本发明涉及一种具有底盘的阀，该阀被配置成具有用于构建用于内燃发动机的紧凑的热回收单元的特定形状，并且涉及用所述阀构建的回收单元。
热回收单元具有热交换器和旁通管道以及具有用于管理来自排气管道的再循环的热排气的一个或多个阀，所述旁通管道用于在某些情况下防止热气体通过热交换器。
这些元件中的每个均需要连接两个或更多个元件的流体连接部，从而占据空间。
本发明的特征在于阀底盘的特定配置，该阀底盘的特定配置允许构建紧凑的热回收单元，其中阀是所述回收单元的主要结构，并且其中建立在回收单元的不同操作模式下管理气体所需的腔室的是底盘本身。
该紧凑配置防止用于连接回收单元的部件的管道的存在，从而安装该紧凑配置在车辆发动机机舱中需要较少的空间。
假定在操作模式下，本发明对环境具有积极影响，用根据本发明的阀构建的热回收单元具有从将以其他方式排放到大气中的内燃发动机中的排气回收一些能量的功能。
背景技术：
已经大量开发的内燃发动机的技术领域之一是具有内燃发动机的车辆中的热回收的技术领域。热排气具有大量的能量，并且当由发动机沿着轴递送的能量与从热排气回收的能量一起评估时，热排气的回收导致更高的发动机性能。
在单个装置中构建的热回收单元是已知的，诸如在专利申请PCT WO/2014/147064中描述的热回收单元，其包括热交换器和由阀管理的旁通管道。该阀具有两个端部位置，第一位置关闭旁通管道以迫使热气体通过热交换器，热气体的热量被传递到液体冷却剂，并且第二位置关闭从热交换器到排气管道的通道，使得旁通管道自由地防止或最小化热气体通过热交换器。
该回收单元具有被配置成附接到柴油微粒过滤器或DPF的出口的耦接件或基底。微粒过滤器的大直径允许与耦接件一起建立气体分配预燃室，从而允许所述气体被带到旁通管道或热交换器。
虽然该装置非常紧凑，但是与两个或更多个部件建立流体连通的部件(诸如阀、旁通管道、热交换器或腔室)是被布置成彼此间隔开的元件，并且需要不同的零件用于他们的连接。
本发明建立了更紧凑的设计，从而建立了形成管理旁通管道的阀的底盘和热交换器的特定配置，使得该底盘产生阀关闭底座、气体分配室，并且同时用作用于固定热交换器的结构元件。
这种特定的解决方案在发动机机舱中占据较少的体积并且减少了构建热回收单元所需的部件的数量。
技术实现要素：
本发明涉及一种由具有允许构建用于内燃发动机的紧凑的热回收单元的配置的底盘构成的阀。
用由底盘构成的所述阀构建的热回收单元也是本发明的目的。所述热回收单元适于耦接到气体后处理装置(诸如微粒过滤器或DPF)的出口，或者耦接到排气管道。
回到阀的特定配置，所述阀包括：
-阀瓣，其附接到阀瓣轴，
-阀底盘，其包括：
o阀体，其适于以旋转方式容纳轴，
o基本上扁平的第一框架，其包括用于第一框架的侧面中的一个上的阀瓣的第一内开口和第一底座，
o基本上扁平的第二框架，其包括用于第二框架的侧面中的一个上的阀瓣的第二内开口和第二底座，
o基本上扁平的第三框架，其包括第三内开口，
其中：
-第一框架和第二框架通过阀体附接，
-第一框架的第一底座和第二框架的第二底座位于他们各自的框架的相对侧面上，其中阀瓣借助于其轴的旋转而允许两个端部位置，第一端部位置用于将阀瓣支撑在第一底座上，从而关闭第一内开口，并且第二端部位置用于将阀瓣支撑在第二底座上，从而关闭第二内开口，
-第三框架从与阀瓣的第二底座所位于其上的侧面相对的第二框架的侧面从第二框架侧向地显现。
因此，阀底盘包括四个主要元件、被配置成以旋转方式容纳轴的主体、和三个框架。第一框架和第二框架通过容纳轴的主体附接，而第三框架从第二框架侧向地显现。
第一框架和第二框架分别包括开口和底座，底座面对彼此。轴被容纳在结合第一框架和第二框架的主体中，使得轴的旋转使阀瓣在两个端部位置之间成角度地移动：在第一端部位置中，阀瓣被支撑在第一底座上，从而关闭第一框架的开口或第一开口；以及在第二端部位置中，阀瓣被支撑在第二底座上，从而关闭第二框架的开口或第二开口。
这些元件允许阀瓣分别作为用于第一框架和第二框架的第一开口和第二开口的阀起作用。
具有其对应的开口(第三开口)的第三框架从第二框架侧向地显现。一旦阀被安装在热回收装置中，该第三框架就建立被配置成包围热交换器的结构元件。在实施例中，第三框架围绕热交换器的端部中的一个，来自内燃发动机的燃烧室的热气体通过所述热交换器分别在高温或已经冷却的温度下进入或离开。
第一框架和第二框架另外同时为热回收单元的不同腔室和管道建立结构和连接元件。
阀的第二框架和第三框架一起形成被包括在45°至135°范围内的角度，由此第三框架侧向地、倾斜地或垂直地显现。
在特定示例中，阀的第二框架和第三框架是正交的，这允许借助于闭合元件在两个框架之间建立腔室，在垂直方向上建立该闭合元件在两个框架中的支撑。
