用於機動車的冷卻裝置的製作方法

2023-05-25 09:09:51

專利名稱：用於機動車的冷卻裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於機動車的冷卻裝置，包括進氣空氣冷卻器， 具有第一冷卻元件，用於冷卻機動車內燃機用的進氣空氣；和EGR冷卻 器，具有第二冷卻元件，用於冷卻被引導返回到所述內燃機的廢氣，從 而，第一冷卻元件和第二冷卻元件彼此基本設置在一個平面中。
背景技術：
具有增壓內燃機和所謂的EGR (廢氣再循環)系統的機動車通常設 置有冷卻裝置，所述EGR系統用於將廢氣引導返回到內燃機，所述冷卻 裝置包括進氣空氣冷卻器，具有基本盤狀的冷卻元件，用於冷卻內燃 機用的進氣空氣；和EGR冷卻器，具有基本盤狀的冷卻元件，用於冷卻 被引導返回到內燃機的廢氣。各個冷卻元件包括伸長的管路和連接到管 路的冷卻凸緣，從而，待冷卻的介質(例如分別是進氣空氣或者廢氣) 被引導穿過這些管路，並通過冷卻凸緣被周圍空氣冷卻，所述周圍空氣 穿過管路之間的空氣通道。周圍空氣穿過空氣通道的冷卻流動是通過車 輛的運動和/或風扇而產生的，所述風扇形成冷卻裝置的一部分。
在上述類型的冷卻裝置的情況中，節省空間並實現簡單結構的冷 卻裝置的一種已知方式是將進氣空氣冷卻器和EGR冷卻器彼此組裝，其 中進氣空氣冷卻器的冷卻元件和EGR冷卻器的冷卻元件設置在彼此旁 邊，並且基本在一個平面中。
在具有增壓內燃機和進氣空氣的空氣冷卻的機動車中，進入的空 氣被壓縮機壓縮，並且在被供送到內燃機之前，結果被增壓的進氣空氣 之後通過進氣空氣冷卻器被冷卻到比周圍溫度高几度的溫度。當進氣空 氣在迸氣空氣冷卻器中被冷卻時，冷凝水沉積在進氣空氣冷卻器的冷卻 元件的管路中。在周圍溫度低於(TC的寒冷天氣中，存在這樣的危險，
5即沉積的冷凝水會在冷卻元件的管路中結冰，這會導致後者受到不適合
的阻塞。冷凝水沉積和形成冰的風險通常在EGR冷卻器中更加嚴重。進 氣空氣冷卻器和EGR冷卻器的冷卻元件中形成冰的風險可以通過限制 冷卻的周圍空氣流動穿過冷卻元件而被減輕。
已知的方法是使用各種屏蔽裝置，例如百葉片的形式的屏蔽裝置， 用於調節穿過機動車中冷卻裝置的一個或多個冷卻元件的空氣流。這些 屏蔽裝置通常緊靠所述一個或多個冷卻元件的前面或後面設置，並通常 可以通過控制機構在開啟位置和閉合位置之間自動或者手動地來回操 作，在開啟位置，屏蔽裝置僅微微限制或者根本不限制空氣流穿過相關 的一個或多個冷卻元件，在閉合位置，屏蔽裝置基本完全或者至少很大 程度上限制空氣流穿過所述一個或多個冷卻元件。各種類型的這種屏蔽 裝置例如在US 4 753 288A、 DE 3 701 584 Al和DE 7 716 940 Ul中 描述。

發明內容
本發明的目的是提供對上述類型的冷卻裝置的進一步改進，從而 提供這樣一種冷卻裝置，至少一些方面中，其結構相對於相關類型的普 通構造的冷卻裝置具有優點。
根據本發明，所述目的通過具有權利要求l特徵的冷卻裝置實現。
根據本發明，冷卻裝置包括
_ 進氣空氣冷卻器，具有第一冷卻元件，用於冷卻機動車內
燃機用的進氣空氣，
- EGR冷卻器，具有第二冷卻元件，用於冷卻被引導返回到 內燃機的廢氣，從而第一冷卻元件和第二冷卻元件彼此基 本平面設置，
- 屏蔽裝置，設置在所述冷卻元件的前面或者後面，從而調 節穿過它們的空氣流，並具有與第一冷卻元件相關聯的第 一屏蔽部和與第二冷卻元件相關聯的第二屏蔽部，和
