Die vorliegende Anmeldung betrifft Verfahren und Systeme zum Kühlen von Motorladeluft nach dem Komprimieren durch einen Kompressor, und darunter Verfahren und Systeme, bei denen der betriebliche Wärmeübertragungsbereich des Ladeluftkühlers während des Motor- und Fahrzeugbetriebs mit einer Ventilbaugruppe modifiziert wird.The present application relates to methods and systems for cooling engine charge air after compression by a compressor and including methods and systems in which the operational heat transfer area of the charge air cooler is modified with a valve assembly during engine and vehicle operation.
Zahlreiche Verbrennungsmotoren enthalten Turbolader oder Lader, die zum Drängen von mehr Luftmasse in Saugrohr und Verbrennungskammer eines Motors durch Komprimieren von Ansaugluft mit einem Kompressor konfiguriert sind, der durch eine Turbine angetrieben ist, die zum Erfassen von Energie aus dem Strom des Motorabgases angeordnet ist. Die Komprimierung neigt jedoch dazu, die Ansaugluft zu erhitzen, was zu einer Verminderung der Dichte der Ladeluft führt. Es ist bekannt, einen Ladeluftkühler zum Ausgleichen der Erhitzung zu benutzen, die durch Aufladen bewirkt ist.Many internal combustion engines include turbochargers or superchargers configured to force more air mass in the intake manifold and combustion chamber of an engine by compressing intake air with a compressor driven by a turbine arranged to capture energy from the stream of engine exhaust. However, the compression tends to heat the intake air, which leads to a reduction in the density of the charge air. It is known to use a charge air cooler to compensate for the heating caused by charging.
Um hohe CAC-(Charge Air Cooler – Ladeluftkühler-)Effizienz bei verstärkten Anwendungen und unter heißen Umgebungsbetriebsbedingungen zu erzielen, sollten Ladeluftkühler groß sein und “Primärluft” empfangen (z.B. sich vor einem Kühler und allen anderen Kühlgeräten befinden). Beim Betrieb in feuchten und kühleren Klimata kann die Größe des CAC derart sein, dass der Wasserdampf in der Luft kondensiert und im CAC gespeichert wird. Wenn der Ansaugluftstrom eine genügend hohe Geschwindigkeit erreicht, kann Kondenswasser aus dem CAC abgezogen und in den Motor aufgenommen werden. Falls jedoch zu viel Wasser zu schnell in den Motor aufgenommen wird, könnte der Motor fehlzünden. Derartiges Fehlzünden kann extrem sein. Umgekehrt bleiben Luftstromgeschwindigkeiten während niedrigem Luftstrombedarf hoch und können möglicherweise nicht ermöglichen, dass sich Kondensation im CAC aufbaut.To achieve high CAC (Charge Air Cooler) efficiency in heavy duty applications and in hot ambient operating conditions, charge air coolers should be large and receive "primary air" (e.g., in front of a radiator and all other refrigerators). When operating in humid and cooler climates, the size of the CAC may be such that the water vapor in the air is condensed and stored in the CAC. If the intake air flow reaches a sufficiently high speed, condensate can be removed from the CAC and absorbed into the engine. However, if too much water is taken in the engine too quickly, the engine could misfire. Such misfiring can be extreme. Conversely, airflow velocities remain high during low airflow requirements and may not allow condensation to build up in the CAC.
Ausführungsformen können ein Ventil vorsehen, das in verstärkten Motoranwendungen betrieben werden kann. Das Ventil kann entweder mechanisch oder elektrisch sein und in einigen Beispielen im Ladeluftkühler (CAC), dem Einlasstank oder dem Auslasstank zur Nutzung des erforderlichen Volumens des CAC wie für vorgegebene Motorbetriebsbedingungen erforderlich angeordnet sein.Embodiments may provide a valve that may be operated in enhanced engine applications. The valve may be either mechanical or electrical and, in some examples, may be located in the intercooler (CAC), inlet tank or outlet tank to utilize the required volume of the CAC as required for given engine operating conditions.
