CN102149908A

CN102149908A - 发动机冷却系统

Info

Publication number: CN102149908A
Application number: CN2009801354180A
Authority: CN
Inventors: 吉欧凡尼·韦基
Original assignee: Iveco SpA
Current assignee: Iveco SpA
Priority date: 2008-09-12
Filing date: 2009-09-09
Publication date: 2011-08-10
Also published as: EP2163744B1; EP2163744A1; ES2482994T3; WO2010029108A1; BRPI0918788A2

Abstract

本发明涉及一种发动机冷却系统（1），该系统特别但非限制性地用于普通工业车辆，其特征在于，该发动机冷却系统包括第二附加散热器（12），该附加散热器相对于冷却气流的方向、置于所述主散热器（10）下游，所述冷却气流由于所述车辆的向前运动而产生和/或由置于所述主散热器（10）后的风扇（11）产生。本发明的冷却系统允许增加约为全部热交换表面1/3的表面，这样使得系统本身的效率得到提高。而该系统结构仍然非常简单，因为系统中设置了易于安装并且很小的、数量有限的附加元件。

Description

发动机冷却系统

技术领域

本发明涉及一种发动机冷却系统，特别涉及用于一般工业车辆的发动机冷却系统，该冷却系统具有提高的热交换效率，本发明还涉及包含有该系统的车辆。

背景技术

在车辆发动机的冷却系统领域，用于空气/水热交换的散热器是公知的。水或冷却液流过发动机冷却系统然后到达散热器，并在散热器中被新鲜气流撞击，从而进行所需的热交换。

因为车辆向前运动，所述散热器在前面受到气流的撞击，为了提高热交换效率，通常在所述散热器后放置风扇，该风扇通常连接至粘性静态接头或电力发动机，以确保获得用于所需热交换的气流。

事实上，将所述风扇安装于所述散热器后面，从而不会干扰来自外部的新鲜气流，当汽车行驶时，该气流撞击所述散热器。所述风扇产生进入气流，该气流经过所述散热器并加入到由于车辆向前运动产生的、从车辆前部至车辆尾部的气流中。

工业车辆通常配备高功率发动机或中高功率发动机，故发动机过热的问题是严重的。特别是对于普通车辆而言，在较小尺寸的车辆中安装有高性能的发动机，该种车辆不允许安装具有大的热交换表面的散热器。

发动机冷却系统效率的提高会使得发动机本身的效率提高，这样的发动机可以完全利用其功率而没有过热的风险。

有两种解决方法来提高发动机冷却系统的效率。

第一种解决方法是使用性能更高的风扇，这可使风扇吸收更多的功率，从而使发动机本身消耗更多燃料。虽然这种方法可行，但是没有优点。

第二种解决方法是通过增大所述散热器的尺寸而增加热交换表面，然而这种方法不能适用于尺寸紧凑的普通车辆。在这种车辆的发动机室中，用于安放散热器的空间很小，并且实际上所述主散热器的尺寸受到车辆的整体突起的限制，不能增大。

发明内容

本发明的发动机冷却系统可解决上述问题，该发动机冷却系统特别用于普通工业车辆，包括：主散热器，至少有一个风扇，该风扇相对于其产生的气流方向位于所述散热器的后面，其特征在于，该发动机冷却系统还至少包括第二附加散热器，相对于风扇产生的气流方向，置于所述风扇的下游。

特别的，本发明的冷却系统的特征在于，所述附加散热器置于所述风扇的下游，油泵的前面，因为该附加散热器的尺寸比所述主散热器小，从而不会阻碍风扇自身产生的气流的冷却效果。

更详细的，所述附加散热器的表面优选约为主散热器表面的1/3,增加了约30%的热交换表面。

本发明特别涉及所附权利要求中所述的内容。

附图说明

参考附图，通过对优选实施例的详细说明，来进一步说明本发明，这些附图仅用于说明本发明，而不是限制本发明。

图1展示了安装于发动机上的本发明冷却系统的透视图；

图2展示了图1所示冷却系统的一部分的侧视图；

图3从不同视角展示了前面图中所示相同的冷却系统。

具体实施方式

图1展示了安装于内燃机2上的本发明的冷却系统1，特别展示了安装于普通工业车辆发动机上的冷却系统。

本发明的冷却系统包括置于车辆前部的、发动机之前的主散热器10。在所述主散热器之后设置有风扇11，该风扇适用于引导来自外部、由于车辆的向前运动产生的新鲜气流，在图1中用“气流”箭头示意图表示。所以，所述风扇11的任务是从主散热器10的前面区域吸气，并将气体导向被发动机占据的区域。由所述风扇11产生的气流的方向与由于车辆本身向前运动产生的气流的方向一致。