- 控制機構，所述屏蔽裝置通過所述控制機構可在開啟位置 和閉合位置之間來迴轉換，在開啟位置，屏蔽部不限制或者至少不顯著限制穿過冷卻元件的空氣流，在閉合位置， 屏蔽部分限制穿過所述冷卻元件的空氣流，從而阻止後者 中形成冰，從而當屏蔽裝置處於閉合位置時，第一屏蔽部 比第二屏蔽部允許更多空氣穿過，從而調節穿過所述冷卻 元件的空氣流，使得當屏蔽裝置處於閉合位置時，穿過第 一冷卻元件的空氣流受限的程度小於穿過第二冷卻元件的 空氣流。
表述"空氣流"這裡意味著冷卻的周圍空氣的流動，所述周圍空 氣穿過冷卻元件的管路之間的空氣通道。
根據本發明的方案提供了一種簡單的方式來使用相同的屏蔽裝置
以防止在EGR冷卻器和進氣空氣冷卻器中形成冰，同時，當屏蔽裝置處 於閉合位置時，使得可以保持進氣空氣冷卻器的滿意的冷卻效果，其對 於冰的形成是較不敏感的，因為在閉合位置，相比與EGR冷卻器的冷卻 元件相關聯的第二屏蔽部，與進氣空氣冷卻器的冷卻元件相關聯的第一 屏蔽部允許更多的空氣穿過。
根據本發明的冷卻裝置的各個實施例如從屬權利要求和下面的描 述所述。


下面在實施例的基礎上參考附圖詳細描述本發明，其中 圖1示出了根據本發明第一實施例的冷卻裝置的一部分的示意圖， 示出了形成冷卻裝置一部分的屏蔽裝置處於開啟位置，
圖2示出了根據圖1的冷卻裝置，其中屏蔽裝置處於閉合位置， 圖3示出了根據本發明第二實施例的冷卻裝置的一部分的示意性
側視圖，示出了形成冷卻裝置一部分的屏蔽裝置處於開啟位置，
圖4示出了根據圖3的冷卻裝置，其中屏蔽裝置處於閉合位置， 圖5示出了根據可替換實施例的屏蔽裝置的一部分的示意性部分 剖視前視圖，處於開啟位置，
圖6示出了根據圖5的處於閉合位置的屏蔽裝置，
圖7示出了根據圖5的處於開啟位置的屏蔽裝置的示意性豎直剖視圖，
圖8示出了根據圖5處於閉合位置的屏蔽裝置的示意性豎直剖視
圖，
圖9示出了根據另一個可替換實施例的屏蔽裝置的一部分的示意 性正視圖，
圖10示出了根據圖9處於開啟位置的屏蔽裝置的示意性豎直剖視 圖，和
圖ll示出了根據圖9處於閉合位置的屏蔽裝置的示意性豎直剖視圖。
具體實施例方式
圖1-11示出了根據本發明各個實施例的用於機動車的冷卻裝置。 冷卻裝置1用於設置有增壓內燃機和EGR系統的機動車。圖1-11中各 個實施例的相同或類似部件用相同的附圖標記表示。
冷卻裝置1包括普通結構的進氣空氣冷卻器10，具有基本盤狀的 冷卻元件11用於冷卻機動車內燃機用的進氣空氣，即送到內燃機的進 入的空氣，該空氣在被供應到內燃機之前在機動車的壓縮機中被壓縮。 進氣空氣冷卻器10用於通過未示出的管路從機動車的壓縮機接收溫熱 的進氣空氣，並且通過未示出的管路連接到機動車的內燃機，從而將進 氣空氣供送到內燃機。冷卻元件11包括伸長的管路，所述伸長的管路 彼此間隔一定距離延伸，冷卻凸緣連接到它。空氣通道設置在冷卻元件 的管路之間，以允許冷卻的周圍空氣經過冷卻元件。冷卻元件ll具有 普通結構，並且它的管路和冷卻凸緣在附圖中未示出。來自所述壓縮機 的進氣空氣被引導穿過冷卻元件的管路，並且通過冷卻凸緣被周圍空氣 冷卻，所述周圍空氣穿過管路之間的空氣通道。