Ausführungsformen können ein oder mehr Ventile nutzen, die zum Abschließen von Abschnitten des CAC während niedriger Motorluftstromanforderungen und Öffnen des gesamten CAC während hoher Motorluftstromanforderungen konfiguriert sind. Auf diese Art und Weise können Effizienzanforderungen bei niedrigem Luftstrombetrieb wie auch hohem Luftstrombetrieb erfüllt werden. Embodiments may utilize one or more valves configured to complete portions of the CAC during low engine airflow requirements and open the entire CAC during high engine airflow requirements. In this way, efficiency requirements can be met with low airflow operation as well as high airflow operation.
Es sind eine Ladeluftkühlerbaugruppe, ein Ladeluftkühlertank und ein Verfahren offenbart. Die Ladeluftkühlerbaugruppe enthält einen Ladeluftkühler mit einem betrieblichen thermischen Übertragungsbereich, der zum Übertragen von Wärme von innerhalb des Ladeluftkühlers nach außerhalb des Ladeluftkühlers konfiguriert ist. Die Ladeluftkühlerbaugruppe kann außerdem ein Ventil enthalten, das zum Ändern des betriebsfähigen thermischen Übertragungsbereichs von einem verhältnismäßig großen Bereich zu einem verhältnismäßig kleinen Bereich und zurück konfiguriert ist. Auf diese Art und Weise kann die Menge des thermischen Übertragungsbereichs und das Volumen des CAC gemäß Motorbetrieb eingestellt werden. Beispielsweise kann bei Betriebsbedingungen, die anfälliger für Kondensatbildung sind (beispielsweise niedrigere Strommotorbetriebsbedingungen), das Ventil zum Reduzieren der Anzahl offener Kanäle in dem Ladeluftkühler eingestellt sein, wodurch die Luftstromgeschwindigkeit erhöht wird. Bei Betriebsbedingungen, die weniger anfällig für Kondensatbildung sind (beispielsweise höhere Strommotorbetriebsbedingungen im Vergleich zu den niedrigeren Luftstrombedingungen), kann das Ventil jedoch zum Erhöhen der Anzahl offener Kanäle in dem Ladeluftkühler eingestellt sein, wodurch der Luftstromwiderstand vermindert und die Luftstromkühlung erhöht wird. There is disclosed a charge air cooler assembly, an intercooler tank, and a method. The charge air cooler assembly includes a charge air cooler having an operational thermal transfer range configured to transfer heat from within the charge air cooler to the outside of the charge air cooler. The charge air cooler assembly may also include a valve configured to change the operable thermal transfer range from a relatively large range to a relatively small range and back. In this way, the amount of thermal transfer area and the volume of the CAC can be adjusted according to engine operation. For example, at operating conditions that are more susceptible to condensate formation (eg, lower power engine operating conditions), the valve may be set to reduce the number of open channels in the charge air cooler, thereby increasing airflow velocity. However, under operating conditions that are less susceptible to condensate formation (eg, higher current motor operating conditions compared to the lower airflow conditions), the valve may be adjusted to increase the number of open channels in the charge air cooler, thereby reducing airflow resistance and increasing airflow cooling.
Es versteht sich, dass die obige Kurzdarstellung zum Einführen einer Auswahl von Konzepten in vereinfachter Form vorgesehen ist, welche in der detaillierten Beschreibung weiter beschrieben sind. Es ist nicht beabsichtigt, Schlüssel- oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands kenntlich zu machen, dessen Schutzumfang eindeutig durch die Ansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Zudem ist der beanspruchte Erfindungsgegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die jegliche oben oder andernorts in dieser Beschreibung angegebenen Nachteile lösen.It should be understood that the summary above is provided to introduce a selection of concepts in a simplified form, which are further described in the detailed description. It is not intended to identify key or essential features of the claimed subject matter whose scope is clearly defined by the claims following the detailed description. Moreover, the claimed subject matter is not limited to implementations that solve any disadvantages noted above or elsewhere in this description.
