[发明专利]内燃机用的增压空气冷却器和增压空气冷却器的运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的增压空气冷却器，该增压空气冷却器具有增压空气入口和增压空气出口，该增压空气入口和增压空气出口通过多个在流动技术上相对彼此并行设置、优选平行设置的、可以被冷却剂在旁边流过的增压空气通道在流动技术上彼此连接。本发明还涉及一种用于运行内燃机用的增压空气冷却器的方法。

背景技术

这种增压空气冷却器配属于内燃机，该内燃机用于例如驱动机动车，即提供旨在驱动机动车的转矩。内燃机被加压。这指的是，为该内燃机配置压缩机，该压缩机对输送给内燃机的或要输送给内燃机的新鲜气体在内燃机的上游加压，即带到更高的压力水平。如果内燃机具有外部的排气回馈装置时，新鲜气体例如是新鲜空气或至少暂时是新鲜空气-排气-混合物。加压造成内燃机的更高的功率和/或更高的效率。该压缩机例如是增压机、尤其是排气涡轮增压器或电辅助的排气涡轮增压器或压气机的组成部分。该压缩机也可以设置为电驱动的压缩机。

通过借助于压缩机对新鲜气体进行压缩，新鲜气体的温度由于更高的压力和所实施的压缩功而显著提高。因为新鲜气体的密度相应降低，新鲜气体的温度增加导致功率升高和/或效率升高的减弱。由于这个原因，在流动技术上在压缩机和内燃机之间设置增压空气冷却器。借助于压缩机压缩的新鲜气体——以下也被称为增压空气——通过增压空气入口被输送给该增压空气冷却器。随后增压空气流过在流动技术上相对彼此并行地布置的增压空气通道，以便随后通过增压空气出口从增压空气冷却器中流出。接下来增压空气或者说被压缩的新鲜气体被输送给内燃机。

相应地，增压空气入口在流动技术方面观察布置在增压空气冷却器的面对压缩机的侧上，并且增压空气出口布置在增压空气冷却器的面对内燃机的侧上。增压空气出口通过增压空气通道在流动技术上与增压空气入口连接，尤其仅通过增压空气通道在流动技术上与增压空气入口连接。增压空气通道优选相对彼此平行地布置，例如增压空气通道的纵向中心轴线相对彼此平行地延伸。增压空气通道优选相对彼此间隔开、尤其相对彼此平行地间隔开地布置，从而冷却剂可以在这些增压空气通道之间穿流过。冷却剂用于导出增压空气的热量。冷却剂优选相应地具有比流过增压空气通道的增压空气更低的温度。

在增压空气中通常含有一定的含水量。如果增压空气在增压空气通道中强烈地冷却，尤其冷却到其露点温度以下，则这种水分作为冷凝液从增压空气中析出。当大的增压空气质量流量通过增压空气冷却器时，冷凝液大部分立即被增压空气携带并与增压空气一同被输送给内燃机。输送给内燃机的冷凝液或液体水的质量流量在此非常小，不会产生不利影响。

然而如果排气质量流量很小，例如在内燃机的部分负荷范围中，则析出的冷凝液可能积聚在增压空气冷却器中、尤其在增压空气通道中。当接下来增压空气质量流量升高时，大量的冷凝液可能被增压空气携带并到达内燃机中。因为这可能在内燃机中导致燃烧技术方面的不利情况，所以可以设置有装置或措施，以便从增压空气冷却器中导出液体水。但是这通常在结构上是非常复杂的以及成本高的。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种用于内燃机的增压空气冷却器，该增压空气冷却器相对于已知的增压空气冷却器具有多个优点，尤其可靠地防止冷凝液在增压空气冷却器中积聚。

上述目的通过具有权利要求1的特征的增压空气冷却器实现。在此提出，增压空气冷却器具有至少一个布置在增压空气通道上游的流动引导元件，流动引导元件使通过增压空气入口进入的增压空气至少在内燃机的一种运行状态中向着增压空气冷却器的冷凝液收集体积的方向偏转。

该空气引导元件例如是为增压空气入口配置的，并用于使通过增压空气入口流入的和/或沿着增压空气通道的方向流动的增压空气偏转。通过流动引导元件如此实现增压空气的偏转，使增压空气朝着增压空气冷却器的冷凝液收集体积的方向流动。该冷凝液收集体积例如由增压空气通道中的至少一个、尤其是增压空气通道中的在测地学方面观察位于最低处的增压空气通道形成。析出的冷凝液由于重力影响被排挤到该增压空气通道中。

增压空气借助于流动引导元件的偏转至少设置在内燃机的至少一个运行状态中。优选如此布置流动引导元件，使得即使在小的增压空气质量流量的情况下，该流动引导元件也确保使增压空气流入冷凝液收集体积中，即尤其流入所述一个或多个具有冷凝液收集体积的增压空气通道中。以这种方式，即使在小的增压空气质量流量的情况下也防止冷凝液累积在增压空气冷却器中、尤其在冷凝液收集体积中。因此在增压空气质量流量突然增大的情况下也不会出现输送给内燃机的冷凝液量的突然升高，从而避免了燃烧技术方面的不利影响。