用于内燃机的热交换器制造技术

本申请涉及用于内燃机的热交换器，其中，第一流体(优选为热气体)将其热放出至第二流体(优选为冷却剂液体)。本发明专利技术具有盖罩，该盖罩限制所述交换器的热交换能力而不在元件或这些元件的部件之间引起胀差，由于热疲劳所述胀差可损坏设备或降低其使用寿命。因此，根据本发明专利技术配置的设备能够设定尺寸用于具有更高额定功率的发动机，并且相同的热交换器能够适用于与具有较低额定功率的发动机操作而不降低待冷却气体的速度，从而阻止在其中的颗粒或污垢的累积。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于内燃机的热交换器，其中第一流体(优选为热气体)将其热放出至第二流体(优选为冷却剂液体)。除了其他元件之外，热交换器通过多个热交换管形成，该多个热交换管带有具体配置：交换管包括沿所述交换管的纵向方向延伸的内翅片并且在内部配置多个内通道。另外，交换器包括通过连接段连续连接及附接的盖罩。盖罩中的每个插入在不同交换管的端部中，以覆盖交换管通道中的一个或更多个以减小其通路截面(section)。根据发动机为具有更高额定功率还是较低额定功率的发动机，制造具有不同额定功率的内燃机的热交换器需要重新设定尺寸或甚至重新设计热交换器。设计及制造多个交换器导致较大数量的不同部件以及高制造成本。通过使用较大数量的参考物也增加了制造成本。本专利技术具有盖罩，该盖罩限制交换器的热交换能力而不在元件或这些元件的部件之间导致胀差(differentialexpansion，胀差/不均匀膨胀)，由于热疲劳该胀差可损坏设备或降低其使用寿命。因此，根据本专利技术配置的设备能够设定尺寸用于具有更高额定功率的发动机，并且相同的热交换器能够适用于与具有较低额定功率的发动机操作而不降低待冷却的气体速度，从而阻止在其中的颗粒或污垢的积累。
技术介绍
制造具有不同额定功率的发动机(即使对于同一类型的车辆)需要每个类型的发动机具有根据其额定功率具体配置及设定尺寸的组件。例如，如果发动机制造商具有一系列具有不同额定功率的发动机，该发动机带有用于在进气处再次引入排气并且因此减少排气中的氧化氮排放物的EGR(排气再循环)系统，那么EGR系统中的每个具有根据再循环热气体流速设定尺寸的组件。反过来，再循环热气体流速也取决于每个发动机的额定功率。具体地，负责冷却再循环气体的热交换器将根据待冷却的热气体的流速设定尺寸。换句话讲，如果在具体范围中的发动机额定功率足够不同，那么可能甚至有必要根据其额定功率针对每个发动机型号设计及制造不同的热交换器。EGR系统的热交换器为一个示例；然而，内燃机具有针对其他具体用途的其他热交换器，这同样能够需要不同的设计且还需要不同的生产线。根据现有技术，如果大到足以冷却较高流速(即具有较高额定功率的发动机的流速)的热交换器经设计及制造以避免使用不同热交换器尺寸，那么这种热交换器不适用于具有较小额定功率的发动机。超大尺寸的热交换器能够排出较小流量(例如EGR气体流量)中的热；然而通过超大尺寸管道的流量通路导致非常低的流量速度。含有处于悬浮的颗粒(诸如在燃烧室中产生的那些颗粒)的气体的低速度导致所述颗粒在管道中累积并且不由气体夹带。颗粒的渐进式累积堵塞管道直到呈现出设备完全或部分无用。因为一个热交换管相对于另一个热交换管的不同温度(这会是当比较停用管与另一个可操作管的情况)导致纵向胀差，为了降低热交换管的能力且使其适于具有较小额定功率的发动机的目的，在热交换器中停用一个或更多个气体管道，这也被认为是不合适的。因为热交换管通常在两个挡板之间延伸，挡板中的每个接纳全部管的端部，所以管的胀差至少在管和挡板之间的附接部中导致应力并且因此由于热疲劳而破裂。本专利技术涉及热交换器，该热交换器能够适用于宽范围的待冷却的流体流量而不降低所述流体的速度，并且在该热交换器的交换管中不存在胀差。因此，本专利技术提供热交换器，该热交换器不因待冷却的流量的低速度而累积颗粒，也不遭受热疲劳，因为存在带有显著温度差的热交换管。根据本专利技术的热交换器的设计用于带有不同额定功率的一系列内燃机，使得制造单个热交换器是可能的，并且允许根据待冷却流体的流速及因此根据发动机的额定功率容易地配置所述热交换器，从而大幅度降低制造成本。
