专利名称：用于增压空气冷却的装置，用于涡轮增压和/或增压空气冷却的系统，增压空气冷却的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对车辆的内燃机进行增压空气冷却的装置，以及一种 用于内燃机的增压空气冷却和/或涡轮增压的系统，以及一种用于为车辆的内燃 机进行增压空气冷却的方法。
背景技术：
为了改进内燃机的效率，从周围环境中吸取的空气借助涡轮增压机的压缩 机被单级地或者多级地增压。被压缩的空气在此发热，因此在压缩之后必须再 被冷却。这借助用于增压空气冷却的热交换器来进行。在此，被增压的空气被 直接或者间接冷却。对于直接的增压空气冷却，被增压的空气直接被环境空气 冷却。对于间接的增压空气冷却，增压空气被冷却装置冷却，该冷却装置又被 环境空气冷却。
此外，还公开了在多级(特别是两级)的增压空气增压中对增压空气进行 多级冷却。
此外，增压空气可以在第一压缩级中进行压缩之后，在将增压空气重新于 另 一压缩级中被压缩到更高的压力水平之前借助中间冷却器来冷却。在用于增 压空气冷却的另 一热交换器中，于是在将增压空气输送给车辆的内燃机之前进 行对增压空气的重新冷却。
DE3504038中公开了 一种用于设置有废气涡轮增压器的水冷内燃机的冷却 装置，其中在内燃机的吸取系统中公开了 一种用于冷却由涡轮增压器发出的增 压空气的中间冷却器。
EP1505274公开了一种增压空气冷却器，其设有冷却部件，冷却媒质从中流过该冷却部件，该冷却部件^没置在引导增压空气的连4妻通道中。
DE10351845中公开了一种热交换模块，该热交换模块与废气输入壳体相连 并且形成高温废气热交换器并且形成与废气输出壳体相连的并行热交换模块和 低温废气热交换器。
热交换模块的壳体被设计成借助法兰保持在端部上。高温废气热交换器借 助固定支架刚性地固定在废气输入壳体上。在另一段，高温废气热交换器安置 在支承板中的法兰上，使得避免了强制应力。
EP0874142公开了 一种带有与气缸头相邻地保持在内燃机上的壳体并且带 有用于燃烧气体的增压设备的固定法兰的、用于集成地引导内燃机的液态和气 态媒质的装置。
用于增压空气或者废气冷却的热交换器在此分别与多个线路或者管相连，
须与发动机室中的多个不同的保持元件固定。用于冷却增压空气冷却器或者其 他热交换器(例如废气冷却器)的冷却剂在此可以从冷却剂循环中分支用于内 燃机的发动机冷却。在此，需要多个接口，这些接口例如构建为管分支元件。
发明内容
本发明的任务是改进开头提及类型的装置。特别是应当减少用于将冷却剂
增压空气和/或废气冷却的冷却剂。同时，应当减少引导冷却剂的线路的接口和 所需的分支元件的数目。此外，应当特别是减少为了将冷却剂供给线路连接到 热交换器上所需的时间。此外，应当特别是简化安装本身。 该任务通过权利要求1所述的特征来解决。
提出了 一种用于对车辆的内燃机进行增压空气冷却的装置，其具有第 一热 交换器，用于增压空气高压冷却。该装置还具有至少一个第二热交换器，用于 增压空气低压冷却。此外，还设置有至少一个第一连接元件，该第一连接元件 用于将第一热交换器和所述至少一个第二热交换器彼此连接。该装置具有至少一个冷却剂输送管道，用于向至少一个热交换器馈送冷却剂，以及具有至少一 个冷却剂引出管道，用于从所述热交换器中的至少一个中引出冷却剂。所述至 少一个冷却剂输送管道和所述至少一个冷却剂引出管道基本上完全设置在所述
至少一个第一连4矣元件中。
"用于增压空气高压冷却的第一热交换器，，特别是可以理解为一种增压空
气冷却器，在该增压空气冷却器中，冷却如下增压空气该增压空气至少借助
涡轮增压器的两个压缩级被压缩到高压水平。第一热交换器也可以是废气冷却
器和/或油冷却器和/或蒸发器或者空调的冷凝器。
"用于增压空气低压冷却的第二热交换器"特别是可以理解为一种增压空
气冷却器，其冷却如下增压空气该增压空气是从环境中吸取的、并且借助涡
轮增压器的第 一压缩级被压缩到增压空气低压水平。
"增压空气低压，，在此可以理解为，增压空气具有比环境空气更高的压力， 然而其中增压空气低压小于增压空气高压。
增压空气低压在此由涡轮增压器的第一压缩级产生。增压空气高压由涡轮 增压器的至少第二压缩级产生。
所述至少一个第一连接元件、特别是连接板在此用于将第一热交换器和所 述至少第二热交换器彼此相连。
通过所述至少 一个冷却剂输送管道将冷却剂输送给至少 一个热交换器、特 别是增压空气高压热交换器和/或增压空气低压热交换器。