在另一特定示例中，第一框架和第二框架一起形成小于90°的角度，使得能够借助于闭合元件在两个框架之间建立具有较小尺寸的腔室。
在特定示例中，阀体是在面对位于第一框架和第二框架之间的空间的侧面上敞开的圆柱形主体；换句话说，阀的轴被容纳在没有被圆柱形主体完全围绕的孔中，而是能够从阀瓣在其中旋转的空间或开口进入阀的轴。
在特定示例中，第一框架和第二框架借助于垂直于两个框架的主平面的条带附接，两个框架位于阀体的一个端部处或阀体的两个端部处。所述垂直条带允许加强两个框架之间的连接。
在特定示例中，阀底盘由冲孔和冲压的片材形成，所述冲孔和冲压的片材配置可用于下面描述的装置的示例中的任一个中。
当阀被集成在耦接到气体后处理装置的出口的热回收单元中时，第一框架在与第一底座所位于其上的相对的侧面上接收旁通管道的一个端部，所述第一框架进而用作用于第一排气歧管的底座。根据一个实施例，该第一排气歧管由被支撑在阀的第一框架和第二框架的至少外表面上的片材形成。
在第二框架和第三框架之间还存在第二排气歧管。根据实施例，第二歧管从外部支撑在第二框架和第三框架上，使得两个框架都是借助于所述第二歧管被配置在两个框架之间的腔室的结构元件。如下所述，该第二排气歧管具有流体连接部，其允许由热交换器冷却的至少一些气体离开，而该气体不会行至排气管道。根据一个实施例，该被冷却的气体被带向管理要被引入到内燃发动机的进气装置中的EGR气体的流速的EGR阀。
在建立了阀的这种配置之后，所述阀负责接收旁通管道和热交换器两者，从而充当结构元件并且充当用于热回收单元中的排气的管理阀；所述阀也将是以下两个腔室的结构元件：向EGR(排气再循环)系统提供冷却的再循环气体的腔室，以及允许遵循(follow)排气管道的热气体离开的腔室。
在优选实施例中，阀体位于旁通管道和热交换器之间，其中阀因此是热回收单元的结构元件，阀因此被证明是紧凑的。
旁通管道和热交换器两者的入口都位于与旁通管道和热交换器的附接到阀底盘的对应的端部相对的端部处，两个部件的入口都与适于耦接到气体后处理装置的固定歧管连接。离开气体后处理装置(例如催化转化器或DPF)的气体因此具有进入热交换器或通过旁通管道的替代方案，从而最终通过排气管道离开或通过冷却的EGR气体再循环管道离开。
作为第三种替代方案，离开后处理装置的气体能够同时通过热交换器并且通过旁通管道，用于两个流最终通过排气管道离开，并且任选地用于一些气体通过冷却的EGR气体再循环管道离开。
在热气体来自发动机并且通过热交换器的情况下，一旦热气体离开交换管，热气体就具有两个可能的路径。
在第一路径中，被冷却的热气体流入第二排气歧管中，并且从那里通过阀的第二开口以到达第一排气歧管并且最终通过热回收系统的排气管道。该路径通过借助于阀的阀瓣关闭第一开口而建立。
在第二路径中，被冷却的热气体流入第二排气歧管中，并且从那里通过冷却的EGR气体再循环管道。该路径通过借助于阀的阀瓣关闭第二开口而建立。
如果阀的阀瓣正部分地关闭第二开口，则被冷却的气体能够同时遵循两个所描述的路径。被冷却的气体朝向EGR系统的离开由EGR阀管理。EGR阀的孔径度以及借助于阀瓣的第二开口的闭合度调节用于路径中的每一个的被冷却的气体的量。
在热气体来自发动机并且通过旁通管道的情况下，所述气体流入第一排气歧管中，并且然后通过热回收系统的排气管道。
因此，一旦由根据本发明的第一目的的阀构建热回收单元，并且如果热回收单元耦接到气体后处理装置的出口，则紧凑的热回收单元被配置成使得其包括：
-根据本发明的第一目的的阀。
该阀具有像描述的底盘的底盘，从而实现了具有使热回收单元的重量最小化并且显著减小热回收单元所占据的体积的配置的结构功能。
根据第一实施例，热回收装置还包括：
-固定歧管，其适于耦接到位于所述固定歧管的一侧上的气体后处理装置，并且在相对侧面上，所述固定歧管包括适于接收热交换器的主体的端部的第一底座和允许旁通管道的第二底座。
固定歧管是用作基底的零件以建立到气体后处理装置的固定，并且该固定歧管还充当用于朝向热回收单元的排气的进气歧管。离开气体后处理装置的气体通过该固定歧管被收集，并且被带向热交换器，带向旁通管道，或带向两者，从而同时通过两者。
固定歧管具有两个底座，一个用于旁通管道，并且另一个用于热交换器，应当理解，除了确保附接之外，这些底座被配置在开口中，该开口使固定歧管的内部和附接到对应的底座的元件、旁通管道或热交换器流体连通。
-热交换器，其包括容纳在用于热气体的入口和用于被冷却的气体的出口之间延伸的热交换管束的壳体，还包括用于使液体冷却剂循环通过壳体的内部从而覆盖交换管束的入口和出口，其中热交换器的一个端部附接到固定歧管的第一底座，并且相对的端部附接到阀底盘的第三框架，使得管束使固定歧管的内部与该底盘的第三开口流体连通。