技术实现思路
本专利技术的第一方面为用于内燃机的热交换器，其允许被配置用于在待冷却气体的给定流速下操作。该配置通过部分地限制热交换管而进行，使得先前识别的技术问题不出现。根据该第一专利技术方面的热交换器包括：一束交换管，其用于在热气体和冷却剂流体之间的热交换；其中交换管为这样的管：被配置为平面管，带有内翅片，按照纵向方向(X-X′)延伸，并且其中内翅片在内部配置按照所述纵向方向(X-X′)延伸并且按照相对于所述纵向方向(X-X′)的横向方向(Y-Y′)分布的多个通道。在热气体和冷却剂之间的热交换通过交换管进行。热气体在交换管内循环并且冷却剂流体在交换管外流动，从而排出热。交换管具有内翅片。该内翅片有利于在交换管和在其中循环的热气体之间的热交换。另外，翅片通过限定沿交换管的纵向方向(X-X′)延伸的通道来划分管的内侧。该翅片为在管道中的每个之间的分隔壁，使得对于给定流量可以通过一个通道循环，而对于为零或不同的流量在另一个通道中循环是可能的。翅片不一定要在通道之间建立完整的密闭障碍；然而，如果通道之间的流量通过由翅片形成的壁，则所述流量必须相对于通过位于所述翅片的任一侧上的通道的主流量是无关紧要的。考虑管的截面，通道沿给定方向(Y-Y′)分布，该方向为横向或基本垂直于纵向方向(X-X′)。根据本专利技术的优选实施例，交换管的截面对应于平面管的截面。平面管的实施例是这样的实施例：其中平面管的截面被标定(demarcate)在两个直线段之间，其中这两个直线段在它们端部处通过两个弧形部连接。平行于直线段的中心线对应于横向方向(Y-Y′)。在这种相同实施例中，根据交换管的截面，内通道沿横向方向(Y-Y′)连续对准，在具有较大尺寸的截面的端部处示出两个通道，即通过弧形段对应于终止端的通道。考虑纵向方向(X-X′)，内翅片未必在交换管的最终端部之间延伸，而是根据优选实施例，翅片朝向交换管的内侧偏置。另外，根据该第一专利技术方面的热交换器包括：至少一个元件，该元件被配置为通过连接段连续连接及附接的多个盖罩，盖罩中的每个容纳在不同的交换管的一个端部中，以覆盖交换管的通道中的一个或更多个以减小其通路截面。热交换器具有由多个盖罩形成的至少一个元件。每个盖罩容纳在交换管的一个端部中，以覆盖其通道中的一个或更多个，使得其通路截面减小。元件具有将每个盖罩与下一个盖罩联接的连接段。盖罩被配置用于接收在交换管的端部中的插入，使得每个盖罩容纳在交换管的一个端部中并且连接段在交换管之外，以维持连续盖罩之间的联接。每个盖罩覆盖它容纳于其中的交换管的一个或更多个通道。由盖罩覆盖的通道不再允许待冷却气体穿过该通道的通路，因此在交换管中存在较少有效通道，导致交换管的通路截面减小。本专利技术的优选实施例使用平面管，其中通道按照交换管的横截面视图对准。在这些实施例中，盖罩覆盖例如最外侧通道(该通道由与交换管的两条直线段相连的弧形部标定)和至少一个或更多个内侧通道。虽然由于在热气体入口端部存在覆盖所述通道的盖罩，交换管具有被停用的通道，但是它们继续接收热气体，并且多个交换管继续可操作，因为它们全部接收热气体。因此，不存在带有能够产生应力以及热疲劳的不同温度的管。类似地，交换管的每个中通道数量的减小使该束管的通路截面减小，从而相对于如果没有通路通道被盖罩覆盖气体会具有的速度，增加待冷却气体的速度。通过保持高通路速度，阻止由于例如在燃烧室中产生的颗粒导致的积垢。