[发明专利]废气冷却器

说明书

技术领域

本发明涉及一种废气冷却器。

背景技术

为了降低内燃机的有害物质排放，常见的是：将废气在一定范围内引回并且连同空气/燃料混合物一起输送给燃烧室。根据马达的运行状态，在此必须将要引回的废气冷却。

US 2008/0202724 A1关于此涉及由未详细标明的材料构成的废气冷却器，所述废气冷却器沿流动方向观察具有废气输入管路、分配器、连接于其上的平行管、收集器和废气输出管路。在收集器还有分配器和大量平行管之间的连接部位处设有用于冷却剂的输入管路，所述冷却剂环流通过外罩限界的平行管，并且在沿着管的纵向延伸的一个部位处离开换热器。

DE 10 2009 028 487 A1涉及一种废气冷却器，所述废气冷却器至少部分地由挤压的铝构成。

发明内容

在上述背景下，本发明基于如下目的：提出一种废气冷却器，所述废气冷却器在各个构件和/或周围的构件的热负荷方面是改进的。

所述目的的解决方案通过在本发明中描述的废气冷却器来实现。

因此，根据本发明的废气冷却器具有由铝或铝合金构成的至少一个分配器，所述分配器设置在废气输入管路和换热器或传热器之间，并且由受限的空间包围，能够引导冷却介质经过所述受限的空间。应用铝或铝合金相对于应用钢具有成本优势，以及由于铝的更高的热导率提供更好的冷却功率。然而在此，所有构件、尤其是承担结构任务因而不允许显著削弱的构件仅在有限范围中经受加热。

因此，在根据本发明的、具有由铝构成的分配器的废气冷却器中，关键的是：尤其将直接与极其热的废气接触的构件保持在相容的温度范围中，其中在下文中对于铝加热的表述应理解为不仅对铝加热而且对铝合金加热。这表示大约200至250℃的最大温度，而能够输送具有直至800℃的废气。

根据本发明，通过如下方式防止入流侧上的关键构件的过度加热：分配器由受限空间包围，能够引导冷却介质经过所述受限空间。换言之，通过分配器由冷却介质、例如水环流，直接地冷却分配器。对围绕分配器的空间限界的构件能够称作为分配器外罩，并且具有至少一个用于冷却介质的入口。如下面更详细描述的那样，分配器外罩能够与尽可能柱形的或棱柱形的外罩连接，所述外罩提供了大量的平行管，废气流过所述平行管。在出口侧上存在与在入流侧上类似的外罩，所述外罩能够称作为收集器外罩并且包含至少一个用于冷却介质的出口。

在此，在关键的入流侧上，流动比设定成，使得在冷却介质继续流动到大量的平行管的区域中之前，首先确保关键的分配器的冷却。因此，能够避免关于温度关键的分配器的过热，并且这以有利的方式同样适用于周围的构件。

替选地或补充地，上述目的通过如下废气冷却器来实现，所述废气冷却器能够如上面描述的那样构成并且具有至少一个固定法兰，所述固定法兰优选由铝或铝合金构成，所述固定法兰与受限空间导热地连接，能够引导冷却介质经过所述空间。这种入流侧的固定法兰也是温度关键的，并且以有利的方式通过根据本发明的措施来冷却。因为法兰典型地位于废气输入管路和分配器外罩之外，所以根据本发明例如通过固定法兰和分配器外罩之间的大范围的接触面来确保：进行充分的散热。由此，由于借助冷却介质穿流受限空间引起的冷却作用能够扩展到与其邻接的固定法兰上，使得所述固定法兰被充分冷却，并且此外能够限制到周围的构件上的不期望的热传递。这尤其适用于如下优选的实施方式，在所述实施方式中，固定法兰由铝或铝合金构成。然而，如果固定法兰由其他材料、例如钢或适合的塑料构成，那么也能够使用上述优点。在为根据本发明的冷却器的每个部件、即例如分配器和/或固定法兰使用钢的情况下，钢作为材料提供更大的冷却面的优点。在本文中也要考虑的是：通过根据本发明的措施，在该部位处在分配器中已经能够冷却尤其热的废气。即当热的废气直接碰到尤其大的传热面上时，存在如下风险：在此开始煮沸周围的冷却剂，其中所述传热面存在于废气冷却器的连接到分配器上的“芯”中。废气冷却器的芯的区域中的这种关键的温度能够通过根据本发明的措施有利地避免。

关于换热器中的流动方向需要提出：所述换热器能够构成为逆流换热器或顺流换热器。此外，例如通过沿着其纵向方向设有至少一个用于冷却介质的入流口或出流口并且与之相应地在每个端部的区域中存在至少一个入流口或出流口，这两个结构类型的组合是可行的。

根据本发明的废气冷却器的优选的改进形式在说明书中描述。