Es zeigen:Show it:
1 eine Beispielfahrzeugsystemanordnung mit einem Luftansaugsystem und einer Ladeluftkühlerbaugruppe gemäß der vorliegenden Offenbarung; 1 an example vehicle system assembly including an air induction system and a charge air cooler assembly in accordance with the present disclosure;
2 eine perspektivische Vorderansicht einer Ladeluftkühlerbaugruppe mit einem ausgeschnittenen Abschnitt zum Darstellen einiger innerer Details davon; 2 a front perspective view of a charge air cooler assembly with a cut-out portion showing some internal details thereof;
3A und 3B Querschnittansichten, die ein Ventil gemäß verschiedener Ausführungsformen darstellen und eine offene Position bzw. eine geschlossene Position zeigen; 3A and 3B 12 are cross-sectional views illustrating a valve according to various embodiments and showing an open position and a closed position, respectively;
4 eine Perspektivansicht eines Ladeluftkühlertanks gemäß verschiedener Ausführungsformen; 4 a perspective view of an intercooler tank according to various embodiments;
5 eine Seitenansicht einer Beispielklappe, die in einem Ladeluftkühlertank, wie etwa dem Ladeluftkühlertank, der in 4 dargestellt ist, enthalten sein kann; 5 a side view of a sample flap, which in an intercooler tank, such as the intercooler tank, the in 4 is shown may be included;
6 eine Perspektivansicht des Beispielladeluftkühlertanks von 4, der in einem anderen Zustand gezeigt ist; 6 a perspective view of the example of the intercooler tank of 4 which is shown in a different condition;
7 eine andere Seitenansicht eines Beispielladeluftkühlertanks gemäß verschiedener Ausführungsformen; 7 another side view of a sample demand air cooler tank according to various embodiments;
8 eine perspektivische Rückansicht eines Beispielladeluftkühlertanks gemäß verschiedener Ausführungsformen; 8th a perspective rear view of a sample demand air cooler tank according to various embodiments;
9 eine Vorderansicht eines Beispielladeluftkühlertanks gemäß verschiedenen Ausführungsformen; 9 a front view of a sample demand air cooler tank according to various embodiments;
10 ein Ablaufdiagramm, das ein Beispielverfahren zum Betreiben eines Ladeluftkühlers eines Motors gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt; 10 5 is a flowchart illustrating an example method of operating an intercooler of an engine in accordance with the present disclosure;
11 ein Ablaufdiagramm, das eine Beispielmodifikation des Verfahrens darstellt, das in 10 dargestellt ist; 11 a flow chart illustrating an example modification of the method, which in 10 is shown;
12 ein Ablaufdiagramm, das ein anderes Beispielverfahren zum Betreiben eines Ladeluftkühlers eines Motors gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt; 12 3 is a flowchart illustrating another example method of operating a charge air cooler of an engine according to the present disclosure;
2 bis 9 sind ungefähr maßstabsgetreu gezeichnet, obgleich auf Wunsch andere Abmessungen und Positionierungen nutzbar sind. 2 to 9 are drawn approximately to scale, although other dimensions and positions can be used if desired.