用于限制热交换器的交换截面的盖罩以及包括所述盖罩的热交换器的各种具体配置在优选实施例中示出，所述优选实施例将借助附图加以描述。本专利技术的第二方面为用于制造热交换器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内燃机的热交换器，包括用于在热气体和冷却剂流体之间热交换的一束交换管(3)；其中所述交换管(3)为这样的管：被配置为平面管，带有内翅片(3.1.1)，按照纵向方向(X‑X′)延伸，并且其中所述内翅片(3.1.1)在内部配置按照所述纵向方向(X‑X′)延伸并且按照相对于所述纵向方向(X‑X′)的横向方向(Y‑Y′)分布的多个通道，特征在于，所述热交换器包括被配置为通过连接段(1.6)连续地连接和附接的多个盖罩(1)的至少一个元件，所述盖罩(1)中的每个容纳在不同的交换管(3)的一个端部中，以覆盖所述交换管(3)的所述通道中的一个或更多个从而减小所述交换管的通路截面。

【技术特征摘要】
2015.08.31 EP 15382434.71.一种用于内燃机的热交换器，包括用于在热气体和冷却剂流体之间热交换的一束交换管(3)；其中所述交换管(3)为这样的管：被配置为平面管，带有内翅片(3.1.1)，按照纵向方向(X-X′)延伸，并且其中所述内翅片(3.1.1)在内部配置按照所述纵向方向(X-X′)延伸并且按照相对于所述纵向方向(X-X′)的横向方向(Y-Y′)分布的多个通道，特征在于，所述热交换器包括被配置为通过连接段(1.6)连续地连接和附接的多个盖罩(1)的至少一个元件，所述盖罩(1)中的每个容纳在不同的交换管(3)的一个端部中，以覆盖所述交换管(3)的所述通道中的一个或更多个从而减小所述交换管的通路截面。2.根据权利要求1所述的交换器，其中至少一个盖罩(1)包括：闭合表面(1.1)，其被配置用于容纳在所述交换管(3)内，从而限制所述交换管(3)的通路截面；以及侧表面(1.2、1.3)，其被配置用于紧贴所述交换管(3)的所述内表面装配。3.根据权利要求1或2所述的交换器，其中至少一个盖罩(1)具有支撑表面(1.5)，所述支撑表面(1.5)被配置成在所述交换管(3)之外，并且被支撑在紧固挡板(2)上以紧固所述盖罩(1)被容纳其中的所述交换管(3)的所述端部或被支撑在所述交换管(3)的外边缘上。4.根据权利要求2和3所述的交换器，其中至少一个盖罩(1)中的所述闭合表面(1.1)和所述支撑表面(1.5)通过所述侧表面(1.2、1.3)彼此隔开。5.根据权利要求2至4中任一项所述的交换器，其中所述侧表面(1.2、1.3)被配置成适用于具有按照通过两个弧形部被连接在端部处的两个直线平行段的横截面的平面交换管(3)；其中所述侧表面(1.2、1.3)包括曲表面(1.2)，所述曲表面(1.2)适用于紧贴所述交换管(3)的所述截面的其中一个弯曲端部装配。6.根据权利要求2至4以及权利要求5中任一项所述的交换器，其中所述侧表面(1.2、1.3)包括相应平面侧面表面(1.3)，其被配置用于紧贴对应于所述交换管(3)的横截面的直线段的所述交换管(3)的壁的内表面的一部分装配，其中两个侧表面(1.3)相对地布置。7.根据权利要求6所述的交换器，其中所述曲表面(1.2)和所述侧表面(1.3)配置连续连接的表面。8.一种根据前述权利要求中任一项所述的交换器，其中在至少一个盖罩(1)中，所述闭合表面(1.1)具有倾斜或垂直于所述闭合表面(1.1)的凸出部(1.4)，所述凸出部(1.4)被配置用于至少部分地进入其容纳于其中的所述交换管(...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·格兰德费尔南德斯，G·特龙科索，
申请(专利权)人：西班牙博格华纳排放系统公司，
类型：发明
国别省市：西班牙;ES