專利名稱：用于內(nèi)燃機(jī)的增壓空氣管道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的增壓空氣管道。
背景技術(shù)：
DE 10 2007 040 661 Al公開一種用于內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣歧管，有冷卻劑流經(jīng)的熱交
換器被整合于其中以用于冷卻增壓空氣。通過第一調(diào)節(jié)翻板閥，增壓空氣流可以以可調(diào)的方式被引導(dǎo)通過該熱交換器或旁路管道。第二獨(dú)立調(diào)節(jié)翻板閥也具有節(jié)流閥的功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所致力解決的問題在于，提供一種包括熱交換器的增壓空氣管道以用于冷卻增壓空氣，該增壓空氣管可以容易地適用于不同操作情況。根據(jù)本發(fā)明，通過以下特征為上述類型的增壓空氣管道解決該問題。旁路的設(shè)置使得增壓空氣繞過第一熱交換器而不繞過第二熱交換器的操作模式具有可能。因此，增壓空氣仍被第二熱交換器冷卻，而壓降同時(shí)減少。在內(nèi)燃機(jī)的部分負(fù)載操作中，這種僅繞過第一熱交換器的方式是尤其有利的，但不是必要的。在一個(gè)優(yōu)選方案中，功能可以被整合，其中，可以僅用單個(gè)致動(dòng)器使增壓空氣的路徑選擇適用于各種操作條件。尤其對于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)而言，包括常規(guī)操作(廢氣被導(dǎo)向經(jīng)過所有熱交換器)、冷啟動(dòng)操作和/或部分負(fù)載操作(廢氣被導(dǎo)向經(jīng)過旁路或僅經(jīng)過第二熱交換器)和節(jié)流操作(例如用于再生微粒過濾器和/或關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī))。根據(jù)本發(fā)明，增壓空氣應(yīng)該理解為混合或未混合再循環(huán)廢氣的壓縮空氣。本發(fā)明可以優(yōu)選用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，但根據(jù)需要，也可以用于火花點(diǎn)火的發(fā)動(dòng)機(jī)或其它內(nèi)燃機(jī)。在本發(fā)明的一個(gè)尤其優(yōu)選實(shí)施例中，第一熱交換器以高溫?zé)峤粨Q器(HT)形式存在，第二熱交換器以低溫?zé)峤粨Q器(NT)形式存在。這使得在完全負(fù)載或?qū)蛲ㄟ^所有熱交換器的情況下非常有效的冷卻成為可能。此外，當(dāng)轉(zhuǎn)變?yōu)椴糠重?fù)載操作時(shí)，高溫?zé)峤粨Q器可以被立即快速繞過，從而防止增壓空氣被加熱。尤其是，可以設(shè)有轉(zhuǎn)換致動(dòng)器的控制策略， 根據(jù)該策略，若流入增壓空氣的溫度比高溫?zé)峤粨Q器的冷卻液溫度低，通過旁路適當(dāng)?shù)乩@過。典型地，但不必要地，例如具有90°C普通操作溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑流經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器，而來自冷卻系統(tǒng)低溫支流的更冷的冷卻劑流經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器。總之，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于操作溫度時(shí)，從而防止在例如部分負(fù)載的操作條件下增壓空氣被第一熱交換器加熱。在部分負(fù)載范圍內(nèi)，以這種方式，增壓空氣的冷卻效率可以提高，并且因此內(nèi)燃機(jī)的效率可以提
