热交换装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及适用于对EGR(排气再循环)系统中的再循环排气进行冷却的热交换装置。本发明专利技术的特征在于允许将热交换器集成在与液体冷却剂流体连通的内燃发动机的发动机缸体的腔室中的构造。

Heat exchanger

The present invention relates to a heat exchanger suitable for cooling recirculating exhaust gases in a EGR (exhaust gas recirculation) system. The present invention is characterized in that a structure in which a heat exchanger is integrated into a chamber of an engine block of an internal combustion engine in fluid communication with a liquid coolant is constructed.

【技术实现步骤摘要】
热交换装置
本专利技术涉及适用于对EGR(排气再循环)系统中的再循环排气进行冷却的热交换装置。本专利技术的特征在于允许将热交换器集成在与液体冷却剂流体连通的内燃发动机的发动机缸体的腔室中的构造。本专利技术具有保护环境的效果。
技术介绍
正经历密集发展的
之一是用于减少内燃发动机中的污染排放的系统的领域。具体地，EGR系统通过将排气的一部分重新引入进气装置而使所述气体再循环以减少进入燃烧室的氧气量，并且因此减少氮氧化物排放。再循环气体必须被预先处理，以防止它具有尘埃微粒并且防止其温度过高。这些再循环气体处理允许防止燃烧室变脏并且防止进气温度增加，而这些状况会导致减少的填充并且因此导致发动机功率的急剧减少。获得这种再循环气体处理所需的装置占据空间，并且需要管道来将气体从排气管路中的采集点经过EGR系统需要的每个部件输送到进气装置。在内燃发动机中并入额外部件的一个最大缺点是发动机舱中可用的极少空间。增添部件所需的封装制约了装置的形状及其位置。当两个不同的装置位于发动机舱的独立间隙中时，由于需要延伸连通两个装置的管道而存在额外的不利之处。两个装置和连接它们的这些管道占据有限的可用空间，这进一步使发动机组装和维修复杂化。EGR系统中的必要部件是冷却排气以使它适于进气温度的热交换器。最常见的热交换器允许热气体经过被容纳在壳体中的管束。从热气体汲取热量的液体冷却剂被允许在壳体与管束之间经过，从而冷却管束的管。进而，通过液体冷却剂移除的热量借助于散热器被疏散到大气。对于这种热交换器结构，壳体是用于保持挡板与入口和出口歧管分开的抵抗元件。热交换管在这些挡板之间延伸。该装配件形成一种装置，该装置被容纳在发动机舱中并且需要流体连接以使得在发动机缸体与散热器之间循环的液体冷却剂也经过允许冷却排气的这种热交换器。本专利技术借助于如下热交换器结构解决了上述问题：该结构允许将热交换器集成在发动机缸体中以使得所述热交换器被容纳在用发动机的液体冷却剂填充的腔室中。除了不占据热交换器作为独立装置将使用的空间外，它还防止了液体冷却剂的流体连接。根据本专利技术的一个或多个实施例，也防止了冷却气体出口的流体连接。
技术实现思路
本专利技术的一个方面涉及一种热交换装置，其被配置用于安装在提供在内燃发动机的发动机缸体中的腔室中。发动机的液体冷却剂流过该腔室，使得该装置不需要液体冷却剂入口和出口管道，从而节省了占据发动机舱中的空间的部件以及管道。该腔室具有周边座部，该装置搁置在该周边座部上以闭合该腔室，使得该装置与发动机缸体集成在一起。所述装置包含：-结构元件，其进而包含板、第一支撑件和第二支撑件，其中：所述板具有内表面和外表面，所述内表面被配置用于朝向所述腔室取向，并且其中所述板在其内表面上包含座部，该座部被配置用于搁置在所述发动机缸体的所述腔室的所述周边座部上；所述第一支撑件位于所述板的所述内表面上；以及所述第二支撑件也位于所述板的所述内表面上，-热交换管束，其位于所述板的所述内表面的一侧上，所述管束的一个端部被固定在所述第一支撑件中，并且所述管束的相对端部被固定在所述第二支撑件中。