1 zeigt ein Beispiel eines Motorsystems, beispielsweise ein Motorsystem im Allgemeinen bei 10. Das Motorsystem 10 kann ein Dieselmotor oder ein Benzinmotor oder eine andere Motorenart sein, die verschiedene Bauteile gemäß der vorliegenden Offenbarung nutzen kann. Insbesondere weist der Verbrennungsmotor 10 mehrere Zylinder 11 auf. Der Motor 10 ist durch die elektronische Motorsteuerung 12 gesteuert. Der Motor 10 enthält eine Verbrennungskammer und Zylinderwände mit einem Kolben, der darin angeordnet ist und mit der Kurbelwelle 20 verbunden ist. Die Verbrennungskammer steht mit einem Saugrohr 22 und einem Auspuffkrümmer 24 über jeweilige Ansaugventile und Abgasventile in Verbindung. 1 shows an example of an engine system, such as an engine system in general 10 , The engine system 10 may be a diesel engine or a gasoline engine or other type of engine that may utilize various components in accordance with the present disclosure. In particular, the internal combustion engine 10 several cylinders 11 on. The motor 10 is through the electronic engine control 12 controlled. The motor 10 includes a combustion chamber and cylinder walls with a piston disposed therein and with the crankshaft 20 connected is. The combustion chamber is connected to a suction pipe 22 and an exhaust manifold 24 via respective intake valves and exhaust valves in connection.
Das Saugrohr 22 steht mit dem Drosselkörper 30 über die Drosselplatte 32 in Verbindung. In einer Ausführungsform kann eine elektronisch gesteuerte Drossel verwendet werden. In einigen Ausführungsformen ist die Drossel elektronisch gesteuert und zum periodischen oder fortlaufenden Beibehalten eines bestimmten Vakuumpegels im Saugrohr 22 einstellbar. Während der Drosselkörper 30 einem Kompressorgerät 90b nachgeschaltet dargestellt ist, wird man erkennen, dass der Drosselkörper dem Kompressor vorgeschaltet oder nachgeschaltet angeordnet sein kann. Die Wahl kann teilweise vom spezifischen AGR-System oder Systemen abhängen, das/die benutzt wird/werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Drosselkörper in der Abgasleitung zum Anheben von Abgasdruck angeordnet sein. Dies kann zum Unterstützen des AGR-Betriebs effektiv sein, kann jedoch beim Reduzieren des gesamten Massenstroms durch den Motor nicht effektiv sein. The suction tube 22 stands with the throttle body 30 over the throttle plate 32 in connection. In one embodiment, an electronically controlled throttle may be used. In some embodiments, the throttle is electronically controlled and for periodically or continuously maintaining a particular vacuum level in the intake manifold 22 adjustable. While the throttle body 30 a compressor device 90b is shown downstream, it will be appreciated that the throttle body upstream of the compressor or can be arranged downstream. The choice may depend in part on the specific EGR system or systems being used. Alternatively or additionally, a throttle body may be arranged in the exhaust pipe for raising exhaust pressure. This may be effective in aiding EGR operation, but may not be effective in reducing the overall mass flow through the engine.
Die Verbrennungskammer ist außerdem mit Kraftstoffeinspritzern 34 gezeigt, die zum Zuführen von Kraftstoff in Proportion zur Pulsbreite des Signals (fpw) von der Steuerung 12 daran gekoppelt sind. Den Kraftstoffeinspritzern 34 wird Kraftstoff durch ein herkömmliches Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) zugeführt, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoffzuführung enthält (nicht gezeigt). Im Falle von Direkteinspritzungsmotoren, wie in 1 gezeigt, wird ein Hochdruckkraftstoffsystem benutzt, wie etwa ein Common-Rail-System. Es gibt jedoch mehrere andere Kraftstoffsysteme, die ebenfalls benutzt werden könnten, darunter u.a. EUI, HEUI usw. The combustion chamber is also fuel-injected 34 shown for supplying fuel in proportion to the pulse width of the signal (fpw) from the controller 12 coupled to it. The fuel injectors 34 For example, fuel is supplied by a conventional fuel system (not shown) that includes a fuel tank, a fuel pump, and a fuel supply (not shown). In the case of direct injection engines, as in 1 As shown, a high pressure fuel system is used, such as a common rail system. However, there are several other fuel systems that could also be used, including EUI, HEUI, etc.
