CN102947569A - 用于汽车内燃机的冷却设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的冷却设备(1)，其中所述冷却设备具有水冷却器(2)和至少一个通过多个插接装置(4、6)与水冷却器相连接的另外的冷却器(3)。在此，冷却器(3)在汽车行驶方向上安装在水冷却器(2)的前面并且与之相应地被流入的外界空气首先流过。在组装过程中，水冷却器(2)和冷却器(3)被连接为一个结构单元，方法是首先水冷却器(2)与冷却器(3)通过下部插接装置(4)通过垂直接合移动实现连接，随后将其置于稍微倾斜的位置。通过下部插接装置(4)的受限转动到达所述位置，由此产生所需的自由度，以便可以调整水冷却器(2)和冷却器(3)之间用于固定上部第一插接装置(6)所需距离。在接下来的组装步骤中，通过相对于冷却器(3)的平面基本垂直的固定方向，完成上部第一插接装置(6)的固定。通过这种受限的移动性，同时可以确保在工作时补偿由于水冷却器(2)和冷却器(3)不同的工作温度而产生的热公差和与制造相关的公差。

Description

用于汽车内燃机的冷却设备
本发明涉及一种用于可输入汽车内燃机中的冷却剂的冷却设备，其中，所述冷却设备具有水冷却器和至少一个通过插接装置与该水冷却器相连接的另外的冷却器。
在现代内燃机中，水冷却器用于对冷却发动机用过的水进行循环冷却。特别是需要对运转中的热气缸进行冷却，从而避免活塞在气缸壁上造成损伤并且避免燃烧润滑剂。
设置在散热器芯子上的固定法兰或者固定导轨，必要时还连同特殊设计的并且可置入其中的螺母用作固定器件，外壳同样必要时借助特殊设计的螺栓或销钉固定在所述螺母中。
与之相对地，增压空气冷却器作为附加设备安装在内燃机内并且用于冷却向内燃机输送的已经经过预压缩的空气，目的是使其进一步压缩并且由此提高内燃机的输出功率。为此，作为热交换器使用的增压空气冷却器具有配有由冷却介质流过的管路系统的散热器芯子。为了优化热交换，管路系统配备肋片或薄片。例如由EP 0 036 756 B1或EP 0 343 565 A2已知，散热器芯子被相对于散热器芯子密封的用于增压空气输送的外壳包围。
由技术主题为一种具有固定在其上的增压空气冷却器的水冷却器的DE43 32 919 A1已知一种具有固定器件的固定装置，所述固定器件分别由在增压空气冷却器上的在导轨内借助弹性衬垫与增压空气冷却器形状配合地贴靠的自锁螺栓和位于水冷却器的窄侧上的用于所述螺栓的开口构成，其中开口的边缘可与螺栓啮合。通过将水冷却器从上部插入增压空气冷却器内并且通过设置在底部的止动元件进行止动，接着将螺栓拧入开口内来实现水冷却器的固定。
散热器芯子上的用于包围散热器芯子的冷却空气外壳或者冷却空气导流罩的紧固件的布置和构造，鉴于金属加工工序的制定成本也鉴于组装和拆卸成本是相对较高的。
此外，DE 196 45 507 A1描述了一种用于增压空气冷却器上的空气导流罩的固定装置，所述增压空气冷却器具有两个相互对置的设置在立方体形散热器芯子上的用于增压空气进口和增压空气出口的空气导流箱。所述空气导流罩在冷却空气进口侧可拆卸地借助固定元件设置在空气导流箱上并且设置在空气导流箱之间。为此，需采用至少一个具有至少一个设置在其中一个气体导流箱上的截面基本呈矩形的舌片的由塑料制成的保持夹板和用于两个间隔地设置在另一空气导流箱上的定位元件的、设置在保持夹板相对的一侧的、两个由塑料制成的定位件。
由DE 10 2006 037 761 A1也公知了一种用于与水冷却器连接的增压空气冷却器的固定装置，其中水冷却器可选地与增压空气冷却器一同或者不与增压空气冷却器一同固定在车辆前部的保持结构上，用以形成模块化结构。水冷却器的固定件具有向下突出的销子，所述销子与增压空气冷却器上的每个销子相适配，由此水冷却器无需中间连接增压空气冷却器便可以固定在保持结构上。
