CN101578437B - 冷却装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆的冷却装置。冷却装置包括：进气空气冷却器(1)，本身包括至少一个用于在冷却过程中引导压缩空气的管路(1a)和适用于从第一管路(1a)接收冷却的压缩空气的箱(1c)；和EGR冷却器(2)，包括至少一个用于在冷却过程中引导废气的第二管路(2a)和适用于从第二管路(2a)接收冷却废气的箱(2c)。冷却装置包括机械连接装置(3)，适用于将进气空气冷却器的箱(1c)的一端连接到EGR冷却器的箱(2c)的一端，从而所述箱(1c，2c)在车辆中在装配状态构成了组合箱单元。其中所述箱(1c，2c)由不同的金属材料制成。

Description

冷却装置
技术领域
本发明涉及一种车辆的冷却装置。
背景技术
可以提供给增压内燃机的空气的量取决于空气的压力和空气的温度。将尽可能大量的空气供应给内燃机需要压缩空气在被导入内燃机之前在进气空气冷却器中被冷却。进气空气冷却器通常装配在车辆的普通散热器的前面，在其处，它被周围空气冷却。压缩空气因此可以在进气空气冷却器中被冷却到与周围温度基本相同的温度。进气空气冷却器有利地利用具有良好导热性的材料制成，例如铝。
称为EGR(废气再循环)的技术是一种已知的方式，将来自内燃机中燃烧过程的废气的一部分通过返回管路引导到用于将空气供应到内燃机的进气管。将废气增加到空气中导致较低的燃烧温度，导致废气中含有的氮氧化物NOx减少。重要的是返回的废气还受到良好的冷却，从而它们不会使得被引导到内燃机的空气变热。废气因此在与进气管中的空气混合之前在EGR冷却器中被冷却。由于废气含有腐蚀性物质，EGR冷却器有利地由耐腐蚀的材料例如不锈钢制成。
SE 527 869涉及一种气冷式冷却装置，适用于装配在车辆前部处的车辆普通散热器的前面。冷却装置包括进气空气冷却器和EGR冷却器，它们具有共同的出口箱，从而它们构成了组合的箱单元。这种冷却装置可以制成紧凑的结构，并且占用很少空间，同时压缩空气和废气在它们在相应的冷却器中被冷却之后基本立即彼此混合。
发明内容
本发明的目的是提供一种冷却装置，其占用相对少的空间，并且方便装配在车辆中，同时，它可包括由不同材料制成的EGR冷却器和进气空气冷却器。
这个目的利用上述类型的冷却装置实现。所述冷却装置包括：进气空气冷却器，本身包括至少一个用于在冷却过程中引导压缩空气的第一管路和适用于从第一管路接收冷却的压缩空气的箱；和EGR冷却器，包括至少一个用于在冷却过程中引导废气的第二管路和适用于从第二管路接收冷却废气的箱，其中，冷却装置包括机械连接装置，所述机械连接装置适用于将进气空气冷却器的箱的一端连接到EGR冷却器的箱的一端，从而所述箱在车辆中在装配状态构成了组合箱单元，其中所述箱由不同的金属材料制成。
根据上述方案，将进气空气冷却器的箱的端部连接到EGR冷却器的箱的端部导致所述箱在车辆中的装配状态中构成了组合的箱单元。结果是紧凑的冷却装置，其占用车辆中很少的空间。EGR冷却器和进气空气冷却器这里可以具有基本普通的结构，并由任何适合的材料制成，但是进气空气冷却器的箱和EGR冷却器的箱之间的连接必须足够坚固以承受所述箱中产生的过压，不至于发生泄露。如果进气空气冷却器的箱和EGR冷却器的箱由不同金属材料制成，这种连接很难建立。连接方法例如焊接和硬钎焊通常不可使用。同时，不同的金属材料必须不设置成动电电流会在连接的金属材料之间产生。如果动电电流在连接的金属材料之间产生，那么次贵重材料将腐蚀。根据本发明，所述箱通过机械连接装置而相连。适合设置的金属连接装置将使得可以在箱之间建立非常坚固的连接，从而防止压缩空气和废气的泄露。另外，机械连接装置可以设置成使得：箱的不同金属材料不会彼此直接接触。在连接处发生动电腐蚀的风险因此基本消除。这种机械连接装置可以是螺纹连接，螺栓连接，铆钉连接等。这种适合设置的机械连接装置使得进气空气冷却器和EGR冷却器可以方便和有效地配合在一起。