In der dargestellten Ausführungsform ist die Steuerung 12 ein herkömmlicher Mikrocomputer und enthält eine Mikroprozessoreinheit 40, Eingabe-/Ausgabe-Ports 42, elektronischen Speicher 44, der in diesem bestimmten Beispiel ein elektronisch programmierbarer Speicher sein kann, Arbeitsspeicher 46, Keepalive-Speicher 48 und einen herkömmlichen Datenbus. In the illustrated embodiment, the controller is 12 a conventional microcomputer and includes a microprocessor unit 40 , Input / output ports 42 , electronic memory 44 , which may be an electronically programmable memory in this particular example, is memory 46 , Keepalive memory 48 and a conventional data bus.
Die Steuerung 12 kann zum Empfangen verschiedener Signale von Sensoren konfiguriert sein, die an den Motor 10 gekoppelt sind, darunter u.a.: Messungen von induziertem Massenluftstrom (MAF) vom Massenluftstromsensor 50; Motorkühlmitteltemperatur (ECT) vom Temperatursensor 52; Rohrdruck (MAP) vom Rohrdrucksensor 56, der an das Saugrohr 22 gekoppelt ist; eine Messung der Drosselposition (TP) von einem Drosselpositionssensor (nicht gezeigt), der an die Drosselplatte 32 gekoppelt ist; und ein Profilzündungsaufnahmesignal (PIP) vom Hall-Effekt-Sensor 60, der an die Kurbelwelle 20 gekoppelt ist und Motordrehzahl anzeigt.The control 12 It can be configured to receive various signals from sensors connected to the engine 10 including: Measured mass air flow (MAF) measurements from the mass air flow sensor 50 ; Engine coolant temperature (ECT) from the temperature sensor 52 ; Pipe pressure (MAP) from pipe pressure sensor 56 , to the suction pipe 22 is coupled; a measurement of the throttle position (TP) from a throttle position sensor (not shown) connected to the throttle plate 32 is coupled; and a profile ignition pickup signal (PIP) from the Hall effect sensor 60 , to the crankshaft 20 is coupled and indicates engine speed.
Der Motor 10 kann ein Abgasrückführungssystem (AGR) enthalten, um zu niedrigeren NOx- und anderen Emissionen zu verhelfen. Beispielsweise kann der Motor 10 ein Hochdruck-AGR-System enthalten, bei dem Abgas dem Saugrohr 22 durch einen Hochdruck-AGR-Durchgang 70 zugeführt wird, welcher mit dem Auspuffkrümmer 24 an einer Stelle in Verbindung ist, die einer Abgasturbine 90a eines Kompressionsgeräts 90 vorgeschaltet ist, und mit dem Saugrohr 22 an einer Stelle in Verbindung ist, die einem Ansaugkompressor 90b des Kompressionsgeräts 90 nachgeschaltet ist. Eine Hochdruck-AGR-Ventilbaugruppe (nicht gezeigt) kann im Hochdruck-AGR-Durchgang 70 angeordnet sein. Abgas kann dann vom Auspuffkrümmer 24 zunächst durch den Hochdruck-AGR-Durchgang 70 und dann zum Saugrohr 22 strömen. Ein AGR-Kühler (nicht gezeigt) kann im Hochdruck-AGR-Rohr 70 zum Kühlen von rückgeführten Abgasen vor dem Eintreten ins Saugrohr enthalten sein. Die Kühlung kann unter Benutzung von Motorwasser erfolgen, wobei ein Luft/Luft-Wärmetauscher jedoch ebenfalls benutzt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann ein Niederdruck-AGR-System im Motor 10 enthalten sein.The motor 10 may include an exhaust gas recirculation (EGR) system to provide lower NOx and other emissions. For example, the engine 10 include a high pressure EGR system, the exhaust gas to the intake manifold 22 through a high pressure EGR passage 70 is supplied, which with the exhaust manifold 24 in a place that is connected to an exhaust gas turbine 90a a compression device 90 upstream, and with the suction pipe 22 is in contact with a suction compressor 90b of the compression device 90 is downstream. A high pressure EGR valve assembly (not shown) may be in the high pressure EGR passage 70 be arranged. Exhaust gas can then from the exhaust manifold 24 first through the high pressure EGR passage 70 and then to the intake manifold 22 stream. An EGR cooler (not shown) may be in the high pressure EGR tube 70 be included for cooling recirculated exhaust gases before entering the intake manifold. The cooling can be done using motor water, but an air / air heat exchanger can also be used. Alternatively or additionally, a low pressure EGR system in the engine 10 be included.
