带有减振交换器管束的废气热交换器制造技术

一种用于车辆排气系的热交换器（１），包括单独形成的、运输废气的交换器管（２０）的管束，其中各所述交换器管（２０）相对于流体流并联相连，所述交换器管设置在单独形成的、封闭的壳体（４０）内，冷却剂流动经过所述壳体，所述冷却剂在所述交换器管（２０）的外侧在其周围流动，其特征在于，设有用于所述热交换器管（２０）的管束的箍带（３０），所述箍带在所述管束外侧位于所述管束上并且以形成刚性机械连接的方式将多个热交换器管（２０）连接在一起。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的主题是车辆排气系的热交换器，尤其是车辆内燃机废气 再循环系统的热交换器，所述热交换器具有主权利要求前序部分的结 构。由于涉及车辆尾气排放尤其是氮氧化物排放的法规越来越严，所 以在内燃机领域中现有技术是将燃烧废气再循环至内燃机的进气侧。 燃烧废气本身并不再次在内燃机的燃烧室中参与燃烧过程，而是构成 惰性气体，稀释燃烧室内燃烧空气和燃料组成的混合物，并且确保更 充分的混合。因此，可以在燃烧过程中最小化以极高的燃烧温度为特 征的所谓热斑(hot spot)的出现。这种非常高的燃烧温度有利于氮氧化物的形成，因此必须要避免它的出现。
技术介绍
因为内燃机的效率大体上依赖于被引入内燃机燃烧室的燃烧空气 的温度，所以燃烧废气从内燃机燃烧室出来之后不能直接又被循环至 进气侧。实际上，燃烧废气温度必须明显降低。大体上，从内燃机燃烧室出来的燃烧废气的温度为90(TC或者更高。相反地，被供至内燃 机燃烧室燃烧空气的温度则不应超过150°C，并且优选明显低于这个 温度。对于冷却再循环燃烧废气而言，现有技术中已知的是利用所谓 的废气再循环冷却器。现有技术中已知各种不同的结构，其中，待冷 却的燃烧废气大体上循环通过交换器管，在所述交换器管的冷却剂流 动，其中冷却剂大体上是车辆的冷却水。在现有技术中已经提出将待 冷却的燃烧废气引导通过针对流体流并联连接的交换器管束，所述管 周围大体上流动所述冷却剂。专利公开文献DE102004019554A1公开了一种用于内燃机的废气 再循环系统，其中包括被制作成两部分铸件的废气热交换器。因为燃 料不会完全燃烧，所以非常热的燃烧废气是活性的，这就提出了一个 技术上很难甚至是不可能解决的问题，金属铸件的表面需要构造成可 与不锈钢表面比拟的惰性表面。专利公开文献DE102005055482A1公开了一种应用于内燃机的废 气再循环系统，避免了上述问题，其中将与高温燃烧废气接触的表面 被制作成非腐蚀性钢表面。热交换器管和容纳热交换器管的壳体被构 造单独的部件，它们在生产过程中组装。在专利公开文献文件DE102006009948A1所公开的废气热交换器 中，传输高温气体的管道和盛放环绕废气管道流动的冷却剂的壳体被 一体地构成为板式热交换器。用于热的燃烧气体的流道以及用于冷却 剂的流道仅仅在单独的例如深拉延的板被组装时形成，以形成片式热 交换器。专利公开文献DE102006049106A1也遵循了类似的概念。有关车辆内燃机中废气再循环技术的概述信息可以从例如专利公 开文献DE10011954A1中获取。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种用于车辆排气系的热交换器，其 包括具有改进的NVH特性(噪音、振动、硬度)的单独形成的交换器 管束。该目的通过具有主权利要求特征的、用于车辆排气系的废气热交 换器实现。本专利技术的热交换器是为车辆的废气系而设置的。本专利技术的热交换 器包括针对流体流并联相连的单独形成的运输废气的交换器管束。所 述交换器管设置在单独形成的、封闭的壳体内，冷却剂流经所述壳体。 所述冷却剂在所述交换器管的外侧在其周围流动。根据本专利技术，设有 用于所述热交换器管束的箍带，其中所述箍带在所述管束外侧位于所 述管束上。所述箍带还以形成刚性机械连接的方式将多个热交换器管 连接在一起，从而所述箍带可靠地防止交换器管束的至少外侧管的振 动。在另一改型实施例中，所述箍带还形成针对壳体由箍带连接一起 的热交换器管相对于所述壳体的机械对接部。在这种情况中，箍带不 仅防止了管束的交换器管彼此之间的相对振动，还防止了管束大体相 对于其周围壳体的集体振动(collective vibration)。