DE102012105462A1

DE102012105462A1 - Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102012105462A1
Application number: DE102012105462A
Authority: DE
Inventors: Seunggi KIM
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2011-11-07
Filing date: 2012-06-22
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2032-06-23
Also published as: US20130111926A1; KR20130050051A; DE102012105462B4; US8967307B2

Abstract

Eine Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug kann aufweisen: eine elektrische Luftverdichtungspumpe (32), die mittels Batterieleistung des Fahrzeugs verdichtete Luft erzeugt, einen Haupt-verdichtete-Luft-Behälter (31), der die von der elektrischen Luftverdichtungspumpe (32) erzeugte verdichtete Luft speichert, ein verdichtete-Luft-Steuerventil (50), das mit dem Haupt-verdichtete-Luft-Behälter (31) in Fluidverbindung ist und die an einen Kühler (10) abzuleitende verdichtete Luft steuert, wenn eine Temperatur der Kühlflüssigkeit, die durch den Kühler (10) strömt, einen vorbestimmten Wert überschreitet, und eine Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung (60), die vor dem Kühler (10) angeordnet ist und mit dem verdichtete-Luft-Steuerventil (50) in Fluidverbindung ist, wobei die Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung (60) aus dem verdichtete-Luft-Steuerventil (50) abgeleitete verdichtete Luft entlang einem Innenumfang der Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung (60) einleitet, so dass die aus dem verdichtete-Luft-Steuerventil (50) abgeleitete verdichtete Luft in den Kühler (10) eingespritzt wird.

Description

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 07. November 2011 beim koreanischen Patentamt eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2011-0115184 , deren gesamter Inhalt durch diesen Bezug hier aufgenommen ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug, und insbesondere eine Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug, die eine Einrichtung aufweist, die Luft zwangsweise zu einem Radiator bzw. Kühler befördert, um eine Wärmeabstrahlungswirkung von durch den Kühler strömender Motorkühlflüssigkeit zu verstärken.
Im Allgemeinen weist eine Motorkühlvorrichtung für ein Fahrzeug eine getrennt vorgesehene Kühlvorrichtung auf, um einen während des Betriebs bei einer hohen Verbrennungstemperatur aufgeheizten Motor zu kühlen. Die Motorkühlvorrichtung weist eine Kühlkörperabschirmung, ein Lüftungsgebläse, einen (Elektro-)Motor zum Antreiben des Lüftungsgebläses und eine Verbrennungsmotor-Kühlflüssigkeitspumpe für einen Zwangsumlauf der Kühlflüssigkeit auf. Die Motorkühlvorrichtung befördert Luft zwangsweise zu dem an einen Motorkörper angeschlossenen Kühler, um die Temperatur der Kühlflüssigkeit zu senken, wodurch der Kühlzustand des Motors aufrechterhalten wird.
Wie aus 1 ersichtlich, weist die Zwangsumlauf-Kühlvorrichtung auf: einen Radiator bzw. Kühler 1, ein Lüftungsgebläse 2, eine (nicht dargestellte) Wasserpumpe, einen Thermostat 3 und einen Speicherbehälter 5. Der Kühler 1 leitet aufgeheizte Kühlflüssigkeit durch einen Kühlkörper hindurch, so dass die aufgeheizte Kühlflüssigkeit mit Außenluft in Kontakt gelangt, wodurch die aufgeheizte Kühlflüssigkeit gekühlt wird. Das Lüftungsgebläse 2 ist vor oder hinter dem Kühler 1 installiert und befördert Außenluft zwangsweise in Richtung zu dem Kühler 1, um eine Wärmeabstrahlungswirkung zu verstärken. Die Wasserpumpe zirkuliert die von dem Kühler 1 gekühlte Kühlflüssigkeit zwangsweise zu dem Motor. Der Thermostat 3 ist an einem Umlaufpfad installiert, durch den die durch den Motor zirkulierte Kühlflüssigkeit zu dem Kühler 1 zurückgeleitet wird, und hält die Kühlflüssigkeit auf einer optimalen Temperatur, wobei er sich bei einer vorbestimmten Temperatur oder mehr automatisch öffnet und bei der vorbestimmten Temperatur oder weniger schließt. Der Speicherbehälter 5 ist mit einem Kühler-Überlaufrohr 4 verbunden und dient dazu, überschüssige Kühlflüssigkeit vorübergehend zu speichern und zusätzliche Kühlflüssigkeit bereitzustellen, wenn die Kühlflüssigkeitsmenge nicht ausreicht.