尚ο在本發(fā)明的一個(gè)可能但不必要的實(shí)施例中，增壓空氣管道僅包括一個(gè)以上述方式選擇路徑的旁路，從而保證增壓空氣總是被導(dǎo)向至少經(jīng)過另一熱交換器。在本發(fā)明的一個(gè)一般有利方案中，還設(shè)有第二旁路，其中第二旁路通向第二熱交換器的下游。若有必要，例如在冷啟動(dòng)或其它具體操作條件下，所有熱交換器可以因此被完全繞過。尤其優(yōu)選地，這和廢氣再循環(huán)一起進(jìn)行，從而防止在熱交換器上形成冷凝，熱交換器上的冷凝在冷啟動(dòng)條件下尤其危險(xiǎn)。在一個(gè)優(yōu)選的具體實(shí)施例中，在另一功能整合情況下，在致動(dòng)器的第三位置處，增壓空氣從入口流到第二旁路?？蛇x地，還可以設(shè)有輔助致動(dòng)器以轉(zhuǎn)換第二旁路，其中第二旁路以第一旁路的可封閉延伸段形式存在。在本發(fā)明的一個(gè)一般優(yōu)選實(shí)施例中，增壓空氣管道以內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣歧管形式存在。以這種方式產(chǎn)生一種包括熱交換器和致動(dòng)器的緊湊的集成單元，該集成單元可以直安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸蓋上，并且允許冷卻和根據(jù)操作模式進(jìn)行不同的增壓空氣路徑選擇。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，致動(dòng)器設(shè)于優(yōu)選大體圓柱形的管道中，其中，在一種可能的具體實(shí)施例中，增壓空氣流在管道的區(qū)域轉(zhuǎn)向約90°。致動(dòng)器的這種設(shè)置使得以小的省空間設(shè)計(jì)獲得大的增壓空氣產(chǎn)量成為可能。在本發(fā)明的一個(gè)尤其優(yōu)選實(shí)施例中，致動(dòng)器以可繞軸旋轉(zhuǎn)的滾筒形式存在。這導(dǎo)致緊湊和可靠的設(shè)計(jì)。該滾筒可以以中空滾筒形式存在，例如，其中增壓空氣流軸向進(jìn)入滾筒且從滾筒壁中的徑向開口離開。根據(jù)滾筒在旋轉(zhuǎn)方向上的位置，開口完全地、部分地或完全不與通向熱交換器的供給元件或旁路開口重合。另外優(yōu)選地，致動(dòng)器包括阻斷表面，其中，阻斷表面具有幾何結(jié)構(gòu)以減小流動(dòng)截面。該幾何機(jī)構(gòu)可以以致動(dòng)器的鋸齒狀邊緣的近似形式存在，例如中空滾筒的開口邊緣，或者邊緣區(qū)域中輪廓分明的開口。中空滾筒的壁形成阻斷表面。因此，顯然通過致動(dòng)器精確調(diào)整流動(dòng)截面成為可能。也可以通過該幾何結(jié)構(gòu)，在流動(dòng)截面和致動(dòng)器運(yùn)動(dòng)之間形成非線性關(guān)系。這些措施使得致動(dòng)器也尤其適于用作火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)流閥，其中，對于流動(dòng)截面精度的要求通常非常高。在根據(jù)本發(fā)明的增壓空氣管道的一種緊湊和有效設(shè)計(jì)中，外殼包括用于增壓空氣 U形轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向區(qū)域，其中，在優(yōu)選的具體實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向區(qū)域設(shè)于一熱交換器下游和另一熱交換器上游。如此，發(fā)動(dòng)機(jī)艙中的可用空間可以被很好地利用，增壓空氣冷卻的兩級構(gòu)形可以通過分開的熱交換器實(shí)現(xiàn)?？蛇x地，熱交換器和另一熱交換器也可以作為單個(gè)熱交換器的不同部分。優(yōu)選地，外殼通常至少由兩部分組成。外殼部分可以在組裝，或螺接，或以其它方式連接后再彼此焊接。外殼部分優(yōu)選由塑料制成，例如聚酰胺。為了進(jìn)一步優(yōu)化，外殼上設(shè)有支桿，其中，支桿在致動(dòng)器的密封件區(qū)域?qū)ν鈿け诩庸獭亩?dāng)震動(dòng)和/或高溫高壓發(fā)生時(shí)，防止密封件區(qū)域的泄漏。在一個(gè)有利的具體實(shí)施例中，根據(jù)致動(dòng)器的位置，致動(dòng)器滑動(dòng)地座向至少一個(gè)密封件以防止增壓空氣沿一個(gè)路徑不希望地泄流。有利地，密封件可以一體鑄于外殼上。通常外殼最好至少在一些部分具有多層壁，其中，在一個(gè)可能的具體實(shí)施例中，冷卻劑在外殼壁之間流動(dòng)?？蛇x地或作為允許冷卻劑流經(jīng)的補(bǔ)充，也可以設(shè)有例如由金屬制成的隔熱板?？傊?，若在特定區(qū)域增壓空氣溫度超過200°C，使得低成本的塑料例如聚酰胺可用于外殼本身。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，外殼可以通過平行的兩行螺釘接頭連接到內(nèi)燃機(jī)，其中，在一個(gè)優(yōu)選但不必要的具體實(shí)施例中，至少一個(gè)螺釘接頭延伸穿過外殼的一部分。從而使得以非常小的負(fù)載與內(nèi)燃機(jī)的氣體入口側(cè)法蘭連接成為可能。