EP2194245A2 - Oil-waste gas cooling module for a combustion machine - Google Patents

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EP2194245A2
EP2194245A2 EP09176026A EP09176026A EP2194245A2 EP 2194245 A2 EP2194245 A2 EP 2194245A2 EP 09176026 A EP09176026 A EP 09176026A EP 09176026 A EP09176026 A EP 09176026A EP 2194245 A2 EP2194245 A2 EP 2194245A2
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EP
European Patent Office
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oil
heat exchanger
exhaust gas
housing
exhaust
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09176026A
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German (de)
French (fr)
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EP2194245A3 (en
Inventor
Michael Sanders
Dieter Thönnessen
Hans-Ulrich Kühnel
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Pierburg GmbH
Original Assignee
Pierburg GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Pierburg GmbH filed Critical Pierburg GmbH
Publication of EP2194245A2 publication Critical patent/EP2194245A2/en
Publication of EP2194245A3 publication Critical patent/EP2194245A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/16—Outlet manifold

Definitions

  • the invention relates to an oil exhaust cooling module for an internal combustion engine with a housing, an exhaust gas heat exchanger, which is arranged in the housing, an oil heat exchanger, which is arranged in the housing, coolant channels, which are fluidly connected to coolant chambers of the oil heat exchanger and the exhaust gas heat exchanger, exhaust gas ducts, which are formed in the exhaust gas heat exchanger and oil guide channels, which are fluidly connected to the oil heat exchanger.
  • Such oil-exhaust cooling modules are used to reduce the number of components and in particular the length of necessary lines.
  • the growing complexity of their design makes it necessary to arrange components as optimally as possible in relation to one another, thereby making optimal use of the small space available in the engine compartment of a vehicle.
  • such optimization is essential. This optimized use significantly limits the accessibility of the individual components, for example for inspections.
  • the oil filter extends through the exhaust gas heat exchanger to a side of the exhaust gas heat exchanger opposite the oil heat exchanger and is fluidically connected to the oil heat exchanger via the oil guide channels, which are arranged in the housing.
  • a housing part of the oil filter is formed integrally with an outer housing of the exhaust gas heat exchanger, whereby assembly costs are reduced and material stresses due to different expansions of two interconnected housing parts are avoided in the module.
  • an oil guide housing is attached to the crankcase of the internal combustion engine, on the opposite side of the oil cooler is fixed and in which an oil inlet is formed, which is connected to an oil outlet of the oil filter.
  • the exhaust gas recirculation valve is designed as a plug-in valve with a housing forming an exhaust gas passage.
  • the exhaust gas flow control is located in close proximity to the exhaust gas cooler, and here no additional lines are required.
  • a bypass channel is formed, via which an exhaust gas duct, which serves as a cooling area, can be bypassed, wherein the exhaust gas flow can be guided depending on the position of a bypass flap arranged in the housing either via the exhaust gas duct or via the bypass channel.
  • the exhaust gas heat exchanger can be bypassed with appropriate position of the bypass valve, whereby the warm-up phase shortened and thus pollutants can be reduced. Also by this integration, the number of otherwise required lines can be reduced.
  • a coolant inlet pipe and adeffenauslassstutzen are arranged on the outer housing of the exhaust gas heat exchanger, which establish a fluidic connection to a coolant chamber of the exhaust gas heat exchanger and in the oil guide housing coolant channels are formed, which establish a fluidic connection from the crankcase to the oil heat exchanger.
  • an oil-exhaust cooling module which is designed to save space and the functions of the exhaust gas quantities and temperature control and the oil cooling and oil and coolant guide integrated as a preassembled unit in the internal combustion engine module.
  • the position of the individual functional units to each other is chosen so that a very good accessibility for replacement parts, in particular the oil filter is given.
  • inventive oil-exhaust cooling module consists of a four-part housing 2, in which an oil filter 4, an exhaust gas heat exchanger 6 and an oil heat exchanger 8 are arranged.
  • a first housing part of the housing 2 is designed as an oil guide housing 10 and has three flange surfaces 12, 14, 16.
  • the first flange surface 12 serves to secure the module to a crankcase of an internal combustion engine and has an oil inlet 18, an oil outlet 20 and a coolant inlet 22 and a coolant outlet 24, as in FIG FIG. 2 can be seen.
  • connection housing 30 of the oil filter 4 is inserted such that two fluidic connections between the oil guide housing 10 and the terminal housing 30 in the region of the flange 16 with the interposition of a seal 31 arise.
  • the connection housing 30 of the oil filter 4 is formed integrally with an upper housing part 32 of the exhaust gas heat exchanger 6, which in turn is attached to the lower housing part 26.
  • the terminal housing 30 has, as in FIG. 3 can be seen, a thread into which a hollow screw 34 is rotated, by means of which an outer housing 36 of the oil filter 4 is fixed to the connection housing 30.
  • an outer housing 36 of the oil filter 4 is fixed to the connection housing 30.
  • Through the connection housing 30 extend two oil guide channels 38, 40, wherein over the oil guide channel 38 oil from the oil guide housing 10 flows to the oil filter 8 and via the hollow screw 34 and the oil guide channel 40 oil through the filter 42 flows back to the oil guide housing 10.
  • the oil filter 4 is fluidly connected via its connection housing 30 and the oil guide housing 10 to the oil heat exchanger 8, which is also supplied via formed in the oil guide housing 10 oil guide channels 44 with oil.
  • the connection housing 30 and thus the oil filter 4 thus extend from a side of the cooling module located below the exhaust heat exchanger 6 from the oil guide housing 10 through the exhaust gas heat exchanger 6 to the opposite side of the exhaust gas heat exchanger 6, so that the hollow screw 34 for opening the oil filter 4 after Installation of the cooling module is easily accessible from the top of the engine compartment, although the oil guide housing 10 is connected in the lower region of the engine to the crankcase.
  • the oil thus flows via the oil inlet 18 and an oil guide channel, not shown, formed in the oil guide housing 10 to an oil outlet, not shown, on the flange surface 16, which is connected to an oil inlet 48 of the connection housing 30 of the oil filter 4, so that the oil through the oil outlet and the oil inlet 48 in the oil guide channel 38 and filter 42 flows.
  • the filtered oil passes from here into the oil guide channel 40 and formed on a connection housing oil outlet 50, which in turn is fluidically connected to the flange 16 with an oil inlet 52 of the oil guide housing 10.
  • the oil flows to the oil heat exchanger 8, where it is cooled by the coolant.
  • the now filtered and cooled oil flows through a further oil guide channel 56 in the oil guide housing 10 to the oil outlet 20 and back to the motor housing.
  • FIG. 3 It can be seen that between the upper housing part 32 and the lower housing part 26 of the exhaust gas heat exchanger 6, a turn two-piece inner housing 58 is arranged, are formed on the cooling fins 60 for cooling the exhaust gas and which is also penetrated by the connection housing 30 of the oil filter 4. Between the inner housing 58 and the upper housing part 32 and lower housing part 26, a coolant chamber in the form of a coolant jacket 62 is formed, which is supplied via a coolant inlet pipe 64 with coolant, which is arranged on the lower housing part 26. On the upper housing part 32, adeffenauslassstutzen 66 is attached, via which the coolant leaves the coolant jacket 62 again.
  • exhaust gas which via an exhaust gas inlet opening 68 which is formed on the upper housing part 32, in a first exhaust duct 70 of the exhaust gas heat exchanger 6 and leaves it again via an exhaust outlet 72, which is also formed on the upper housing part 32.
  • a bypass valve 74 is additionally arranged, via which the exhaust gas flow in the open position of the bypass valve 74 on a short path, that is without a ribbed exhaust duct 76 of the exhaust gas heat exchanger 6 to flow uncooled to the exhaust outlet 72, so that the exhaust gas duct 70 as Bypass channel is used.
  • the bypass flap 74 When the bypass flap 74 is closed, the exhaust gas flow around the connection housing 30 is substantially U-shaped through the finned exhaust gas guide channel 76 which forms the cooling region of the exhaust gas heat exchanger 6 Passed there exhaust gas heat exchanger 6, there undergoes cooling by the coolant in the coolant jacket 62 and from here to the exhaust outlet 72.
  • the bypass flap 74 is switched or regulated by a pneumatic actuator 78, the in FIG. 2 can be seen.
  • an exhaust gas passage 84 controlled by a valve body 80 of an exhaust gas recirculation valve 82 is formed, which is surrounded by a valve seat 86, against which the valve body 80 rests in the closed state.
  • the exhaust gas recirculation valve 82 is designed as a plug valve, which is inserted through an opening 88 of the upper housing part 32 in the exhaust gas heat exchanger 6 and attached to a flange 90 with the interposition of a seal 92.
  • the exhaust gas recirculation valve 82 has an electromotive actuator 94, via which a valve rod 96, to which the valve body 80 is attached, can be moved up and down.
  • the exhaust gas recirculation valve 82 has a housing 98 which forms the exhaust gas passage 84 and in which the valve seat 86 and the exhaust gas passage 84 are formed whose passage cross-section can be regulated in fluid communication with the exhaust gas outlet opening 72 via the position of the valve body 80.
  • the coolant supply of the oil cooler 8 takes place directly via the coolant inlet 22 of the oil guide housing 10, which leads into a coolant channel of the oil guide housing 10 and from here to a coolant chamber of the oil heat exchanger 8, not shown.
  • the illustrated and described embodiment is characterized according to the invention by the good accessibility of the inspection-relevant components, in particular of the oil filter. It becomes clear that even with limited space available space for an exhaust gas heat exchanger is created.
  • the entire module can be ahead of it Connection to the internal combustion engine are pre-assembled, with a variety of otherwise required lines is eliminated.
  • the entire oil cooling and filter circuit is realized in a module without lines. Nevertheless, this module also creates opportunities for faster heating through the integration of an exhaust gas bypass.