所述至少一个冷却剂引出管道用于将冷却剂从至少一个热交换器引出，特 别是从增压空气高压热交换器和/或增压空气低压热交换器引出。
所述至少一个冷却剂输送管道和所述至少一个冷却剂引出管道基本上完全 地、特别是完全设置在所述至少一个第一连接元件中，特别是设置在所述至少 一个第一连接板中或者集成到其中。
根据本发明的一个有利的改进方案，第一冷却剂输送管道至少分支到第一 流入部分通道中用于馈入所述第 一热交换器(特别是增压空气高压热交换器)， 并且分支到第二流入部分通道中用于馈入所述第二热交换器(特别是增压空气低压热交换器)。第一流入部分通道和所述至少一个第二流入部分通道基本上完 全地、特别是完全设置在所述至少一个第一连接元件中，特别是设置在所述至 少一个第一连4妄板中。
根据本发明的 一个有利的改进方案，第 一流入部分通道分支到第三流入部 分通道中以及第四流入部分通道中，用于馈入第一热交换器(特别是高压增压 气体冷却器)，其中第三流入部分通道和第四流入部分通道基本上完全设置在第 一连接元件中、特别是设置在连接板中。通过这种方式，可以特别有利地节省 结构空间。此外，可以特别地简化该装置的安装。
根据本发明的一个有利的改进方案，第一连接元件、特别是所述至少一个 连接板具有第一流出部分通道，用于将冷却剂从所述第一热交换器、特别是从 高压增压空气冷却器引出。此外，第一连接元件具有至少一个第二流出部分通 道，用于将冷却剂从第二热交换器、特别是从低压增压气体冷却器引出。第一 流出部分通道和所述至少一个第二流出部分通道汇集到冷却剂引出管道中。通 过这种方式，可以特别有利地减少冷却剂连接线路的数目并且简化安装。
根据本发明的一个有利的改进方案，第一连接元件(特别是连接板)具有 第一法兰面和/或第二法兰面，第一法兰面用于法兰连接第一热交换器、特别是 增压空气高压热交换器，第二法兰面用于法兰连接至少第二热交换器、特别是 增压空气低压热交换器。通过这种方式，可以将多数至少一个第一热交换器和 所述至少一个第二热交换器特别有利地法兰连接到第一连接元件上。此外，所 述至少一个第一热交换器和第二的所述至少一个第二热交换器可以特别有利地
彼此连接，其中冷却剂输送装置和/或引出装置可以特别有利地集成到所述至少 一个连接元件中。
根据本发明的 一个有利的改进方案，第 一 法兰面和第二法兰面基本上彼此 相对地设置和/或彼此平行设置。通过这种方式，第一热交换器和第二热交换器 可以特别节省结构空间地彼此相连。
在本发明的一个有利的改进方案中，第一法兰面和/或第二法兰面可以相对
彼此具有0°到卯。之间的角度。在本发明的 一个有利的改进方案中，设置有第二连接元件以及用于内燃机 废气的废气冷却的第三热交换器、特别是废气热交换器。
第二连接元件、特别是第二连接板用于将第三热交换器(特别是废气热交 换器)与第一连接元件(特别是第一连接板)相连。通过这种方式，第一热交 换器、第二热交换器和第三热交换器可以特别有利地彼此连接。此外，用于第 一热交换器和/或第二热交换器和/或第三热交换器的冷却剂输送管道或冷却剂 引出管道可以特别有利地集成到第一连接元件(特别是第一连接板)和/或第二 连接元件(特别是第二连接板)中。
根据一个有利的改进方案，根据本发明还可以设计成第一连接元件(特别 是第一连接板)以及第二连接元件(特别是第二连接板)基本上彼此成直角地 设置和/或一体式构建。
根据本发明，此外公开了一种用于借助根据权利要求1至8中的任一项所 述的装置将车辆的内燃机进行增压气体冷却和/或涡轮增压的系统。该系统具有 涡轮增压器的第一压缩级，用于压缩增压空气，以及涡轮增压器的第二压缩级， 用于进一步压缩增压空气，其中第一热交换器(特别是高压增压空气冷却器) 设置在第二压缩级的流出侧，并且第二热交换器(特别是低压增压空气冷却器) 设置在第一压缩级的流出侧和/或第二压缩级的流入侧。"涡轮增压器，，可以理解 为，压缩级(特别是压缩机)借助于特别是机轴与涡轮机耦合。涡轮机在此被 内燃机的废气驱动并且通过该耦合来驱动压缩机。压缩机、特别是压缩级将增 压空气从较小的压力水平压缩到较高的压力水平。
根据本发明的 一个有利的改进方案，第二热交换器集成到至少 一个压缩级中。
"集成到至少一个压缩级中"在此特别是理解为，第二热交换器、特别是 低压增压空气热交换器设置在第一压缩级的压缩机壳体中和/或第二压缩级的壳
体中。通过这种方式，可以特别有利地节省结构空间。
