[发明专利]用于汽车的热交换器

说明书

技术领域

本发明的第一变型涉及一种用于汽车的热交换器。

背景技术

此外，本发明的第二变型涉及一种流道，它用于在第一流体和第二流体之间进行热交换的热交换器，包括：流道外套，它具有被流道外套内侧包围而成的内腔；多个布置在流道外套内侧的内腔中的隔板；所述流道具有为在内腔中输送第一流体而所设计的可被穿流且垂直于流道轴的横断面。本发明还涉及一种在第一流体和第二流体之间进行热交换的热交换器，具有：用于输送相互分开并且进行换热的第一流体和第二流体的芯体，和用于第一流体的流体接口；所述芯体具有壳体，这个壳体包括一个可被第二流体穿流的腔室和一个用于液密地分离腔室和流体接口的芯体封闭元件。本发明还涉及一种废气再循环系统、一种增压空气供给系统和热交换器的应用。

在车用热交换器的制造中，对在有限的空间内的热交换器效率的要求日益提高。特别是对输送到内燃机的再循环废气进行冷却时，还必须克服很大的温差。

发明内容

本发明的第一变型的目的是提供一种用于汽车的热交换器，它的制造成本低，并且在有限的结构空间条件下仍具有高的换热效率。

在申请人的专利DE3731669A1中公开了一种开头所述的、用于热交换器的流道。

开头所述的这种热交换器的目的是通过较冷的第二流体对热的第一流体进行冷却，从而使第一流体，特别是用于例如发动机的内燃机的废气或废气-空气混合物或增压空气能够与吸入的空气混合。第二流体可以是冷却介质，例如液态或气态或液气混合的冷却介质，它至少在液态冷却介质的情况下可取自内燃机的冷却回路。原则上，为了提高热动力效率，冷却要达到尽可能低的温度水平。已知的是，已冷却的再循环废气或已冷却的增压空气可减少废气中的有害物质、特别是氮氧化物。

在涉及到当今发动机的特别要求方面，可通过废气再循环冷却器来满足对废气排放日益提高的要求。通过对废气的冷却和已冷却废气的再循环，使发动机中的燃烧温度得以降低，并减少NO_X的排放。对减少有害物质的要求的日益提高，促使已知的冷却器方案得到改善，并提出了新的冷却器方案。

在已知的热交换器中的流道可由钢或优质钢制成。在这里，特别是钢材和优质钢材的耐腐蚀性已得到证明。

另外得到证明的是，由铝制成或以铝材料为基础的流道具有明显的成本优势。

为了充分地改善流道中的传热，如前所述，流道通常带有多个布置在内腔中流道外套内侧的隔板。原则上，多个隔板有助于提高传热。但是，隔板数量过多却会加大例如废气中所含碳黑颗粒造成堵塞的风险。已得到证明的是，在流道中的通流区域太窄的情况下，而所述通流区域基本上由可穿流的横断面决定，流道的污染速度相对较快，并且在最坏的情况下会在局部出现阻塞。这种方法以及其它用于提高传热的措施反而会加大流道中已存在的压力损失，这在现代的热交换器方案中是不希望出现的。

除了在DE3731669A1中公开的具有挤压成型的流道外套的流道设计之外，还有其它例如在DE10225812C1、G94065594、DE3615300C2和DE20205200U1中公开的设计。但那里所述的流道是针对专门用途而设计的。例如，在US5,184,672中公开了一种用于冷凝器形式的热交换器的流道，这种热交换器带有被冷却液穿流的扁平管。在US3,486,489中公开了一种油冷却器，它带有被待冷却的油穿流的扁平管。在US2005/0061488A1中公开了一种用于冷却油的热交换器，它的流道用于输送待冷却的油。那里所述的流道的可被穿流的横断面专门用于油的穿流。在US2005/0061488A1中，可穿流的横断面的特征在于功率比为3.9到8.5，这个比率是单位为mm的可覆盖的周长与单位为mm²的可穿流的金属管横断面面积之间的比。

这种为输送液态流体而设计的流道不适合用于本文开头所述的热交换器。开头所述的热交换器优选为废气热交换器和/或增压空气冷却器。在这种情况下，第一流体为气体或蒸汽，即例如废气或废气空气混合物或增压空气。在这里，第二流体为冷却介质，特别是液态或气态或液气混合的冷却介质。考虑到前面所提到的问题，有必要提出一种更佳的流道设计方案。

现在要涉及到本发明的第二变型，它的目的是提供一种传热得到改善的流道。此外，应使压力损失处于可接受的范围，特别是要减少堵塞的风险。本发明的目的还包括为热交换及废气再循环系统和增压空气供给系统提供一种具有优点的方案，并提供热交换器的优选应用范围。