专利名称：内燃机的进气歧管和冷却液增压空气冷却器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种特别是机动车的内燃机的进气歧管装置，包括布置在进气歧管内 的冷却液增压空气冷却器，该冷却液增压空气冷却器在其相对端部具有冷却液箱，其中冷 却液箱的至少一个形成进气歧管的至少一部分。
此外，本发明涉及一种冷却液增压空气冷却器，其适于布置在特别是机动车的内 燃机的进气歧管中，且在其相对端部具有冷却液箱，其中冷却液箱的至少一个可以形成进 气歧管的至少一部分。
背景技术：
在已知的这种液体冷却液的进气歧管中，例如，水用作冷却介质，用于冷却冷却介 质增压空气冷却器(冷却液增压空气冷却器)。
DE102007030464A1公开了一种用于内燃机的进气歧管，其中，布置在进气歧管内 的水增压空气冷却器在其相对端部设有冷却水箱。其中，冷却水箱中的一个冷却水箱具体 为进气歧管的整体式部件。水增压空气冷却器的壳体完全由进气歧管的部件形成。在水增 压空气冷却器的相对的端部，布置有相对于进气歧管的内部密封两个水箱的密封元件。发明内容
因此，本发明的一个目的是以这种方式设计上述种类的进气歧管和冷却液增压空 气冷却器它们能以尽可能简单和节省空间的方式实现，以及能以简单的且以尽可能少的 部件的方式实现。
根据本发明，可以这样来实现至少一个冷却液箱是冷却液增压空气冷却器的整 体式部件。
根据本发明，因此，冷却液箱的至少一个被牢固地且不可拆卸地连接到冷却液增 压空气冷却器，也就是，在不破坏零件的情况下，它不能从增压空气冷却器上拆下来。这样， 冷却液增压空气冷却器可以和冷却液箱一起用简单的方式制造为模块化部件，以便仅仅包 括几个部件并可布置在进气歧管中。为了将冷却液箱和冷却液增压空气冷却器彼此连接， 可采用一种简单自动化的方法。更进一步，冷却液增压空气冷却器和整体式冷却液箱可以 设计成为紧凑结构，以使可以最优地利用进气歧管内的安装空间和减小进气歧管内的气体 体积。冷却液增压空气冷却器可以通过冷却液箱以简单的方式被支撑在进气歧管中和在其 中被紧密地密封。对于冷却液增压空气冷却器在进气歧管中的连接，不需要单独的紧固件， 特别是不需要金属螺旋插件和/或螺纹螺丝钉。由于冷却液箱形成进气歧管的一部分且同 时又是冷却液增压空气冷却器的整体式部件，所以总体上进气歧管的强度得到提高，特别 是相对于增压器和/或内燃机的增压效应和/或温度效应和/或振动效应。此外，冷却液 增压空气冷却器和冷却液箱的整体式构造使得操作困难。因此，以简单的方式避免了不当 的、不匹配的部件的使用以及因此造成的干扰。
在一个优选实施例中，至少一个冷却液箱可以形成进气歧管壳体的一部分，特别是形成进气歧管的壁的一部分。以这种方式，不再需要单独的进气歧管的壳体部分。由此， 降低了进气歧管的制造支出和因此导致的成本。
优选地，冷却液箱和进气歧管的壳体是不可拆卸的且彼此紧密密封地连接，特别 是彼此焊接或粘接地连接。与可拆卸连接相比，不可拆卸连接能以简单的方式实现和密封。 优选地，不需要单独密封装置，例如密封环。通过焊接或粘接剂的方式而不是附加的密封元 件，也能以简单的方式实现紧密密封连接。
冷却液箱和进气歧管的壳体可优选地由塑料材料制成。甚至复杂的形状可由塑料 材料以简单的方式实现。此外，塑料材料重量轻且耐用。
在一个更优实施例中，进气歧管的壳体可以设有可封闭的开口，以用于冷却液增 压空气冷却器插入进气歧管中；该开口可以由至少一个冷却液箱封闭。通过该开口，冷却液 增压空气冷却器可以被简单地插入。当安装冷却液增压空气冷却器时，开口被整体式冷却 液箱封闭。不需要单独的封闭盖体。
