前述类型的内燃机通常具有一个气缸头、一个曲轴箱上半部以及 一个曲轴箱下半部作为主要组件。在将内燃机的燃烧室向上封闭的气 缸头中有换气阀、喷油嘴以及对应的控制装置。气缸与布置在其中的 活塞以及通过连杆与活塞连接的曲轴布置在曲轴箱上半部中。连接在 曲轴箱上半部上的曲轴箱下半部包围曲轴下方的空间并且通常包括一 个用作发动机机油集流腔的油池。出于稳定性的原因，可以将曲轴箱 下半部构造成两部分的，即在曲轴箱上半部和油池之间设置一个轭板 或者轴承板。该轭板仅仅用于加强曲轴箱上半部的刚度，在也被称为 “底板(Bedplatte)”的轴承板上还成形有用于曲轴支承的轴承盖。 具有轭板的装置例如在EP 0 663 522 A1中公开了，EP 0 076 474 A1 描述了具有轴承板的装置。
前面在分类概念以及现有技术中提到的概念(曲轴箱)上半部和 (曲轴箱)下半部或者如“曲轴下方”等的提法在本文中不应该从测 量学上来理解，而是涉及活塞向上止点或者下止点的运动方向。也就 是说下指的是活塞向下止点运动的方向。因此这种区别是重要的，因 为本发明的主题可以在以任意倾角安装的内燃机上应用。
如上面已经提到，前述类型的内燃机，特别是对于柴油机，配备 有用于增压空气压缩的装置，在本文中也称为内燃机增压装置。在此 增压装置可以是单级的或者也可以是多级的，特别是二级的。例如在 DE 19961610 A1中公开了一种具有二级增压装置的内燃机。为了降低 增压空气温度，在该文本中描述的装置具有一个布置在第一压缩机级 后面的增压空气冷却器作为中间冷却器，其目的在于在低压级之后就 降低增压空气的温度水平，以便提高内燃机的效率并降低废气排放。 另一个增压空气冷却器通常布置在高压压缩机后。按DE 19961610构 造的增压空气冷却器已经公开了。
在汽车中布置的开头所述类型的内燃机对于增压空气必要的有效 冷却存在这样的问题，即在可用的安装空间中给出的位置及其微小。 另外为了使得增压空气获得最佳的流量，使增压空气在流体技术上承 受尽可能小的阻力。

因此本发明的任务在于提出一种增压空气冷却器，其用于增压空 气的有效冷却，并且占据狭小的空间，特别是在低压压缩机和高压压 缩机之间的空间，并且使增压空气承受尽可能微小的流动阻力。
该任务通过一种按权利要求1的特征所述的装置来解决，优选的 结构方案在从属权利要求中。
增压空气冷却器和/或增压空气中间冷却器按本发明在曲轴箱下 半部中的集成以有利的方式利用了在所述类型的内燃机中存在的但到 目前为止还没有充分利用的结构空间，并因此使得增压空气冷却器和/ 或增压空气中间冷却器的位置需求最小。在此使得增压空气冷却器和/ 或增压空气中间冷却器在结构上也与曲轴箱下半部统一，这优选由此 实现，将增压空气冷却器和/或增压空气中间冷却器固定在油池上或者 如果存在的话固定在轭板或者轴承板上。特别优选将增压空气冷却器 和/或增压空气中间冷却器与油池、轭板或者轴承板至少部分地构成一 体。
增压空气冷却器和/或增压空气中间冷却器优选分成一个导引冷 却液的第一腔和一个相对于第一腔封闭的导引增压空气的第二腔，其 中第一腔通过冷却液入口和冷却液出口连接到冷却液循环中，并且第 二腔通过增压空气进气管道与提供增压空气的压缩机的压力侧连接， 而通过增压空气排气管道与增压空气总管或者另一个压缩机的吸入侧 连接。将第一腔与第二腔分隔开的壁的热交换面积在此优选尽可能 大。
另外有利的是，将增压空气冷却器和/或增压空气中间冷却器构造 成管状，以便使增压空气承受的流动阻力尽可能最小。在此该装置优 选分成一个外管以及一个优选管状的衬套。外管和衬套在此或者用于 冷却剂导向或者用于增压空气导向。外管优选固定在油池、轭板或者 轴承板上，或者与这些构件构成一体。
随着增压空气冷却器集成在曲轴箱下半部中，对于具有废气再循 环系统(AGR)和循环废气冷却系统的内燃机，在曲轴箱下半部中也以 有利的方式集成了废气再循环冷却器。