在一個(gè)一般優(yōu)選的變型中，至少一個(gè)熱交換器設(shè)于螺釘接頭的平行行間，使得它以省空間的方式設(shè)置且很好地抵抗振動(dòng)。也可能所有熱交換器都設(shè)于螺釘接頭的平行行間。根據(jù)安裝空間的要求，第二熱交換器也可以設(shè)于螺釘接頭的行外，例如頂行螺釘接頭之上或底行螺釘接頭之下。從而也使得設(shè)于螺釘接頭行外的熱交換器具有較大的結(jié)構(gòu)高度。 總之，在所有所述實(shí)施例中，沒有螺釘接頭延伸穿過熱交換器的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域或有效制冷表面都是有利的，因?yàn)閷芏囝愋偷臒峤粨Q器來說這是很難實(shí)現(xiàn)的。在根據(jù)安裝空間要求優(yōu)選的變型中，熱交換器可以具有垂直于流動(dòng)方向的不同長度或相同長度。相同長度有利于零件設(shè)計(jì)的一致性和熱交換器中流動(dòng)阻力的均勻性。在基于不同熱交換器長度的設(shè)計(jì)中，可用安裝空間可以被以非常優(yōu)化的方式利用?？傊欣?，為了緊湊、小巧設(shè)計(jì)的目的，增壓空氣流在兩熱交換器中的上游熱交換器之后和下游熱交換器之前轉(zhuǎn)向180°。在一個(gè)有利的方案中，增壓空氣流可以在兩熱交換器中的下游熱交換器之后再次轉(zhuǎn)向。在第一具體實(shí)施例中，這可以以圍繞致動(dòng)器的彎曲導(dǎo)向方式進(jìn)行。在一個(gè)可選或補(bǔ)充的具體實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向至少90°。轉(zhuǎn)向的順序可以整體構(gòu)成例如U形流的熱交換器或S形流的熱交換器。在兩個(gè)前述具體實(shí)施例中，增壓空氣流轉(zhuǎn)向的旋轉(zhuǎn)方向可以改變貫穿增壓空氣管道路徑的軌跡，從而以較小壓降或零壓降保證離開熱交換器的空氣徹底混合。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，螺釘接頭的數(shù)量是四個(gè)或五個(gè)，四個(gè)優(yōu)選用于與三缸發(fā)動(dòng)機(jī)連接，五個(gè)優(yōu)選用于與四缸發(fā)動(dòng)機(jī)連接。如此，螺釘接頭的數(shù)量被保持最小化， 其中，這同時(shí)也保證了增壓空氣管道被無負(fù)載且安全地保持在內(nèi)燃機(jī)上。為了保證安裝簡便和安全，設(shè)有用于延伸穿過外殼的螺釘接頭的凹槽，該凹槽與外殼由同種材料一體成型。根據(jù)安裝空間，凹槽可以以溝道或隧道形式存在，其中，所有變型也可設(shè)于同一增壓空氣管道中。這種凹槽可以在由塑料制造部分或全部外殼的注塑成型過程中制成?；旧?，不同于塑料的任意類型外殼材料也是可行的，例如鋁。在一個(gè)一般優(yōu)選實(shí)施例中，熱交換器包括一疊置扁管，其中冷卻液流經(jīng)扁管，而增壓空氣圍繞扁管流動(dòng)。扁管可以設(shè)于大約上槽和下槽之間。優(yōu)選地，用于使冷卻液流經(jīng)扁管的所有接頭設(shè)于一個(gè)槽上。根據(jù)要求，扁管、可選地設(shè)于扁管之間的翅片、槽以及冷卻液接頭可以在釬焊爐中被釬焊在一起以形成一個(gè)盒式鋁熱交換器。在一個(gè)一般優(yōu)選實(shí)施例中，除了致動(dòng)器，還設(shè)有節(jié)流元件。尤其優(yōu)選地，通過節(jié)流元件完全阻斷增壓空氣。這種完全阻斷可以用于例如可靠地關(guān)閉柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，節(jié)流元件可以在部分負(fù)載操作范圍內(nèi)提供支持，例如為廢氣再循環(huán)提供充分的真空。總之，就致動(dòng)器而言，實(shí)現(xiàn)有力節(jié)流或完全阻斷增壓空氣流的能力可以省略，從而簡化關(guān)于密封致動(dòng)器的設(shè)計(jì)復(fù)雜性。尤其是當(dāng)致動(dòng)器以滾筒形狀成形時(shí)，設(shè)計(jì)可以保持簡單。在包括兩熱交換器的另一個(gè)可能實(shí)施例中，有利的是，在致動(dòng)器的第四位置，增壓空氣被從入口導(dǎo)向第二旁路，其中，第二旁路通向另一熱交換器的下游。因此，在相應(yīng)操作條件下，例如在冷啟動(dòng)的時(shí)候，可以完全繞過熱交換器或調(diào)節(jié)增壓空氣冷卻。