CN101484672A - 用于机动车的冷却装置 - Google Patents

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CN101484672A CNA2007800249027A CN200780024902A CN101484672A CN 101484672 A CN101484672 A CN 101484672A CN A2007800249027 A CNA2007800249027 A CN A2007800249027A CN 200780024902 A CN200780024902 A CN 200780024902A CN 101484672 A CN101484672 A CN 101484672A
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Abstract

一种用于机动车的冷却装置，包括：进气空气冷却器(10)，具有第一冷却元件(11)；EGR冷却器(20)，具有第二冷却元件(21)，从而第一冷却元件(11)和第二冷却元件(21)彼此基本设置在一个平面中，－屏蔽装置(40)，屏蔽装置设置在所述冷却元件的前面或后面，以调节穿过后者的空气流，并且其包括与第一冷却元件(11)相关联的第一屏蔽部分(41a)和与第二冷却元件(21)相关联的第二屏蔽部分(41b)，和－控制机构(50)，通过控制机构，所述屏蔽装置可以在开启位置和闭合位置之间来回转换。当屏蔽装置(40)处于闭合位置时，第一屏蔽部分比第二屏蔽部分允许更多空气穿过，从而调节穿过所述冷却元件的空气流使得：当屏蔽装置(40)处于闭合位置时，穿过第一冷却元件(11)的空气流收到限制的程度小于穿过第二冷却元件(21)的空气流。

Description

用于机动车的冷却装置
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的冷却装置，包括：进气空气冷却器，具有第一冷却元件，用于冷却机动车内燃机用的进气空气；和EGR冷却器，具有第二冷却元件，用于冷却被引导返回到所述内燃机的废气，从而，第一冷却元件和第二冷却元件彼此基本设置在一个平面中。
背景技术
具有增压内燃机和所谓的EGR(废气再循环)系统的机动车通常设置有冷却装置，所述EGR系统用于将废气引导返回到内燃机，所述冷却装置包括：进气空气冷却器，具有基本盘状的冷却元件，用于冷却内燃机用的进气空气；和EGR冷却器，具有基本盘状的冷却元件，用于冷却被引导返回到内燃机的废气。各个冷却元件包括伸长的管路和连接到管路的冷却凸缘，从而，待冷却的介质(例如分别是进气空气或者废气)被引导穿过这些管路，并通过冷却凸缘被周围空气冷却，所述周围空气穿过管路之间的空气通道。周围空气穿过空气通道的冷却流动是通过车辆的运动和/或风扇而产生的，所述风扇形成冷却装置的一部分。
在上述类型的冷却装置的情况中，节省空间并实现简单结构的冷却装置的一种已知方式是将进气空气冷却器和EGR冷却器彼此组装，其中进气空气冷却器的冷却元件和EGR冷却器的冷却元件设置在彼此旁边，并且基本在一个平面中。
在具有增压内燃机和进气空气的空气冷却的机动车中，进入的空气被压缩机压缩，并且在被供送到内燃机之前，结果被增压的进气空气之后通过进气空气冷却器被冷却到比周围温度高几度的温度。当进气空气在进气空气冷却器中被冷却时，冷凝水沉积在进气空气冷却器的冷却元件的管路中。在周围温度低于0℃的寒冷天气中，存在这样的危险，即沉积的冷凝水会在冷却元件的管路中结冰，这会导致后者受到不适合的阻塞。冷凝水沉积和形成冰的风险通常在EGR冷却器中更加严重。进气空气冷却器和EGR冷却器的冷却元件中形成冰的风险可以通过限制冷却的周围空气流动穿过冷却元件而被减轻。