冷卻裝置1還包括普通結構的EGR冷卻器20，具有基本盤狀的冷 卻元件21，用於冷卻廢氣，所述廢氣從機動車的排氣管轉移從而被引 導回到機動車的內燃機。EGR冷卻器20適用於在廢氣被引導回到內燃 機之前冷卻所述廢氣，並用於通過未示出的管路接收來自機動車排氣管 的溫熱的廢氣，並且通過未示出的管路連接到機動車內燃機的進氣管，
8從而將廢氣供送給後者。冷卻元件21包括伸長的管路，所述管路彼此 間隔一定距離延伸，冷卻凸緣連接到其處。空氣通道設置在冷卻元件的
管路之間，以允許冷卻的周圍空氣經過冷卻元件。冷卻元件21具有普
通的結構，並且它的管路和冷卻凸緣在圖中未示出。來自機動車排氣管 的廢氣被引導穿過冷卻元件的管路，並且通過冷卻凸緣被周圍空氣冷 卻，周圍空氣穿過管路之間的空氣通道。
EGR冷卻器的冷卻元件21和進氣空氣冷卻器的冷卻元件11設置在 彼此旁邊，並且基本設置在一個平面中。在所示實施例中，EGR冷卻器 20設置在進氣空氣冷卻器10的下面。
在所示實施例中，沿著機動車的運動方向觀察，普通結構的散熱 液體冷卻器30設置在進氣空氣冷卻器10和EGR冷卻器20的後面，冷 卻器30具有基本盤狀的冷卻元件31，用於冷卻機動車內燃機用的散熱 液體。
周圍空氣穿過相應冷卻元件11、 21、 31的空氣通道的冷卻流動通 過機動車的向前運動和/或通過風扇(未示出)而產生。沿著機動車的 運動方向觀察，這種風扇通常設置在散熱液體冷卻器30後面。
根據本發明，冷卻裝置l包括
-屏蔽(screening)裝置40，設置在進氣空氣冷卻器和EGR冷卻 器的冷卻元件11、 21的前面或後面，以調節穿過後者的空氣流，並且 包括與進氣空氣冷卻器的冷卻元件11相關聯的第一屏蔽部分41a和與 EGR冷卻器的冷卻元件21相關聯的第二屏蔽部分41b，和
-控制機構50，通過它，屏蔽裝置40可以在開啟位置和閉合位置 之間來迴轉換，在開啟位置，屏蔽部分41a、 41b不限制或者至少不會 顯著限制穿過冷卻元件11、 21的空氣流，在閉合位置，屏蔽部分41a、 41b比在開啟位置更加限制穿過冷卻元件11、 21的空氣流，從而防止 在後者中形成冰。
當屏蔽裝置40處於閉合位置時，與第二屏蔽部分41b相比，第一 屏蔽部分41a允許更多的空氣穿過，從而以這樣一種方式調節穿過所述 冷卻元件ll、 21的空氣流，使得當屏蔽裝置40處於閉合位置時，穿過 進氣空氣冷卻器的冷卻元件11的空氣流受到限制的程度小於穿過EGR
9冷卻器的冷卻元件21的空氣流。當屏蔽裝置40處於閉合位置時，與 EGR冷卻器的冷卻元件21相關聯的第二屏蔽部分41b有利地設置成基 本不允許空氣穿過。
所示實施例中，沿著機動車的運動方向觀察，屏蔽裝置40緊緊設 置在進氣空氣冷卻器10和EGR冷卻器20的後面，即在它們的冷卻器 10、 20和散熱液體冷卻器30之間，但是可替換的，它可以緊緊設置在 進氣空氣冷卻器和EGR冷卻器的前面。
控制機構50可以有利地包括氣壓或者液壓缸51，用於轉換所述屏 蔽裝置40，如圖l和5-8所示。
圖1-4的實施例中，屏蔽裝置40採用了百葉窗(louvre)的形式， 包括葉片42a、 42b、 42a，、 42b'，所述葉片可通過控制機構50在開啟 位置(見圖1和3)和閉合位置(見圖2和4)之間來回樞轉，在開啟 位置，葉片基本垂直於冷卻元件11、 21的相鄰側平面12、 22延伸，在 閉合位置，葉片基本平行於冷卻元件11、 21的相鄰側平面12、 22延伸。 葉片42b、 42b'，形成了與EGR冷卻器的冷卻元件相關聯的第二屏蔽部 分41b的一部分，有利地設置成在閉合位置彼此重疊，然而，葉片42a、 42a'，形成了與進氣空氣冷卻器的冷卻元件相關聯的第一屏蔽部分41a 的一部分，設置成在開啟位置不相互重疊，並因此在它們之間留出空氣 通道43，如圖2和4所示。圖l-4的實施例中，當屏蔽裝置40從開啟 位置轉換到閉合位置和從閉合位置轉換到開啟位置時，所有葉片42a、 42b、 42a'、 42b'適用於通過利用控制機構50樞轉而被共同地轉換。
