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DE10035760A1 - Exhaust gas heat exchanger for motor vehicle internal combustion has cooling chamber with exterior duct for coolant - Google Patents

Exhaust gas heat exchanger for motor vehicle internal combustion has cooling chamber with exterior duct for coolant

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Publication number
DE10035760A1
DE10035760A1 DE10035760A DE10035760A DE10035760A1 DE 10035760 A1 DE10035760 A1 DE 10035760A1 DE 10035760 A DE10035760 A DE 10035760A DE 10035760 A DE10035760 A DE 10035760A DE 10035760 A1 DE10035760 A1 DE 10035760A1
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DE
Germany
Prior art keywords
cooling chamber
heat exchanger
exhaust pipe
control
exchanger according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10035760A
Other languages
German (de)
Inventor
Gerd Tiefenbacher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Priority to DE10035760A priority Critical patent/DE10035760A1/en
Priority to GB0117752A priority patent/GB2367355B/en
Priority to FR0109823A priority patent/FR2812027B1/en
Publication of DE10035760A1 publication Critical patent/DE10035760A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

The exhaust gas heat exchanger (1) has a closure (2) and a cooling chamber (4) having an exterior duct for the coolant. It has a coolant entry chamber (3) and an exhaust chamber (5). The exhaust gas flow is controlled by the closure to vary the degree of heat exchange. The interior of the cooling chamber can have an exhaust gas tube (7) with control opening (6).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher für Abgas einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a heat exchanger for exhaust gas an internal combustion engine.

Zur Begrenzung der Temperaturalterung von Katalysatoren sind beispielsweise bei einem NOx-Speicherkatalysator eines di­ rekteinspritzenden Ottomotors Maßnahmen notwendig, die Gasein­ trittstemperatur auf einen zulässigen Maximalwert zu begren­ zen. Entsprechende Maßnahmen an der Motor- bzw. Verbrennungs­ konfiguration führen zu erhöhten Schadstoffemissionen und er­ höhtem Kraftstoffverbrauch oder reduzieren die Nennleistung des Motors. In der Abgastechnik befindliche aktive Elemente, wie geschaltete Bypass- oder Wärmetauschersysteme, erfordern ein technisch hochwertiges und entsprechend aufwendiges Ab­ sperrorgan, wie eine Abgasklappe, ein Ventil oder sonstige ak­ tiv bewegte Steuerelemente im Abgasstrang. Außerdem wird eine mechanische bzw. elektronische Ansteuerung benötigt, die in­ klusive Steuergerät und Zusatzteilen einen erheblichen Aufwand darstellt.To limit the temperature aging of catalysts, measures are necessary, for example in the case of a NO x storage catalytic converter of a direct-injection gasoline engine, to limit the gas inlet temperature to a permissible maximum value. Appropriate measures on the engine or combustion configuration lead to increased pollutant emissions and increased fuel consumption or reduce the nominal output of the engine. Active elements in exhaust technology, such as switched bypass or heat exchanger systems, require a technically high-quality and correspondingly complex shut-off device, such as an exhaust flap, a valve or other actively moving control elements in the exhaust system. In addition, a mechanical or electronic control is required, which, including the control unit and additional parts, represents a considerable outlay.

