[发明专利]用于内燃机的增压空气管道

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的增压空气管道。

背景技术

DE 10 2007 040 661 A1公开一种用于内燃机的进气歧管，其中集成了热交换器，冷却剂流经该热交换器以用于冷却增压空气。通过第一控制翻板阀，增压空气流可以以可调的方式被引导通过该热交换器或旁路管道。另外，第二独立调节翻板阀实现了节流片的功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种包括热交换器的增压空气管道以用于冷却增压空气，其中，通过简单装置使该管道适用于各种操作情况。

根据本发明，通过以下特征为上述类型的增压空气管道实现该目的。通过功能整合，可以仅用单个控制元件使增压空气的路径选择适用于各种操作条件。尤其对于柴油发动机而言，包括常规操作(废气被导向经过热交换器)、冷启动操作(废气被导向经过旁路)和节流操作(例如用于再生微粒过滤器和/或关闭发动机)。本发明中的增压空气应该理解为混合和未混合大量再循环废气的压缩空气。本发明优选用于柴油发动机，但根据需要，也可以用于汽油发动机或其它内燃机。

在本发明的一个一般优选实施例中，增压空气管道被设计作为内燃机的进气歧管。由此产生一种包括热交换器和控制元件的紧凑的集成单元，该集成单元可以直接与发动机的汽缸盖连接，并且允许冷却和根据操作模式进行各种增压空气路径选择。

在一个优选实施例中，控制元件设于优选大体圆柱形的管道中，其中，在一种可能的具体设计中，增压空气流在管道的区域转向约90°。控制元件的这种设置允许以小的省空间设计实现大的增压空气产量。

根据本发明的一个尤其优选实施例，控制元件被设计为可绕轴旋转的滚筒。这允许紧凑和可靠的构形。该滚筒被设计为例如中空滚筒，其中增压空气流轴向进入滚筒且从滚筒壁中的径向开口离开。根据滚筒在旋转方向上的位置，开口完全地、部分地或完全不与通向热交换器的供给元件或旁路的开口重合。

控制元件还优选具有阻断表面，其中，阻断表面具有几何结构以减小通道截面。该几何机构可以被设计为例如控制元件的锯齿状边缘，例如中空滚筒的开口边缘，或者边缘区域中轮廓分明的齿孔。中空滚筒的壁形成阻断表面。于是，通道截面显然可以通过控制元件被精确调整。此外，几何结构可以在通道截面和控制元件运动之间形成非线性关系。这些措施也使得控制元件尤其适于用作汽油发动机的节流片，该节流片通常受制于被调整的通道截面精度方面的极高要求。

在根据本发明的增压空气管道的一种紧凑和有效设计中，外壳包括用于增压空气U形转向的转向区域，其中，在优选的具体设计中，转向区域设于一热交换器下游和辅助的热交换器上游。因为采用分开的热交换器，除了发动机舱中的可用安装空间的良好利用，增压空气的冷却可以设计为两级。可选地，热交换器和辅助热交换器也可以作为单个热交换器的不同部分。

优选地，外壳通常至少由两部分组成。外壳部分可以在组装，或者螺接，或以其它方式连接后再彼此焊接。外壳部分可以优选由合成材料制成，例如聚酰胺。

为了进一步优化，外壳上设有支杆，其中，支杆在控制元件的垫圈区域对外壳壁起加固作用。从而，即使在震动和/或高温高压条件下，防止垫圈区域的泄漏。

在一个有利的具体设计中，通过根据控制元件的位置，控制元件滑动地座向至少一个垫圈以防止增压空气沿一个路径而不希望地泄流。有利地，垫圈可以与外壳一体铸成。

通常外壳最好至少在一些部分具有多层壁设计，其中，在一个可能的具体设计中，冷却剂在外壳壁之间流动。可选地或作为冷却剂流经的补充，可以设有例如由金属制成的隔热板。总之，即使在特定区域增压空气温度超过200℃，允许低成本的合成材料例如聚酰胺用于外壳。

在本发明的另一实施例中，外壳可以通过平行的两行螺钉接头连接到内燃机，其中，在一个优选但不必要的具体设计中，至少一个螺钉接头穿过外壳的一部分。如此，可以以非常低的应力与内燃机的气体入口侧法兰连接。

在一个一般优选的变形中，热交换器设于平行的螺钉接头的行间，使得它以省空间的方式设置且很好地抵抗振动。

在本发明的一个优选变型中，另外设有辅助热交换器，以实现具有预定冷却能力的安装空间的最佳调整。在第一可选具体设计中，辅助热交换器也设于螺钉接头的行间，使得整体设置尤其稳定且紧凑。然而，根据安装空间的要求，第二热交换器也可以设于螺钉接头的行外，例如上行螺钉接头之上或下行螺钉接头之下。此外，允许设于螺钉接头行外的热交换器具有较大的结构高度。总之，在所有前述实施例中，如果没有螺钉接头穿过热交换器的网络区域或有效制冷表面都是有利的，因为对很多热交换器设计来说这是很难实现的。