为了将增压空气从内燃机的第一侧面导引到另一个第二侧面，另 外可以在曲轴箱下半部中集成一个或者多个没有冷却功能的增压空气 导管，以避免增压空气导管绕着发动机缸体导引。因此这是特别有利 的，因为曲轴箱下半部功能件较少，功能件会妨碍增压空气管的实施。
附图说明
下面借助于附图来详细说明按本发明的装置的实施例。
附图示出：
图1示出了具有二级增压装置的内燃机的原理图；
图2示出了具有集成的增压空气中间冷却器和增压空气冷却器的 油池的透视图；
图3示出了图2的油池的俯视图；
图4示出了沿图3中的线A-A′的剖面图；
图5示出了沿图3中的线B-B′的剖面图；
图6示出了沿图5中的线C-C′的剖面图；
图7示出了具有集成的增压空气中间冷却器的轭板的透视图；
图8示出了具有集成的增压空气中间冷却器的轴承板的俯视图；
图9示出了图8的轴承板的侧视图；
图10示出了沿图8中的线E-E′的剖面图；
图11示出了具有集成的增压空气冷却器、增压空气中间冷却器和 废气再循环冷却器的轭板的透视图。

图1中的原理图示出的内燃机1具有一个通过排气歧管2连接在 发动机缸体4的燃烧室3上的排气总管5，该排气总管将燃烧气体通过 高压压缩机级6的涡轮6′和低压压缩机级7的涡轮7′导引，并通过其 驱动高压压缩机级6的压缩机6″和低压压缩机级7的压缩机7″。增 压空气从低压压缩机级7的压缩机7″抽吸通过空气滤清器(未示 出)、被压缩并通过中间冷却器8到达高压压缩机级6的压缩机6″ 中。在那里增压空气进行二次压缩，然后通过另一个增压空气冷却器9 到达内燃机1的进气管10或者通过进气歧管11到达发动机缸体4的 燃烧室3。中间冷却器8和增压空气冷却器9的目的在于，通过尽可能 有效地冷却由于压缩过程变热的增压空气来优化效率，而不会对空气 流量有负面影响。
另外设置一个废气再循环管道13，其将废气总管5通过一个用于 冷却循环废气的废气再循环冷却器12以及一个用于调节循环废气量的 调节阀14与进气管10连接。废气再循环冷却器12在此应当防止增压 空气被循环废气加热。
下面根据一些实施例来说明增压空气中间冷却器和/或增压空气 冷却器和/或废气再循环冷却器如何可以集成在曲轴箱下半部中。这里 只涉及原理性视图，用于解释本发明的重要方面。
首先在图2和3中示出了一种装置，其中在一个构成了曲轴箱下 半部的油池中集成了一个增压空气中间冷却器和一个增压空气冷却 器。在两幅附图中相同的构件用相同的附图标记表示。
图2示出了构成曲轴箱下半部的油池20的透视图，而图3则示出 了其俯视图，在油池中集成了一个增压空气中间冷却器21和一个增压 空气冷却器22。增压空气中间冷却器21主要包括一个布置在油池20 的第一纵侧面上的增压空气进气支管23，从该增压空气进气支管两个 导引增压空气的增压空气管24′横向穿过油池到达其第二纵侧面。在第 二纵侧面上布置了一个增压空气集流腔25，其将增压空气管24′汇集 到一个通道中并与增压空气管24连接，该增压空气管24从油池20的 第二纵侧面出发横向穿过油池向着其第一纵侧面的方向延伸，其中该 增压空气管通入增压空气排气支管26中。
在增压空气管24的内部有第一冷却衬套-其在图2中不能看到- 该冷却衬套将一个在油池20的第一侧面上布置在增压空气排气支管 26上的冷却剂流入腔27与油池的对置的第二侧面上的冷却剂集流腔 28连接。从该冷却剂集流腔28出发在增压空气管24′的内部第二冷却 衬套-在图2中同样不能看到-引回到在油池20的第一侧面上布置在 增压空气进气支管23上的冷却剂流出腔29。
通过前述装置，由低压压缩机(图1中的7″)压缩的增压空气通 过增压空气进气管道30流入增压空气进气支管23并通过该增压空气 进气支管和增压空气管24′流入增压空气集流腔25。从那里增压空气 通过增压空气管24、增压空气排气支管26和增压空气排气管道31到 达高压压缩机(图1中的6″)。增压空气的冷却根据对流原理由此实 现，来自冷却系统(未示出)的冷却剂通过冷却剂流入腔27、第一冷 却衬套、冷却剂集流腔28和第二冷却剂衬套流向冷却剂流出腔29，并 从那里回到冷却系统中。
上述增压空气管24、24′和增压空气进气支管23、增压空气集流 腔25以及增压空气排气支管26可以与油池以浇铸技术制成一体，但 该装置也可以整个或者部分地由单个零件构成。
如同对图1所描述的那样，在图2和3中所示的增压空气冷却器 22用于冷却由高压压缩机(图1中的6″)再次压缩并同时变热的增 压空气。增压空气冷却器22在油池20的下方在其扁平的部分中固定 在油池上，使得其从油池20的第一纵侧面上在油池下方穿过油池引向 油池20的第二纵侧面。由高压压缩机(图1中的6″)提供的增压空 气在油池20的第一纵侧面通过一个增压空气接口32供给增压空气冷 却器22，并且通过该增压空气接口到达油池20的第二纵侧面，在那里 在增压空气冷却器22上布置了一个增压空气排气口33，增压空气通过 连接管从增压空气排气口到达进气管(图1中的10)。在增压空气冷 却器22中布置了一个有冷却剂流过的热交换器(不能看到)，其通过 冷却剂进口34以及冷却剂出口35与冷却系统(未示出)连接。
上面根据图2和3描述的装置当然也可以进行改型，使中间冷却 器21特别是在单级增压的情况下也可以承担增压空气冷却器的功能， 另一方面增压空气冷却器22也可以承担增压空气中间冷却器的功能。
为了使根据图2和3描述的增压空气中间冷却器21的内部结构表 示清楚，在图3的视图中布置了沿线A-A′和线B-B′的剖面。图4示出 了增压空气管24沿线A-A′的剖面图。增压空气管的壁36包围一个由 四个管37构成的冷却衬套，管中有冷却剂流过。管37和壁36之间的 空间中有增压空气流过，这样一方面在由冷却剂流过的区域和由增压 空气流过的区域之间获得尽可能大的表面积，另一方面使增压空气不 承受不必要的流动阻力。在此，增压空气管24在区域38中的轮廓是 这样的，使得曲轴(未示出)在其回转时能够进入该区域38，由此使 得该装置的结构高度最小。
图5以沿线B-B′的纵剖图示出了增压空气管24，其与油池20、 增压空气排气支管26和增压空气集流腔25构成一体。在增压空气排 气支管26上布置了冷却剂流入腔27，而在空气集流腔25上布置了冷 却剂集流腔28。增压空气管24、增压空气排气支管26以及增压空气 集流腔25被管37沿纵向穿过，其中管37通过支承板39、39′夹持。 支承板39、39′在此同时构成了增压空气排气支管26向冷却剂流入腔 27的封闭盖以及增压空气集流腔25向冷却剂集流腔28的封闭盖。通 过上述的结构得到两个相互隔开的区域，一个是由增压空气流过的由 增压空气集流腔25、增压空气管24和增压空气排气支管26构成的区 域，并且另一个是由冷却剂流过的包括冷却剂流入腔27、管37以及冷 却剂集流腔28的区域。
为了改善由冷却剂流过的管37的热吸收，如图6沿线C-C′的剖面 图所示，可以使管构成型材，使得管37的壁的与增压空气接触的表面 积尽可能大，并由此有利于热传递。
在图2中描述的增压空气中间冷却器也可以如上所述集成在一个 所谓的轭板中。图7示出了这种装置的透视图。增压空气中间冷却器 的结构与根据图2描述的增压空气中间冷却器的结构一致，因此采用 图2中相应的附图标记，并且对于结构和工作原理可以参考对图2的 描述，下面只对与图2的实施例不同的地方进行详细描述。图7中所 示的装置示出了一个轭板40，其构造成导线框架，与轭板40设计成一 体的增压空气管24、24′承担加强导线框架的横梁的功能，增压空气管 使得轭板40第一纵侧面与其第二纵侧面连接。在轭板40的第一纵侧 面类似于图2中的视图有增压空气进气支管23连同布置在其上的增压 空气进气管道30和冷却剂流出腔29以及增压空气排气支管26连同布 置在其上的增压空气排气管道31和冷却剂流入腔27。为了建立增压空 气管24、24′之间的连接，同样类似于图2的实施例在轭板40的第二 纵侧面上布置增压空气集流腔25和连接在其上的冷却剂集流腔28。冷 却衬套位于增压空气管24、24′中，如根据图2至5描述的那样。增压 空气导向以及冷却剂导向相应于对按图2的实施例所作的描述，对此 参考说明书相应的部分。
为了容纳对于发动机润滑所必须的润滑剂，在轭板40上向下连接 一个油池41(虚线示出)，其与轭板40一起构成了曲轴箱下半部。
另外在按图7的实施例中在轭板40的第二纵侧面上设置了一个从 侧面布置在油池41上的增压空气冷却器80。为了将增压空气冷却器 80连接到位于轭板40的第一侧面上的高压压缩机(图1中6″)上， 在轭板40中集成了另一个从轭板第一纵侧面引到轭板第二纵侧面的增 压空气管81。增压空气从高压压缩机通过连接管道82、另一个增压空 气管81和连接管83流向增压空气冷却器80并从这里通过管道84流 向进气管(图1中的10)。增压空气冷却器通过冷却剂接口85、85′ 接入冷却剂循环(未示出)中。
在图8和9中示出了按本发明的装置的另一种变型方案。这里示 出的导线框架形式的板设计成轴承板。这种轴承板或者底板如开头所 述那样构成了一个结构单元，其将曲轴轴承的轴承盖组合在一个构件 中，使得其可以在一道工序中进行安装。在此图8示出了该装置的俯 视图，在图9中以与用“D”所表示的箭头(图8)相应的观察方向示 出了侧视图。
轴承板42包括一个环形的框架43，其具有横向支承架，该横向支 承架，一方面通过增压空气管44、44′、另一方面通过轴承盖支架45 构成。在环形的框架43、轴承盖支架45和增压空气管44上，布置优 选与其构成一体的轴承盖46，其从由环形的框架43构成的平面出发沿 曲轴47(在图9中用虚线示出)的方向延伸。轴承盖46分别构成了曲 轴轴承的一半，对应的另一半布置在曲轴上半部(未示出)上。
在该实施例中也使用了一个增压空气中间冷却器21，其在其主要 结构特征方面相应于按图2描述的增压空气中间冷却器的实施例，因 此在图8和9所示的实施例中就增压空气中间冷却器而言以及出于结 构一致性，采用了图2中的附图标记，并且对于其结构和功能参考对 该实施例的相应的说明部分。增压空气管44、44′与按图2或者图4 和5的实施例的不同之处在于，在增压空气管44、44′上布置了轴承盖 46，并且在其中设置了用于将轴承盖46固定在轴承座(未示出)上的 螺纹孔48。
图10示出了增压空气管44、44′的结构的实施例。在沿线E-E′ (图8)的剖面图中，增压空气管44′横向于其纵向延长部分剖切示出。 轴承盖46与增压空气管44′构成一体，并且将增压空气管44′分成两 个通道49、49′，其分别被一个冷却剂管50、50′穿过。通道49、49′ 由增压空气流过，而冷却剂管50、50′由冷却剂优选以与增压空气相反 的流动方向流过。
为了容纳发动机润滑所必要的润滑剂，在轴承板42上向下连接一 个油池51，其与轴承板42一起构成了曲轴箱下半部。如在图8和9 中用虚线所示，可以在油池51上布置一个增压空气冷却器52。
在图11中以透视图示出了将增压空气中间冷却器、增压空气冷却 器和废气再循环冷却器集成在曲轴箱下半部中的一种方案。在轭板53 上布置了一个增压空气冷却器66、一个增压空气中间冷却器55以及一 个废气再循环冷却器56，其中该轭板同时构成了机油集流腔54。增压 空气中间冷却器55主要包括一个布置在轭板53的第一纵侧面的增压 空气进气支管57，一个导引增压空气的增压空气管58从该增压空气进 气支管引向轭板53的第二纵侧面。在第二纵侧面上布置了一个增压空 气溢流腔59，其将增压空气管58与增压空气管58′连接起来，其从轭 板53的第二纵侧面开始引回到其第一纵侧面，在那里其通入一个增压 空气排气支管60。
在增压空气管58′的内部有一个第一冷却衬套-在图11中不能看 到-其将一个在轭板的第一侧面布置在增压空气排气支管60上的冷却 剂流入腔61与一个在轭板53对置的第二纵侧面上的冷却剂溢流腔62 连接起来。从该冷却剂溢流腔62开始有一个第二冷却衬套-在图2中 同样不能看到-在增压空气管58内部导引并引回到在轭板的第一侧面 布置在增压空气进气支管57上的冷却剂流出腔63。
通过前面所述的装置，由低压压缩机(图1中的7″)压缩的增压 空气通过增压空气进气管道64流入增压空气进气支管57并且通过该 增压空气进气支管和增压空气管58流入增压空气溢流腔59。从那里增 压空气通过增压空气管58′、增压空气排气支管60和增压空气排气管 道65到达高压压缩机(图1中6″)。增压空气的冷却以对流原理如 此进行，使来自冷却系统(未示出)的冷却剂通过冷却剂流入腔61、 第一冷却衬套、冷却剂溢流腔62和第二冷却剂衬套流向冷却剂流出腔 63，并从那里回到冷却系统。
在图11中所示的增压空气冷却器66如已经根据图1所描述的那 样用于冷却由高压压缩机(图1中的6″)再次压缩并因此变热的增压 空气。增压空气冷却器66在机油集流腔54下面布置在轭板53上，使 其从轭板53的第一纵侧面穿过该轭板引向轭板53的第二纵侧面。由 高压压缩机(图1中的6″)提供的增压空气在轭板的第一纵侧面上通 过增压空气接口(不可见)供给增压空气冷却器66，并通过其到达油 池的第二纵侧面，其中在增压空气冷却器66上布置了一个增压空气排 气口68，增压空气通过连接管(未示出)从该增压空气排气口到达进 气管(图1中的10)。在增压空气冷却器66中布置了一个有冷却剂流 过的热交换器，其通过冷却剂进口(未示出)和冷却剂出口70与冷却 系统(未示出)连接在一起。
除了增压空气中间冷却器55和增压空气冷却器66，在轭板53上 还布置了一个废气再循环冷却器56，其任务在于将从排气总管(图1 中的5)回到进气管(图1中的10)的废气进行足够的冷却，使得废 气不显著影响进气管(图1中的10)中的增压空气温度。废气再循环 冷却器56包括一个布置在轭板53的第一纵侧面上的废气再循环进气 支管71，两个导引回流的废气的排气管72从该废气再循环进气支管向 着轭板53的第二纵侧面导引，其中排气管通入废气再循环排气支管73 中。
在排气管72内部有一个类似于在图4和5中的视图构造的冷却衬 套-在图11中不能看到-其将一个在轭板53的第一侧面布置在废气 再循环进气支管71上的流出腔74与一个在轭板53的对置的第二纵侧 面上布置在废气再循环排气支管73上的流入腔75相连接。
通过所述的装置，由排气总管(图1中的5)送回的废气通过废气 再循环进气管道76流入废气再循环进气支管71并且通过该废气再循 环进气支管和排气管72在废气再循环排气支管73和废气再循环回流 管道77中流向进气管(图1中的10)。返回的废气的冷却通过对流原 理如此实现，使来自冷却系统(未示出)的冷却剂通过流入腔75和冷 却衬套(不可见)流向流出腔74并从流出腔返回到冷却系统中。
前述装置向下被机油集流槽78封闭，并与集流槽共同构成了曲轴 箱下半部。
从所述的实施例出发，还可以考虑许多变型方案，其可以从前述 说明以及本领域的普通技术人员可以获得的专业知识很容易推得，而 不需要进行创造性的构思，因此这些实施例只有示例性的特征。特别 对于冷却原理提供了多种变型方案。例如特别是可以将在外管中导引 的增压空气或者返回的废气的冷却原理通过布置在外管中的冷却衬套 倒过来，即增压空气或者返回的废气在内管中导引，并通过外管和内 管之间的水套冷却进行冷却。另外前述实施例所选择的对流原理只是 众多方案中的一种，当然也可以使用顺流、横流、回流或者混和方案。 如在实践中设计的装置，可以考虑所传递的热量以及该装置的设计方 案。这种设计方案对于本领域的普通技术人员也是熟悉的。
为了进一步改善所述装置的冷却作用，可以为冷却介质和增压空 气或者返回的废气之间的隔板设置宏观结构，以增大可以用于冷却的 面积。对于宏观结构这里应该理解为大量凸起或者凹进，其可以是均 匀地或者是随机地分布在隔板上。
同样也可以改进该装置，将由增压空气流过的管分成多个平行的 腔。对于由冷却介质流过的区域同样也可以设置大量通道。
特别有利的是按照本发明的装置可以以铸造技术由铝或者铸铁制 造。
这样的情况，即在实施例中只举了直列式发动机来对本发明进行 说明，这当然不表示对本发明的限制，按本发明的装置当然也可以用 于具有V型布置的气缸底座的内燃机。