DE102017115919B4 - Exhaust gas heat exchanger with two different work areas - Google Patents
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Abstract
Abgaswärmetauscher (1), aufweisend eine äußere Hülle (2), wobei in der äußeren Hülle (2) parallel nebeneinander mindestens zwei verschiedene Arbeitsbereiche (6, 7) in einem Lamellenkühler, in Plattenbauweise zur Ausbildung eines Abgasströmungskanals angeordnet sind, wobei jeweils an einem Ende der Hülle ein Anschluss für das Abgas (A) angeordnet ist und ein Eingang (8) und ein Ausgang (16) für ein Kühlmedium (K) in der Hülle (2) vorgesehen ist, dergestalt, dass das Kühlmedium (K) zwischen den Platten des Lamellenkühlers und der Hülle (2) strömt, wobei die zwei Arbeitsbereiche (6, 7) in einer Kassette (3) ausgebildet sind, durch zwei in der Kassette (3) nebeneinander angeordnete und voneinander verschiedene Lamellenbleche (4, 5), dadurch g e k e n n z e ich n e t, dass bei einem U-förmig durchströmten Abgaswärmetauscher (1) an einem Ende ein gemeinsamer Eintritts- und Austrittsdiffusor (11) angeordnet ist und an dem anderen Ende der Hülle (2) eine Endkappe (9) angeordnet ist, die einen durch den Lamellenkühler strömenden Abgasstrom umlenkt und dass ein parallel zu dem Lammellenkühler angeordneter Rückführkanal (10) ausgebildet ist, wobei die Endkappe (9) beide Arbeitsbereiche (6, 7) strömungstechnisch vereinigt und den Abgasstrom in den Rückführkanal (10) und durch diesen zurück in den Eintritts- und Austrittsdiffusor (11) führt.Exhaust gas heat exchanger (1), having an outer shell (2), with at least two different working areas (6, 7) being arranged parallel next to one another in a lamellar cooler, in plate construction to form an exhaust gas flow channel, in each case at one end a connection for the exhaust gas (A) is arranged on the casing and an inlet (8) and an outlet (16) for a cooling medium (K) are provided in the casing (2), such that the cooling medium (K) is between the plates of the lamellar cooler and the casing (2) flows, the two working areas (6, 7) being formed in a cassette (3), characterized by two lamellar plates (4, 5) arranged next to one another in the cassette (3) and different from one another I net that in a U-shaped flow through exhaust gas heat exchanger (1) at one end a common inlet and outlet diffuser (11) is arranged and at the other end of the shell (2) an end cap (9) is arranged, the one through the lamellar cooler diverts the exhaust gas flow flowing through the lamellar cooler and that a return duct (10) arranged parallel to the lamellar cooler is formed, the end cap (9) fluidically combining the two working areas (6, 7) and the exhaust gas flow into the return duct (10) and back through it the inlet and outlet diffuser (11) leads.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abgaswärmetauscher gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.The present invention relates to an exhaust gas heat exchanger according to the features in the preamble of
In der Kraftfahrzeugindustrie werden Abgaswärmetauscher eingesetzt, um das bei der Verbrennung einer Verbrennungskraftmaschine entstehende Abgas zu kühlen, und dieses Abgas als Abgasrückführsystem erneut der Verbrennung zuzuführen, um dadurch den Schadstoffausstoß zu reduzieren.In the motor vehicle industry, exhaust gas heat exchangers are used to cool the exhaust gas resulting from the combustion of an internal combustion engine and to feed this exhaust gas back into the combustion as an exhaust gas recirculation system in order to thereby reduce pollutant emissions.
Solche Abgasrückführsysteme werden auch AGR-System oder AGR-Kühler genannt.Such exhaust gas recirculation systems are also called EGR systems or EGR coolers.
