[发明专利]组合热交换器和排气消声器

说明书

本发明涉及用于车辆(100)的组合热交换器和排气消声器(200)，包括旁通阀(220)，其被构造为：在第一状态下允许用于排气的流路经由至少部分穿孔的旁通管(206)从入口(202)至出口(204)打开，并且在第二状态下关闭所述流路，藉此排气的至少主要部分被迫使穿过包括热交换器管道(216)的第二流道(303)。通过至少部分穿孔的第二管道(210)和至少部分穿孔的第三管道(212)之间的环形间隙形成所述第二流道。吸音材料(218)围绕所述旁通管和所述第三管道，并且还设置在所述第二管道的内部。

技术领域

本发明涉及用于车辆的组合热交换器和排气消声器。

背景技术

通常地，车辆的内燃发动机安装有排气系统。排气系统具有减少发动机的噪声同时从发动机释放排气的功能。为了减少噪声，排气消声器被设置为限定使得噪声减小的排气路径。此外，排气系统还可包括用于将排气中的有毒气体转换为毒性更小的气体的催化转化器。

来自排气的热量可从排气回收并且例如用于加热车辆的客舱、散热器内的冷却剂、机油或被称为换热装置(heat-to-heat device)中的变速器油。回收的热量也可用于使用热功转换(heat-to-power)装置产生电能或向车辆的传动系提供附加功率。为了从排气回收热量，热交换器可定位为排气系统的一部分。在用于内燃发动机的这种热交换器中，热量从排气被传送至工作介质例如流体。热交换器可为不同的设计例如管式或平板式热交换器。但是，热交换器太庞大，并且如果这些热交换器集成在排气管线中则常常发生空间冲突。通常，还需要旁路以在更高的发动机载荷下关闭废热回收系统。

EP2733322描述了一种用于排气系统的热交换器。在EP2733322中，示出沿用于排气的第一路径设置热交换器管道，并且还示出其中排气旁通绕过热交换器管道的旁通通路。然而，改进似乎可能与热交换器效率相关并且进一步与旁通通路中的噪声减弱相关。

因而，具有集成热交换器的现有技术排气系统似乎仍有改进空间。

发明内容

鉴于现有技术的上述及其它缺陷，本发明的一个目的是提供减轻现有技术系统的至少一部分问题的组合热交换器和排气消声器。

根据本发明的第一方面，提供了用于车辆的组合热交换器和排气消声器(combined heat exchanger and exhaust silencer，也可译作“热交换器和排气消声器组件”)，包括：用于排气流的入口和出口；外壳，设置有在入口处的第一端部和在出口处的第二端部使得排气能够流经外壳；设置在外壳内的旁通管，该旁通管具有穿孔壁部，该旁通管限定了用于排气穿过外壳的第一流道；设置在外壳内的第二管道，该第二管道具有穿孔壁部，第二管道被设置为从外壳的第一端部延伸至第二端部；设置在所述外壳内的第三管道，所述第三管道具有穿孔壁部，所述第三管道被设置为从所述外壳的第一端部延伸至第二端部，所述第三管道具有比所述第二管道的外径更大的内径，其中所述第二管道设置在所述第三管道内使得所述第二管道的外表面与所述第三管道的内表面之间的空间限定了用于排气穿过所述外壳的第二流道；用于限定热交换流体的流道的热交换器管道，该热交换器管道被设置为在第二流道内围绕第二管道外周的螺旋形，吸音材料设置在外壳内并且围绕旁通管和第三管道，该吸音材料进一步被设置在第二管道的内部；旁通阀，其被构造为：在第一状态下允许用于排气的流路经由旁通管的流道从入口至出口打开，并且在第二状态下关闭所述流路，藉此排气的至少主要部分被迫使穿过第二流道。

管道的穿孔壁部包括在管道的材料内形成通孔的冲孔。所述冲孔在管道的内部与外部之间延伸。

旁通阀被构造为至少可在第一状态与第二状态之间切换。第一状态通常地是“旁通状态”，其中排气流被旁通而不流经第二流道。在第二状态下，排气流经第二流道从而与热交换器管道进行热交换，藉此第二状态可以是“热交换状态”。此外，旁通阀可仅部分关闭从而排气流经第一流道和第二流道。这样，可控制排气流从而控制至热交换器管道的热量。