CN204591453U - 用于汽车发动机冷却系统的护罩 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种用于汽车发动机冷却系统的护罩，汽车发动机冷却系统具有风扇和风扇冷却式液-气散热器，护罩包括：内部；前框架；风扇开口；与前框架连接的顶壁；与前框架连接的底壁；与前框架和顶壁和底壁连接的第一侧壁；与前框架和顶壁和底壁连接的第二侧壁，第一侧壁和第二侧壁在前框架和风扇开口之间相对于内部向外弯曲。还提供一种用于汽车发动机冷却系统的护罩，汽车发动机冷却系统具有风扇和风扇冷却式液-气散热器，护罩包括：前框架；附接至前框架的护罩主体，护罩主体具有内部、面向发动机的开口、以及自前框架向开口延伸的壁，壁在所述前框架和开口之间相对于内部向外弯曲。本实用新型产生通过散热器的高气体流率。

Description

用于汽车发动机冷却系统的护罩
技术领域
所披露的实用新型构思通常涉及用于内燃机的增强的气体冷却的构造。更具体地，所披露的实用新型构思涉及一种具有最优化形状的凸风扇护罩，其在不需要额外的发动机输入功率的情况下而导致通过散热器的高气体流率以及导致系统效率改进。
背景技术
传统的液冷式内燃机主要依赖于轴流风扇以抽吸来自汽车外部冷却气体通过液-气热交换器或散热器用于冷却。已经做出各种努力来改善冷却，包括增加散热器的液体容量，增加风扇叶片的尺寸或数量以及改变风扇叶片的节距。
高效地冷却液冷式内燃机的挑战复杂化，这是因为发动机在操作期间经受气流和温度的变化。当车辆移动时，尤其以高速路的速度移动时，气体冷却增加且冷却剂温度降低。然而，当车辆在走走停停的情况下操作时或当车辆静止不动时，由于通过散热器的气体体积减小因而气体冷却效果大幅下降。
在一些情况下，车辆设计师已经引入风扇护罩，以确保有足够的冷却气体通过散热器，从而降低散热器冷却剂的温度，因而改善在怠速或接近怠速情况下的冷却效率。针对此目的的护罩旨在改善由风扇产生的吸气。
已知的风扇护罩的形状，传统上仅通过日益受限制的发动机隔室来确定的包装要求来确定。鉴于这些限制以及对于气流动力学缺乏了解，已知的风扇护罩对气流的影响一直是可以忽略不计。
如在车辆技术的很多领域中一样，总是有关于用于液冷式内燃机的冷却装置改进的余地。
实用新型内容
本实用新型提供一种用于汽车发动机冷却系统的护罩，所述汽车发动机冷却系统具有风扇和风扇冷却式液-气散热器，所述护罩包括：
内部；
前框架；
风扇开口；
与所述前框架连接的顶壁；
与所述前框架连接的底壁；
与所述前框架和所述顶壁和底壁连接的第一侧壁；
与所述前框架和所述顶壁和底壁连接的第二侧壁，
其中，所述第一侧壁和第二侧壁在所述前框架和所述风扇开口之间相对于所述内部向外弯曲。
优选地，所述前框架限定了进气口。
优选地，所述顶壁、所述底壁、所述第一侧壁以及所述第二侧壁限定了凸状护罩主体。
优选地，所述面向发动机的开口基本上为圆形。
优选地，所述风扇邻近所述面向发动机的开口设置在所述护罩主体内。
本实用新型还提供一种用于汽车发动机冷却系统的护罩，所述汽车发动机冷却系统具有风扇和风扇冷却式液-气散热器，所述护罩包括：
前框架；
附接至所述前框架的护罩主体，所述护罩主体具有内部、面向发动机的开口、以及自所述前框架向所述开口延伸的壁，所述壁在所述前框架和所述开口之间相对于所述内部向外弯曲。
优选地，所述前框架限定了进气口。
优选地，壁包括顶壁、底壁、第一侧壁以及第二侧壁。
优选地，所述面向发动机的开口基本上为圆形。
优选地，所述风扇邻近所述面向发动机的开口设置在所述护罩主体内。
本实用新型又提供一种用于增加移动通过车辆中液-气冷却散热器的气体的方法，所述车辆具有内燃机和发动机驱动的风扇，所述方法包括以下步骤：
