專利名稱:用于增壓活塞式發(fā)動機(jī)的中冷器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于增壓活塞式發(fā)動機(jī)的中冷器裝置，其包括用于對燃燒用空氣進(jìn)行冷卻的中冷器，該中冷器布置在活塞式發(fā)動機(jī)的供氣管道系統(tǒng)中，該中冷器包括由基本上不透氣的側(cè)壁所組成的熱交換器空間，至少一個(gè)熱交換器單元適配在熱交換器空間中，所述熱交換器單元設(shè)置有至少一個(gè)支撐元件以支撐熱交換器單元的流動管道。
背景技術(shù)：
在設(shè)置有增壓器的燃燒式發(fā)動機(jī)中，公知的是使用所謂的中冷器，該中冷器適配在發(fā)動機(jī)的供氣管道系統(tǒng)中且位于增壓器的壓縮機(jī)之后。在壓縮機(jī)中被加熱的空氣可以被中冷器冷卻，從而冷卻器空氣的質(zhì)量流量變得更大，因此燃燒過程獲得了量更大的氧。由中冷器冷卻的空氣還使供氣管道系統(tǒng)的部件冷卻下來，并且甚至更有效地使發(fā)動機(jī)的氣門冷卻下來。
典型的中冷器是熱交換器，該熱交換器將熱量從燃燒用空氣向諸如水之類的相對低溫的流體傳遞。典型地，流體被布置為在中冷器的管子內(nèi)部流動，由此，空氣相應(yīng)地被布置為在管子外部流動。管子的外表面典型地設(shè)置有散熱片，借助于該散熱片，外表面的傳熱系數(shù)得以提高。管子被并排布置而形成平行的管子束，其中，根據(jù)需要，例如借助于流量彎管和/或端部連接器將管子的端部彼此連接，從而形成熱交換器單元。
一個(gè)中冷器典型地具有多個(gè)熱交換器單元，該多個(gè)熱交換器單元由管子束組成并且沿空氣的流動方向相繼布置。
中冷器的熱交換器單元及其管子束需要被支撐，以便基本上不會由于發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的激勵(lì)而振動。特別地，除了發(fā)動機(jī)的機(jī)械振動之外，與活塞式發(fā)動機(jī)附接在一起的中冷器還暴露于例如當(dāng)氣門機(jī)構(gòu)打開或關(guān)閉與發(fā)動機(jī)氣缸的燃燒室的連接時(shí)產(chǎn)生的在供氣管道系統(tǒng)內(nèi)存在的空氣或氣體振動。
從現(xiàn)有技術(shù)中可知，在熱交換器單元的管子束中使用管子支撐件，用于將相鄰的管子彼此連接，從而保持所述管子的相應(yīng)位置。管子支撐件例如是設(shè)置有孔的薄板，管子束中的管子相對于板面基本垂直地穿過該孔。管子和孔之間的配合足夠緊密，以便基本上防止管子沿偏離該管子的縱向方向的方向在該孔中運(yùn)動。典型地，待被冷卻的氣體即待被供給到發(fā)動機(jī)中的空氣被布置為主要以垂直于管子的方向在管子之間流動。在此類裝置中， 為了將熱交換器單元附接到中冷器的主體，已知的是使用橫桿，該橫桿的端部被緊固到中冷器的主體，以便將橫桿定位在熱交換器單元的管子支撐件處并與其平行。管子支撐件典型地是在空氣的流動方向上位于熱交換器單元中的矩形板，并且其兩個(gè)相對的邊緣支撐在中冷器的主體上，并且另外兩個(gè)邊緣設(shè)置有所述橫桿。在橫桿的端部附接到中冷器的主體的同時(shí)，通過使用預(yù)拉伸件來將橫桿緊固，該預(yù)拉伸件壓縮熱交換器單元的管子支撐件。這樣，熱交換器單元被壓緊在兩個(gè)橫桿之間。
此類結(jié)構(gòu)所帶來的風(fēng)險(xiǎn)是，隨著時(shí)間的推移，例如由于橫桿和管子支撐件二者的磨損，用于管子支撐件以及由此用于管子束的橫桿的支撐效果將被削弱。而且，橫桿端部的夾緊松動會導(dǎo)致支撐效果的削弱。
實(shí)用新型內(nèi)容

因此，本實(shí)用新型的目的是通過公開一種用于增壓燃燒式發(fā)動機(jī)的中冷器裝置來對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，該中冷器裝置比現(xiàn)有技術(shù)的方案更耐用且更便于安裝。
根據(jù)本實(shí)用新型的中冷器裝置的技術(shù)方案如下所述。