圖1和2的實施例中，所有葉片42a、42b具有相同寬度。葉片42a、 42b具有相互平行的樞軸44a、 44b，從而，第一屏蔽部分的葉片42a的 樞軸44a之間的相互距離大於這些葉片的寬度，而第二屏蔽部分的葉片 42b的樞軸44b之間的相互距離小於這些葉片的寬度。第一屏蔽部分的 葉片42a的樞軸44a之間的距離因此在這種情況中大於第二屏蔽部分的 葉片42b的樞軸44b之間的距離。
圖3和4的實施例中，第二屏蔽部分的葉片42b'寬於第一屏蔽部 分的葉片42a'，然而，第一屏蔽部分的葉片42a的樞軸44a之間的距離 與第二屏蔽部分的葉片42b的樞軸44b之間的距離相等。根據可替換實施例，屏蔽裝置包括至少兩個片狀或者盤狀的屏蔽 元件，所述屏蔽元件彼此相對，並具有穿過其中的孔。這些屏蔽元件中 的至少一個可以在它的延伸平面中相對於另一個屏蔽元件通過控制機 構以這樣一種方式移動，從而，屏蔽元件中的孔配合以形成空氣通道， 所述空氣通道延伸穿過屏蔽裝置，並當屏蔽裝置處於開啟位置時該孔比 當屏蔽裝置處於閉合位置時更大。所述孔例如可以採用伸長的間隙的形 式。
圖5-8的實施例中，屏蔽裝置40包括三個盤形的屏蔽元件 45a-45c，所述屏蔽元件彼此相對，並具有穿過其中的孔46a-46c。這 些屏蔽元件中的一個，更具體的是圖5-8中中間的屏蔽元件45b，被固 定，並且另兩個屏蔽元件45a、 45c，設置在固定的屏蔽元件45b的相 反側上，可移動，並且當屏蔽裝置40被控制機構50從開啟位置轉換到 閉合位置和從閉合位置轉換到開啟位置時，適用於在它們的延伸平面中 相對於固定的屏蔽元件45b沿著相反方向移動。屏蔽元件45a、 45c的 這種相互相反的運動在所示實例中通過T形杆52實現，杆52被缸51 旋轉。杆的橫向下部53在它的中間被支撐用於相對於固定的屏蔽元件 45b旋轉，並且在它的相反端處相對於相應的可移動屏蔽元件45a、 45c 旋轉。屏蔽元件45a-45c中的孔46a_46c配合以形成空氣通道47，通 道47延伸穿過屏蔽裝置40，並且當屏蔽裝置處於開啟位置時(見圖5 和7)該通道47大於當屏蔽裝置處於閉合位置時(見圖6和8)。圖5-8 所示的實施例中，所述孔46a-46c採用伸長的間隙的形式。圖5-8所示 的實施例中，形成第一屏蔽部分41a的一部分的可移動屏蔽元件45a、 45c的部分，所示實例中是屏蔽元件的上部，設置有較寬的孔46a、 46c， 寬於形成第二屏蔽部分41b的一部分的這些屏蔽元件的部分，所示實施 例中是屏蔽元件的下部，其中第一屏蔽部分41a與進氣空氣冷卻器的冷 卻元件11相關聯，第二屏蔽部分41b與EGR冷卻器的冷卻元件21相關 聯。