根據(jù)安裝空間的要求，在一個(gè)包括兩熱交換器的實(shí)施例中，致動(dòng)器大體設(shè)于包括兩熱交換器的平面內(nèi)，尤其是在包括增壓空氣管道出口的平面內(nèi)。在這種構(gòu)形中，可以以非常簡單的方式實(shí)現(xiàn)用于將增壓空氣管道與內(nèi)燃機(jī)連接的螺釘接頭的引導(dǎo)。在一個(gè)可選實(shí)施例中，也可以將兩熱交換器和出口大體設(shè)于同一平面內(nèi)，而致動(dòng)器設(shè)于該平面外，尤其是完全位于該平面之上或之下。這種設(shè)計(jì)非常緊湊和小巧，從而可以最優(yōu)地利用緊鄰內(nèi)燃機(jī)的增壓空氣管的多個(gè)示例中的可用安裝空間。本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征將體現(xiàn)在下述實(shí)施例中。


以下描述了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，并參照附圖進(jìn)行詳細(xì)解釋。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的增壓空氣管的第一實(shí)施例的示意圖；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的增壓空氣管的第二實(shí)施例的示意圖；圖3示出在致動(dòng)器的第二位置時(shí)，根據(jù)圖1的增壓空氣管的具體實(shí)施例的剖視圖；圖4示出沿圖3中的線A-A的剖視圖；圖5示出本發(fā)明的另一實(shí)施例的立體圖；圖6示出圖5的實(shí)施例的另一立體圖；圖7示出圖5的實(shí)施例的側(cè)視圖；圖8示出圖5的實(shí)施例的俯視圖；圖9示出圖5的實(shí)施例的正視圖；圖10示出本發(fā)明的另一實(shí)施例的立體圖；圖11示出圖10的實(shí)施例的俯視圖；圖12示出圖10的實(shí)施例的第一側(cè)視圖；圖13示出圖10的實(shí)施例的第二側(cè)視圖；圖14示出本發(fā)明的另一實(shí)施例的立體圖；圖15示出圖14的實(shí)施例的俯視圖；圖16示出圖14的實(shí)施例的第一側(cè)視圖；以及圖17示出圖14的實(shí)施例的第二側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出第一實(shí)施例的示意圖，其中根據(jù)本發(fā)明的增壓空氣管道包括第一熱交換器6和第二熱交換器8。第一熱交換器6以高溫增壓空氣冷卻器(HT-LLK)的形式存在，第二熱交換器8以低溫增壓空氣冷卻器(NT-LLK)的形式存在。在根據(jù)圖1的示例中，兩熱交換器6、8彼此疊置，其中，當(dāng)從第一熱交換器流向第二熱交換器時(shí)，增壓空氣在轉(zhuǎn)向區(qū)域7 內(nèi)轉(zhuǎn)向180°。根據(jù)其位置，致動(dòng)器4將增壓空氣從入口 3導(dǎo)向不同路徑。在第一位置，增壓空氣被導(dǎo)向第一熱交換器6，然后經(jīng)過轉(zhuǎn)向區(qū)域7到達(dá)第二熱交換器8.在第二位置，增壓空氣被導(dǎo)向第一旁路13，通過該第一旁路13繞過第一熱交換器 6，因此旁路13通向第二熱交換器8的上游。在致動(dòng)器4的第三位置，增壓空氣被導(dǎo)向第二旁路28，該第二旁路28通向兩熱交換器6、8的下游并進(jìn)入增壓空氣管道的集流區(qū)域2。圖2示出第二示意實(shí)施例，其中，與圖1不同的是，兩熱交換器6、8位于同一平面中且一個(gè)置于另一個(gè)之后。因此，位于兩熱交換器6、8之間的轉(zhuǎn)向區(qū)域7被去除。
作為示例，圖3示出根據(jù)圖1的增壓空氣管道的一個(gè)結(jié)構(gòu)實(shí)施例。根據(jù)圖3-圖4 的增壓空氣管道以內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣歧管形式存在，其中，增壓空氣管道的外殼1圍繞集流區(qū)域2，該外殼1由聚酰胺制成，該集流區(qū)域2通過增壓空氣出口 2a與內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋法蘭連接，在本例中該內(nèi)燃機(jī)為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。外殼1具有入口 3，增壓空氣流入入口 3，并通過壓縮機(jī)例如廢氣渦輪增壓器被壓縮和加熱。在本例中，入口 3具有圓形截面，并延伸進(jìn)入圓柱形管道16，以滾筒形式設(shè)計(jì)的致動(dòng)器4置于圓柱形管道16中。