[发明专利]废气冷却器以及具有废气冷却器的废气再循环系统

说明书

一种废气冷却器(10)，具有至少一个废气通道(16)，其通过至少一个壁限定，所述壁在入口(12)处具有基本上垂直于流动方向的至少一个棱边，并且其特征在于，至少一个棱边通过盖(22)覆盖，所述盖朝向棱边限定气隙。一种废气再循环系统，具有至少一个这种废气冷却器。

技术领域

本发明涉及一种废气冷却器以及具有至少一个这种废气冷却器的废气再循环系统。

在内燃机的领域上常见的是：以一定的规模将废气引回到新鲜空气侧上，以便降低燃料消耗并且减少排放。至少在确定的运行状态中必须冷却所引回的废气。

背景技术

对此，例如由US 8 002 022B2已知，通过多个废气通道引导废气，这些废气通道的前部棱边与基盘焊接，并且这些废气通道容纳在壳体中，使得在壳体与废气管道之间、或在这些废气管道之间能产生例如液态的冷却剂、尤其水/乙二醇的流动。在此，然而，冷却器尤其在气体进入侧变热，这导致，所述冷却器在此具有比在其他走向中明显更高的温度。这导致冷却器的材料中的不均匀的温度分布并且因此导致应力。气体的和冷却剂的尤其温度变化在不同的材料厚度时并且因此在不同的温度变化速度时导致温度分布中的进一步的不均匀，所述不均匀导致所述应力，所述温度变化基于内燃机的不稳定运行特性而出现(例如冷启动、负载交变、废气再循环率(AGR-Rate)等)。

在气体入口的区域中，以特别紧要的形式出现这种不均匀，因为废气管道的前部的薄棱边与未冷却的热的废气质量流相遇，并且基于薄壁性，引入的热量仅能够被缓慢地输出给冷却水。第二，在此，废气管道通常侧向地与壳体连接，所述壳体具有明显更高的壁厚并且其温度因此以更大的惯性变化，或壳体壁不直接经受热的废气质量流。在一些应用中，在壳体的外部存在厚壁的法兰，所述法兰使所述情况进一步加剧。被加热的废气管道在入口区域中膨胀，因为壳体的和/或法兰的温度还未充分变化以导致相似的膨胀，所述不同的膨胀导致应力。

应力导致更薄的构件即废气管道的前部棱边中的塑性变形，所述棱边收缩和/或撞击轴。在冷却时，要么比较薄的板材更快地冷却，要么所有所提及的部件虽然同时冷却，然而所收缩的板材必须又返回其初始位置并且膨胀，这在废气管道的前部棱边中产生拉应力。所述交变负载和塑性变形导致废气管道的材料的失效。对此，也要考虑的是：废气冷却器在其使用寿命上必须承受所述交变负载多于100000次。

此外，入口区域中的以上所述的、提高的热量输入可导致在所述区域中的冷却剂的煮沸。

发明内容

在所述背景下，本发明所基于的任务是：实现持久稳定的且同时成本有利的废气冷却器。

所述任务的解决方案通过本发明的废气冷却器实现。

因此，至少一个废气通道的至少一个壁的至少一个棱边在入口处通过盖如此覆盖，使得朝向棱边限定气隙。当在流动方向上观察废气冷却器时，气隙可以极其微小地构造并且不必须一定在所述棱边的整个宽度和/或高度上延伸。更确切地说，关键的是：棱边通过根据本发明的盖不在其整个延伸上经受会导致以上所述问题的热的废气流。盖也可以称为覆盖件或偏转装置。应该提及的是：废气通道以下也称为废气管道。

通过棱边的覆盖，棱边小规模地变热，并且可以避免所述问题。换言之，棱边不如在没有根据本发明的盖的情况下那样大规模地膨胀，并且冷却剂同样不如此大规模地变热。因此，总体上，这种废气冷却器的使用寿命可提高。

因此，本发明将可以大规模设有肋或鳍(Finne)的废气冷却器的优点、即高的热传递速率以及小的压力损失与废气管道在废气入口处的棱边的保护相结合。

根据本发明的废气冷却器的优选扩展方案在下文中描述。