Im Stand der Technik hat sich hierzu insbesondere ein AGR-Kühler bzw. Wärmetauscher etabliert, der in Plattenbauweise ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass nicht Rohre eingesetzt werden, durch die ein Medium strömt und die außen von einem zweiten Medium umströmt werden, sondern plattenförmige Wärmetauscherkanäle ausgebildet sind. Zumeist werden hierzu Kassetten ausgebildet. Die Kassetten werden aus zwei Halbschalen hergestellt. Zur Vergrößerung der Wärmetauschfläche ist innerhalb der Kassette meist ein Lamellenblech eingesetzt. Es werden dann mehrere solcher Kassetten übereinander gestapelt, wobei ein Medium durch die Kassetten strömt und ein zweites Medium die Kassetten von außen umströmt. Mehrere Kassetten werden in einer Hülle übereinander angeordnet.In the prior art, an EGR cooler or heat exchanger in particular has been established for this purpose, which is designed in a plate construction. This means that tubes through which a medium flows and around which a second medium flows on the outside are not used, but plate-shaped heat exchanger channels are formed. Cassettes are mostly designed for this purpose. The cassettes are made from two half-shells. A lamellar plate is usually used inside the cassette to enlarge the heat exchange surface. Several such cassettes are then stacked one on top of the other, with one medium flowing through the cassettes and a second medium flowing around the cassettes from the outside. Several cassettes are placed one above the other in a case.
Aus der
Aus der
Aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Abgaswärmetauscher in Plattenbauweise bereitzustellen, der gegenüber bekannten Abgaswärmetauschern kompakter ausgebildet ist und gleichzeitig die Möglichkeit bietet, unterschiedliche Kühlleistungen bereitzustellen.The object of the present invention is to provide an exhaust gas heat exchanger in plate construction, which is more compact than known exhaust gas heat exchangers and at the same time offers the possibility of providing different cooling capacities.
Die zuvor genannte Aufgabe wird mit einem Abgaswärmetauscher gemäß den Merkmalen im Patentanspruch 1 gelöst.The aforementioned object is achieved with an exhaust gas heat exchanger according to the features in
Vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Advantageous configuration variants are the subject of the dependent claims.
Der erfindungsgemäße Abgaswärmetauscher weist eine äußere Hülle auf. In der äußeren Hülle sind parallel nebeneinander mindestens zwei verschiedene Arbeitsbereiche in einem Lamellenkühler in Plattenbauweise angeordnet. Der Lamellenkühler bzw. die Arbeitsbereiche bilden den Abgasströmungskanal. Insbesondere ist der Lamellenkühler in Plattenbauweise durch übereinander gestapelte Kassetten angeordnet. In den Kassetten selbst sind dann Lamellenbleche eingesetzt.The exhaust gas heat exchanger according to the invention has an outer shell. In the outer shell, at least two different work areas are arranged parallel to one another in a plate-type lamellar cooler. The finned cooler or the working areas form the exhaust gas flow channel. In particular, the lamellar cooler is arranged in plate construction by means of cassettes stacked on top of one another. Lamella plates are then used in the cassettes themselves.
Der Abgaswärmetauscher ist erfindungsgemäß U-förmig durchströmt, was in nachfolgender Beschreibung näher erläutert wird.According to the invention, the exhaust gas heat exchanger is flowed through in a U-shape, which is explained in more detail in the following description.
An einem Ende der Hülle ist ein gemeinsamer bzw. kombinierter Eintritts- und Austrittsdiffusor für das Abgas angeordnet. Dies bedeutet, dass hier das Abgas von der Verbrennungskraftmaschine kommend einströmt und entweder direkt oder nach Durchströmung des Abgasströmungskanals wieder aus dem Abgaswärmetauscher ausströmt. Ferner sind in der Hülle ein Eingang und ein Ausgang für ein Kühlmedium vorgesehen, wobei das Kühlmedium zwischen den Platten des Lamellenkühlers und der Hülle strömt. Bei dem Kühlmedium handelt es sich insbesondere um ein Kühlfluid.A common or combined inlet and outlet diffuser for the exhaust gas is arranged at one end of the shell. This means that here the exhaust gas flows in from the internal combustion engine and flows out of the exhaust gas heat exchanger either directly or after flowing through the exhaust gas flow channel. Furthermore, an inlet and an outlet for a cooling medium are provided in the casing, the cooling medium flowing between the plates of the lamellar cooler and the casing. The cooling medium is in particular a cooling fluid.