Aus der DE 197 46 658 A1 ist bereits der Einsatz eines solchen Wärmetauschers bekannt. Hierbei handelt es sich um eine Abgas­ katalysatoranlage zur Regelung des Temperaturbereichs eines NOx-Speichers zum Reinigen eines in einem Abgasstrang geführten Abgasstroms einer Verbrennungskraftmaschine. Es ist zumindest in jeweils einem Abgasstrang ein erster Katalysator und NOx- Speicher vorgesehen, wobei zumindest ein Wärmetauscher im Ab­ gasstrang angeordnet ist. Dieser ist als Gegenstromwärmetau­ scher ausgebildet, der in einer durch eine Doppelwand gebilde­ ten Hülle von Kühlmittel durchströmt wird. Als Kühlmittel ist Wasser oder Luft vorgesehen, das als Zwangsströmung durch den Wärmetauscher strömt. Der Wärmetauscher ist also als eigener Wärmetauscher mit erzwungenem Gegenstromprinzip ausgeführt. Ein solcher Wärmetauscher benötigt zum einen erheblichen Bau­ raum und muß mit entsprechenden Steuerelementen und Steuere­ lektronik versorgt werden.The use of such a heat exchanger is already known from DE 197 46 658 A1. This is an exhaust gas catalytic converter system for regulating the temperature range of an NO x accumulator for cleaning an exhaust gas flow of an internal combustion engine which is carried in an exhaust gas line. A first catalytic converter and NO x store are provided in at least one exhaust gas line, at least one heat exchanger being arranged in the gas line. This is designed as a countercurrent heat shear, through which coolant flows through a shell formed by a double wall. Water or air is provided as the coolant, which flows as a forced flow through the heat exchanger. The heat exchanger is therefore designed as a separate heat exchanger with a forced counterflow principle. Such a heat exchanger requires considerable construction space and must be supplied with appropriate control elements and control electronics.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher für Abgas derart auszubilden und anzuordnen, daß ein minimaler Aufwand an Bauraum und keine Steuerelemente bzw. Steuerelek­ tronik notwendig sind.The invention has for its object a heat exchanger to train and arrange for exhaust gas in such a way that a minimal Installation space and no controls or control elec tronics are necessary.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der Ab­ gasstrom über eine Verschlußeinrichtung gesteuert wird, die aufgrund von Wärmeausdehnung eine Relativbewegung in eine Schließ- oder Durchflußstellung ausführt. Dadurch wird er­ reicht, daß die Steuerung des Abgasstroms ohne aufwendige Er­ fassungs- und Regeltechnik erfolgt. Durch die Temperaturerhö­ hung des so ausgebildeten Wärmetauschers bzw. der Verschluß­ einrichtung setzt die Kühlwirkung ein. Entsprechend führt eine Abkühlung der Verschlußeinrichtung zu einem Verschließen des Wärmetauschers. Hierzu ist es von Vorteil, daß ein Abgasrohr mit der über Wärmeausdehnung gesteuerten Verschlußeinrichtung in der Kühlmittelkammer vorgesehen ist und das Abgasrohr am Umfang angeordnete Steueröffnungen aufweist, die aufgrund der Wärmeausdehnung den Kühlkammereinlaß und den Kühlkammerauslaß freigeben. Das Abgasrohr ist hierzu nur an einer Stirnseite innerhalb der Kühlmittelkammer befestigt, so daß eine Erwär­ mung zu einer einseitigen, axialen Ausdehnung des Rohres führt. Mit dieser Ausdehnung des Rohres ist ein axialer Ver­ satz der im Rohr vorgesehenen Steueröffnungen verbunden, so daß diese die Kühlkammer bzw. Kühlkammeröffnungen freigeben.The object is achieved in that the Ab gas flow is controlled via a closure device, the a relative movement into a due to thermal expansion Closing or flow position executes. This will make him is enough that the control of the exhaust gas flow without expensive He version and control technology. By increasing the temperature hung of the heat exchanger or the closure thus formed device uses the cooling effect. One leads accordingly Cooling of the closure device to close the Heat exchanger. For this purpose, it is advantageous that an exhaust pipe with the closure device controlled by thermal expansion is provided in the coolant chamber and the exhaust pipe on Has circumferentially arranged control openings, which due to the Thermal expansion of the cooling chamber inlet and the cooling chamber outlet release. The exhaust pipe is only on one end attached within the coolant chamber so that a heating to one-sided, axial expansion of the tube leads. With this expansion of the tube is an axial Ver  set of the control openings provided in the tube, so that they release the cooling chamber or cooling chamber openings.

