热回收设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是热回收设备，其特别适用于内燃发动机，且更特别地适用于包含WHRS(余热回收系统)的发动机。本发明的设备涉及来自排气的热偶尔回收，其中本发明发挥该功能，以便因为包括所述设备，循环排气的主管道不受压头损失的显著增加影响。
【背景技术】
[0002]在内燃发动机中热回收的基本原理简单。排气是高温气体，其被排放到大气中从而浪费大量的能量。如果这些气体通过热交换器，那么部分热被传递到另一种流体，以便用于各种应用中，且其能量被部分利用。这些以例子提到的应用包括在起动时加热车辆内部或增加机油温度使其在尽可能最短的时间内达到最优润滑状态。
[0003]排气通过热交换器不必在所有时间发生，因此需要存在管理热气通过热交换器或通过与热交换器平行设置的主管道的旁通阀，且因此无需交换器介入。
[0004]旁通阀有主腔室，其与一个入口和两个出口流体连通，以便内部阀瓣的位置确立流体是从入口转向到其中一个出口还是另一个出口。在一个方向或另一个方向的流动的转向总会引起压力损失。
[0005]当由于热回收仅不时起作用而导致热交换器仅偶尔被使用时，甚至在不使用热回收功能的情况下，旁通阀的压力损耗持续削弱发动机的整体性能。
[0006]本发明解决了这个技术问题，因为它提供了如下热回收设备，当旁通阀被设置成使得通过关闭并防止气体通过热交换器使气体通过主管道时，该设备几乎不会产生损失并且在气体流动中不会产生任何改变。这个技术问题是以阀门的特殊构造解决的，即主管道具有几乎等同于不包含热回收设备时具有的构造的内部构造，也就是，流动路径实际上不会因为包含热回收设备而受影响。
【发明内容】
[0007]本发明是一种热设备，其特别适用于安装在内燃发动机的排气管道中，并更特别更适用于包含用于从排气回收热的热回收系统的发动机。
[0008]正如前面所述，该设备允许偶尔的热回收，因此大多数时间热气流循环通过主排气管道，而不是被转向到热交换器。热回收设备的该构造特征就是经过主管道的这个流动实际上不会因为旁通阀和热交换器的存在而受影响。由于流动不受影响，所以存在的压头损失或压力损失接近既不存在热回收器也不存在旁通阀时所实现的损失。
[0009]热回收设备可以被安装在机动车的排气通路管道上，根据截面S，沿纵向X-X’延伸，且在其壁上具有两个开口。这些开口允许将设备安装在这个管道上。一个开口位于上游用于转向所有或部分流动经过热交换器，第二个开口位于下游用于在吸收其部分热用于回收之后使得气体流动返回至主管道。
[0010]该设备包括:
[0011]*热交换器，其进而包括:
[0012]-芯，其由位于壳内的一个或更多个交换管道形成，该壳用于容纳冷却剂流体，优选冷却剂液体，其中所述壳具有至少一个入口和一个出口以用于所述冷却剂流体通过来将从所述气体传递的热移除到所述冷却剂液体。
[0013]交换管道的芯将气体从进入交换器的入口输运到交换器的出口。在用于详细描述本发明的优选实施例中，这些管道在两个挡板之间延伸，所述挡板用于保持形成芯的管道的端部固定并彼此隔开且同时关闭由壳形成的腔室的端部，其中覆盖管道芯的冷却剂液体位于此处。冷却剂流体是输运热气产生的热的流体，且因此是输运被回收的热的载体。
[0014]-第一耦合体，其具有适用于耦合到排气管道的开口的底座，以提供通过所述开口在所述排气管道的内部与热交换器的芯的一个或更多个交换管道的内部之间的流体连通，
[0015]-第二耦合体，其具有适用于耦合到排气管道的不同于所述第一耦合体所耦合的所述开口的开口的底座，以提供通过所述开口的在热交换器的芯的一个或更多个交换管道的内部与排气管道的内部之间的流体连通，
[0016]-第一耦合体和第二耦合体与芯的一个或更多个交换管道的内部在所述一个或更多个交换管道的相反端处流体连通。
[0017]第一耦合体和第二耦合体都是中间元件，其中第一元件定义在排气管道的第一开口和热交换器的芯的管道的端部之间的流体连通，且第二元件定义在热交换器的芯的管道的相反端与第二开口之间的流体连通。这些流通建立从第一开口到第二开口、通过交换器的芯的管道的热气流动路径。该路径是否可用取决于旁通阀如何管理。
[0018]*旁通阀，其进而具有两个端部位置，即第一端部位置和第二端部位置，其中第一端部位置用于关闭排气管道以将来自排气管道的气体转向通过热交换器，第二端部位置用于打开排气管道以阻止来自排气管道的气体通过热交换器；