Abstract

The module has an exhaust-gas heat exchanger (6) arranged in a housing (2) e.g. oil guide housing (10). Cooling agent channels are fluid-connected with cooling agent chambers of an oil heat exchanger (8) and the exhaust-gas exchanger. Exhaust gas guide channels are formed in the exhaust-gas heat exchangers and oil guide channels. An oil filter (4) extends to a side of the exhaust-gas exchanger opposing the oil heat exchanger by the exhaust-gas exchanger and by the oil guide channels arranged in the housing, with which the oil heat exchanger is fluid-connected.

Description

Die Erfindung betrifft ein Öl-Abgas-Kühlmodul für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Gehäuse, einem Abgaswärmetauscher, der im Gehäuse angeordnet ist, einem Ölwärmetauscher, der im Gehäuse angeordnet ist, Kühlmittelkanälen, welche fluidisch mit Kühlmittelkammern des Ölwärmetauschers und des Abgaswärmetauschers verbunden sind, Abgasführungskanälen, die im Abgaswärmetauscher ausgebildet sind und Ölführungskanälen, die fluidisch mit dem Ölwärmetauscher verbunden sind.The invention relates to an oil exhaust cooling module for an internal combustion engine with a housing, an exhaust gas heat exchanger, which is arranged in the housing, an oil heat exchanger, which is arranged in the housing, coolant channels, which are fluidly connected to coolant chambers of the oil heat exchanger and the exhaust gas heat exchanger, exhaust gas ducts, which are formed in the exhaust gas heat exchanger and oil guide channels, which are fluidly connected to the oil heat exchanger.