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于汽车内燃机的冷却设备，所述冷却设备可以快速组装并且具有较高的过程稳定性。此外可降低制造费用并减小所需的结构空间。
所述技术问题通过具有按照权利要求1所述的特征的固定装置解决。从属权利要求涉及本发明的特别有效的扩展设计。
根据本发明所述设计一种用于内燃机的冷却设备，在所述冷却设备中水冷却器和冷却器被安置在不同平面内，特别是相互平行的平面内，可依次由流入的外界空气流过，并且在所述冷却设备中所述插接装置设计为在其使水冷却器和冷却器相连接的固定位置内，分别在平行于冷却器的平面内可沿至少一个方向作受限的移动，其中，至少一个第一插接装置设计为可沿第一方向移动并且至少一个第二插接装置设计为可沿横向于第一方向的第二方向移动。由此，同时以非常简单的方式一方面实现水冷却器与冷却器间简单的，尤其甚至是无需工具的连接方式，以及另一方面可以将这样构成的结构单元顺利地装配到车辆前部区域的支撑结构上，所述结构单元同时可以通过受限的运动性对水冷却器和冷却器的不同的热膨胀进行补偿。按照本发明，这样简单的模块化结构允许水冷却器和冷却器在工作中伴有较大的工作温度差和由此引起的不同的热膨胀而顺利地组合。此外，所述运动性同时用于补偿制造公差，以便简化组装过程。在此，水冷却器与冷却器设计为以冷却剂串联或并联的方式依次被冷却剂流过。然而优选的是，设置彼此独立的不同的冷却剂循环系统。
在此，所述第二插接装置在两个相互正交的空间轴方向上具有受限的运动性，由此实现进一步优化的公差补偿。以这种方式，在同一平面的任意方向上都可以无故障地实现热膨胀，由此水冷却器和冷却器能够相互连接，而不会在工作中出现热膨胀应力的危险。
在此特别有利的是，所述第二插接装置的安装方向位于相对于冷却器的平面基本平行的平面内。由此，水冷却器和冷却器可以一起轻松地在车辆前部的内燃机前方的区域中从上方插入各个侧方支承结构内，其中第二插接装置确定最终位置。
仅通过侧方支承结构可以实现垂直方向上的固定。与之相对的本发明的一种变型特别简单，其中第一插接装置的安装方向基本垂直于冷却器的平面。由此，通过第一插接装置横向于相应的主延伸平面实现水冷却器和冷却器的固定，使得在此方式下实现快速简便的连接。
本发明另一种特别实用的设计方案也可以实现，所述水冷却器通过插接装置与所述冷却器形成可拆卸的连接，以便水冷却器或者冷却器可以在维护或者受损情况时彼此单独分离或者更换。
其中，根据另一个特别推荐的本发明的变化方式，至少一个插接装置设计为锁止连接，使得所述连接在到达预设的额定位置时自动地锁闭，并且由此可靠地固定在设定位置。在可拆卸的锁止连接的实施方式中这种锁止连接例如也可以仅借助适当的工具拆卸。
此外特别有效的是，相对于车辆的安装位置，所述第一插接装置安置在第二插接装置的上方，以便在组装时，首先将第二插接装置安装到预设的位置并且必要时在此处锁止，随后第一插接装置通过围绕第二插接装置的转动支承在锁止位置中，所述第二插接装置基于受限的移动性实现相应受限的转动。
所述冷却器可以具有用于任意应用目的的构造型式。就此特别有意义的是，冷却器设计为增压空气冷却器或者低温冷却器，所述冷却器可以根据车辆所使用的各种内燃机进行模块化的补充。当然，在水冷却器上还可以加装其它多种类型的冷却器，这些冷却器可以依次安置在不同平面上或者并排安置在同一平面上。
由于根据本发明对不同热膨胀进行补偿，因此本发明适于这样扩展设计，即，气态冷却剂流经所述冷却器，冷却器的冷却剂温度优选最高至100℃，高于水冷却器的液态冷却剂温度。
在实际操作中还特别有用的是，所述水冷却器通过四个成对的相同构造的插接装置与冷却器连接，由此在已经安装到现有车辆中的冷却设备上也可以无故障地实现模块化的可扩展性。
本发明允许多种实施方式。附图所示及以下说明用以进一步阐述基本原理。这些分别以立体图显示：
图1示出组装过程中冷却设备的左侧视图；
图2示出图1所示冷却设备的上部第一插接装置的放大图；
图3示出图1所示冷却设备的下部第二插接装置的放大图；
图4示出图1所示冷却设备处于可发挥功能的安装位置；
图5示出图4所示冷却设备的上部第一插接装置的安装位置的放大图；
图6示出图4所示冷却设备的下部插接装置的安装位置的放大图；
图1至图3示出了在组装过程中具有水冷却器2和设计为增压空气冷却器的另一冷却器3的用于在图中未示出的汽车内燃机的冷却设备1。在此，冷却器3在汽车行驶方向上设置在水冷却器2的前方并且与之相应地被流入的外界空气首先流过。在组装过程中，通过首先使水冷却器2与冷却器3通过在图3中详细示出的下部第二插接装置4沿箭头方向5的垂直接合移动实现连接，并且随后将水冷却器2置于略微倾斜的位置，使得水冷却器2和冷却器3连接为一个结构单元。通过下部第二插接装置4的受限的转动性到达所述倾斜位置，由此创造所需的自由度，以便能够调节水冷却器2和冷却器3到所需的间距以固定上部第一插接装置6。在接下来的组装步骤中，朝相对于冷却器3的平面基本垂直的固定方向，相应地为图2中所示的箭头7的方向，完成上部第一插接装置6的固定。
图4至图6示出图1所示冷却设备处于可发挥功能的安装位置。以连接成装配单元并且可固定在汽车的未显示的车架结构上的、由水冷却器2和另一冷却器3连接构成一个结构单元的冷却设备1为出发点，图5中所示的第一插接装置6允许公差补偿，或通过沿平行于水冷却器2的平面的双向箭头8的第一方向的受限的运动性允许由于水冷却器2相对另一冷却器3不同的工作温度而引起的不同的热膨胀。为此，插接装置6具有与水冷却器2连接的定位突起9，所述定位突起9在冷却器3的槽形通孔10中形状配合地定位，其中通孔10的尺寸根据所希望的移动性大于定位突起9的最大宽度。与之相对地，图6所示的下部第二插接装置4除了具有沿标示为双向箭头11的Y方向的运动性外还附加地具有沿标示为另一双向箭头12的Z方向的运动性。

Claims (10)

1.一种用于可输入汽车内燃机中的冷却剂的冷却设备(1)，其中，所述冷却设备(1)具有水冷却器(2)和至少一个借助插接装置(4、6)与水冷却器相连接的另外的冷却器(3)，其特征在于，所述水冷却器(2)和所述冷却器(3)设置在不同的、尤其是平行的平面内并可依次由流入的外界空气流过，并且所述插接装置(4、6)设计为在其使所述水冷却器(2)和所述冷却器(3)相连接的固定位置内，分别在平行于所述冷却器(3)的平面内的至少一个方向上可以受限地移动，其中，至少一个第一插接装置(6)可沿第一方向(8)移动并且至少一个第二插接装置(4)可沿横向于所述第一方向(8)的第二方向(12)移动。
2.如权利要求1所述的冷却设备(1)，其特征在于，所述第二插接装置(4)在两个相互正交的空间轴线(11、12)方向上具有受限的移动性。
3.如权利要求1或2所述的冷却设备(1)，其特征在于，所述第二插接装置(4)的装配方向(5)位于相对于冷却器(3)的平面基本平行的平面内。
4.如前述权利要求中至少一项所述的冷却设备(1)，其特征在于，所述第一插接装置(6)的装配方向(7)相对于所述冷却器(3)的平面基本正交。
5.如前述权利要求中至少一项所述的冷却设备(1)，其特征在于，所述水冷却器(2)通过插接装置(4、6)与所述冷却器(3)形成可拆卸的连接。
6.如前述权利要求中至少一项所述的冷却设备(1)，其特征在于，至少一个插接装置(4、6)设计为锁止连接。
7.如前述权利要求中至少一项所述的冷却设备(1)，其特征在于，参照所述汽车的安装位置，所述第一插接装置(6)设置在所述第二插接装置(4)的上方。
8.如前述权利要求中至少一项所述的冷却设备(1)，其特征在于，所述冷却器(3)作为增压空气冷却器或者低温冷却器使用。
9.如前述权利要求中至少一项所述的冷却设备(1)，其特征在于，气态冷却剂可流经所述冷却器(3)。
10.如前述权利要求中至少一项所述的冷却设备(1)，其特征在于，所述水冷却器(2)通过四个成对的相同构造的插接装置(4、6)与所述冷却器(3)连接。
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