用于在流体之间进行热交换的热交换设备的制造方法_2

文档序号:9239769阅读:来源:国知局
进的冷却液分布区域。
[0041]提供用于在冷侧面上与通向型材节段之间的中间室的第二流体的导管连接的入口 /出口连接装置的技术特征通过包括由在连接区域中的侧板中的凸起(bulging)的简单解决方案在所有实施例中示出。然而,在所有情况下,重复在两个复合板之间形成一个室的建设性解决方案(如在相对侧中的第一流体的入口中执行的解决方案)是可能的,尽管此解决方案将是更加昂贵的且不必要的,因为关键区域将是第一流体的入口,即热侧,因为这是在存在相对于热疲劳的最大需求的情况。
[0042]包括热交换器(如上所述的一个热交换器)的EGR系统是本发明的目的,并且另外包括所述EGR系统的车辆也是本发明的目的。
[0043]所述设备的建设性细节以及使用实施例解决的附加技术问题在下列部分中进行描述。
【附图说明】
[0044]参照附图,从仅通过说明性和非限制性示例给出的优选实施例的下列详细描述来看,本发明的这些及其他特征和优点将变得更显而易见。
[0045]图1示出根据第一实施例的交换器的一组组件的分解透视图。
[0046]图2示出相同的第一实施例,其中示出根据平行于中间室限定在其间的型材节段的平面的纵向截面。
[0047]图3示出相同的第一实施例,其中详细示出一旦组装并具有允许在两端处、在第二流体、冷却液的入口和出口处看到内构造的四分之一截面的设备的透视图。
[0048]图4示出根据第二实施例的交换器的一组组件的分解透视图。
[0049]图5也示出相同的第二实施例的透视图,其中组件被组装。
[0050]图6示出相同的第二实施例,其中根据穿过中心轴线并平行于多个型材节段的平面示出截面,用于示出根据内室的相同实施例的构造和第二入流体到其入口的流的偏转。
[0051]图7示出在已应用两个局部截面,即在第二流体的入口处的第一截面和四分之一截面和除去对应于用于允许视觉通向第二流体的出口的棱镜的体积的另一截面之后相同的第二实施例的透视图。
[0052]图8示出根据第三实施例的交换器的一组组件的分解透视图。在该实施例中,冷却液的分布室的构造已被修改。
[0053]图9示出相同的第三实施例,其中示出一旦组装的设备的透视图。
[0054]图10示出相同的第三实施例的透视图,其中断开的纵向截面允许观察设备的内结构。
[0055]图11示出相同的第三实施例的正视截面图,其中突出显示用于分布进而容纳热气体的进气歧管的第二流体的分布室的构造。
[0056]图12示出根据第四实施例的交换器的一组组件的分解透视图。在该实施例中,偏转器元件的构造已被修改。
[0057]图13示出相同的第四实施例,其中根据穿过中心轴线并平行于多个型材节段的平面示出截面,用于示出根据内室的相同实施例的构造和第二流体到其入口的流的偏转。
[0058]图14示出在已应用允许视觉通向两个室的在第二流体的入口处的局部截面之后相同的第四实施例的透视图。
【具体实施方式】
[0059]本发明使用包含除必要技术特征以外的其他特征的三个实施例以更详细的方式描述,其中每个实施例使无外壳的设备产生,所述无外壳的设备大部分能够通过穿过烘箱进行焊接来附接包层部件而进行制造并且在操作模式下是重量轻的。一些部件尤其是当它们具有高的Mg含量时能够例如通过CMT或TIG焊接而进行焊接。
[0060]在三个实施例中,考虑到要冷却的第一流体是起源于燃烧发动机并根据EGR系统在被冷却之后将重新引入进气歧管的热气体。冷却液流体是负责从热气体除热的液体。两种流体均通过在其间插入所述设备、用于将热气体的热传送到冷却液的导管而进行输送。
[0061]然而,这不是该热交换器的唯一应用。本发明的第一实施例,例如是重量特别轻的并且适合于冷却热气体,所述热气体不处于与EGR气体的温度一样高的温度。这是气体在两个步骤中压缩在涡轮增压发动机中的情况。中间冷却需要从第一压缩步骤进行到第二压缩步骤,用于减小其密度。第一实施例通过提供特别紧凑且重量轻的热交换器来解决该技术问题。
[0062]根据该实施例的设备由图1的分解透视图中的组件示出。该附图能够与图2和图3结合,从而一旦组装可以看到设备的内部。
[0063]主要结构包括多个挤压铝型材节段(1.1),其示出适用于要冷却的气体穿过其中的单元结构(1.1.1)。
[0064]在该实施例中,型材节段根据矩形截面构造并布置成彼此平行并间隔开,从而留下在操作模式下由冷却液占用的空间。
[0065]型材节段(1.1)之间的附接由三个板,即第一板(1.2)、第二板(1.3)和第三板(1.4)确保。