根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式，提供了一種用于增壓活塞式發(fā)動機(jī)的中冷器裝置，該中冷器裝置包括用于對燃燒用空氣進(jìn)行冷卻的中冷器，該中冷器布置在該活塞式發(fā)動機(jī)的供氣管道系統(tǒng)中，所述中冷器包括熱交換器空間，至少一個(gè)熱交換器單元適配在所述熱交換器空間中，并且在所述熱交換器單元中布置有至少一個(gè)支撐元件以使所述熱交換器單元的流動管道彼此支撐，其中，所述支撐元件借助于中間部可拆卸地附接到所述中冷器的側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)，所述中冷器裝置的特征在于，所述支撐元件包括附接部，該附接部包括所述支撐元件的不具有開口的區(qū)域，并且所述支撐元件借助于所述附接部而可拆卸地附接到所述中冷器的所述側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)。
所述支撐元件包括板結(jié)構(gòu)件，所述熱交換器單元的所述流動管道被布置為穿過該板結(jié)構(gòu)件。所述支撐元件和所述流動管道被定位在相對于彼此基本垂直的方向上。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述熱交換器單元的所述流動管道包括管子，這些管子形成了所述熱交換器單元的面端，從而所述支撐元件至少部分地伸出到該面端之外，并且所述支撐元件借助于伸出的附接部而附接到熱交換裝置的側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)。
所述中間部優(yōu)選為包括兩個(gè)側(cè)面，借助于這兩個(gè)側(cè)面，所述中間部附接到所述附接部和側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)二者，并且所述兩個(gè)側(cè)面被相對于彼此垂直地定位，并且所述兩個(gè)側(cè)面的表面形狀對應(yīng)于布置在所述支撐元件中的附接部的接觸表面的形狀以及側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)的接觸表面的形狀。
所述中間部可拆卸地附接到所述支撐元件和所述中冷器的側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)。該附接優(yōu)選通過螺紋聯(lián)接實(shí)現(xiàn)，使得所述支撐元件附接到熱交換器裝置的兩個(gè)相對的側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)。于是，所述中間部的一個(gè)側(cè)面優(yōu)選包括設(shè)置有內(nèi)螺紋的孔，以便將所述中間部附接到側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)。
每個(gè)支撐元件均借助于至少兩個(gè)中間部而附接到所述中冷器的所述側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)。


下面，將參考所附的示意性附圖來說明本實(shí)用新型及其操作，在附圖中
圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式的增壓活塞式發(fā)動機(jī)的示意圖；
圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式的中冷器裝置的示意圖；
圖3是沿圖2的III-III進(jìn)行剖切的截面圖；
圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施方式的中冷器裝置的示意圖；
圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的又一中冷器裝置的局部示意圖；
圖6是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的再一中冷器裝置的局部示意圖；
圖7是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的再一中冷器裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1示意性地示出了渦輪增壓活塞式發(fā)動機(jī)1。該發(fā)動機(jī)還包括發(fā)動機(jī)機(jī)體2，例如氣缸和氣缸蓋連接到該發(fā)動機(jī)機(jī)體2。發(fā)動機(jī)包括供氣管道系統(tǒng)4，該供氣管道系統(tǒng)4被布置為向發(fā)動機(jī)1的氣缸輸送燃燒用空氣。燃燒用空氣管道系統(tǒng)的第一端包括分配部4.1， 空氣通過該分配部4. 1被分配到各個(gè)氣缸。供氣管道系統(tǒng)4的第二端與增壓器5的壓縮機(jī)部5.1連接。供氣管道系統(tǒng)4設(shè)置有中冷器6，該中冷器6在空氣的流動方向上被布置在壓縮機(jī)部5. 1之后。中冷器6借助于其主體8而附接到發(fā)動機(jī)1。
