[发明专利]带有减振交换器管束的废气热交换器

说明书

技术领域

本发明的主题是车辆排气系的热交换器，尤其是车辆内燃机废气再循环系统的热交换器，所述热交换器具有主权利要求前序部分的结构。由于涉及车辆尾气排放尤其是氮氧化物排放的法规越来越严，所以在内燃机领域中现有技术是将燃烧废气再循环至内燃机的进气侧。燃烧废气本身并不再次在内燃机的燃烧室中参与燃烧过程，而是构成惰性气体，稀释燃烧室内燃烧空气和燃料组成的混合物，并且确保更充分的混合。因此，可以在燃烧过程中最小化以极高的燃烧温度为特征的所谓热斑(hot spot)的出现。这种非常高的燃烧温度有利于氮氧化物的形成，因此必须要避免它的出现。

背景技术

因为内燃机的效率大体上依赖于被引入内燃机燃烧室的燃烧空气的温度，所以燃烧废气从内燃机燃烧室出来之后不能直接又被循环至进气侧。实际上，燃烧废气温度必须明显降低。大体上，从内燃机燃烧室出来的燃烧废气的温度为900℃或者更高。相反地，被供至内燃机燃烧室燃烧空气的温度则不应超过150℃，并且优选明显低于这个温度。对于冷却再循环燃烧废气而言，现有技术中已知的是利用所谓的废气再循环冷却器。现有技术中已知各种不同的结构，其中，待冷却的燃烧废气大体上循环通过交换器管，在所述交换器管的冷却剂流动，其中冷却剂大体上是车辆的冷却水。在现有技术中已经提出将待冷却的燃烧废气引导通过针对流体流并联连接的交换器管束，所述管周围大体上流动所述冷却剂。

专利公开文献DE102004019554A1公开了一种用于内燃机的废气再循环系统，其中包括被制作成两部分铸件的废气热交换器。因为燃料不会完全燃烧，所以非常热的燃烧废气是活性的，这就提出了一个技术上很难甚至是不可能解决的问题，金属铸件的表面需要构造成可与不锈钢表面比拟的惰性表面。

专利公开文献DE102005055482A1公开了一种应用于内燃机的废气再循环系统，避免了上述问题，其中将与高温燃烧废气接触的表面被制作成非腐蚀性钢表面。热交换器管和容纳热交换器管的壳体被构造单独的部件，它们在生产过程中组装。

在专利公开文献文件DE102006009948A1所公开的废气热交换器中，传输高温气体的管道和盛放环绕废气管道流动的冷却剂的壳体被一体地构成为板式热交换器。用于热的燃烧气体的流道以及用于冷却剂的流道仅仅在单独的例如深拉延的板被组装时形成，以形成片式热交换器。专利公开文献DE102006049106A1也遵循了类似的概念。

有关车辆内燃机中废气再循环技术的概述信息可以从例如专利公开文献DE10011954A1中获取。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于车辆排气系的热交换器，其包括具有改进的NVH特性(噪音、振动、硬度)的单独形成的交换器管束。

该目的通过具有主权利要求特征的、用于车辆排气系的废气热交换器实现。

本发明的热交换器是为车辆的废气系而设置的。本发明的热交换器包括针对流体流并联相连的单独形成的运输废气的交换器管束。所述交换器管设置在单独形成的、封闭的壳体内，冷却剂流经所述壳体。所述冷却剂在所述交换器管的外侧在其周围流动。根据本发明，设有用于所述热交换器管束的箍带，其中所述箍带在所述管束外侧位于所述管束上。所述箍带还以形成刚性机械连接的方式将多个热交换器管连接在一起，从而所述箍带可靠地防止交换器管束的至少外侧管的振动。

在另一改型实施例中，所述箍带还形成针对壳体由箍带连接一起的热交换器管相对于所述壳体的机械对接部。在这种情况中，箍带不仅防止了管束的交换器管彼此之间的相对振动，还防止了管束大体相对于其周围壳体的集体振动(collective vibration)。

如果所述对接部被构造成是弹性的，则获得特别的优点，从而热交换器管束相对于热交换器的壳体弹性支承。

在本发明的热交换器的特别优选的实施例中，所述箍带设置成形成围绕所述交换器管束的至少一部分而优选整个包围的夹持部。

在本发明的热交换器的另一改进实施例中，在热交换器的壳体内在所述管束内设置导流板，所述导流板用于在所述壳体内引导所述冷却剂的流动。如果所述导流板例如通过焊接或钎焊机械刚性连接至多个交换器管，则获得针对NVH特性的优点。大体上，导流板连接至紧邻其的交换器管。有利地，导流板不仅连接至多个交换器管，还机械刚性连接至热交换器的壳体，尤其连接至诸如盖部件的壳体部分。