Ferner ist es vorteilhaft, daß eine Kühlkammerwand koaxial zum Abgasrohr angeordnet ist und die Kühlkammerwand abschnittswei­ se an dem Abgasrohr anliegt oder mit dem Abgasrohr in Wirkver­ bindung steht und daß die Steueröffnung derart angeordnet ist, daß bei einer Temperaturerhöhung des Abgasrohrs ein axialer Versatz zwischen der Steueröffnung und der Kühlkammer oder ei­ ner Kühlkammeröffnung auftritt. Die so ausgebildete Kühlkam­ merwand bzw. der an dem Abgasrohr anliegende Teil der Kühlkam­ merwand verschließt im kalten Zustand die Steueröffnungen. Im heißen Zustand kommt es zu einem axialen Versatz des Abgasroh­ res innerhalb der Kühlkammerwand, und der anliegende Teil der Kühlkammerwand gibt die Steueröffnungen frei.It is also advantageous that a cooling chamber wall coaxial with Exhaust pipe is arranged and the cooling chamber wall in sections se abuts the exhaust pipe or with the exhaust pipe in Wirkver is binding and that the control opening is arranged such that with an increase in temperature of the exhaust pipe an axial Offset between the control opening and the cooling chamber or egg ner cooling chamber opening occurs. The cooling chamber designed in this way merwand or the part of the cooling chamber lying against the exhaust pipe merwand closes the control openings when cold. in the hot condition, there is an axial offset of the exhaust pipe res within the cooling chamber wall, and the adjacent part of the The cooling chamber wall clears the control openings.

Hierzu ist es von Vorteil, daß eine Kühlkammerwand der Kühl­ kammer einlaßseitig und auslaßseitig mit einem Krümmer oder einer Abgasanlage verbunden und das Abgasrohr nur auslaßseitig oder einlaßseitig mit dem Krümmer oder der Abgasanlage verbun­ den ist. Somit ist eine axiale Ausdehnung des Abgasrohres in­ nerhalb der Kühlkammer bzw. relativ zur Kühlkammer gewährlei­ stet.For this purpose, it is advantageous that a cooling chamber wall of the cooling chamber on the inlet and outlet side with a manifold or connected to an exhaust system and the exhaust pipe only on the outlet side or connected on the inlet side to the manifold or the exhaust system that is. Thus, an axial expansion of the exhaust pipe is in guarantee within the cooling chamber or relative to the cooling chamber stet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, daß verschiedene Kühlkam­ mern einen gemeinsamen Überströmkanal, der am Ende des Wärme­ tauschers eine Rückströmöffnung bildet, aufweisen und durch diesen verbunden sind. Somit kann das zu kühlende Abgas durch die freigegebenen Kühlkammeröffnungen in die Kühlkammer ein­ treten und über die Rückströmöffnung am Ende des Wärmetau­ schers wieder in die Abgasanlage zurückströmen. According to a preferred embodiment of the invention Solution is finally provided that various cooling chambers mern a common overflow channel, which at the end of the heat exchanger forms a return flow opening, and have these are connected. The exhaust gas to be cooled can thus pass through the released cooling chamber openings into the cooling chamber occur and through the return flow opening at the end of the heat rope flow back into the exhaust system.  

Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, daß das Abgasrohr auf der Innenseite im Bereich der Steueröff­ nung eine Einströmhilfe wie ein Leitblech und im Bereich der Steueröffnung eine Ausströmhilfe aufweist. Hierdurch wird er­ reicht, daß das zu kühlende Abgas bzw. ein Teil dessen schnel­ ler und leichter in die Kühlkammer einströmt und aus dieser auch wieder in den Abgastrakt zurückströmt.Of particular importance for the present invention is that the exhaust pipe on the inside in the area of the control opening a flow aid like a baffle and in the area of the Control opening has an outflow aid. This will make him is sufficient that the exhaust gas to be cooled or part of it is quick It flows in and out of the cooling chamber more easily also flows back into the exhaust system.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und An­ ordnung ist es von besonderem Vorteil, daß die Kühlkammer ne­ ben dem Abgasrohr ein weiteres koaxial oder anliegend zum Ab­ gasrohr axial verschiebbar angeordnetes Steuerrohr aufnimmt, das die mit den Steueröffnungen des Abgasrohrs korrespondie­ renden Kühlkammeröffnungen aufnimmt. Das Steuerrohr ersetzt die anliegenden Teile der Kühlkammerwand mit dem besonderen Vorteil, daß Kühlkammereinlässe und Kühlkammerauslässe gebil­ det werden können, ohne den Überströmkanal auszubilden. Die beiden Rohre dehnen sich axial in entgegengesetzter Richtung aus und bilden so die erfindungsgemäße Verschlußeinrichtung.In connection with the training and to the invention order, it is particularly advantageous that the cooling chamber ne ben the exhaust pipe another coaxial or adjacent to the Ab accommodates head tube arranged axially displaceably, that corresponds to the control openings of the exhaust pipe cooling chamber openings. The head tube replaced the adjacent parts of the cooling chamber wall with the special Advantage that cooling chamber inlets and cooling chamber outlets gebil can be detected without forming the overflow channel. The both tubes expand axially in the opposite direction from and thus form the closure device according to the invention.

