DE102006059371A1

DE102006059371A1 - Oil cooler mounted on a cylinder block with two passages

Info

Publication number: DE102006059371A1
Application number: DE102006059371A
Authority: DE
Inventors: Kelly B. Linden Ledbetter
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2007-07-19
Also published as: US20070137607A1; CN101012783A

Abstract

Ein Wasser-Öl-Wärmeaustauscher oder -Kühler dient dazu, in einer Maschine mit einem Zylinderblock enthaltenes Öl zu kühlen. Der Kühler ist an dem Zylinderblock derart entfernbar befestigt, dass Öl direkt von dem Zylinderblock an den Kühler und von dem Kühler an den Zylinderblock übertragen wird. Der Kühler weist eine Architektur mit zwei Durchgängen auf.A water-oil heat exchanger or cooler is used to cool oil contained in a cylinder block engine. The radiator is removably attached to the cylinder block such that oil is transferred directly from the cylinder block to the radiator and from the radiator to the cylinder block. The cooler has a two pass architecture.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL TERRITORY

Die vorliegende Erfindung betrifft Ölkühler für eine Fahrzeugmaschine und insbesondere einen Ölkühler mit zwei Durchgängen, der direkt an dem Zylindergehäuse oder dem Zylinderblock der Fahrzeugmaschine angebracht ist.The The present invention relates to oil coolers for a vehicle engine and in particular an oil cooler with two passes, the directly on the cylinder housing or the cylinder block of the vehicle engine is mounted.

HINTERGRUNG DER ERFINDUNGHintergrung THE INVENTION

Moderne Fahrzeugmaschinen setzen Kühler oder Wärmeaustauscher ein, um das in der Maschine enthaltene Öl zu kühlen. Es ist wichtig, kühles Öl aufrecht zu erhalten, um die Schmiereigenschaften des Öls unter schwierigen Betriebsbedingungen aufrecht zu erhalten, wie beispielsweise unter hohen Maschinendrehzahlen oder einer hohen Maschinenlast. Ölkühler können in zwei Hauptgruppen kategorisiert werden, Luft-Öl und Wasser-Öl. Bei einem Luft-Öl-Kühler gelangt das zu kühlende Öl durch eine Serie von Rohren, die im Allgemeinen daran befestigte Kühlrippen aufweisen, welche dazu dienen, den Oberflächenbereich zu erhöhen, der verfügbar ist, um ein Kühlen zu bewirken. Der Luft-Öl-Kühler wird dann einer Luftströmung ausgesetzt, wie beispielsweise von einem Lüfter oder dem "Staudruckluft"-Effekt des sich bewegenden Fahrzeugs. Wenn die Luft über die Kühlrippen und Rohre gelangt, wird die Wärmeenergie des Öls durch den Luftstrom über Konvektion abgeführt. Da für den Betrieb des Luft-Öl-Kühlers eine Luftströmung erforderlich ist, werden die Luft-Öl-Kühler typischerweise in Bezug auf die Maschine entfernt angebracht.modern Vehicle engines put radiator or heat exchangers to cool the oil in the machine. It is important to keep cool oil upright to maintain the lubricating properties of the oil under difficult operating conditions upright, such as under high engine speeds or a heavy machine load. Oil cooler can in Two main groups are categorized, air oil and water oil. Arrives at an air-oil cooler the oil to be cooled a series of tubes, the cooling fins generally attached to them which serve to increase the surface area, the available is to a chill to effect. The air-oil cooler will then an airflow exposed, such as from a fan or the "ram air" effect of moving vehicle. When the air gets over the cooling fins and pipes, becomes the heat energy of the oil through the airflow over Convection removed. Therefore the operation of the air-oil cooler requires an air flow is, the air-oil cooler typically remotely mounted in relation to the machine.