该装置包含结构元件，所述结构元件被理解为能够固定不同部件的元件，这是支撑功能；并且它还能够承受在构成交换器的该组元件中产生的应力。换言之，不仅该装置的部件被固定到该结构元件，而且例如由于组装、热膨胀、惯性应力等引起的应力能够出现在元件之间，并且这样的应力被传递到结构元件而不需要通向发动机缸体的额外结构元件。最显著的应力是由于管束的热膨胀引起的那些应力，并且本专利技术将该结构元件建立为负责吸收这些应力而不将它们传递到发动机缸体的结构元件，或换言之，不需要发动机缸体必须是赋予该装置结构稳定性的元件的一部分。该结构元件主要由三个元件(板和两个支撑件)形成。该板不仅是结构元件的基础元件，而且也用于建立容纳该装置(即热交换器)的腔室的闭合体。该闭合体通过被配置用于搁置在发动机缸体的腔室的周边座部上的座部来实现。该板定义了两个表面，即内表面和外表面。该内表面意图位于腔室内部，并且因此在与液体冷却剂接触的侧面上。在被组装在发动机缸体中之后，外表面位于腔室外部。该相同结构元件具有第一支撑件和第二支撑件。每一个支撑件能够被配置为所述板的整体部分，或被配置为与所述板牢固地附接在一起的独立零件，假设一旦被附接，它与板一起形成单个抵抗元件。热交换管在两个支撑件之间延伸。这些支撑件允许管束在腔室内部延伸并且被液体冷却剂覆盖。管束的惯性移动或热膨胀所产生的应力被传递到第一和第二支撑件，所述第一和第二支撑件进而将它们传递到板。因此，无需从腔室的内部开始的抵抗元件，热交换器的所有主要元件都被合适地固定，并且用闭合该腔室的抵抗元件支撑。根据一些实施例，所述管能够在其长度的中间节段或中间点处包含额外的元件，所述额外的元件被固定到抵抗元件以减少由于作用在管束上的惯性应力引起的振动。此外，所述第一支撑件包含第一内腔，所述第一内腔通过所述板的第一开口与所述板的所述外表面流体连通，并且还在所述管束的其中一个端部处与所述交换管的内部流体连通；并且所述第二支撑件包含第二内腔，所述第二内腔与所述发动机缸体的再循环气体进气入口流体连通，并且还在所述管束的相对端部处与所述交换管的内部流体连通。换言之，管束的热交换管主要通过其端部借助于第一和第二支撑件而被固定。此外，这些支撑件分别包含内腔，即所谓的第一内腔和第二内腔，所述内腔与管的内部并且与待冷却的气体的入口或出口流体连通。在第一支撑件的情况下，内腔与板的外表面流体连通。这种流体连通接收来自排气管道的热气体的输入，使得它能够进入热交换管，从而通过将其热转移到腔室的液体冷却剂而降低其温度。在第二支撑件的情况下，第二内腔与位于发动机缸体中的进气装置流体连通。根据第一实施例，通过其引入已冷却的再循环气体以便与来自大气的空气混合的发动机缸体的进气装置可从腔室外部的开口进入并且与所述腔室分开。在这些实施例中提供了使得第二内腔与位于外表面上的腔室或管道流体连通以便随后通过发动机缸体的该开口被引入的装置。根据第二实施例，通过其引入已冷却的再循环气体以便与来自大气的空气混合的发动机缸体的进气装置可从位于腔室内的开口进入。液体冷却剂不能进入该开口。在这些实施例中，第二内腔与用于将已冷却的气体引入到发动机的进气装置的开口流体连通。这些实施例将利用附图更详细地进行描述。附图说明根据参考附图仅以图示性且非限制性示例的方式给出的优选实施例的以下详细描述，将会更清楚地理解本专利技术的这些及其他特征和优点。图1以遵循交换管的方向的纵向截面示出本专利技术的第一实施例。该装置适用于内燃发动机，其中接收该装置的腔室与再循环气体的进气开口是分开的。图2示出没有发动机缸体的相同实施例的透视图，其中管束以及与管束链接在一起的一组元件被示为分开以允许观察该装置的具体细节。图3示出本专利技术的第二实施例的同样遵循交换管的方向的纵向截面。该构造类似于第一实施例的构造，不同之处在于定义已冷却气体的路径的腔室和管路具有较不突然的方向改变以最小化压力损失，并且支撑件不与板集成在一起。图4示出适合于被安装在发动机缸体的腔室中的第三实施例，其中一旦再循环气体被冷却后，所述腔室并入再循环气体的入口开口。该图示出了顶视图。