Derartige Öl-Abgas-Kühlmodule werden benutzt, um die Bauteileanzahl und insbesondere die Länge an notwendigen Leitungen zu reduzieren. Bei moderneren Verbrennungsmotoren besteht durch die wachsende Komplexität ihres Aufbaus die Notwendigkeit, Bauteile möglichst optimal zueinander anzuordnen und hierdurch den geringen vorhandenen Bauraum im Motorraum eines Fahrzeugs optimal zu nutzen. Insbesondere bei Verbrennungsmotoren mit zweistufiger Aufladung ist eine derartige Optimierung unumgänglich. Durch diese optimierte Nutzung wird die Zugänglichkeit der einzelnen Bauteile beispielsweise für Inspektionen deutlich eingeschränkt.Such oil-exhaust cooling modules are used to reduce the number of components and in particular the length of necessary lines. In more modern internal combustion engines, the growing complexity of their design makes it necessary to arrange components as optimally as possible in relation to one another, thereby making optimal use of the small space available in the engine compartment of a vehicle. In particular, in internal combustion engines with two-stage charging such optimization is essential. This optimized use significantly limits the accessibility of the individual components, for example for inspections.

So wird in der DE-OS 36 22 631 ein Öl-Abgas-Kühlmodul vorgeschlagen, bei dem der Abgaskühler in einem gemeinsamen mehrteiligen Gehäuse mit dem Ölkühler sowie einem Rußfilter angeordnet ist. Zusätzlich sind im Gehäuse Kühlwasserleitungen ausgebildet, welche mit einer Wasserpumpe fluidisch verbunden sind, die ebenfalls am Gehäuse angeflanscht ist. Des Weiteren sind in dem Gehäuse Thermostate zur Regelung des Kühlwasserkreislaufes angeordnet. Diese Baueinheit vereinfacht die Montage, wobei geringstmögliche Wärmeverluste entstehen sollen und eine optimale Wärmerückgewinnung erreicht werden soll. Hierbei wird jedoch nicht beachtet, dass eine gute Zugänglichkeit relevanter Bauteile zur leichteren Durchführung von Reparaturen oder Inspektionen gewährleistet werden sollte. So müssen beispielsweise zusätzliche Leitungen zum Anschluss an den Ölfilter verwendet werden. Des Weiteren ist der Wirkungsgrad des Abgaskühlers für heutige Motoren nicht ausreichend, wobei gleichzeitig eine zuverlässige Abgasmengenregelung nicht erreicht wird.So will in the DE-OS 36 22 631 proposed an oil-exhaust cooling module in which the exhaust gas cooler is arranged in a common multi-part housing with the oil cooler and a soot filter. In addition, cooling water lines are formed in the housing, which are fluidly connected to a water pump, which is also flanged to the housing. Furthermore, thermostats for controlling the cooling water circuit are arranged in the housing. This unit simplifies assembly, with the least possible heat loss and optimal heat recovery to be achieved. However, this does not take into account that good accessibility of relevant components should be ensured to facilitate repairs or inspections. So for example additional lines are used for connection to the oil filter. Furthermore, the efficiency of the exhaust gas cooler for today's engines is not sufficient, while a reliable exhaust gas flow control is not achieved.

Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Abgas-Öl-Kühlmodul zu schaffen, welches trotz stark eingeschränkten Bauraums eine gute Zugänglichkeit reparatur- oder inspektionsrelevanter Bauteile sicherstellt und gleichzeitig die Anzahl an freien Leitungen im Motorraum minimiert. Dabei sollen gute Wirkungsgrade bei der Kühlung sowie eine zuverlässige Regelung erreicht werden.It is therefore an object to provide an exhaust gas oil cooling module, which ensures a good accessibility repair or inspection relevant components despite very limited space and at the same time minimizes the number of free lines in the engine compartment. In this case, good efficiencies in cooling and a reliable control should be achieved.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass sich der Ölfilter durch den Abgaswärmetauscher zu einer vom Ölwärmetauscher entgegengesetzten Seite des Abgaswärmetauschers erstreckt und über die Ölführungskanäle, welche im Gehäuse angeordnet sind, mit dem Ölwärmetauscher fluidisch verbunden ist. Hierdurch wird eine gute Zugänglichkeit des Ölfilters sichergestellt und gleichzeitig dessen Verbindung zum Ölkühler ohne zusätzliche Leitungen geschaffen, obwohl die Lage des Filters zur guten Erreichbarkeit im oberen Bereich des Motorraums als auch die Lage des Ölkühlers im unteren Bereich des Motorraums gegenüberliegend zum Kurbelgehäuse bauseits festgelegt sind. Trotz dieser Verbindung kann der Abgaswärmetauscher in das Modul integriert werden, so dass der Bauraum zwischen Ölfilter und Ölwärmetauscher optimal genutzt wird. Abgas- oder Ölleitungen, welche sonst zusätzlichen Platz im Motorraum einnehmen, werden nicht benötigt.This object is achieved in that the oil filter extends through the exhaust gas heat exchanger to a side of the exhaust gas heat exchanger opposite the oil heat exchanger and is fluidically connected to the oil heat exchanger via the oil guide channels, which are arranged in the housing. This ensures good accessibility of the oil filter and at the same time its connection to the oil cooler without additional lines created, although the position of the filter for easy accessibility in the upper region of the engine compartment and the position of the oil cooler in the lower region of the engine compartment opposite to the crankcase are determined by the customer. Despite this connection, the exhaust gas heat exchanger can be integrated into the module so that the space between the oil filter and the oil heat exchanger is optimally utilized. Exhaust or oil lines, which otherwise take up additional space in the engine compartment, are not needed.

Vorzugsweise ist ein Gehäuseteil des Ölfilters einstückig mit einem Außengehäuse des Abgaswärmetauschers ausgebildet, wodurch Montagekosten reduziert werden und Materialspannungen aufgrund unterschiedlicher Ausdehnungen zweier miteinander verbundener Gehäuseteile im Modul vermieden werden.Preferably, a housing part of the oil filter is formed integrally with an outer housing of the exhaust gas heat exchanger, whereby assembly costs are reduced and material stresses due to different expansions of two interconnected housing parts are avoided in the module.