Da das Lüftungsgebläse 2 der Kühlvorrichtung durch die Leistung des Verbrennungsmotors oder durch einen getrennt installierten Lüftungsgebläse-Antriebsmotor (nicht dargestellt) angetrieben wird, kann die Kühlvorrichtung die Fahrzeuglast erhöhen, wodurch die Leistung und der Kraftstoffwirkungsgrad des Verbrennungsmotors verringert sind.
Darüber hinaus ist der Aufbau der Steuerstruktur zum Steuern des Antriebs des (Elektro-)Motors zum Halten der Temperatur der zu dem Verbrennungsmotor zirkulierten Kühlflüssigkeit auf einem angemessenen Pegel kompliziert. Ferner hat die Kühlvorrichtung schwerwiegende Mängel, die dazu führen können, dass der Verbrennungsmotor im Fall einer Fehlfunktion gestoppt wird.
Die obige Beschreibung der verwandten Technik soll lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrundes der vorliegenden Erfindung dienen und nicht als eine herkömmliche Technik verstanden werden, die dem Fachmann auf dem Gebiet wohlbekannt ist.
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf ausgerichtet, eine Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Wärmeabstrahlungswirkung eines Kühlers zu erhöhen, ohne dabei die Fahrzeuglast zu erhöhen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug auf: eine elektrische Luftverdichtungspumpe, die mittels Batterieleistung des Fahrzeugs verdichtete Luft erzeugt, einen Haupt-verdichtete-Luft-Behälter, der die von der elektrischen Luftverdichtungspumpe erzeugte verdichtete Luft speichert, ein verdichtete-Luft-Steuerventil, das mit dem Haupt-verdichtete-Luft-Behälter in Fluidverbindung ist und die an einen Radiator bzw. Kühler abzuleitende verdichtete Luft steuert, wenn eine Temperatur der Kühlflüssigkeit, die durch den Kühler strömt, einen vorbestimmten Wert übersteigt, und eine Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung, die vor dem Kühler angeordnet ist und mit dem verdichtete-Luft-Steuerventil in Fluidverbindung ist, wobei die Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung aus dem verdichtete-Luft-Steuerventil abgeleitete verdichtete Luft entlang einem Innenumfang der Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung einleitet, so dass die aus dem verdichtete-Luft-Steuerventil abgeleitete verdichtete Luft in den Kühler eingespritzt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Kühlvorrichtung ferner auf: eine Motorluftverdichtungspumpe, die mittels der Leistung des Verbrennungsmotors einen Luftkompressor antreibt und verdichtete Luft erzeugt, und einen Hilfs-verdichtete-Luft-Behälter, der die von der Motorluftverdichtungspumpe erzeugte verdichtete Luft speichert.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Kühlvorrichtung ferner ein Hilfs-Luftventil auf, das zwischen dem Haupt-verdichtete-Luft-Behälter und dem Hilfs-verdichtete-Luft-Behälter montiert ist, um die Fluidkommunikation dazwischen zu steuern.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Kühlvorrichtung ferner eine Luftzuführleitung auf, die den Hilfs-verdichtete-Luft-Behälter, das Hilfs-Luftventil, den Haupt-verdichtete-Luft-Behälter, das verdichtete-Luft-Steuerventil und die Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung in Reihe in Fluidverbindung bringt, um die verdichtete Luft aus dem Hilfs-verdichtete-Luft-Behälter einer Seitenfläche des Kühlers zuzuführen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung zylinderförmig ausgebildet, um den Kühler zu umgeben, und weist auf: einen Lufteinlass, der an einer Seite eines Außenumfangs der Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung ausgebildet ist, wobei verdichtete Luft aus dem verdichtete-Luft-Steuerventil dadurch hindurchströmt, einen Abschnitt mit geringem Durchmesser, der an einem Innenumfang der Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung ausgebildet ist, und einen Abschnitt mit großen Durchmesser, der benachbart zu dem Abschnitt mit geringem Durchmesser angeordnet ist, wobei ein Innendurchmesser des Abschnitts mit großen Durchmesser in Richtung zu dem Kühler zunimmt, und wobei ein Auslass zwischen dem Abschnitt mit geringem Durchmesser und dem Abschnitt mit großen Durchmesser ausgebildet ist und mit dem Lufteinlass in Fluidverbindung ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Kühlvorrichtung ferner ein Verwirbelungsrohr auf, das einen ausgespart ausgebildeten Raum entlang dem Innenumfang der Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung zwischen dem Einlass und dem Auslass aufweist, wobei eine Querschnittsfläche des Verwirbelungsrohres eine rechteckige Struktur aufweist, um Luftverwirbelungen zu erzeugen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Lüftungsgebläse in der Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung angeordnet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine verdichtete-Luft-Steuervorrichtung elektrisch mit dem verdichtete-Luft-Steuerventil verbunden und empfängt von einem Temperaturfühler ein Signal, um einen Öffnungsgrad des verdichtete-Luft-Steuerventils zu steuern, wobei der Temperaturfühler die Temperatur der durch den Kühler strömenden Kühlflüssigkeit detektiert.
Gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind die Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung, die den Coanda-Effekt nutzt, sowie ein Lüfter, eine Kühlkörperabschirmung und ein den Lüfter antreibender Motor an der vorderen oder der rückwärtigen Seite des Kühlers installiert, um Luft zwangsweise zu befördern. Somit kann auf ein elektrisches Lastelement verzichtet werden, um dadurch die Leistung des Verbrennungsmotors zu verbessern.
Ferner wird die elektrische Luftverdichtungspumpe im normalen Betriebszustand angetrieben und wird die Motorluft-Verdichtungspumpe angetrieben, wenn in dem Energieversorgungssystem des Fahrzeugs ein Problem auftritt, wodurch ein Minimieren der Motorlast möglich wird.
Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden mit Hilfe der folgenden ausführlichen Beschreibung deutlicher, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird.
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine schematische Darstellung der Struktur einer Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der verwandten Technik,
2 eine schematische Darstellung der Struktur einer Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung,
3 eine perspektivische Ansicht einer Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung, die in der Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
4 eine schematische Darstellung der Struktur einer Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung,
5 eine schematische Darstellung der Struktur einer Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung,
6 eine schematische Darstellung der Struktur einer Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung,
7 eine Darstellung des Coanda-Effekts, der durch die Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung erfolgt, die in der Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und
8 eine Grafik, aus der das Druckvolumenverhältnis in der Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ersichtlich ist.
Es wird angemerkt, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind, wobei sie eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale darstellen, die die Grundprinzipien der vorliegenden Erfindung erläutern. Die spezifischen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hier offenbart sind, einschließlich beispielsweise bestimmter Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen werden zum Teil durch die besondere beabsichtigte Anwendung und durch das Nutzungsumfeld bestimmt.
Die Bezugszeichen in den Figuren beziehen sich auf gleiche oder gleichwertige Teile der vorliegenden Erfindung.
Nachfolgend wird ausführlich auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele hierfür in den angehängten Zeichnungen erläutert und nachfolgend beschrieben sind. Obgleich die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, wird angemerkt, dass die Erfindung durch die vorliegende Beschreibung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt wird. Im Gegenteil soll die Erfindung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen sondern auch zahlreiche Alternativen, Modifizierungen, Entsprechungen und andere Ausführungsformen miteinschließen.
Nachfolgend werden die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
2 ist eine schematische Darstellung der Struktur einer Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie aus 2 ersichtlich, weist die Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf: einen Kühler 10, eine Motorluftverdichtungspumpe 20, einen Haupt-verdichtete-Luft-Behälter 31, einen Hilfs-verdichtete-Luft-Behälter 30, eine Luftzuführleitung 40, ein verdichtete-Luft-Steuerventil 50 und eine Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung 60.