根据本发明，此外提出了 一种针对车辆的内燃机进行增压空气冷却的方法， 其具有以下方法步骤冷却剂流入特别是根据权利要求1至8中的任一项所述的装置的第一连接 元件、特别是第一连接板的冷却剂输送管道中。
在冷却剂输送管道中流动的冷却剂在第 一冷却剂部分流中分到第二冷却剂 部分流中。
第 一冷却剂部分流的冷却剂基本上直接从第 一连接元件、特别是第 一连接 板进入第 一热交换器用于高压增压空气冷却。
第二冷却剂部分流的冷却剂基本上直接从第 一连接元件、特别是第 一连接 板进入第二热交换器用于低压增压空气冷却。
在本发明的 一个有利的改进方案中，第二冷却剂部分流的冷却剂流过第二 热交换器、特别是低压增压气体热交换器。在此，冷却剂冷却在第一涡轮增压 器的第 一压缩级中预先压缩的增压空气。第 一冷却剂部分流的冷却剂流过第一 热交换器并且在此冷却在第二涡轮增压器的第二压缩级中进一步压缩的增压空
气
在本发明的一个有利的改进方案中还设计成在流过第一热交换器之后， 第一冷却剂部分流的冷却剂基本上直接从第一热交换器(特别是增压空气高压 冷却器)流向第一连接元件(特别是第一连接板)，和/或在流过第二热交换器(特 别是低压增压气体冷却器)之后，直接从第二热交换器流入到第一连接元件、 特别是第一连接板中。
本发明的有利于气体的扩展方案由从属权利要求和附图中得到。从属权利
置，而且还涉及根据本发明的用于车辆的内燃机的增压空气冷却和/或涡轮增压 的系统，以及涉及用于对车辆的内燃机进行增压空气冷却的方法。
本发明的实施例在附图中示出并在下面进一步阐述，其中，并不应当由此 限制本发明。在附图中
图1示出了第一连接板的正视图；图2示出了第一连接板的后视图3示出了第 一连接板的剖面图A - A;
图4示出了第一连接板和第二连接板的相同度量的视图5示出了用于增压空气冷却和用于废气冷却的装置的相同度量的视图6示出了用于增压空气冷却和/或用于涡轮增压的系统的正一见图。
具体实施例方式
图l示出了第一连接板l的正视图。
第一连接板1以基本上矩形的形式构建。连接板具有第一法兰面9和第二 法兰面10。由第一连接板1从板侧面(未具体表示)构建至少一个直角平行六 面体形状的突出部分。在与带有直角平行六面体形状的造型的侧相对的 一侧， 连接板具有阶梯。
此外，从连接板的侧面(未具体表示)构建舌状的突出部分，其例如引入 固定开口 11、特别是固定钻孔。连接板可以具有倒圓角和/有棱角的角。在可以 基本上垂直于第一法兰面9和/或第二法兰面IO构建的边缘面(未具体示出)上 引入固定开口 11。此外，特别是垂直于第一法兰面9和/或第二法兰面10构建 的侧面(未具体示出)具有至少一个第一入口 2,用于将冷却剂输入到第一连接 板1中。同样，在该侧面上设计有第一出口 3用于将冷却剂从第一连接板1输 出。第一入口 2和第一出口 3在所示的实施例中设置在连接板1的相同的侧面 上。
在另一实施例中，第一入口 2和第一出口 3设置在第一连接板1的不同侧 面上。同样，第一连接^反可以具有多于一个入口和/或多于一个出口 3。
在所示的实施例中，第一法兰面9具有至少一个(特别是两个)第二出口， 用于输出冷却剂。此外，第一连接板1具有至少一个第二入口 5，特别是至少两 个第二入口 5。
冷却剂通过入口 5进入第一连接板中。在所示的实施例中，两个第二出口 4
和/或两个第二入口 5分别位于直线上，该直线基本上与并侧面(未具体示出)平行走向，在该侧面中引入有第一入口 2和第一出口 3。
在所示的实施例中，两个第二出口 4和两个第二入口 5形成矩形的角。 在另一未示出的实施例中，第二出口 4和第二入口 5设置在第一法兰面9 的另一部位。第二入口 5和/或所述至少两个第二出口 4基本上以圆形形式构建。 在另一实施例中，所提及的开口为椭圆形或者具有任意其他形状。连接板1具 有通孔8，其基本上以圆柱形形式构建。通孔8基本上与第一法兰面9和/或第 二法兰面10垂直延伸。通孔8是圆柱形的，但是也可以具有其他的并非圆形的 横截面或者构建为截顶锥元件的形状。
通孔8至少局部设置在两个第二入口 5之间。通孔8具有中点(未具体示 出)，该中点距第二入口 5的两个中点具有相同的距离。
通孔8具有未具体示出的中点，该中点距第二出口 4的两个中点具有基本 上相同的距离。两个第二出口4、两个第二入口 5和第一法兰面9的四个固定开 口 ll基本上被设置成使得它们基本上关于直线轴(为具体示出)对称，该直线 穿过通孔8的中点并且穿过所述固定开口 11的中点而延伸。 第一入口和第一出口 3基本上以圆形形式构建。