如果所述对接部被构造成是弹性的，则获得特别的优点，从而热交换器管束相对于热交换器的壳体弹性支承。在本专利技术的热交换器的特别优选的实施例中，所述箍带设置成形 成围绕所述交换器管束的至少一部分而优选整个包围的夹持部。在本专利技术的热交换器的另一改进实施例中，在热交换器的壳体内 在所述管束内设置导流板，所述导流板用于在所述壳体内引导所述冷 却剂的流动。如果所述导流板例如通过焊接或钎焊机械刚性连接至多个交换器管，则获得针对NVH特性的优点。大体上，导流板连接至紧 邻其的交换器管。有利地，导流板不仅连接至多个交换器管，还机械 刚性连接至热交换器的壳体，尤其连接至诸如盖部件的壳体部分。如果所述交换器管的入口和出口设置成位于所述热交换器壳体外 侧，并且如果缠绕的流道在壳体内在交换器管内延伸，其中所述流道 包括至少135°而优选180。的旋转角度a，则有利的是本专利技术的热交换 器的热交换器管束的特别的减振实现。在U形或半圆形结构的交换器 管中，交换器管大体仅仅机械对接导通所述热交换器壳体的壁的点， 因而形成抗振特性很好的系统。振动的性能通过根据本专利技术提供的并 且形成围绕管束的包围夹持部的箍带被强烈减小。振动性能还通过前 面叙述过的导流板被进一步减小，此导流板同样和多个交换器管相连。如果将多个热交换器管机械刚性相连的加固元件安置在所述管束 内，则可以进一步减小交换器管束的振动性能。这种加固元件可以有 合适形状的金属带形成，其借助于钎焊或焊接连接至交换器管。通过 将金属带赋予合适的轮廓例如V形或U形轮廓，金属带可以设有必要 的刚度。优选地，本专利技术的热交换器中的交换器管由至少在导通所述壳体 的壁的点之间的一个单件制成，并且由诸如不锈钢、铝或铝合金的耐 腐蚀且耐热材料制成。为了使在交换器管内传输的未燃烧废气与交换 器管周围流动的冷却剂之间具有尽可能高的热交换率，热交换器管的 壁厚要构造成尽可能薄，当然这将提高它的振动性能。为使导热效率 得到进一步提高，可让交换器管传输的废气中产生强烈的紊流，在此 可以通过在交换器管内表面上形成螺旋结构来实现。在特别高效的方 式中，这种螺旋结构可以通过冲压对应的交换器管的壁而制成；因此，甚至进一步降低交换器管的刚度，这使得交换器管束的振动性能进一 步提高。特别地，在上下文中，在交换器管束上采取的前述减振措施 是有利的。附图说明以本专利技术为依据的热交换器的另一些优点和特征将在附属权利要 求以及下述实施例中得以体现，它们将通过图例得到进一步阐述。其 中图1是本专利技术的废气热交换器的第一实施例的分解视图； 图2是根据第二示意性实施例的废气热交换器的安装接口 F的俯 视图3是根据第三实施例的废气热交换器的交换器管束的俯视图； 图4是示出了如图1所示的热交换器的交换器管的示意图； 图5是如图4所示的交换器管的剖视图6是形成缠绕流道的交换器管的示意性示出，示出了回旋转角 度度a;图7是由壳体盖形成的接口 S的俯视图，其中入口和出口位于正 交栅格的栅格位置上；图8是由壳体盖形成的接口 S的俯视图，其中入口和出口位于六 角形栅格的栅格位置上；并且图9是壳体盖区域内交换器管的入口/出口的剖视图。具体实施例方式图1示出了根据第一示意性实施例的本专利技术的废气热交换器1的 分解视图。热交换器1包括壳体40，壳体包括由壳体盖60封闭的壳 罩50。壳罩50被构造为铸件，尤其可以由铝合金压铸制成。可选地， 在所示的示意性实施例中的壳罩50可由任何这样的材料制成，所述材 料可以一方面铸造加工并另一方面具有足够的热稳定性。因为本专利技术 的热交换器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆排气系的热交换器（１），包括单独形成的、运输废气的交换器管（２０）的管束，其中各所述交换器管（２０）相对于流体流并联，所述交换器管设置在单独形成的、封闭的壳体（４０）内，冷却剂流经所述壳体，所述冷却剂在所述交换器管（２０）的外侧在其周围流动，其特征在于，设有用于所述热交换器管（２０）的管束的箍带（３０），所述箍带在所述管束外侧位于所述管束上并且以形成刚性机械连接的方式将多个热交换器管（２０）连接在一起。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A卡佩勒，G赫伯特，A热帕，
申请(专利权)人：威斯通全球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]