Alternativ gelangt das zu kühlende Öl bei einer Variation des Wasser-Öl-Kühlers über eine erste Serie von gestapelten Platten, während Wasser oder Kühlmittel von der Maschine über eine zweite Serie von gestapelten Platten gelangt, die mit der ersten Serie verschachtelt ist, so dass ein Wärmetransfer zwischen dem Öl und dem Kühlmittel stattfinden kann. Der Öl-Wasser-Kühler ist typischerweise sehr effizient und kann somit hergestellt werden, um weniger Raum einzunehmen als der Luft-Öl-Kühler. Moderne Fahrzeugentwürfe geben jedoch dichtere Packungsanforderungen in dem Maschinenraum von Fahrzeugen vor, wodurch entfernt angebrachte Öl-Wasser-Kühler zur Norm werden.alternative the oil to be cooled arrives at a Variation of water-oil cooler over a first series of stacked Plates while Water or coolant from the machine over a second series of stacked plates arrived with the first series is nested, allowing a heat transfer between the oil and the coolant can take place. The oil-water cooler is typically very efficient and thus can be manufactured to take up less space than the air-oil cooler. Modern vehicle designs however, give tighter packing requirements in the engine room of vehicles in front, causing remotely mounted oil-water coolers to Become norm.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY THE INVENTION

Es wird ein Ölkühler für eine Maschine mit einem Zylinderblock bereitgestellt. Der Ölkühler weist eine Basisplatte und mindestens eine Befestigungseinrichtung auf, die in der Lage ist, die Basisplatte direkt an dem Zylinderblock der Maschine entfernbar anzubringen. Der Kühler umfasst auch eine obere Platte. Zusätzlich sind mehrere Platten zwischen der Basisplatte und der oberen Platte angeordnet, um eine Kühlerausgestaltung mit zwei Durchgängen auszubilden. Die Basisplatte definiert eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung. Die erste Öffnung dient dazu, Öl von dem Zylinderblock an den Kühler zu übertragen, und die zweite Öffnung dient dazu, Öl von dem Kühler an den Zylinderblock zu übertragen. Die obere Platte umfasst ein daran befestigtes erstes und zweites Rohrformstück. Das erste Rohrformstück dient dazu, Kühlfluid an den Kühler zu übertragen, und das zweite Rohrformstück dient dazu, Kühlfluid von dem Kühler weg zu übertragen.It becomes an oil cooler for a machine provided with a cylinder block. The oil cooler has a base plate and at least one fastening device that is capable of is to removably attach the base plate directly to the cylinder block of the machine. The cooler also includes a top plate. In addition, several plates placed between the base plate and the top plate to a Cooler outlet design to train with two passes. The base plate defines a first opening and a second opening. The first opening is used to it, oil from the cylinder block to the radiator, and the second opening serves to remove oil from the radiator to transfer to the cylinder block. The top plate includes a first and second tube fitting attached thereto. The first pipe fitting serves to cooling fluid to the radiator transferred to, and the second pipe fitting serves to cooling fluid from the radiator to transfer away.

Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung der geeignetsten Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht ersichtlich.The above features and advantages and other features and advantages of Present invention are from the following detailed description the most suitable embodiments to run of the invention in conjunction with the accompanying drawings seen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSUMMARY THE DRAWINGS

1 ist ein seitlicher Aufriss eines Abschnitts eines Fahrzeuggetriebes und einer Fahrzeugmaschine, wobei an der Maschine ein an einem Block angebrachter Öl-Wasser-Kühler mit zwei Durchgängen gemäß der vorliegenden Erfindung befestigt ist; 1 Figure 11 is a side elevational view of a portion of a vehicular transmission and a vehicle engine with a block-mounted two-pass oil-water radiator attached to the engine in accordance with the present invention;

2 ist ein Aufriss der Vorderseite des in 1 gezeigten Öl-Wasser-Kühlers mit zwei Durchgängen, der die Kühlmitteleinlass- und Kühlmittelauslassausgestaltung zeigt; und 2 is an elevation of the front of the in 1 shown two-pass oil-water cooler showing the coolant inlet and Kühlmittelauslassausgestaltung; and

3 ist ein Aufriss der Rückseite des in 1 und 2 gezeigten Öl-Wasser-Kühlers mit zwei Durchgängen, der die Öleinlass- und Ölauslassausgestaltung zeigt. 3 is an elevation of the back of the in 1 and 2 shown two-pass oil-water cooler showing the oil inlet and Ölauslassausgestaltung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMDESCRIPTION THE PREFERRED EMBODIMENT

