JP5883038B2 - 吸気ハウジング用のカバー - Google Patents

Description

本発明は、内燃エンジンの供給ガス流のための吸気ハウジング用のカバー、そのようなカバーを備える内燃エンジンの吸気ハウジングおよび供給ガス流吸気モジュールに関する。ガスは、空気または空気と排ガスとの混合物であると理解すべきである。

本発明は、特に、自動車内燃エンジンのシリンダヘッドへと前記ガスを導入するためのガス吸気装置の一体部分として適用できる。

自動車内燃エンジンは複数の燃焼室を備え、各燃焼室は、ピストン、シリンダ、および、シリンダヘッドの一部によって区切られる。これらの燃焼室は、エンジンの仕事をもたらすために燃やされるようになっている燃料と酸化剤との混合物を受ける。酸化剤は、エンジンがターボチャージャを含むかどうかに応じて圧縮されてもよい或いは圧縮されなくてもよい空気を備える。空気は、再循環排ガスと呼ばれる排ガスと混合される場合もある。以下、燃焼室に取り込まれるガスを供給ガスと称する。

供給ガスを冷却することによって、例えば供給ガスと車外の空気流との間の熱交換を空気／空気熱交換器を介して促進することによって、これらの供給ガスの密度を増大させることは既知の慣例である。

供給ガスと、供給ガスが通る熱交換器内で循環する液状流体、例えばエンジンの冷却剤との間の交換によって、この冷却をもたらすことも既知の慣例である。後者の装置で使用される熱交換器は、バンドルを備えるが、冷却剤分配領域も含み、冷却剤分配領域の機能は、交換器外部のダクトからバンドルを形成するチューブへと流体を方向付けることである。

そのような解決策の効果は、交換器のバンドルの前面の活用と、この前面の全体にわたる所定量の供給ガスの分配とに依存する。吸気モジュールにおける冷却剤分配領域の存在は、冷却剤と供給ガスとの間の交換効率を低下させる。したがって、そのような供給ガス冷却装置の全体の効果に影響が及ぼされる。

したがって、本発明の目的は、主に交換器の冷却剤分配領域にて供給ガスの循環を制限することによって或いは防止することによって前述した欠点を解決することである。そのような制限は、容易に工業化され得る簡単な手段によって、交換器の冷却剤分配領域の範囲外へと供給ガスを導くようになっている部分をカバーに形成することによって適用される。熱交換器のバンドルへの供給ガス流の案内も促進される。

したがって、本発明の主題は、内燃エンジンの供給ガス流といわゆる冷却剤との間の熱交換器に少なくとも対向して設置するのに適したカバーであって、前記熱交換器が、バンドルと、バンドル内に冷却剤を分配するための領域とを備えており、当該カバーは、冷却剤分配領域にて供給ガス流の循環を制限するのに適した突出部を備えることを特徴とする。突出部は、冷却剤分配領域と対向して配置されるとともに供給ガス流を遮断して交換器のバンドルへ向けて供給ガス流を方向付ける障害物を形成する。

本発明の第１の特徴によれば、突出部はガス流偏向機能を有する。

本発明の第２の特徴によれば、カバーは、壁によって結合されるガス流入口オリフィスおよびガス流出口オリフィスを備え、突出部は出口オリフィスの延長面と平行な面内で延びる。

本発明の他の特徴によれば、突出部は入口オリフィスおよび出口オリフィスの両方の範囲を定める。

本発明の更なる他の特徴によれば、カバーは、熱交換器が収容される吸気ハウジングと支持するのに適したドッキングエッジを備え、突出部はドッキングエッジから延びる。

突出部のそのような延在は、ドッキングエッジの延長内で延びるのが有益である。

この変形によれば、カバーは、鋳造ステップによって形成される。言い換えると、カバーは、鋳造方法によって形成されるブランクから製造される。

本発明の更なる他の特徴によれば、カバーは、入口オリフィス形成開口が設けられる金属プレートを備え、前記突出部が前記金属プレートから得られる。

好適には、突出部は、入口オリフィスの縁部を起点として生じ、当初は入口オリフィスを塞ぐ金属プレートの部分を折り曲げることによって形成される。

また、好適には、突出部の折り曲げは、突出部の端部が熱交換器と接触できるようになされている。

本発明のこの実施形態の特徴によれば、カバーは、スエージ加工ステップにより形成される。言い換えると、カバーは、スエージ加工により形成される金属プレートの成形の少なくとも１つのステップを備える。