热交换器是负责将来自后处理装置并且进而来自内燃发动机的燃烧室的热气体的热量传递到液体冷却剂的装置。
热交换器具有用于液体冷却剂循环的入口和出口。热交换器的主体显示两个端部，一个端部附接到固定歧管以用于接收热气体，并且相对的端部固定到阀底盘的第三框架。被冷却的气体通过该相对的端部离开。
在可能的热交换器配置中，具有由位于两个挡板之间的扁平管形成的管束的交换器将用于将在下面描述的示例中。然而，还存在其他的示例，在其他示例中管束借助于在其端部放大的堆叠的扁平管被配置成最大限度地减少由进入管束并且同时使液体冷却剂通道通路处于管之间的空间中所引起的截面的减小。
对于作为示例的这种类型的热交换器，阀底盘的第三框架围绕所述热交换器的端部的周边，被冷却的气体通过该端部离开，从而阀底盘的第三框架适于用于所述被冷却的气体的出口端部的截面，所述截面在一个实施例中是矩形的、方形的或另外圆形的。
-旁通管道，其从固定歧管的第二底座延伸到阀底盘的第一框架，使得所述旁通管道使固定歧管的内部与阀底盘的第一开口流体连通。
来自后处理装置的热气体流具有第一可能的路径，从而通过所述热交换器以降低其温度并且将其热能传递到液体冷却剂；以及防止通过热交换器的第二可能的路径。气体流能够同时遵循所述第一路径和第二路径，该流的一部分经过热交换器，而气体流的另一部分被带入大气中。
具体根据一个实施例，该第二可能的路径借助于固定到底盘的第一框架的管道穿过从固定歧管延伸到阀底盘的第一开口的旁通管道。
假定底盘的第一框架附接到旁通管道的一个端部，并且底盘的第三框架附接到热交换器的一个端部，底盘形成用于两个元件的结构元件，这两个元件进而在他们的相对的端部处通过相同的部件(固定歧管)附接。
阀底盘的这种结构功能不会降低其作为阀的功能，这是因为阀瓣在其两个端部位置处具有用于阀瓣的支撑的底座：第一底座允许支撑阀瓣，从而致使用于朝向旁通管道的排气的路径关闭，并且第二底座允许支撑阀瓣，从而致使用于朝向热交换器的排气的路径关闭。
在优选示例中，旁通管道通过其外壁附接到阀底盘的第一框架的第一开口的内壁。
-第一排气歧管，其适于关闭在第一框架和第二框架之间建立的空间，从而形成腔室，并且允许阀瓣在第一排气歧管的内部移动，并且包括出口连接部，该出口连接部用于第一排气歧管的内部与排气管道的流体连通，
-第二排气歧管，其适于关闭在第二框架和第三框架之间建立的空间，从而形成腔室，并且包括出口连接部，该出口连接部用于第二排气歧管的内部与用于将再循环气体供给到进气装置的气体供给管道的流体连通。
在一个优选示例中，第一歧管、第二歧管或二者由冲孔和压制的片材形成。
在一个优选示例中，第一歧管、第二歧管或两者都形成为单个零件，在这种情况下，该零件被支撑在将内部空间分成两个腔室的第二框架的周边上。
前述示例中的任一个涉及用于制造两个排气歧管的更简单且更具成本效益的工艺。
第一框架、第二框架和第三框架形成两个腔室，第一腔室位于第一框架和第二框架之间，并且第二腔室位于第二框架和第三框架之间，所述腔室对应于第一排气歧管和第二排气歧管中的每个。
第一腔室或第一排气歧管的腔室与排气管道流体连通，第一腔室被理解为在被容纳在第一排气歧管中的第一框架和第二框架之间建立的空间。
因此，当阀允许热气体通过旁通管道在阀的端部位置中的一个中离开时，热气体离开进入大气中，而不将其热量传递到液体冷却剂，并且也不进入内燃发动机的进气装置。
在优选示例中，阀的第一框架相对于旁通管道的横向平面倾斜。因此，与热交换器在第三框架上的垂直的支撑相对，所述旁通管道在第一框架上的支撑是倾斜的。第一框架的该倾斜位置减小了阀瓣在其两个端部位置之间旋转所需的旋转角度。
第二腔室或第二排气歧管的腔室与到达内燃发动机的进气装置的冷却气体供给管道流体连通，第二腔室被理解为在被容纳在第二排气歧管中的第二框架和第三框架之间建立的空间。通过热交换器冷却的气体能够根据两个替代方案离开该腔室，也就是说，通过与供给管道的这种流体连通离开，从而到达进气装置，或者通过阀的第二开口朝向排气管道离开。该被冷却的气体从腔室的离开能够同时结合两条路径。
第一腔室具有主要角配置，因为第一腔室容纳设置有角旋转的阀的阀瓣。尽管基于从第二框架侧向地显现的第三框架的配置也导致准角(quasi-angular)配置，但是第二腔室能够具有更自由的配置。
朝向进气装置的被冷却的气体是具有较低氧浓度的气体，并且在车辆的EGR系统中用作EGR气体。再循环的EGR气体流速取决于EGR阀的孔径度，所述阀是EGR系统的一部分，并且不必要集成在热回收装置中。在这种配置中，热回收装置使用热交换器以降低再循环的EGR气体温度。
