用于内燃机的增压空气冷却器及其装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于内燃机的增压空气冷却器，还涉及一种在内燃机的气缸盖上的增压冷却器装置。本发明尤其涉及所谓的进气管集成式增压空气冷却器的壳体的固定。下面这种增压空气冷却器尤其理解为，其中热交换器(尤其是基于流体的热交换器)被集成在内燃机的进气管中，使得应该被输入内燃机的燃烧室的空气直接地在流入燃烧室之前被抽走热量，并且因此能够向燃烧室输入更多的空气质量。为了导出热量，在这样的热交换器中部分地使用所谓的冷却盒作为独立的构件。
【背景技术】
[0002]从WO 2008/061692A1已知一种用于内燃机的、设计为紧凑型模块的、进气管集成式的增压空气冷却器。
[0003]此外，根据现有技术还已知上面所述的增压空气冷却器，其中，增压空气冷却器的壳体具有用于平面地将增压空气冷却器支承和固定在内燃机的气缸盖上的第一支承面，并且为了固定壳体，在壳体内设有至少一个沿着连接轴线延伸的孔，所述孔穿过第一支承面，并且其中所述连接轴线的走向与第一支承面成偏离90°的角度。
[0004]在根据上面所述的由现有技术已知的增压空气冷却器中，在结构设计条件下由于不垂直于第一支承面走向的连接轴线而产生了横向力，该横向力会导致第一支承面至少局部地弯曲。
[0005]根据现有技术已知，为了避免或减少上面所述的第一支承面的弯曲，使用所谓的中间凸缘。在此，涉及制成为独立构件的转接器，该转接器能够实现垂直于第一支承面的螺栓拧紧。这种解决方案不仅会导致具有气缸盖和转接器的增压空气冷却器的质量提高，而且还会提高在装配增压空气冷却器时的成本。
[0006]根据现有技术还已知，使用用于固定增压空气冷却器的所谓夹板。在使用夹板的情况下，将增压空气冷却器借助夹具固定在一侧上并且还被螺栓拧紧。在此，如此设计夹板，使得随着螺栓拧紧力的增加在夹板的区域中的夹紧力也被提高。这种解决方案的缺点在于，在夹板区域内的夹紧力很大程度上依赖于小的制造公差的合规性。
【发明内容】
[0007]因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于内燃机的增压空气冷却器以及这种增压空气冷却器在内燃机的气缸盖上的装置，这种装置能够实现简单、可靠和成本低廉的装配。尤其是，不希望的横向力的已知负作用能够被抵消。
[0008]根据本发明，该技术问题是通过以下技术方案来解决的。
[0009]根据本发明的用于内燃机的增压空气冷却器包括壳体，其中，所述壳体具有用于平面地将增压空气冷却器支承和固定在内燃机的气缸盖上的第一支承面，其中，为了固定壳体，在壳体内设有至少一个沿着连接轴线延伸的孔，所述孔穿过第一支承面，并且其中所述连接轴线的走向与第一支承面成偏离90°的角度。在此，在壳体上设有至少一个支撑凸起，它相对于第一支承面沿着要被连接的气缸盖的方向延伸，并且被这样地设计，使得设在支撑凸起上的平面在将增压空气冷却器固定在气缸盖上的情况下充当第二支承面。换言之，在根据本发明的增压空气冷却器的壳体上除了第一支承面以外还设有第二支承面，在能够将增压空气冷却器简单和成本低廉地装配在内燃机的气缸盖上的情况下所述第二支承面能够实现可靠的固定。随后，在根据本发明的增压空气冷却器中，通过斜向的螺栓连接或者其它的固定方式产生的横向力能够被直接地从增压空气冷却器的壳体导入气缸盖中并且由此被支撑。这是通过合适地设计和布置所述支撑凸起来实现的。
[0010]在根据本发明的增压空气冷却器的实施方式中，第一支承面和第二支承面相互间成45°至135°角地布置或设计。角度范围特别优选是80°至100°，进一步优选是成90°角。这种角度是在气缸盖上在侧壁和顶壁或底壁之间设置的惯用角度。特别优选的是，将根据本发明的增压空气冷却器与已有的气缸盖结构一起使用，因为气缸盖的结构改变与增压空气冷却器或它的壳体的改变相比，造成明显更高的成本。
[0011]在根据本发明的增压空气冷却器的另一实施方式中，第一支承面和第二支承面设成至少部分地相互邻接。这种实施方式的优点在于，作为完全平面的、通过边棱而延伸的支撑件(如它在这种情况下形成的)，确保了特别高的功能安全性。
[0012]在根据本发明的增压空气冷却器的另一实施方式中，所述至少一个支撑凸起直接地邻接所述至少一个孔和/或布置在两个孔之间。如果在壳体内设置多个孔，则这适用于所有孔，它们的连接轴线的走向与第一支承面成偏离90°的角度。在这种情况下，由于倾斜走向的连接轴线产生的横向力能够被直接地在它产生的区域内通过增压空气冷却器的支撑凸起而传递到气缸盖、并且由此被平衡。由此有效地抵消了在第一支承面的区域内的弯曲的形成。