前述した変形に共通する解決策によれば、カバーは２つの長手方向端部を備え、突出部が２つの長手方向端部のうちの一方のみに形成される。

また、本発明は、内燃エンジンの吸気ハウジングを対象とするものであって、当該ハウジング内で循環する供給ガス流と流体との間の熱交換器を受けるのに適しており、当該吸気ハウジングは、前述した特徴のうちのいずれか１つにしたがって形成されるカバーを備える。

最後に、本発明は、前述した吸気ハウジングと、前記吸気ハウジング内に設けられる熱交換器とを備える、内燃エンジンの吸気モジュールに及ぶ。

本発明に係る正に最初の利点は、供給ガス流と熱交換器内で循環する流体との間の熱交換効率の向上にある。

他の利点は、交換器の冷却剤分配領域にて供給ガスの循環を制限する手段をもたらすことができる簡潔さにある。実際に、この手段は、その設置が更なる処理を必要としないようにカバーに組み込まれる。

本発明の他の特徴、詳細、および、利点は、図面と共に示唆として与えられる以下の説明を読むとさらに明確に理解できるようになる。

本発明に係るカバーの第１の変形実施形態の斜視図である。 本発明に係るカバーの第２の変形の第１の実施形態の斜視図である。 本発明に係るカバーの第２の変形実施形態の第２の実施形態の斜視図である。 図３に示されるカバーを組み込む吸気モジュールの部分斜視図である。

図１は、内燃エンジンの吸気ハウジングのカバー１を示している。そのようなハウジングは熱交換器を受け、該熱交換器にはハウジング内で循環する供給ガス流が通される。この熱交換器の主な機能は、供給ガスをそれらが内燃エンジンの燃焼室内へ入る前に冷却することである。

カバー１は供給ガス流を熱交換器の前面へ向けて導くが、本発明に係るカバーを、熱交換器の出口に配置する、すなわち、供給ガス流をそれが熱交換器によって冷却された後に導くように配置することもできる。以下の説明は、交換器の前面へと向かうチャネリングまたは案内に関して示されるが、この説明が熱交換器の出口にてカバーの使用に適用できることは言うまでもない。

このカバー１は、少なくとも熱交換器と対向して、特にこの熱交換器の入口前面と対向して装着されるようになっている。ガス流の冷却は、このガス流と熱交換器のコアで循環するいわゆる冷却剤との間の熱伝達によって得られる。この流体は、例えば、車両に設置されるエンジンの冷却ループ内で循環する冷却剤である。そのようなループまたは冷却回路は、車両に設置される内燃エンジンの温度調整に関与する。

熱交換器は、バンドルと、バンドル内に冷却剤を分配するための領域とを備える。バンドルは、供給ガス流と冷却剤との間の熱交換に供される部分であり、このバンドルは、例えば互いに取り付けられるプレートの対によって形成される複数のチューブを備え、プレート間にはセパレータが設けられ、前記セパレータは、チューブ間で循環する供給ガス流とチューブ内で循環する冷却剤との間の熱交換を促す。このバンドルは冷却剤分配領域から冷却剤を受け、冷却剤分配領域は交換器収集ボックスとも呼ばれる。冷却剤分配領域は、例えば共に***される一連の肩部を有し、肩部は、内部で冷却剤をバンドルのチューブに達するように循環させる。そのような熱交換器については図４で更に詳しく説明する。

カバー１は、冷却剤分配領域における供給ガス流の循環を制限するように設計される突出部２を備える。言い換えると、この突出部２は、供給ガス流が冷却剤分配領域を通過しないように供給ガス流を偏向させるようにカバー１に設けられる。相関的に、突出部２により適用されるそのような偏向は、バンドルの使用に有利に作用する。

第１の変形によれば、カバー１は、鋳造方法により製造される部品から得られる。この部品を形成する材料は、ここでは、アルミニウムまたはアルミニウム合金である。カバー１は、供給ガス流が内部で循環する内部容積の範囲を定めるジャケットとも呼ばれる壁３を備える。この壁３は底部４を備え、底部４の縁で第１の側壁５と第２の側壁６とが延びる。底部は曲線を成す形状をたどるのに対し、第１の側壁５および第２の側壁６は、平面であり、底部４の曲線を成す形状に適合するようにテーパを伴って切断される。

第１の側壁５、第２の側壁６、および、底部４は、供給ガス流のための入口オリフィス７の範囲を定める。この入口オリフィス７はリンクエッジ８により取り囲まれる開口であり、リンクエッジは、第１の側壁５、第２の側壁６、および、底部４の一体部分を形成する。入口オリフィス７はカバーの第１の端部に形成され、一方、第２の端部と呼ばれるカバーの反対側の端部は、熱交換器へと供給ガス流を方向付けるためにテーパを伴って終端される。これらの端部は、その長さでカバーを終端させるため、以下では長手方向と見なされる。

出口オリフィス９がドッキングエッジ１０によって外周を取り囲まれ、ドッキングエッジ１０は、第１の側壁５、第２の側壁６、および、底部４の自由端に沿って全てが形成される。このドッキングエッジ１０は、熱交換器が収容される吸気ハウジングに接して位置するカバー１の構造要素である。このドッキングエッジ１０は、例えばカバー１を吸気ハウジングとシールして機械的に連結するために溶接ビートを受ける。

このように、出口オリフィス９は、ドッキングエッジ１０を通過する面内で延びる透かしが入った区域によって形成される。突出部２は、例えば出口オリフィス９内へと延びるように形成される。変形実施形態によれば、突出部２は、出口オリフィス９の面と平行な延長面を伴う直線状の罫線により形成される。したがって、この罫線またはリブは、ドッキングエッジ１０により区切られる出口オリフィス９の領域へと侵入する。相補的な態様で、本発明は、突出部２の外面１１、すなわち、出口オリフィス９の面と同化される面内で延びるように熱交換器の方へ曲げられる面をもたらす。したがって、突出部２が、出口オリフィス９を規定する開放断面へ向けて、ドッキングエッジ１０の延長、すなわち、このエッジと同じ材料の延長に形成されることが理解される。

この変形において、突出部２は、カバー１の２つの長手方向端部のうちの一方だけに形成される。これは、熱交換器が単一の冷却剤分配領域のみを備えるからである。言うまでもなく、複数の冷却剤分配領域で供給ガスの循環を制限するように配置される複数の突出部２を備えるカバー１も本発明の適用範囲である。同様に、突出部２の位置はカバー１の端部に限定されない。実際には、この突出部は、第１の側壁から引き出されて、第２の側壁へと延びてもよいが、長手方向端部から分離されてもよい。

図１に示される第１の変形では、突出部２が出口オリフィス９へと延びるが入口オリフィス７へも延びることに留意される。言い換えると、突出部２は、出口オリフィス９の側でドッキングエッジ１０に重なり合う一方で、入口オリフィス７のリンクエッジ８を規定する。

第１の側壁５、第２の側壁６、および、底部４によって区切られるカバー１の内部容積の内側では、カバー１内で循環するガス流を案内するための少なくとも１つの手段が延びる。この手段は、特に、底部４から距離を隔てて第１の側壁５と第２の側壁６との間で延びる少なくとも１つのブレード１２の形態を成す。このブレードは、熱交換器のバンドル内への供給ガス流の流入に有利に作用するように供給ガス流の方向を変える偏向体としての役目を果たす。なお、図１は、参照符号１２が付された第１のブレードと参照符号１３が付された第２のブレードとを示しており、この場合、第２のブレード１３は、第１のブレード１２と底部４との間をこれらの２つの要素と何ら接触することなくカバーの内部容積内で少なくとも部分的に延びる。

図２は、本発明に係るカバー１の第２の変形の第１の実施形態を示している。

このカバー１は、ここでは、特にアルミニウムまたはアルミニウム合金の金属プレートまたはストリップ１４から形成される。この金属プレート１４はスエージ加工法により形成される。金属プレートは、略平行六面体形状の中央ストリップ１５と、中央ストリップ１５の長さにわたって延びる参照符号１６，１７が付された２つの側面とを備える。これらの側面１６，１７は、中央ストリップの延長面に対して垂直な面内で延びる。これらの側面は、例えば、折り曲げ工程によって或いはスエージ加工工程中に形成される。

金属プレート１４には、入口オリフィス７を形成する開口が設けられる。この開口は中央ストリップの端部に形成される。

カバー１は、互いに対して折り曲げられる一連の区域を有する。第１の区域１８は、カバーの長手方向端部から始まって第１の面内で延びる。この第１の区域１８には第２の区域１９が続き、この第２の区域１９は、反三角方向の折り曲げによって例えば２０°〜３０°の角度だけ第１の面に対して傾けられる第２の面内で延びる。第２の区域１９に続いて、反三角方向の折り曲げによって例えば２０°〜３０°の角度だけ第２の面に対して傾けられる第３の面内で延びる第３の区域２０が存在する。

カバー１には第４の区域２１が続き、この第４の区域２１は、三角方向の折り曲げによって例えば４０°〜６０°の角度だけ第３の面に対して傾けられる第４の面内で延びる。そのような状況では、第４の面が特に第１の面と平行である。最後に、カバーは、三角方向の折り曲げによって第４の面に対して垂直な第５の面内で延びる第５の区域２１で終わる。

入口オリフィス７は、特に第５の区域を貫通して形成され、この第５の区域２２の面積の全てを占める。このとき、入口オリフィス７は、入口オリフィス７を形成する開口を周辺的に取り囲む縁部２３によって区切られる。

突出部２は、それが突出部２を形成する中央ストリップ１５の一部となるように金属プレート１４から引き出される。このとき、この突出部２は、入口オリフィス７がカットされる前に第５の区域２２を占めるプレート部分の折り曲げによって供給ガス流の循環を制限するというその機能を果たす。言い換えると、入口オリフィス７を形成するためにカバー１から通常除去される材料は、熱交換器の冷却剤分配領域で供給ガス流の循環を妨げる突出部２を形成するために有効に使われる。

したがって、突出部２は、入口オリフィス７の縁部２３に取り付けられるとともに、カバー１の２つの長手方向端部間に位置される自由端２４を備える。好適には、突出部２は、この自由端２４が熱交換器、特に熱交換器の前面と接触するように折り曲げられる。したがって、突出部と熱交換器の冷却剤分配領域との間の隙間に起因して、供給ガス流が熱交換器の冷却剤分配領域へと戻ることができないという保証が存在する。このとき、突出部２は、９０°〜１００°の角度だけ第５のセグメント２２に対して傾けられて反三角方向に折り曲げられる面内で延びる。

そのような構成により、突出部２は、第２の変形の２つの実施形態（図２〜図４）で適用される更なる機能を果たすことができる。実際には、突出部２は、供給ガス流の偏向体としての役目も果たし、それにより、熱交換器のバンドルへと向かう、より実際的には第１の区域１８に沿って位置されるバンドルの部分へと向かう供給ガス流の案内に有利に作用する。

図３は、カバー１の第２の変形実施形態の第２の実施形態を示している。

この第２の実施形態は、カバーの長手方向端部から始まる第１の区域１８を有する金属プレート１４から製造される。この第１の区域１８は第１の面内で延び、第１の区域１８には、三角方向の折り曲げによって例えば４０°〜９０°の角度だけ第１の面に対して傾けられる第２の面内で延びる第２の区域１９が続く。これにより、カバー１は、概して「Ｌ」形状を有する。

中央ストリップ１５は側面１６，１７によって縁取られ、これらの側面は、参照符号１８，１９が付される第１および第２の区域の両方で延びる。

入口オリフィス７は、第２の区域１９を通して形成されるが、第２の区域１９によって覆われる面積を部分的にのみ占める。言い換えると、カバー１の長手方向端部と突出部２が生じる起点となる入口オリフィス７の範囲を定める縁部２３との間で延びる帯２５が存在する。突出部は、８０°〜１００°の角度で第２の区域１９に対して傾けられる面内で延びる。突出部２の自由端２４は、突出部の端部が反三角方向に僅かに折り曲げられるという特定の特徴を備える。

図４は、吸気ハウジング２６および吸気モジュール２７を部分的に示しており、これらはいずれも本発明に係るカバー１を組み込む。

吸気ハウジング２６は、供給ガス流を内燃エンジンへ向けて案内する或いは導く。この吸気ハウジング２６は、ここでは参照符号２８が付される熱交換器を受けるようになっている。この吸気ハウジング２６は、少なくとも１つのケーシング２９と本発明に係る１つのカバー１とを備える。ケーシング２９は、熱交換器２８の少なくともそれぞれの端部に配置され、カバー１の側面１６と協働する折り曲げ縁部３０を有する。この折り曲げ縁部３０およびこの側面１６でのシール耐密性は、例えば溶接ビードによってもたらされる。

吸気モジュール２７は吸気ハウジング２６と熱交換器２８とを備える。したがって、このモジュール２７は、車両にいつでも設置できる状態にある独立型アセンブリを形成する。

熱交換器２８は部分的に描かれている。熱交換器は、互いに対して取り付けられるプレートの対によってそれぞれが形成される複数のチューブ３１を備える。これらのプレート間の通路は、バンドル３２内の冷却剤の循環を規定する。各チューブの上端縁を通る面は熱交換器２８の前面３５を規定し、この面には、吸気モジュール２７内にて供給ガス流の循環方向で供給ガス流が最初に通されるようになっている。

また、熱交換器２８は冷却剤分配領域３３も備え、この冷却剤分配領域３３では、冷却剤がバンドル３２の各チューブへ分配されるように導かれる。各チューブ３１間には波形状のセパレータ３４があり、このセパレータの機能は、冷却剤と吸気モジュール２７内で循環する供給ガス流との間の熱伝達を促すことである。

カバー１に形成される突出部２は、冷却剤分配領域３３と対向して位置される。したがって、突出部は、バンドル３２を選択して冷却剤分配領域３３内にて供給ガス流の任意の循環を防止し或いは妨げる。突出部２は、少なくとも部分的に、熱交換に関して最も効率的な交換器の領域に対応する交換器の前面３５の作用面の範囲を定める。

突出部２の折り曲げおよび長さは、自由端２４が熱交換器２８の冷却剤分配領域３３とバンドル３２との接合部と接触して位置されるようになされる。

Claims (10)

1. 内燃エンジンの供給ガス流といわゆる冷却剤との間の熱交換器（２８）に少なくとも対向して設置するのに適したカバー（１）であって、
   前記熱交換器（２８）は、バンドル（３２）と、前記バンドル（３２）内に前記冷却剤を分配するための領域（３３）とを備えており、
   当該カバー（１）は、前記冷却剤を分配するための領域（３３）にて供給ガス流の循環を制限するのに適した突出部（２）を備えることを特徴とするカバー（１）。
2. 前記突出部（２）がガス流偏向機能を有する請求項１に記載のカバー。
3. 壁（３）によって結合されるガス流入口オリフィス（７）およびガス流出口オリフィス（９）を備え、
   前記突出部（２）は、前記出口オリフィス（９）内へと延び、前記出口オリフィス（９）の面と平行な延長面を伴って形成される、請求項１または請求項２のいずれか一項に記載のカバー。
4. 前記突出部（２）は、前記入口オリフィス（７）および前記出口オリフィス（９）の両方の範囲を定める請求項３に記載のカバー。
5. 前記熱交換器（２８）が収容される吸気ハウジング（２６）と支持するのに適したドッキングエッジ（１０）を備え、
   前記突出部（２）は前記ドッキングエッジ（１０）から延びる請求項１から４のいずれか一項に記載のカバー。
6. 前記突出部（２）が前記ドッキングエッジ（１０）の延長内で延びる請求項５に記載のカバー。
7. 入口オリフィス形成開口（７）が設けられる金属プレート（１４）を備え、前記突出部（２）が前記金属プレート（１４）から得られる請求項１または請求項２のいずれかに記載のカバー。
8. 当該カバーは、２つの長手方向端部を備え、
   前記突出部（２）は、前記２つの長手方向端部のうちの一方のみに形成される請求項１から７のいずれか一項に記載のカバー。
9. 内燃エンジン用の吸気ハウジング（２６）であって、当該吸気ハウジング内で循環する供給ガス流と流体との間の熱交換器（２８）を受けるのに適しており、
   当該吸気ハウジング（２６）は、請求項１から８のいずれか一項に記載のカバー（１）を備える吸気ハウジング（２６）。
10. 請求項９に記載の吸気ハウジング（２６）と、前記吸気ハウジング（２６）内に設けられる熱交換器（２８）とを備える内燃エンジン用の吸気モジュール（２７）。

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