Der Kühler 10 dient dazu, von einem Verbrennungsmotor E aufgeheizte Kühlflüssigkeit zu kühlen, und führt eine Wärmetauschfunktion durch, so dass Kühlflüssigkeit, die entlang einer Kühlleitung eines Kühlwassermantels oder dergleichen strömt, der einstückig in dem Verbrennungsmotor E ausgebildet ist, Hochtemperaturwärme des Verbrennungsmotors E absorbiert und die Wärme dann nach außen abstrahlt. Darüber hinaus weist die Kühlvorrichtung ferner einen Speicherbehälter 13 auf, der mit einem Überlaufrohr 12 des Kühlers 10 verbunden ist und dazu dient, überschüssige Kühlflüssigkeit vorübergehend zu speichern und zusätzliche Kühlflüssigkeit bereitzustellen, wenn die Kühlflüssigkeitsmenge nicht ausreicht.
Die Motorluftverdichtungspumpe 20 verdichtet Luft mittels der Leistung des Verbrennungsmotors E und pumpt die verdichtete Luft in die Luftzuführleitung. Die verdichtete Luft wird dem Hilfs-verdichtete-Luft-Behälter 30 zugeführt, der mit der Motorluftverdichtungspumpe 20 verbunden ist und nachfolgend beschrieben wird.
Der Hilfs-verdichtete-Luft-Behälter 30 ist an einer Luftzuführleitung 40 installiert und dient dazu, die verdichtete Luft vorübergehend zu speichern. Hier wird der Hilfs-verdichtete-Luft-Behälter 30 durch den Verbrennungsmotor E mechanisch angetrieben.
Die Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug weist ferner eine elektrische Luftverdichtungspumpe 32 auf, die vorgesehen ist, um mittels einer Batterie 33 des Fahrzeugs als Energiequelle im normalen Betriebszustand verdichtete Luft zu erzeugen. Der Haupt-verdichtete-Luft-Behälter 31 ist angeordnet, um mittels der elektrischen Luftverdichtungspumpe 32 verdichtete Luft zu speichern.
Das bedeutet, dass die elektrische Luftverdichtungspumpe 32 ausgebildet ist, um dem Haupt-verdichtete-Luft-Behälter 31 mittels einer Hilfs-Energiequelle, beispielsweise einer Batterie, im normalen Betriebszustand verdichtete Luft zuzuführen, getrennt von dem Hilfs-verdichtete-Luft-Behälter 30. Wenn jedoch die elektrische Luftverdichtungspumpe 32 außer Betrieb ist, kann die Motorluftverdichtungspumpe 20 verwendet werden, um verdichtete Luft in dem Hilfs-verdichtete-Luft-Behälter 30 zu speichern. Darüber hinaus ist ein Hilfs-Luftventil 41 zwischen dem Haupt-verdichtete-Luft-Behälter 31 und dem Hilfs-verdichtete-Luft-Behälter 30 installiert, und wird ein Öffnungsgrad des Hilfs-Luftventils 41 gesteuert, um die Motorluftverdichtungspumpe 20 nur dann zu betätigen, wenn dies erforderlich ist. Dementsprechend kann ein unnötiger Verbrauch der Motorleistung reduziert werden, um einen Kraftstoffwirkungsgrad-Verringerungseffekt zu erhalten.
Darüber hinaus kann ein Temperaturfühler installiert sein, um die Temperatur der Kühlflüssigkeit zu messen, die durch den Kühler 10 strömt. Entsprechend der von dem Temperaturfühler detektierten Temperatur kann die verdichtete Luft der Luftzuführleitung 40 gesteuert werden.
Das verdichtete-Luft-Steuerventil 50 ist an der Luftzuführleitung 40 installiert und hat einen Öffnungsgrad, der durch ein Signal einer getrennt vorgesehenen verdichtete-Luft-Steuervorrichtung 51 gesteuert wird. Darüber hinaus ist die Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung 60 installiert, um einem Luftpfad, der mit dem Kühler 10 kommuniziert, eine große Menge an verdichteter Luft zuzuführen und eine Ansaug-Strömungsrate zu erhöhen, wenn die Temperatur der durch den Kühler 10 strömenden Kühlflüssigkeit einen vorbestimmten Wert überschreitet. Um den Verbrauch von verdichteter Luft zu verringern, wenn die Temperatur der Motorkühlflüssigkeit sinkt, kann darüber hinaus das verdichtete-Luft-Steuerventil 50 durch die verdichtete-Luft-Steuervorrichtung 51 geschlossen werden.