An dem dem Eintritts- und Austrittsdiffusor gegenüberliegenden Ende der Hülle ist ferner eine Endkappe angeordnet. Die Endkappe lenkt einen durch den Abgasströmungskanal, mithin durch den Lamellenkühler strömenden Abgasstrom um. Insbesondere erfolgt diese Umlenkung um 180°. Der Abgaswärmetauscher wird somit von dem Abgas U-förmig durchströmt.An end cap is also arranged at the end of the shell opposite the inlet and outlet diffuser. The end cap deflects an exhaust gas flow flowing through the exhaust gas flow channel, thus through the lamellar cooler. In particular, this deflection takes place by 180 °. The exhaust gas thus flows through the exhaust gas heat exchanger in a U-shape.
Erfindungsgemäß zeichnet sich der Abgaswärmetauscher dadurch aus, dass parallel zu dem Lamellenkühler ein Rückführkanal angeordnet ist. Das strömende Abgas wird durch die Endkappe nach dem Lamellenkühler umgelenkt und in den Rückführkanal gelenkt. Dabei wird das strömende Abgas aus beiden Arbeitsbereichen strömungstechnisch vereinigt bzw. vereint und in den Rückführkanal überführt. Der Rückführkanal leitet dann das Abgas wiederum in den Eintritts- und Austrittsdiffusor, wobei das Abgas dann durch einen Austrittskanal weiter strömt.According to the invention, the exhaust gas heat exchanger is characterized in that a return duct is arranged parallel to the lamellar cooler. The flowing exhaust gas is deflected by the end cap after the lamellar cooler and directed into the return duct. The flowing exhaust gas from both work areas is fluidically combined or combined and transferred into the return duct. The return duct then directs the exhaust gas in turn into the inlet and outlet diffuser, the exhaust gas then flowing through an outlet channel.
Der Abgaswärmetauscher zeichnet sich erfindungsgemäß weiterhin dadurch aus, dass die zwei Arbeitsbereiche in einer Kassette parallel nebeneinander ausgebildet sind, durch zwei in der gleichen Kassette nebeneinander angeordnete voneinander verschiedene Lamellenbleche.According to the invention, the exhaust gas heat exchanger is further characterized in that the two working areas are formed parallel to one another in a cassette, by means of two mutually different lamella plates arranged next to one another in the same cassette.
Durch die zwei parallel nebeneinander liegenden Arbeitsbereiche müssen nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, verschiedene Arbeitsbereiche seriell hintereinander durchströmt werden, sondern können von jeweils einem Teilstrom gleichzeitig parallel nebeneinander durchströmt werden. Entsprechend alternativ ist es möglich, einen Teilstrom des Abgases gezielt nur durch einen Arbeitsbereich zu führen, was bei seriell hintereinander geschalteten Arbeitsbereichen nicht möglich ist, da jeweils der gesamte Arbeitsbereich durchströmt werden muss.As is known from the prior art, the two working areas lying next to one another do not have to flow through different working areas in series one after the other, but can instead be flowed through by a partial flow at the same time in parallel next to one another. Accordingly, alternatively, it is possible to purposefully guide a partial flow of the exhaust gas only through one work area, which is not possible with work areas connected in series, since the entire work area must be flowed through.
Im Sinne der Erfindung ist es jedoch auch möglich, dass der Abgaswärmetauscher mit nur einem der zuvor beschriebenen Merkmale ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass entweder nur ein Rückführkanal ausgebildet ist oder, dass die zwei nebeneinander angeordneten Arbeitsbereiche in einer Kassette ausgebildet sind.In the context of the invention, however, it is also possible for the exhaust gas heat exchanger to be designed with only one of the features described above. This means that either only one return channel is formed or that the two working areas arranged next to one another are formed in a cassette.
Die voneinander verschiedenen Lamellenbleche können beispielsweise dadurch ausgebildet sein, dass sie voneinander verschiedene Werkstoffe aufweisen und/oder eine voneinander verschiedene Form besitzen. Alternativ oder ergänzend können die zwei Lamellenbleche eine voneinander verschieden große Oberfläche aufweisen.The mutually different lamellar plates can be designed, for example, in that they have different materials and / or have a different shape. Alternatively or in addition, the two lamellar plates can have a surface area that is different from one another.