已知的方法是使用各种屏蔽装置，例如百叶片的形式的屏蔽装置，用于调节穿过机动车中冷却装置的一个或多个冷却元件的空气流。这些屏蔽装置通常紧靠所述一个或多个冷却元件的前面或后面设置，并通常可以通过控制机构在开启位置和闭合位置之间自动或者手动地来回操作，在开启位置，屏蔽装置仅微微限制或者根本不限制空气流穿过相关的一个或多个冷却元件，在闭合位置，屏蔽装置基本完全或者至少很大程度上限制空气流穿过所述一个或多个冷却元件。各种类型的这种屏蔽装置例如在US 4 753 288 A、DE 3 701 584 A1和DE 7 716 940 U1中描述。
发明内容
本发明的目的是提供对上述类型的冷却装置的进一步改进，从而提供这样一种冷却装置，至少一些方面中，其结构相对于相关类型的普通构造的冷却装置具有优点。
根据本发明，所述目的通过具有权利要求1特征的冷却装置实现。
根据本发明，冷却装置包括：
-进气空气冷却器，具有第一冷却元件，用于冷却机动车内燃机用的进气空气，
-EGR冷却器，具有第二冷却元件，用于冷却被引导返回到内燃机的废气，从而第一冷却元件和第二冷却元件彼此基本平面设置，
-屏蔽装置，设置在所述冷却元件的前面或者后面，从而调节穿过它们的空气流，并具有与第一冷却元件相关联的第一屏蔽部和与第二冷却元件相关联的第二屏蔽部，和
-控制机构，所述屏蔽装置通过所述控制机构可在开启位置和闭合位置之间来回转换，在开启位置，屏蔽部不限制或者至少不显著限制穿过冷却元件的空气流，在闭合位置，屏蔽部分限制穿过所述冷却元件的空气流，从而阻止后者中形成冰，从而当屏蔽装置处于闭合位置时，第一屏蔽部比第二屏蔽部允许更多空气穿过，从而调节穿过所述冷却元件的空气流，使得当屏蔽装置处于闭合位置时，穿过第一冷却元件的空气流受限的程度小于穿过第二冷却元件的空气流。
表述“空气流”这里意味着冷却的周围空气的流动，所述周围空气穿过冷却元件的管路之间的空气通道。
根据本发明的方案提供了一种简单的方式来使用相同的屏蔽装置以防止在EGR冷却器和进气空气冷却器中形成冰，同时，当屏蔽装置处于闭合位置时，使得可以保持进气空气冷却器的满意的冷却效果，其对于冰的形成是较不敏感的，因为在闭合位置，相比与EGR冷却器的冷却元件相关联的第二屏蔽部，与进气空气冷却器的冷却元件相关联的第一屏蔽部允许更多的空气穿过。
根据本发明的冷却装置的各个实施例如从属权利要求和下面的描述所述。
附图说明
下面在实施例的基础上参考附图详细描述本发明，其中：
图1示出了根据本发明第一实施例的冷却装置的一部分的示意图，示出了形成冷却装置一部分的屏蔽装置处于开启位置，
图2示出了根据图1的冷却装置，其中屏蔽装置处于闭合位置，
图3示出了根据本发明第二实施例的冷却装置的一部分的示意性侧视图，示出了形成冷却装置一部分的屏蔽装置处于开启位置，
图4示出了根据图3的冷却装置，其中屏蔽装置处于闭合位置，
图5示出了根据可替换实施例的屏蔽装置的一部分的示意性部分剖视前视图，处于开启位置，
图6示出了根据图5的处于闭合位置的屏蔽装置，
图7示出了根据图5的处于开启位置的屏蔽装置的示意性竖直剖视图，
图8示出了根据图5处于闭合位置的屏蔽装置的示意性竖直剖视图，
图9示出了根据另一个可替换实施例的屏蔽装置的一部分的示意性正视图，
图10示出了根据图9处于开启位置的屏蔽装置的示意性竖直剖视图，和
图11示出了根据图9处于闭合位置的屏蔽装置的示意性竖直剖视图。
具体实施方式
图1-11示出了根据本发明各个实施例的用于机动车的冷却装置。冷却装置1用于设置有增压内燃机和EGR系统的机动车。图1-11中各个实施例的相同或类似部件用相同的附图标记表示。
冷却装置1包括普通结构的进气空气冷却器10，具有基本盘状的冷却元件11用于冷却机动车内燃机用的进气空气，即送到内燃机的进入的空气，该空气在被供应到内燃机之前在机动车的压缩机中被压缩。进气空气冷却器10用于通过未示出的管路从机动车的压缩机接收温热的进气空气，并且通过未示出的管路连接到机动车的内燃机，从而将进气空气供送到内燃机。冷却元件11包括伸长的管路，所述伸长的管路彼此间隔一定距离延伸，冷却凸缘连接到它。空气通道设置在冷却元件的管路之间，以允许冷却的周围空气经过冷却元件。冷却元件11具有普通结构，并且它的管路和冷却凸缘在附图中未示出。来自所述压缩机的进气空气被引导穿过冷却元件的管路，并且通过冷却凸缘被周围空气冷却，所述周围空气穿过管路之间的空气通道。
