带有两级废气涡轮增压器和增压空气冷却的内燃机.pdf

本发明涉及一种带有两级废气涡轮增压器(ATL)的内燃机。在低压级的压缩机和高压级的压缩机之间有带一个增压空气冷却器(14)的连接管线(13)。根据本发明，增压空气冷却器(14)通过一个在废气涡轮增压器低压级(7)的压缩机(8)和高压级(4)的压缩机(5)之间的引导增压空气的连接管道(13)内、可由冷却介质流过的冷却部件(15)以及连接管道(13)的一个特殊设计的区段(16)构成，其中连接管道(13)在上述区段内以其壁(17)构成增压空气冷却器(14)的外壁，并通过相应的形状设计来限定足以通过流过冷却部件(15)的冷却介质充分冷却环绕装在其中的冷却部件流动的增压空气的空气容量流量。

1.  内燃机，带有两级废气涡轮增压器(ATL)和在低压级(7)的压缩机(8)和高压级(4)的压缩机(5)之间连接管线(13)中的一个增压空气冷却器(14)，其特征在于，增压空气冷却器(14)通过一个在废气涡轮增压器低压级(7)的压缩机(8)和高压级(4)的压缩机(5)之间的引导增压空气的连接管道(13)内、可由冷却介质流过的冷却部件(15)以及连接管道(13)的一个特殊设计的区段(16)构成，其中连接管道(13)在上述区段(16)内以其壁(17)构成增压空气冷却器(14)的外壁，并通过相应的形状设计来限定足以通过流过冷却部件(15)的冷却介质充分冷却环绕装在其中的冷却部件(15)流动的增压空气的空气容量流量。

2.  按照权利要求1所述的内燃机，其特征在于，冷却部件(15)按照弹药筒形式设计，由一个基板(18)以及多个例如三个外部设置许多散热片的冷却管(19，20，21)构成，其中每个冷却管(19，20，21)
-在其一端具有一个圆柱形的凸缘(22)，借助该凸缘垂直于基板(18)装入到该基板的一个盲孔中，压入、熔焊或钎焊于其中。
-在其另一端在一个圆柱形凸缘(24)上有一个密封套(25)，
其中每个冷却管(19，20，21)以其内部孔(26)与在基板(18)中的一个分配管道(27)连通。

3.  按照权利要求1或2所述的内燃机，其特征在于，连接管道(13)在增压空气冷却器(14)的区域有一个基板平直的区段(16)和两个分别在一个端部侧向离开轴向端部(28，29)的弯头(30，31)，其中按照弹药筒形式设计的预安装的冷却部件(15)在其最终装配时通过开口端部(28)插入到所述区段(16)内腔中，并且以冷却管(19，20，21)上的密封套(25)插入在区段(16)的两个相对轴向端部(29)上的固定孔(32)中，并以其基板(18)无泄漏地法兰连接固定在一个轴向端部(28)上，其中连接管道(13)的平直区段(16)在其与密封套(25)相邻的端部(29)由一个固定在该处的盖子(34)封闭，该盖子(34)内部具有一个从外面供给冷却介质的分配管道(36)，该分配管道与冷却管(19，20，21)中的一部分(20，21)连通，此外，盖子(34)在内部有一个与外部的冷却介质回流管线连通的回流管道(38)，该回流管道与剩下的冷却管(19)连通。

4.  按照权利要求3所述的内燃机，其特征在于，按照弹药筒形式设计的冷却部件(15)具有三个在同一平面内相邻平行布置的等长等结构的冷却管(19，20，21)，其中两个冷却管(20，21)沿着一个方向由冷却介质平行流过，第三个冷却管(19)沿另一个方向由冷却介质流过，从而好像构成了一个冷却部件内部的冷却介质回流管线。

5.  按照前述权利要求之一所述的内燃机，其特征在于，连接管道(13)在所述区段(16)以其壁(17)包围冷却部件(15)，两者之间的间距小于冷却管(19，20)的直径。