Die Arbeitsbereiche können erfindungsgemäß insbesondere bereichsweise zugeschaltet werden, so dass eine bedarfsgerechte Wärmeübertragung des durch den Abgasströmungskanal strömenden Abgases stattfindet. Insbesondere bei der Herstellung bietet dies Vorteile, da zur Ausbildung einer Kassette aus zwei Halbschalen, in die Halbschalen zwei voneinander verschiedene Lamellenbleche gleichzeitig nebeneinander eingelegt werden. Hierzu können insbesondere die Lamellenbleche jeweils stirnseitig an den angrenzenden Bereichen miteinander verklammert sein. Weiterhin bevorzugt sind die Lamellenbleche mit der Kassette insbesondere einer Innenmantelfläche der Kassette stoffschlüssig gekoppelt, insbesondere verlötet.According to the invention, the working areas can be switched on in particular in certain areas, so that the exhaust gas flowing through the exhaust gas flow channel can transfer heat as required. This offers advantages in particular during production, since to form a cassette from two half-shells, two mutually different lamellar plates are simultaneously inserted next to one another in the half-shells. For this purpose, the lamellar plates in particular can be clamped to one another at the end face in the adjoining areas. Furthermore, the lamellar plates are preferably cohesively coupled to the cassette, in particular an inner circumferential surface of the cassette, in particular soldered.
Damit bereichsweise in den Abgasströmungskanal das strömende Abgas eingeleitet werden kann oder alternativ auch der Abgaswärmetauscher im Bypass umströmt werden kann, sind in dem Eintritts- und Austrittsdiffusor nebeneinander zwei Stellklappen schwenkbar auf einer Achse angeordnet, wobei die Stellklappen separat voneinander verstellbar sind. Somit ist es möglich, dass eine erste Stellklappe einem ersten Arbeitsbereich zugeordnet ist und die zweite Stellklappe dem zweiten Arbeitsbereich zugeordnet ist. Somit kann bei geschlossenen Stellklappen der Abgaswärmetauscher vollständig umströmt werden. Dies bedeutet, dass kein Abgas durch den Abgasströmungskanal des Abgaswärmetauschers geleitet wird. Alternativ können die einzelnen Arbeitsbereiche unabhängig voneinander oder auch zusammen angeströmt werden, je nach der Betriebssituation erforderlichen Wärmetauscherleistung.So that the flowing exhaust gas can be introduced into the exhaust gas flow channel in some areas or, alternatively, the exhaust gas heat exchanger can also flow around in the bypass, two adjustable flaps are arranged next to one another on an axis in the inlet and outlet diffuser, with the adjustable flaps being adjustable separately from one another. It is thus possible for a first adjustable flap to be assigned to a first working area and the second adjustable flap to be assigned to the second working area. This means that the exhaust gas heat exchanger can be completely flowed around when the regulating flaps are closed. This means that no exhaust gas is passed through the exhaust gas flow channel of the exhaust gas heat exchanger. Alternatively, the individual work areas can be flown through independently of one another or together, depending on the heat exchanger capacity required for the operating situation.
Ein konstruktiv besonderer Vorteil der Erfindung ergibt sich dadurch, dass die beiden Stellklappen jeweils über eine separate Achswelle schwenkbar gelagert sind, wobei jedoch beide Achswellen auf einer Achse liegen. Somit ist es insbesondere möglich, die Stellklappen zum einen separat anzusteuern. Zum anderen kann eine innenliegende gemeinsame Lagerstelle ausgebildet sein. Hier muss somit nicht jede Achswelle an mindestens zwei Stellen separat gegenüber der Umgebung abgedichtet werden. Jede Achswelle muss nur an einer Seite gegenüber der Umgebung abgedichtet werden. Insbesondere können somit Stellaktoren der Achswellen außerhalb des Abgaswärmetauschers angeordnet werden und sind somit nicht dem Abgasstrom und der thermischen Belastung ausgesetzt. Insbesondere bei der innen liegenden Lagerstelle muss keine zusätzliche Dichtfunktion ausgebildet sein, da diese innerhalb des Abgasströmungskanals angeordnet ist.A particular structural advantage of the invention results from the fact that the two adjusting flaps are each pivotably mounted via a separate axle shaft, but both axle shafts are on one axle. It is therefore possible, in particular, to control the adjustable flaps separately on the one hand. On the other hand, an internal common bearing point can be formed. This means that each axle shaft does not have to be sealed separately from the environment in at least two places. Each axle shaft only needs to be sealed off from the environment on one side. In particular, adjusting actuators of the axle shafts can thus be arranged outside the exhaust gas heat exchanger and are therefore not exposed to the exhaust gas flow and the thermal load. In particular, in the case of the inner bearing point, no additional sealing function has to be implemented, since it is arranged within the exhaust gas flow channel.
Der Abgaswärmetauscher, insbesondere der darin befindliche Lamellenkühler ist aus mehreren übereinander angeordneten Kassetten mit jeweils darin angeordneten Lamellenblechen ausgebildet. Die Kassetten selbst werden insbesondere durch Halbschalen hergestellt, die miteinander verlötet werden, wobei in die Halbschalen dann entsprechend ein Lamellenblech eingesetzt ist.The exhaust gas heat exchanger, in particular the lamellar cooler located therein, is formed from several cassettes arranged one above the other, each with lamellar plates arranged therein. The cassettes themselves are produced in particular by half-shells which are soldered to one another, with a lamellar plate being inserted into the half-shells accordingly.
Durch die voneinander verschiedenen Arbeitsbereiche ist die Wärmetauscherleistung gezielt regelbar und auch gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Wärmetauschern gesteigert. Gleichsam bietet dies auch die Möglichkeit eines kompakten Baumaßes. Gleichzeitig kann das Baumaß weiter reduziert werden durch den Rückführkanal. Insbesondere ist in dem Rückführkanal keinerlei Innenkomponente angeordnet, mithin sind hier keine Lamellenbleche oder Sonstiges angeordnet. Der Rückführkanal kann somit im Querschnitt kleiner als der Querschnitt des Lamellenkühlers mit beiden Arbeitsbereichen ausgebildet werden. Besonders bevorzugt ist der Querschnitt des Rückführkanals kleiner als die Hälfte, mithin 50% kleiner als der Querschnitt des Lamellenkühlers. Weiterhin besonders bevorzugt ist die Querschnittsfläche des Rückführkanals kleiner als 40%, insbesondere kleiner als 30%, besonders bevorzugt kleiner als 20% der Querschnittsfläche des Lamellenkühlers. Die Querschnittsfläche des Rückführkanals beträgt jedoch bevorzugt mindestens 5% der Querschnittsfläche des Lamellenkühlers.Due to the different working areas, the heat exchanger output can be controlled in a targeted manner and is also increased compared to heat exchangers known from the prior art. At the same time, this also offers the possibility of a compact construction. At the same time, the overall dimensions can be further reduced by the return channel. In particular, no internal components are arranged in the return duct, so there are no lamellar plates or anything else. The return duct can thus be designed to be smaller in cross section than the cross section of the lamellar cooler with both working areas. The cross section of the return duct is particularly preferably smaller than half, and therefore 50% smaller than the cross section of the lamellar cooler. Farther the cross-sectional area of the return duct is particularly preferably smaller than 40%, in particular smaller than 30%, particularly preferably smaller than 20% of the cross-sectional area of the lamellar cooler. However, the cross-sectional area of the return duct is preferably at least 5% of the cross-sectional area of the lamellar cooler.
Die zuvor genannten und nachfolgend beschriebenen Merkmale können im Rahmen der Erfindung beliebig untereinander kombiniert werden.The features mentioned above and described below can be combined with one another as required within the scope of the invention.
Weitere Vorteile, Merkmale und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausgestaltungsvarianten werden in schematischen Figuren dargestellt. Diese dienen dem einfacheren Verständnis der Erfindung. Es zeigen:
-
1 einen erfindungsgemäßen U-förmig durchströmten Abgaswärmetauscher in perspektivischer Ansicht ohne Endkappe, -
2 eine Kassette des Abgaswärmetauschers, -
3a und b eine Längsschnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Abgaswärmetauscher, -
4 eine perspektivische Teilschnittansicht durch den Abgaswärmetauscher.