圖9-11的實施例中，屏蔽裝置40包括固定的屏蔽元件45b，和兩 個可移動的屏蔽元件45a'、 45c'，屏蔽元件45b'是盤的形式，設置有穿 過它的孔46b，，屏蔽元件45a，、45c，設置在固定的屏蔽元件的相反側上。每個可移動的屏蔽元件45a，、 45c，採用柔性網的形式，所述柔性網設置 有遮蔽(masking)帶48，遮蔽帶由這樣的材料製成，該材料的透氣性 有限或者不具有透氣性，並且具有孔46a'、 46c'，所述孔是未遮蔽的網 的區域的形式，可允許空氣在遮蔽帶48之間穿透。可移動的屏蔽元件 45a，、 45c，連接在一起，並且在可旋轉的滾子49a-49e上運行。這些滾 子其中一個可通過適合的驅動裝置旋轉，例如是電動機的形式，從而實 現可移動的屏蔽元件45a'、 45c'沿著適合方向的運動。屏蔽元件 45a，-45c，中的孔46a，-46c，配合以形成空氣通道，所述空氣通道延伸穿 過屏蔽裝置40，並且當屏蔽裝置處於開啟位置時(見圖10)所述空氣 通道大於當屏蔽裝置處於閉合位置時(見圖ll)。圖9-ll的實施例中， 形成第一屏蔽部分41a的一部分的可移動屏蔽元件45a'、 45c'的部分， 所示實例中是屏蔽元件45a，、 45c，的上部，設置有較寬的孔46a，、 46c，， 寬於形成第二屏蔽部分41b的一部分的這些屏蔽元件的部分，所示實施 例中是屏蔽元件45a，、 45c，的下部，其中第一屏蔽部分41a與進氣空氣 冷卻器的冷卻元件11相關聯，第二屏蔽部分41b與EGR冷卻器的冷卻 元件21相關聯。
本發明當然不限於上述實施例，因為對於本領域技術人員來說許 多變形是顯而易見的，同時不脫離權利要求限定的本發明的基本概念。
權利要求
1. 一種用於機動車的冷卻裝置，包括進氣空氣冷卻器(10)，具有第一冷卻元件(11)，用於冷卻機動車內燃機用的進氣空氣；和EGR冷卻器(20)，具有第二冷卻元件(21)，用於冷卻將被引導返回到所述內燃機的廢氣，從而第一冷卻元件(11)和第二冷卻元件(21)彼此基本設置在一個平面中，其特徵在於-冷卻裝置(1)包括屏蔽裝置(40)，屏蔽裝置設置在所述冷卻元件(11，21)的前面或後面，以調節穿過後者的空氣流動，並且其包括與第一冷卻元件(11)相關聯的第一屏蔽部分(41a)和與第二冷卻元件(21)相關聯的第二屏蔽部分(41b)，和-冷卻裝置(1)包括控制機構(50)，通過控制機構，所述屏蔽裝置(40)可以在開啟位置和閉合位置之間來迴轉換，在開啟位置，屏蔽部分(41a，41b)不限制或者至少不顯著限制穿過冷卻元件(11，21)的空氣流動，在閉合位置，屏蔽部分(41a，41b)限制穿過所述冷卻元件(11，21)的空氣流動，從而防止在後者中形成冰，從而，當屏蔽裝置(40)處於閉合位置時，第一屏蔽部分(41a)比第二屏蔽部分(41b)允許更多空氣穿過，從而以這樣一種方式調節穿過所述冷卻元件的空氣流動當屏蔽裝置(40)處於閉合位置時，穿過第一冷卻元件(11)的空氣流動受到限制的程度小於穿過第二冷卻元件(21)的空氣流動。
2. 如權利要求1所述的冷卻裝置，其特徵在於，當屏蔽裝置(40) 處於閉合位置時，第二屏蔽部分(41b)基本不允許空氣穿過。
3. 如權利要求1或2所述的冷卻裝置，其特徵在於，所述屏蔽部 分(41a， 41b)包括可樞轉的葉片(42a， 42b; 42a，， 42b，)，當屏蔽 裝置(40)處於閉合位置時，第二屏蔽部分的葉片(42b; 42b')，這裡 稱為第二葉片，設置成彼此重疊，並且第一屏蔽部分的葉片(42a; 42a')， 這裡稱為第一葉片，設置成在它們之間留出空氣通道(43)。