參考圖2和圖3來描述根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式的中冷器的結(jié)構(gòu)。在圖2 中，以在空氣的流動方向上的兩個(gè)不同點(diǎn)處的橫截面示出了中冷器6。在圖中的左側(cè)的截面是中冷器6的內(nèi)部的在一排重疊管子10的中部的橫截面。在右側(cè)的截面是從前方看到的中冷器。圖3示出了圖2的截面III-III。
中冷器是熱交換器，在該熱交換器中氣體即燃燒用空氣被布置為在該熱交換器的熱交換器空間12中流動。中冷器包括用于支撐和/或附接熱交換器的側(cè)壁或支撐結(jié)構(gòu)16。 根據(jù)本實(shí)施方式，附圖標(biāo)記16在這里可以表示實(shí)際不透氣的側(cè)壁，該不透氣的側(cè)壁界定了熱交換器空間12?？蛇x擇地，附圖標(biāo)記16可以表示支撐結(jié)構(gòu)16，從而熱交換器單元20被支撐在支撐結(jié)構(gòu)16上。如果熱交換器被支撐在單獨(dú)的支撐結(jié)構(gòu)上，則支撐結(jié)構(gòu)適于在單獨(dú)的不透氣外殼內(nèi)，或者支撐結(jié)構(gòu)包括不透氣外殼。
帶有流動管道(這里由管子10組成)的熱交換器單元20被布置在熱交換器空間 12內(nèi)。管子10被布置為主要橫交于空氣的流動方向，以便空氣可以在外部流過管子。諸如處理過的水之類的流體被布置為在管子的內(nèi)部流動，在中冷器中，燃燒用空氣的熱量被傳遞給該流體。
優(yōu)選地在管子的外表面上布置散熱片14，為清楚起見，這里僅示出一部分散熱片。 同樣地，散熱片的類型、形狀和大小可以根據(jù)情況而改變。
熱交換器單元20的管子10借助于支撐元件22而彼此支撐。根據(jù)本實(shí)用新型，支撐元件還是這樣一個(gè)元件熱交換器單元借助于該支撐元件而附接到中冷器的側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)16。該支撐元件22優(yōu)選地是板，在該板中布置用于管子10的開口對。管子和支撐元件被定位在基本上彼此垂直的方向上。支撐元件包括附接部沈，借助于該附接部，支撐元件被可拆卸地附接到中冷器的側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)16。附接部沈包括支撐元件22的這樣的區(qū)域，該區(qū)域不具有開口 M并且位于支撐元件的邊緣。附接部的大小使得可以可靠地使用例如螺栓聯(lián)接25來附接。中間部32在附接部沈處被布置在側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)16上，用于提供對熱交換器單元20的附接。
中間部32包括兩個(gè)側(cè)面，該兩個(gè)側(cè)面被相對于彼此垂直地定位并且其表面的形狀對應(yīng)于附接部26的接觸表面的形狀，并且另一方面，其表面的形狀對應(yīng)于側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)16的接觸表面的形狀。凹部321 (優(yōu)選地是盲鉆孔)被布置在這些側(cè)面中的一個(gè)側(cè)面上，該凹部設(shè)置有內(nèi)螺紋322。由于在與鉆孔對應(yīng)的位置處在側(cè)壁和/或支撐結(jié)構(gòu)16中布置有孔，中間部可以借助于螺紋聯(lián)接323而被附接到側(cè)壁和/或支撐結(jié)構(gòu)。螺紋聯(lián)接323 的螺釘從外部插入中間部的螺紋中。如此，熱交換器單元20在側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)16上的位置基于為附接中間部32而布置的孔的定位而確定，并且中間部32相對于支撐結(jié)構(gòu)16的位置可以容易地改變。在本實(shí)施方式中，中間部為矩形棱柱。
圖5示出了以類似方式操作的實(shí)施方式。在此，中間部32由被相對于彼此垂直地定位的兩個(gè)平面部組成，這些平面部中的一個(gè)平面部設(shè)置有凹部。凹部321優(yōu)選地是設(shè)置有內(nèi)螺紋322的盲鉆孔。根據(jù)圖5的中間部優(yōu)選地是角鐵。
熱交換器單元20的管子形成所謂的面端S，該面端S被定位為垂直于氣體的流動方向A(圖幻。優(yōu)選地，支撐元件22從該面端相對于熱交換器單元的管子向相反側(cè)伸出。 在圖3中，支撐元件從該面端逆著氣體的流動方向延伸。