[0013]仅为了完整性在此引用，支撑凸起也能够在增压空气冷却器的壳体的相应壳体壁的整个长度上、邻接气缸盖地延伸。这甚至可以形成特别高的稳定性并且在该方面是有利的。然而，出于重量的原因，支撑凸起的局部构造直接地位于所述孔的区域内和/或位于这些孔之间。
[0014]根据本发明的增压空气冷却器的壳体优选由金属材料制成、尤其由铝制成。铝的优点在于，它具有相对较低的密度，并且因此构件具有较低的质量。此外，铝是非常耐热的，尤其当空气或者废气以明显高于200°的温度流过壳体时。根据本发明的增压空气冷却器的壳体还能够由塑料制成。与由塑料制成的壳体相关联地，适合使用金属的嵌入件，尤其用于吸收在增压空气冷却器和气缸盖之间的螺栓连接区域内的螺栓拧紧力。
[0015]本发明还涉及增压空气冷却器、尤其如前面所述的增压空气冷却器在内燃机的气缸盖上的装置，其中，增压空气冷却器具有壳体，在壳体上设有用于平面地将增压空气冷却器支承和固定在气缸盖的侧壁上的第一支承面，其中，为了固定壳体，在壳体内设有至少一个沿着连接轴线延伸的孔，所述孔穿过第一支承面，并且其中所述连接轴线的走向与第一支承面成偏离90°的角度，并且其中，在壳体上还设有至少一个支撑凸起，它相对于第一支承面沿着气缸盖的方向这样地延伸，使得设在支撑凸起上的平面在固定增压空气冷却器的情况下同时充当第二支承面，用于支承气缸盖的顶壁或者底壁。前面所述的与增压空气冷却器相关的优点在此被再次引用。尤其是，使用根据本发明的装置抵消了增压空气冷却器的壳体的支承面的弯曲，因为在气缸盖上的支撑凸起支撑在形成横向力的位置上。
[0016]本发明尤其涉及一种装置，其中设有多个孔，并且增压空气冷却器通过设在孔中的螺栓与气缸盖螺栓连接。
[0017]在根据本发明的装置的实施方式中，如果在增压空气冷却器的壳体中的至少一个孔在气缸盖内继续延伸穿过在气缸盖的侧壁和顶壁之间或者在气缸盖的侧壁和底壁之间走向的边棱，则在根据本发明的增压空气冷却器的壳体内存在用于冷却体的特别高的结构高度，其中，同时根据本发明的气缸盖的几何尺寸不必被改变，该气缸盖通常具有侧壁和顶壁或底壁。在另外的实施方式中，对于根据本发明的增压空气冷却器，多个如前面所述的孔如此地设在增压空气冷却器中和气缸盖中，使得它们适合用于将气缸盖与增压空气冷却器螺栓连接。这种设计能够实现，将增压空气冷却器安全地和节省空间地与气缸盖相连接。所述孔优选以有规律的间距围绕至少一个流出口被布置，进一步优选地以矩形的形状来布置。在此可以考虑，不是所有孔都必须具有与第一支承面成偏离90°的角度走向的连接轴线。通常只有布置在气缸盖上侧区域内的孔是成偏离90°的角度来布置的，以便在该区域内扩大用于设在壳体中的冷却体的结构空间。
[0018]在另外的实施方式中，增压空气冷却器的壳体直接地贴靠在气缸盖的侧壁上和/或贴靠在气缸盖的顶壁或底壁上。因此，增压空气冷却器构成内燃机的进气管。这样的增压空气冷却器也被称为进气管集成式的增压空气冷却器。
【附图说明】
[0019]下面结合附图来进一步阐释其它的实施方式和本发明的优点。附图为:
[0020]图1示出根据本发明的增压空气冷却器的壳体的实施方式的三维视图，
[0021]图2示出沿着剖切线I1-1I剖切在图1中所示的壳体所得的剖面图，
[0022]图3示出根据本发明的壳体与气缸盖的螺栓连接的实施方式在外部靠上的两个孔之一的区域内的放大剖面图。
【具体实施方式】
[0023]根据本发明的增压空气冷却器10包括壳体12，在壳体12中设有用于导入要被冷却的增压空气的流入口 14。此外，在壳体中设有流出口 16，以便将在壳体内被冷却的增压空气通过直接连接在增压空气冷却器10上的气缸盖30 (参见图2)导入燃烧室(未示出)。通过流入口 14流入壳体12中的空气在所示的实施方式中在穿过设在冷却口 18中的冷却盒(未示出)期间被冷却，并且随后通过流出口 16被输入到内燃机的气缸的燃烧室中。增压空气冷却器10因此构成内燃机的进气管，并且因此也被称为进气管集成式增压空气冷却器。在所示的实施方式中要被使用的冷却盒包括用于流体(在此为水)的通道和多个用于使空气从流入口 14流到流出口 16的薄片，以便抽走流过冷却盒的空气的热量。因此，在此涉及一种基于流体的增压空气冷却器10。
[0024]通过流入口 14流入的空气在所示的实施