形成具有前框架、内部、面向发动机的开口和附接至所述前框架的护罩主体的风扇护罩，所述护罩主体包括自所述前框架向所述开口延伸的壁，所述壁相对于所述内部向外弯曲；以及
将所述护罩定位为邻近所述散热器并且至少部分地包围所述风扇。
优选地，所述壁包括顶壁、底壁、第一侧壁以及第二侧壁。
优选地，所述前框架限定了进气口。
优选地，所述面向发动机的开口基本上为圆形。
优选地，所述风扇邻近所述面向发动机的开口设置在所述护罩主体内。
所披露的实用新型构思克服了与已知努力相关的问题，以改进与内燃机结合使用的冷却系统的效率。尤其，已经研究了风扇护罩对由风扇驱动的整体气流的效果，并且除了其他技术之外，还使用能对流体的自由表面流动精确模拟的三维计算流体动力学(CFD)而研发了该护罩的最优化形状。
因此，具有光滑的凸壁的护罩几何形状被确定为用于与液冷式内燃机一起使用的风扇护罩的最优化形状。在最紧张的工作状态下，也就是说当发动机处于怠速(或接近怠速)同时空调被使用时或者当车辆正牵引拖车时，已确定的护罩形状产生了较高的流率。
具有光滑的凸壁的凸护罩的几何形状证实产生了较高的流率。光滑的壁，没有槽、角度或其他表面特征，优选为起到限制气体自由流动的作用和形成涡流的腔体和步骤。除了光滑的无限制的壁之外，该护罩的凸出形状提供了更多的内部空间以吸入和移动冷却气体。
尤其，所披露的实用新型构思为一种用于汽车发动机冷却系统的风扇护罩，汽车发动机冷却系统具有风扇和风扇冷却式液-气散热器。该凸风扇护罩包括限定了进气口的前框架、连接至该前框架的凸顶壁、连接至该前框架的凸底壁、以及连接至该前框架且连接至凸顶壁和凸底壁的一对相对的凸侧壁。壁的内表面为光滑的以使气体湍流最小化或消除。
该凸壁限定了筒状护罩主体。该护罩主体包括圆的面向发动机的开口，其中发动机风扇通常设置在该开口中。
除了产生较高的流率之外，所披露的光滑的凸风扇护罩的实用新型构思生产成本相对较低且具有相对高的牢固度。
当结合附图时，上述优点以及其他优点和特征将从以下优选实施例的详细描述中显而易见。
附图说明
为了更完整其理解本实用新型，现在将参考在附图中更加详细地示出的且通过本实用新型的示例所描述的实施例，在附图中：
图1示出了当通常从第一侧观察时根据所披露的实用新型构思的凸风扇护罩的透视侧视图；
图2示出了当通常从第二侧观察时根据所披露的实用新型构思的凸风扇护罩的透视侧视图；
图3示出了根据所披露的实用新型构思的凸风扇护罩的俯视图；
图4示出了从进气口或从面向散热器端所观察的所披露的实用新型构思的凸风扇护罩的端部视图；
图5示出了根据所披露的实用新型构思的凸风扇护罩的侧视图，其中示出了该护罩相对于液-气热交换器或散热器以及冷却风扇组件处于适当的位置；以及
图6为示出了现有技术与所披露的实用新型构思相比的气流与压降的图表。
具体实施方式
在以下附图中，相同的参考标号将用于指代相同的元件。在以下描述中，不同的操作参数和元件被描述为用于不同构造的实施例。这些具体的参数和元件被作为示例包括并且并不旨在为限制性的。
所披露的实用新型构思可应用在任意数量的车辆中，包括汽车和卡车。所披露的实用新型构思还可应用在利用了与风扇相结合的液-气热交换器或散热器用于散热的任何系统中。
参考图1和图2，示出了根据所披露的实用新型构思的凸风扇护罩的透视侧视图，该风扇护罩通常示出为10。该凸风扇护罩10的已示出的整体构造是示意性的，因为也可采用例如为更长、更宽或更高的护罩的替代性构造同时仍落在所披露的实用新型构思的精神内。然而，出于冷却效率的原因，侧壁为凸出的而不管凸风扇护罩10的整体构造的其他变化。
凸风扇护罩10可由任何合适的材料制成，该材料包括但不限制于金属或聚合材料(诸如ABS塑料)。
凸风扇护罩10包括框架12，该框架为凸风扇护罩10附接至车辆结构提供结构支撑。该框架12限定了护罩前开口14。
凸风扇护罩10包括具有形成在其内的风扇开口18的护罩背部16。在护罩前开口14与风扇开口18之间形成第一凸侧壁20、第二凸侧壁22、凸顶壁24以及凸底壁26。由凸壁所限定的凸风扇护罩10的整体构造为从护罩前开口14向风扇开口18逐渐变细的筒状。
图3示出了当从顶部观察时所披露的实用新型构思的凸风扇护罩10。该视图示出了实际上由框架12所包围的护罩前开口14。该视图还示出了第一凸侧壁20和第二凸侧壁22的向外弯曲的构造。
图4示出了从护罩前开口14所观察的凸风扇护罩10的前部视图。该视图示出了第一凸侧壁20、第二凸侧壁22、凸顶壁24以及凸底壁26的内表面为光滑的且没有可限制冷却气体通过其上而自由流动的表面特征。
图5示出了相对于液-气热转换器或散热器28以及风扇叶片组件30处于适当位置的凸风扇护罩10的侧视图，该风扇叶片组件包括多个风扇叶片32(以虚线所示出的)以及风扇驱动轴34。该散热器28和风扇叶片组件30的构造为示意性的并不旨在为限制性的。风扇叶片32的位置使得停滞气体的面积最小化或完全消除。为了这个目的，风扇叶片32与凸风扇护罩10的内表面之间的间隙应最小化。然而，由于可能导致碰撞的振动问题和发动机作用，风扇叶片32与凸风扇护罩10的内表面之间的间隙通常不能小于20mm。
实验数据证明所披露的实用新型构思改进了与内燃机结合使用的冷却系统的效率。参考图6，提供了示出了现有技术与所披露的实用新型构思比对的气流和压降的图表。如该图表所示，所披露的实用新型构思的改进护罩的使用产生了较高的气体流率。
至少由于上述原因，如上述所披露的实用新型克服了已知的用于内燃机的气体冷却系统所面临的挑战。然而，本领域的技术人员将从这些讨论以及从所附的附图和权利要求中容易地认识到，在未背离由所附权利要求所限定的本实用新型的真实精神和合理范围的情况下可对其进行各种改变、修改和变型。

Claims (10)

1.一种用于汽车发动机冷却系统的护罩，所述汽车发动机冷却系统具有风扇和风扇冷却式液-气散热器，其特征在于，所述护罩包括：
内部；
前框架；
风扇开口；
与所述前框架连接的顶壁；
与所述前框架连接的底壁；
与所述前框架和所述顶壁和底壁连接的第一侧壁；
与所述前框架和所述顶壁和底壁连接的第二侧壁，
其中，所述第一侧壁和第二侧壁在所述前框架和所述风扇开口之间相对于所述内部向外弯曲。
2.根据权利要求1所述的用于汽车发动机冷却系统的护罩，其特征在于，所述前框架限定了进气口。
3.根据权利要求1所述的用于汽车发动机冷却系统的护罩，其特征在于，所述顶壁、所述底壁、所述第一侧壁以及所述第二侧壁限定了凸状护罩主体。
4.根据权利要求1所述的用于汽车发动机冷却系统的护罩，其特征在于，所述面向发动机的开口为圆形。
5.根据权利要求4所述的用于汽车发动机冷却系统的护罩，其特征在于，所述风扇邻近所述面向发动机的开口设置在所述护罩主体内。
6.一种用于汽车发动机冷却系统的护罩，所述汽车发动机冷却系统具有风扇和风扇冷却式液-气散热器，其特征在于，所述护罩包括：
前框架；
附接至所述前框架的护罩主体，所述护罩主体具有内部、面向发动机的开口、以及自所述前框架向所述开口延伸的壁，所述壁在所述前框架和所述开口之间相对于所述内部向外弯曲。
7.根据权利要求6所述的用于汽车发动机冷却系统的护罩，其特征在于，所述前框架限定了进气口。
8.根据权利要求6所述的用于汽车发动机冷却系统的护罩，其特征在于，所述壁包括顶壁、底壁、第一侧壁以及第二侧壁。
9.根据权利要求6所述的用于汽车发动机冷却系统的护罩，其特征在于，所述面向发动机的开口为圆形。
10.根据权利要求9所述的用于汽车发动机冷却系统的护罩，其特征在于，所述风扇邻近所述面向发动机的开口设置在所述护罩主体内。
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