Hierzu ist es vorteilhaft, daß das Abgasrohr einlaßseitig oder auslaßseitig und das Steuerrohr entgegengesetzt auslaßseitig oder einlaßseitig mit dem Krümmer verbunden ist und die Wär­ meausdehnung beider Rohre gegensinnig ausgerichtet ist. Die entgegengesetzte Befestigung der Rohre hat den Vorteil, daß sich die Längung der Rohre aufgrund der Wärmeausdehnung er­ gänzt bzw. addiert, so daß wesentlich größere Kühlkammeröff­ nungen realisiert werden können.For this purpose, it is advantageous that the exhaust pipe or on the outlet side and the head tube opposite on the outlet side or is connected on the inlet side to the manifold and the heat expansion of both pipes is aligned in opposite directions. The opposite fastening of the pipes has the advantage that the elongation of the pipes due to thermal expansion adds or adds, so that much larger cooling chamber opening can be realized.

Außerdem ist es vorteilhaft, daß ein mit einer Venturidüse ausgestattetes und am Umfang vor und hinter der Venturidüse angeordnete Steueröffnungen aufweisendes Abgasrohr innerhalb oder koaxial zu einem Steuerrohr angeordnet ist, wobei das Steuerrohr am Umfang im Bereich der Steueröffnungen des Abgas­ rohres Kühlkammeröffnungen aufweist und beide Rohre aufgrund der Wärmeausdehnung relativ zueinander axial beweglich ange­ ordnet sind.It is also advantageous that one with a Venturi nozzle equipped and on the circumference in front of and behind the Venturi nozzle Exhaust pipe arranged within control openings or is arranged coaxially to a head tube, the  Head tube on the circumference in the area of the control openings of the exhaust gas tube has cooling chamber openings and both tubes due the thermal expansion is axially movable relative to each other are arranged.

Ferner ist es vorteilhaft, daß das Material des Abgasrohres einen vom Material der Kühlkammer oder des Steuerrohres ver­ schiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist oder die Steueröffnung durch eine Verschlußeinrichtung aus Bimetall verschlossen ist. Die Wahl der verschiedenen Werkstoffe begün­ stigt die Wärmeausdehnung bzw. den zu öffnenden Querschnitt der Kühlkamnmeröffnungen.It is also advantageous that the material of the exhaust pipe one of the material of the cooling chamber or the head tube ver has different coefficients of thermal expansion or Control opening through a bimetal locking device is closed. Start choosing the different materials increases the thermal expansion or the cross section to be opened the cooling chamber openings.

Vorteilhaft ist es auch, daß die Kühlkammerwand mit dem Steu­ errohr die an die äußeren Platzverhältnisse am Fahrzeugboden angepaßte Kühlkammer bildet und zwischen Kühlkammer und einem Katalysator eine Mischstrecke vorgesehen ist. Somit ist die Funktionsfähigkeit des Wärmetauschers innerhalb der gegebenen Platzverhältnisse in einem Motorraum bzw. auf der Unterseite eines Kfz gewährleistet.It is also advantageous that the cooling chamber wall with the tax pipe to the external space on the vehicle floor adapted cooling chamber forms and between the cooling chamber and one Catalyst a mixing section is provided. So that is Functionality of the heat exchanger within the given Space in an engine compartment or on the underside of a motor vehicle.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:Further advantages and details of the invention are in the Claims and explained in the description and in the Figures shown. It shows:

Fig. 1 eine Prinzipskizze eines Wärmetauschers mit Kühlkammer, Abgasrohr und Steuerrohr, wobei in der oberen Bildhälfte ein kalter und in der unteren Bildhälfte ein heißer Betriebszustand dargestellt ist, Fig. 1 is a schematic diagram of a heat exchanger with a cooling chamber, exhaust pipe and control pipe, in the upper half of a cold and bottom of the image in half a hot operating state is shown,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Wärmetau­ schers mit zwei Kühlkammern, wobei in der oberen Bildhälfte ein kalter und in der unteren Bildhälfte ein heißer Betriebszu­ stand dargestellt ist. Fig. 2 is a sectional view of a Wärmetau shear with two cooling chambers, a cold and in the lower half of a hot Betriebszu was shown in the upper half of the picture.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Wärmetauscher bezeichnet. Der Wärme­ tauscher 1 weist eine Kühlkammer 4 auf, die durch eine Kühl­ kammerwand 9, ein Abgasrohr 7 und ein Steuerrohr 15 gebildet wird. Das Abgasrohr 7 ist innerhalb des Steuerrohres 15 ange­ ordnet. Beide Rohre 7, 15 dehnen sich bei Erwärmung aus. Auf­ grund der einseitigen Einspannung kommt es zu einem axialen Versatz zwischen beiden.In Fig. 1, 1 denotes a heat exchanger. The heat exchanger 1 has a cooling chamber 4 , which is formed by a cooling chamber wall 9 , an exhaust pipe 7 and a control pipe 15 . The exhaust pipe 7 is arranged within the head tube 15 . Both tubes 7 , 15 expand when heated. Due to the one-sided clamping, there is an axial offset between the two.

Die Kühlkammer 4 ist gemäß Fig. 1 mit ihrer Kühlkammerwand 9 auf ihrer rechten und linken Seite an je einen schematisierten Krümmer 8 angeschlossen und weist einen rechteckförmigen Quer­ schnitt auf. Der Krümmer stellt den Teil der Abgasanlage zwi­ schen Brennraumauslaß des Motors und dem NOx-Katalysator bzw. Schalldämpfer dar.The cooling chamber 4 is connected with its cooling chamber wall 9 on its right and left side to a schematic manifold 8 according to FIG. 1 and has a rectangular cross section. The manifold represents the part of the exhaust system between the engine's combustion chamber outlet and the NO x catalytic converter or silencer.

Das Abgasrohr 7 ist koaxial zu einer Mittelachse 18 der Kühl­ kammer 4 angeordnet und gemäß Fig. 1 auf der rechten Seite, d. h. abgaseinlaßseitig bzw. motorseitig, unmittelbar mit der Kühlkammerwand 9 an den Krümmer 8 angeschlossen. Das Abgas­ rohr 7 weist im mittleren Bereich nach einem Kühlkammerein­ laß 3 eine Verjüngung 16 in der Art einer Venturidüse auf, so daß die gemäß Fig. 1 von rechts, also abgaseinlaßseitig bzw. motorseitig eintretende Abgasströmung einen Druckverlust in­ nerhalb dieses Strömungsabschnitts des Abgasrohres 7 erfährt. Vor und nach der Verjüngung 16 bzw. der Venturidüse weist das Abgasrohr 7 Steueröffnungen 6 am Umfang auf, die mit dem Steu­ errohr 15 und den darin vorgesehenen Kühlkammeröffnungen 3, 5 in Wirkverbindung stehen. Abgasrohr 7 und Steuerrohr 15 bilden relativ zueinander aufgrund der Wärmeausdehnung einen tempera­ turabhängigen, axialen Versatz, so daß die Steueröffnungen 6 und die Kühlkammeröffnungen 3 im kalten Zustand versetzt zu­ einander angeordnet sind und im heißen Zustand einen nahezu deckungsgleichen Zustand einnehmen.The exhaust pipe 7 is arranged coaxially to a central axis 18 of the cooling chamber 4 and, as shown in FIG. 1 on the right side, ie on the exhaust gas inlet side or on the engine side, directly connected to the cooling chamber wall 9 of the manifold 8 . The exhaust pipe 7 has in the central region for a Kühlkammerein passage 3 has a taper 16 in the manner of a Venturi nozzle, so that the FIG. 1 undergoes a pressure loss in nerhalb this flow section of the exhaust pipe 7 from the right, so the exhaust gas inlet side and motor side incoming exhaust gas flow , Before and after the taper 16 or the Venturi nozzle, the exhaust pipe 7 has control openings 6 on the circumference, which are operatively connected to the control pipe 15 and the cooling chamber openings 3 , 5 provided therein. Exhaust pipe 7 and control tube 15 form relative to each other due to the thermal expansion a temperature-dependent, axial offset, so that the control openings 6 and the cooling chamber openings 3 are arranged offset to each other in the cold state and assume an almost congruent state in the hot state.