中冷器裝置被實(shí)施為使得支撐元件22的兩側(cè)22. 1以如下方式與側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu) 16進(jìn)行機(jī)械連接支撐元件的兩側(cè)22. 1被放置為抵靠側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)16。在實(shí)踐中，該布局對支撐元件進(jìn)行支撐，從而還將熱交換器單元支撐在適當(dāng)位置。盡管在圖中未示出，但為此目的可以在壁和支撐元件之間使用輔助元件，諸如導(dǎo)向件和/或安全軌。
圖4示出了一個(gè)實(shí)施方式，其中，橫桿30也與支撐元件22的附接部沈一樣附接到中間部32，以便使相對的兩個(gè)側(cè)面彼此支撐。圖6示出了另一個(gè)實(shí)施方式，其中，中間部 32由橫桿30的端部形成，從而不必需要單獨(dú)的中間部，并且橫桿借助于螺釘而直接地附接到側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)16。
圖7示出了一個(gè)實(shí)施方式，其中，中間部32被放置在支撐元件22的與側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)16相連接的兩側(cè)22. 1上。支撐元件的兩側(cè)22. 1被放置為抵靠側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)16，并且支撐元件包括在所述側(cè)22. 1附近的附接部沈，支撐元件通過該附接部而附接到中間部 32。中間部32以類似于在上述其它實(shí)施方式中的方式借助于螺栓聯(lián)接而附接到側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)16。
應(yīng)該注意到的是，上文中僅描述了本實(shí)用新型的幾個(gè)特別有利的實(shí)施方式。因此， 很顯然本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施方式，而是可以在所附的權(quán)利要求
的框架內(nèi)結(jié)合不同的活塞式發(fā)動機(jī)以許多方式來應(yīng)用。管子的橫截面也可以是例如橢圓形來代替圓形，并且也可以使用板結(jié)構(gòu)件來代替管子。本實(shí)用新型可以應(yīng)用于由液體燃料和/或氣體燃料驅(qū)動的四沖程發(fā)動機(jī)和兩沖程發(fā)動機(jī)。如果需要的話，并且如果其技術(shù)可行性存在的話，結(jié)合不同的實(shí)施方式描述的特征也可以結(jié)合其它實(shí)施方式來使用，并且/或者在本實(shí)用新型的基本構(gòu)思的框架內(nèi)可以做出上述特征的各種組合。
權(quán)利要求
1.一種用于增壓活塞式發(fā)動機(jī)的中冷器裝置，該中冷器裝置包括用于對燃燒用空氣進(jìn)行冷卻的中冷器(6)，該中冷器布置在該活塞式發(fā)動機(jī)的供氣管道系統(tǒng)中，所述中冷器包括熱交換器空間(12)，至少一個(gè)熱交換器單元00)適配在所述熱交換器空間中，并且在所述熱交換器單元中布置有至少一個(gè)支撐元件0 以使所述熱交換器單元的流動管道 (10)彼此支撐，其中，所述支撐元件02)借助于中間部(32)可拆卸地附接到所述中冷器的側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)(16)，所述中冷器裝置的特征在于，所述支撐元件02)包括附接部(沈)， 該附接部包括所述支撐元件02)的不具有開口 04)的區(qū)域，并且所述支撐元件02)借助于所述附接部而可拆卸地附接到所述中冷器的所述側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的中冷器裝置，其特征在于，所述支撐元件0 附接到所述熱交換器裝置的兩個(gè)相對的側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的中冷器裝置，其特征在于，所述支撐元件0 包括板結(jié)構(gòu)件，所述熱交換器單元的所述流動管道(10)被布置為穿過所述板結(jié)構(gòu)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的中冷器裝置，其特征在于，所述支撐元件0 和所述流動管道(10)被定位在相對于彼此基本垂直的方向上。