第一连接板1由例如金属(特别是铝、钢或者不锈钢)或者由塑料或者陶 瓷或者纤维复合材料等这些材料构建。
第一连接板1的轮廓借助于形成原型的制造方法(例如浇铸)或者借助于 去除和/或分离的制造方法(例如铣削、钻孔、激光切割)等等来制造。
第一入口 2、第一出口3、第二出口 4和/或第二入口 5以及固定开口 11或 者通孔8借助去除的制造方法例(如钻孔和/或磨削和/或激光切割)而引入到第 一连接板1中。第一法兰面9用于将第一热交换器法兰连接。第一热交换器特 别是增压空气冷却器，例如增压空气高压冷却器。在另一实施例(未示出)中， 由法兰连接的第一热交换器是废气冷却器和/或冷却剂冷却器和/或油冷却器。
图2示出了第一连接板1的后视图。相同的特征设有与图1中相同的参考 标记。
第一连接板1基本上由基本为直角平行六面体形状的第一部分元件12和基本上为直角平行六面体形状的第二部分元件13形成。所述两个基本上为直角平
行六面体形状的部分元件12和13彼此设置成使得为直角平行六面体形状的第 一部分元件的较长侧与为直角平行六面体形状的第二部分元件13的较长侧基本 上垂直设置。直角平行六面体形状的第一部分元件12和直角平行六面体形状的 第二部分元件13 —体化构建并且形成第一连接板1。直角平行六面体形状的第 二部分元件13具有第二法兰面10，用于法兰连接第二热交换器。第二热交换器 是增压空气低压冷却器，特别是中间冷却器、废气冷却器、油冷却器或者冷却 剂冷却器。
直角平行六面体形状的第二部分元件13具有第一空腔38,其基本上同样以 直角平行六面体形状构建。第二法兰面IO具有至少一个第三入口 7和至少一个 第三出口 6。第三出口 6和/或第三入口 7与第一空腔38连通。第三出口 6和/ 或第三入口具有圆形的4黄截面。它们也可以具有圓柱形的横截面或者具有矩形 或者其他有棱角形状的横截面。第三出口 6和第三入口 7基本上对称地设置在 第二法兰面10上。第三出口 6和第三入口 7基本上设置在直线上，该直线形成 第二法兰面IO的面等分线。在所示的实施例中，第三出口 6和第三入口 7被构 建为阶梯钻孔。第三出口 6和第三入口 7借助去除的制造方法(例如钻孔和/或 下沉(Senken))被引入到直角平行六面体形状的第二部分元件13中。
直角平行六面体形状的第 一部分元件12具有比直角平行六面体形状的第二 部分元件13更大的厚度。由此，直角平行六面体形状的第一部分元件12以并 未具体表示的厚度区域从直角平行六面体形状的第二部分元件13突出。直角平 行六面体形状的第二部分元件13还具有第二空腔43。第二空腔43具有由矩形 元件(未具体表示)构成的基本面，其部分地具有倒圓角。基本上环绕的矩形 侧面(未具体表示)包围第二空腔43并且基本上垂直于基本面(未具体表示) 而构建。在第二空腔43中设置有第一接片元件39，其中接片元件39基本上具 有矩形的、特别是方形的横截面。第一接片元件39分支为第一接片部分元件40 和第二接片部分元件41。第一接片部分元件40和/或第二接片部分元件41至少 局部地倒圓角构建。第一接片部分元件40和第二接片部分元件41基本上一体式构建并且共同具有基本上以材料填充的长孔槽的形状。
第一接片部分元件40和/或第二接片部分元件41基本上以垂直于第一接片 元件39的形式构建。由此，第一接片元件39、第一接片部分元件40和第二接 片部分元件41基本上形成T形。第一接片元件39和/或第一接片部分元件40 和/或第二接片部分元件41的高度(未具体表示)基本上对应于包围第二空腔 43的矩形面的高度。第二空腔43基本上被带状的元件包围。由带状元件构建两 个舌形的部分元件，至少一个固定开口 11分别引入到这些部分元件中。所述至 少一个固定开口 11 (特别是固定开口 11)用于将第一连接板固定在至少一个第 一热交换器和/或固定在至少第二热交换器上。直角平行六面体形状的第一部分 元件12、特别是第二法兰面IO在固定开口 11的区域中具有半圆柱形的凹处。 第三出口 6用于输出冷却剂KA。第三入口 7用于输入冷却剂KE。 图3示出了第一连接板1的剖面图A-A。相同的特征设有与前面的附图相 同的参考标记。