优选地，至少一个冷却液箱可以与围绕所述可封闭开口的边缘区域沿相对于插入 方向的径向方向重叠，且冷却液箱能利用其端面与进气歧管的壳体连接。所述冷却液箱的 端面是基本垂直于插入方向延伸的侧面。这样，冷却液增压空气冷却器可用简单的方式沿 轴向方向固定在插入方向上。冷却液箱可利用端面焊接连接与进气歧管的壳体以简单而紧 密密封的方式连接，特别是通过气焊或热板焊的方式。
优选地，冷却液增压空气冷却器可在相对于(远离)所述最少一个(整体式的) 冷却液箱(特别是在第二冷却液箱)的端部设有突出区域，该突出区域沿相对于插入方向 的轴向方向远离冷却液增压空气冷却器延伸，其中，特别地该区域是第二冷却液箱的外壁 或突出部，而且被插入进气歧管壳体的相匹配的容纳部中并且特别是通过焊接至少在该区 域的一个周向侧与进气歧管连接。这样，在冷却液增压空气冷却器和进气歧管壳体之间的 膨胀差异可以在插入方向的轴向方向以简单方式在给定的公差内得到补偿。通过紧固区域 和容纳部的轴向膨胀可以预先确定公差范围。冷却液增压空气冷却器，特别是第二冷却液 箱可以通过周向延伸焊缝(特别是利用热气焊接)，以简单而紧密密封的方式与进气歧管 壳体的容纳部连接。
在一个更优实施例中，用于至少一个内燃机的功能部件的至少一个连接元件可以 是至少一个冷却液箱的整体式部件，至少一个连接部件特别是冷却介质管道和/或连接法 兰，至少一个内燃机的功能部件特别是新鲜空气供给装置，节流阀，排气再循环冷却器和/或 排气再循环阀门。这样，用于冷却冷却液增压空气冷却器的冷却液，可以另外用于冷却内燃机 的其它功能部件。因此，不需要单独的冷却回路。这样，减少了所需部件的数量和所需空间。 进气歧管可以包含与结合有排气再循环装置的冷却液增压空气冷却器非常紧凑的设计。
通过在其内至少一个冷却液箱是冷却液增压空气冷却器的整体式部件的冷却液 增压空气冷却器，进一步达到了目的。
在一个优选实施例中，冷却液增压空气冷却器布置在进气歧管中，其中至少一个 冷却液箱的外壁形成进气歧管壁的一部分。
本发明更进一步的优点、特征和细节从下面的描述中体现，其中，结合附图对本发明的实施例进行了详细的描述。本领域技术人员会考虑到，在附图、说明书和权利要求书中 分别公开的特征可以组合为其它有利的结合体，其中。
图1示意性地示出了具有整体式水增压空气冷却器的内燃机的进气歧管的第一 实施例的截面图。
图2示意性地示出了图1中的水增压空气冷却器的等比例图。
图3示意性地示出了进气歧管的第二实施例的截面图，它类似于根据图1和图2 中示出的第一实施例的进气歧管。
图4示意性地示出了进气歧管的第三实施例的分解图，它类似于根据图1到图3 中示出的前两个实施例的进气歧管。
图5以装配状态示出了在图4中以分解图示出的进气歧管的第三实施例。
在附图中，相同的部件以相同的符号标记。
具体实施方式
图1和图2示出了机动车内燃机的进气歧管装置的第一实施例。进气歧管10包 括进气歧管壳体12和进气歧管底部12a，它们每个都是由塑料材料制成。
在进气歧管10中布置有水增压空气冷却器14，它本身如图2所示。水增压空气冷 却器14在其相对端部分别有连接冷却水箱16和连接冷却水箱18，这两者都是由塑料材料 制成。连接冷却水箱16和连接冷却水箱18是水增压空气冷却器的整体式部件。它们各自 分别与铝制水增压空气冷却器14的端板20通过压接连接的方式固定地连接。
水增压空气冷却器14的两个基本上方形或箱形的热交换器网络22紧固在端板20 之间；但是它们与本发明并不相关。在图2中，为了简化附图，仅示出了热交换器网络22中 的一个和连接水箱18 —侧的端板20。端板20形成连接冷却水箱16和连接冷却水箱18在 面向热交换器网络22的一侧的内部边界。连接冷却水箱16和连接冷却水箱18每个都分 别被隔板M分为两个腔体16a和16b，18a和18b，这些腔体与两个热交换器网络22相互关 联。端板20具有开口，冷却水通过开口从腔体16a和16b或者18a和18b供给和流出所述 热交换器网络22。
在连接冷却水箱16上有进口连接接头沈和出口连接接头28，以用于流过水增压 空气冷却器14的冷却水的供给和流出。进口连接接头沈开口到连接冷却水箱16的腔体 16a内。出口连接接头观从连接冷却水箱16的腔体16b延伸离开。
用于内燃机节流阀(该节流阀没有在图1和图2中示出且与本发明不相关)的冷 却水供给管30、冷却水排出管32和连接法兰34、以及用于进气歧管10的空气进口接头53 是连接冷却水箱18的整体式部件。连接法兰34布置在空气进口接头53上。优选地冷却 水供给管30、冷却水排出管32和空气进口接头53和连接法兰34与连接冷却水箱18整体 地形成。冷却水源30与腔体18b连接，并且冷却水排出32和腔体18a连接。
进气歧管壳体12有三个开口。开口 36、38设置在彼此相对的位置。在装配期间， 开口 36被连接冷却水箱18封闭，开口 38被连接冷却水箱16封闭。连接开口 36和38且 被进气歧管壳体12的框架61包围的剩余开口被进气歧管底部1 封闭。
连接冷却水箱18和连接冷却水箱16被设置用于利用周向延伸框架16c和18c连 接到进气歧管壳体12。该连接可以优选地通过焊接或粘接剂实施。5
为了连接技术焊接或利用粘接剂结合，在进气歧管壳体12上的开口 36和38处设 有沿轴向方向37延伸的壁区域，以使得进气歧管壳体12和水增压空气冷却器14之间的部 件公差可以得到补偿。
在此连接中，连接冷却水箱18和连接冷却水箱16的壁形成进气歧管10的侧壁。
在进一步的装配步骤中，进气歧管壳体12的第三个剩余开口被进气歧管底部1 封闭。为此，在进气歧管底部1 上，连接冷却水箱18和连接冷却水箱16的周向框架以及 进气歧管12的框架61优选地通过焊接或粘接连接(但也可以任选地通过螺丝钉连接)而 紧密密封地封闭，。
在运行中，冷却水沿箭头40的方向流过连接冷却水箱16的腔体16a的进口连接 接头沈。冷却水穿过面向空气进口接头53的热交换器网络22。从这里，冷却水流向连接 冷却水箱18的腔体18a。冷却水从该腔体18a沿箭头42的方向流过冷却水排出管32到达 法兰连接的新鲜空气供应装置，例如节流阀(未示出)，以对其进行冷却。冷却水从节流阀 沿箭头44的方向穿过冷却水供给管30进入连接冷却水箱18的腔体18b。从这里，冷却水 流过面向远离空气进口接头53的热交换器网络22到达连接冷却水箱16的腔体16b，从这 里其通过出口连接接头观沿箭头46的方向流出水增压空气冷却器14。
在附图3所示的第二实施例中，那些类似于附图1和2中所示的元件标以相同的 附图标记并增加100，以便能参照第一实施例的细节描述。第二实施例与第一实施例不同点 在于替代连接冷却水箱18，设置了偏转冷却水箱150，该偏转冷却水箱150使从第一热交 换器网络12 流出的冷却水转向——从冷却水流动的方向看——并引导冷却水进入第二 热交换器网络122b。偏转冷却水箱150的外壁由进气歧管壳体112的侧壁形成。同样，空 气进口接头153是进气歧管壳体112的整体式部件。在第二实施例中，没有设置冷却水供 给管30、冷却水排出管32和用于节流阀的连接法兰34。
用于水增压空气冷却器114的插入开口 136定位在连接冷却水箱116的侧面上， 且由其外壁116c封闭。连接冷却水箱116的外壁116c与围绕所述插入开口 136的进气歧 管壳体112的边缘区域在相对于插入方向137的径向方向上重叠，并利用端面(也就是用 大体上垂直于插入方向137的表面)焊接到进气歧管壳体112。为此，优选地使用气焊接 或热板焊接方法。径向重叠影响水增压空气冷却器114相对于插入方向137的轴向位置固 定。