3 ist eine perspektivische Ansicht der Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung, die in der Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Wie aus 3 ersichtlich, ist die Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung 60 derart geformt, dass sie den Außenumfang des Kühlers 10 umgibt.
Ein Einlass 61 ist an einer Seite des Außenumfangs der Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung 60 ausgebildet und nimmt verdichtete Luft auf, die gemäß einem Öffnungsgrad des verdichtete-Luft-Steuerventils 50 zugeführt wird.
Ein Verwirbelungsrohr 62 ist ausgebildet, um die verdichtete Luft in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung zweimal oder mehrmals abzulenken, wenn die verdichtete Luft durch den Einlass 61 strömt. Das Verwirbelungsrohr 62 leitet die verdichtete Luft derart ein, dass in der verdichteten Luft Verwirbelungen auftreten, wodurch die Strömungsrate der verdichteten Luft gleichmäßig wird.
Ein ringförmiger Auslass 63 ist an dem Innenumfang der Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung 60 ausgebildet und leitet die durch das Verwirbelungsrohr 62 geströmte verdichtete Luft ab. In diesem Fall ist der Innenumfang der Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung 60 derart geformt, um die Luft in Richtung zu dem Kühler 10 einzuleiten, und der Innendurchmesser der Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung 60 verringert sich schrittweise in Richtung zu dem Kühler 10. Das bedeutet, dass ein Abschnitt mit geringem Durchmesser 64 an dem Innenumfang der Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung 60 auf einer von dem Kühler 10 entfernten Seite ausgebildet ist, und dass ein Abschnitt mit großen Durchmesser 65, dessen Innendurchmesser sich von dem Abschnitt mit geringem Durchmesser 64 in Richtung zu dem Kühler 10 vergrößert, ausgebildet ist. In diesem Fall kann der Auslass 63 entlang dem Abschnitt mit geringem Durchmesser 64 ausgebildet sein.
Nachfolgend wird der Betrieb der oben beschriebenen Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Im Anfangszustand des Startens des Verbrennungsmotors E entspricht die Temperatur der Kühlflüssigkeit, die um den Verbrennungsmotor zirkuliert, 80 Grad oder weniger. Somit ist ein Thermostat 11 geschlossen und zirkuliert die Kühlflüssigkeit nur um den Verbrennungsmotor E.
Wenn sich die Kühlflüssigkeit auf 80 Grad oder mehr erhitzt, während sie nur um den Verbrennungsmotor E zirkuliert, öffnet sich der Thermostat 11, um dem Kühler 10 die Kühlflüssigkeit zuzuführen, und wird die Kühlflüssigkeit durch die Luft, die durch den Kühler 10 strömt, abgekühlt. Dann wird die Kühlflüssigkeit durch den Antrieb der Wasserpumpe wieder um den Motor E herum eingeführt und kühlt die hohe Temperatur herunter, die durch Verbrennungsgas-Explosionen im Verbrennungsmotor E erzeugt wird.
Wenn die Temperatur der Kühlflüssigkeit, die von dem Temperaturfühler detektiert wird, in diesem Fall einen vorbestimmten Wert (zum Beispiel ungefähr 90 Grad) überschreitet, steuert die verdichtete-Luft-Steuervorrichtung 51 das verdichtete-Luft-Steuer Ventil 50, um sich in Richtung zu dem Einlass 61 zu öffnen, so dass die verdichtete Luft dem Einlass 61 aus dem Haupt-verdichtete-Luft-Behälter 31 zugeführt wird.
Hier ändert sich der Strom der verdichteten Luft schnell, da Verwirbelungen auftreten, während eine kleine Menge der verdichteten Luft durch den Einlass 61 hindurchströmt und innerhalb des Verwirbelungsrohres 62 mindestens zweimal in einer Richtung senkrecht zu der Einführvorrichtung abgelenkt wird. Während sich die verdichtete Luft von dem Abschnitt mit dem kleinen Durchmesser 64 zu dem Abschnitt mit dem großen Durchmesser 65 der Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung 60 bewegt, zur gleichen Zeit wie die verdichtete Luft durch den Auslass 63 strömt, wird die verdichtete Luft, die durch das Innere der Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung 60 strömt, beschleunigt, und der Strom der durch den Auslass 63 abgeleiteten verdichteten Luft beschleunigt sich. Dementsprechend wird eine große Menge an verdichteter Luft zwangsweise zu dem Kühler 10 befördert.