Ferner ist das Gaspedal 94 zusammen mit einem Fuß 95 eines Fahrers gezeigt. Der Pedalpositionssensor (pps) 96 misst die Winkelposition des vom Fahrer betätigten Pedals. Ferner kann der Motor 10 außerdem Abgasluft-/Kraftstoff-Verhältnissensoren (nicht gezeigt) enthalten. Beispielsweise kann ein bistabiler EGO-Sensor oder ein linearer UEGO-Sensor benutzt werden. Jeder dieser beiden kann im Auspuffkrümmer 24 oder dem Kompressionsgerät 90 nachgeschaltet angeordnet sein. Further, the accelerator pedal 94 together with one foot 95 shown by a driver. The pedal position sensor (pps) 96 measures the angular position of the driver operated pedal. Furthermore, the engine can 10 also include exhaust air / fuel ratio sensors (not shown). For example, a bistable EGO sensor or a linear UEGO sensor can be used. Each of these two can be in the exhaust manifold 24 or the compression device 90 be arranged downstream.
Das Kompressionsgerät 90 kann ein Turbolader oder jegliches andere derartige Gerät sein. Das dargestellte Kompressionsgerät 90 kann eine Turbine 90a, die mit dem Auspuffkrümmer 24 gekoppelt ist, und einen Kompressor 90b aufweisen, der über einen Zwischenkühler 200, der ein Luft-/Luft-Wärmetauscher sein kann, jedoch auch wassergekühlt sein könnte, mit dem Saugrohr 22 gekoppelt ist. Die Turbine 90a ist typischerweise über eine Antriebswelle 92 an den Kompressor 90b gekoppelt. Eine sequentielle Turboladeranordnung, einzelner VGT, zweifache VGT oder jegliche andere Anordnung von Turboladern könnte benutzt werden und Kühler innerhalb des Kompressionsgerätsystems enthalten, wie etwa zwischen zwei Kompressionsstufen.The compression device 90 may be a turbocharger or any other such device. The illustrated compression device 90 can a turbine 90a that with the exhaust manifold 24 coupled, and a compressor 90b have, via an intercooler 200 , which may be an air / air heat exchanger, but could also be water cooled, with the suction pipe 22 is coupled. The turbine 90a is typically via a drive shaft 92 to the compressor 90b coupled. A sequential turbocharger arrangement, single VGT, dual VGT or any other arrangement of turbochargers could be used and include coolers within the compression system, such as between two stages of compression.