面向偏转冷却水箱150的水增压空气冷却器114的端板120有沿插入方向137远 离热交换器网络122而弯曲的边缘区域。它被推压到面对的偏转冷却水箱150的侧壁152 上，该侧壁向着热交换器网络122延伸。侧壁152在横向方向上界定出偏转冷却水箱150 的偏转腔体150a。在端板120的弯曲边缘区域和偏转腔体150a的侧壁152之间设有冷却 介质密封件154。
面向连接冷却水箱的水增压空气冷却器114的端板120通过压接连接到连接冷却 水箱116，并且与连接冷却水箱116以及密封件一起形成两个冷却介质腔体。冷却介质通 过填充接头126进入腔体116a，并由此流过冷却网络11 进入偏转腔体150a，由此通过第 二冷却介质网络122b返回到腔体116b并且以那里流入出口接头128。进气歧管底部11 通过焊接、粘合剂或螺钉连接到进气歧管壳体112。
在第三实施例中，如图4和5所示，那些与图3所示的第二实施例中相似的元件标6以相同的附图标记并增加100，以使第三实施例的细节可以参照第二实施例的上述描述进 行。第三实施例与第二实施例的不同点在于水增压空气冷却器214在其相对于(远离) 连接冷却水箱216的端部处设有直角突出部258。突出部258布置在偏转冷却水箱250上。 它在远离冷却水箱216的端部沿着插入方向237的轴向方向向外远离水增压空气冷却器 214延伸。
在水增压空气冷却器214的嵌入时，突出部258插入进气歧管壳体212相应的容 纳开口或容纳部238内，类似于第一实施例中的连接冷却水箱16的外壁116c。容纳开口 238被位于进气歧管210侧壁的外侧上的四边形框架沈0围绕，该四边形框架260沿着相 对于插入方向237的轴向方向向外延伸。插入容纳开口 238的突出部258利用激光焊接通 过进气歧管210的框架260焊接到突出部258的周向侧258a上。在这种连接中，框架沈0 和突出部258的周向侧258a的膨胀能使在插入方向上具有不同膨胀的水增压空气冷却器 214安装在给定的公差范围内。公差范围由框架260和突出部258的周向侧258a的轴向 膨胀规定。
在进气歧管10 ；110 ；210和水增压空气冷却器14 ；114 ；214的所有上述实施例中， 下面的变体是可能的，尤其是
本发明不仅限于机动车内燃机。相反，它也适用于相关其它内燃机，例如工业内燃 机。
除水之外，还可使用任何其它冷却液，尤其是液体。
除通过焊接之外，冷却水箱16，18 ；116 ；216，118和进气歧管壳体12，112 ；212也 可通过其它措施不可拆卸地和紧密密封地彼此连接。例如，它们也可以粘接地连接。
除由塑料材料制成之外，冷却水箱16，18 ；116 ；216，218和/或进气歧管壳体12 ； 112 ；212也可由其它材料构成，例如金属。
除由铝制成之外，热交换器网络22 ；122 ；222的端板20 ；120也可由其它材料构 成，或由不同类型的材料构成，例如，塑料材料。
进口连接接头沈；126 ；2 和出口连接接头观；128 ；2 的功能也可以交换，以使 在运行中冷却水首先流过面向进气歧管10 ；110 ；210的空气进口接头53 ；153的交换器网 络22 ；122 ；222，并且仅在此后通过其它热交换器网络22 ；122 ；222。
在第一实施例中，替代或除了冷却水供给管30之外，冷却水排出管32和/或连接 法兰34以及其它用于内燃机的功能部件的连接元件可以是冷却水箱16的整体式部件。替 代或除节流阀之外，还有其它内燃机的功能部件，例如EGR(尾气再循环)冷却器和/或EGR 阀，可以通过合适的整体式连接元件连接到冷却水箱16。
在第二和第三实施例中，代替焊接特别是超声波焊接，可用不同的方式实现端面 连接，例如也可以通过粘接连接。