Bezugnehmend auf die Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten gleiche Komponenten bezeichnen, ist in 1 ein Abschnitt eines Fahrzeugantriebsstrangs 10 mit einer Maschine 12 und einem Getriebe 14 gezeigt. In Bezug auf ein Zylindergehäuse oder einen Zylinderblock 15 der Maschine 12 ist ein Maschinenölwärmeaustauscher oder Kühler 16 entfernbar angebracht. Der Kühler 16 weist eine Öl-Wasser-Ausgestaltung vom Plattentyp auf, wobei mehrere Platten 18 mit Kanälen ineinander verschachtelt sind und durch bekannte Verfahren, wie beispielsweise Löten, nacheinander befestigt sind. Die innere Struktur des Kühlers 16 ermöglicht, dass Kühlmittel 17, gezeigt in 2, und Öl 19, gezeigt in 3, derart in Wechselwirkung stehen, dass in dem Öl 19 enthaltene Wärmeenergie an das Kühlmittel 17 transferiert wird. Außerdem ist der Kühler 16 ein Kühler vom Typ mit zwei Durchgängen. Die Architektur mit zwei Durchgängen zwingt das Öl 19, zweimal über die Platten 18 zu gelangen, so dass ein größerer Umfang an Wärmetransfer im Vergleich zu einem Kühler mit einem Durchgang mit ähnlicher Größe und ähnlichem Aufbau stattfindet. Außerdem zwingt der Kühler 16 bei der bevorzugten Ausführungsform das Kühlmittel 17, zweimal über die Platten 18 zu gelangen, bevor es den Kühler 16 verlässt.Referring to the figures, wherein like reference characters designate like components throughout the several views, in FIG 1 a section of a vehicle drive train 10 with a machine 12 and a gearbox 14 shown. In relation to a cylinder housing or a cylinder block 15 the machine 12 is a machine oil heat exchanger or radiator 16 removably attached. The cooler 16 has a plate-type oil-water design with multiple plates 18 are interleaved with channels and sequentially secured by known methods, such as soldering. The internal structure of the radiator 16 allows for coolant 17 , shown in 2 , and oil 19 , shown in 3 , so interact that in the oil 19 contained heat energy to the coolant 17 is transferred. Besides, the cooler is 16 a cooler of the type with two Passes. The two passage architecture forces the oil 19 , twice over the plates 18 to arrive so that a larger amount of heat transfer takes place compared to a cooler with a passage of similar size and structure. In addition, the cooler forces 16 in the preferred embodiment, the coolant 17 , twice over the plates 18 to get there before it's the radiator 16 leaves.

Bezugnehmend auf 2 ist ein Aufriss der Vorderseite des Kühlers 16 dargestellt, der ferner zusätzliche Aspekte des Kühlers 16 zeigt. Der Kühler 16 umfasst eine Basisplatte 20 und eine obere Platte 22, wobei die Mehrzahl von Platten 18 dazwischen angeordnet ist. Die Basisplatte 20 dient dazu, für den Kühler 16 eine Struktur bereitzustellen, wodurch die Befestigung des Kühlers 16 an dem Zylinderblock 15 vereinfacht wird. Die Basisplatte 20 dient dazu, die mit dem Befestigen des Kühlers 16 an dem Zylinderblock 15 in Verbindung stehenden Spannungen zu isolieren. Die Basisplatte 20 definiert mehrere Bohrungen 24, die ausreichend ausgestaltet sind, um eine Befestigungseinrichtung 26, wie beispielsweise eine Sechskantschraube, aufzunehmen. Fachleute werden andere Verfahren zum Befestigen der Basisplatte 20 an dem Zylinderblock 15 erkennen, wie beispielsweise Stift- und Mutterbefestigungstechniken. Außerdem umfasst die Basisplatte 20 ferner Maßnahmen, um die Strömung von ÖL 19 in den und aus dem Kühler 16 zu ermöglichen. Diese Maßnahmen werden hierin nachstehend in Bezug auf 3 beschrieben.Referring to 2 is an elevation of the front of the radiator 16 which further illustrates additional aspects of the radiator 16 shows. The cooler 16 includes a base plate 20 and a top plate 22 , wherein the plurality of plates 18 is arranged in between. The base plate 20 serves for the radiator 16 to provide a structure whereby the attachment of the radiator 16 on the cylinder block 15 is simplified. The base plate 20 This is to do with attaching the radiator 16 on the cylinder block 15 isolating related voltages. The base plate 20 defines several holes 24 , which are sufficiently configured to a fastening device 26 , such as a hexagon bolt to record. Those skilled in the art will find other methods of attaching the base plate 20 on the cylinder block 15 such as pin and nut fastening techniques. It also includes the base plate 20 Furthermore, measures to control the flow of oil 19 in and out of the radiator 16 to enable. These measures will be described hereinafter with reference to 3 described.

Ein im Wesentlichen rohrförmiges Winkelstück 28 ist in Bezug auf die obere Platte 22 angebracht und dient dazu, ein Fluid, wie beispielsweise das Kühlmittel 17, von dem Kühlsystem des Fahrzeugs an den Kühler 16 zu übertragen. Ein zweites im Wesentlichen rohrförmiges Winkelstück 30 ist in Bezug auf die obere Platte 22 angebracht und dient dazu, das Kühlmittel 17 von dem Kühler 16 an das Kühlsystem des Fahrzeugs zu übertragen. Die Rohrformstücke 28 und 30 sind ausreichend ausgestaltet, um ein Schlauchelement, nicht gezeigt, aufzunehmen. Eine im Wesentlichen ringförmige Lippe 32, 32' ist jeweils an den Rohrformstücken 28 und 30 bereitgestellt, um als ein Stopp zu dienen, wodurch der Eingriff der Rohrformstücke 28 und 30 mit den Schlauchelementen, nicht gezeigt, beschränkt wird. Außerdem ist ein im Wesentlichen ringförmiger Widerhaken 34, 34' in Bezug auf die Rohrformstücke 28 und 30 bereitgestellt und dient dazu, die Schlauchelemente, nicht gezeigt, in Bezug auf die Rohrformstücke 28 und 30 zu halten. Fachleute werden erkennen, dass die Rohrformstücke 28 und 30 in Abhängigkeit von den Anforderungen einer gegebenen Anwendung des Kühlers 16 anders als jene, die in 2 gezeigt sind, ausgerichtet sein können. Zusätzlich ermöglicht die Ausgestaltung mit zwei Durchgängen des Kühlers 16 den Rohrformstücken 28 und 30, an der oberen Platte 22 im Wesentlichen benachbart zueinander vorgesehen zu sein, wodurch ein dichteres Packen ermöglicht wird. Die Pfeile, die das Kühlmittel 17 bzw. das Öl 19 in 2 bzw. 3 darstellen, zeigen die Natur mit zwei Durchgängen des Kühlers 16. Die innere Ausgestaltung des Kühlers 16 zwingt das Kühlmittel 17 und 19 durch nur einen Teil des Kühlers 16, wodurch das Kühlmittel 17 und das Öl 19 gezwungen werden, zweimal die Länge des Kühlers 16 zu durchströmen.A substantially tubular elbow 28 is in relation to the top plate 22 attached and serves to a fluid, such as the coolant 17 , from the vehicle's cooling system to the radiator 16 transferred to. A second substantially tubular elbow 30 is in relation to the top plate 22 attached and serves to cool the coolant 17 from the radiator 16 to be transmitted to the cooling system of the vehicle. The pipe fittings 28 and 30 are sufficiently configured to receive a hose member, not shown. A substantially annular lip 32 . 32 ' is in each case on the pipe fittings 28 and 30 provided to serve as a stop, whereby the engagement of the pipe fittings 28 and 30 with the hose elements, not shown, is limited. There is also a substantially annular barb 34 . 34 ' in relation to the pipe fittings 28 and 30 is provided and serves to the hose elements, not shown, with respect to the pipe fittings 28 and 30 to keep. Professionals will recognize that the pipe fittings 28 and 30 depending on the requirements of a given application of the cooler 16 unlike those in 2 are shown, can be aligned. In addition, the two-passage configuration of the radiator allows 16 the pipe fittings 28 and 30 , on the upper plate 22 be provided substantially adjacent to each other, whereby a denser packing is made possible. The arrows representing the coolant 17 or the oil 19 in 2 respectively. 3 show the nature with two passes of the radiator 16 , The internal design of the radiator 16 forces the coolant 17 and 19 through only part of the radiator 16 , causing the coolant 17 and the oil 19 be forced twice the length of the radiator 16 to flow through.

Bezugnehmend auf 3 ist ein Aufriss der Rückseite des Kühlers 16 gezeigt, der verschiedene Merkmale der Basisplatte 20 darstellt. Die Basisplatte 20 definiert eine erste Öffnung 36 und eine zweite Öffnung 38, die dazu dienen, Öl 19 in den bzw. aus dem Kühler 16 zu übertragen. Die Basisplatte 20 weist eine im Wesentlichen kreisförmige Rille oder einen im Wesentlichen kreisförmigen Kanal 40 auf, die oder der darin ausgebildet ist. Der Kanal 40 ist in der Lage, eine elastomere O-Ring-Dichtung 42 aufzunehmen. Ähnlich weist die Basisplatte 20 eine im Wesentlichen kreisförmige Rille oder einen im Wesentlichen kreisförmigen Kanal 44 auf, die oder der darin ausgebildet ist und dazu dient, einen elastomeren O-Ring oder eine elastomere Dichtung 46 aufzunehmen. Die Dichtungen 42 und 46 dienen dazu, einen Verlust von Öl 19 zwischen dem Zylinderblock 15 und dem Kühler 16 zu verhindern. Fachleute werden erkennen, dass andere Dichtungsverfahren statt der Dichtungen 42 und 46 eingesetzt werden können, wie beispielsweise eine bei Raumtemperatur vulkanisierende Dichtungsmasse (RTV-Dichtungsmasse), eine gefangene Dichtung etc. Im Betrieb gelangt das Öl 19 von einem durch den Zylinderblock 15 definierten vorbestimmten Öldurchgang 48 durch die Öffnung 36 direkt in den Kühler. Nach dem Abkühlen tritt das sich in dem Kühler 16 befindende Öl 19 dann durch die Öffnung 38 aus dem Kühler aus und gelangt in einen anderen durch den Zylinderblock 15 definierten vorbestimmten Öldurchgang 48' zurück.Referring to 3 is an elevation of the back of the radiator 16 shown the different features of the base plate 20 represents. The base plate 20 defines a first opening 36 and a second opening 38 that serve oil 19 in and out of the cooler 16 transferred to. The base plate 20 has a substantially circular groove or a substantially circular channel 40 on or is formed therein. The channel 40 is capable of an elastomeric O-ring seal 42 take. Similarly, the base plate 20 a substantially circular groove or a substantially circular channel 44 formed therein and serving to form an elastomeric O-ring or elastomeric seal 46 take. The seals 42 and 46 serve a loss of oil 19 between the cylinder block 15 and the radiator 16 to prevent. Professionals will recognize that other sealing methods instead of the seals 42 and 46 can be used, such as a room temperature vulcanizing sealant (RTV sealant), a trapped seal, etc. In operation, the oil passes 19 from one through the cylinder block 15 defined predetermined oil passage 48 through the opening 36 directly into the cooler. After cooling, this occurs in the cooler 16 located oil 19 then through the opening 38 out of the radiator and enters another through the cylinder block 15 defined predetermined oil passage 48 ' back.

Durch direktes Anbringen des Kühlers 16 an dem Zylinderblock 15 werden die zum Übertragen von Öl 19 zu einem entfernt angebrachten Kühler erforderlichen zusätzlichen Schläuche und Klemmelemente stark reduziert. Außerdem wird das Volumen oder der Raum, das oder der für das Paket des Kühlers 16 erforderlich ist, durch Bereitstellen des kompakten Kühlers 16 mit einer Architektur mit zwei Durchgängen im Vergleich zu dem viel größeren Kühler mit einem Durchgang reduziert, der erforderlich ist, um ähnliche Wärmeabfuhrfähigkeiten für einen gegebenen Öldruckabfall über dem Kühler zu erreichen.By attaching the cooler directly 16 on the cylinder block 15 become the ones to transfer oil 19 greatly reduced to a remotely mounted cooler required additional hoses and clamping elements. In addition, the volume or space that or for the package of the cooler 16 is required by providing the compact cooler 16 with a two pass architecture compared to the much larger one pass cooler required to achieve similar heat removal capabilities for a given oil pressure drop across the radiator.

Während die geeignetsten Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung ausführlich beschrieben wurden, werden Fachleute, die diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.While the most suitable embodiments for carrying out the invention have been described in detail, those skilled in the art will be aware of these inventions It should be understood that various alternative designs and embodiments for carrying out the invention within the scope of the appended claims.

Claims

Machine comprising: a cylinder block, the first oil passage and a second oil passage Are defined; a cooler, which is removably attached directly to the cylinder block, wherein the cooler in direct fluid communication with the first and second oil passages stands; the cooler is capable of oil directly from the first oil passage record, and the cooler is capable of the oil to transfer directly to the second passage; with the cooler to do so serves, heat energy from the oil in the cooler to a cooling fluid in the cooler to transfer; and the cooler having an embodiment with two passes having.

A machine according to claim 1, wherein the cooler is a Base plate comprises, wherein the base plate is capable of, the cooler removably attach directly to the cylinder block.

Machine according to claim 2, wherein the base plate is a first opening and a second opening defined, with the first opening is capable of oil from the first oil passage to the radiator transferred to, and the second opening is capable of oil from the radiator to transfer to the second passage.

Machine according to claim 3, wherein the first and second openings sealed with elastomeric O-rings.

The engine of claim 1, wherein the radiator is further an upper plate with a first and second attached thereto Pipe fitting comprising, wherein the first pipe fitting is capable of, the cooling fluid the cooler transferred to, and the second pipe fitting is capable of the cooling fluid from the radiator to transfer away.

A machine as claimed in claim 1, wherein the cooler passes through a plurality of fasteners removably attached to the cylinder block is appropriate.

Oil cooler for a machine with a cylinder block, being the oil cooler includes: a base plate; at least one fastening device, which is able to attach the base plate directly to the cylinder block Removable machine to install; an upper plate; and several Plates arranged between the base plate and the top plate , wherein the plurality of plates form a multi-pass cooler design.

Oil cooler after Claim 7, wherein the base plate defines a first opening and a second opening, being the first opening is capable of oil from the cylin derblock to the radiator transferred to, and the second opening is capable of oil from the radiator to transfer the cylinder block.

cooler according to claim 8, wherein the first and second apertures comprise elastomeric O-rings are sealed.

Machine according to claim 7, wherein the upper plate comprising a first and second pipe fitting attached thereto, wherein the first pipe fitting is capable of cooling fluid to the radiator to transfer, and the second pipe fitting is capable of cooling fluid from the radiator to transfer away.

Oil cooler for a machine with a cylinder block, being the oil cooler includes: a base plate; at least one fastening device, which is able to attach the base plate directly to the cylinder block Removable machine to install; an upper plate; several Plates arranged between the base plate and the top plate are, wherein the plurality of plates, a radiator design with two crossings form; wherein the base plate has a first opening and a second opening defined, with the first opening is capable of oil directly from the cylinder block to the radiator, and the second opening in capable of the oil directly from the radiator to transfer to the cylinder block; and wherein the upper plate has a first and attached thereto second pipe fitting wherein the first pipe fitting is capable of cooling fluid to the radiator transferred to, and the second pipe fitting is capable of the cooling fluid from the radiator to transfer away.

cooler according to claim 11, wherein the first and second openings are sealed with elastomeric O-rings are.