因此，将所述风扇置于主散热器10之后，并且基本上包含了所述散热器的全部表面。以这种方式，当与风扇相连的电力发动机或粘性静态接头（viscous-static joint）（未在图中展示）启动风扇时，由所述风扇11产生的气流经过主散热器的全部热交换表面。

根据本发明，在所述冷却系统中，附加散热器12置于风扇11后。

更具体的，所述附加散热器12优选具有比所述主散热器10更小的尺寸，从而阻止所述气流流出所述风扇11，也就是防止降低所述主散热器的热交换效率，并且该附加散热器置于所述主散热器表面的周边部分。

更详细的，根据本发明的优选实施例，所述附加散热器12的表面优选为为所述主散热器表面的1/3，并且置于所述主散热器的下部。

此外，根据附图所示的优选实施例，所述附加散热器12直接从所述发动机获得冷却液，因而在附加散热器12中的液体的温度是很高的，超过90°C。通常在由风扇11导向所述发动机的空气经过主散热器10之后，温度约为70°C，来自风扇11的空气（撞击所述附加散热器）与经过附加散热器的液体的温度差足够发生热交换，从而使来自发动机的液体获得第一次冷却。

特别参考附图1和3，来自发动机的冷却液通过第一输送管12a到达所述附加散热器12，并且该液体通过与来自风扇11的空气进行热交换从而被冷却，然后该冷却液通过第一回流管12b返回至所述发动机。如果是附图中所示的实施例，在所述第一回流管12b的末端设置有恒温器14，该恒温器可检测经所述附加散热器12预冷的液体的温度，并决定是否将该液体送回至主散热器10进行进一步的冷却。如果是后一种情况，所述液体从所述恒温器14通过第二输送管10a进入主散热器10。

然后所述冷却液从主散热器通过第二回流管10b进入发动机。

同样参考附图，所述附加散热器12可适当配备一个流体输送机13.

所述流体输送机13可由例如变流装置或凸缘构成，该流体输送机具有流量输入侧面和流量输出侧面，流量输入侧面适合与所述风扇11的周边部分相匹配，流量输出侧面适合与所述附加散热器12的周边部分相匹配。

事实上，所述风扇11通过轴向输入流从前面区域吸气至主散热器，当该输入流离开风扇时，变为径向放射状。所以，由风扇所释放的空气具有径向方向，随后其经输送机13引导为基本垂直于附加散热器12的热交换表面的方向。

根据本发明的实施例，如上所述，所述附加散热器的表面约为所述主散热器表面的1/3。

所述附加散热器的尺寸可确保好的附加热交换表面，因为1/3的附加热交换表面的散热效率比仅配备主散热器的系统的散热效率提高了约10%，但是同时附加散热体不妨碍气流从风扇11流出。

已证明，事实上，如果所述附加散热器表面过大，可能会阻碍风扇气流的释放，从而降低主散热器的冷却效率。

多亏所述输送机13的侧面，基本呈径向放射状的气流被重新引导至基本垂直于附加散热器表面的方向。为了获得这种效果，所述输送机13具有基本为环状结构的输入部分，该环状结构沿着风扇11的边缘，并该输送机至少与所述附加散热器12的下边缘和侧边缘匹配相连。

根据本发明可能的替换实施例（未在附图中展示），在所述附加散热器12的后面优选设置两个或更多的电扇。这样，可减少可检测到的主散热器10冷却效率的损失，同时提高附加散热器12的热交换效率。

同样，所示实施例涉及可配置自动变速箱的普通工业车辆。从而，根据车辆配备有自动变速箱或配备有手动换挡变速箱，本文有两个关于冷却系统方案的替换例。

如果车辆配备有手动换挡变速箱，从发动机流出的冷却液直接被送入所述附加散热器12，然后进入所述恒温器14。如果所述恒温器检测到该冷却液的温度仍超过预定阈值，则该恒温器14将控制阀门将所述冷却液送入所述主散热器10，然后所述液体从主散热器流出，并返回至发动机，完成一个回路。

如果车辆配备自动变速箱，那么所述从发动机流出的冷却液的回路使所述液体进入变速箱热交换器，然后就到达所述附加散热器12。

本发明的冷却系统的特征在于，附加散热器12安置于所述主散热器10的下游，并且该附加散热器12与所述风扇11相连，另外，是否存在自动变速箱没有任何区别，不会造成所述系统的结构上的不同。

在任何情况下，发动机冷却液的第一步冷却都发生在附加散热器12中，随后该冷却液再被送入主散热器。这样，由于主散热器接收的冷却液与传统系统相比具有较低的温度，因此当风扇吸收相同的功率时，ATB指数却会提高，同时该系统的整体效率比已知类型的传统系统提高了10%。

本发明的发动机冷却系统达到了计划的任务和目的。

特别的，本发明的发动机冷却系统达到了提高用于热交换的表面的目的，在没有改变主散热器的尺寸的前提下，设想了一种更大的热交换表面，并具体描述了该系统包括附加散热器，以保持整体的小尺寸。

更详细的，本发明达到了一个目的，即提供一种性能改进的发动机冷却系统，该系统不会对散热器和主回路产生任何干扰，该系统基本保持未改变，并且不需要比普通工业车辆的发动机室现有空间更多的空间。因为不需对基本系统产生任何干扰，所以本发明的冷却系统可以非常低的安装成本安装于工业车辆上。

因此，已发现，无论在在提高功能效率方面，还是降低安装系统本身所需的干扰成本方面，本发明的冷却系统都有极大的优点。

本发明的冷却系统中由风扇所吸收的功率等同于显著提高冷却效率，这提高了发动机的效率，以及燃料消耗的效率。

在未脱离所附权利要求所述本发明范围的前提下，本领域普通技术人员可改进本实施例以及改进一些细节。

Claims

1.特别用于普通工业车辆的发动机冷却系统（1），包括：主散热器（10），至少一个风扇（11），该风扇相对于冷却气流方向、置于所述主散热器（10）之后，其特征在于，所述发动机冷却系统还至少包括一个附加散热器（12），该附加散热器也相对于冷却气流方向、置于所述风扇（11）的下游。

2.根据权利要求1所述的发动机冷却系统（1），其特征在于，所述冷却液在可能被送入所述主散热器（10）之前，流过所述附加散热器（12）。

3.根据权利要求2所述的发动机冷却系统（1），其特征在于，所述发动机冷却系统至少包括第一输送管（12a）和第一回流管（12b），所述第一输送管（12a）用于将所述发动机冷却液从所述发动机（2）输送至所述附加散热器（12），所述第一回流管（12b）用于将所述冷却液从所述附加散热器（12）送回到置于所述发动机（2）上的恒温器（14）。

4.根据前面任一项权利要求所述的发动机冷却系统（1），其特征在于，所述发动机冷却系统还包括第二输送管（10a）和第二回流管（10b），所述第二输送管（10a）用于将从所述附加散热器（12）流出的预冷的冷却液经置于发动机上的恒温器（14）输送至所述主散热器（10），所述第二回流管（10b）用于将冷却液从主散热器（10）送回所述发动机（2）。

5.根据权利要求3或4所述的发动机冷却系统（1），其特征在于所述恒温器（14）连接至阀门，该恒温器用于将来自所述第一回流管（12b）的冷却液流输送至所述发动机或通过所述第二输送管（10a）输送至所述主散热器（10）。

6.根据前面任一项权利要求所述的发动机冷却系统（1），其特征在于，所述附加散热器（12）的尺寸比所述主散热器（10）的尺寸小。

7.根据权利要求6所述的发动机冷却系统（1），其特征在于，所述附加散热器（12）的热交换表面约等于所述主散热器（10）的热交换表面的三分之一。

8.根据权利要求7所述的发动机冷却系统（1），其特征在于，所述附加散热器（12）置于所述主散热器（10）的下部。

9.根据前面任一项权利要求所述的发动机冷却系统（1），其特征在于，所述发动机冷却系统还包括连接至所述附加散热器（12）的流体输送机（13），所述流体输送机用于将从所述风扇（11）流出的、径向方向的空气引导至基本垂直于所述附加散热器（12）表面的方向。

10.根据权利要求9所述的发动机冷却系统（1），其特征在于，所述流体输送机（13）可由变流装置或凸缘构成，所述流体输送机具有流量输入侧面和流量输出侧面，所述流量输入侧面适合与所述风扇（11）的基本为环形的周边部分相匹配，所述流量输出侧面适合与所述附加散热器（12）的周边部分相匹配。

11.根据前面任一项权利要求所述的发动机冷却系统（1），其特征在于，所述附加散热器（12）还可配备一个或多个电扇，所述电扇置于所述风扇（11）的对侧。

12.包括前面任一项权利要求所述的发动机冷却系统（11）的工业车辆。