In einer bevorzugten Ausführung ist ein Ölführungsgehäuse am Kurbelgehäuse der Verbrennungskraftmaschine befestigt, an dessen entgegengesetzter Seite der Ölkühler befestigt ist und in dem ein Öleinlass ausgebildet ist, der mit einem Ölauslass des Ölfilters verbunden ist. Somit kann der gesamte Ölkreislauf des Verbrennungsmotors ohne zusätzliche Leitungen realisiert werden. Trotz des zwischengeordneten Abgaswärmetauschers wird innerhalb des Moduls eine fluidische Verbindung für den Ölvorlauf und -rücklauf des Ölfilters geschaffen.In a preferred embodiment, an oil guide housing is attached to the crankcase of the internal combustion engine, on the opposite side of the oil cooler is fixed and in which an oil inlet is formed, which is connected to an oil outlet of the oil filter. Thus, the entire oil circuit of the engine can be realized without additional lines. Despite the intermediate exhaust gas heat exchanger, a fluidic connection for the oil flow and return of the oil filter is created within the module.

Vorteilhaft ist es, am Außengehäuse des Abgaswärmetauschers eine Flanschfläche auszubilden, an der ein Abgasrückführventil befestigt ist. Hierdurch kann auch die gesamte Temperatur- und Mengenregelung des Abgaskreislaufs des Verbrennungsmotors in das Modul integriert werden. Auch ein gemeinsamer Einbau dieser Bauteile wird hierdurch möglich, so dass die Montage vereinfacht werden kann.It is advantageous to form a flange surface on the outer housing of the exhaust gas heat exchanger, to which an exhaust gas recirculation valve is attached. In this way, the entire temperature and flow control of the exhaust circuit of the internal combustion engine can be integrated into the module. A common installation of these components is thereby possible, so that the assembly can be simplified.

Entsprechend ist in einer hierzu weiterführenden Ausführungsform das Abgasrückführventil als Steckventil mit einem einen Abgasdurchlass bildenden Gehäuse ausgebildet. Somit ist die Abgasmengenregelung in unmittelbarer Nähe zum Abgaskühler angeordnet, wobei auch hier keine zusätzlichen Leitungen erforderlich sind.Accordingly, in a further embodiment, the exhaust gas recirculation valve is designed as a plug-in valve with a housing forming an exhaust gas passage. Thus, the exhaust gas flow control is located in close proximity to the exhaust gas cooler, and here no additional lines are required.

Zusätzlich ist im Gehäuse ein Bypasskanal ausgebildet, über den ein Abgasführungskanal, der als Kühlbereich dient, umgehbar ist, wobei der Abgasstrom abhängig von der Stellung einer im Gehäuse angeordneten Bypassklappe entweder über den Abgasführungskanal oder über den Bypasskanal führbar ist. Zur schnelleren Aufheizung des Verbrennungsmotors kann somit der Abgaswärmetauscher bei entsprechender Stellung der Bypassklappe umgangen werden, wodurch die Warmlaufphase verkürzt und somit Schadstoffe reduziert werden können. Auch durch diese Integration kann die Anzahl sonst erforderlicher Leitungen reduziert werden.In addition, in the housing, a bypass channel is formed, via which an exhaust gas duct, which serves as a cooling area, can be bypassed, wherein the exhaust gas flow can be guided depending on the position of a bypass flap arranged in the housing either via the exhaust gas duct or via the bypass channel. For faster heating of the internal combustion engine thus the exhaust gas heat exchanger can be bypassed with appropriate position of the bypass valve, whereby the warm-up phase shortened and thus pollutants can be reduced. Also by this integration, the number of otherwise required lines can be reduced.

Vorzugsweise sind am Außengehäuse des Abgaswärmetauschers ein Kühlmitteleinlassstutzen und ein Kühlmittelauslassstutzen angeordnet, die eine fluidische Verbindung zu einer Kühlmittelkammer des Abgaswärmetauschers herstellen und im Ölführungsgehäuse sind Kühlmittelkanäle ausgebildet, die eine fluidische Verbindung vom Kurbelgehäuse zum Ölwärmetauscher herstellen. Dies bedeutet, dass eine einfache Versorgung des Abgaswärmetauschers und des Ölwärmetauschers mit Kühlmittel sichergestellt wird. Zusätzliche Leitungen und Anschlüsse entfallen und vereinfachen wiederum die Montage des gesamten Moduls als eine Baueinheit im Verbrennungsmotor.Preferably, a coolant inlet pipe and a Kühlmittelauslassstutzen are arranged on the outer housing of the exhaust gas heat exchanger, which establish a fluidic connection to a coolant chamber of the exhaust gas heat exchanger and in the oil guide housing coolant channels are formed, which establish a fluidic connection from the crankcase to the oil heat exchanger. This means that a simple supply of the exhaust gas heat exchanger and the oil heat exchanger with coolant is ensured. Additional lines and connections are eliminated and in turn simplify the assembly of the entire module as a unit in the internal combustion engine.

Es wird somit ein Öl-Abgas-Kühlmodul geschaffen, welches sehr platzsparend ausgeführt ist und die Funktionen der Abgasmengen und -temperaturregelung sowie der Ölkühlung und Öl- sowie Kühlmittelführung in einem als vormontierte Baueinheit in den Verbrennungsmotor einbaubaren Modul integriert. Die Lage der einzelnen Funktionseinheiten zueinander ist dabei so gewählt, dass eine sehr gute Zugänglichkeit für Austauschteile, insbesondere den Ölfilter, gegeben ist.There is thus provided an oil-exhaust cooling module, which is designed to save space and the functions of the exhaust gas quantities and temperature control and the oil cooling and oil and coolant guide integrated as a preassembled unit in the internal combustion engine module. The position of the individual functional units to each other is chosen so that a very good accessibility for replacement parts, in particular the oil filter is given.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Öl-Abgas-Kühlmoduls ist in den Figuren dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

  • Figur 1 zeigt eine dreidimensionale Ansicht von schräg oben auf ein erfindungsgemäßes Abgas-Kühlmodul.
  • Figur 2 zeigt eine dreidimensionale Ansicht von schräg unten auf ein erfindungsgemäßes Abgas-Kühlmodul.
  • Figur 3 zeigt eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Moduls aus den Figuren 1 und 2 in aufgeschnittener Darstellung.
  • Figur 4 zeigt einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Modul im Bereich des Abgaskühlers in Blickrichtung von unten.
An embodiment of an inventive oil-exhaust cooling module is shown in the figures and will be described below.
  • FIG. 1 shows a three-dimensional view obliquely from above on an inventive exhaust gas cooling module.
  • FIG. 2 shows a three-dimensional view obliquely from below on an inventive exhaust gas cooling module.
  • FIG. 3 shows a side view of the module according to the invention from the FIGS. 1 and 2 in a cutaway view.
  • FIG. 4 shows a section through the module according to the invention in the region of the exhaust gas cooler in the direction of view from below.

Das in den Figuren 1 bis 4 dargestellte erfindungsgemäße Öl-Abgas-Kühlmodul besteht aus einem vierteiligen Gehäuse 2, in dem ein Ölfilter 4, ein Abgaswärmetauscher 6 und ein Ölwärmetauscher 8 angeordnet sind.That in the FIGS. 1 to 4 shown inventive oil-exhaust cooling module consists of a four-part housing 2, in which an oil filter 4, an exhaust gas heat exchanger 6 and an oil heat exchanger 8 are arranged.

Ein erstes Gehäuseteil des Gehäuses 2 ist als Ölführungsgehäuse 10 ausgebildet und weist drei Flanschflächen 12, 14, 16 auf. Die erste Flanschfläche 12 dient zur Befestigung des Moduls an einem Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors und weist einen Öleinlass 18, einen Ölauslass 20 sowie einen Kühlmitteleinlass 22 und einen Kühlmittelauslass 24 auf, wie in Figur 2 zu erkennen ist.A first housing part of the housing 2 is designed as an oil guide housing 10 and has three flange surfaces 12, 14, 16. The first flange surface 12 serves to secure the module to a crankcase of an internal combustion engine and has an oil inlet 18, an oil outlet 20 and a coolant inlet 22 and a coolant outlet 24, as in FIG FIG. 2 can be seen.

Während an der Flanschfläche 14 der Ölwärmetauscher 8 befestigt ist, von dem in den Figuren lediglich ein Außengehäuse 15 dargestellt ist, ist an der dritten Flanschfläche 16 der Abgaswärmetauscher 6 befestigt, an dessen Gehäuseunterteil 26 eine Öffnung 28 ausgebildet ist, in welche ein Anschlussgehäuse 30 des Ölfilters 4 derart gesteckt ist, dass zwei fluidische Verbindungen zwischen dem Ölführungsgehäuse 10 und dem Anschlussgehäuse 30 im Bereich der Flanschfläche 16 unter Zwischenlage einer Dichtung 31 entstehen. Das Anschlussgehäuse 30 des Ölfilters 4 ist dabei einstückig mit einem Gehäuseoberteil 32 des Abgaswärmetauschers 6 ausgebildet, das wiederum am Gehäuseunterteil 26 befestigt ist.While on the flange 14 of the oil heat exchanger 8 is fixed, of which only an outer housing 15 is shown in the figures, is at the third Flange surface 16 of the exhaust gas heat exchanger 6 is attached to the lower housing part 26, an opening 28 is formed, in which a connection housing 30 of the oil filter 4 is inserted such that two fluidic connections between the oil guide housing 10 and the terminal housing 30 in the region of the flange 16 with the interposition of a seal 31 arise. The connection housing 30 of the oil filter 4 is formed integrally with an upper housing part 32 of the exhaust gas heat exchanger 6, which in turn is attached to the lower housing part 26.

Das Anschlussgehäuse 30 weist, wie in Figur 3 ersichtlich, ein Gewinde auf, in welches eine Hohlschraube 34 gedreht ist, mittels derer ein Außengehäuse 36 des Ölfilters 4 am Anschlussgehäuse 30 befestigt ist. Durch das Anschlussgehäuse 30 verlaufen zwei Ölführungskanäle 38, 40, wobei über den Ölführungskanal 38 Öl vom Ölführungsgehäuse 10 zum Ölfilter 8 strömt und über die Hohlschraube 34 und den Ölführungskanal 40 Öl durch den Filter 42 zurück zum Ölführungsgehäuse 10 strömt.The terminal housing 30 has, as in FIG. 3 can be seen, a thread into which a hollow screw 34 is rotated, by means of which an outer housing 36 of the oil filter 4 is fixed to the connection housing 30. Through the connection housing 30 extend two oil guide channels 38, 40, wherein over the oil guide channel 38 oil from the oil guide housing 10 flows to the oil filter 8 and via the hollow screw 34 and the oil guide channel 40 oil through the filter 42 flows back to the oil guide housing 10.

Aus dieser Konstruktion ergibt sich erfindungsgemäß, dass der Ölfilter 4 über sein Anschlussgehäuse 30 sowie das Ölführungsgehäuse 10 fluidisch mit dem Ölwärmetauscher 8 verbunden ist, der ebenfalls über im Ölführungsgehäuse 10 ausgebildete Ölführungskanäle 44 mit Öl versorgt wird. Das Anschlussgehäuse 30 und somit der Ölfilter 4 erstrecken sich somit von einer unterhalb des Abgaswärmetauschers 6 gelegenen Seite des Kühlmoduls vom Ölführungsgehäuse 10 durch den Abgaswärmetauscher 6 hindurch zur entgegengesetzten Seite des Abgaswärmetauschers 6 nach oben, so dass die Hohlschraube 34 zum Öffnen des Ölfilters 4 nach dem Einbau des Kühlmoduls leicht von der Oberseite des Motorraums erreichbar ist, obwohl das Ölführungsgehäuse 10 im unteren Bereich des Motors mit dem Kurbelgehäuse verbunden ist.From this construction results according to the invention, that the oil filter 4 is fluidly connected via its connection housing 30 and the oil guide housing 10 to the oil heat exchanger 8, which is also supplied via formed in the oil guide housing 10 oil guide channels 44 with oil. The connection housing 30 and thus the oil filter 4 thus extend from a side of the cooling module located below the exhaust heat exchanger 6 from the oil guide housing 10 through the exhaust gas heat exchanger 6 to the opposite side of the exhaust gas heat exchanger 6, so that the hollow screw 34 for opening the oil filter 4 after Installation of the cooling module is easily accessible from the top of the engine compartment, although the oil guide housing 10 is connected in the lower region of the engine to the crankcase.