致動(dòng)器4圍繞中空滾筒，該滾筒可以通過未示出的致動(dòng)器旋轉(zhuǎn)，該滾筒的壁上設(shè)有開口 5。中空滾筒4的壁是用于增壓空氣的徑向排出口，增壓空氣進(jìn)入外殼后，軸向流入中空滾筒4，然后大體轉(zhuǎn)過90°，通過開口 5離開中空滾筒4。圓柱形管道16中設(shè)有多個(gè)通道12、13、28，根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置開口 5被通過通道12、 13,28閉合。為了防止增壓空氣的泄流，圓柱形管道16的壁上還設(shè)有多個(gè)密封件14，在本例中密封件14以密封條形式存在，該密封條一體鑄于外殼材料上。為了為外殼1以及尤其是密封件14的位置提供對于增壓空氣的壓力和其它影響的充分穩(wěn)定性，在圓柱形管道16附近的外殼1上還設(shè)有支桿15。根據(jù)圖3，在致動(dòng)器的第一位置時(shí)，開口 5與外殼1內(nèi)的第一通道12重合。增壓空氣通過致動(dòng)器4的開口 5流向設(shè)置在外殼1內(nèi)的液冷式第一熱交換器6，接下來是轉(zhuǎn)向區(qū)域 7，以及在轉(zhuǎn)向180°后進(jìn)入第二熱交換器8。當(dāng)增壓空氣流經(jīng)熱交換器6、8時(shí)，熱能由此釋放到熱交換器的冷卻液中。在本例中，熱交換器6、8以單個(gè)熱交換器嵌件9的不同區(qū)域或部分形式存在，熱交換器嵌件9僅包括用于冷卻液的一個(gè)流入口 10和一個(gè)流出口 11。然而，可選地，也可以設(shè)有兩個(gè)單獨(dú)的熱交換器，其中每個(gè)熱交換器具有用于相同冷卻液或用于不同冷卻液的一個(gè)流入口和一個(gè)流出口。如此，單獨(dú)的熱交換器可以帶有不同溫度的冷卻液運(yùn)行，以提高增壓空氣冷卻的效率。相對于熱交換器的增壓空氣管道的設(shè)計(jì)也可以被稱為U形流冷卻器(也請參見根據(jù)圖1的示例)。增壓空氣流出另一熱交換器8后，流經(jīng)集流區(qū)域2，然后進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)。在中空滾筒4的第二位置時(shí)，通過中空滾筒的壁通向第一通道12的路徑被封閉， 該中空滾筒的壁作為阻斷表面，且開口 5與第二通道重合，該第二通道是沿著外部延伸的管形第一旁路13的起點(diǎn)。旁路13通向轉(zhuǎn)向區(qū)域7，也就是說，第一熱交換器6的下游和第二熱交換器8的上游。如此，在致動(dòng)器的第二位置時(shí)，只有兩熱交換器6、8中的第一熱交換器被繞開。例如當(dāng)從完全負(fù)載向部分負(fù)載轉(zhuǎn)換時(shí)，選擇這種操作模式。在本例中，部分增壓空氣的冷卻被省略，或者在特定情況下，在部分負(fù)載操作中由第一熱交換器6加熱到較小程度的增壓空氣的加熱被完全阻止。同時(shí)，通過繞過其中一個(gè)熱交換器，壓降減小，從而改善了部分負(fù)載操作的整體效率。在中空滾筒4的第三位置時(shí)，通向第一通道12和第二通道13的路徑被作為阻斷表面的中空滾筒的壁封閉，并且開口 5與的第三通道28重合，該第三通道28作為位于鄰近圓柱形管道16的集流區(qū)域2的壁中的第二旁路。在該位置時(shí)，增壓空氣由此直接從入口 3 經(jīng)過中空滾筒4流入集流區(qū)域2，從而未經(jīng)熱交換器6、8冷卻。例如，在冷啟動(dòng)階段，為了快速到達(dá)內(nèi)燃機(jī)的操作溫度，選擇這種操作模式。尤其是，增壓空氣可以與一部分再循環(huán)廢氣混合。廢氣可以在進(jìn)入根據(jù)本發(fā)明的增壓空氣管道之前加入，或者在增壓空氣管道內(nèi)加入(圖未示)。在致動(dòng)器4的另一位置時(shí)，開口 5與圓柱形管道16的壁相對，從而使增壓空氣的流動(dòng)截面被完全封閉或減小。在未示出的中間位置時(shí)，開口 5可以僅與通道12、13、28之一部分重合，從而導(dǎo)致流動(dòng)截面可調(diào)的、連續(xù)的減小，或者增壓空氣流的可調(diào)的節(jié)流。為了保證設(shè)置的高精度，鄰近開口 5的阻斷表面或中空滾筒的壁不具有平滑的邊緣，而是具有以鋸齒14形式存在的幾何結(jié)構(gòu)(參見圖4)。該鋸齒還可以向著滾筒中心成角度，以防止?jié)L筒4旋轉(zhuǎn)時(shí)被卡在外殼 1上。對于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，由于安裝空間有限，旋轉(zhuǎn)型節(jié)流閥的使用也被關(guān)注，為了這個(gè)目的例如采用更大的鋸齒獲得更精確的節(jié)流應(yīng)該是可能的。