根据本发明的优选实施例，所述机械连接装置是夹持连接装置，适用于利用夹持力将进气空气冷却器的箱和EGR冷却器的箱相连接。夹持连接装置从通常方便应用，并且可以同时施加强大的夹持力，夹持力将进气空气冷却器的箱和EGR冷却器的箱保持在一起。夹持连接装置优选包括带状的元件，该元件具有内表面，内表面适用于在连接区域中以所述夹持力抵靠着进气空气冷却器的箱的外表面和EGR冷却器的箱的外表面。这种带状元件因此在连接区域中施加在进气空气冷却器的箱和EGR冷却器的箱周围。处于夹持状态的带状元件将施加夹持力，夹持力在连接区域中将所述箱以相对彼此特定的相互位置保持在一起。有利的，带状元件具有内表面，该内表面的形状对应于连接区域中进气空气冷却器的箱的外表面和EGR冷却器的箱的外表面的形状。进气空气冷却器的箱和EGR冷却器的箱的外表面，以及带状元件的内表面，有利的是倾斜的，从而带状元件的夹持力同样转化成下面的夹持力，该夹持力在连接区域中将进气空气冷却器的箱和EGR冷却器的箱的端面朝着彼此促动。这种表面使得较方便地在进气空气冷却器的箱和EGR冷却器的箱之间建立坚固的连接。夹持连接装置优选包括螺纹装置，通过螺纹装置，可以调节带状元件的张紧力。带状元件的张紧力因此可以方便调节，直到它施加适合的夹持力，该夹持力在连接区域中将进气空气冷却器的箱和EGR冷却器的箱牢固地保持在一起。这种夹持连接装置可包括所谓的V形夹。
根据本发明的优选实施例，机械连接装置包括位于所述箱的端面之间的连接元件。结果是：在各个箱的不同材料之间没有直接接触，从而基本消除了在连接区域中产生动电电流的风险。这种连接元件可以是环形的，并适于定位在所述箱的端面之间。连接元件可以由电绝缘材料制成，从而进一步防止在不同材料之间发生动电电流的风险。连接元件应具有一定的弹性，从而它可以可靠地密封所述箱的端面之间。
根据本发明的优选实施例，组合的箱在车辆中在装配状态中具有基本竖直的延伸范围，并且EGR冷却器的箱配合在进气空气冷却器的箱的上方或者下方。进气空气冷却器和EGR冷却器这里在车辆中可以作为组合箱单元装配在普通散热器的前面，在其处，处于周围温度的冷却空气流将流动穿过它们。因此进气空气冷却器中的压缩空气和EGR冷却器中的废气将被冷却到与周围温度基本相同的温度。有利的，冷却装置包括第二机械连接装置，适用于将其中一个所述箱的端部连接到一管路的端部，该管路适用于将空气和废气的冷却混合物从冷却装置引导离开。这种管路可以由金属材料制成，或者由或多或少柔性的塑料材料制成。有利的，这里使用的第二机械连接装置将具有与用于连接进气空气冷却器的箱和EGR冷却器的箱的机械连接装置类似的结构。
根据本发明的优选实施例，EGR冷却器的箱由不锈钢制成。有利的，整个EGR冷却器由不锈钢制成。当废气在EGR冷却器中被冷却时，具有腐蚀物质凝结在EGR冷却器内的风险。EGR冷却器因此应当由耐腐蚀材料制成。不锈钢是非常耐腐蚀的材料，其同时具有相对良好的导热性。有利的，进气空气冷却器的箱由铝制成。压缩空气将不会包括与废气相同程度的腐蚀性物质。进气空气冷却器因此有利地可以由铝制成，其具有非常好的导热性，同时是比不锈钢廉价的材料。
附图说明
下面通过实例参考附图描述本发明的优选实施例，附图中：
图1示出了根据本发明的冷却装置；和
图2示出了从上面观察的图1中的平面A-A的机械连接部。
具体实施方式