Das Steuerrohr 15 ist ebenfalls koaxial zur Kühlkammermitte­ lachse 18 und zum Abgasrohr 7 angeordnet und gemäß Fig. 1 auf der linken Seite, d. h. abgasauslaßseitig bzw. katalysatorsei­ tig, unmittelbar mit der Kühlkammerwand 9 an den Krürnmer 8 an­ geschlossen. Im Bereich der Anschlußstellen 17 bzw. im Bereich der Steueröffnungen 6 des Abgasrohres 7 weist das Steuer­ rohr 15 die Kühlkammeröffnungen 3, 5 auf.The control tube 15 is also arranged coaxially to the center of the cooling chamber 18 and to the exhaust pipe 7 and according to FIG. 1 on the left side, ie on the exhaust gas outlet side or catalyst side, directly with the cooling chamber wall 9 at the elbow 8 . In the area of the connection points 17 or in the area of the control openings 6 of the exhaust pipe 7 , the control tube 15 has the cooling chamber openings 3 , 5 .

Gemäß oberer Bildhälfte in Fig. 1 sind die Steueröffnungen 6 und die Kühlkammeröffnungen 3, 5 derart angeordnet, daß im kalten Betriebszustand, d. h. bis etwa 300°C, ein axialer Versatz zwischen den Steueröffnungen 6 und den Kühlkammeröff­ nungen 3, 5 besteht und diese verschlossen sind. Der Abstand zwischen den jeweils korrespondierenden Öffnungsmitten ist demnach größer bzw. gleich groß wie die Breite der Kühlkammer­ öffnungen 3, 5.According to the upper half of Fig. 1, the control openings 6 and the cooling chamber openings 3 , 5 are arranged such that in the cold operating state, ie up to about 300 ° C, there is an axial offset between the control openings 6 and the Kühlkammeröff openings 3 , 5 and these are closed are. The distance between the corresponding opening centers is accordingly larger or the same size as the width of the cooling chamber openings 3 , 5 .

Gemäß unterer Bildhälfte in Fig. 1 sind die Steueröffnungen 6 und die Kühlkammeröffnungen 3, 5 im heißen Betriebszustand, d. h. ab etwa 400°C, aufgrund der Wärmeausdehnung des Abgas­ rohrs 7 und des Steuerrohrs 15 bzw. deren verwendeten Materia­ lien übereinander angeordnet, d. h. der Versatz zwischen den jeweiligen Öffnungsmitten ist geringer bzw. geht auf Null zu­ rück.According to the lower half of Fig. 1, the control openings 6 and the cooling chamber openings 3 , 5 in the hot operating state, ie from about 400 ° C, due to the thermal expansion of the exhaust pipe 7 and the control tube 15 or the materials used are arranged one above the other, ie the Offset between the respective opening centers is less or goes back to zero.

Das gemäß Fig. 1 von rechts einströmende Abgas wird durch die folgende, nach dem Kühlkammereinlaß 3 angeordnete Venturidü­ se 16 verzögert, d. h. es kommt in Strömungsrichtung gesehen vor der Venturidüse zu einem Druckanstieg. Dieser Druckanstieg begünstigt die Abzweigung eines Teilmassenstroms in die Kühl­ kammer 4. Das in die Kühlkammer 4 über die Steueröffnung 6 und die Kühlkammeröffnung 3 einströmende Abgas wird aufgrund des größer werdenden Strömungsquerschnitts in der Kühlkammer 4 verzögert bzw. es kommt an dieser Stelle zu einer Druckerhö­ hung. Entsprechend wird das Abgas beim Eintritt in das Abgas­ rohr 7 wieder beschleunigt, da dort die beiden Masseströme wieder zusammentreffen und der gesamte Strömungsquerschnitt kleiner wird. Es kommt zu einer Beschleunigung und somit zu einer Druckabnahme. Unterstützt durch die so erzeugte Druck­ differenz innerhalb der Kühlkammer 4 strömt das Abgas durch den geöffneten Kühlkammereinlaß 3 in die Kühlkammer 4 ein und am Ende der Kühlkammer 4 durch den Kühlkammerauslaß 5 wieder in das Abgasrohr 7 gekühlt zurück.The right exhaust gas flowing by the following, arranged after the cooling chamber inlet 3 Venturidü shown in FIG. 1 se 16 is delayed, that is, it is seen in the flow direction of the venturi nozzle to a pressure increase. This pressure increase favors the branching of a partial mass flow into the cooling chamber 4th The exhaust gas flowing into the cooling chamber 4 via the control opening 6 and the cooling chamber opening 3 is delayed due to the increasing flow cross-section in the cooling chamber 4 or there is a pressure rise at this point. Accordingly, the exhaust gas is accelerated again when entering the exhaust pipe 7 , since there the two mass flows meet again and the entire flow cross section becomes smaller. There is an acceleration and thus a decrease in pressure. Supported by the pressure difference generated in this way within the cooling chamber 4 , the exhaust gas flows through the opened cooling chamber inlet 3 into the cooling chamber 4 and at the end of the cooling chamber 4 through the cooling chamber outlet 5 cooled back into the exhaust pipe 7 .