带有两级废气涡轮增压器和增压空气冷却的内燃机
技术领域
本发明涉及一种内燃机，其带有两级废气涡轮增压器(ATL)和一个布置在低压级压缩机和高压级压缩机之间连接管线之间的增压空气冷却器。
背景技术
具有这种特征的内燃机例如由DE 19961610 A1已知。尽管该文献中也在低压级压缩机和高压级压缩机之间设置了一个增压空气冷却器，但如何设计该增压空气冷却器却没有涉及。
发明内容
本发明的任务是提供一种增压空气冷却器，其考虑内燃机中低压压缩机和高压压缩机之间的空间狭小的情况。
按照本发明，该任务在开头所述类型的内燃机中通过一种权利要求1特征部分所限定类型的增压空气冷却器来解决。
按照本发明的技术方案的优选方案在从属权利要求中限定。
按照本发明的增压空气冷却器的特征在于具有极小的但仍有效的结构形式。通过使冷却部件按弹药筒形式装入到废气涡轮增压器低压压缩机和高压压缩机之间的连接关系的一个特殊设计的区段中并且连接管线的上述区段以其壁构成增压空气冷却器的外壁，一方面使结构部件的制造简单，另一方面也使其在废气涡轮增压器两级之间的安装更简单。由于冷却管外面设置了很多个散热片用于相应的热交换，因此实现了足够大的冷却效果。
下面参照附图所示实施例更详细地描述本发明的增压空气冷却器。
附图说明
图1带有两级增压和在低压级和高压级之间带有增压空气冷却的内燃机的原理示意图，
图2本发明的冷却部件的实施例的剖面图，
图3用于图2所示实施例的盖子，
图4在废气涡轮增压器两个级的压缩机之间连接管线区段作为本发明增压空气冷却器部分的实施例，
图5采用了图2所示冷却部件、图3所示盖子和图4所示连接管线区段的本发明增压空气冷却器的实施例，
图6沿图5视图中剖切线VI-VI剖切的横截面图。
具体实施方式
在图1中是促会了一个增压的内燃机1，其与汽缸排放通道相连的废气收集管道用2表示，与汽缸进气通道相连的增压空气收集管用3表示。该内燃机1有一个两级废气涡轮增压器，该废气涡轮增压器的高压级4有一个驱动压缩机5的涡轮6，其低压级7有一个驱动压缩机8的涡轮9。高压级4的涡轮6通过一个排气道10与废气收集管道2相连，通过一个连接管道11与低压级7的涡轮9相连。高压级4的压缩机5通过一根增压空气管道12与增压空气收集管道3相连，通过一根连接管道13与低压级7的压缩机8相连。在连接管道13中有一个增压空气冷却器14。该增压空气冷却器14按照本发明如下述方式设计。
按照本发明，增压空气冷却器14通过一个在引导增压空气的连接管道13中的、可被冷却介质流过冷却部件15(图2)和连接管道13的一个特殊设计的区段16(图3和4)构成，其中连接管道13在该区段16以其壁17构成了增压空气冷却器14的外壁，并通过相应的形状设计来限定足以通过流过冷却部件15的冷却介质可接受地冷却环绕装在其中的冷却部件15(图5)流动的增压空气的空气容量流量。
如图2所示，冷却部件15按照一种预安装的弹药筒形式设计。该冷却部件15由一个基板18和多个例如三个外部带有许多散热片(图6)的冷却管19，20，21构成。这里，每个冷却管19，20，21在其一端具有一个圆柱形的凸缘22，借助该凸缘可垂直于基板18装到基板的一个盲孔23中，例如压入、熔焊或钎焊入其中。在其另一端，每个冷却管19，20，21在一个圆柱形凸缘24上有一个密封套25。在冷却部件15内部，每个冷却管19，20，21以其内部管26与在基板18中形成的分配管道27连通。
连接管道13在构成增压空气冷却器14部分的那个区段16中由一个基本平直的冷却管区域16和两个分别在一个端部侧向离开轴向端部28，29的弯头30，31构成。这里，按照弹药筒形式设计的冷却部件15在其最终装配时通过连接管线13的平直区段16的开口端部28插入到该区段内腔中，其中该部件以冷却管19，20，21上的密封套25密封地插入在区段16的两个相对轴向端部29上的固定孔32中，最后以其基板18借助多个螺钉33无泄漏地固定在一个轴向端部28上。最后，连接管线13的平直端部16在其与密封套25相邻的端部29由一个可固定在该处的盖子34封闭。该盖子34内部具有一个可从外面供给冷却介质(箭头35)的分配管道36，该分配管道与一部分冷却管，这里是冷却管20，21连通。此外，盖子34在内部有一个与外部的冷却介质回流管线(箭头37所示)连通的回流管道38，该回流管道与剩下的冷却管，这里是冷却管19连通。
在图示实施例中，按照本发明地冷却部件15具有三个在同一平面内以很小间距相邻平行布置的等长等结构的冷却管19，20，21，如图6所示，其中两个冷却管(20，21)沿着图5中箭头39方向由冷却介质平行流过，第三个冷却管19沿另一个方向，箭头40所示，由冷却介质流过，从而好像构成了一个冷却部件内部的冷却介质回流管线。
连接管线13在其平直的管道区段16以其壁17包围装入其中的冷却部件15，两者之间有一定的但不太大的间距，该间距小于冷却管19，20的外径。
在按照本发明的这种增压空气冷却器14中，尽管其结构尺寸比较小，但由于冷却管19，20，21被冷却介质较强地流过并且流过连接管道区段16内的冷却部件15的增压空气与冷却管19，20，21的散热片密切接触，因此实现了充分的冷却作用。