图1示出了冷却装置的一部分，其包括进气空气冷却器1和EGR冷却器2。进气空气冷却器1包括多个平行管路1a，用于引导压缩空气。冷却凸缘1b设置在管路1a之间的间隙中。优选处于周围温度的空气适用于流动穿过管路1a之间的间隙，从而被引导穿过管路1a的压缩空气受到周围空气的冷却作用。管路1a和冷却凸缘1b一起构成了进气空气冷却器1的基本盘状的冷却部分。管路1a具有出口孔，该出口孔在不同的高度处向外通向进气空气冷却器的箱1c中。箱1c固定到盘状冷却部分的一端部处。箱1c具有这样的功能：从管路1a接收冷却的压缩空气。进气空气冷却器1还以普通的方式包括未示出的入口箱，位于盘状冷却部分的相反端部处。进气空气冷却器的管路1a、冷却凸缘1b和箱1c有利地由具有非常好的导热性的材料制成，例如铝。
EGR冷却器2基本竖直地配合在进气空气冷却器1的上方。EGR冷却器2包括多个平行的管路2a，用于引导返回的废气。冷却凸缘2b设置在管路2a之间的间隙中。处于周围温度的空气用于流动穿过管路2a之间的间隙，从而管路2a中的废气受到冷却。管路2a和冷却凸缘2b一起形成了EGR冷却器2的基本盘状的冷却部分。管路2a具有出口孔，该出口孔在不同的高度处向外通向箱2c中，箱2c固定到盘状冷却部分的端部。箱2c具有从管路2a接收冷却废气的功能。EGR冷却器2还以普通的方式包括未示出的入口箱，位于盘状冷却部分的相反端部处。管路2a和箱2c有利地由非常耐腐蚀同时具有良好导热性的材料制成。EGR冷却器2因此有利地由不锈钢制成，但是冷却凸缘2b可以由一些其它材料制成，因为它们不与腐蚀性的废气直接接触。
进气空气冷却器的箱1c的上端包括指向外部的凸缘状部分1c’。EGR冷却器的箱2c的下端包括相对应形状的凸缘状部分2c’，同样指向外部。进气空气冷却器的箱1c的上端在第一连接区域中通过第一夹持连接装置而连接到EGR冷却器的箱2c的下端，第一夹持连接装置是V形夹3的形式。进气空气冷却器的箱1c和EGR冷却器的箱2c因此在车辆中在装配状态构成了组合(composite)箱单元。图2示出了V形夹3的剖视图。V形夹3包括带状元件3a，该元件在配合状态适用于基本在进气空气冷却器的箱1c的凸缘状部分1c’和EGR冷却器的箱2c的凸缘状部分2c’周围延伸。V形夹3具有内表面，该内表面的形状基本对应于凸缘状部分1c’、2c’的外表面。V形夹3包括螺纹装置3b，该螺纹装置具有头部和螺纹部分，螺纹部分延伸穿过带状元件3a的第一部分3c中的不具有螺纹的孔，进入带状元件3a的第二部分3d中的螺纹孔。环形元件4在第一连接区域中位于箱的端面1c、2c之间，从而端面不会彼此直接接触。环形元件4有利地由电绝缘材料制成。因此消除了在第一连结区域中在箱1c、2c之间发生动电电流的风险，尽管它们由不同的金属材料制成。
壁元件5设置在EGR冷却器的箱2c内。当废气在EGR冷却器中冷却时，存在下面的风险：废气中的腐蚀性物质凝结在EGR冷却器2内。壁元件5的目的是防止废气中的腐蚀性物质，主要是凝结物的形式，下降并积聚在进气空气冷却器的箱1c中，其因此可以由铝制成。铝不是对于这种物质完全耐受的材料。冷却装置还在第二连接区域中包括第二夹持连接装置，适用于将EGR冷却器的箱2c的上端连接到管路6的一端，管路6适用于将空气和废气的经过冷却的混合物从冷却装置引导离开。EGR冷却器的箱2c的上端包括指向外部的凸缘状部分2c”，并且管路6的一端包括相对应形状的凸缘状部分6’，同样指向外部。第二夹持连接装置包括V形夹3，与第一连接区域中所使用的类似。这里，再次，V形夹3包括带状元件3a，该元件的内表面在形状上对应于凸缘状部分2c”、6’的外表面，凸缘状部分2c”、6’在第二连接区域中指向外部。这里，再次，环形元件4位于EGR冷却器的箱2c和管路6的端面之间，从而端面不会彼此直接接触。