第一连接板1具有第一冷却剂输送管道31,其基本上具有半形状的 (halbfoermige )横截面。第 一冷却剂输送管道31可以通过第 一入口 2馈送冷却 剂，该冷却剂穿过冷却剂入口 KE。冷却剂输送管道31分支到第一流入部分通 道33a,用于向第一热交换器、特别是对增压空气冷却器例如增压空气高压冷却 器进行馈送，并且，冷却剂输送管道31分支到第二流入部分通道33b,用于向 第二热交换器、特别是低压增压空气冷却器例如中间冷却器馈送冷却剂。第一 流入通道33a分支到第三流入部分通道35和第四流入部分通道36中。第一流 入部分通道33a至少部分地构建在第一接片元件39中。第三流入部分通道35 构建在第一接片部分元件40中。第四流入部分通道36构建在第二接片部分元 件41中。冷却剂输送管道31、第一流入部分通道33a、第二流入部分通道33b、 第三流入部分通道35和第四流入部分通道36基本上具有圓形的横截面。在另 一实施例中，前面提及的管路或者通道具有基本上为棱角的、方形的、矩形的、 椭圆形的横截面，或者具有由前述形状构成的横截面。
第一连接板1还具有第一流出部分通道37，用于将冷却剂从第一热交换器(特别是具有高压增压空气冷却器)引出，并且，第一连接板1还具有至少一
个第二流出部分通道34,用于将冷却剂从第二热交换器引出。第一流出部分通 道37和第二流出部分通道34特别是汇集到冷却剂引出管道2中。第二流出部 分通道至少部分地设置在连接板1的直角平行六面体形状的第一部分元件12的 第二才妄片元件42中。第一流出部分通道37、第二流出部分通道34和冷却剂引 出管道32基本上具有圆形的横截面。在另一实施例中，前面提及的管路或者通 道具有矩形的、方形的、椭圆形的横截面形状或者具有前述形状的组合的横截 面。
第一冷却剂输送管道31和/或第一冷却剂引出管道32和/或第一流入部分通 道33a和/或第二流入部分通道33b和/或第三流入部分通道35和/或第四流入部 分通道36和/或第二流出部分通道34和/或第一流出部分通道37借助于形成原 型的制造方法(例如浇铸、特别是带有丢弃的芯的浇铸)被引入到第一连接板 中。
第二流入部分通道33b和/或第二流出部分通道34和/或第三流入部分通道 35和/或第四流入部分通道36基本上彼此平行设置。
第三流入部分通道35和第四流入部分通道36基本上i殳置在直线上。第二 流入部分通道33b和第二流出部分通道34基本上设置在直线上。冷却剂输送管 道31和冷却剂引出管道32至少部分地4皮此平行地走向。第二流出部分通道34 和第一流出部分通道37具有基本上成一角度(为具体表示)，该角度具有在0。 到90。之间、特别是在10°到70°之间、特别是在20°到45。之间的值。冷却剂引 出管道32至少部分地跟随通孔8的圓周部分。第二接片元件42构建在第一空 腔38中。第二接片元件42基本上设置在直角平行六面体形状的第一部分元件 12的横截面的侧面等分处。
图4示出了第 一连接板1和第二连接板45的同度量的视图。相同的特征设 有与前面的附图相同的参考标记。第二固定部分元件45被构建成第二固定部分 元件45、特别是固定板45。固定板45基本上被构建为板，从该板中例如构建 至少一个三角形的板元件。在另一实施例(未示出)中，可以由固定板45构建至少一个三角形的和/或舌形的部分元件。固定部分元件45由金属(例如铝、钢
或者不锈钢)构建，和/或由塑料或者例如由陶瓷或者由纤维复合材料构建。
固定板45具有两个固定孔46例如用于固定第三热交换器(例如废气冷却 器)和/或另一增压空气冷却器和/或油冷却器。此外，固定板45具有第四入口 47,用于将冷却剂输入到固定板45中。此外，固定板45具有至少一个出口 48， 用于将冷却剂从固定板、特别是第二固定板45输出。此外，在第二固定板45 中至少部分地"i殳置或者构建有第一冷却剂输送管道31和/或第一冷却剂引出管 道32。第一固定板1和第二固定板45例如紧密地彼此相连，使得构建在第二固 定元件中的冷却剂输送管道31的管路区段可以与设置在第一连接板1中的第一 冷却剂输送管道31的管路区段连通而不会出现泄漏。此外，设置在第二固定板 45中的第一冷却剂引出管道32的管路区段可以特别是通过第一出口 3与设置在 第一固定板l中的第一冷却剂引出管道32的管路区段连通。在本发明的一个改 进方案中，第一固定板1和第二固定板45 —体式构建或者材料配合地和/或力配 合地和/或形状配合地彼此连接，特别是紧密地彼此连接。冷却剂输送管道31和 冷却剂引出管道32的、设置在第二固定板45中的管路范围例如借助形成原型 的制造方法(例如浇铸、特别是带有丢弃的芯的浇铸)被引入到第二固定板中。 