Claims (12)

1. Wärmetauscher (1) für Abgas einer Brennkraftmaschine mit mindestens einer Verschlußeinrichtung (2), wobei der Wärmetau­ scher (1) eine mit Kühlmittel umströmte, einen Kühlkammerein­ laß (3) und einen Kühlkammerauslaß (5) aufweisende Kühlkam­ mer (4) besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasstrom über eine Verschlußeinrichtung (2) gesteu­ ert wird, die aufgrund von Wärmeausdehnung eine Relativbewe­ gung in eine Schließ- oder Durchflußstellung ausführt.1. Heat exchanger ( 1 ) for exhaust gas from an internal combustion engine with at least one closure device ( 2 ), the heat exchanger ( 1 ) having a coolant flow around it, a cooling chamber inlet ( 3 ) and a cooling chamber outlet ( 5 ) having a cooling chamber ( 4 ), characterized in that the exhaust gas flow is controlled via a closure device ( 2 ) which, due to thermal expansion, carries out a relative movement in a closed or flow position. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abgasrohr (7) mit der über Wärmeausdehnung gesteuerten Verschlußeinrichtung (2) in der Kühlmittelkammer (4) vorgese­ hen ist.2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that an exhaust pipe ( 7 ) with the closure device controlled via thermal expansion ( 2 ) in the coolant chamber ( 4 ) is hen vorgese. 3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Kühlkammer (4) ein Abgasrohr (7) mit am Um­ fang angeordneten Steueröffnungen (6) vorgesehen ist, das über Wärmeausdehnung den Kühlkammereinlaß (3) und den Kühlkam­ merauslaß (5) freigibt. 3. Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that within the cooling chamber ( 4 ) an exhaust pipe ( 7 ) is arranged with order to control openings ( 6 ) is provided, the cooling chamber inlet ( 3 ) and the cooling chamber merauslaß ( 5 ) releases. 4. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kühlkammerwand (9) koaxial zum Abgasrohr (7) angeord­ net ist und die Kühlkammerwand (9) abschnittsweise an dem Ab­ gasrohr (7) anliegt oder mit dem Abgasrohr (7) in Wirkverbin­ dung steht.4. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that a cooling chamber wall ( 9 ) coaxially to the exhaust pipe ( 7 ) is angeord net and the cooling chamber wall ( 9 ) in sections against the gas pipe ( 7 ) or with the exhaust pipe ( 7 ) in Active connection stands. 5. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueröffnung (6) derart angeordnet ist, daß bei einer Temperaturerhöhung des Abgasrohrs (7) ein axialer Versatz zwi­ schen der Steueröffnung (6) und der Kühlkammer (4) oder einer Kühlkammeröffnung (3) auftritt.5. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the control opening ( 6 ) is arranged such that when the temperature of the exhaust pipe ( 7 ) rises, an axial offset between the control opening's ( 6 ) and the cooling chamber ( 4 ) or a cooling chamber opening ( 3 ) occurs. 6. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kühlkammerwand (9) der Kühlkammer (4) einlaßseitig und auslaßseitig mit einem Krümmer (8) oder einer Abgasanlage verbunden und das Abgasrohr (7) nur auslaßseitig oder einlaß­ seitig mit dem Krümmer (8) oder der Abgasanlage verbunden ist.6. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that a cooling chamber wall ( 9 ) of the cooling chamber ( 4 ) on the inlet side and outlet side connected to a manifold ( 8 ) or an exhaust system and the exhaust pipe ( 7 ) only on the outlet side or inlet side with the manifold ( 8 ) or the exhaust system is connected. 7. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Kühlkammern (4) einen gemeinsamen Überström­ kanal (11), der am Ende des Wärmetauschers eine Rückströmöff­ nung (10) bildet, aufweisen und durch diesen verbunden sind. 7. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that different cooling chambers ( 4 ) have a common overflow channel ( 11 ) which forms a return flow opening ( 10 ) at the end of the heat exchanger, and are connected by this. 8. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr (7) auf der Innenseite im Bereich der Steu­ eröffnung (6) eine Einströmhilfe (12) wie ein Leitblech und im Bereich der Steueröffnung (6) eine Ausströmhilfe (14) wie ein Leitblech aufweist.8. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust pipe ( 7 ) on the inside in the area of the control opening ( 6 ) has an inflow aid ( 12 ) such as a guide plate and in the area of the control opening ( 6 ) an outflow aid ( 14 ) like a baffle. 9. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkammer (4) neben dem Abgasrohr (7) ein weiteres koaxial oder anliegend zum Abgasrohr (7) axial verschiebbar angeordnetes Steuerrohr (15) aufnimmt, das die mit den Steuer­ öffnungen (6) des Abgasrohrs (7) korrespondierenden Kühlkam­ meröffnungen (10) aufnimmt.9. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling chamber ( 4 ) next to the exhaust pipe ( 7 ) another coaxial or adjacent to the exhaust pipe ( 7 ) axially displaceably arranged control tube ( 15 ) which receives the openings with the control ( 6 ) of the exhaust pipe ( 7 ) corresponds to the cooling chamber openings ( 10 ). 10. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr (7) einlaßseitig oder auslaßseitig und das Steuerrohr (15) entgegengesetzt auslaßseitig oder einlaßseitig mit dem Krümmer (8) verbunden ist und die Wärmeausdehnung bei­ der Rohre (7, 15) gegensinnig ausgerichtet ist. 10. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust pipe ( 7 ) on the inlet side or outlet side and the control tube ( 15 ) opposite the outlet side or inlet side is connected to the manifold ( 8 ) and the thermal expansion in the tubes ( 7 , 15 ) is oriented in opposite directions. 11. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer Venturidüse (16) ausgestattetes und am Um­ fang vor und hinter der Venturidüse (16) angeordnete Steuer­ öffnungen (6) aufweisendes Abgasrohr (7) innerhalb oder koa­ xial zu einem Steuerrohr (15) angeordnet ist, wobei das Steu­ errohr (15) am Umfang im Bereich der Steueröffnungen (6) des Abgasrohres (7) Kühlkammeröffnungen (3, 5) aufweist und beide Rohre (7, 15) aufgrund der Wärmeausdehnung relativ zueinander axial beweglich angeordnet sind.11. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that a with a Venturi nozzle ( 16 ) and at the beginning in front of and behind the Venturi nozzle ( 16 ) arranged control openings ( 6 ) having exhaust pipe ( 7 ) inside or koa xial to one Head tube ( 15 ) is arranged, the control tube ( 15 ) on the circumference in the area of the control openings ( 6 ) of the exhaust pipe ( 7 ) has cooling chamber openings ( 3 , 5 ) and both tubes ( 7 , 15 ) are axially movable relative to each other due to the thermal expansion are arranged. 12. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Abgasrohres (7) einen vom Material der Kühlkammer (4) oder des Steuerrohres (15) verschiedenen Wär­ meausdehnungskoeffizienten aufweist oder die Steueröffnung (6) durch eine Verschlußeinrichtung aus Bimetall verschlossen ist.12. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the material of the exhaust pipe ( 7 ) from the material of the cooling chamber ( 4 ) or the control tube ( 15 ) has different thermal expansion coefficients or the control opening ( 6 ) closed by a closure device made of bimetal is.
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