如果热回收装置的阀瓣被布置成使得第二开口打开并且旁通管道关闭，则被冷却的气体被引导朝向排气管道。这是热回收单元将来自热气体的热量传递到液体冷却剂以进行热回收的配置。在该配置中，气体也有可能部分地被带向进气装置作为EGR气体。
尽管阀确实具有两个端部位置，但是该阀也能够采用中间位置来调节通过阀的第一开口和第二开口的流。
在一个实施例中，阀体位于旁通管道和热交换器之间。
在一个实施例中，旁通管道和热交换器基本上彼此平行地布置，这意味着由第一腔室和第二腔室形成并且因此在第一框架和第三框架之间形成的角度的总和基本上是180°，基本上被理解为约180°的角度小于5°的变化。
在一个实施例中，旁通管道和热交换器以朝向阀会聚的取向布置，这意味着由第一腔室和第二腔室形成的角度的总和小于180°。
在一个实施例中，固定歧管包括适于耦接到气体后处理装置的固定基底，所述基底被配置在主平面上，并且其中旁通管道和热交换器处于相对于固定歧管的基底倾斜的位置。
有利地，这允许热回收单元更加紧凑，使得热回收单元能够适合于在内燃发动机中可用的空间。
当根据本发明的第一目的的阀集成在耦接到排气管道的紧凑的热回收单元中时，根据本发明的第二优选实施例，假定阀底盘集成在热回收单元中，由所述阀构建的热回收单元也具有像已经描述的底盘的底盘。
另外，热回收单元包括：
-第一进气歧管，其适于关闭在第一框架和第二框架之间建立的空间，从而形成腔室，并且允许阀瓣在第一进气歧管的内部移动，包括用于热气体的入口，
阀底盘的第一框架和第二框架形成第一腔室，所述第一腔室是被容纳在第一进气歧管内的所述第一框架和第二框架之间的空间。第一腔室通过阀底盘的第一框架的第一开口与排气管道流体连通。根据一个实施例，该第一进气歧管由被支撑在阀的第一框架和第二框架的至少外表面上的片材形成。
该第一进气歧管具有用于来自内燃发动机的热气体的入口。
在特定示例中，第一歧管沿着第一框架的周边附接，并且沿着第二框架的周边附接，以便建立第一腔室。
同样，热回收单元包括：
-第二进气歧管，其适于关闭在第二框架和第三框架之间建立的空间，从而形成腔室，
阀底盘的第二框架和第三框架界定第二腔室，所述第二腔室是被容纳在第二进气歧管内的所述第二框架和第三框架之间的空间。根据实施例，第二歧管从外部支撑第二框架和第三框架，所述第二歧管沿着第二框架和第三框架的周边附接，使得两个框架都是借助于所述第二歧管被配置在两个框架之间的腔室的结构元件。
此外，热回收单元还包括：
-排气管道，其适于将排气引导到大气中，附接到第一框架，并且与由第一进气歧管形成的腔室流体连通，
阀底盘的第一框架接收所述排气管道的一个端部，而排气管道的相对的端部通向大气。
在特定示例中，用于第一进气歧管的热气体的入口通过在该实施例中与装置的排气管道对准的管道区段建立，使得所述第一进气歧管插入在内燃发动机的排气管道的区段之间。
来自内燃发动机的热气体流具有第一可能的路径，从第一进气歧管通过第一框架的第一开口到达排气管道，从而流出进入大气中。
根据该第二优选实例，热回收单元还包括：
-热交换器，其包括容纳在用于热气体的入口和用于被冷却的气体的出口之间延伸的热交换管束的壳体，还包括用于使液体冷却剂循环通过壳体的内部从而覆盖交换管束的入口和出口，其中热交换器的一个端部附接到阀底的第三框架，并且相对的端部附接到排气歧管，该排气歧管进而与排气管道流体连通，使得管束使由第二进气歧管形成的腔室和用于将被冷却的气体引导到排气管道的排气歧管流体连通。
热交换器是负责将来自内燃发动机的燃烧室的热气体的热量传递到循环通过热交换器的液体冷却剂的装置。
热交换器具有用于所述液体冷却剂的循环的入口和出口。热交换器的主体示出两个端部，一个端部附接到阀的第三框架，并且通过其第三开口附接到用于接收热气体的第二进气歧管，并且相对的端部固定到排气歧管。被冷却的气体通过该相对的端部离开。
排气歧管是被配置在热交换器的出口和排气管道之间的腔室，其接收离开热交换器的被冷却的气体并将被冷却的气体引导到排气管道，该排气管道进而允许所述被冷却的气体离开进入大气中。
如在下面描述的示例中，在可能的热交换器配置中，存在具有由位于两个挡板之间的扁平管形成的管束的交换器。然而，还存在其他的示例，在其他的示例中管束借助于在其端部放大的堆叠的扁平管被配置以最大限度地减少由进入管束并且同时使液体冷却剂通道通路处于管之间的空间中所引起的截面的减小。
根据一个实施例，如此配置的热交换器具有主要为矩形的截面。对于作为示例的这种类型的热交换器，阀底盘的第三框架围绕对应的热交换器的端部(在这种情况下是用于来自发动机的排气的入口端部)的周边，从而采用也是矩形的形状。
形成于阀的第二框架和第三框架之间的第二进气歧管在来自内燃发动机的热气体的进入所发生的端部处与热交换器流体连通。
因此，来自内燃发动机的热气体流具有第二可能的路径，首先行进通过由第一进气歧管形成的第一腔室，以然后通过阀的第二开口进入第二进气歧管。热气体从所述第二进气歧管进入热交换器的管，从而通过这些管以到达排气歧管，并且从那里进入排气管道并因此通过所述排气管道进入大气中。该第二路径被迫通过关闭第一框架的第一底座的阀瓣的位置，从而防止通过排气管道并且迫使热气体将其热能传递到热交换器的液体冷却剂。
在特定示例中，与第一进气歧管对应的第一腔室具有主要角配置，这是因为第一腔室容纳设置有角旋转的阀的阀瓣。尽管基于从第二框架侧向地显现的第三框架的配置也导致准角配置，但是第二腔室能够具有更自由的配置。
在这种情况下，假定阀位于热排气的入口的侧面上，以小于90°的角度配置允许阀瓣的更小的最大旋转角度。
因此，阀负责接收排气管道和热交换器两者，从而充当结构元件，以及充当用于热回收单元中的排气的管理阀。该阀也将是以下两个腔室的结构元件：向系统的热交换器提供热气体的腔室，以及接收来自内燃发动机的热气体的进入的腔室。
排气管道和热交换器两者的入口都位于附接到阀底盘的端部处。
另外，阀底盘的结构功能不会破坏其作为阀的功能，这是因为阀瓣具有在关闭中针对其两个端部位置的用于支撑阀瓣的底座：第一底座允许支撑阀瓣，从而致使朝向排气管道并且因此朝向大气的热气体的路径关闭，并且第二底座允许支撑阀瓣，从而致使朝向热交换器的热气体的路径关闭。
尽管阀具有两个端部位置，但是该阀也能够采用中间位置来调节通过阀的第一开口和第二开口的流。
因此，当阀允许热气体通过旁通管道在阀的端部位置中的一个中离开时，热气体离开进入大气中，而不将其热量传递到液体冷却剂，即，没有通过热交换器的管的内部。
在这种情况下，装置能够以相同的方式但是在相反的方向上起作用，因此第一进气歧管和第二进气歧管现在分别是第一排气歧管和第二排气歧管，并且排气歧管是进气歧管。以类似的方式完成与不同的所述部件的耦接和固定。
在特定实施例中，第一进气歧管的入口包括管道区段，根据优选的配置，该管道区段与排气管道轴向一致，或者至少他们的轴线平行，使得第一排气歧管是在用于进入第一歧管的腔室的管道区段与排气管道之间的中间零件。
在特定实施例中，排气歧管包括附接到排气管道的壁的管状延长部，被冷却的气体通过该管状延长部被带向排气管道，并且因此被带向大气。
在特定实施例中，阀的第一框架相对于排气管道的横向平面倾斜。
第三发明性方面包括内燃发动机，该内燃发动机进而包括根据本发明的第二发明性方面所述的特定示例中的任一个的热回收单元。
附图说明
将基于以下参考附图仅通过说明性和非限制性示例给出的优选实施例的详细描述更清楚地示出本发明的这些和其他特征和优点。
图1示出了根据本发明的一个实施例的阀底盘。
图2示出了之前的图所示的同一底盘的顶视图。
图3示出了根据与之前的图的同一底盘的顶视图平行的平面的截面。
图4示出了使用具有像之前的图所示的底盘的底盘的阀的热回收单元的示例的截面。该截面根据垂直于阀的阀瓣的轴的平面。
图5示出了具有允许透视地看到某些细节(诸如，交换器的出口)的倾斜度的之前的图的同一截面。
图6示出了未被剖切的与之前的图中所示的装置相同的装置的透视图。
图7示出了使用具有像图1至图3所示的底盘的底盘的阀的热回收单元的第二示例的截面。该截面根据垂直于热交换器的平面，相对于该平面能够看到内部细节。
图8示出了之前的图的热回收单元的第二示例的另一个截面，具有允许看到完整的装置配置的内部细节的不同的装置取向。
具体实施方式
根据第一发明性方面，本发明涉及一种由具有特定配置的由底盘形成的阀，该特定配置允许构建利用非常少量的零件构建非常紧凑且重量轻的热回收单元。
图1示出了用于构建紧凑的热回收单元的阀(11)的阀底盘(1)，在该实施例中，所述底盘(1)被形成为由三个框架(1.1、1.2、1.3)构成的单个零件。在该实施例中，框架中的每个被包含在不同的平面中。
第一框架(1.1)和第二框架(1.2)附接到被配置成容纳阀(11)的轴(3)的共用主体(1.4)，允许所述轴(3)的旋转。与第一框架(1.1)和第二框架(1.2)相关联的平面在平行于阀(11)的阀瓣(2)的轴(3)并且靠近阀瓣(2)的所述轴(3)的几何轴线的线上相交。
根据该实施例，主体(1.4)的配置是圆柱形的，其具有朝向限定在第一框架(1.1)和第二框架(1.2)之间的空间的开口，使得附接到轴(3)的阀瓣(2)允许两个框架(1.1、1.2)之间的角旋转，其中所述框架(1.1、1.2)和主体(1.4)之间的支撑件限定了阀瓣(2)的旋转的两个可能的端部位置。
第一框架(1.1)具有第一开口(1.1.1)和沿着围绕该第一开口(1.1.1)的周边的第一底座(1.1.2)。第二框架(1.2)具有第二开口(1.2.1)和沿着围绕该第二开口(1.2.1)的周边的第二底座(1.2.2)。第一底座(1.1.2)和第二底座(1.2.2)彼此面对。
轴(3)以旋转的方式被容纳在主体(1.4)中，使得附接到所述轴(3)的阀瓣(2)允许两个端部位置之间的角运动，第一端部位置被支撑在第一底座(1.1.2)上，从而关闭第一开口(1.1.1)，并且第二端部位置被支撑在第二底座(1.2.2)上并且关闭第二开口(1.2.1)。然而，在该实施例中，阀瓣(2)允许确定第一开口(1.1.1)和第二开口(1.2.1)中的部分孔径度的中间位置。
轴(3)被容纳在朝向位于第一框架(1.1)和第二框架(1.2)之间的空间敞开的圆柱形腔体或外壳(1.5)中，从而允许与轴(3)共接合的阀瓣(2)朝向所述空间突出。轴(3)和圆柱形外壳(1.5)的圆柱形配置建立允许轴(3)的旋转的联接。
借助于下轴承和上衬套(附图中未示出)确保轴(3)的旋转运动。轴承被容纳在轴承外壳(未示出)中，从而确保轴(3)仅呈现旋转运动。
根据该实施例，第一框架(1.1)和第二框架(1.2)具有圆形开口(1.1.1、1.2.1)，并且其外部配置示出除了附接到主体(1.4)外的圆形闭合表面(1.1.3、1.2.3)，附接到主体(1.4)建立了到扁平带的过渡以到达主体(1.4)的端部。
根据该实施例，底盘(1)具有第三框架(1.3)，该第三框架具有用于容纳用于热量回收的热交换器(5)的端部的第三开口(1.3.1)。第三框架(1.3)具有矩形配置，以便适于被容纳在第三开口(1.3.1)中的热交换器(5)的矩形截面。因此，阀(11)本身是热交换器(5)的结构支撑等。
如在图2所描绘的顶视图中能够看出，第三框架(1.3)从第二框架(1.2)的侧面从第二框架(1.2)侧向地显现，第二框架的侧面与用于阀瓣(2)的第二底座(1.2.2)所位于其上的侧面相对。在该实施例中，在靠近该第二框架(1.2)到阀(11)的主体(1.4)的附接的第二框架(1.2)中建立第三框架(1.3)与底盘(1)的剩余元件的附接。然而，底座在靠近主体(1.4)或甚至在主体(1.4)本身中的位置中能够建立附接，该附接始终在与第二底座(1.2.2)所位于其上的侧面相对的第二框架(1.2)的侧面上。
图3中所描绘的截面示出了阀(11)的三个框架(1.1、1.2和1.3)相对于其他的布置以及在框架中的每个中建立的开口(1.1.1、1.2.1和1.3.1)的布置。同样看到阀(11)的圆柱形主体(1.4)和所述阀(11)的轴(3)的圆柱形外壳(1.5)。
图4至图6示出了由像所描述的阀的阀(11)构建的紧凑的热回收单元的第一实施例。在这种情况下，热回收单元耦接到气体后处理装置(附图中未示出)的出口。
图7和图8示出了由像所描述的阀的阀(11)构建的紧凑的热回收单元的第二实施例。在这种情况下，热回收单元耦接到排气管道。
关于阀(11)的所述配置，图4至图6以及图7至图8示出了第三框架(1.3)如何根据周边扁平带具有闭合表面(1.3.2)，该周边扁平带具有与以第一框架(1.1)和第二框架(1.2)的扁平带的形式的闭合表面(1.1.3、1.2.3)的连续性。第一实施例(图4至图6)中的这些封闭表面用作用于两个歧管的支撑件，第一排气歧管(7)被配置成关闭在第一框架(1.1)和第二框架(1.2)之间建立的空间，从而允许阀瓣(2)在第一排气歧管的内部移动，并且第二排气歧管(8)被配置成关闭在第二框架(1.2)和第三框架(1.3)之间建立的空间。在该实施例中，两个歧管(7、8)都由冲孔和冲压的片材形成。在第二实施例中，如下面将要描述的(图7和图8)，这些闭合表面用作第一进气歧管(13)和第二进气歧管(14)的支撑件；第一进气歧管(13)被配置成关闭第一框架(1.1)和第二框架(1.2)之间建立的空间，从而允许阀瓣(2)在第一进气歧管的内部移动，所述内部是第一腔室，并且第二进气歧管(14)被配置成关闭在第二框架(1.2)与第三框架(1.3)之间建立的空间。两个进气歧管(13、14)在该第二实施例中都由冲孔和冲压的片材形成。
在第一框架(1.1)和第二框架(1.2)之间存在扁平的三角形加强件(1.6)，该加强件被配置成使得其建立闭合表面(1.1.3、1.2.3、1.3.2)的连续性。能够在图1中看到所述加强件(1.6)。
图4至图8示出了片材如何被支撑在闭合表面(1.1.3、1.2.3、1.3.2)上，具体是第二框架(1.2)的支撑表面(1.2.3)如何用作用于被配置成单独的零件的两个歧管的支撑件，所述歧管(7、8)和(13、14)分别在第一实施例和第二实施例中。
根据另一实施例，第一歧管(7)和第二歧管(8)都被制成为单个零件中，并且在第二框架(1.2)的闭合表面(1.2.3)上的附接建立了位于第一框架(1.1)和第二框架(1.2)之间的空间与位于第二框架(1.2)和第三框架(1.3)之间的空间的分离。这对于第二示例的进气歧管(13、14)的情况以类似的方式发生。
如图4至图6所示，对应于涉及使用气体后处理装置的热回收单元的实施例，描述了以下部件。
回收单元的第一排气歧管(7)包括出口连接部(7.1)，以便在其所容纳的空间的内部与排气管道(9)之间建立流体连通以将排气排放到大气中。
第二排气歧管(8)包括出口连接部(8.1)，以便在其所容纳的空间的内部与到达内燃发动机的进气装置的再循环气体供给管道(10)之间建立流体连通。该气体供给管道(10)在图4中仅以不连续的线指示，并且其是在冷却的再循环气体离开以在供给发动机中被用作EGR气体的位置，其中通过在附图中未示出的EGR阀确定该EGR气体的流速。
如上所述，第三框架(1.3)是底盘(1)的允许固定交换器(5)的端部的结构元件。根据该实施例的交换器(5)被配置，如壳体(5.1)主要由彼此附接的两个冲压的U形金属片材形成，从而产生具有矩形截面的棱柱形主体。在壳体(5.1)的两个端部之间延伸的管束(5.2)被容纳在其内部中。在图4、图5和图6所示的实施例中，管束(5.2)是由两个端部挡板保持的扁平管形成的束。根据另一个实施例的另一个替代配置具有包括扁平管的管束(5.2)，扁平管在其端部扩大，从而使进入管束(5.2)的管的入口区域最大化。
在任何情况下，管束(5.2)包括用于液体冷却剂通过的管之间的通路。当装置可操作地安装时，液体冷却剂通过位于下部的液体冷却剂入口(5.5)进入，并且液体冷却剂出口(5.6)位于上部。因此，如果由于液体冷却剂达到其沸点而生成气泡，则能够容易排出气泡，从而减少热交换器(5)的热疲劳。
图4和图5示出了热回收单元(尤其是热交换器(5))的主要部件的截面图，其中热气体入口(5.3)位于一个端部处，并且用于被冷却的气体在其通过管束(5.2)的内部之后离开的冷却气体出口(5.4)到达位于由第二歧管(8)限定的内部中的腔室。
到达位于由第二歧管(8)限定的内部中的该腔室的被冷却的气体具有两个可能的路径，一个路径通过第二歧管(8)的出口连接部(8.1)离开以向EGR系统供给再循环和冷却的气体，并且另一路径在阀瓣(2)不关闭第二开口(1.2.1)时通过第二框架(1.2)的第二开口(1.2.1)。
第一路径允许将EGR气体供给到内燃发动机中。第二路径允许将被冷却的气体排放到大气中。即使不存在将热量传递到液体冷却剂的EGR气体的消耗，该第二路径也允许保持气体流通过热交换器(5)被冷却。这种配置允许使用热交换器(5)进行热回收。
热气体来自气体后处理装置，例如DPF。热回收单元具有被配置成耦接到气体后处理装置的出口的固定歧管(4)。由此，所有的热气体通过该固定歧管(4)被引导返回。根据实施例的固定歧管(4)由冲孔和冲压的片材的一个或多个部分形成。
根据图4至图6所示的实施例，通过基底(4.3)建立固定歧管(4)与气体后处理装置的耦接，基底(4.3)被配置成围绕所述后处理装置的出口。
后处理装置具有带有限定平面P的出口基底的圆柱形配置。该平面P是根据不连续的线在图4中以轮廓示出的基底(4.3)的主平面。
固定歧管(4)的基底(4.3)在后处理装置的出口上建立不透水的密封，使得气体被引导到位于固定歧管(4)的相对侧面上的两个可能的开口。
第一开口具有第一底座(4.1)，热交换器(5)的端部位于第一底座(4.1)上，热气体在该端部处进入，入口端(5.3)与附接到第三框架(1.3)的出口端(5.4)相对，并且第二开口具有第二底座(4.2)，旁通管道(6)位于第二底座(4.2)上，以在阀的阀瓣(2)允许热气体通过时将热气体直接引导到第一框架(1.1)的第一开口(1.1.1)。
根据在该实施例中所示的配置，旁通管道6和热交换器5都通过阀底盘(1)固定在一个端部处，并且通过固定歧管(4)固定在相对端部处。他们通过结构零件本身附接在每个端部处的事实使用少量的零件建立了非常高度的刚性，这减少了制造成本。
在该实施例中，旁通管道(6)通过将所述旁通管道(6)插入第一开口(1.1.1)的内壁中而附接到底盘(1)。
根据另一更紧凑的实施例，第二底座(4.2)被配置为直接附接到第一开口(1.1.1)的周边区域的管状突出部，由此该管状突出部被识别为旁通管道(6)，从而减少了制造热回收单元所需的零件的数量。
