, ist innerhalb der ersten Wandung 1a ein Eintrittsbereich 6 für den Gasstrom vorgesehen. Auf der hinsichtlich des Gasstroms anderen Seite des Kühlkörpers 5 ist zwischen der inneren Wandung 1a und dem Kühlkörper 5 ein Umlenkbereich 7 vorgesehen. In dem Eintrittsbereich 6 ist zudem an geeignet ausgebildeten Leitstrukturen 8 ein bewegliches Stellglied 9 in Form einer Stellklappe vorgesehen. Mittels dieser Stellklappe 9 kann der Abgasstrom einstellbar wahlweise entweder unmittelbar von der Zuführung 3 zu der Abführung 4 geleitet werden oder zum Durchlaufen des Kühlkörpers 5 geleitet werden. Somit ist durch das Stellglied 9 ein Bypass-Betrieb selektierbar, was je nach Betriebs- zustand des Verbrennungsmotors gewünscht sein kann.The housing 1 has a first, inner wall section 1a and an outer, the first wall section 1a spaced circumferential wall portion 1b. The inlets and outlets 3, 4 formed as connecting pieces are arranged at openings of the outer wall 1b and open into a space 1a enclosed by the first, inner wall on three sides. In This space is arranged a exchange means 5, which is provided as a separate module within the inner wall 1a. The exchange means 5 is a heat sink, which can be traversed by a liquid coolant by means of connections 5a, 5b. Between the inlet and the outlet 3, 4, which are arranged side by side on the same side of the housing 1, an inlet region 6 is provided for the gas flow within the first wall 1a. On the other side of the heat sink 5 with respect to the gas flow, a deflection region 7 is provided between the inner wall 1a and the heat sink 5. In addition, in the entry region 6, a movable actuator 9 in the form of an adjusting flap is provided on suitably designed guide structures 8. By means of this adjusting flap 9, the exhaust gas flow can be adjusted selectively either directly from the feed 3 to the discharge 4 or passed through the heat sink 5. Thus, a bypass operation can be selected by the actuator 9, which may be desired depending on the operating state of the internal combustion engine.
Zwischen dem inneren Wandabschnitt 1a und dem äußeren Wandabschnitt 1 b verbleibt ein schmaler Zwischenraum 1c zur Durchströmung mit Kühlmittel. Hierdurch wird insbesondere der innere Wandabschnitt 1a gekühlt, was vor allem im Eintrittsbereich 6 aufgrund der hohen Temperaturen des Abgasstroms erforderlich ist, da das Gehäuse 1 aus einer Aluminiumlegierung besteht.Between the inner wall portion 1 a and the outer wall portion 1 b remains a narrow gap 1 c for the flow of coolant. As a result, in particular the inner wall section 1a is cooled, which is required above all in the inlet region 6 due to the high temperatures of the exhaust gas flow, since the housing 1 consists of an aluminum alloy.
Das Gehäuse 1 ist zumindest mit dem inneren Wandabschnitt 1a und dem äußeren Wandabschnitt 1b als materialeinheitlich einstückiges Druckgussteil ausgeformt.The housing 1 is formed at least with the inner wall portion 1 a and the outer wall portion 1 b as integrally molded die-cast part.
Ein unterer Boden 10 des Gehäuses 1 kann ebenfalls einstϋckig mit denA lower bottom 10 of the housing 1 may also be einstückig with the
Wandabschnitten 1a, 1b in dem Druckgussverfahren ausgebildet sein. In der Draufsicht gemäß Fig. 1 wäre dann eine einseitige Entformung des Guss- stücks gegeben, wobei sowohl der gasführende Bereich als auch der kühlmittelführende Bereich durch die gleiche Gussformseite ausgebildet würden.Wall sections 1a, 1b may be formed in the die-casting process. In the plan view according to FIG. 1, a one-sided demolding of the casting Given that both the gas-conducting region and the coolant-carrying region would be formed by the same mold side.
In einer möglichen Abwandlung kann das Gehäuse 1 mit den Wandabschnit- ten 1a und 1b auch ein Abschnitt eines Strangpressprofils sein. In diesem Fall wäre das kühlmittelseitige Bodenteil 10 separat aufgesetzt, wobei es zweckmäßig ähnlich wie das nachfolgend beschriebene Deckelteil 2 Kanäle zur Durchleitung von Kühlmittel und somit zur Kühlung des Bodenteils 10 im Bereich des Kontakts mit dem Gasstrom aufweisen könnte. In jedem Fall sind jedoch der Wandabschnitt 1a, der den Gasstrom von dem Kühlmittelstrom trennt und der Wandabschnitt 1b, der den Kühlmittelstrom von der Umgebung trennt materialeinheitlich einstückig ausgebildet.In a possible modification, the housing 1 with the wall sections 1a and 1b can also be a section of an extruded profile. In this case, the coolant-side bottom part 10 would be placed separately, and it could expedient similar to the cover part described below 2 channels for the passage of coolant and thus for cooling the bottom part 10 in the region of contact with the gas stream. In any case, however, the wall portion 1 a, which separates the gas flow from the coolant flow and the wall portion 1 b, which separates the coolant flow from the environment material integrally formed.
Das Deckelteil 2, das eine obere Abdeckung des Gehäuses 1 bildet, ist aus insgesamt drei Plattenelementen 2a, 2b, 2c (siehe Fig. 2) zusammengesetzt, die aus Aluminium bestehen und flächig miteinander verlötet sind. Jedes derThe cover part 2, which forms an upper cover of the housing 1, is composed of a total of three plate elements 2 a, 2 b, 2 c (see FIG. 2), which are made of aluminum and are soldered to one another flatly. Each of the
Plattenelemente 2a, 2b, 2c weist geeignete Durchbrechungen auf, die einerPlate elements 2a, 2b, 2c has suitable openings, the one
Verteilung des flüssigen Kühlmittels dienen. Das obere Plattenelement 2a hat eine Durchbrechung zum Anschluss einer Zuführung 11 für das Kühlmittel. Das mittlere Plattenelement 2b, das in der Draufsicht in Fig. 1 gezeigt ist, hatServing distribution of the liquid coolant. The upper plate member 2a has an opening for connecting a supply 11 for the coolant. The middle plate member 2b shown in the plan view in FIG. 1 has
Kanäle 12, 13, 14 in denen das Kühlmittel in der Ebene des Deckelteils 2 strömt. Das untere Plattenelement 2c hat Durchbrechungen 15, mittels derer eine Verbindung der Kanäle 12, 13, 14 einerseits mit dem Tauschermittel 5 und andererseits mit den Kühlmittel führenden Räumen 1c des Gehäuses 1 zwischen den Wandungen 1 a, 1 b hergestellt werden.Channels 12, 13, 14 in which the coolant flows in the plane of the lid part 2. The lower plate member 2c has openings 15, by means of which a connection of the channels 12, 13, 14 on the one hand to the exchanger means 5 and on the other hand with the coolant leading rooms 1c of the housing 1 between the walls 1 a, 1 b are prepared.
Wie insbesondere die Schnittansicht gemäß Fig. 2 zeigt, strömt das gesamte Kühlmittel über die Zuführung 11 und die Durchbrechung in dem oberen Plattenelement 2a in den Kanal 12 des mittleren Plattenelements 2b sowie durch eine kongruente Durchbrechung des unteren Plattenelements 2c in das Tauschermittel 5. Nach Zirkulation in dem Tauschermittel 5 tritt das Kühlmittel durch eine weitere Durchbrechung des unteren Plattenelements 2c in den Kanal 13 des mittleren Plattenelements 2b ein, von dem es über die Kanäle 14 in einen Kühlmittel führenden Schacht 1d des Gehäuses 1 geleitet wird. Dieser Schacht 1d ist mit einem Stutzen 16 zur Abführung des Kühlmittels aus dem Gehäuse 1 verbunden. Der Schacht 1d befindet sich im Eintrittsbereich 6 des Gasstroms und wird an einer Seite von der äußeren Wand 1b in unmittelbarer Nachbarschaft der Zuführung 3 und Abführung 4 des Gasstroms abgeschlossen. Auf diese Weise wird dieser temperaturkritische Bereich der Wand 1 b gekühlt.As shown in particular in the sectional view of FIG. 2, the entire coolant flows through the feed 11 and the opening in the upper plate member 2a in the channel 12 of the central plate member 2b and by a congruent opening of the lower plate member 2c in the exchange means 5. After circulation in the exchange means 5, the coolant enters through a further opening of the lower plate member 2c in the channel 13 of the central plate member 2b, from which it is passed via the channels 14 in a coolant-carrying shaft 1d of the housing 1. This shaft 1 d is connected to a nozzle 16 for the discharge of the coolant from the housing 1. The shaft 1d is located in the inlet region 6 of the gas flow and is closed off on one side by the outer wall 1b in the immediate vicinity of the feed 3 and outlet 4 of the gas flow. In this way, this temperature-critical region of the wall 1 b is cooled.
Der Teilstrom des Kanals 12 des mittleren Plattenelements 2b wird durch eine Durchbrechung 15 des unteren Plattenelements 2c in einen den Großteil des Gehäuses 1 umlaufenden Zwischenraum 1c geleitet, so dass ein möglichst großer Teil des mit dem Gasstrom in Kontakt stehenden Wandab- Schnitts 1a durch das Kühlmittel gekühlt wird. Über geeignete Durchbrechungen im unteren Plattenelement 2c sowie die Kanäle 14 des mittleren Plattenelements 2b wird dieser Teilstrom ebenfalls dem Teil 1d zugeleitet, so dass das gesamte Kühlmittel das Gehäuse 1 über den Abführstutzen 16 verlässt.The partial flow of the channel 12 of the central plate element 2 b is passed through an opening 15 of the lower plate member 2 c in a gap 1 c circulating the greater part of the housing 1, so that the largest possible part of the contacting with the gas flow Wandab- section 1 a by the coolant is cooled. By means of suitable perforations in the lower plate element 2 c and the channels 14 of the middle plate element 2 b, this partial flow is also supplied to the part 1 d, so that the entire coolant leaves the housing 1 via the discharge connection 16.
Das Tauschermittel 5 stellt vorliegend ein mit dem Deckelteil 2 verbundenes, von dem Gehäuse 1 separates Modul dar. Eine beispielhafte Ausbildung des Tauschermittels 5 ist in Fig. 11 dargestellt. Das Tauschermittel 5 ist dabei als Stapel von Scheiben 5c aufgebaut, wie sie in ähnlicher Weise z. B. von Sta- pelscheiben-Ölkühlern bekannt sind. Der Stapel von Scheiben 5c bildet ins- gesamt einen Hohlraum 5d zur Durchströmung mit dem Kühlmittel, wobei plattenartige Ausformungen der Scheiben 5c Zwischenräume 5e ausbilden, die von dem Gasstrom unter möglichst großflächigem Kontakt durchströmt werden. Eine solche Stapelscheiben-Ausführung kann zweckmäßig aus geformten Blechteilen aus korrosionsresistentem Stahl bestehen. Grundsätzlich ist das Tauschermittel 5 auch aus Aluminium herstellbar. Grundsätzlich kann das Tauschermittel 5 auch materialeinheitlich einstückig mit dem Gehäuse 1 ausgebildet sein.In the present case, the exchange means 5 represents a module which is connected to the cover part 2 and is separate from the housing 1. An exemplary embodiment of the exchange means 5 is shown in FIG. 11. The exchange means 5 is constructed as a stack of discs 5c, as in a similar manner z. B. from stacked disc oil coolers are known. The stack of discs 5c forms a total of a cavity 5d to flow through the coolant, wherein plate-like formations of the discs 5c form spaces 5e, which are traversed by the gas flow with contact over the largest possible area. Such a stacked disk design may conveniently consist of molded sheet metal parts made of corrosion-resistant steel. In principle, the exchange means 5 can also be produced from aluminum. Basically the exchanger means 5 may also be integrally formed with the housing 1 in the same material.
Je nach Ausführung des Tauschermittels kann es zur Verbesserung der Tauscherleistung Rippen, Turbulenzeinlagen, eingeprägte Strukturen wie etwa Finnen aufweisen, die je nach Anforderung auf der Kühlmittelseite und/oder auf der Gasseite angeordnet sind.Depending on the design of the exchange means, it can have ribs, turbulence inserts, embossed structures, such as fins, which are arranged on the coolant side and / or on the gas side, as required, in order to improve the exchange performance.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 liegen im Prinzip die gleiche Funktion und weitgehend gleiche Strömungswege vor wie im ersten Ausführungsbeispiel. Als wesentlicher Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse gemäß Fig. 3 und Fig. 4 mit einem Druckguss- Verfahren mit zumindest zweiteiliger Gießform hergestellt, bei dem eine erste Entformungsseite des Gehäuses 1 der Führung des Kühlmittels zugeordnet ist und eine zweite Entformungsseite der Führung des Gasstroms zugeordnet ist. Die Entformungsseite des Kühlmittels ist in Fig. 3 dargestellt und die Entformungsseite des Gasstroms ist in Fig. 4 gezeigt. Sowohl auf der Kühlmittelseite als auch auf der Gasseite liegt auf dem Gehäuse 1 jeweils ein Deckelteil (nicht dargestellt) auf. Die Deckelteile können mittels Dichtungen und z. B. Verschraubungen oder auch mittels flächiger Verlötung dichtend festgelegt sein.In the second embodiment according to FIG. 3, the same function and largely identical flow paths are present in principle as in the first exemplary embodiment. As an essential difference from the first embodiment, the housing according to FIG. 3 and FIG. 4 is produced by a die-casting method with at least two-part mold, in which a first demoulding side of the housing 1 is assigned to the guide of the coolant and a second demolding side of the guide of the gas flow assigned. The Entungsungsseite of the coolant is shown in Fig. 3 and the Entformungsseite of the gas stream is shown in Fig. 4. Both on the coolant side and on the gas side is on the housing 1 each have a cover part (not shown). The cover parts can by means of seals and z. B. screwed or sealed by means of surface soldering.
Aufgrund der vom ersten Ausführungsbeispiel abweichenden Konstruktion umfasst das Gehäuse 1 des zweiten Ausführungsbeispiels einen material- einheitlich einstückigen Zwischenboden, der sich parallel zu der Strömungsrichtung des Gasstroms über den größten Teil des Gehäuses 1 erstreckt und dem Wandabschnitt 1a zugeordnet ist, da er einerseits an das Kühlmittel und andererseits an den Gasstrom grenzt. Dieser Zwischenboden 1a hat eine Durchbrechung 17, mittels der Kühlmittel von der kühlmittelführenden Ge- häuseseite (Fig. 3) zu dem modularen Tauschermittel 5 geführt wird. An die- ser Durchbrechung 17 ist eine Dichtung zur Abdichtung des Gasstroms gegen das Kühlmittel vorgesehen.Due to the different construction of the first embodiment, the housing 1 of the second embodiment comprises a material integral integral intermediate bottom which extends parallel to the flow direction of the gas flow over the largest part of the housing 1 and the wall portion 1 a, since he on the one hand to the coolant and on the other hand, adjacent to the gas flow. This intermediate bottom 1a has an opening 17, by means of which coolant is guided from the coolant-carrying housing side (FIG. 3) to the modular exchange means 5. To the- This opening 17 is provided with a seal for sealing the gas flow against the coolant.
Die Zuführung des Kühlmittels erfolgt über einen Zuführstutzen 18, der den gasseitigen Deckel, also den auf die Ansicht nach Fig. 4 aufgesetzten Deckel, durchgreift und in das Tauschermittel 5 mündet. Nach Durchströmung des Tauschermittels 5 tritt das Kühlmittel durch die Durchbrechung 17 in den kühlmittelseitigen Raum des Gehäuses 1 ein. Das der Seite gemäß Fig. 3 zugeordnete Deckelteil weist einen ausreichenden Abstand zu dem Zwi- schenboden 1a auf, so dass das Kühlmittel flächig über den gesamten Zwischenboden strömen kann. Ebenso durchströmt es den sich in Fig. 3 senkrecht erstreckenden Zwischenraum 1c zwischen den Wandabschnitten 1a und 1b, so dass auch die senkrecht stehenden Trennwände 1a zwischen Kühlmittel und Gasstrom gekühlt sind. Ähnlich dem ersten Ausführungsbei- spiel ist ein schachtartiger Hohlraum 1d vorgesehen, der in der Nähe der Zuführung und Abführung 3, 4 des Gasstroms an der Außenwand 1 b angeordnet ist. Von diesem Schacht 1d wird wie im ersten Ausführungsbeispiel das Kühlmittel durch einen Abführstutzen weggeführt.The supply of the coolant takes place via a feed pipe 18, which passes through the gas-side cover, that is, the lid placed on the view according to FIG. 4, and opens into the exchanger means 5. After flowing through the exchange means 5, the coolant enters through the opening 17 in the coolant-side space of the housing 1 a. The cover part assigned to the side according to FIG. 3 has a sufficient distance from the intermediate bottom 1a, so that the coolant can flow over the entire intermediate bottom in a planar manner. Likewise, it flows through the vertically extending in Fig. 3 space 1c between the wall sections 1a and 1b, so that the vertical partitions 1a between coolant and gas stream are cooled. Similar to the first exemplary embodiment, a shaft-like cavity 1d is provided, which is arranged in the vicinity of the feed and discharge 3, 4 of the gas flow on the outer wall 1b. As in the first exemplary embodiment, the coolant is led away from this shaft 1d by a discharge nozzle.
Das Gehäuse 1 des zweiten Ausführungsbeispiels kann in einer Abwandlung auch aus einem Blechformteil, insbesondere aus nichtrostendem Stahl, bestehen. Das Blech kann zum Beispiel durch einfaches Tiefziehen verformt werden. Die Verhältnisse der Tiefen der Strukturen zu Höhe und Breite des Gehäuses können zur Ermöglichung des Tiefziehens entsprechend ange- passt werden.The housing 1 of the second embodiment may also consist of a sheet metal part, in particular of stainless steel in a modification. The sheet can be deformed for example by simple deep drawing. The ratios of the depths of the structures to the height and width of the housing can be adjusted accordingly to enable deep drawing.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigen Fig. 5 bis Fig. 10. Dies hat mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und Fig. 4 gemeinsam, dass das Gehäuse 1 in einem Gussverfahren mit einer gasseitigen Entformungsseite (siehe An- sieht nach Fig. 8) und einer kühlmittelseitigen Entformungsseite (siehe Ansicht nach Fig. 9) hergestellt wird. Sowohl gasseitig als auch kühlmittelseitig ist ein Deckel auf dem Gehäuse 1 angeordnet. Der gasseitige Deckel 2 besteht wie im ersten Ausführungsbeispiel aus drei Plattenelementen 2a, 2b, 2c. Das obere Plattenelement 2a weist einen Zuführstutzen 18 für das Kühlmittel auf. Der Zuführstutzen 18 führt in das modulartig ausgebildete Tau- schermittel 5, das an dem Deckelteil 2 festgelegt ist.A further exemplary embodiment is shown in FIGS. 5 to 10. This has in common with the exemplary embodiment according to FIGS. 3 and 4 that the housing 1 is produced in a casting process with a gas-side demoulding side (see FIG. 8) and a Coolant side demolding page (see view of FIG. 9) is produced. Both gas side and coolant side a lid is arranged on the housing 1. The gas-side cover 2 consists, as in the first embodiment, of three plate elements 2a, 2b, 2c. The upper plate member 2a has a supply port 18 for the coolant. The feed pipe 18 leads into the modularly formed Tau- shear means 5, which is fixed to the cover part 2.
Ein Austritt des Kühlmittels aus dem Tauschermittel 5 führt über Durchbrechungen 20 des untersten Plattenelements 2c des Deckels 2 in kanalartige Durchbrechungen 19 des mittleren Plattenelements 2b. Durch die Durch- Strömung der Kanäle 19 (in Fig. 6 ist lediglich beispielhaft ein kurzer Kanal dargestellt) wird das Deckelteil 2 gekühlt. Über Durchbrechungen 20 in dem unteren Plattenelement 2c wird der Kühl mitte Istrom dann in das Gehäuse 1 weitergeführt, wo er zur Kühlung der Wandabschnitte 1a, 1 b zwischen diesen angeordnete Hohlräume 1c durchströmt.An outlet of the coolant from the exchanger means 5 leads through openings 20 of the bottom plate member 2 c of the lid 2 in channel-like openings 19 of the central plate member 2 b. Due to the flow through the channels 19 (only a short channel is shown by way of example in FIG. 6), the cover part 2 is cooled. About openings 20 in the lower plate member 2 c, the cooling center Istrom is then continued into the housing 1, where it flows through to cool the wall sections 1 a, 1 b between these cavities 1 c.
Als weiterführende Ausgestaltung ist in dem Gehäuse 1 des Ausführungsbeispiels nach Fig. 5 bis Fig. 10 mittels geeigneter Durchbrechungen ein Ventilglied 21 zur Steuerung des Gasstroms angeordnet. Das Ventilglied 21 um- fasst einen Ventilschieber 22 und eine gasdicht durch die Wand 1 b geführte Schieberstange 23, die mit einem in Fig. 15 beispielhaft dargestellten Antrieb M verbunden ist.As a further embodiment, a valve member 21 for controlling the gas flow is arranged in the housing 1 of the embodiment of FIG. 5 to FIG. 10 by means of suitable openings. The valve member 21 comprises a valve spool 22 and a slide rod 23 which is guided in a gastight manner through the wall 1b and which is connected to a drive M exemplified in FIG.
Das Ventilglied 21 kann mittels Stahl-, Keramik- oder sonstigen Einsätzen in dem Aluminiumgehäuse aufgenommen sein.The valve member 21 may be received by means of steel, ceramic or other inserts in the aluminum housing.
Der Ventilschieber ist in der schematischen Darstellung ein länglicher Zylinder, der in einer Mittelstellung zwei Durchbrechungen zweier Wandabschnitte 24, 25 durchgreift. In dieser Mittelstellung (siehe Fig. 8) wird der Durchtritt für den Gasstrom völlig versperrt, der entweder einen Weg durch die Wandung 24 und nachfolgend durch das Tauschermittel 5 oder durch die Wandung 25 und unmittelbar zum Gasaustritt 4 nehmen kann. Je nach Bewegung des Schiebers 22 aus seiner Mittellage in die eine oder andere Richtung kann sowohl Größe als auch Verlaufsweg des Gasstroms eingestellt werden. Bei dem unmittelbaren Weg vom Eintritt 3 zum Austritt 4 durch die Wand 25 handelt es sich um einen Bypass-Betrieb, bei dem der Gasstrom keine nen- nenswerte Kühlung erfährt.The valve spool is in the schematic representation of an elongated cylinder, which passes through in a middle position two openings of two wall sections 24, 25. In this middle position (see Fig. 8), the passage for the gas flow is completely blocked, which can either take a path through the wall 24 and subsequently through the exchanger means 5 or through the wall 25 and directly to the gas outlet 4. Depending on the movement of the Slider 22 from its central position in one direction or the other, both size and course of the gas flow can be adjusted. The direct route from the inlet 3 to the outlet 4 through the wall 25 is a bypass operation in which the gas flow does not undergo any appreciable cooling.
Ein weiteres vorteilhaftes Detail der Ausführung nach Fig. 5 bis Fig. 10 ergibt sich aus der Schnittansicht nach Fig. 10. Ein Trennsteg 26 zwischen hinlaufendem und rücklaufendem Gasstrom weist entsprechend der Konstruktion des Gehäuses 1 kühlmittelseitig einen Hohlraum auf. An einem kühlmittelsei- tigen Deckel 27 sind Umlenkstege 27a ausgeformt, die in diesen Hohlraum hineinragen. Hierdurch erfährt das Kühlmittel gemäß Fig. 10 in dem Hohlraum 26 eine mehrfache Umlenkung, so dass der gasseitige Trennsteg 26 besonders gut gekühlt ist.A further advantageous detail of the embodiment according to FIGS. 5 to 10 results from the sectional view according to FIG. 10. A separating web 26 between the incoming and returning gas flow has a cavity on the coolant side corresponding to the construction of the housing 1. On a coolant-side cover 27 deflection webs 27a are formed, which protrude into this cavity. As a result, the coolant according to FIG. 10 experiences a multiple deflection in the cavity 26, so that the gas-side separating web 26 is cooled particularly well.
Da das kühlmittelseitige Deckelteil 27 keinen unmittelbaren Kontakt mit dem zu kühlenden Gas hat, kann es auch im Fall heißer Gase grundsätzlich aus Kunststoff bestehen. Es kann sich aber auch um ein Aluminium-Deckelteil handeln, das auf zuvor beschriebene Weise über Dichtungen mechanisch festgelegt oder verklebt oder flächig verlötet ist.Since the coolant-side cover member 27 has no direct contact with the gas to be cooled, it may in principle be made of plastic even in the case of hot gases. However, it may also be an aluminum cover part, which is mechanically fixed or glued over seals in the previously described manner or surface-soldered.
Die Strömungswege des Kühlmittels können in den Ausführungen nach Fig. 1 bis Fig. 10 je nach Anordnung der zuführenden, abführenden und verteilenden Kanäle unterschiedlich sein. Es kann zunächst das Tauschermittel und nachfolgend das Gehäuse durchströmen oder umgekehrt. Alternativ oder ergänzend kann ein Strömungsabzweig vorgesehen sein, mittels dessen ein Teilstrom das Tauschermittel und ein anderer Teilstrom die Kanäle zur Gehäuse- und Deckelkühlung durchströmt.The flow paths of the coolant may be different in the embodiments according to FIGS. 1 to 10, depending on the arrangement of the feeding, discharging and distributing channels. It can first flow through the exchanger means and subsequently the housing or vice versa. Alternatively or additionally, a flow branch can be provided, by means of which a partial flow flows through the exchanger means and another partial flow through the channels for housing and lid cooling.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 12 dargestellt. Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 bis Fig. 10 handelt es sich hierbei nicht um einen U-Flow-Wärmetauscher, sondern um einen I- Flow- Wärmetauscher, bei dem der Gasstrom den Wärmetauscher in Längsrichtung durchströmt und der Zuführstutzen 3 bezüglich des Gehäuses 1 auf der gegenüberliegenden Seite des Abführstutzens 4 angeordnet ist.Another embodiment of the invention is shown in FIG. In contrast to the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 10, it is This is not a U-flow heat exchanger, but an I-flow heat exchanger in which the gas flow through the heat exchanger in the longitudinal direction and the feed pipe 3 is arranged with respect to the housing 1 on the opposite side of the discharge nozzle 4.
Das Gehäuse 1 des Wärmetauschers nach Fig. 12 und Fig. 13 ist als materialeinheitlich einstückiges Strangpressprofil aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet. Das Strangpressprofil 1 umfasst eine zentrale durchgängige Kammer 28 zur Führung des Gasstroms, die von einem Wandabschnitt 1a im Wesentlichen kreisförmig umschlossen ist. Von dem ersten Wandabschnitt 1a reichen Rippenelemente 29 in die Kammer 28 hinein, um die Wandungsoberfläche zur Verbesserung des Wärmeaustauschs zu vergrößern. Der erste Wandabschnitt 1a ist konzentrisch von einem zweiten Wandabschnitt 1 b umgeben, der eine Außenwand des Gehäuses 1 bildet. Eine Anzahl von Verbindungsstegen 30 verbinden den ersten Wandabschnitt 1a mit dem zweiten Wandabschnitt 1b. Zwischen dem ersten Wandabschnitt 1a und dem zweiten Wandabschnitt 1 b sind eine Mehrzahl von Durchtrittskanälen 31 zur Durchführung des Kühlmittels angeordnet. Der Wandabschnitt 1 b trennt somit das Kühlmittel von der Umgebung und der Wandabschnitt 1a, der mit dem Wandabschnitt 1 b einstückig materialeinheitlich ausgebildet ist, trennt den Gasstrom von dem Kühlmittel. Jeweils endseitig des Gehäuses 1 sind gemäß Fig. 12 ein eintrittsseitiger Anschlussbereich 32 und ein austrittsseiti- ger Anschlussbereich 33 angeordnet.The housing 1 of the heat exchanger according to FIG. 12 and FIG. 13 is designed as an extruded profile of an aluminum alloy which is of integral material. The extruded profile 1 comprises a central continuous chamber 28 for guiding the gas flow, which is enclosed by a wall portion 1 a substantially circular. From the first wall portion 1a, rib members 29 extend into the chamber 28 to enlarge the wall surface to improve heat exchange. The first wall section 1 a is surrounded concentrically by a second wall section 1 b, which forms an outer wall of the housing 1. A number of connecting webs 30 connect the first wall section 1a to the second wall section 1b. Between the first wall portion 1 a and the second wall portion 1 b, a plurality of passage channels 31 are arranged for the passage of the coolant. The wall portion 1 b thus separates the coolant from the environment and the wall portion 1 a, which is formed integrally with the wall portion 1 b of the same material, separates the gas flow from the coolant. According to FIG. 12, an inlet-side connection region 32 and an outlet-side connection region 33 are arranged at each end of the housing 1.
Die Anschlußbereiche 32, 33 sind mit dem Gehäuse 1 verklebt oder unter ausschließlich lokaler Erhitzung verlötet. Auch eine Verschraubung in Verbindung mit Dichtmitteln ist möglich. Wichtig ist, dass das Strangpressprofil 1 während der Montage nicht mehr vollständig erhitzt wird, da Untersuchungen ergeben haben, das stranggepresstes Aluminium eine besonders gute Kor- rosionsbeständigkeit gegen heiße Abgase aufweist. Dieser überraschende Effekt könnte durch die bei den Temperatur- und Druckverhältnissen des EP2007/006237The terminal areas 32, 33 are glued to the housing 1 or soldered under exclusive local heating. A screw connection in conjunction with sealants is possible. It is important that the extruded profile 1 is no longer completely heated during assembly, since investigations have shown that extruded aluminum has a particularly good corrosion resistance to hot exhaust gases. This surprising effect could by the temperature and pressure conditions of the EP2007 / 006237
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Strangpressens entstehende Kristallstruktur des Materials erklärbar sein. Wichtig für eine gute Funktion hinsichtlich der Korrosionsresistenz des Aluminiums des Gehäuses 1 ist, dass keine übermäßige Erhitzung im Zuge der Herstellung der gesamten Vorrichtung mehr vorgenommen wird.Extrusions emerging crystal structure of the material can be explained. Important for a good function with respect to the corrosion resistance of the aluminum of the housing 1 is that no excessive heating is made in the course of the production of the entire device more.
Ein weiterer Vorteil der Ausführung nach Fig. 12 und Fig. 13 ergibt sich dadurch, dass das rohrartige längliche Gehäuse 1 zur Anpassung an den zur Verfügung stehenden Bauraum gebogen werden kann.A further advantage of the embodiment according to FIGS. 12 and 13 results from the fact that the tubular elongate housing 1 can be bent to adapt to the available installation space.
Eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels aus Fig. 12 und Fig. 13 ist in Fig. 14 dargestellt. Gezeigt ist ein Querschnitt durch ein abgewandeltes Gehäuse 1. Das abgewandelte Gehäuse ist in der Querschnittsform nicht rund, sondern im Wesentlichen rechteckig. Zwischen einem äußeren Wandabschnitt 1b und einem inneren Wandabschnitt 1a sind Kühlmittelkanäle 31 ausgebil- det. Der erste Wandabschnitt 1a umfängt einen Gaskanal 28, der zum Zweck der besseren Kühlung mit stegartig von der Wandung 1a vorspringenden Rippenelementen 29 versehen ist. Benachbart des Gaskanals 28 ist ein zur Gasführung ausgebildeter Bypass-Kanal 34 in dem Strang pressprofi I vorgesehen. Im vorliegenden Beispiel hat der Bypass-Kanal 34 eine Innenverklei- düng aus einem Edelstahlblech 35 zur besseren thermischen Isolierung, da bei Durchströmung des Bypass-Kanals eine möglichst geringe Kühlung des Abgases gewünscht ist.A modification of the embodiment of FIGS. 12 and 13 is shown in FIG. 14. Shown is a cross section through a modified housing 1. The modified housing is not round in cross-sectional shape, but substantially rectangular. Between an outer wall portion 1 b and an inner wall portion 1 a coolant channels 31 are formed. The first wall section 1a surrounds a gas channel 28, which is provided with fin elements 29 projecting from the wall 1a for the purpose of better cooling. Adjacent to the gas channel 28, a gas channel formed by the bypass channel 34 in the extrusion pressprofi I is provided. In the present example, the bypass channel 34 has a Innenverklei- düng of a stainless steel sheet 35 for better thermal insulation, since the flow of the bypass channel as low as possible cooling of the exhaust gas is desired.
Fig. 15 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Kühlung eines Gasstroms 60 eines Verbrennungsmotors 50 gemäß einer zweiten Variante der Erfindung in schematischer Form, wie sie beispielsweise - in ange- passter Ausführung - ähnlich wie in Fig. 17 gezeigt, im Rahmen eines Ansaugmoduls 40 für einen Verbrennungsmotor 50 realisiert werden kann.15 shows a further embodiment of a device for cooling a gas stream 60 of an internal combustion engine 50 according to a second variant of the invention in a schematic form, as for example - in adapted version - similar to that shown in Fig. 17, in the context of a suction module 40th for an internal combustion engine 50 can be realized.
Grundsätzlich entspricht die Funktionsweise des in Fig. 15 gezeigten Moduls der eines Moduls wie es in Fig. 1 , Fig. 4 oder Fig. 8 gezeigt ist. Insbesondere wird, ähnlich wie bei dem in Fig. 4 gezeigten Modul auch bei dem in Fig. 15 gezeigten Modul das als Kühler ausgebildete Tauschermittel 5 in einer U- Flow-Anordnung betrieben.Basically, the operation of the module shown in FIG. 15 corresponds to that of a module as shown in FIG. 1, FIG. 4 or FIG. Especially 4, similar to the module shown in FIG. 4, also in the module shown in FIG. 15, the exchanger means 5 designed as a cooler is operated in a U-flow arrangement.
Sowohl Fig. 15 als auch Fig. 16 zeigen dazu nur eine gasseitige Entfor- mungsseite des Gehäuses 1, ähnlich wie dies in Fig. 1 , Fig. 4 und Fig. 8 der Fall ist. Fig. 16 zeigt bei ansonsten gleicher Funktionsweise die Anordnung eines als Kühler ausgebildeten Tauschermittels 5 in dem Modul in einer I- Flow-Anordnung. Darüber hinaus ist ein Bypass 34 realisiert, welcher durch eine in Fig. 16 optional vorgesehene Trennwand 1e' vom Tauschermittel 5 abgeschirmt werden kann. Ansonsten sind in Fig. 15 bis Fig. 17 Teile mit gleicher Funktion mit gleichen Bezugszeichen versehen und wie bereits bei den zuvor erläuterten Ausführungsbeispielen Kühlmittelströme mit punktierten Pfeilen und Gasströme mit durchgezogenen Pfeilen symbolisiert.Both FIG. 15 and FIG. 16 show only a gas-side demolding side of the housing 1, in a similar manner as is the case in FIGS. 1, 4 and 8. FIG. 16 shows, with otherwise identical mode of operation, the arrangement of an exchanger means 5 embodied as a cooler in the module in an I-flow arrangement. In addition, a bypass 34 is realized, which can be shielded by the exchange means 5 by a partition wall 1e 'optionally provided in FIG. 16. Otherwise, parts with the same function are provided with the same reference numerals in FIGS. 15 to 17 and symbolizes coolant flows with dotted arrows and gas flows with solid arrows, as already explained in the embodiments explained above.
Insbesondere erfolgt zwischen der Öffnung 17 und dem Kanal 1d die Kühlmittelübergabe an das Gehäuse über den Deckel. Die Kühlmittelübergabe für den innenliegenden Bereich 1b' von innen nach außen erfolgt auf der Kühlmittelseite, welche bei der in Fig. 15 und Fig. 16 gezeigten Ausführungsform auf der Unterseite des Gehäuses angeordnet ist.In particular, the coolant is transferred to the housing via the cover between the opening 17 and the channel 1d. The coolant transfer for the inner region 1b 'from the inside to the outside takes place on the coolant side, which is arranged on the underside of the housing in the embodiment shown in FIGS. 15 and 16.
Die zuvor erläuterten Ausführungsbeispiele gemäß der erste Variante der Erfindung sehen vor, dass der erste Wandabschnitt 1a und insbesondere auch der zweite Wandabschnitt 1 b des Gehäuses 1 bzw. eines Gehäuseteils als ein gekühlter Wandabschnitt ausgelegt ist. Im Unterschied dazu sehen die im Rahmen der Fig. 15 und Fig. 16 erläuterten Ausführungsbeispiele gemäß der zweiten Variante der Erfindung vor, dass nur ein Teil der außenliegenden Gehäusewandung durch Kühlmittel gekühlt wird und praktisch nur diejenigen Wandbereiche, die auch mit vergleichsweise heißem Abgas in Kontakt treten, gekühlt werden. Demgemäß bildet der zweite Wandabschnitt 1b bei den in Fig. 15 und Fig. 16 gezeigten Ausführungsbeispielen nur in ei- nem ersten Teilbereich, nämlich in dem gestrichelt dargestellten Teilbereich, bis auf Bereiche der Zuführung 3 und Abführung 4 des zu kühlenden Gases 60, eine Gehäuseaußenwand eines Gehäuseteils und/oder eines Gehäuses 1. Der gestrichelt dargestellte Teilbereich der Fig. 15 und der Fig. 16 ist im wesentlichen beschränkt auf diejenigen Bereiche des Gehäuseteils und/oder des Gehäuses 1 , welche in Kontakt mit dem vergleichsweise heißen und un- gekühlten Gas sind. Vorliegend ist dies im Eingangsbereich auf der in Fig. 15 und Fig. 16 gezeigten rechten Seite und/oder im Bypassbereich auf der in Fig. 15 und Fig. 16 gezeigten linken Seite des Gehäuseteils und/oder des Gehäuses 1 der Fall. Dazu ist darüber hinaus ein Abschnitt 1b' des zweiten Wandabschnitts 1b gehäuseinnenliegend angeordnet.The previously explained embodiments according to the first variant of the invention provide that the first wall section 1a and in particular also the second wall section 1b of the housing 1 or of a housing part is designed as a cooled wall section. In contrast thereto, the exemplary embodiments explained in connection with FIGS. 15 and 16 according to the second variant of the invention provide that only a part of the outer housing wall is cooled by coolant and practically only those wall areas which also come into contact with comparatively hot exhaust gas kick, be cooled. Accordingly, in the exemplary embodiments shown in FIGS. 15 and 16, the second wall section 1 b forms only in one embodiment. In the first sub-area, namely in the partial area shown in dashed lines, except for areas of the feed 3 and 4 discharge of the gas to be cooled 60, a housing outer wall of a housing part and / or a housing 1. The portion shown in dashed lines in FIG. 15 and FIG is substantially limited to those areas of the housing part and / or the housing 1, which are in contact with the comparatively hot and uncooled gas. In the present case, this is the case in the entry area on the right-hand side shown in FIGS. 15 and 16 and / or in the bypass area on the left-hand side of the housing part 1 and / or the housing 1 shown in FIGS. 15 and 16. For this purpose, moreover, a section 1b 'of the second wall section 1b is arranged inside the housing.
Sowohl bei dem in U-Flow-Bauweise realisierten Modul der Fig. 15 als auch bei dem in I-Flow-Bauweise realisierten Modul der Fig. 16 ist gemäß der zweiten Variante der Erfindung das Gehäuse - bzw. der vorliegend gezeigte gasseitige Gehäuseabschnitt - mit einem dritten ungekühlten Wandabschnitt 1e versehen, welcher in einem weiteren, zweiten, ungestrichelt dargestellten Teilbereich eine Gehäuseaußenwand des vorliegend gezeigten gasseitigen Gehäuseteils bzw. des Gehäuses 1 bildet. Der zweite Teilbereich ist, wie aus Fig. 15 und Fig. 16 ersichtlich, beschränkt auf diejenigen Bereiche des Gehäuseteils, welche in Kontakt mit vergleichsweise kühlerem Gas bzw. gekühltem und/oder teilgekühltem Gas sind - wie beispielsweise der Umlenkbereich 7 oder Bereiche welche benachbart zum Tauschermittel 5 liegen. Dagegen ist ein angrenzend zum Bypass angeordneter Bereich, wie er in Fig. 16 ge- zeigt ist, als ein zu kühlender Bereich mit einem zweiten Wandabschnitt 1b versehen. Der zweite Wandabschnitt 1b und der dritte Wandabschnitt 1e bilden zusammen praktisch vollständig eine Gehäuseaußenwand des vorliegend gezeigten gasseitigen Gehäuseteils - bzw. bei zu Fig. 1 analoger Ausführung, des Gehäuses 1. Die in Fig. 16 gezeigte optionale Trennwand ist somit als ein gehäuseinnenliegender Abschnitt 1e' des dritten Wandabschnitts 1e ausgeführt. Es hat sich gezeigt, dass bei den in Fig. 15 und Fig. 16 gezeigten Ausführungsformen gemäß der zweiten Variante der Erfindung, ohne weitere Gewichtszunahme, die gekühlten Wandbereiche - also die gestrichelt ausge- führten Wandabschnitte 1b - mit einer deutlich erhöhten Wandstärke ausgeführt werden können als die ungekühlten Wandbereiche - nämlich die Bereiche des dritten Wandabschnitts 1e. Darüber hinaus erlaubt die weitere Ausführung von hier nicht gezeigten Ausführungsformen die Auslegung eines gekühlten Wandabschnitts 1b im Unterschied zu einem ungekühlten Wand- abschnitt 1e in einer nach Anwendung besonders zweckmäßigen Art und Weise.Both in the realized in U-flow design module of FIG. 15 and in the realized in I-flow design module of FIG. 16 is according to the second variant of the invention, the housing - or the presently shown gas-side housing section - with a third uncooled wall portion 1e provided, which forms a housing outer wall of the presently shown gas-side housing part or of the housing 1 in a further, second, unmarked portion shown. As can be seen in FIGS. 15 and 16, the second subregion is restricted to those regions of the housing part which are in contact with comparatively cooler gas or cooled and / or partially cooled gas - for example the deflection region 7 or regions which are adjacent to Exchange means 5 are. On the other hand, an area adjacent to the bypass, as shown in Fig. 16, is provided with a second wall portion 1b as a portion to be cooled. The second wall section 1b and the third wall section 1e together form virtually completely a housing outer wall of the gas side housing part shown here - or in the case of analogy to FIG. 1, the housing 1. The optional partition wall shown in FIG. 16 is thus a housing-internal section 1e 'of the third wall portion 1e executed. It has been shown that in the embodiments shown in FIGS. 15 and 16 according to the second variant of the invention, without any further increase in weight, the cooled wall regions-that is to say the dashed wall sections 1 b-can be designed with a significantly increased wall thickness as the uncooled wall areas - namely the areas of the third wall portion 1e. In addition, the further embodiment of embodiments, not shown here allows the design of a cooled wall portion 1 b, in contrast to an uncooled wall portion 1 e in a particularly suitable manner for use.
Fig. 17 zeigt eine beispielhafte Möglichkeit, wie ein in I-Flow-Bauweise realisiertes Modul - beispielsweise ein Modul der Fig. 16 - in ein Ansaugmodul 40 integriert werden kann. Dazu wird ein vom Motor rückgeführter Abgasstrom 60 über eine Gaszuführung 3 dem Modul zugeleitet und dort weitergeführt, wie bei den zuvor erläuterten Ausführungsformen der ersten und zweiten Variante beschrieben. Vorliegend sind wiederum die zur Kühlung doppel- oder dickwandig ausgelegten Wandabschnitte 1b gestrichelt ausgeführt. Im Rah- men der in Fig. 17 gezeigten Ausführungsform sind dies praktisch alle ge- häuseaußenseitig liegenden Wandabschnitte. Dennoch ist dem Konzept der zweiten Variante der Erfindung folgend ein in Fig. 16 als dritter Wandabschnitt gezeigter Abschnitt 1e - in Fig. 17 bezeichnet als Wandabschnitt 1eb - dünnwandiger ausgeführt als der zweite Wandabschnitt 1b. Dies macht deutlich, dass im Rahmen einer zwischen der ersten Variante und der zweiten Variante der Erfindung vermittelnden Lehre ein Wandabschnitt 1eb für eine vergleichsweise weniger aufwändige Kühlung ausgelegt werden kann im Vergleich zu einem zweiten Wandabschnitt 1b. Bei einem Wandabschnitt 1eb handelt es sich dennoch um einen im Vergleich zum nichtgekühlten drit- ten Wandabschnitt 1 e gekühlten Wandabschnitt. Bei dem in Fig. 17 gezeigten Ansaugmodul 40 ist darüber hinaus im unteren Bereich ein kühlmittelgekühlter Ladeluftkühler 51 angeordnet, welchem über eine Drosselklappe 52 Ladeluft zugeführt werden kann und dem über eine Zuführung 58 bzw. eine Abführung 56 Kühlmittel zu- und abgeführt werden kann.FIG. 17 shows an exemplary possibility of how a module realized in I-flow design-for example a module of FIG. 16 -can be integrated into an intake module 40. For this purpose, an exhaust gas flow recirculated from the engine 60 is fed to the module via a gas feed 3 and continued there, as described in the previously described embodiments of the first and second variants. In the present case, in turn, the double-walled or thick-walled wall sections 1b are designed with dashed lines. In the context of the embodiment shown in FIG. 17, these are practically all wall sections lying on the outside of the housing. Nevertheless, according to the concept of the second variant of the invention, a section 1e shown in FIG. 16 as a third wall section-referred to as wall section 1b in FIG. 17-has a thinner wall than the second wall section 1b. This makes it clear that, as part of a teaching mediating between the first variant and the second variant of the invention, a wall section 1eb can be designed for comparatively less complex cooling in comparison to a second wall section 1b. Nevertheless, a wall section 1eb is a wall section cooled in comparison to the non-cooled third wall section 1e. In the intake module 40 shown in FIG. 17, moreover, a coolant-cooled charge air cooler 51 is arranged in the lower region, which can be supplied with charge air via a throttle flap 52 and coolant can be supplied and removed via a supply 58 or an exhaust 56.
Ähnlich wie in Fig. 8 ist auch bei den in Fig. 15 und Fig. 16 gezeigten Ausführungsformen ein zylindrischer Schieber 22 realisiert, der über eine Schieberstange 23 und einen Antrieb M aktivierbar ist, so dass das Gas entweder ü- ber einen Bypass-Pfad 1 oder einen Kühlpfad 2 geleitet wird.Similarly as in FIG. 8, in the embodiments shown in FIGS. 15 and 16, a cylindrical slide 22 is realized, which can be activated via a slide rod 23 and a drive M, so that the gas either via a bypass path 1 or a cooling path 2 is passed.
Es versteht sich, dass die einzelnen Merkmale der verschiedenen beschriebenen Ausführungsbeispiele je nach Anforderungen sinnvoll miteinander kombiniert werden können. It is understood that the individual features of the various described embodiments can be usefully combined depending on the requirements.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Vorrichtung zur Kühlung eines Gasstroms (60) eines Verbrennungsmotors (50), umfassend ein Gehäuse (1 ) mit einem ersten Wandabschnitt (1a) und einem zweiten Wandabschnitt (1 b); eine Zuführung (3) und eine Abführung (4) für ein zu kühlendes Gas, insbesondere Abgas und/oder Ladeluft des Verbrennungsmotors; eine Zuführung (18) und eine Abführung (16) für ein insbesondere flüssiges Kühlmittel; ein Tauschermittel (5) zur Wärmeübertragung zwischen dem Gas und dem Kühlmittel; wobei der erste Wandabschnitt (1a) zwischen dem Kühlmittel und demA device for cooling a gas flow (60) of an internal combustion engine (50), comprising a housing (1) having a first wall portion (1 a) and a second wall portion (1 b); a feed (3) and a discharge (4) for a gas to be cooled, in particular exhaust gas and / or charge air of the internal combustion engine; a supply (18) and a discharge (16) for a particular liquid coolant; an exchanger means (5) for transferring heat between the gas and the refrigerant; wherein the first wall portion (1a) between the coolant and the
Gasstrom angeordnet ist und der zweite Wandabschnitt (1b) zwischen dem Kühlmittel und einer Umgebung, insbesondere der Atmosphäre, angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wandabschnitt (1a) und der zweite Wandabschnitt (1 b) materialeinheitlich einstückig ausgebildet sind.Gas flow is arranged and the second wall portion (1 b) between the coolant and an environment, in particular the atmosphere, is arranged; characterized in that the first wall portion (1a) and the second wall portion (1 b) are integrally formed of the same material.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Wandabschnitt (1a, 1b) des Gehäuses (1) aus einem Leichtmetall, insbesondere auf Basis von Aluminium, bestehen.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the first and the second wall portion (1a, 1b) of the housing (1) made of a light metal, in particular based on aluminum exist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein den ersten und den zweiten Wandabschnitt (1 a, 1b) umfassender Gehäuseteil (1) als Gussteil, insbesondere Druckgussteil, ausgebildet ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that one of the first and the second wall portion (1 a, 1 b) more comprehensive Housing part (1) as a casting, in particular die-cast part, is formed.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ge- häuseteil (1) eine erste Entformungsseite und eine zweite Entfor- mungsseite aufweist, wobei die erste Entformungsseite zur Führung des Kühlmittels und die zweite Entformungsseite zur Führung des Gases ausgebildet ist.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the housing part (1) has a first demolding side and a second demoulding side, wherein the first demolding side is designed to guide the coolant and the second demoulding side to guide the gas.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein den ersten und den zweiten Wandabschnitt (1a, 1b) umfassender Gehäuseteil (1) als Strangpressprofil ausgebildet ist.5. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a the first and the second wall portion (1a, 1b) comprising housing part (1) is designed as an extruded profile.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Wandabschnitt (1 a, 1 b) des Gehäuses (1) aus einem6. The device according to claim 1, characterized in that the first and the second wall portion (1 a, 1 b) of the housing (1) consists of a
Blechformteil, insbesondere aus einem nichtrostenden Stahl, ausgebildet sind.Sheet metal part, in particular of a stainless steel are formed.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechformteil ein Tiefziehteil ist.7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the sheet metal part is a deep-drawn part.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) zumindest ein nicht einstückig mit den Wandabschnitten ausgebildetes Deckelteil (2, 10) umfasst.8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (1) comprises at least one non-integrally formed with the wall sections lid part (2, 10).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Deckelteil (2, 10) Dichtmittel zur Abdichtung des Kühlmittels und/oder des Gases vorgesehen sind.9. Apparatus according to claim 8, characterized in that on the cover part (2, 10) sealing means are provided for sealing the coolant and / or the gas.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelteil (2, 10) mit dem weiteren Gehäuse (1) dichtend verlötet ist. 10. The device according to claim 8, characterized in that the cover part (2, 10) with the further housing (1) is sealingly soldered.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines von beiden, die Zuführung (18) oder die Abführung (16) des Kühlmittels, an dem Deckelteil (2, 10) ange- ordnet ist.11. Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that at least one of the two, the supply (18) or the discharge (16) of the coolant, on the cover part (2, 10) is arranged.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Deckelteil (2, 20) ein Kanal (12, 13, 14, 19) zur Führung des Kühlmittels angeordnet ist.12. Device according to one of claims 8 to 11, characterized in that in the cover part (2, 20) has a channel (12, 13, 14, 19) is arranged to guide the coolant.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelteil (2, 10) zumindest zwei aufeinander angeordnete plattenartige Elemente (2a, 2b, 2c) umfasst, wobei der Kanal (12, 13, 14, 19) durch eine Ausnehmung in zumindest einem der plattenartigen EIe- mente (2b) ausgebildet ist.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the cover part (2, 10) at least two superposed plate-like elements (2a, 2b, 2c), wherein the channel (12, 13, 14, 19) through a recess in at least one of the plate-like EIe- elements (2b) is formed.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelteil (2) eine Überströmöffnung (20) zur Verbindung des Kanals (12, 13, 14, 19) mit dem weiteren Gehäuse (1) aufweist.14. Device according to one of claims 12 or 13, characterized in that the cover part (2) has an overflow opening (20) for connecting the channel (12, 13, 14, 19) with the further housing (1).
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Tauschermittel (5) als mit dem Deckelteil (2) verbundenes Modul ausgebildet ist.15. Device according to one of claims 8 to 14, characterized in that the exchanger means (5) is formed as with the cover part (2) connected module.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tauschermittel (5) als Stapel von Scheiben (5c) ausgeformt ist, wobei insbesondere der Stapel von dem Kühlmittel durchströmbar und von dem Gas umströmbar ist. 16. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the exchanger means (5) as a stack of discs (5c) is formed, in particular, the stack can be flowed through by the coolant and the gas flow around.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Tauschermittel (5) mit einer Mehrzahl von Kühlrippen (29) ausgebildet ist.17. Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the exchanger means (5) with a plurality of cooling ribs (29) is formed.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Tauschermittel (5) als Gussteil, insbesondere Druckgussteil, gebildet ist.18. The apparatus according to claim 17, characterized in that the exchanger means (5) is formed as a cast part, in particular die-cast part.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Tauschermittel (5) als Strangpressteil gebildet ist.19. The apparatus according to claim 17, characterized in that the exchanger means (5) is formed as an extruded part.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Tauschermittel (5) ein Rohrbündel umfasst.20. Device according to one of claims 1 to 19, characterized in that the exchanger means (5) comprises a tube bundle.
21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tauschermittel (5) als in dem Gehäuse angeordnetes Modul ausgebildet ist.21. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the exchange means (5) is designed as arranged in the housing module.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Tauschermittel materialeinheitlich einstückig mit dem ersten und dem zweiten Wandabschnitt (1a, 1b) ausgebildet ist.22. Device according to one of claims 1 to 20, characterized in that the exchanger means of the same material integral with the first and the second wall portion (1 a, 1 b) is formed.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Tauschermittel eine Mehrzahl von durch das Gas umströmbaren, ma- terialeinheitlich einstückig mit dem ersten Wandabschnitt ausgeformte23. Device according to claim 22, characterized in that the exchange means has a plurality of material which can be flowed through by the gas and formed in a material integral with the first wall section
Kühlerrippen (29) umfasst.Includes radiator fins (29).
24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ausgebildet als U-flow-Kühler. 24. Device according to one of the preceding claims, designed as a U-flow cooler.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, ausgebildet als I- Flow-Kühler.25. Device according to one of claims 1 to 23, formed as an I-flow cooler.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25 gekennzeichnet durch einen Bypass- kanal (34).26. Device according to claim 25, characterized by a bypass channel (34).
27. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (1) ein Ventilglied (21) zur einstellbaren Umlenkung des Gasstroms angeordnet ist.27. Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the housing (1) a valve member (21) is arranged for adjustable deflection of the gas stream.
28. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (1) ein Ventilglied (21) zur einstellbaren Regelung einer Gesamtgröße des Gasstroms angeordnet ist.28. Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the housing (1) a valve member (21) is arranged for adjustably controlling a total size of the gas stream.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass über das Ventilglied (21 ) zudem eine Umlenkung des Gasstroms durch das Tauschermittel oder einen Bypassweg einstellbar ist.29. The device according to claim 28, characterized in that via the valve member (21) also a deflection of the gas flow through the exchanger means or a bypass path is adjustable.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wandabschnitt (1a) und/oder der zweite Wandabschnitt (1 b) ein gekühlter Wandabschnitt ist.30. Device according to one of claims 1 to 29, characterized in that the first wall portion (1 a) and / or the second wall portion (1 b) is a cooled wall portion.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekenn- zeichnet, dass der erste Wandabschnitt (1a), insbesondere vollständig, gehäuseinnenliegend angeordnet ist.31. Device according to one of claims 1 to 30, characterized in that the first wall portion (1 a), in particular completely, is arranged housing interior.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wandabschnitt (1 b) praktisch vollständig, insbesondere vollständig bis auf Bereiche der Zuführung (3) und der Abführung (4) des zu kühlenden Gases, eine Gehäuseaußenwand eines Gehäuseteiles und/oder eines Gehäuses (1) bildet.32. Device according to one of claims 1 to 31, characterized in that the second wall portion (1 b) practically completely, in particular completely to areas of the feed (3) and the Outlet (4) of the gas to be cooled, a housing outer wall of a housing part and / or a housing (1).