为了清楚起见，发动机缸体的示意表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热交换装置，其被配置用于安装在内燃发动机的发动机缸体(E)的腔室(C)的周边座部上，所述腔室(C)与所述发动机的液体冷却剂流体连通，其特征在于所述装置包含：结构元件(1)，其进而包含板(1.1)、第一支撑件(1.2)和第二支撑件(1.3)，其中：所述板(1.1)具有内表面(A)和外表面(B)，所述内表面(A)被配置用于朝向所述腔室(C)取向，并且其中所述板(1.1)在其内表面(A)上包含被配置用于搁置在所述发动机缸体(E)的所述腔室(C)的所述周边座部上的座部；所述第一支撑件(1.2)位于所述板(1.1)的所述内表面(A)上；并且所述第二支撑件(1.3)也位于所述板(1.1)的所述内表面(A)上，热交换管束(2)，其位于所述板(1.1)的所述内表面(A)的一侧上，所述管束(2)的一个端部被固定在所述第一支撑件(1.2)中，并且所述管束(2)的相对端部被固定在所述第二支撑件(1.3)中，其中所述第一支撑件(1.2)包含第一内腔(1.2.1)，所述第一内腔(1.2.1)通过所述板(1.1)的第一开口(1.2.2)与所述板(1.1)的所述外表面(B)流体连通，并且还在所述管束(2)的其中一个端部处与所述交换管的内部流体连通；并且所述第二支撑件(1.3)包含第二内腔(1.3.1)，所述第二内腔(1.3.1)与所述发动机缸体(E)的再循环气体进气开口(R)流体连通，并且还在所述管束(2)的相对端部处与所述交换管的内部流体连通。...

【技术特征摘要】
2016.01.19 EP 16382019.41.一种热交换装置，其被配置用于安装在内燃发动机的发动机缸体(E)的腔室(C)的周边座部上，所述腔室(C)与所述发动机的液体冷却剂流体连通，其特征在于所述装置包含：结构元件(1)，其进而包含板(1.1)、第一支撑件(1.2)和第二支撑件(1.3)，其中：所述板(1.1)具有内表面(A)和外表面(B)，所述内表面(A)被配置用于朝向所述腔室(C)取向，并且其中所述板(1.1)在其内表面(A)上包含被配置用于搁置在所述发动机缸体(E)的所述腔室(C)的所述周边座部上的座部；所述第一支撑件(1.2)位于所述板(1.1)的所述内表面(A)上；并且所述第二支撑件(1.3)也位于所述板(1.1)的所述内表面(A)上，热交换管束(2)，其位于所述板(1.1)的所述内表面(A)的一侧上，所述管束(2)的一个端部被固定在所述第一支撑件(1.2)中，并且所述管束(2)的相对端部被固定在所述第二支撑件(1.3)中，其中所述第一支撑件(1.2)包含第一内腔(1.2.1)，所述第一内腔(1.2.1)通过所述板(1.1)的第一开口(1.2.2)与所述板(1.1)的所述外表面(B)流体连通，并且还在所述管束(2)的其中一个端部处与所述交换管的内部流体连通；并且所述第二支撑件(1.3)包含第二内腔(1.3.1)，所述第二内腔(1.3.1)与所述发动机缸体(E)的再循环气体进气开口(R)流体连通，并且还在所述管束(2)的相对端部处与所述交换管的内部流体连通。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述结构元件(1)包含位于所述板(1.1)的所述外表面(B)的一侧上的次级腔(CS)，并且其中：所述第二内腔(1.3.1)通过所述板(1.1)的第二开口(1.3.2)与所述次级腔(CS)流体连通；并且所述次级腔(CS)通过所述板(1.1)的所述第二开口(1.3.2)或通过所述板(1.1)的第三开口(1.4)与所述发动机缸体(E)的进气装置流体连通，以便当再循环气体进气开口(R)位于所述发动机缸体(E)的所述腔室(C)外部时允许通过所述再循环气体进气开口(R)供应经冷却的气体。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二内腔(1.3.1)与所述发动机缸体(E)的再循环气体进气开口(R)流体连通，其中该流体连通和所述开口(R)完全位于所述发动机缸体(E...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·G·福南德斯，P·里约，
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