第一连接板1和第二连接板45基本上彼此垂直地设置。特别地，第二连接板或 者固定板45具有法兰面49,用于将至少一个第三热交换器(例如废气冷却器) 或者另一增压空气冷却器和/或油冷却器法兰连接。第二固定板或者连接板45和 第一连接板1基本上彼此设置为使得第三法兰面49的平面法线基本上与第一法 兰面9的平面法线和/或与第二法兰面IO成直角设置。特别地，第一连接板l和 第二连接板5彼此设置为使得第一连接板的入口 2与第二连接板45的相应开口 基本上同心设置或者同轴设置。同样，第一连接板的第一出口 3与第二连接板 45的相应开口同心设置或者基本上同轴设置。
图5示出了用于增压空气冷却和用于废气冷却的装置的同度量的视图。相 同的特征设有与前面的附图相同的参考标记。
冷却模块50具有第一热交换器52、特别是增压空气冷却器例如高压增压空气冷却器。此外，冷却模块50具有第二热交换器51,特别是增压空气冷却器例
如低压增压空气冷却器。此外，冷却模块50具有至少一个第三热交换器54，特 别是废气热交换器。在另一实施例中，第一热交换器52、第二热交换器51和至 少一个第三热交换器54可以是用于发动机冷却的增压空气冷却器和/或废气冷 却器和/或油冷却器和/或冷却剂冷却器。
高压增压空气冷却器52具有基板(未具体示出)，在该基板上堆叠有多个 片(未具体示出)，使得在相连的片之间构建有用于增压空气和/或冷却剂的流动 通道。彼此堆叠的片基本上构建为使得在基本上矩形的区域上分别连接有半圓 形的区域。借助未具体示出的基板，高压增压空气冷却器52借助固定元件(例 如螺杆、螺母等等)固定在第一固定元件或者第一固定板上，或者法兰连接到 第一法兰面9上。高压增压空气冷却器52的增压空气输入接管53直接法兰连 接或者连接到第一固定板上。在另一实施例中，增压空气输入接管53穿过通孔 8并且法兰连接到未具体示出的高压增压空气冷却器52的基板上，或者与该基 板连接，特别是材料配合地和/或形状配合地连接。在另一实施例中，增压空气 输入接管53与第一连接元件1相连。未被冷却的增压空气通过增压空气输入接 管流入到高压增压空气冷却器52中。借助增压空气输出接管57,在高压增压空 气冷却器52中被冷却的增压空气从高压增压空气冷却器中流出。低压增压空气 冷却器51设置在第一连接板1的基本上相对的(特别是相对的) 一侧并且法兰 连接到第二法兰面10上。低压增压空气冷却器51至少部分地与第一连接板形 状配合地和/或材料配合地和/或力配合地连接。特别地，低压增压空气冷却器51 借助连接元件如螺杆、螺母等等与第一连接元件1连接。
在另一实施形式中，高压增压空气冷却器52构建为带有管束的热传输器。 管特别是构建为扁平管。它们容纳在至少一个管底中，特别是容纳在两个管底 中。在管中可以置入和/或压入产生涡流的元件如小翼(Winglets )或者涡流附件。
低压增压空气冷却器51具有管、特别是扁平管。在另一实施例中，低压增 压空气冷却器51类似于高压增压空气冷却器52由彼此堆叠的板构建，它们形 成用于冷却剂(特别是冷却水)的流动通道和增压空气通道。在另一实施形式中，低压空气冷却器51构建为带有管束的热传输器。管特 别是构建为扁平管。它们容纳在至少一个管底中，特别是容纳在两个管底中。 在管中可以置入和/或压入产生涡流的元件如小翼或者涡流附件。
在第二连接元件45或固定元件45上通过固定元件固定有废气热交换器54。 废气热交换器54具有冷却剂输入接管55，用于将冷却剂输入到废气热交换器中， 并且具有冷却剂出口56,用于将冷却剂从废气热交换器输出。废气热交换器54 具有壳体罩，管(特别是矩形的管)设置在该壳体罩中。在另一实施例中，废 气热交换器54与高压增压空气冷却器52类似，由彼此堆叠的片构建。彼此堆 叠的片形成流动通道，该流动通道用于要冷却的废气和用于例如含水的冷却流 体的冷却剂。借助第一发动机固定元件58和/或第二发动机固定元件59将冷却 模块50固定在发动机上(未示出)，特别是用于车辆的内燃机上。
图6示出了用于增压空气冷却和/或用于涡轮增压的系统60的正一见图。相同 的特征设有与前面的附图相同的参考标记。用于增压空气/废气冷却以及涡轮增 压的系统60具有图5中所描述的冷却^i块50。
此外，该系统60具有第一涡轮增压级61和第二涡轮增压级64。
此外，该系统60具有旁路阀68或者废气阀68或者组合阀68,其通过旁路 通道控制通过废气冷却器54和/或废气的管路的废气回引速率。