冷却装置1还包括普通结构的EGR冷却器20，具有基本盘状的冷却元件21，用于冷却废气，所述废气从机动车的排气管转移从而被引导回到机动车的内燃机。EGR冷却器20适用于在废气被引导回到内燃机之前冷却所述废气，并用于通过未示出的管路接收来自机动车排气管的温热的废气，并且通过未示出的管路连接到机动车内燃机的进气管，从而将废气供送给后者。冷却元件21包括伸长的管路，所述管路彼此间隔一定距离延伸，冷却凸缘连接到其处。空气通道设置在冷却元件的管路之间，以允许冷却的周围空气经过冷却元件。冷却元件21具有普通的结构，并且它的管路和冷却凸缘在图中未示出。来自机动车排气管的废气被引导穿过冷却元件的管路，并且通过冷却凸缘被周围空气冷却，周围空气穿过管路之间的空气通道。
EGR冷却器的冷却元件21和进气空气冷却器的冷却元件11设置在彼此旁边，并且基本设置在一个平面中。在所示实施例中，EGR冷却器20设置在进气空气冷却器10的下面。
在所示实施例中，沿着机动车的运动方向观察，普通结构的散热液体冷却器30设置在进气空气冷却器10和EGR冷却器20的后面，冷却器30具有基本盘状的冷却元件31，用于冷却机动车内燃机用的散热液体。
周围空气穿过相应冷却元件11、21、31的空气通道的冷却流动通过机动车的向前运动和/或通过风扇(未示出)而产生。沿着机动车的运动方向观察，这种风扇通常设置在散热液体冷却器30后面。
根据本发明，冷却装置1包括：
-屏蔽(screening)装置40，设置在进气空气冷却器和EGR冷却器的冷却元件11、21的前面或后面，以调节穿过后者的空气流，并且包括与进气空气冷却器的冷却元件11相关联的第一屏蔽部分41a和与EGR冷却器的冷却元件21相关联的第二屏蔽部分41b，和
-控制机构50，通过它，屏蔽装置40可以在开启位置和闭合位置之间来回转换，在开启位置，屏蔽部分41a、41b不限制或者至少不会显著限制穿过冷却元件11、21的空气流，在闭合位置，屏蔽部分41a、41b比在开启位置更加限制穿过冷却元件11、21的空气流，从而防止在后者中形成冰。
当屏蔽装置40处于闭合位置时，与第二屏蔽部分41b相比，第一屏蔽部分41a允许更多的空气穿过，从而以这样一种方式调节穿过所述冷却元件11、21的空气流，使得当屏蔽装置40处于闭合位置时，穿过进气空气冷却器的冷却元件11的空气流受到限制的程度小于穿过EGR冷却器的冷却元件21的空气流。当屏蔽装置40处于闭合位置时，与EGR冷却器的冷却元件21相关联的第二屏蔽部分41b有利地设置成基本不允许空气穿过。
所示实施例中，沿着机动车的运动方向观察，屏蔽装置40紧紧设置在进气空气冷却器10和EGR冷却器20的后面，即在它们的冷却器10、20和散热液体冷却器30之间，但是可替换的，它可以紧紧设置在进气空气冷却器和EGR冷却器的前面。
控制机构50可以有利地包括气压或者液压缸51，用于转换所述屏蔽装置40，如图1和5-8所示。
图1-4的实施例中，屏蔽装置40采用了百叶窗(louvre)的形式，包括叶片42a、42b、42a’、42b’，所述叶片可通过控制机构50在开启位置(见图1和3)和闭合位置(见图2和4)之间来回枢转，在开启位置，叶片基本垂直于冷却元件11、21的相邻侧平面12、22延伸，在闭合位置，叶片基本平行于冷却元件11、21的相邻侧平面12、22延伸。叶片42b、42b’，形成了与EGR冷却器的冷却元件相关联的第二屏蔽部分41b的一部分，有利地设置成在闭合位置彼此重叠，然而，叶片42a、42a’，形成了与进气空气冷却器的冷却元件相关联的第一屏蔽部分41a的一部分，设置成在开启位置不相互重叠，并因此在它们之间留出空气通道43，如图2和4所示。图1-4的实施例中，当屏蔽装置40从开启位置转换到闭合位置和从闭合位置转换到开启位置时，所有叶片42a、42b、42a’、42b’适用于通过利用控制机构50枢转而被共同地转换。
图1和2的实施例中，所有叶片42a、42b具有相同宽度。叶片42a、42b具有相互平行的枢轴44a、44b，从而，第一屏蔽部分的叶片42a的枢轴44a之间的相互距离大于这些叶片的宽度，而第二屏蔽部分的叶片42b的枢轴44b之间的相互距离小于这些叶片的宽度。第一屏蔽部分的叶片42a的枢轴44a之间的距离因此在这种情况中大于第二屏蔽部分的叶片42b的枢轴44b之间的距离。
图3和4的实施例中，第二屏蔽部分的叶片42b’宽于第一屏蔽部分的叶片42a’，然而，第一屏蔽部分的叶片42a的枢轴44a之间的距离与第二屏蔽部分的叶片42b的枢轴44b之间的距离相等。
根据可替换实施例，屏蔽装置包括至少两个片状或者盘状的屏蔽元件，所述屏蔽元件彼此相对，并具有穿过其中的孔。这些屏蔽元件中的至少一个可以在它的延伸平面中相对于另一个屏蔽元件通过控制机构以这样一种方式移动，从而，屏蔽元件中的孔配合以形成空气通道，所述空气通道延伸穿过屏蔽装置，并当屏蔽装置处于开启位置时该孔比当屏蔽装置处于闭合位置时更大。所述孔例如可以采用伸长的间隙的形式。
图5-8的实施例中，屏蔽装置40包括三个盘形的屏蔽元件45a-45c，所述屏蔽元件彼此相对，并具有穿过其中的孔46a-46c。这些屏蔽元件中的一个，更具体的是图5-8中中间的屏蔽元件45b，被固定，并且另两个屏蔽元件45a、45c，设置在固定的屏蔽元件45b的相反侧上，可移动，并且当屏蔽装置40被控制机构50从开启位置转换到闭合位置和从闭合位置转换到开启位置时，适用于在它们的延伸平面中相对于固定的屏蔽元件45b沿着相反方向移动。屏蔽元件45a、45c的这种相互相反的运动在所示实例中通过T形杆52实现，杆52被缸51旋转。杆的横向下部53在它的中间被支撑用于相对于固定的屏蔽元件45b旋转，并且在它的相反端处相对于相应的可移动屏蔽元件45a、45c旋转。屏蔽元件45a-45c中的孔46a-46c配合以形成空气通道47，通道47延伸穿过屏蔽装置40，并且当屏蔽装置处于开启位置时(见图5和7)该通道47大于当屏蔽装置处于闭合位置时(见图6和8)。图5-8所示的实施例中，所述孔46a-46c采用伸长的间隙的形式。图5-8所示的实施例中，形成第一屏蔽部分41a的一部分的可移动屏蔽元件45a、45c的部分，所示实例中是屏蔽元件的上部，设置有较宽的孔46a、46c，宽于形成第二屏蔽部分41b的一部分的这些屏蔽元件的部分，所示实施例中是屏蔽元件的下部，其中第一屏蔽部分41a与进气空气冷却器的冷却元件11相关联，第二屏蔽部分41b与EGR冷却器的冷却元件21相关联。
图9-11的实施例中，屏蔽装置40包括固定的屏蔽元件45b’和两个可移动的屏蔽元件45a’、45c’，屏蔽元件45b’是盘的形式，设置有穿过它的孔46b’，屏蔽元件45a’、45c’设置在固定的屏蔽元件的相反侧上。每个可移动的屏蔽元件45a’、45c’采用柔性网的形式，所述柔性网设置有遮蔽(masking)带48，遮蔽带由这样的材料制成，该材料的透气性有限或者不具有透气性，并且具有孔46a’、46c’，所述孔是未遮蔽的网的区域的形式，可允许空气在遮蔽带48之间穿透。可移动的屏蔽元件45a’、45c’连接在一起，并且在可旋转的滚子49a-49e上运行。这些滚子其中一个可通过适合的驱动装置旋转，例如是电动机的形式，从而实现可移动的屏蔽元件45a’、45c’沿着适合方向的运动。屏蔽元件45a’-45c’中的孔46a’-46c’配合以形成空气通道，所述空气通道延伸穿过屏蔽装置40，并且当屏蔽装置处于开启位置时(见图10)所述空气通道大于当屏蔽装置处于闭合位置时(见图11)。图9-11的实施例中，形成第一屏蔽部分41a的一部分的可移动屏蔽元件45a’、45c’的部分，所示实例中是屏蔽元件45a’、45c’的上部，设置有较宽的孔46a’、46c’，宽于形成第二屏蔽部分41b的一部分的这些屏蔽元件的部分，所示实施例中是屏蔽元件45a’、45c’的下部，其中第一屏蔽部分41a与进气空气冷却器的冷却元件11相关联，第二屏蔽部分41b与EGR冷却器的冷却元件21相关联。
本发明当然不限于上述实施例，因为对于本领域技术人员来说许多变形是显而易见的，同时不脱离权利要求限定的本发明的基本概念。

Claims (10)

