CN104937232A - 双散热器发动机冷却模块-单冷却剂环路 - Google Patents

Abstract

一种用于机动车辆的发动机冷却系统，所述发动机冷却系统具有并行地铅垂设置在单冷却剂环路内的双散热器组件以提供改进的发动机冷却。

Description

双散热器发动机冷却模块-单冷却剂环路

技术领域

本发明总体涉及用于机动车辆的发动机冷却系统，更特别地，涉及用于这种发动机冷却系统的单环路双散热器冷却模块。

背景技术

该部分的陈述仅提供与本发明相关的背景信息并且可能不构成现有技术。

随着机动车辆持续要求更多的牵引能力和发动机冷却用于最佳性能和满足严格的排放规定，从发动机到冷却剂的热量排放要求增加。因此，为满足增加的热量排放要求，使用更大的散热器是必要的。不幸地，发动机室内的发动机前部可利用的包装空间是有限的并且不总是允许使用更大的散热器。此外，由于常规实践是将机动车辆的HVAC系统的散热器、鼓风扇和冷凝器包括在预装配的冷凝器、散热器和风扇模块模块(CRFM)组件中，因此，增加散热器的厚度通常是不实际的。

为了应对这种状况，已知的是在冷却系统中使用两个散热器，所述冷却系统被构造以分离用于发动机冷却的第一冷却回路和用于辅助部件冷却(诸如，变速器油和/或EGR冷却)的第二冷却回路之间的热量排放要求。不幸地，这种双散热器冷却系统要求单独的水泵与独立的冷却回路中的每个相结合地被提供。因此，本领域仍存在克服现有技术车辆冷却系统的限制并提供成本有效的可替代选择(其满足现代机动车辆的包装和热量排放要求)的需要。

发明内容

这个部分提供本发明的总体概要，但并不是本发明的全部范围或其全部特征和优点的全面公开。

本发明的一个方面提供一种双散热器模块，所述双散热器模块具有并行地铅垂的第一和第二散热器，并且所述双散热器模块适于与具有单个水泵的车辆冷却系统一起使用。

本发明的一个相关方面提供一种这样的双散热器模块，所述双散热器模块具有定位在车辆的冷却风扇前方的较大的第一散热器和设置在第一散热器和车辆的HVAC系统的冷凝器之间的较小的第二散热器。

根据本发明的这些以及其他方面，提供一种双散热器模块，所述双散热器模块适于配合到可利用的包装空间中，与厚的单个散热器模块相比，所述双散热器模块具有更低的空气限制值，并且所述双散热器模块被构造以与单个水泵一起使用从而共同的冷却剂流到两个散热器。

根据本文提供的描述，进一步的适用性领域将变得明显。本发明内容中的描述和具体实例仅旨在示例说明的目的，并不旨在限制本发明的范围。

附图说明

本文描述的附图仅出于对所选示例性实施例的示例说明目的，并不旨在以任意方式限制本发明的范围。各个图中类似或相同的元件具有一致的附图标记。

根据具体实施方式和附图，将更加完整地理解本发明，其中：

图1是用在机动车辆中的一种冷却系统的概略图，该系统配备有根据本教导构造的双散热器模块；

图2是根据本发明的示例性实施例构造的双散热器模块的后侧透视图；

图3是本发明的双散热器模块的前侧透视图；

图4是本发明的双散热器模块的顶侧透视图；

图5是示出与配备有双散热器模块的冷却系统相关联的部件的布置的横截面图；和

图6是示出具有双散热器模块的冷却系统的部件的可替代布置的横截面图。

具体实施方式

参考图1，示意性示出用于机动车辆12中的冷却系统10。冷却系统10可操作以热管理机动车辆12的各种部件。为此目的，冷却系统10包括第一或主流体回路14和第二或辅助流体回路16。第一流体回路14被配置以热管理机动车辆12的内燃机18，而第二流体回路16被配置以热管理与机动车辆12相关联的一个或更多辅助部件20。冷却系统10包括集成到两个流体回路14、16中的泵22，所述泵22可操作以将共同的冷却剂泵送通过所述两个流体回路。因此，流体回路14、16共享共同的冷却剂供应。可以包括膨胀箱(未示出)以接收来自与流体回路14、16中的每个相关联的散热器的冷却剂溢流。