第一实施例中的外壁16c和第三实施例中的所述突出部258可以焊接到框架60 ； 260或通过粘接的方式连接到容纳开口 38 ；238的框架60 ；260。
虽然已经披露出本发明的详细实施例并对本发明的原理进行了详细描述，但是可 以理解的是，在不脱离这些原理的情况下，本发明可以其它方式实现。
权利要求
1.一种内燃机的进气歧管装置，包括进气歧管；布置在所述进气歧管中的冷却液增压空气冷却器；其中所述冷却液增压空气冷却器在第一端部和相对的第二端部具有冷却液箱；其中，在所述第一端部的冷却液箱的至少一个形成所述进气歧管的至少一部分，并是 所述冷却液增压空气冷却器的整体式部件。
2.根据权利要求1的进气歧管装置，其中所述冷却液箱的所述至少一个形成所述进气 歧管的壳体的一部分。
3.根据权利要求1的进气歧管装置，其中所述冷却液箱的所述至少一个形成所述进气 歧管的壁。
4.根据权利要求1的进气歧管装置，其中所述冷却液箱的所述至少一个和所述进气歧 管的壳体彼此不可拆卸地和紧密密封地连接。
5.根据权利要求4的进气歧管装置，其中所述冷却液箱的所述至少一个和所述进气歧 管的所述壳体通过焊接或粘接剂彼此连接。
6.根据权利要求1的进气歧管装置，其中所述冷却液箱的所述至少一个和所述进气歧 管的壳体由塑料材料构成。
7.根据权利要求1的进气歧管装置，其中所述进气歧管的壳体具有用于沿插入方向将 所述冷却液增压空气冷却器插入所述进气歧管内的开口，其中所述开口能被所述冷却液箱 的所述至少一个封闭。
8.根据权利要求7的进气歧管装置，其中所述壳体具有围绕所述开口的边缘区域，并且其 中，所述冷却液箱的所述至少一个沿相对于所述插入方向的径向方向与所述边缘区域重叠，以 及所述冷却液箱的所述至少一个以其端面与所述进气歧管的所述壳体的所述边缘区域连接。
9.根据权利要求7的进气歧管装置，其中所述冷却液增压空气冷却器在所述第二端部 具有突出区域，其中所述突出区域沿相对于所述插入方向轴向地远离所述冷却液增压空气 冷却器突出，其中所述壳体具有所述突出区域插入其中的匹配的容纳部，其中，所述突出区 域的至少一个周向侧连接到所述进气歧管。
10.根据权利要求9的进气歧管装置，其中所述突出区域设在布置在所述第二端部的 所述冷却液箱的一个上，其中所述突出区域是所述冷却液箱的外壁或突出部，其中所述外 壁或所述突出部通过焊接连接到所述进气歧管。
11.根据权利要求1的进气歧管装置，其中所述冷却液箱的所述至少一个包括用于内 燃机的至少一个功能部件的至少一个连接元件，其中所述至少一个连接元件是所述至少一 个冷却液箱的整体式部件。
12.根据权利要求11的进气歧管装置，其中所述至少一个连接元件是冷却介质管或连 接法兰。
13.根据权利要求11的进气歧管装置，其中所述至少一个功能部件是节流阀、传动油 热交换器、尾气再循环冷却器或尾气再循环阀门。
14.一种适于布置在内燃机进气歧管中的冷却液增压空气冷却器，包括在第一和相对 的第二端部的冷却液箱，其中所述冷却液箱的至少一个适于形成所述进气歧管的至少一部 分，并且是冷却液增压空气冷却器的整体式部件。
全文摘要
公开了内燃机的进气歧管和冷却液增压空气冷却器。内燃机的进气歧管装置具有进气歧管和布置在进气歧管内的冷却液增压空气冷却器。该冷却液增压空气冷却器在其第一和相对的第二端部具有冷却液箱。在第一端部的冷却液箱的至少一个形成进气歧管的至少一部分并且是冷却液增压空气冷却器的整体式部件。
文档编号F02M35/104GK102042135SQ20101056998
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月21日 优先权日2009年10月21日
发明者K-E·胡梅尔, U·德南 申请人:曼·胡默尔有限公司