根據(jù)圖5-圖17的以下實(shí)施例共有的特征在于，設(shè)有用于安裝于三缸發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋上的兩行螺釘接頭17，即兩個(gè)上螺釘接頭17a和兩個(gè)下螺釘接頭17b，在本例中該兩行螺釘接頭17是平行的。用于將增壓空氣管道安裝于氣缸蓋上的螺釘或支桿未示出。在本例中，平行的兩行螺釘接頭間隔90mm的距離(從管道中心算起)。各實(shí)施例中，中空滾筒4的外徑相似，在60mm至65mm之間。如同第一實(shí)施例中，圖5-圖17中的每個(gè)實(shí)施例具有第一熱交換器6和第二熱交換器8。第一通道12和第二通道或旁路13也存在于每個(gè)例子中，并且在每個(gè)例子中以中空滾筒4形式存在的致動(dòng)器4的基本功能也相同。根據(jù)圖5-圖7的示例與根據(jù)圖2的示例的方案一致，其中兩熱交換器6、8設(shè)于同一平面內(nèi)且一個(gè)位于另一個(gè)之后。因此，熱交換器之間沒有轉(zhuǎn)向區(qū)域。兩熱交換器6、8中的每一個(gè)設(shè)于螺釘接頭17的行間。在本例中，這將熱交換器在垂直方向上的高度H限制為小于90mm，然而，通常允許縱向延伸長度L與氣缸蓋的整體寬度一致。根據(jù)實(shí)施例，下螺釘接頭17在增壓空氣管道下方延伸并且不與外殼碰撞。它們可以在例如增壓空氣出口 2a邊緣的固定片(圖未示)處相互作用。在一些區(qū)域，上螺釘接頭17延伸在凹槽18中，該凹槽18以與增壓空氣管道的第二轉(zhuǎn)向區(qū)域19由相同材料一體成型的卷邊形式存在，該增壓空氣管道也形成集流區(qū)域2。 在所述所有實(shí)施例中，增壓空氣管道由塑料制成，從而使凹槽18可以在注塑成型工藝中成形。在圖5-圖17的每一個(gè)示例中，設(shè)有至少一個(gè)管形旁路13，該管形旁路13起始于滾筒形致動(dòng)器4并通向第一熱交換器6的下游和第二熱交換器8的上游。在每例中，第一熱交換器6以整合于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的冷卻回路的高溫?zé)峤粨Q器形式存在。在本例中，操作溫度下的發(fā)動(dòng)機(jī)中的典型冷卻劑溫度在90°C范圍內(nèi)。隨后的第二熱交換器8以連接于冷卻回路的低溫分支的低溫?zé)峤粨Q器形式存在。此處的冷卻劑溫度非常低并可以達(dá)到環(huán)境空氣溫度?？蛇x擇地或可補(bǔ)充地，制冷回路的制冷劑流經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器也是可行的。根據(jù)圖5-圖17的實(shí)施例的另一共同特征在于設(shè)置于滾筒形致動(dòng)器4下游的節(jié)流元件23，該節(jié)流元件23可以通過電機(jī)致動(dòng)器23a以可驅(qū)動(dòng)方式調(diào)節(jié)。在每例中，節(jié)流元件 23a與滾筒形致動(dòng)器4設(shè)于同一圓柱形管道16中，并且以軸桿橫向延伸穿過圓柱形管道16 的圓形節(jié)流閥形式存在。通過節(jié)流元件23a，入口 3或圓柱形管道16可以被徹底阻斷，于是例如在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)可以通過節(jié)流閥被關(guān)閉。因此，對于致動(dòng)器4的復(fù)雜的密封措施可以省略，如果目的是僅利用致動(dòng)器4來徹底阻斷則該密封措施是必要的。節(jié)流閥23還可以被用于維持極端節(jié)流范圍內(nèi)的節(jié)流設(shè)置，例如，在致動(dòng)器4下游的部分負(fù)載范圍內(nèi)為高壓廢氣再循環(huán)產(chǎn)生充分的真空。在根據(jù)圖5-圖9的實(shí)施例中，通向第二熱交換器8上游的旁路13是增壓空氣管道的唯一旁路。因此，在致動(dòng)器4每個(gè)位置時(shí)，增壓空氣總是至少流經(jīng)另一熱交換器8。根據(jù)圖7的側(cè)視圖，包括致動(dòng)器4的圓柱形管道16和兩熱交換器6、8大體上位于同一平面內(nèi)，并且在增壓空氣流動(dòng)方向上一個(gè)熱交換器置于另一個(gè)之后。旁路13以延伸在該平面之上的彎曲扁管形式存在，通向熱交換器6、8之間的中部空間24。凹槽18形成于旁路13中，通過該凹槽18提供延伸通過外殼1的上螺釘接頭。下螺釘接頭完全延伸在外殼1之下。