[0019]通过热交换器的管道芯后，通过第一开口离开并通过第二开口返回的气体路径是否可用取决于如何管理这个旁通阀。在端部位置，流动要么继续其路线而其路径不受影响，要么可替换地，被转向通过热交换器以用于热回收。
[0020]进一步证实:
[0021]*旁通阀被设置在第一主体内，且包括相对几何轴线Y-Y’枢转的阀瓣，
[0022]*阀瓣的旋转轴线Y-Y’被设置成基本垂直于排气管道的纵向X-X’设置；且所述几何旋转轴线Y-Y’与同一纵轴线X-X’隔开，以便其位于排气管道的截面S外侧，
[0023]旁通阀的阀瓣是负责转向通常经排气管道循环的流动以致其循环通过交换器的元件。该阀瓣具有负责关闭排气管道的通路的表面，且所述表面绕着旋转轴线Y-Y’枢转。旋转轴线Y-V在排气管道的截面S外侧的情况意味着移动元件阀瓣的不变区域，即轴杆区域，被设置成在运动期间并没有干扰排气管道的截面S。这种情况意味着当根据与轴线X-X’重合的方向观察排气管道时，不必要由于旁通阀存在于其打开排气管道的位置而导致变化或更小的截面。换句话说，截面S是根据垂直于纵向X-X’平面的截取的截面，且与根据同一平面的管道内部的投影重合。关于轴线Y-Y’的取向和位置的这种情况意味着当所述阀瓣关闭热交换器的通路时，根据方向X-X’的投影没有因为阀瓣的存在而受到影响。如果截面有任何变化，则其最小，且例如，由于阀瓣特定厚度的存在，当其关闭在底座上时，这允许关闭到热交换器的流动，这仅是一个例子。
[0024]关于旋转轴线Y-Y’相对纵轴线X-X’垂直性的情况，其允许旋转是合适的以致阀瓣能够侵入排气管道的内部，且因此建立所述排气管道的关闭从而转向流动到热交换器。
[0025]*第一耦合体具有用于所述阀瓣的底座，其中当旁通阀在第二端部位置时所述阀瓣静置关闭从所述排气管道到热交换器之间的通路；且其中用于阀瓣的该底座经配置以便在该第二端部位置的所述阀瓣位于在所述排气管道的截面S外侧，
[0026]如果前述情况将不响应旋转而运动的阀瓣区域，即，靠近轴的区域，放置在截面S外侧，“外侧”被理解为其根据纵向x-x’的投影与面积S的投影没有共同交叉，则在这种情况下，阀瓣的其余部分也被放置在截面S外侧且处于排气管道通路未关闭的位置处。换句话说，当所述阀瓣处于关闭所述排气管道的位置时，阀瓣并没有干涉循环通过排气管道的流动。
[0027]*当阀门处于其第一端部位置时，阀瓣经配置阻塞排气管道，从而防止气体通过其中并通过第一耦合体所耦合的开口将其转向到热交换器；且在阻塞位置处，所述阀瓣建立在所述排气管道内表面上的支撑。
[0028]阀瓣具有两个端部位置。这种情况决定阀瓣自身实现关闭在排气管道上的方式。借助于通过其旋转轴线Y-V的旋转，所述阀门被定位成通过第一开口进入直到被放置在内部，从而关闭排气管道的截面S。阀瓣进一步建立与排气管道的内表面的支撑，从而一方面防止流动通过排气管道，且另一方面管道内壁用作闭合底座的稳定位置。
[0029]详细说明中使用的实施例将说明阀瓣如何倾斜定位在排气管道的内壁中，以便阀瓣两侧建立的差压产生保持该位置稳定的楔力。
[0030]将会在下面说明的其他具体实施例也会考虑旨在防止由于制造缺陷或由于膨胀导致阀瓣被阻塞或锁定在某个位置的解决方案。
【附图说明】
[0031]通过参考附图的说明和非限制例子，从以下单独给出的优选实施例的详细说明可以进一步充分理解本发明的前述与其他特征和优势。
[0032]图1示出实施例的正视图，该实施例也在其它附图中示出。该视图示出具有适用于接收本发明设备的第一和第二开口的排气管道，其中该设备包括用于热回收的热交换器和与管理旁通阀位置的致动器一起的旁通阀。
[0033]图2A和图2B示出图1中所示视图的截面图，其中图2A包括设备安装在其上的排气管道的间隔位置，且其中图2B包括安装在排气管道上后的最终位置。在该第二图中，旁通阀的位置是关闭气体通过排气管道以将气体转向通过热交换器的位置。
[0034]图3示出从排气管道分离的设备的分解透视图。该分解透视图允许看到热交换器和阀瓣的轴杆的组件。
[0035]图4是有一组弹性垫圈的区域中阀瓣的轴杆的截面图，该弹性垫圈允许当阀瓣关闭排气管道以阻止其锁定在某个位置时正确地定位阀瓣。
[0036]图5示出被组装并从排气管道分离的设备的透视图，从而示出允许与排气管道的开口耦合的零件的多个细节。
[0037]图6示出根据纵向X-X’的排气管道的截面图，其取向允许从后面观察耦合到排气管道的热回收设备的截面。
[0038]图7示出根据轮廓耦合到排气管道的热回收设备，以便可以观察根据纵向X-X’的排气管道的内部的投影从而根据其实际尺寸识别截面S。
【具体实施方式】
[0039]—组附图图1到图7示