Das Öl strömt somit über den Öleinlass 18 und einen im Ölführungsgehäuse 10 ausgebildeten, nicht dargestellten Ölführungskanal zu einem nicht dargestellten Ölauslass an der Flanschfläche 16, der mit einem Öleinlass 48 des Anschlussgehäuses 30 des Ölfilters 4 verbunden ist, so dass das Öl über den Ölauslass und den Öleinlass 48 in den Ölführungskanal 38 und durch Filter 42 strömt. Das gefilterte Öl gelangt von hier in den Ölführungskanal 40 und zu einem am Anschlussgehäuse ausgebildeten Ölauslass 50, der wiederum an der Flanschfläche 16 mit einem Öleinlass 52 des Ölführungsgehäuses 10 fluidisch verbunden ist. Über den Ölführungskanal 44 im Ölführungsgehäuse 10 strömt das Öl zum Ölwärmetauscher 8, wo es durch das Kühlmittel gekühlt wird. Anschließend strömt das nun gefilterte und gekühlte Öl über einen weiteren Ölführungskanal 56 im Ölführungsgehäuse 10 zum Ölauslass 20 und zurück zum Motorgehäuse.The oil thus flows via the oil inlet 18 and an oil guide channel, not shown, formed in the oil guide housing 10 to an oil outlet, not shown, on the flange surface 16, which is connected to an oil inlet 48 of the connection housing 30 of the oil filter 4, so that the oil through the oil outlet and the oil inlet 48 in the oil guide channel 38 and filter 42 flows. The filtered oil passes from here into the oil guide channel 40 and formed on a connection housing oil outlet 50, which in turn is fluidically connected to the flange 16 with an oil inlet 52 of the oil guide housing 10. Via the oil guide channel 44 in the oil guide housing 10, the oil flows to the oil heat exchanger 8, where it is cooled by the coolant. Subsequently, the now filtered and cooled oil flows through a further oil guide channel 56 in the oil guide housing 10 to the oil outlet 20 and back to the motor housing.

In Figur 3 ist zu erkennen, dass zwischen dem Gehäuseoberteil 32 und dem Gehäuseunterteil 26 des Abgaswärmetauschers 6 ein wiederum zweiteilig ausgeführtes Innengehäuse 58 angeordnet ist, an dem Kühlrippen 60 zur Kühlung des Abgases ausgebildet sind und welches ebenfalls vom Anschlussgehäuse 30 des Ölfilters 4 durchdrungen wird. Zwischen dem Innengehäuse 58 und dem Gehäuseoberteil 32 und Gehäuseunterteil 26 wird eine Kühlmittelkammer in Form eines Kühlmittelmantels 62 gebildet, der über einen Kühlmitteleinlassstutzen 64 mit Kühlmittel versorgt wird, der am Gehäuseunterteil 26 angeordnet ist. Am Gehäuseoberteil 32 ist ein Kühlmittelauslassstutzen 66 befestigt, über den das Kühlmittel den Kühlmittelmantel 62 wieder verlässt.In FIG. 3 It can be seen that between the upper housing part 32 and the lower housing part 26 of the exhaust gas heat exchanger 6, a turn two-piece inner housing 58 is arranged, are formed on the cooling fins 60 for cooling the exhaust gas and which is also penetrated by the connection housing 30 of the oil filter 4. Between the inner housing 58 and the upper housing part 32 and lower housing part 26, a coolant chamber in the form of a coolant jacket 62 is formed, which is supplied via a coolant inlet pipe 64 with coolant, which is arranged on the lower housing part 26. On the upper housing part 32, a Kühlmittelauslassstutzen 66 is attached, via which the coolant leaves the coolant jacket 62 again.

Im Innengehäuse 58 strömt, wie aus Figur 4 ersichtlich, Abgas, welches über eine Abgaseinlassöffnung 68, welche am Gehäuseoberteil 32 ausgebildet ist, in einen ersten Abgasführungskanal 70 des Abgaswärmetauschers 6 ein und verlässt diesen wieder über eine Abgasauslassöffnung 72, welche ebenfalls am Gehäuseoberteil 32 ausgebildet ist.In the inner housing 58 flows as out FIG. 4 visible, exhaust gas, which via an exhaust gas inlet opening 68 which is formed on the upper housing part 32, in a first exhaust duct 70 of the exhaust gas heat exchanger 6 and leaves it again via an exhaust outlet 72, which is also formed on the upper housing part 32.

Im Innengehäuse 58 ist zusätzlich eine Bypassklappe 74 angeordnet, über die der Abgasstrom bei geöffneter Stellung der Bypassklappe 74 auf kurzem Weg, das heißt ohne einen berippten Abgasführungskanal 76 des Abgaswärmetauschers 6 zu durchströmen, ungekühlt zur Abgasauslassöffnung 72 strömen kann, so dass der Abgasführungskanal 70 als Bypasskanal dient. Bei geschlossener Bypassklappe 74 wird der Abgasstrom um das Anschlussgehäuse 30 herum im Wesentlichen U-förmig durch den berippten Abgasführungskanal 76, der den Kühlbereich des Abgaswärmetauschers 6 bildet, des Abgaswärmetauschers 6 geleitet, erfährt dort eine Kühlung durch das Kühlmittel im Kühlmittelmantel 62 und gelangt von hier zur Abgasauslassöffnung 72. Die Bypassklappe 74 wird über einen pneumatischen Aktuator 78 geschaltet beziehungsweise geregelt, der in Figur 2 zu erkennen ist.In the inner housing 58, a bypass valve 74 is additionally arranged, via which the exhaust gas flow in the open position of the bypass valve 74 on a short path, that is without a ribbed exhaust duct 76 of the exhaust gas heat exchanger 6 to flow uncooled to the exhaust outlet 72, so that the exhaust gas duct 70 as Bypass channel is used. When the bypass flap 74 is closed, the exhaust gas flow around the connection housing 30 is substantially U-shaped through the finned exhaust gas guide channel 76 which forms the cooling region of the exhaust gas heat exchanger 6 Passed there exhaust gas heat exchanger 6, there undergoes cooling by the coolant in the coolant jacket 62 and from here to the exhaust outlet 72. The bypass flap 74 is switched or regulated by a pneumatic actuator 78, the in FIG. 2 can be seen.

Vor der Abgasauslassöffnung 72 ist ein von einem Ventilkörper 80 eines Abgasrückführventils 82 beherrschter Abgasdurchlass 84 ausgebildet, der von einem Ventilsitz 86 umgeben ist, gegen den der Ventilkörper 80 im geschlossenen Zustand anliegt. Das Abgasrückführventil 82 ist als Steckventil ausgebildet, welches durch eine Öffnung 88 des Gehäuseoberteils 32 in den Abgaswärmetauscher 6 gesteckt und an einem Flansch 90 unter Zwischenlage einer Dichtung 92 befestigt wird. Das Abgasrückführventil 82 weist einen elektromotorischen Aktuator 94 auf, über den eine Ventilstange 96, an der der Ventilkörper 80 befestigt ist, auf- und abbewegt werden kann. Zusätzlich weist das Abgasrückführventil 82 ein den Abgasdurchlass 84 bildendes Gehäuse 98 auf, in welchem der Ventilsitz 86 und der Abgasdurchlass 84 ausgebildet sind, dessen Durchtrittsquerschnitt zur fluidischen Verbindung mit der Abgasauslassöffnung 72 über die Stellung des Ventilkörpers 80 regelbar ist.In front of the exhaust gas outlet opening 72, an exhaust gas passage 84 controlled by a valve body 80 of an exhaust gas recirculation valve 82 is formed, which is surrounded by a valve seat 86, against which the valve body 80 rests in the closed state. The exhaust gas recirculation valve 82 is designed as a plug valve, which is inserted through an opening 88 of the upper housing part 32 in the exhaust gas heat exchanger 6 and attached to a flange 90 with the interposition of a seal 92. The exhaust gas recirculation valve 82 has an electromotive actuator 94, via which a valve rod 96, to which the valve body 80 is attached, can be moved up and down. In addition, the exhaust gas recirculation valve 82 has a housing 98 which forms the exhaust gas passage 84 and in which the valve seat 86 and the exhaust gas passage 84 are formed whose passage cross-section can be regulated in fluid communication with the exhaust gas outlet opening 72 via the position of the valve body 80.

Die Kühlmittelversorgung des Ölkühlers 8 erfolgt direkt über den Kühlmitteleinlass 22 des Ölführungsgehäuses 10, der in einen Kühlmittelkanal des Ölführungsgehäuses 10 und von hier zu einer nicht dargestellten Kühlmittelkammer des Ölwärmetauschers 8 führt. Das dort erwärmte Kühlmittel strömt teilweise vom Ölwärmetauscher 8 zurück zum Kühlmittelauslass 24, von wo es zurück zum Motorgehäuse strömt und teilweise über einen Kühlmittelauslassstutzen 100 wie auch das aus dem Kühlmittelauslassstutzen 66 des Abgaswärmetauschers 6 austretende Kühlmittel zu einem externen Teil des Kühlmittelkreislaufs.The coolant supply of the oil cooler 8 takes place directly via the coolant inlet 22 of the oil guide housing 10, which leads into a coolant channel of the oil guide housing 10 and from here to a coolant chamber of the oil heat exchanger 8, not shown. The coolant heated there flows partly from the oil heat exchanger 8 back to the coolant outlet 24, from where it flows back to the motor housing and partially via a Kühlmittelauslassstutzen 100 as well as the coolant outlet 66 of the exhaust gas heat exchanger 6 exiting coolant to an external part of the coolant circuit.

Das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel zeichnet sich erfindungsgemäß durch die gute Zugänglichkeit der inspektionsrelevanten Bauteile, insbesondere des Ölfilters aus. Es wird deutlich, dass auch bei beschränkt vorhandenem Bauraum ausreichend Raum für einen Abgaswärmetauscher geschaffen wird. Dabei kann das gesamte Modul vor seiner Anbindung am Verbrennungsmotor vormontiert werden, wobei eine Vielzahl sonst benötigter Leitungen entfällt. Insbesondere ist der gesamte Ölkühl- und Filterkreislauf in einem Modul ohne Leitungen realisiert. Dennoch werden in diesem Modul auch Möglichkeiten zur schnelleren Aufheizung durch die Integration eines Abgasbypasses geschaffen.The illustrated and described embodiment is characterized according to the invention by the good accessibility of the inspection-relevant components, in particular of the oil filter. It becomes clear that even with limited space available space for an exhaust gas heat exchanger is created. The entire module can be ahead of it Connection to the internal combustion engine are pre-assembled, with a variety of otherwise required lines is eliminated. In particular, the entire oil cooling and filter circuit is realized in a module without lines. Nevertheless, this module also creates opportunities for faster heating through the integration of an exhaust gas bypass.

Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern verschiedene konstruktive Abwandlungen denkbar sind, wobei erfindungsgemäß die Anordnung des Abgaswärmetauschers sowie des Ölfilters und des Ölwärmetauschers zueinander erhalten bleiben müssen.It should be clear that the scope of protection is not limited to the described embodiment, but various structural modifications are conceivable, according to the invention, the arrangement of the exhaust gas heat exchanger and the oil filter and the oil heat exchanger must be maintained to each other.