4. 如權利要求3所述的冷卻裝置，其特徵在於，所述第二葉片(42b，)寬於所述第一葉片(42a')。
5. 如權利要求3或4所述的冷卻裝置，其特徵在於，所述第一和 第二葉片(42a， 42b)具有相互平行的樞軸(44a， 44b)，從而所述第 一葉片(42a)的樞軸(44a)之間的相互距離大於這些第一葉片的寬度， 而所述第二葉片(42b)的樞軸(44b)之間的相互距離小於或等於這些 第二葉片的寬度。
6. 如權利要求1或2所述的冷卻裝置，其特徵在於，屏蔽裝置(40) 包括至少兩個片狀或盤狀的屏蔽元件(45a-45c; 45a，-45c，)，所述屏 蔽元件彼此相對，並具有穿過它們的孔(46a-46c; 46a，-46c，)，從而， 至少一個這些屏蔽元件可以在它的延伸平面中相對於另一個屏蔽元件 移動，並且屏蔽元件(45a-45c; 45a，-45c，)中的孔(46a-46c; 46a，-46c，) 設置成配合以形成空氣通道(47)，所述空氣通道延伸穿過屏蔽裝置(40)，並且當屏蔽裝置(40)處於開啟位置時，所述空氣通道大於當 屏蔽裝置處於閉合位置時。
7. 如權利要求6所述的冷卻裝置，其特徵在於，屏蔽元件(45a-45c; 45a，-45c，)包括固定的屏蔽元件(45b; 45b，)和兩個可移動的屏蔽元 件(45a, 45c; 45a，， 45c，)，當屏蔽裝置(40)通過控制機構從開啟 位置被轉換到閉合位置和從閉合位置轉換到開啟位置時，所述可移動的 屏蔽元件適用於在它們的延伸平面中相對於固定的屏蔽元件(45b; 45b')沿著相反的方向移動。
8. 如權利要求7所述的冷卻裝置，其特徵在於，固定的屏蔽元件 (45b，)是盤的形式，設置有穿過它的孔(46b，)，每個所述可移動的屏蔽元件(45a'; 45c')採用柔性網的形式，所述柔性網設置有遮蔽帶 (48)，遮蔽帶的材料的透氣性有限制或者不透氣，並具有穿過它的孔 (46a，，46c，)，所述孔是未被遮蔽的網的區域的形式，所述區域在這些遮蔽帶之間可透氣。
9. 如權利要求8所述的冷卻裝置，其特徵在於，所述可移動的屏 蔽元件(45a，， 45c，)連接在一起。
10.如權利要求6或7所述的冷卻裝置，其特徵在於，屏蔽元件 (45a-45c)採用設置有間隙狀孔(46a-46c)的盤的形式。
全文摘要
一種用於機動車的冷卻裝置，包括進氣空氣冷卻器(10)，具有第一冷卻元件(11)；EGR冷卻器(20)，具有第二冷卻元件(21)，從而第一冷卻元件(11)和第二冷卻元件(21)彼此基本設置在一個平面中，-屏蔽裝置(40)，屏蔽裝置設置在所述冷卻元件的前面或後面，以調節穿過後者的空氣流，並且其包括與第一冷卻元件(11)相關聯的第一屏蔽部分(41a)和與第二冷卻元件(21)相關聯的第二屏蔽部分(41b)，和-控制機構(50)，通過控制機構，所述屏蔽裝置可以在開啟位置和閉合位置之間來迴轉換。當屏蔽裝置(40)處於閉合位置時，第一屏蔽部分比第二屏蔽部分允許更多空氣穿過，從而調節穿過所述冷卻元件的空氣流使得當屏蔽裝置(40)處於閉合位置時，穿過第一冷卻元件(11)的空氣流收到限制的程度小於穿過第二冷卻元件(21)的空氣流。
文檔編號F02B29/04GK101484672SQ200780024902
公開日2009年7月15日 申請日期2007年6月25日 優先權日2006年6月30日
發明者H·尼倫, R·彼特松, R·迪布達爾 申請人:斯堪尼亞有限公司