第一流体回路14被配置以恒温管理发动机18的温度。冷却剂通过泵22供应到与发动机18相关联的第一热交换装置24。例如，第一热交换装置24可以包括发动机18的冷却套，所述冷却套被构造以将冷却剂围绕发动机并通过发动机循环，从而在发动机18和冷却剂之间传递热量，以选择性地加热或冷却发动机18。第一热交换装置24下游是第一恒温阀或恒温器26，其响应于冷却剂温度而在第一或主散热器模块28和与第一散热器模块28并行的第一散热器旁路30之间选择性地引导冷却剂。第一恒温器26包括与第一热交换装置24的出口34流体连通的入口32、与第一散热器模块28的入口38流体连通的第一出口36和与第一旁路30的入口42流体连通的第二出口40。

当冷却剂的温度低于第一预定温度值时，第一恒温器26起作用以将冷却剂通过第一旁路30引导回到泵22，以使得冷却剂旁路第一散热器模块28，并且能够用于例如在冷启动期间加热发动机18。一旦冷却剂已经达到第一预定冷却剂温度值，第一恒温器26开始打开并允许冷却剂流到第一散热器模块28，以将热量传递出冷却剂并使热量进入流动经过第一散热器模块28的空气中。经过第一散热器模块28的空气流由车载冷却风扇44的操作和/或机动车辆12的移动导致。风扇44可以通过附属驱动系统由发动机18驱动，或者可替代地，所述风扇44可以是马达驱动单元。随着冷却剂温度升高，第一恒温器26继续打开，以使得从第一热交换装置24排放的所有或大量冷却剂流到第一散热器模块28以将发动机18冷却到期望的操作温度。

供应到泵22的冷却剂的一部分被输送到第二流体回路16并流到第二恒温阀或恒温器48的入口46。第二恒温器48响应于冷却剂温度而在第二散热器模块50和与第二散热器模块50并行的第二散热器旁路52之间选择性地引导冷却剂。因此，第二恒温器48具有与第二散热器模块50流体连通的第一出口54和与第二散热器旁路52流体连通的第二出口56。第二恒温器48被配置以在冷却剂温度低于第二预定温度值时将冷却剂引导到第二旁路52。在这种情况下，所有或大量的冷却剂流动通过第二旁路52到达一个或更多第二热交换装置58，由此旁路第二散热器模块50。这种布置在辅助部件20相对冷时的冷启动状况期间也是有用的。因此，当要求增强车辆12的性能时，第二旁路52的使用使得能够相对快速使得辅助部件升温。

一旦冷却剂达到第二预定温度值，第二恒温器48开始打开入口54并允许冷却剂通过第二散热器模块50流到第二热交换装置58。由于从冷却剂传递到流动经过第二散热器模块50(其可以定位在第一散热器模块28的前部或后部以受益于由冷却风扇44的操作和/或车辆12的移动导致的空气流动)的空气的热量，流动通过第二散热器模块50的冷却剂被冷却。随着冷却剂温度增加，第二恒温器48继续打开入口54，允许更多的冷却剂流动通过第二散热器起模块50到第二热交换装置58。第二恒温器48可以被配置以使得最终第二流体回路16中大部分(如果不是全部)的冷却剂流动通过第二散热器模块50。

从第二散热器模块50和第二旁路52排放的冷却剂流到第二热交换装置58中的一个或更多。例如，第二热交换装置58可以包括但不限于：一个或更多个增压空气冷却器(CAC)，其用于冷却由涡轮/增压器增压的发动机进气；一个或更多个液压油冷却器，诸如动力转向油冷却器(PSOC)和/或变速器油冷却器(TOC)。因此，辅助部件20可以包括但不限于用于发动机进气的增压空气、用于车辆12上的液压功能的液压油和/或用于与车辆12的动力系相关联的变速器的变速器油。在通过第二热交换装置58之后，冷却剂流回泵22。

在第二流体回路16中，无论温度如何，冷却剂在车辆12的操作期间总是能够通过第二旁路52或第二散热器模块50或两者流到第二热交换装置58。这使得第二流体回路16能够对在一个或多个第二热交换装置58(即，增压空气冷却器、液压油冷却器、变速器油冷却器)处的辅助部件20的瞬时热负荷进行快速响应，从而相对快速地冷却这种热负荷。

通过经由共用泵22流体连接第一流体回路14和第二流体回路16，冷却剂能够在两个流体回路之间流动。其结果是，第一流体回路14的第一散热器模块28能够增加第二流体回路16的第二散热器模块50的冷却能力，由此允许使用更小的第二散热器模块50。

通常，本发明的目的在于优化第一散热器模块28的热传递特性以提供出色的发动机冷却。为此目的，第一散热器模块28被构造为双散热器组件80，所述双散热器组件具有第一散热器单元100和第二散热器单元102。第一散热器单元和第二散热器单元中的每个具有减小的芯厚度，当两个散热器单元并行地铅垂时，所述两个散热器单元起作用以提供与常规单个散热器单元相比相同或更大的冷却能力。根据该方面，现在将更加详细地描述双散热器组件80的一个示例性实施例的优选结构。

现在参考图2到图4，根据本教导的第一散热器模块28的示例性结构示出为包括双散热器组件80，所述双散热器组件80具有第一散热器单元100、第二散热器单元102、上部入口软管组件104和下部出口软管组件106。通常，第一散热器单元100和第二散热器单元102并行地铅垂以形成双散热器组件80，所述双散热器组件80被构造以与如图1中所示的冷却系统10中的第一流体回路14一起使用。

入口软管组件104可以包括第一入口软管108、第二入口软管110、Y型接头入口连接器112和入口供应管114。第一入口软管108的一端连接到与第一散热器单元100相关联的入口箱117的入口端口116，而所述第一入口软管108的相反端连接到入口连接器112的一个接头112a。类似地，第二入口软管110的一端连接到与第二散热器单元102相关联的入口箱119的入口端口118，而所述第二入口软管110的相反端连接到入口连接器112的第二接头112b。供应管114适于经由软管(未示出)在第一恒温器26的出口36和入口连接器112的共用入口112c之间提供流体连通。因此，从第一热交换器24流动通过第一恒温器26的冷却剂通过入口软管组件104被供应到与双散热器组件80相关联的两个散热器单元100、102的入口箱117、119。

出口软管组件106可以包括第一出口软管或耦连件120、第二出口软管或耦连件122、Y型接头出口连接器124和出口供应管126。第一出口软管或耦连件120的一端连接到与第一散热器单元100相关联的出口箱129的出口端口128，而所述第一出口软管或耦连件120的相反端连接到出口连接器124的一个接头124a。类似地，第二出口软管或耦连件122的一端连接到与第二散热器单元102相关联的出口箱131的出口端口130，而所述第二出口软管或耦连件122的相反端连接到出口连接器124的第二接头124b。出口供应管126适于经由软管(未示出)在出口连接器124的共用入口124c和泵22之间提供流体连通。因此，从双散热器组件80的出口排放的冷却剂被供应到泵22。

相比于通常与现有技术发动机冷却系统相关联的第一散热器模块的常规单个散热器类型，双散热器组件80利用具有减小的芯尺寸而增大的总横截面面积的一对散热器单元100、102，以提供所需的热传递特性。这种更薄的散热器单元100、102还对冷却系统10产生更少的空气流限制(空气侧压降)。额外地，以具有共用入口和出口软管的这种并行布置的双散热器组件80的铅垂允许使用单个水泵22。

根据一个示例性包装布置，双散热器组件80被构造为通常将更大的第一散热器单元100定位在冷却风扇44前方的常规位置中，而更小的第二散热器单元102定位在第一散热器单元100前部或后部的可利用的车辆包装空间中。根据用于双散热器组件80的具体的示例性构造，第一散热器单元100能够具有27mm的芯深度，而第二散热器单元102能够具有27mm的芯深度并且正好在车辆12的发动机罩线下方定位在第一散热器单元100的前方。这种配置在图5中示出为进一步包括与第二流体回路16相关联的辅助部件20，其中辅助部件20可以包括增压空气冷却器20A和油冷却器20B。与车辆的HVAC系统相关联的冷凝器88被示为定位在双散热器组件80的前部。图6中示出一种可替代布置，其中更大的间隔被设置在第一散热器单元100和第二散热器单元102之间，并且增压空气冷却器20A定位在散热器空气流之外。将理解，无论第一散热器单元100和第二散热器单元102之间的包装间隔或取向如何，第一散热器单元100和第二散热器单元102并行地铅垂。

Claims (10)

1.一种用在机动车辆的发动机冷却系统中的散热器组件，其包括：

具有第一入口和第一出口的第一散热器单元；

具有第二入口和第二出口的第二散热器单元；

入口软管组件，其具有连接到所述第一入口的第一入口软管、连接到所述第二入口的第二入口软管、入口供应软管和将所述入口供应软管互连到所述第一入口软管和第二入口软管两者的入口连接器；和

出口软管组件，其具有连接到所述第一出口的第一出口软管、连接到所述第二出口的第二出口软管、出口供应软管和将所述出口供应软管互连到所述第一出口软管和第二出口软管两者的出口连接器。

2.根据权利要求1所述的散热器组件，其中所述第一散热器单元比所述第二散热器单元大。

3.根据权利要求1所述的散热器组件，其中用于所述第一散热器单元的第一芯的厚度尺寸等于用于所述第二散热器单元的第二芯的厚度尺寸。

4.根据权利要求1所述的散热器组件，其中所述第一散热器单元设置在鼓风扇和所述第二散热器单元之间。

5.根据权利要求1所述的散热器组件，其中所述入口软管组件被供应离开所述发动机的冷却剂，并且所述出口软管组件将冷却剂供应到水泵。

6.一种用在机动车辆的发动机冷却系统中的散热器组件，所述发动机冷却系统具有水泵和流体流动回路，冷却剂通过所述流体流动回路在所述发动机和所述水泵之间循环，所述散热器组件包括：

具有第一入口和第一出口的第一散热器单元；

具有第二入口和第二出口的第二散热器；

入口软管组件，其具有与所述流体流动回路流体连通以从所述发动机接收冷却剂的入口供应软管、将所述入口供应软管连接到所述第一入口的第一入口软管和将所述入口供应软管连接到所述第二入口的第二入口软管；和

出口软管组件，其具有与所述流体流动回路流体连通以将冷却剂供应到所述水泵的出口供应软管、将所述出口供应软管连接到所述第一出口的第一出口软管和将所述出口供应软管连接到所述第二出口的第二出口软管。

7.根据权利要求6所述的散热器组件，其中所述第一散热器单元比所述第二散热器单元大。

8.根据权利要求6所述的散热器组件，其中用于所述第一散热器单元的第一芯的厚度尺寸等于用于所述第二散热器单元的第二芯的厚度尺寸。

9.根据权利要求6所述的散热器组件，其中所述第一散热器单元设置在鼓风扇和所述第二散热器单元之间。

10.根据权利要求6所述的散热器组件，其中所述入口软管组件包括将所述入口供应软管互连到所述第一供应软管和第二供应软管的入口耦连件，并且其中所述出口软管组件包括将所述出口供应软管互连到所述第一出口软管和第二出口软管的出口耦连件。