Claims (8)

Öl-Abgas-Kühlmodul für eine Verbrennungskraftmaschine mit
einem Gehäuse,
einem Abgaswärmetauscher, der im Gehäuse angeordnet ist,
einem Ölwärmetauscher, der im Gehäuse angeordnet ist,
Kühlmittelkanälen, welche fluidisch mit Kühlmittelkammern des Ölwärmetauschers und des Abgaswärmetauschers verbunden sind,
Abgasführungskanälen, die im Abgaswärmetauscher ausgebildet sind und Ölführungskanälen, die fluidisch mit dem Ölwärmetauscher verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich der Ölfilter (4) durch den Abgaswärmetauscher (6) zu einer vom Ölwärmetauscher (8) entgegengesetzten Seite des Abgaswärmetauschers (6) erstreckt und über die Ölführungskanäle (44), welche im Gehäuse (2) angeordnet sind, mit dem Ölwärmetauscher (8) fluidisch verbunden ist.Oil exhaust cooling module for an internal combustion engine with
a housing,
an exhaust gas heat exchanger, which is arranged in the housing,
an oil heat exchanger, which is arranged in the housing,
Coolant channels, which are fluidly connected to coolant chambers of the oil heat exchanger and the exhaust gas heat exchanger,
Exhaust ducts formed in the exhaust gas heat exchanger and oil ducts fluidly connected to the oil heat exchanger;
characterized in that
the oil filter (4) extends through the exhaust gas heat exchanger (6) to a side of the exhaust gas heat exchanger (6) opposite the oil heat exchanger (8) and via the oil guide channels (44) which are arranged in the housing (2) to the oil heat exchanger (8) is fluidically connected. Öl-Abgas-Kühlmodul für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Gehäuseteil (36) des Ölfilters (4) einstückig mit einem Außengehäuse (26, 32) des Abgaswärmetauschers (6) ausgebildet ist.Oil-exhaust cooling module for an internal combustion engine according to claim 1,
characterized in that
a housing part (36) of the oil filter (4) is integrally formed with an outer housing (26, 32) of the exhaust gas heat exchanger (6). Öl-Abgas-Kühlmodul für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Ölführungsgehäuse (10) am Kurbelgehäuse der Verbrennungskraftmaschine befestigt ist, an dessen entgegengesetzter Seite der Ölwärmetauscher (8) befestigt ist und in dem ein Öleinlass (52) ausgebildet ist, der mit einem Ölauslass (50) des Ölfilters (4) verbunden ist.Oil-exhaust cooling module for an internal combustion engine according to one of claims 1 or 2,
characterized in that
an oil guide housing (10) is fixed to the crankcase of the internal combustion engine, on the opposite side of the oil heat exchanger (8) is fixed and in which an oil inlet (52) is formed, which is connected to an oil outlet (50) of the oil filter (4). Öl-Abgas-Kühlmodul für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Ölführungsgehäuse (10) ein Ölauslass ausgebildet ist, der mit einem Öleinlass (48) des Ölfilters (4) verbunden ist.Oil-exhaust cooling module for an internal combustion engine according to one of the preceding claims,
characterized in that
in the oil guide housing (10) an oil outlet is formed, which is connected to an oil inlet (48) of the oil filter (4). Öl-Abgas-Kühlmodul für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
am Außengehäuse (26, 32) des Abgaswärmetauschers (6) eine Flanschfläche (90) ausgebildet ist, an der ein Abgasrückführventil (82) befestigt ist.Oil-exhaust cooling module for an internal combustion engine according to one of the preceding claims,
characterized in that
on the outer housing (26, 32) of the exhaust gas heat exchanger (6) a flange surface (90) is formed, to which an exhaust gas recirculation valve (82) is attached. Öl-Abgas-Kühlmodul für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Abgasrückführventil (82) als Steckventil mit einem einen Abgasdurchlass (84) bildenden Gehäuse (98) ausgebildet ist.Oil-exhaust cooling module for an internal combustion engine according to claim 5,
characterized in that
the exhaust gas recirculation valve (82) is designed as a plug valve with a housing (98) forming an exhaust gas passage (84). Öl-Abgas-Kühlmodul für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Gehäuse (2, 58) ein Bypasskanal (70) ausgebildet ist, über den ein Abgasführungskanal (76), der als Kühlbereich dient, umgehbar ist, wobei der Abgasstrom abhängig von der Stellung einer im Gehäuse (2, 58) angeordneten Bypassklappe (74) entweder über den Abgasführungskanal (76) oder über den Bypasskanal (70) führbar ist.Oil-exhaust cooling module for an internal combustion engine according to one of the preceding claims,
characterized in that
in the housing (2, 58) a bypass channel (70) is formed, via which an exhaust gas duct (76), which serves as a cooling area, can be bypassed, the exhaust gas flow being dependent on the position of a bypass flap (74) arranged in the housing (2, 58) ) can be guided either via the exhaust gas guide channel (76) or via the bypass channel (70). Öl-Abgas-Kühlmodul für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
am Außengehäuse (26, 32) des Abgaswärmetauschers (6) ein Kühlmitteleinlassstutzen (64) und ein Kühlmittelauslassstutzen (66) angeordnet sind, die eine fluidische Verbindung zu einem Kühlmittelmantel (62) des Abgaswärmetauschers (6) herstellen und im Ölführungsgehäuse (10) Kühlmittelkanäle ausgebildet sind, die eine fluidische Verbindung vom Kurbelgehäuse zum Ölwärmetauscher (8) herstellen.Oil-exhaust cooling module for an internal combustion engine according to one of the preceding claims,
characterized in that
on the outer housing (26, 32) of the exhaust gas heat exchanger (6) a Kühlmitteleinlassstutzen (64) and a Kühlmittelauslassstutzen (66) are arranged, which establish a fluidic connection to a coolant jacket (62) of the exhaust gas heat exchanger (6) and formed in the oil guide housing (10) coolant channels are that establish a fluidic connection from the crankcase to the oil heat exchanger (8).
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