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的中冷器裝置，其特征在于，所述支撐元件(2 被布置為在該支撐元件的兩側(cè)處與所述側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)(16)相結(jié)合。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的中冷器裝置，其特征在于，所述熱交換器單元的所述流動管道包括管子(10)，這些管子形成所述熱交換器單元的面端，并且所述支撐元件0 至少部分地伸出到所述面端之外。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的中冷器裝置，其特征在于，所述支撐元件02)借助于布置在該支撐元件中的附接部06)而附接到所述熱交換器裝置的所述側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)(16)。
8.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的中冷器裝置，其特征在于，所述支撐元件02)借助于伸出到所述面端( 之外的附接部06)而附接到所述熱交換器裝置的所述側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)(16)。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的中冷器裝置，其特征在于，所述中間部(3 包括兩個(gè)側(cè)面， 這兩個(gè)側(cè)面被相對于彼此垂直地定位，并且所述兩個(gè)側(cè)面的表面形狀對應(yīng)于在所述支撐元件0 中布置的附接部06)的接觸表面的形狀以及所述側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)(16)的接觸表面的形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的中冷器裝置，其特征在于，所述中間部(32)可拆卸地附接到所述支撐元件02)和所述中冷器的所述側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)(16)。
11.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的中冷器裝置，其特征在于，所述中間部(3 在一個(gè)側(cè)面上包括設(shè)置有內(nèi)螺紋的孔，以便將所述中間部(3 附接到所述側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)(16)。
12.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的中冷器裝置，其特征在于，每個(gè)支撐元件02)均借助于至少兩個(gè)中間部(32)而附接到所述中冷器的所述側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)(16)。
13.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的中冷器裝置，其特征在于，所述熱交換器單元00)在所述側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)(16)上的位置基于為附接所述中間部(32)而布置的孔的位置而確定。
專利摘要
本實(shí)用新型涉及一種用于增壓活塞式發(fā)動機(jī)的中冷器裝置，其包括用于對燃燒用空氣進(jìn)行冷卻的中冷器(6)，該中冷器布置在活塞式發(fā)動機(jī)的供氣管道系統(tǒng)(4)中，該中冷器包括熱交換器空間(12)，至少一個(gè)熱交換器單元(20)適配在所述熱交換器空間中，所述熱交換器單元設(shè)置有至少一個(gè)支撐元件以支撐所述熱交換器單元的流動管道。所述支撐元件(22)借助于中間部(32)可拆卸地附接到所述中冷器的側(cè)壁/支撐結(jié)構(gòu)(16)。
文檔編號F02B29/04GKCN202165160SQ200990100436
公開日2012年3月14日 申請日期2009年9月2日
發(fā)明者托米·勞尼奧, 特羅·萊克 申請人:瓦錫蘭芬蘭有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan