CN102128074A - 车辆装置及其运转方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种位于由内燃发动机驱动的车辆的前端区域的装置，包含分隔设置的两个热交换器，两个热交换器设置于产生风扇气流的风扇的上游，其特征在于，可调节气流导引装置设于风扇的上游，气流导引装置允许在两个热交换器之间可变地分配风扇气流。本发明的优点在于其带有热交换器和风扇，这样其能够比现有技术的装置更好地响应热交换器的瞬时冷却要求。

Description

车辆装置及其运转方法
【技术领域】
本发明涉及位于由内燃发动机驱动的车辆前端区域的装置。本发明还涉及运转这种装置的方法。
【背景技术】
内燃发动机具有汽缸体和汽缸盖，其彼此连接以形成独立的汽缸，即燃烧室。汽缸盖总体上用于固定配气机构。在排气和填充循环过程中，燃烧气体经由排气口排出并且填充燃烧室，即新鲜混合气体或新鲜气体经由进气口被吸入。为了控制排气和填充循环，在四冲程发动机内用作为控制元件的气门使用提升气门，其在内燃发动机的运转期间执行往复冲程运动并且这样打开并关闭进气口和排气口。移动气门所需的气门驱动机构(包括阀门自身)被称为气门机构。
中冷器通常设置在内燃发动机的进气侧。中冷器降低引入的新鲜气体或引入的新鲜混合物的温度并且因此增加了用于汽缸的新鲜充气的密度。这样，较冷却的充气导致更好地将空气或新鲜混合物填充进燃烧室内。强制进气内燃发动机通常装备有中冷器，尽管大体上也能够在自然吸气发动机上提供中冷器。
通过中冷器冷却充气主要用于增加内燃发动机的动力。燃烧过程所需的空气由于冷却而被压缩，从而使得其能够在每个运转循环为每个汽缸供应更多质量的空气。因此能够增加燃料质量以及平均压力。
而且，通过充气冷却降低新鲜充气的温度导致在内燃发动机上的低热应力以及排气内的低浓度的氮氧化物(即减少的氮氧化物排放)。
内燃发动机总体上对充气冷却运转的边界条件的变化的响应非常敏感。因此，即使是温度和/或通过中冷器导引的空气质量的非常小的变化也能够导致来自内燃发动机的可用功率(即可用扭矩)相对较大的波动。
在强制进气内燃发动机的情况下该问题特别明显，其中充气冷却影响已经在空气进入燃烧室之前压缩的燃烧气体(即高密度空气)。
除了中冷器，内燃发动机或发电机通常具有热交换器，特别是冷却装置。
在燃烧期间通过燃料的放热化学转化释放的热量部分经由界定燃烧室的壁通过汽缸盖和汽缸体，以及部分经由排气流通过邻近部件和环境消散。为了限制发动机上的热应力，引入至汽缸盖和汽缸体的一些热量必须再次从汽缸盖或汽缸体去除。通过辐射和热传导从内燃发动机的表面消散至环境中的热量并不足以有效冷却，因此总体上通过强制对流来特意产生冷却。
大体上，可以空气冷却系统或液体冷却系统来实施该“发动机冷却系统”。在空气冷却的情况下，内燃发动机设有吹风机，通过引导流过汽缸盖或汽缸体的空气带走热量。
相反，液体冷却要求内燃发动机或汽缸盖装备有冷却套，即提供运载冷却剂穿过汽缸盖的冷却剂管道，并且这需要以复杂结构设计汽缸盖。在这种情况下，汽缸盖的强度(其承受高机械应力和热应力)一方面由于引入冷却剂管道受到减弱。另一方面，在空气冷却的情况下，不需要将热量首先传导至汽缸盖的表面以便消散。热量被传送至汽缸盖自身内的冷却剂(总体上为含有添加剂的水)。在这里，通过设置在冷却回路内的泵传送冷却剂，使得其在冷却套内循环。这样，释放至冷却剂的热量从汽缸盖内消散并且再次从热交换器内的冷却剂去除。
由于液体比空气具有更高的热容，通过液体冷却能够比通过空气冷却消散多得多的热量。
在燃烧期间通过燃料的放热化学转化释放的热量不仅消散至邻近燃烧室的壁、排气流和可能的发动机冷却剂消散，并且可能部分消散至发动机机油。为了保持在最大可允许机油温度内，经由油底壳由于热传导和自然对流的热消散通常不充分，使得需要提供机油冷却器。
当代内燃发动机越来越多地装备排气再循环系统(EGR)。排气再循环(即排气从内燃发动机的排气侧再循环至内燃发动机的进气侧)被认为有利于符合未来的排放限制，特别是对氮氧化物排放的限制。由于形成氮氧化物不仅需要过量的空气还需要高温，一个用于减少氮氧化物排放的方法在于使用具有较低燃烧温度的燃烧过程(即燃烧方法)，其中排气再循环为降低温度的一个方法。
随着排气再循环速度增加，氮氧化物排放能够显著地减少。排气再循环率xEGR由下面的公式确定：
xEGR＝mEGR/(mEGR+mFrischluft)
其中mEGR为再循环排气质量并且mFrischluft为供应的新鲜空气或充气(如果需要可为压缩的)。
在柴油发动机的情况下，排气再循环也适合在部分负荷范围下减少未燃烧的碳氢化合物排放，在火花点火发动机的情况下，其适合用于通过减少节气损失来降低燃料消耗。
为了实现显著减少氮氧化物排放，需要高排气再循环率，并且这些能够为xEGR≈50％to 70％。
为了实现高循环率，冷却将要被再循环的排气(例如通过冷却压缩排气)是必要的以增加再循环排气的密度。因此，内燃发动机必须装备有额外的冷却装置以便冷却将被再循环的排气。
可提供额外的冷却器以冷却自动变速器内的变速器机油和/或冷却液压液，特别是液压机油(其在液压运转调节装置的情况下或动力转向的情况下使用)。
一种以中冷器对运转边界条件的变化的类似敏感度响应的热交换器为空调系统的空调冷凝器，其总体上以冷却蒸发过程运转。
供应至乘客厢的气流温度在其绕蒸发器流过时被降低，其中通过流穿过蒸发器里面的制冷剂(其自身在这个过程中蒸发)从气流中去除热量。这样已经蒸发的制冷剂的压力随后(例如在下游通过压缩器)被提升至较高水平，在这个水平下其能够将热量释放至空调冷凝器内的环境空气。在液化的制冷剂重新进入蒸发器以形成制冷回路之前，制冷剂穿过收集器以及膨胀阀用于降低压力水平。
为了即使在静止(例如当车辆静止)时或在车辆速度很低时也仍给冷却系统的热交换器提供足够大量的空气，当代机动车辆的冷却系统驱动装备有大功率风扇马达，其驱动或输送旋转至风扇叶轮。风扇马达总体上为电动运转并且大体上能够在任何运转点辅助将热量传递至热交换器。
根据现有技术，通过功率电子器件(其允许连续可变地控制风扇)或中继电路(其执行多种负荷或或风扇的旋转速度)控制这种风扇马达。
在下面的描述中，将使用敏感的热交换器(即中冷器和空调冷凝器)作为示例更详细地说明将单个热交换器位于前端区域并且彼此相对设置的问题。
大体上，中冷器和空调冷凝器能够彼此串行或并行设置。风扇和挡板(在合适时)的设置确定是否需要通过风扇辅助传递热量以及需要辅助的程度。
根据现有技术，中冷器和空调冷凝器在车辆的前端区域间隔设置，空调冷凝器通常基于与车辆的前向运动相反引导的空气流设置在中冷器的下游。为了辅助在两个热交换器内的热传递，风扇设在空调冷凝器下游，优选地向两个热交换器供应或施加强制气流。
空调冷凝器和中冷器通常垂直于车辆的纵轴偏移设置。结果，热交换器均至少部分通过进入前端区域的空气直接作用。
然而，由于前端区域内非常有限的空间状况，两个热交换器通常在投影至垂直于空气流的平面上或多或少地重合。因此，中冷器至少部分与空调冷凝器重合，结果已经在中冷器内预热的空气至少占流穿过空调冷凝器的空气的一部分并且这应该认为不利于热传递。作为替代，引导穿过中冷器的空气能够通过挡板被引导穿过空调冷凝器，但这会减少穿过冷凝器的空气质量，随着使用预热空气逐渐减少热传递。
设置中冷器和空调冷凝器的装置的缺点在于，由于车辆前端区域内的气流和两个热交换器和风扇的装置(一旦选择)的静态引导，迎面气流和穿过气流状况在整个工况点是相同的。
在这一点上，对由中冷器和/或空调冷凝器在特定瞬间实际需要的冷却要求仅有受限的响应，即经由同时增加或减少在两个热交换器内的热传递通过驱动风扇马达执行多种负荷或风扇的旋转速度。因此，在热交换器内控制过热传递是非常有限的。单个部件的基本设置已经确定哪一个热交换器从风扇接受辅助热传递(即接接受受优先处理)并且至何种程度。
位于车辆前端区域内并且特别是彼此相对设置的中冷器和空调冷凝器总是需要依照现有技术作出妥协，因为两个热交换器的热传递的最佳设置是不可能的。
例如，在加速或爬坡期间发生的这种高负荷，中冷器必须消散相当大量的热以去除来自燃烧气体的相当大量的热，并且这是以仅新鲜空气(尚未预热)流穿过后者的方式将中冷器设置在空调冷凝器上游以及特别地通过中冷器辅助热传递的方式设置风扇的原因。
另一方面，当外部温度高时(例如在夏季)，空调冷凝器必须从空调系统的制冷剂去除较大量热量。这可以解释对空调冷凝器的优化设置(即以为中冷器所描述的方式)。
【发明内容】
本发明的目的在于提供可用的装置，其带有热交换器和风扇，这样其能够比现有技术的装置更好地响应热交换器的瞬时冷却要求。
本发明的其它部分目的在于指示运转这种装置的方法。
本发明的第一部分目标由一种位于由内燃发动机驱动的车辆的前端区域的装置来实现，其包含分隔设置的两个热交换器，两个热交换器设置于产生风扇气流的风扇的上游，其中可调节气流导引装置设于风扇的上游，气流导引装置允许在两个热交换器之间可变地分配风扇气流。
根据本发明，包含热交换器和风扇的装置额外地装备有可调节气流导引装置。结果，前端区域内的气流的导引不在为静态。相反，在本例中在两个热交换器处的迎面气流和穿过气流状况可以改变，并且在本例中能够可变地分配热交换器之间的风扇气流。
尽管多个部件彼此相对的初始不可变设置，能够通过驱动流量导引装置响应单个热交换器的变化的冷却要求，并且能够比通过单个风扇的驱动的现有技术在较大的范围内并且更有选择性地实现。
因此，能够通过改变风扇气流的分配以增加一个热交换器的热传递，并且同时减少另一热交换器的热传递。这意味着如果内燃发动机的瞬时运转或边界条件需要时，根据本发明的装置能够侧重两个热交换器中的一个并且增加该热交换器的热传递。
这实现了本发明的第一目的，即通过能够比现有技术的装置更好地响应热交换器的瞬时冷却要求来可实现根据本发明的装置。
结合本发明论述了该装置的多个有利实施例。
在中冷器形成第一热交换器并且空调冷凝器形成第二热交换器的装置的实施例是有利的。
如上所述，中冷器和空调冷凝器均为热交换器，其极其敏感地响应工况的改变。而且，中冷器和/或空调冷凝器所需的冷却要求能够较大地改变，并且这要求极其灵活地控制热传递。
在由于例如急加速或爬陡坡的高负荷下，中冷器必须在有限的时间内散发大量的热。对该应用的装置作较大配置是不值得的。
仅考虑到通过位于前端区域内的中冷器的合适的配置满足需求曲线不利于实现该目的，因为其完全忽略了其它热交换器(特别是空调冷凝器)的需求曲线。
在这种背景下必须特别考虑的一个因素在于当外部温度较高时空调冷凝器处需要增加的冷却要求。这相应地会要求将空调冷凝器设置于有利于热传递的位置。
因此，特别是以本发明说明的方式设置的这两个热交换器特别有利于通过改变风扇气流的分配-通过驱动气流导引装置(即当需要时通过增加穿过合适的热交换器的空气流量)响应中冷器和/或空调冷凝器的冷却要求的主要变化。
在两个热交换器沿车辆的纵轴分隔设置的的装置的实施例中，空调冷凝器设置在风扇的上游，并且中冷器设置在空调冷凝器的上游是有利的。
基于部分重合，流进前端区域的空气至少部分直接地作用于并且流穿过两个热交换器。如果中冷器与空调冷凝器部分重合，已经在中冷器中预热的空气也可流穿过空调冷凝器。
将两个热交换器以及风扇沿车辆的纵轴设置是可取的，原因在于与流量连接并且也根据前端区域内的有效封装。在这里，当部件如同其串联在虚拟管道内一样。
可调节气流导引装置设于中冷器下游(从而使得能够控制导引穿过中冷器的风扇气流的大小)的装置的实施例是有利的。
根据本发明的实施例，通过调节气流导引装置改变(例如控制)穿过中冷器的风扇气流实现两个热交换器之间的风扇气流的可变分配。
根据该装置，整个风扇气流用于在两个热交换器的装置中辅助热传递，减少穿过中冷器的风扇气流的分数会导致增加穿过空调冷凝器的风扇气流的分数，反之亦然。
在这一点上，直接地改变分配至中冷器的风扇气流的分数也导致穿过空调冷凝器的风扇气流分数上的变化，从而最终影响两个热交换器之间的风扇气流的分配。
两个热交换器沿垂直于车辆的纵轴偏移设置的装置的实施例是有利的，特别是中冷器形成第一热交换器并且空调冷凝器形成第二热交换器。
装备如本发明说明的可调节气流导引装置的装置使得其需要将热交换器彼此相对偏移设置。前端区域内的空间条件能够同样需要热交换器的这种设置。
然而，两个热交换器的偏移设置也能够有利于实现避免或减少在气流方向上两个热交换器之间的重合。
这相对于热交换器串联设置的装置具有优点，其中第一热交换器与第二热交换器(可能完全)重合，并且已经在第一热交换器内预热的空气随后流穿过第二热交换器(可能单独地穿过该热交换器)。
由于前端区域内非常有限的空间，两个热交换器通常具有或多或少的重合。因此，已经预热的空气至少占流穿过位于下游的热交换器的空气的一部分，除非根据本发明的装置的可调节空气导引装置以如下方式设置并且切换，其中导引穿过位于上游的热交换器的空气被导引穿过位于下游的第二热交换器。毫无疑问地，这避免了已经预热的空气流穿过第二热交换器的情况。同时，减少了导引穿过第二热交换器的空气质量，并且这同样减少了热传递。
出于上述原因，两个热交换器在车辆的纵轴方向上的投影具有部分重合的装置的实施例是有利的，特别是在中冷器形成第一热交换器并且空调冷凝器形成第二热交换器的情况下。
如果中冷器形成第一热交换器并且空调冷凝器形成第二热交换器，在风扇和空调冷凝器之间设有第三热交换器的装置的实施例是有利的。第三热交换器优选地为能够比空调冷凝器转化更大量的热和/或比冷凝器(其仅有利于舒适性)具有大得多的能力以作用内燃发动机的热交换器。例如发动机散热器(例如液体冷却系统的热交换)能够设置为第三热交换器。
提供额外的热交换器的装置的实施例根本上是有利的。
额外的热交换器能够例如为变速器油冷却器、机油冷却器、EGR冷却器或用于冷却液压液的冷却器。
可调节气流导引装置采用能够两级、多级或连续切换的方式的装置实施例是有利的。公认地，气流导引装置的实施例越灵活，该导引装置的成本(特别是控制成本)变得越大。然而，另一方面，两个热交换器之间的风扇气流的分配范围增大，连续可调节风扇气流或连续可变分配特别有利。
气流导引装置能够通过电、液压、空气、机械或电磁控制，优选地通过马达控制。
如果中冷器形成第一热交换器并且空调冷凝器形成第二热交换器，调节气流导引装置采用能够两级切换的方式的装置实施例是有利的，在可调节气流导引装置的第一切换位置下中冷器经由通道开口连接至风扇，结果风扇气流至少也流穿过中冷器，并且当通道开口关闭时处于第二切换位置下，中冷器与所述风扇隔离。
在这里，风扇气流的分配是重要的以使得风扇气流或者根据第二切换位置只是流穿过空调冷凝器或者流穿过所有的热交换器。
通过提供挡板，能够对穿过热交换机施加进一步的控制，特别是以在第一切换位置导引穿过中冷器的空气穿过空调冷凝器的方式。使用的挡板也能够看作为属于气流导引装置。
彼此相对设置的两个热交换器和气流导引装置确定导引穿过中冷器并且因此而预热的空气是否在第一切换位置也流穿过空调冷凝器，即被引导穿过后者。
在可调节气流导引装置包含枢转翼板的装置的实施例是有利的，枢转翼板在第一切换位置打开通道开口并且在第二切换位置关闭通道开口。
在可调节气流导引装置包含滑板的装置的实施例是有利的，滑板在第一切换位置打开通道开口并且在第二切换位置关闭通道开口。
如果中冷器形成第一热交换器并且空调冷凝器形成第二热交换器，气流导引装置采用能够多级切换的方式从而使得能够根据其大小以多级改变导引穿过中冷器的风扇气流的装置实施例也是有利的。
如果中冷器形成第一热交换器并且空调冷凝器形成第二热交换器，气流导引装置采用能够连续可调的方式从而使得能够根据其大小以连续地改变导引穿过中冷器的风扇气流的装置实施例是更利的。
在刚提及的两个实施例中，可调节气流导引装置能够包含枢转翼板或滑板，其随后以能够以多级调节或连续调节的方式实施。
通过气流导引装置的设计和热交换器彼此相对的设置引能够确定在第一切换位置穿过中冷器并且因此被预热的空气是否也流穿过空调冷凝器。
如果中冷器形成第一热交换器并且空调冷凝器形成第二热交换器，根据上文所述，气流导引装置包含取决于翼板的枢转位置打开风扇和中冷器之间的通道开口至更大或更小的程度的连续枢转翼板的装置实施例是特别有利的。
本发明的第二部分目的(即提供用于运转如上所述的类型的装置的方法)由用于调节中冷器形成第一热交换器并且空调冷凝器形成第二热交换器的装置的气流导引装置的方法来实现，其中，
在第一步骤中，确定由于车辆运动造成的冲击空气流；
在第二步骤中，确定中冷器所需的冷却能力；及
在第三步骤中，如果冲击空气流足以提供中冷器所需的冷却能力，则通过驱动可调节气流导引装置停止导引穿过中冷器的风扇气流。
关于对依照本发明的装置作出的说明也适用于依照本发明的方法，原因在于这里参照上述说明。
根据依照本发明的方法，如果不需要通过风扇支持中冷器的热传递(即通过风扇气流对充气进行额外地冷却)则通过驱动可调节气流导引装置停止导引穿过中冷器的风扇气流。因此，可能导引全部风扇气流至空调冷凝器，出于舒适性的原因是有利的。
两个变量用于决策的基础，其在前两个步骤中确定。在这里，冲击空气流代表能够在车辆运动时在中冷器处取得的冷却能力。在第三步骤中，将由于相对风速在中冷器处的可用冷却能力与所需冷却能力(即中冷器所需的冷却能力)相比较。
在如果冲击空气流不足以提供中冷器所需的冷却能力则确定空调冷凝器所需的冷却能力的方法的实施例是有利的，其中如果在空调冷凝器处瞬时提供的冷却能力超过空调冷凝器所需的冷却能力，则通过驱动可调节气流导引装置增加导引通过中冷器的风扇气流。
根据该方法的变形，仅在空调冷凝器允许的工况下通过驱动可调节气流导引装置来增加导引穿过中冷器的风扇气流(如果需要的话)。
在所考虑的方法的变形的背景下，空调冷凝器优先热传递。如果空调冷凝器所需的冷却能力高于在空调冷凝器提供的瞬时冷却能力，则不增加导引穿过中冷器的空气流量，即使冲击气流不足以提供中冷器所需的冷却能力。
根据该方法的进一步发展的变形是有利的，其中如果空调冷凝器所需的冷却能力超过在空调冷凝器处瞬时提供的冷却能力，则通过驱动可调节气流导引装置减少导引通过中冷器的风扇气流。
【附图说明】
通过说明性的实施例并结合附图1至3详细描述了本发明。
图1显示了第一实施例装置的侧面示意图。
图2显示了第二实施例装置的侧面示意图。
图3显示了第三实施例装置的侧面示意图。
附图标记
1装置
2第一热交换器
2a中冷器
3第二热交换器
3a空调冷凝器
4风扇
4a风扇叶轮
4b风扇轴
5空气流、风扇气流
6气流导引装置
7车辆的纵轴
8第三热交换器
9发动机散热器
10通道开口
11枢转翼板
12枢轴
13挡板
【具体实施方式】
图1显示了第一实施例装置1的侧面示意图，该装置为经常设置在由内燃发动机驱动的车辆的前端区域的类型。
装置1包含三个热交换器2、3、8。中冷器2a形成第一热交换器2，空调冷凝器3a形成第二热交换器3，并且发动机散热器9形成第三热交换器8。热交换器2、3、8沿车辆的纵轴7间隔设置。
装置1还装配有风扇4，其辅助由对流引起的热传递并且也在车辆静止时维持热传递。风扇4(其具有绕着风扇轴4b旋转的风扇叶轮)产生风扇气流5，在这个例子中气流的主要方向与车辆的纵轴7对齐并且用箭头识别。
单个部件相对于彼此的设置如下：全部的三个热交换器2、3、8均设置在产生空气流5的风扇4的上游，空调冷凝器3a设置在风扇4的上游，并且中冷器2a设置在空调冷凝器3a的上游。第三热交换器8(即发动机散热器9)设在风扇4和空调冷凝器3a之间。
中冷器2a和空调冷凝器3a垂直于车辆的纵轴7偏移设置。当投影至垂直于车辆的纵轴7的平面内时，它们具有部分重合。
可调空气导引装置6设在风扇4的上游，其允许在热交换器2、3、8之间可变地分配风扇气流5。气流导引装置6确保热交换器2、3、8处的气流状况不为静止而能够变化。
根据图1中说明的实施例，可调节气流导引装置6安装在中冷器2a的下游并且配置为能够控制导引穿过中冷器2a的风扇气流5的大小。
出于该目的，可调节气流导引装置6具有翼板11，其能够绕轴12枢转并且取决于翼板11的枢转位置打开或关闭通道开口10至较大或较小程度。连续可调节翼板11确保能够改变导引穿过中冷器2a的风扇气流5的大小。中冷器2a或者经由通道开口10连接至/流体连接至风扇4结果风扇气流5也流穿过中冷器2a，或者当通道开口10关闭时中冷器2a独立于风扇4并因此独立于风扇气流5结果全部的风扇气流5穿过空调冷凝器3a和位于下游的发动机散热器9。
分配风扇气流以使得风扇气流5或者穿过所有的三个热交换器2、3、8或者仅穿过空调冷凝器3a和位于下游的发动机散热器9。
当通道开口10打开时，导引穿过中冷器2a并且因此被加热的空气通过挡板13被导引通过空调冷凝器3a并且直接至发动机散热器9。
通过图1中的示例显示两个终止位置(即翼板11的停止位置)。实线显示当通道开口10全开时的翼板11的位置，而虚线指示当通道开口10关闭时翼板11的位置。取决于翼板位置气流箭头的线为实线或虚线以便使得合适的气流箭头与特定翼板位置相关联。
参考图2和3如下所述，当通道开口10打开固定时通过气流导引装置6和挡板13的设计和设置确定被导引穿过中冷器2a并且因此流穿过空调冷凝器3a和发动机散热器9被预热的空气的程度。
图2显示了第二实施例的装置1的侧面示意图。将仅论述与图1中说明的实施例的不同，因此其它方面参考图1。相同的附图标记用于相同的部件。
相较于图1中说明的实施例，根据图2空调冷凝器3a和发动机散热器9完全重合，并且翼板11枢轴连接至空调冷凝器3a，而不是如图1中的发动机散热器9。
当通道开口10打开时，导引穿过中冷器2a并且从而被预热的所有空气也流穿过空调冷凝器3a并随后穿过位于下游的发动机散热器9。由于翼板11的枢轴连接位置的改变，当通道开口10打开时导引穿过中冷器2a的空气不再可能部分被导引通过空调冷凝器3a，而是全部风扇气流5必须穿过空调冷凝器3a。根据相关原理，不提供挡板用于旁通过空调冷凝器3a的目的。
图3显示了第三实施例的装置1的侧面示意图。将仅论述与图1中说明的实施例的不同，因此其它方面参考图1。相同的附图标记用于相同的部件。
相较于图1中说明的实施例，图3中说明的装置1内的翼板11未枢轴连接至发动机散热器9，而是位于发动机散热器9下游的平面内。在这个例子中，挡板3不仅覆盖空调冷凝器3a，而且也覆盖发动机散热器9。
由于翼板11的枢轴连接位置的改变和挡板13的类型的差别，当通道开口10打开时在中冷器2a中已经预热的空气通过挡板13被引导通过空调冷凝器3a和发动机散热器9，即通过位于下游的热交换器3、8。

Claims (17)

1.一种位于由内燃发动机驱动的车辆的前端区域的装置，包含间隔设置的两个热交换器、所述两个热交换器设置于产生风扇气流的风扇的上游，其特征在于，可调节气流导引装置设于所述风扇的上游，所述气流导引装置允许在所述两个热交换器之间可变地分配风扇气流。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，中冷器形成所述第一热交换器，并且空调冷凝器形成所述第二热交换器。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述两个热交换器沿所述车辆的纵轴分隔设置，所述空调冷凝器设置在所述风扇的上游，并且所述中冷器设置在所述空调冷凝器的上游。
4.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述可调节气流导引装置设于所述中冷器的下游，因此使得能够控制导引穿过所述中冷器的风扇气流的大小。
5.如前述权利要求所述的装置，其特征在于，所述两个热交换器沿垂直于所述车辆的纵轴偏移设置。
6.如前述权利要求所述的装置，其特征在于，所述热交换器在所述车辆的所述纵轴方向上投影部分重合。
7.如权利要求2至6所述的装置，其特征在于，第三热交换器设在所述风扇和空调冷凝器之间。
8.如前述权利要求所述的装置，其特征在于，设有额外的热交换器。
9.如权利要求2至8所述的装置，其特征在于，所述可调节气流导引装置采用能够两级切换的方式，在所述可调节气流导引装置的第一切换位置下所述中冷器经由通道开口连接至所述风扇使得所述风扇气流至少也流穿过中冷器，并且当所述通道开口关闭时处于第二切换位置下，所述中冷器与所述风扇以及风扇气流隔离。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述可调节气流导引装置包含枢转翼板，所述枢转翼板在所述第一切换位置打开所述通道开口并且在第二切换位置关闭所述通道开口。
11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述可调节气流导引装置包含滑板，所述滑板在所述第一切换位置打开所述通道开口并且在所述第二切换位置关闭所述通道开口。
12.如权利要求2-8所述的装置，其特征在于，所述气流导引装置采用能够多级切换的方式，因此使得能够多级改变导引穿过所述中冷器的所述风扇气流的大小。
13.如权利要求2-8所述的装置，其特征在于，所述气流导引装置采用连续可调节的方式，因此使得能够多级改变导引穿过所述中冷器的所述风扇气流的大小。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述气流导引装置包含连续枢转翼板，取决于所述翼板的枢转位置，所述翼板打开在所述风扇和所述中冷器之间的通道开口至更大或更小程度。
15.一种用于调节如权利要求2至14所述的装置的气流导引装置的方法，其特征在于，
在第一步骤，确定由于所述车辆运动造成的冲击空气流；
在第二步骤，确定所述中冷器所需的冷却能力；及
在第三步骤，如果所述冲击空气流足以提供所述中冷器所需的所述冷却能力，则通过驱动所述可调节气流导引装置停止导引穿过所述中冷器的所述风扇气流。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，如果所述冲击空气流不足以提供所述中冷器所需的所述冷却能力，则确定所述空调冷凝器所需的所述冷却能力；
如果在所述空调冷凝器处瞬时提供的所述冷却能力超过所述空调冷凝器所需的所述冷却能力，则通过驱动所述可调节气流导引装置增加导引通过所述中冷器的风扇气流。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，
如果所述空调冷凝器所需的所述冷却能力超过在所述空调冷凝器处瞬时提供的所述冷却能力，则通过驱动所述可调节气流导引装置减少导引通过所述中冷器的风扇气流。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106767086A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 潍柴动力股份有限公司 一种换热器结构
CN110630372A (zh) * 2018-06-21 2019-12-31 通用汽车环球科技运作有限责任公司 热交换器的控制系统

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104100356B (zh) * 2014-08-12 2016-08-24 苏州工业园区驿力机车科技股份有限公司 冷却装置
US20170326966A1 (en) * 2014-12-03 2017-11-16 Agco International Gmbh Heat Exchanger System
DE102015119851A1 (de) * 2015-11-17 2017-05-18 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verbrennungskraftmaschine
EP3193005B1 (en) 2016-01-15 2018-12-12 AGCO International GmbH A pre-filter system for a vehicle
FR3081784B1 (fr) * 2018-05-31 2020-05-08 Valeo Systemes Thermiques Systeme de regulation thermique destine a un vehicule electrique ou hybride

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5215044A (en) * 1991-02-11 1993-06-01 Behr Gmbh & Co. Cooling system for a vehicle having an internal-combustion engine
US5386873A (en) * 1993-06-09 1995-02-07 Ingersoll-Rand Company Cooling system for engine-driven multi-stage centrifugal compressor
US5901786A (en) * 1998-09-21 1999-05-11 Ford Motor Company Axial fan sandwich cooling module incorporating airflow by-pass features
JP2000301956A (ja) * 1999-04-19 2000-10-31 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の熱交換装置
JP2001263060A (ja) * 2000-03-16 2001-09-26 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の熱交換装置
JP2003003849A (ja) * 2001-06-20 2003-01-08 Hitachi Constr Mach Co Ltd 土木・建設機械のエンジン冷却装置
JP2005112186A (ja) * 2003-10-08 2005-04-28 Denso Corp 車両用冷却装置
DE102006045421A1 (de) * 2006-09-26 2008-04-03 Volkswagen Ag Kühlluftdurchführung durch ein Kühlerpaket in einem Fahrzeug
CN101239606A (zh) * 2007-02-05 2008-08-13 通用汽车环球科技运作公司 可变流量热交换器系统及方法
US20080257286A1 (en) * 2005-09-17 2008-10-23 Martin Harich Arrangement for Cooling an Internal Combustion Engine of a Motor Vehicle, in Particular Cooling Module

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008020310B4 (de) * 2008-04-23 2019-12-19 Audi Ag Kraftfahrzeug mit zwei Wärmetauschern

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5215044A (en) * 1991-02-11 1993-06-01 Behr Gmbh & Co. Cooling system for a vehicle having an internal-combustion engine
US5386873A (en) * 1993-06-09 1995-02-07 Ingersoll-Rand Company Cooling system for engine-driven multi-stage centrifugal compressor
US5901786A (en) * 1998-09-21 1999-05-11 Ford Motor Company Axial fan sandwich cooling module incorporating airflow by-pass features
JP2000301956A (ja) * 1999-04-19 2000-10-31 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の熱交換装置
JP2001263060A (ja) * 2000-03-16 2001-09-26 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の熱交換装置
JP2003003849A (ja) * 2001-06-20 2003-01-08 Hitachi Constr Mach Co Ltd 土木・建設機械のエンジン冷却装置
JP2005112186A (ja) * 2003-10-08 2005-04-28 Denso Corp 車両用冷却装置
US20080257286A1 (en) * 2005-09-17 2008-10-23 Martin Harich Arrangement for Cooling an Internal Combustion Engine of a Motor Vehicle, in Particular Cooling Module
DE102006045421A1 (de) * 2006-09-26 2008-04-03 Volkswagen Ag Kühlluftdurchführung durch ein Kühlerpaket in einem Fahrzeug
CN101239606A (zh) * 2007-02-05 2008-08-13 通用汽车环球科技运作公司 可变流量热交换器系统及方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106767086A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 潍柴动力股份有限公司 一种换热器结构
CN106767086B (zh) * 2016-12-30 2019-03-29 潍柴动力股份有限公司 一种换热器结构
CN110630372A (zh) * 2018-06-21 2019-12-31 通用汽车环球科技运作有限责任公司 热交换器的控制系统

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