此外，用于驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器4的電機(jī)致動(dòng)器25設(shè)于外殼1的一邊且位于圓柱形管道16 的末端區(qū)域，與節(jié)流元件23相對。致動(dòng)器25包括可線性移動(dòng)的桿26，該桿26通過球形頭連接安裝到滾筒形致動(dòng)器的軸頸27，該軸頸27相對軸桿4的旋轉(zhuǎn)軸偏心地設(shè)置。通過桿 26的驅(qū)動(dòng)，軸頸27被移動(dòng)，致動(dòng)器4的滾筒隨之被移動(dòng)，從而能夠選擇上述多種增壓空氣路徑。與根據(jù)圖5-圖9的示例不同的是，在根據(jù)圖10到圖13的實(shí)施例中存在另一第二旁路28。致動(dòng)器4和每個(gè)熱交換器6、8位于同一平面內(nèi)的設(shè)置被保留，第一旁路管道13位于該平面之上的設(shè)置也被保留。此外，另一旁路管道28位于熱交換器6、8的平面之下且位于凹槽中，該旁路管道28與第一管道相似，都是扁的且沿外殼1的寬度延伸。第二旁路28 通向兩熱交換器6、8的下游，從而使增壓空氣能夠被導(dǎo)向而完全繞開所有熱交換器6、8。
與第一旁路管道13類似，第二旁路管道28包括凹槽18，用于與內(nèi)燃機(jī)連接的增壓空氣管道的下螺釘接頭設(shè)于該凹槽18中?？傊?，根據(jù)圖10-圖13的實(shí)施例的致動(dòng)器因此具有另外的第四設(shè)置，在該設(shè)置中增壓空氣被導(dǎo)向通過第二旁路28而完全繞過熱交換器6、8。如前所述，以下適用在致動(dòng)器的第一位置，增壓空氣被導(dǎo)向從入口 3通過所有熱交換器6、8到達(dá)出口 2a ；在第二位置， 增壓空氣被導(dǎo)向通過第一旁路13而至少部分繞過第一熱交換器，特別是完全繞過第一熱交換器6 ；在致動(dòng)器4的第三位置，通過使用第二旁路28，熱交換器6、8都被完全繞過。如同在所有其它實(shí)施例中，在每個(gè)位置，被導(dǎo)向的增壓空氣可以被節(jié)流，特別是通過使開口與滾筒開口部分地重合而節(jié)流。圖14-圖17示出本發(fā)明的另一實(shí)施例，如同根據(jù)圖10-圖13 的前述示例，總之，其具有第二旁路28以及增壓空氣管道的相同功能。與前述示例不同的是，外殼中的部件具有不同的空間配置，從而根據(jù)要求產(chǎn)生更有利的更高和更矮的設(shè)計(jì)。兩熱交換器6、8和出口 2a仍被設(shè)于同一平面內(nèi)且一個(gè)熱交換器置于另一個(gè)之后。 致動(dòng)器4沒有設(shè)于在該平面內(nèi)，而是在該平面之下。三區(qū)間管道從致動(dòng)器4的圓柱形管道 16分叉，即主管道12a用于將增壓空氣導(dǎo)向通過兩熱交換器6、8，第一旁路管道13用于將增壓空氣導(dǎo)向從入口 3到熱交換器6、8之間的中部空間24，以及第二旁路管道28用于將增壓空氣導(dǎo)向從入口 3到集流區(qū)域2或出口 2a而完全繞過兩熱交換器6、8。在本例中，設(shè)有用于螺釘接頭的隧道形凹槽18，該隧道形凹槽18延伸通過致動(dòng)器的平面和熱交換器6、8的平面之間的外殼1。在一個(gè)可選實(shí)施例中，致動(dòng)器可以被設(shè)于熱交換器6、8之下而不是熱交換器6、8之上(例如，通過將裝置旋轉(zhuǎn)180° )。對于上述每一實(shí)施例，如果存在第一旁路管道13和/或第二旁路管道28，它們可以通過平行于增壓空氣流延伸的肋條、蜂巢形管道或者類似結(jié)構(gòu)形成，以提高外殼1的剛度。應(yīng)當(dāng)理解，單個(gè)實(shí)施例的特征可以根據(jù)需要以任意方式彼此組合。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)的增壓空氣管道，包括外殼(1)，外殼(1)具有用于增壓空氣的至少一個(gè)入口(3)和至少一個(gè)出口(2a)，其中，第一熱交換器(6、8)設(shè)于外殼⑴中以冷卻增壓空氣，其中，旁路設(shè)于外殼(1)上而至少部分繞過熱交換器(6、8)，其中，致動(dòng)器(4)設(shè)于外殼(1)上以改變增壓空氣流，其中，在致動(dòng)器(4)的第一位置，增壓空氣從入口(3)被引導(dǎo)到第一熱交換器(6、8)，以及其中，在致動(dòng)器(4)的第二位置，增壓空氣從入口(3)被引導(dǎo)到旁路(13)，其特征在于，旁路(13)通向增壓空氣管道的第二熱交換器(8)的上游。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓空氣管道，其特征在于，第一熱交換器(6)以高溫?zé)峤粨Q器形式存在，且第二熱交換器(8)以低溫?zé)峤粨Q器形式存在。