-
1 a U-shaped exhaust gas heat exchanger according to the invention in a perspective view without end cap, -
2 a cassette of the exhaust gas heat exchanger, -
3a and b a longitudinal sectional view through an exhaust gas heat exchanger according to the invention, -
4th a perspective partial sectional view through the exhaust gas heat exchanger.
In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.In the figures, the same reference numerals are used for the same or similar components, even if a repeated description is omitted for reasons of simplicity.
Die Lamellenbleche
Am anderen Ende der Hülle
Im Falle von
Zwischen den Kassetten
In
Ferner ist eine Klammer als Leitelement
Durch Betätigung einer der beiden Stellklappen
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1 -1 -
- AbgaswärmetauscherExhaust gas heat exchanger
- 2 -2 -
- HülleShell
- 3 -3 -
- Kassettecassette
- 4 -4 -
- LamellenblechLamellar sheet
- 5 -5 -
- LamellenblechLamellar sheet
- 6 -6 -
- erster Arbeitsbereichfirst work area
- 7 -7 -
- zweiter Arbeitsbereichsecond work area
- 8 -8th -
- Eingangentrance
- 9 -9 -
- EndkappeEnd cap
- 10 -10 -
- RückführkanalReturn channel
- 11 -11 -
- Eintritts- und AustrittsdiffusorEntry and exit diffuser
- 12 -12 -
- EinströmkanalInflow duct
- 13 -13 -
- AusströmkanalOutlet duct
- 14 -14 -
- StellklappeControl flap
- 15 -15 -
- StellklappeControl flap
- 16 -16 -
- Ausgangexit
- 17 -17 -
- KlammerBracket
- 18 -18 -
- TrennbereichSeparation area
- 19 -19 -
- AusprägungExpression
- 20 -20 -
- EinprägungImprint
- 21 -21 -
- AktorActuator
- 22 -22 -
- Achseaxis
- 23 -23 -
-
Achswelle zu
15 Axle shaft closed15th - 24 -24 -
-
Achswelle zu
14 Axle shaft closed14th - 25 -25 -
- LagerstelleDepository
- 26 -26 -
- äußere Lagerstelleouter bearing point
- 27 -27 -
- äußere Lagerstelleouter bearing point
- 28 -28 -
- StrömungskanalFlow channel
- 29 -29 -
- HalbschalenHalf-shells
- 30 -30 -
- EintrittsdiffusorInlet diffuser
- 31 -31 -
- AustrittsdiffusorExit diffuser
- 32 -32 -
- Zapfen Cones
- A -A -
- AbgasExhaust gas
- U -U -
- UmgebungSurroundings
- A6 -A6 -
-
Querschnitt zu
6 Cross section too6th - A7 -A7 -
-
Querschnitt zu
7 Cross section too7th - A10 -A10 -
-
Querschnitt zu
10 Cross section too10 - K -K -
- KühlmediumCooling medium
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DE102008014169A1 (en) * | 2007-04-26 | 2009-01-08 | Behr Gmbh & Co. Kg | Heat exchanger, in particular for exhaust gas cooling, system with a heat exchanger for exhaust gas cooling, method for operating a heat exchanger |
DE102008007765A1 (en) * | 2008-02-06 | 2009-08-13 | Audi Ag | Exhaust gas recirculation device for transmitting heat of recirculating exhaust gas of internal-combustion engine on cooling agent, has housing with exhaust inlet and exhaust outlet |
-
2017
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Patent Citations (3)
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DE102007058947A1 (en) * | 2007-06-05 | 2008-12-11 | Hyundai Motor Company | Cooling device of an exhaust gas recirculation system and a method which applies the same |
DE102008007765A1 (en) * | 2008-02-06 | 2009-08-13 | Audi Ag | Exhaust gas recirculation device for transmitting heat of recirculating exhaust gas of internal-combustion engine on cooling agent, has housing with exhaust inlet and exhaust outlet |
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Legal Events
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