CN101932806A - 控制冷却的方法和装置以及发动机 - Google Patents

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Abstract

借助于机动车辆的冷却风扇(1)的空气流配置控制冷却的方法，其中至少一个冷却装置(2；2′、2′)通过特别是所述风扇产生的空气流进行空气冷却，所述冷却装置例如为用于散热器液体的散热器(2)和用于发动机的增压空气的冷却器(2′)，所述方法包括通过风扇从在风扇的圆周方向上延伸的风扇环(4)凸出的凸出度(a)来确定空气流配置的步骤，所述风扇环优选地与风扇罩(3)空气流联通。所述方法的区别特征特别地在于其包括以下步骤：通过风扇环(4)的可移动部分(6)在风扇(1)的轴向方向(1′)上的重新定位从而通过所述凸出度(a)以根据需要受控制的方式优化所述空气流配置。本发明还涉及一种装置和一种发动机。

Description

控制冷却的方法和装置以及发动机
技术领域
本发明涉及一种根据所附的权利要求1的前序部分所述的方法。
本发明还涉及一种根据所附的权利要求9的前序部分所述的装置。
本发明还涉及一种根据所附的权利要求20所述的发动机。
背景技术
大致如上所述的技术已经公知。为了通过车辆冷却风扇进行散热器液体以及增压空气的冷却，所述冷却风扇相对于一固定风扇环被布置并且在合适的情况下从所述固定风扇环凸出，以形成特定的空气流配置，所述空气流配置是一种折中方案，其用于适度地满足各种各样的运行状态，但是其对不同运行状态满足的程度是不同的。这是一种不灵活的方案，其不能提供对根据当前运行状态控制冷却的可能性，这涉及变化的冷却需求而且取决于风扇的速度和由车辆的运动产生的气流的量。在这方面，本发明的目的是提出一种对于该问题的相对简单、便宜和灵活的解决方案，该方案可以快速并精确地将冷却调节到不同运行状态。
发明内容
以上所指出的目的以及其它的目的通过分别具有根据所附的权利要求1、9和20的特征的方法、装置和发动机来达到。
其它优点由根据相应的从属权利要求的实施方式提供。
附图说明
根据如下的与附图一起理解的详细描述可以对本发明有更好的理解，其中贯穿各个附图的相同的附图标记指代类似的特征，其中
-图1示意性地示出了穿过根据本发明的风扇冷却装置的第一实施方式的轴向截面；
-图2更详细地示意性地示出了基本根据图1的实施方式的轴向截面；
-图3示意性地示出了根据本发明的用于风扇环的可移动部分的轴向重新定位的装置的第一实施方式，其中重新定位由旋转运动实现；
-图4示意性地示出了根据本发明的用于风扇环的可移动部分的轴向重新定位的装置的第二实施方式，其中重新定位由直接的轴向线性运动实现；以及
-图5示意性地示出了一种装置，其用于特别地借助于轴向可移动的风扇环部分优化车辆风扇的空气流配置，所述空气流配置适于冷却特别是车辆散热器的散热器液体。
具体实施方式
在图1中，标记1表示被示出为风扇叶片2的风扇，所述风扇叶片2旨在用于特别是用于散热器液体的车辆散热器2的空气冷却，并且适于以由车辆发动机速度决定的变化的速度以基本公知的方式被驱动旋转，由此所述决定关系可以通常由所谓的可变连接度来改变。
标记2′表示冷却器，其以不连续线画出，用于车辆发动机的增压空气的冷却，标记2″表示AC冷凝器，用于与车辆空气调节装置有关的冷却。可以有另外的冷却装置，例如空气冷却的油冷却器。
标记3表示风扇罩，其在风扇的圆周方向上延伸并且适于将由风扇产生的空气流引导到并通过散热器，所述空气由所述风扇吸入。风扇在其中为受迫气流类型的配置也是可以想到的。
标记4表示在风扇的圆周方向上延伸的风扇环，其与风扇罩空气流连接并且适于改变风扇从所述风扇环凸出的轴向凸出度。
为此，所述风扇环优选地包括固定部分5和部分6，所述固定部分5与指向且优选地邻近所述风扇罩的风扇环的部分邻近，所述部分6可以相对于所述固定部分移动，以便于通过在风扇的轴向方向1′上重新定位来改变从所述风扇环凸出的风扇的部分7的轴向尺寸、即改变风扇相对于风扇环凸出的凸出度，由此所述风扇从所述风扇环凸出距离a。
所述凸出度构成了风扇的空气流(或流量)配置的一部分并且表示可获得的参数，所述参数用于改变由不同速度的风扇给予的空气流速度，并且由此基于车辆的各个运行参数根据需要优化空气流配置，所述运行参数例如为：
-风扇的速度；
-车辆(由车辆的运动产生的气流)的速度；
-对来自散热器的冷却的散热器液体的需要；
-对发动机的冷却的增压空气的需要；
-对AC冷凝器的需要；
-对EGR冷却的需要；
-对齿轮箱油冷却的需要；
-等等。
关于用于散热器液体的散热器2和用于增压空气的冷却器2′，针对一定的速度，优化的空气流(空气的质量流)针对用于散热器液体的散热器2和用于增压空气的冷却器2′是不同的，因为这两个冷却装置特别地在位置、尺寸等上是不同的，这特别地意味着在风扇的一定速度下，空气流配置的优化可以针对冷却的散热器液体响应于对该液体的大量需要而完成，或者可以针对冷却的增压空气响应于对该空气的大量需要而完成，或者可以针对需要的结合、即对冷却的水的虽然不是最大但却是一定的需要以及对冷却的增压空气的虽然不是最大但却是一定的需要的结合而完成。
所述优化主要基于由不同速度的风扇提供的空气流，为此，针对不同的速度，获得了优选地基于经验确定的风扇的凸出度与来自于风扇的空气流之间的关系，以作为优化的基础。
与考虑到两个冷却装置的优化空气流的以上所述的背景技术相反的是，针对两个冷却装置2、2′，风扇的凸出度与空气流之间的关系相应地必须针对风扇的不同的速度来确定，优选地基于经验确定。
特别地为了执行所述优化，存在例如呈车辆的中央控制单元形式的控制单元8(图5)，其被连续地供给由箭头8′表示的大量的车辆运行数据，包括风扇速度、发动机速度、发动机功率输出、冷却剂温度等等。
所述控制单元包括针对风扇不同速度的风扇的凸出度与来自风扇的空气流之间的呈所述优选地基于经验确定的形式的关系的信息，所述信息用于根据需要以受控的方式基于接收到的运行参数和运行状态进行的在当前的速度下的空气流配置的优化。
为了通过风扇环的可移动部分的轴向运动实现所述空气流配置，存在装置9，其基于来自于所述控制单元的用于所述优化的控制信号8″进行自动轴向重新定位(图5)。
所述用于自动轴向重新定位的装置可以是电动的、液压的、机电的、气动的或者其它适合的类型或者适合类型的结合。
可以想到用于实现可移动风扇环部分的重新定位的多种解决方案。根据一个方案(图3)，所述重新定位预定为通过所述可移动部分相对固定部分的旋转实现，如在图中示意性地示出出的那样。根据另一个方案(图4)，所述重新定位预定为通过风扇环的可移动部分相对固定部分的直接轴向重新定位实现，如图中示意性地示出出的那样。
该方法还有根据本发明的装置的功能已在上面大概充分并完全地说明。
通过风扇环的可移动部分、以使得风扇从所述风扇环凸出的凸出度变化从而改变由特定风扇速度下的风扇提供的空气流的方式，冷却风扇的空气流配置由此被确定和控制。以这种方式，所述空气流可以适应于当前的冷却需要，从而可以实现优化。
还可以指出的是，凸出(风扇凸出)度被改变以使得在所需的运行点处或在特定的运行状态下，针对每个风扇速度，风扇效率被最大化。
在合适的情况下，所述控制还包括，风扇速度优选地由对散热器液体冷却装置以及其它相关热交换器的冷却需要确定的冷却空气的需要控制。
在关于散热器液体需要最大冷却的情况下，空气流配置被优化以使得用于散热器液体的散热器2经受最大冷却并且空气流配置因此被优化。这样的运行状态在由减速器制动期间会产生，其需要对散热器液体有高的冷却能力。
在需要对散热器液体和增压空气都有高的冷却能力的情况下，所述空气流配置被优化以使得散热器2和冷却器2′被尽可能地冷却并且空气流配置因此被优化。这种运行状态会出现在从发动机输出(offtake)高功率的时候。
在需要对增压空气有高的冷却能力的情况下，所述空气流配置被优化以使得冷却器2′被尽可能地冷却并且空气流配置因此被优化。
如以上提到的那样，可以将对冷却的更周全、复杂和完全的需要采纳为控制基础。
基于定义当前运行状态和相应冷却需要的参数值的连续供给，运行优化因此由控制单元实现。
以上通过优选实施方式和实施方式示例对本发明进行了描述。
在不脱离本发明的基本原理的情况下当然可以想到更多的实施方式还有较小的修改和添加。
因此可以想到风扇环的固定部分与可移动部分之间的螺旋形的、例如为螺丝锥形的连接。还可以想到类似于卡口插座装置的配置。
因此，本发明并不认为局限于以上所指出的实施方式，而是在其由所附的权利要求指出的范围内可以变化。

Claims (20)

1.一种借助于机动车辆的冷却风扇的空气流配置控制冷却的方法，其中至少一个冷却装置通过特别是所述风扇产生的空气流进行空气冷却，所述冷却装置例如为用于散热器液体的散热器和用于发动机的增压空气的冷却器，所述方法包括通过所述风扇从在所述风扇的圆周方向上延伸的风扇环凸出的凸出度来确定所述空气流配置的步骤，所述风扇环优选地与风扇罩空气流联通，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
-通过所述风扇环(4)的可移动部分(6)在所述风扇(1)的轴向方向(1′)上的重新定位从而通过所述凸出度(a)以根据需要受控制的方式优化所述空气流配置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括基于例如以下参数中的至少一个进行连续优化的步骤：
-所述风扇的速度；
-所述车辆(由所述车辆运动产生的气流)的速度；
-对来自散热器的冷却的散热器液体的需要；
-对用于发动机的冷却的增压空气的需要；
-对AC冷凝器的需要；
-对EGR冷却的需要；
-对齿轮箱油冷却的需要。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
-针对由所述风扇(1)提供的空气流进行优化。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述方法包括借助于控制单元(8)执行所述优化的步骤，所述控制单元(8)例如为车辆的中央控制单元。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，所述方法包括向所述控制单元(8)提供关于表示空气流和风扇速度的关系的信息的步骤，所述空气流由所述风扇根据所述可移动风扇环部分(6)的轴向位置提供。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法包括基于经验确定所述关系的步骤。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括基于控制信号(8″)自动地在轴向上重新定位所述风扇环的所述可移动部分(6)的步骤，所述控制信号(8″)来自所述控制单元以用于执行所述优化。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括基于从车辆发动机输出的功率根据需要控制所述优化的步骤。
9.一种借助于机动车辆的冷却风扇的空气流配置控制冷却的装置，其中用于散热器液体的散热器和用于发动机的增压空气的冷却器适于通过特别是所述风扇产生的空气流进行空气冷却，所述空气流配置被设定为通过所述风扇从在所述风扇的圆周方向上延伸的风扇环凸出的凸出度实现，其特征在于，所述空气流配置适于通过所述风扇环(4)的可移动部分(6)在所述风扇(1)的轴向方向(1′)上的重新定位从而通过所述凸出度(a)以根据需要受控制的方式被优化。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述风扇环与邻近用于散热器液体的所述散热器(2)的风扇罩空气流联通。
11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，根据需要受控制的所述优化被设定为基于例如以下参数中的至少一个被连续地执行：
-所述风扇的速度；
-所述车辆(由所述车辆运动产生的气流)的速度；
-对来自散热器的冷却的散热器液体的需要；
-对用于发动机的冷却的增压空气的需要；
-对AC冷凝器的需要；
-对EGR冷却的需要；
-对齿轮箱油冷却的需要。
12.根据权利要求9、10或11所述的装置，其特征在于，所述优化涉及由所述风扇提供的空气流。
13.根据权利要求9、10、11或12所述的装置，其特征在于，存在用于所述优化的控制单元(8)，其例如为车辆的中央控制单元。
14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述控制单元(8)包括关于表示空气流和风扇速度的关系的信息，所述空气流由所述风扇根据所述可移动风扇环部分(6)的轴向位置提供。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述信息基于经验被确定。
16.根据权利要求13、14或15所述的装置，其特征在于，所述装置包括装置(8)，所述装置(8)用于基于控制信号(8″)自动地在轴向上重新定位所述可移动风扇环部分(6)，所述控制信号(8″)来自所述控制单元以用于执行所述优化。
17.根据权利要求13、14、15或16所述的装置，其特征在于，所述控制单元适于基于车辆发动机输出的功率根据需要控制所述优化。
18.根据权利要求9-17中任一项所述的装置，其特征在于，所述风扇环包括固定部分(5)和可移动部分(6)，所述风扇环经由所述固定部分(5)优选地邻近风扇罩(3)，所述可移动部分(6)优选地被布置为相对于所述固定部分可伸缩并且适于通过轴向重新定位改变所述风扇从风扇环凸出的部分(7)。
19.根据权利要求9-18中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括装置(9)，所述装置(9)用于通过可移动环部分的直接轴向重新定位或通过可移动环部分关于风扇环的轴向(1′)的旋转而产生所述风扇环的可移动部分(6)的轴向重新定位。
20.一种机动车辆的发动机，所述机动车辆例如为卡车或公共汽车，其特征在于，存在根据权利要求9-19中任一项所述的装置，以用于散热器液体和发动机增压空气的冷却。
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