增压空气通过增压空气入口 LE流入到第一涡轮增压级61的压缩机62中， 并且在其中从环境压力压缩到低压。低压高于环境压力。在低压增压空气冷却 器51中冷却增压的空气的温度。为此所需的冷却剂流过第一固定元件1和/或第 二连接元件45。在流过低压增压空气冷却器51之后，增压空气在第二涡轮增压 级64中借助第二压缩机65压缩到高压水平。在高压水平中，比低压水平中更 高的压力占主导地位。在将增压空气压缩到第二压缩机65中时，增压空气发热。 增压空气随后通过增压空气输入接管流入到增压空气高压冷却器52中，流过该 增压空气高压冷却器52并且在此被冷却剂冷却，其中该冷却剂在第一连接元件 中流动并且还输送给增压空气高压冷却器52和/或从该增压空气高压冷却器52 引出。在高压增压空气冷却器52中被冷却的增压空气通过增压空气输出接管57离开高压增压空气冷却器52并且输送给内燃机(未示出)。
在内燃机(未示出)中，燃料和所输送的被冷却的增压空气被燃烧为废气。在需要时也可以将废气的一部分又输送给发动机。然而，为此废气被事先冷却。
废气经过废气输入接管72流入到废气输入扩散器70中并且继续通过废气冷却器54。废气冷却器54可以具有旁路管路。废气可以通过旁路管路在未被冷却的情况下又输送给内燃机。将回引的废气输送给旁路通道和/废气冷却器54借助于组合阀68和/旁路阀68和/借助废气回引阀来调节或者控制。这借助执行器69来进行。被回引的冷却后的和/或未被冷却的废气通过废气输出接管71被输送给内燃机。通过废气冷却剂管路73将冷却剂引入到废气冷却器中或者从废气冷却器54引出。
废气的未被回引的部分流过第二涡轮增压级的第一涡轮机66并且随后流过第一涡轮增压级的第二涡轮机63。通过这种方式，第一涡轮机66驱动第二压缩机65。同样，第二涡4仑才几63驱动第一压缩才几62。第一压缩机62和/或第二压缩机65和/或第一涡轮才几66和/或第二涡轮机63分别基本上特别是以蜗牛壳状形式构建。用于低压增压空气冷却的第二热交换器特别是集成到第一压缩机62的壳体(未具体示出)和/或第二压缩机65的壳体(未具体示出)中或者设置在其中。第一压缩机62的壳体(未具体示出)和第二压缩机65的壳体(未具体示出)可以一体式构建。借助第三发动机固定元件67将冷却模块50例如固定在内燃机(未示出)上。在所示的实施例中，在第一涡轮增压级和/或第二涡轮增压级中涡轮机是径流式涡轮机而压缩机是径流式压缩机。
在另一实施形式中，在第一涡轮增压级和/第二涡轮增压级中，涡轮机是轴流式涡轮4几而压缩才几是轴流式压缩机。
不同实施例的特征可以彼此任意组合。本发明也可以用于不同于所示领域的其他领域。通过废气入口 AE,废气进入第一涡轮机66中。在流过第二涡轮机63之后，废气从废气出口 AA从第二涡轮机63流出。
权利要求
1.一种用于对车辆的内燃机进行增压空气冷却的装置，具有第一热交换器(52)，用于增压空气高压冷却；至少一个第二热交换器(51)，用于增压空气低压冷却；以及至少一个第一连接元件(1)，用于将第一热交换器(52)和所述至少一个第二热交换器(51)彼此连接；至少一个冷却剂输送管道(31)，用于向至少一个热交换器(51，52，54)馈送冷却剂；至少一个冷却剂引出管道(32)，用于将冷却剂从热交换器(51，52，54)中至少一个热交换器引出；其特征在于，所述至少一个冷却剂输送管道(31)和所述至少一个冷却剂引出管道(32)基本上完全设置在所述至少一个第一连接元件(1)中。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，第一冷却剂输送管道(31) 至少分支到第一流入部分通道(33a)中用于馈入所述第一热交换器(52)，并 且分支到第二流入部分通道(33b)中用于馈入所述第二热交换器(51)，其中 第一流入部分通道(33a)和所述至少一个第二流入部分通道(33b)基本上完 全设置在所述至少一个第一连接元件(1)中。
3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，第一流入部分通道(33a) 分支到第三流入部分通道(35)中以及第四流入部分通道(36)中，用于馈入 第一热交换器(52)，其中第三流入部分通道(35)和第四流入部分通道(36) 基本上完全设置在第一连接元件(1)中。