Im Folgenden wird auf die Beschreibung von Bauteilen sowie von Vorgängen, die denen der Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechen, verzichtet.
4 ist eine schematische Darstellung der Struktur einer Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie aus 4 ersichtlich, kann ein Lüftungsgebläse 70 an der vorderen oder der hinteren Seite des Kühlers mit einer derartigen Struktur installiert sein, wie sie in der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert ist.
Das bedeutet, dass, wenn die Temperatur der durch den Kühler 10 strömenden Kühlflüssigkeit auf eine hohe Temperatur ansteigt, das Lüftungsgebläse 70, das mit einem Luftgebläsemotor zum Kühlen eines Verbrennungsmotors integriert ist, zwangsweise Luft zu dem Kühler 10 befördert.
Obwohl dem Einlass 61 eine geringe Menge an verdichteter Luft zugeführt wird, wird die verdichtete Luft entlang dem Innenumfang der Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung 60 schnell vorwärtsbewegt. Dementsprechend bildet sich um die Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung 60 eine Niederdruckverteilung und bewegt eine große Menge an Luft, die durch das Innere der Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung 60 strömt, in Richtung zu dem Kühler 10. Somit kann eine große Menge an verdichteter Luft mit niedriger Temperatur zwangsweise zu dem Kühler 10 befördert werden. Darüber hinaus ist die Temperatur der Luft an dem Abschnitt, wo die Niederdruckverteilung erfolgt, geringer als diejenige der Luft, die den Abschnitt umgibt, wodurch es möglich wird, eine Matorkühlwirkung zu maximieren.
5 ist eine schematische Darstellung der Struktur einer Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie aus 5 ersichtlich, kann eine Mehrzahl von Luftverstärkungs-Zuführvorrichtungen 60 installiert sein, um eine große Menge an verdichteter Luft schneller und gleichmäßiger auf die Oberfläche des Kühlers 10 zu verteilen, selbst wenn nur eine geringe Menge an verdichteter Luft durch den Einlass 61 hindurch zugeführt wird.
6 ist eine schematische Darstellung der Struktur einer Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie aus 6 ersichtlich, können in der Struktur der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Lüftungsgebläse 71 und 72 jeweils zusätzlich in den Luftverstärkungs-Zuführvorrichtungen 60 montiert sein, wodurch die Kühlgeschwindigkeit weiter erhöht wird.
7 veranschaulicht den Coanda-Effekt, der durch die Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung erfolgt, die in der Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird. 8 ist eine Grafik, aus der das Druckvolumenverhältnis in der Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ersichtlich ist. Wie aus 7 und 8 ersichtlich, erhöht sich die Strömungsrate der Luft, die durch das Innere der Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung 60 strömt, durch die verdichtete Luft, die durch den Einlass 61 hindurch zugeführt wird. Das bedeutet unter Bezugnahme auf die 8, dass die Strömungsrate der verdichteten Luft schrittweise ansteigt, wenn der Druck der verdichteten Luft, die durch den Einlass 61 hindurch zugeführt wird, ansteigt.
Die vorangehende Beschreibung bestimmter beispielgebender Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde zum Zweck der Erläuterung und Beschreibung dargestellt. Sie soll weder vollständig sein noch die Erfindung auf die genauen offenbarten Formen beschränken, und zahlreiche Modifizierungen und Variationen sind im Lichte der oben beschriebenen Lehren möglich. Die beispielgebenden Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, um es so einem Fachmann auf dem Gebiet zu ermöglichen, verschiedene beispielgebende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifizierungen davon auszuführen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 10-2011-0115184 [0001]

Claims

Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug, aufweisend: eine elektrische Luftverdichtungspumpe (32), die mittels Batterieleistung des Fahrzeugs verdichtete Luft erzeugt, einen Haupt-verdichtete-Luft-Behälter (31), der die von der elektrischen Luftverdichtungspumpe (32) erzeugte verdichtete Luft speichert, ein verdichtete-Luft-Steuerventil (50), das mit dem Haupt-verdichtete-Luft-Behälter (31) in Fluidverbindung ist und die an einen Kühler (10) abzuleitende verdichtete Luft steuert, wenn eine Temperatur der Kühlflüssigkeit, die durch den Kühler (10) strömt, einen vorbestimmten Wert überschreitet, und eine Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung (60), die vor dem Kühler (10) angeordnet ist und mit dem verdichtete-Luft-Steuerventil (50) in Fluidverbindung ist, wobei die Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung (60) aus dem verdichtete-Luft-Steuerventil (50) abgeleitete verdichtete Luft entlang einem Innenumfang der Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung (60) einleitet, so dass die aus dem verdichtete-Luft-Steuerventil (50) abgeleitete verdichtete Luft in den Kühler (10) eingespritzt wird.
Kühlvorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Motorluftverdichtungspumpe (20), die mittels der Leistung des Verbrennungsmotors (E) einen Luftverdichter antreibt und verdichtete Luft erzeugt, und einen Hilfs-verdichtete-Luft-Behälter (30), der die von der Motorluftverdichtungspumpe (20) erzeugte verdichtete Luft speichert.
Kühlvorrichtung gemäß Anspruch 2, ferner aufweisend: ein Hilfs-Luftventil (41), das zwischen dem Haupt-verdichtete-Luft-Behälter (31) und dem Hilfs-verdichtete-Luft-Behälter (30) montiert ist, um die Fluidkommunikation dazwischen zu steuern.
Kühlvorrichtung gemäß Anspruch 2, ferner aufweisend: eine Luftzuführleitung (40), die den Hilfs-verdichtete-Luft-Behälter (30), das Hilfs-Luftventil (41), den Haupt-verdichtete-Luft-Behälter (31), das verdichtete-Luft-Steuerventil (50) und die Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung (60) in Reihe in Fluidverbindung bringt, um die verdichtete Luft aus dem Hilfs-verdichtete-Luft-Behälter (30) einer Seitenfläche des Kühlers (10) zuzuführen.
Kühlvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung (60) zylinderförmig ausgebildet ist, um den Kühler (10) zu umgeben, und aufweist: einen Lufteinlass (61), der an einer Seite eines Außenumfangs der Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung (60) ausgebildet ist, wobei verdichtete Luft aus dem verdichtete-Luft-Steuerventil (50) dadurch hindurchströmt, einen Abschnitt mit geringem Durchmesser (64), der an einem Innenumfang der Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung (60) ausgebildet ist, und einen Abschnitt mit großen Durchmesser (65), der benachbart zu dem Abschnitt mit geringem Durchmesser (64) angeordnet ist, wobei ein Innendurchmesser des Abschnitts mit großen Durchmesser (65) in Richtung zu dem Kühler (10) zunimmt, und wobei ein Auslass (63) zwischen dem Abschnitt mit geringem Durchmesser (64) und dem Abschnitt mit großen Durchmesser (65) ausgebildet ist und mit dem Lufteinlass (61) in Fluidverbindung ist.
Kühlvorrichtung gemäß Anspruch 5, ferner aufweisend: ein Verwirbelungsrohr (62), das einen ausgespart ausgebildeten Raum entlang dem Innenumfang der Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung (60) zwischen dem Einlass (61) und dem Auslass (63) aufweist.
Kühlvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei eine Querschnittsfläche des Verwirbelungsrohres (62) eine rechteckige Struktur aufweist, um Luftverwirbelungen zu erzeugen.
Kühlvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei ein Lüftungsgebläse (70, 71, 72) in der Luftverstärkungs-Zuführvorrichtung (60) angeordnet ist.
Kühlvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei eine verdichtete-Luft-Steuervorrichtung elektrisch mit dem vexdichtete-Luft-Steuerventil (50) verbunden ist und von einem Temperaturfühler ein Signal empfängt, um einen Öffnungsgrad des verdichtete-Luft-Steuerventils (50) zu steuern, wobei der Temperaturfühler die Temperatur der durch den Kühler (10) strömenden Kühlflüssigkeit detektiert.