图4以不连续的线示出了旁通管道(6)的几何轴线，以及与固定歧管(4)的基底(4.3)的主平面P所成的角度(α≠90°)。这些相同的图也以不连续的线示出了热交换器(5)的几何轴线，以及与固定歧管(4)的基底(4.3)的主平面P所成的角度(β≠90°)。如两个附图中所示，两个轴线的倾斜度稍有不同，从而迫使旁通管道(6)和热交换器(5)具有稍微朝向底盘(1)会聚的取向。
两个元件相对于与主平面(P)正交的方向的倾斜度允许使热回收单元适应发动机机舱空间要求。
在该实施例中，被配置成容纳阀瓣(2)的轴(3)的底盘(1)的主体(1.4)位于热交换器(5)和旁通管道(6)之间以减少空间要求。
在这些相同的图4和图5中的截面图中所示的实施例中，能够看出，固定歧管(4)的第一底座(4.1)具有偏移区域以容纳管道，该管道允许例如如果所述液体冷却剂达到其沸点温度则在所述液体冷却剂中生成的气泡离开。
图6示出了热回收单元的透视图，其中轴(3)附接到通过由致动器(16)移动的臂(17)致动的连杆(18)。在该实施例中，致动器(16)的支撑件固定到热交换器(5)的壳体(5.1)。还能够看到热交换器(5)的液体冷却剂出口(5.6)，其允许在热交换器(5)和旁通管道(6)之间留出的空间中与液体冷却剂管道连接。
如图7和图8所示，对应于位于排气管道中的热回收单元的第二实施例，描述了以下部件。
第一进气歧管(13)包括入口，来自内燃发动机的热气体通过该入口进入热回收单元。
在图7和图8所示的特定示例中，第一进气歧管(13)包括管道区段(13.1)，其充当用于热气体进入第一进气歧管(13)的内部的所述入口，因此该热气体稍后能够被引导朝向由回收单元建立的两个可能的路径中的任一个。因此，热气体能够从第一进气歧管(13)通过第一开口(1.1.1)进入排气管道(12)，或者通过第二开口(1.2.1)进入第二进气歧管(14)。
因此，热气体进入第二进气歧管(14)的入口是通过阀(11)的第二开口(1.2.1)，然而该热气体从所述第二进气歧管(14)离开通过第三开口(1.3.1)发生，热气体进入热交换器(5)。
在该特定示例中，所有允许的是热气体离开内燃发动机直接进入大气中，或者一旦所述热气体已经在热交换器(5)中被冷却，该热气体就离开。
在该特定实施例中，阀(11)的第三框架(1.3)是底盘(1)的允许固定交换器(5)的端部的结构元件。根据该实施例的交换器(5)被配置，如壳体(5.1)主要由彼此附接的两个冲压的U形金属片材形成，从而产生具有矩形截面的棱柱形主体。在壳体(5.1)的两个端部之间延伸的管束(5.2)被容纳在壳体(5.1)内部中。
如图7和图8所示，管束(5.2)是由通过两个端部挡板保持的扁平管形成的束。根据另一实施例的另一替代配置具有包括扁平管的管束(5.2)，这些扁平管在其端部处扩大，从而使进入管束(5.2)的管的入口区域最大化。
在任何情况下，管束(5.2)包括被包括在束(5.2)中的管之间的用于液体冷却剂通过的通路。当装置可操作地安装时，液体冷却剂通过位于上部的液体冷却剂入口(5.5)进入，并且液体冷却剂出口(5.6)也位于上部。因此，如果由于液体冷却剂达到其沸点而生成气泡，则能够容易排出气泡，从而减少热交换器(5)的热疲劳。
因此，图7和图8示出了热回收单元(尤其是所述热交换器(5))的主要部件的截面图，其中热气体入口(5.3)位于一个端部处，并且用于被冷却的气体在通过管束(5.2)的内部之后离开的冷却气体出口(5.4)到达位于由排气歧管(15)限定的内部中的腔室。
到达位于由排气歧管(15)限定的内部中的该腔室的被冷却的气体在从所述排气歧管(15)通过管状延长部(15.1)传递到排气管道(12)时到达大气。
这些附图还示出了轴3如何附接到通过由致动器16移动的臂17致动的连杆18。在该实施例中，致动器(16)的支撑件固定到热交换器(5)的壳体(5.1)。
在该特定示例中，被配置成容纳阀瓣(2)的轴(3)的底盘(1)的主体(1.4)位于热交换器(5)和排气管道(12)之间以减少空间要求。
根据一个实施例，阀(11)的底盘(1)由冲孔和冲压的片材形成，从而产生非常低成本的制造。
根据另一实施例，阀(11)的所述底盘(1)借助于微量熔化过程进行配置，用于制造阀底盘的该其他选项也适用于上述装置的所有示例。
根据一个实施例，第一框架(1.1)、第二框架(1.2)和第三框架(1.3)是彼此附接的冲孔的片材的部分。第一框架(1.1)和第二框架(1.2)借助于在最终配置之前被配置为单独的零件的主体(1.4)附接，并且第三框架(1.3)附接到第二框架(1.2)。
根据另一实施例，第一框架(1.1)和第二框架(1.2)来自由冲孔和冲压的片材构成的相同零件，其中通过压制和弯曲操作获得主体(1.4)。第三框架(1.3)然后附接到第二框架(1.2)。
根据另一实施例，底盘(1)是单件式注入零件。