4. 根据上述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，第一连接元件 (1)具有第一流出部分通道(37),用于将冷却剂从所述第一热交换器(52)引出，并且具有至少一个第二流出部分通道(34)，用于将冷却剂从第二热交换 器(51)引出，其中第一流出部分通道(37)和所述至少一个第二流出部分通 道(34)汇集到冷却剂引出管道(32)中。
5. 根据上述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，第一连接元件 (1)具有第一法兰面(9)用于法兰连接第一热交换器(52),和/或具有第二法兰面(10)用于法兰连接至少第二热交换器(51)。
6. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，第一法兰面(9)和第二法兰面(10)基本上彼此相对设置和/或彼此平行设置。
7. 根据上述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，设置有至少一 个第二连接元件(45)以及用于内燃机废气的废气冷却的第三热交换器(54), 其中第二连接元件(45 )用于将第三热交换器(54 )与第一连接元件(1 )相连。
8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，第一连接元件(1)以及第 二连接元件(45)基本上4皮此成直角地设置和/或一体式构建。
9. 一种用于利用根据权利要求1至8中的任一项所述的装置对车辆的内燃 机进行增压气体冷却和/或涡4仑增压的系统，具有涡轮增压器(61)的第一压缩级(62),用于压缩增压空气，涡轮增压器(64)的第二压缩级(65),用于进一步压缩增压空气，其中第 一热交换器(52)设置在第二压缩级(65)的流出侧，其特征在于，第二热交换器(51)设置在第一压缩级(62)的流出侧和/ 或第二压缩级(65)的流入侧。
10. 根据权利要求9所述的系统，其特征在于，第二热交换器(51)集成 到至少一个压缩级(62, 65)中。
11. 一种对车辆内燃机进行增压空气冷却的方法，其特征在于以下方法步骤-冷却剂流入特别是才艮据权利要求1至8中的任一项所述的装置的第一连 接元件(1)的冷却剂输送管道(31)中；-将冷却剂输送管道(31)中流动的冷却剂分到第一冷却剂部分流和第二 冷却剂部分流中；-第一冷却剂部分流的冷却剂基本上直接从第一连接元件(1)进入第一热 交换器(52)用于高压增压空气冷却；-第二冷却剂部分流的冷却剂基本上直接从第一连接元件(1)进入第二热 交换器(51)用于低压增压空气冷却。
12. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，第二冷却剂部分流的冷却 剂流过第二热交换器(51),并且在此冷却在第一涡轮增压器(61)的第一压缩 级(62)中预先压缩的增压空气，和/或第一冷却剂部分流的冷却剂流过第一热 交换器(52)并且在此冷却在第二涡轮增压器(64)的第二压缩级(65)中进 一步压缩的增压空气。13.根据权利要求ll或12所述的方法，其特征在于，在流过第一热交换器 (52)之后，第一冷却剂部分流的冷却剂基本上直接从第一热交换器(52)流 向第一连接元件(1),和/或在流过第二热交换器(51)之后，第二热交换器的 冷却剂基本上直接从第二热交换器(51)流入到第一连接元件(1)中。
全文摘要
本发明涉及一种用于对车辆的内燃机进行增压空气冷却的装置，其具有第一热交换器(52)，用于增压空气高压冷却；至少一个第二热交换器(51)，用于增压空气低压冷却；以及至少一个第一连接元件(1)，用于将第一热交换器(52)和所述至少一个第二热交换器(51)彼此连接；至少一个冷却剂输送管道(31)，用于向至少一个热交换器(51，52)馈送冷却剂；至少一个冷却剂引出管道(32)，用于将冷却剂从所述热交换器(51，52)中的至少一个热交换器引出；其中，所述至少一个冷却剂输送管道(31)和所述至少一个冷却剂引出管道(32)基本上完全设置在所述至少一个第一连接元件(1)中。
文档编号F02B29/04GK101641502SQ200880006512
公开日2010年2月3日 申请日期2008年2月27日 优先权日2007年2月28日
发明者J·胡斯特, 屋尔根·伟格涅耳 申请人:贝洱两合公司;Mtu腓特烈港有限责任公司