[0066]型材节段(1.1)之间的平行布置和其间的间距主要由布置在端部的两个板,即第一板(1.2)和第三板(1.4)限定。这些板(1.2、1.4)具有与型材节段(1.1)的截面对应的穿孔(1.2.1,1.4.1),使得在组装后型材节段(1.1)的端部容纳在所述穿孔(1.2.1,1.4.1)中。穿孔(1.2.1,1.4.1)能够优选地通过冲切获得。通过冲切产生的表面是接触与容纳所述端部的板(1.2、1.4)对应的型材节段(1.1)的端部的周边表面的那些表面。
[0067]假定第二板(1.3)被冲切用于与型材节段(1.1)的组装的周边构造重合,则第二板(1.3)是环状的。在此情况下,周边形状是矩形。
[0068]型材节段(1.1)之间的空间通过第一侧复合板(1.6)和第二侧复合板(1.7)横向地闭合。这些侧板(1.6、1.7)纵向地从第一板(1.2)延长到第二板(1.3);并且横向地足够延伸,以便覆盖型材节段(1.D之间的开口,从而形成用于冷却液穿过的内室。
[0069]根据该实施例,通过连接冷却液的入口(1.7.1)和出口(1.6.1)在延长的侧板(1.6、1.7)上形成锥形区域(1.6.2、1.7.2),已经简单地实现冷却液的流入和流出。
[0070]锥形构造允许入口导管和出口导管与布置在型材节段(1.1)之间的所有空腔连通。在该实施例中,使用带有朝向一组型材节段(1.1)取向的、具有减小的温度的铝表面的复合板允许所有接触表面的防泄漏性和特别是冷却液回路的防泄漏性。
[0071]在锥形构造(1.7.2)的情况下,允许到型材节段(1.1)之间的所有中间室中的流的均匀流入的冷却液分布室(C)在对应于入口导管的侧板(1.7)中在内部获得。
[0072]附接的其他防泄漏附件是与第一板(1.2)和第三板(1.4)的穿孔(1.2.1,1.4.1)的冲切表面以及第二板(1.3)的内矩形穿孔的冲切表面与一组型材节段(1.1)的外表面对应的那些。三个复合板(1.2、1.3、1.4)与一组型材节段(1.1)垂直地相交;尽管如此,已证明当穿过烘箱时邻近于湿型材节段(1.1)的接触区域的铝熔融,并且在冷却后确保冲切区域和型材节段(1.1)的附接。
[0073]当在并流中使用时,热气体穿过其中定位冷却液入口的交换器的同一端进入。因此,较热的端部由最冷液体冷却。当在逆流中使用时,热气体入口接触其中冷却液具有均匀分布的区域。在两种情况下,热点的可能性被减小。
[0074]热气体穿过锥形进气歧管(1.10)进入。该第一实施例具有重量特别轻的结构,因此与进气歧管(1.10)的附接已得到加强。进气歧管(1.10)通常由不锈钢制成。在该实施例中,代替利用硬部件旋拧进气歧管(1.10),假定第二铝板和第三铝板(1.3、1.4)的附接不足够硬,进气歧管(1.10)被旋拧到一对布置在由第二板(1.3)、第三板(1.4)和附接垫圈(1.14)形成的板的组装的另一侧上的L形硬化部件(1.13) ο在该实施例中,焊接到进气歧管(1.10)的、由不锈钢制成的附加的第四板(1.15)已并入,以确保利用进气歧管(1.10)的底座支撑附接垫圈(1.14)。
[0075]数量为二的L形部件(1.13)的形状允许在焊接热交换器的组件之后插入,使得每个L形部件(1.13)穿过一侧进入,直到其位于由第二板(1.3)、第三板(1.4)和第四板(1.15)以及垫圈(1.14)形成的束后面。对于附接,四个元件不足够硬,因此硬的L形部件(1.13)确保通过螺钉(1.10.1)与进气歧管(1.10)的良好附接。
[0076]气体在相对端处流出,其中出口歧管(1.11)收集已穿过每个型材节段(1.1)的气体。在该实施例中,歧管(1.11)是适合于包围或至少容纳型材节段(1.1)的端部的铝模制部件。第一板(1.2)不与型材节段(1.1)的端部齐平,但是稍微不齐平,以便允许安装与一组型材节段(1.1)的周边形状重合的歧管(1.11)。第一板(1.2)的位置是这样的,使得歧管(1.11)至少在其周边边缘中接触第一板(1.2)的侧表面。当歧管(1.11)由具有高Mg含量的模制铝制成时,歧管(1.11)和第一板(1.2)能够通过CMT焊接或可替代地通过TIG焊接而进行附接。
[0077]在该实施例中,辅助复合板(1.12)已经布置在紧密地在其边缘安装到第三板
(1.4)的在外部布置的型材节段(
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