1.一种用于机动车的冷却装置，包括：进气空气冷却器(10)，具有第一冷却元件(11)，用于冷却机动车内燃机用的进气空气；和EGR冷却器(20)，具有第二冷却元件(21)，用于冷却将被引导返回到所述内燃机的废气，从而第一冷却元件(11)和第二冷却元件(21)彼此基本设置在一个平面中，其特征在于：
-冷却装置(1)包括屏蔽装置(40)，屏蔽装置设置在所述冷却元件(11，21)的前面或后面，以调节穿过后者的空气流动，并且其包括与第一冷却元件(11)相关联的第一屏蔽部分(41a)和与第二冷却元件(21)相关联的第二屏蔽部分(41b)，和
-冷却装置(1)包括控制机构(50)，通过控制机构，所述屏蔽装置(40)可以在开启位置和闭合位置之间来回转换，在开启位置，屏蔽部分(41a，41b)不限制或者至少不显著限制穿过冷却元件(11，21)的空气流动，在闭合位置，屏蔽部分(41a，41b)限制穿过所述冷却元件(11，21)的空气流动，从而防止在后者中形成冰，从而，当屏蔽装置(40)处于闭合位置时，第一屏蔽部分(41a)比第二屏蔽部分(41b)允许更多空气穿过，从而以这样一种方式调节穿过所述冷却元件的空气流动：当屏蔽装置(40)处于闭合位置时，穿过第一冷却元件(11)的空气流动受到限制的程度小于穿过第二冷却元件(21)的空气流动。
2.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，当屏蔽装置(40)处于闭合位置时，第二屏蔽部分(41b)基本不允许空气穿过。
3.如权利要求1或2所述的冷却装置，其特征在于，所述屏蔽部分(41a，41b)包括可枢转的叶片(42a，42b；42a’，42b’)，当屏蔽装置(40)处于闭合位置时，第二屏蔽部分的叶片(42b；42b’)，这里称为第二叶片，设置成彼此重叠，并且第一屏蔽部分的叶片(42a；42a’)，这里称为第一叶片，设置成在它们之间留出空气通道(43)。
4.如权利要求3所述的冷却装置，其特征在于，所述第二叶片(42b’)宽于所述第一叶片(42a’)。
5.如权利要求3或4所述的冷却装置，其特征在于，所述第一和第二叶片(42a，42b)具有相互平行的枢轴(44a，44b)，从而所述第一叶片(42a)的枢轴(44a)之间的相互距离大于这些第一叶片的宽度，而所述第二叶片(42b)的枢轴(44b)之间的相互距离小于或等于这些第二叶片的宽度。
6.如权利要求1或2所述的冷却装置，其特征在于，屏蔽装置(40)包括至少两个片状或盘状的屏蔽元件(45a-45c；45a’-45c’)，所述屏蔽元件彼此相对，并具有穿过它们的孔(46a-46c；46a’-46c’)，从而，至少一个这些屏蔽元件可以在它的延伸平面中相对于另一个屏蔽元件移动，并且屏蔽元件(45a-45c；45a’-45c’)中的孔(46a-46c；46a’-46c’)设置成配合以形成空气通道(47)，所述空气通道延伸穿过屏蔽装置(40)，并且当屏蔽装置(40)处于开启位置时，所述空气通道大于当屏蔽装置处于闭合位置时。
7.如权利要求6所述的冷却装置，其特征在于，屏蔽元件(45a-45c；45a’-45c’)包括固定的屏蔽元件(45b；45b’)和两个可移动的屏蔽元件(45a，45c；45a’，45c’)，当屏蔽装置(40)通过控制机构从开启位置被转换到闭合位置和从闭合位置转换到开启位置时，所述可移动的屏蔽元件适用于在它们的延伸平面中相对于固定的屏蔽元件(45b；45b’)沿着相反的方向移动。
8.如权利要求7所述的冷却装置，其特征在于，固定的屏蔽元件(45b’)是盘的形式，设置有穿过它的孔(46b’)，每个所述可移动的屏蔽元件(45a’；45c’)采用柔性网的形式，所述柔性网设置有遮蔽带(48)，遮蔽带的材料的透气性有限制或者不透气，并具有穿过它的孔(46a’，46c’)，所述孔是未被遮蔽的网的区域的形式，所述区域在这些遮蔽带之间可透气。
9.如权利要求8所述的冷却装置，其特征在于，所述可移动的屏蔽元件(45a’，45c’)连接在一起。
10.如权利要求6或7所述的冷却装置，其特征在于，屏蔽元件(45a-45c)采用设置有间隙状孔(46a-46c)的盘的形式。
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