33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31 , dadurch gekenn- zeichnet, dass der zweite Wandabschnitt (1b) nur in einem ersten33. Device according to one of claims 1 to 31, characterized in that the second wall section (1 b) only in a first
Teilbereich, insbesondere nur in einem ersten Teilbereich bis auf Bereiche der Zuführung (3) und Abführung (4) des zu kühlenden Gases, eine Gehäuseaußenwand eines Gehäuseteiles und/oder eines Gehäuses (1) bildet.Subarea, in particular only in a first portion except for areas of the feed (3) and discharge (4) of the gas to be cooled, a housing outer wall of a housing part and / or a housing (1).
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Teilbereich im wesentlichen beschränkt ist auf diejenigen Bereiche eines Gehäuseteils und/oder Gehäuses (1), welche in Kontakt mit vergleichsweise heißem, insbesondere unge- kühltem, Gas sind, insbesondere beschränkt ist auf Eingangs- und/oder Bypass-Bereiche eines Gehäuseteiles und/oder eines Gehäuses (1).34. Device according to one of claims 1 to 33, characterized in that a first portion is substantially limited to those areas of a housing part and / or housing (1), which are in contact with relatively hot, especially non-cooled, gas, is limited in particular to input and / or bypass areas of a housing part and / or a housing (1).
35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekenn- zeichnet, dass ein Abschnitt des zweiten Wandabschnitts (1b) gehäu- seinnenliegend angeordnet ist.35. The device according to one of claims 1 to 34, characterized in that a section of the second wall section (1b) is disposed on the inside of the housing.
36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) einen weiteren dritten Wandabschnitt (1e) aufweist.36. Device according to one of claims 1 to 35, characterized in that the housing (1) has a further third wall portion (1e).
37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wandabschnitt (1 a) und der zweite Wandabschnitt (1b) und der dritte Wandabschnitt (1e) materialeinheitlich einstückig ausgebildet sind. 37. Device according to one of claims 1 to 36, characterized in that the first wall portion (1 a) and the second wall portion (1b) and the third wall portion (1e) are integrally formed of the same material.
38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Wandabschnitt (1e) ungekühlt ist.38. Device according to one of claims 1 to 37, characterized in that the third wall portion (1e) is uncooled.
39. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekenn- zeichnet, dass der dritte Wandabschnitt (1e) in einem weiteren zweiten Teilbereich eine Gehäuseaußenwand eines Gehäuseteiles und/oder eines Gehäuses (1 ) bildet.39. Device according to one of claims 1 to 38, characterized in that the third wall portion (1e) forms in a further second portion a housing outer wall of a housing part and / or a housing (1).
40. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 39, dadurch gekenn- zeichnet, dass ein zweiter Teilbereich im wesentlichen beschränkt ist auf diejenigen Bereiche eines Gehäuseteiles und/oder eines Gehäuses (1 ), welche in Kontakt mit vergleichsweise kühlerem Gas, insbesondere gekühltem und/oder teilgekühltem Gas, sind, insbesondere beschränkt ist auf dem Tauschermittel (5) benachbarte Bereiche und/oder Umlenkbereiche (7) eines Gehäuseteiles und/oder eines40. Device according to one of claims 1 to 39, characterized in that a second portion is substantially limited to those areas of a housing part and / or a housing (1) which in contact with relatively cooler gas, in particular cooled and / or part-cooled gas, are, in particular limited to the exchanger means (5) adjacent areas and / or deflection regions (7) of a housing part and / or a
Gehäuses (1).Housing (1).
41. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wandabschnitt (1b) und der dritte Wandab- schnitt (1e) zusammen praktisch vollständig, insbesondere vollständig bis auf Breiche der Zuführung (3) und Abführung (4) des zu kühlenden Gases, eine Gehäusewand eines Gehäuseteiles und/oder eines Gehäuses (1) bilden.41. Device according to one of claims 1 to 40, characterized in that the second wall portion (1b) and the third wall portion (1e) together practically completely, in particular completely to the area of the feed (3) and discharge (4) of to be cooled gas, a housing wall of a housing part and / or a housing (1) form.
42. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 41 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt des dritten Wandabschnitts (1e) gehäu- seinnenliegend angeordnet ist.42. Device according to one of claims 1 to 41, characterized in that a portion of the third wall portion (1e) is arranged housnennenliegend.
43. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 42, dadurch gekenn- zeichnet, dass der dritte Wandabschnitt (1e) dünnwandiger als der zweite Wandabschnitt (1b) ausgeführt ist, insbesondere mit einer Wanddicke, die in etwa der Wanddicke des ersten Wandabschnitts (1a) entspricht.43. Device according to one of claims 1 to 42, characterized in that the third wall portion (1e) is made thin-walled than the second wall portion (1b), in particular with a Wall thickness which corresponds approximately to the wall thickness of the first wall portion (1 a).
44. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Gehäuse (1) Teil eines Ansaugmoduls (40) des Verbrennungsmotors (50) ist.44. Device according to one of the preceding claims, character- ized in that the housing (1) is part of an intake module (40) of the internal combustion engine (50).
45. Abgasrückführsystem für eine Brennkraftmaschine, aufweisend eine Abgasrückführung, einen Kompressor und gekennzeichnet durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 44 in Form eines45. Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine, comprising an exhaust gas recirculation, a compressor and characterized by a device according to one of claims 1 to 44 in the form of a
Abgas-Wärmetauschers, insbesondere -Kühlers.Exhaust heat exchanger, in particular -Kühlers.
46. Ladeluftzuführsystem für eine Brennkraftmaschine, aufweisend eine Ladeluftansaugung, einen Luftfilter, einen Kompressor und gekennzeichnet durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 44 in Form eines Ladeluft-Wärmetauschers, insbesondere -Kühlers.46. Charge air supply system for an internal combustion engine, comprising a charge air intake, an air filter, a compressor and characterized by a device according to one of claims 1 to 44 in the form of a charge air heat exchanger, in particular -Bühlers.
47. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 44 als Abgaskühler zur direkten oder indirekten Kühlung von Abgas in einem47. Use of the device according to one of claims 1 to 44 as an exhaust gas cooler for the direct or indirect cooling of exhaust gas in one
Abgasrückführsystem für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine of a motor vehicle.
48. Verwendung der Vorrichtung, insbesondere des Abgas-Kühlers, nach einem der Ansprüche 1 bis 44 als Zuheizer zur Innenraumerwärmung eines Kraftfahrzeugs.48. Use of the device, in particular of the exhaust gas cooler, according to one of claims 1 to 44 as a heater for the interior heating of a motor vehicle.
49. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 44 als Ladeluftkühler zur direkten oder indirekten Kühlung von Ladeluft in ei- nem Ladeluftzuführsystem für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. 49. Use of the device according to one of claims 1 to 44 as a charge air cooler for direct or indirect cooling of charge air in a charge air supply system for an internal combustion engine of a motor vehicle.
50. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 44 als Verdampfer, insbesondere zur Führung eines als verdampfungsfähiges Medium ausgelegten Kühlmittels.50. Use of the device according to one of claims 1 to 44 as an evaporator, in particular for guiding a designed as a vaporizable medium coolant.
51. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 44 als Kondensator, insbesondere zur Führung eines als kondensierfähigen Mediums ausgelegten Gasstroms.51. Use of the device according to one of claims 1 to 44 as a condenser, in particular for guiding a designed as a condensable medium gas stream.
52. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 44 als Ölkühler, insbesondere zur Kühlung von Motoröl und/oder Getriebeöl.52. Use of the device according to one of claims 1 to 44 as an oil cooler, in particular for cooling engine oil and / or gear oil.
53. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 44 Kältemittelkühler oder Kältemittelkondensator in einem Kältemittelkreislauf einer Klimaanlage eins Kraftfahrzeugs. 53. Use of the device according to one of claims 1 to 44 refrigerant cooler or refrigerant condenser in a refrigerant circuit of an air conditioner of a motor vehicle.
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