第一V形夹3因此用于在第一连接区域中连接进气空气冷却器的箱1c和EGR冷却器的箱2c。当V形夹3将被施加时，带状元件3a设置在这样的位置，使得它在进气空气冷却器的箱1c的凸缘状部分1c’和EGR冷却器的箱2c的凸缘状部分2c’周围延伸。之后，螺纹装置3b旋入第二部分3d中的螺纹孔中，从而第一部分3c和第二部分3d之间的距离减小。将带状元件3a收紧，会逐渐将它在凸缘状部分1c’、2c’的外表面周围收紧。当带状元件3a已经被施加充分的张紧力时，带状元件3a以大的夹持力将凸缘状部分1c’、2c’保持在一起。凸缘状部分1c’、2c’的外表面以及带状元件3a的内表面是倾斜的，从而一部分所述夹持力沿着这样的方向作用，使得箱的端面1c、2c均从它们相应侧被朝着中间的环形元件4促动。因此相对方便在进气空气冷却器的箱1c和EGR冷却器的箱2c之间提供非常坚固和牢靠的连接。在装配状态，进气空气冷却器的箱1c和EGR冷却器的箱2c构成了组合箱单元。结果是产生了紧凑的冷却装置，其在车辆中占用很少的空间。第二V形夹3之后以类似方式用于在第二连接区域中将EGR冷却器的箱2c连接到管路6。冷却装置因此可以非常方便和快速地装配在车辆中。
本发明绝不限于附图所示的实施例，而是可以在权利要求的范围内自由变化。例如，进气空气冷却器可替换地可以配合在EGR冷却器的上方，而不是下方。机械连接装置上面以V形夹为例进行说明，但是其它类型的机械连接装置，例如螺纹连接，螺栓连接，铆钉连接等，都可以使用。

Claims (10)

1.一种车辆的冷却装置，包括：进气空气冷却器(1)，本身包括至少一个用于在冷却过程中引导压缩空气的第一管路(1a)和适用于从第一管路(1a)接收冷却的压缩空气的箱(1c)；和EGR冷却器(2)，包括至少一个用于在冷却过程中引导废气的第二管路(2a)和适用于从第二管路(2a)接收冷却废气的箱(2c)，其特征在于，冷却装置包括机械连接装置(3)，所述机械连接装置适用于将进气空气冷却器的箱(1c)的一端连接到EGR冷却器的箱(2c)的一端，从而所述箱(1c，2c)在车辆中在装配状态构成了组合箱单元，其中所述箱(1c，2c)由不同的金属材料制成。
2.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述机械连接装置是夹持连接装置(3)，适用于利用夹持力连接进气空气冷却器的箱(1c)和EGR冷却器的箱(2c)。
3.如权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，夹持连接装置(3)包括带状元件(3a)，所述带状元件具有内表面，所述内表面适用于在连接区域中以所述夹持力抵靠所述进气空气冷却器的箱(1c)的外表面和EGR冷却器的箱(2c)的外表面。
4.如权利要求3所述的冷却装置，其特征在于，带状元件(3a)的内表面在形状上基本对应于连接区域中进气空气冷却器的箱(1c)的外表面和EGR冷却器的箱(2c)的外表面。
5.如权利要求3或4所述的冷却装置，其特征在于，夹持连接装置(3)包括螺纹装置(3b)，通过螺纹装置可以调节带状元件(3a)的夹持力。
6.如权利要求1-4中任一项所述的冷却装置，其特征在于，机械连接装置包括位于所述箱(1c，2c)的端面之间的连接元件(4)。
7.如权利要求1-4中任一项所述的冷却装置，其特征在于，组合箱单元适用于在车辆中在装配状态具有基本竖直的延伸范围，并且EGR冷却器的箱(2c)配合在进气空气冷却器的箱(1c)的上方或下方。
8.如权利要求1-4中任一项所述的冷却装置，其特征在于，它包括适用于将所述箱(1c，2c)的其中一个的一端连接到管路(6)一端的机械连接装置(3)，管路(6)适用于将空气和废气的经过冷却的混合物从冷却装置引导离开。
9.如权利要求1-4中任一项所述的冷却装置，其特征在于，EGR冷却器的箱(2c)由不锈钢制成。
10.如权利要求1-4中任一项所述的冷却装置，其特征在于，进气空气冷却器的箱(1c)由铝制成。
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