3.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的增壓空氣管道，其特征在于，設(shè)有第二旁路(28)，其中第二旁路(28)通向第二熱交換器(8)的下游。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的增壓空氣管道，其特征在于，在致動(dòng)器的第三位置，增壓空氣從入口⑶流向第二旁路(28)。
5.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的增壓空氣管道，其特征在于，增壓空氣管道以內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣歧管形式存在。
6.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的增壓空氣管道，其特征在于，致動(dòng)器(4)設(shè)于圓柱形的管道(16)中，其中增壓空氣流在管道(16)的區(qū)域中轉(zhuǎn)向90°。
7.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的增壓空氣管道，其特征在于，致動(dòng)器(4)以可圍繞軸旋轉(zhuǎn)的滾筒形式存在。
8.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的增壓空氣管道，其特征在于，致動(dòng)器(4)包括阻斷表面，其中該阻斷表面具有幾何結(jié)構(gòu)(14)以減小流動(dòng)截面。
9.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的增壓空氣管道，其特征在于，外殼(1)通過平行的兩行(17a，17b)螺釘接頭(17)與內(nèi)燃機(jī)連接，其中，至少一個(gè)螺釘接頭(17)延伸通過外殼的一部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的增壓空氣管道，其特征在于，熱交換器(6、8)中的至少一個(gè)設(shè)于螺釘接頭(17a，17b)的平行行間。
11.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的增壓空氣管道，其特征在于，在兩熱交換器中的上游熱交換器(6)之后，在兩熱交換器中的下游熱交換器(8)之前，增壓空氣流轉(zhuǎn)向180°。
12.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的增壓空氣管道，其特征在于，致動(dòng)器(4)與兩熱交換器(6、8)大體設(shè)于同一平面內(nèi)，尤其是與增壓空氣管道的出口(2a)也在同一平面內(nèi)。
13.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的增壓空氣管道，其特征在于，兩熱交換器(6、8)和出口(2a)大體設(shè)于同一平面內(nèi)，其中致動(dòng)器(4)設(shè)于該平面之外，尤其是完全置于該平面之上或之下。
14.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求的增壓空氣管道，其特征在于，除了致動(dòng)器(4)之外還設(shè)有節(jié)流元件(23)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的增壓空氣管道，包括外殼(1)，外殼(1)具有用于增壓空氣的至少一個(gè)入口(3)和至少一個(gè)出口(2a)，其中，第一熱交換器(6、8)設(shè)于外殼(1)中以冷卻增壓空氣，其中，旁路設(shè)于外殼(1)上而至少部分繞過熱交換器(6、8)，其中，一致動(dòng)器(4)設(shè)于外殼(1)上以改變增壓空氣流，在致動(dòng)器(4)的第一位置，增壓空氣從入口(3)被引導(dǎo)到第一熱交換器(6、8)，以及其中，在致動(dòng)器(4)的第二位置，增壓空氣從入口(3)被引導(dǎo)到旁路(13)，旁路(13)通向增壓空氣管道的第二熱交換器(8)的上游。
文檔編號F02B29/04GK102459840SQ201080026500
公開日2012年5月16日 申請日期2010年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月17日
發(fā)明者烏爾里克·德嫩, 伯恩哈德·胡德曼, 卡爾-恩斯特·赫梅爾, 約翰尼斯·迪默, 阿希姆·雷曼 申請人:曼胡默爾福奧公司, 貝洱兩合公司