Wie angegeben kann der Ansaugdurchgang 190 einen Ladeluftkühler 200 (CAC) (beispielsweise einen Zwischenkühler) zum Herabsetzen der Temperatur der turbogeladenen oder aufgeladenen Ansauggase enthalten. Ein Kühlmittelstrom, der durch einen ankommenden Strom 202 und einen abgehenden Strom 204 gezeigt ist, ist mit Pfeilen gezeigt; beispielsweise kann der Ladeluftkühler 200 einen Kühlmitteleinlass 202, der zum Aufnehmen von Kühlmittel konfiguriert ist, und einen Kühlmittelauslass 204 enthalten, der zum Ausstoßen von Kühlmittel konfiguriert ist. Die Quelle des ankommenden Stroms 202 und das Ziel des abgehenden Stroms 204 wurden aus der Figur ausgelassen. Das Kühlmittelfluid, das als ankommender Strom 202 und ausgehender Strom 204 strömt, kann Luft oder ein anderes Fluid sein, wie etwa Wasser, ein zweckdienliches chemisches Kühlmittel oder eine Mischung davon. In einem Fall kann der Ladeluftkühler 200 als wassergekühlt und in einem anderen als luftgekühlt bezeichnet sein. Das Kühlmittel im Ladeluftkühler 200 kann in einem Kühlmitteldurchgang 206 umgewälzt werden. Es versteht sich, dass der Kühlmitteldurchgang 206 geometrische Merkmale aufweist, die zum Unterstützen der thermischen Übertragung zwischen dem Ansaugdurchgang 190 und dem Kühlmitteldurchgang 206 konfiguriert sind. Auf diese Art und Weise kann Hitze über den Ladeluftkühler 200 aus dem Ansaugdurchgang 190 gezogen werden. Folglich kann die Temperatur der Ansaugluft, die einer Verbrennungskammer zugeführt wird, herabgesetzt werden, wodurch der Luftdruck gesteigert und die Verbrennungseffizienz gesteigert wird.As indicated, the intake passage 190 a charge air cooler 200 (CAC) (for example, an intercooler) for reducing the temperature of the turbocharged or charged intake gases. A coolant flow caused by an incoming stream 202 and an outgoing stream 204 shown is shown with arrows; For example, the intercooler 200 a coolant inlet 202 configured for receiving coolant and a coolant outlet 204 included, which is configured to expel coolant. The source of the incoming electricity 202 and the destination of the outgoing stream 204 were omitted from the figure. The coolant fluid, the incoming stream 202 and outgoing electricity 204 may be air or another fluid, such as water, a convenient chemical coolant, or a mixture thereof. In one case, the intercooler 200 as water cooled and in another as air cooled. The coolant in the intercooler 200 can in a coolant passage 206 be circulated. It is understood that the coolant passage 206 having geometric features that assist in thermal transfer between the intake passage 190 and the coolant passage 206 are configured. In this way, heat can over the intercooler 200 from the intake passage 190 to be pulled. As a result, the temperature of the intake air supplied to a combustion chamber can be lowered, thereby increasing the air pressure and increasing the combustion efficiency.
Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung können zwei oder mehr thermische Übertragungskonfigurationen vorsehen, die einen einzelnen Ladeluftkühler 200 nutzen, sodass eine erste thermische Übertragungsmenge mit einer ersten Konfiguration möglich ist und eine zweite thermische Übertragungsmenge mit einer zweiten Konfiguration möglich ist. Auf diese Art und Weise können während mehr als einem Ansaugluftstrombedarfsbetrieb Motoreffizienzanforderungen besser erfüllt werden. Zudem oder alternativ kann übermäßiger Kondensataufbau verhindert werden. Beispielhafte Details sind in 1 und außerdem in den folgenden Figuren dargestellt. Einige Variationen sind ebenfalls dargestellt.Embodiments in accordance with the present disclosure may provide for two or more thermal transfer configurations including a single charge air cooler 200 use, so that a first thermal transfer amount is possible with a first configuration and a second thermal transfer amount with a second configuration is possible. In this way, engine efficiency requirements can be better met during more than one intake airflow demand operation. Additionally or alternatively, excessive condensate buildup can be prevented. Exemplary details are in 1 and also shown in the following figures. Some variations are also shown.
2 ist eine perspektivische Vorderansicht einer Ladeluftkühlerbaugruppe 220 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform mit einem ausgeschnittenen Abschnitt zum Zeigen einiger innerer Details davon. Die Ladeluftkühlerbaugruppe 220 kann einen Ladeluftkühler 200 mit einem betriebsfähigen thermischen Übertragungsbereich 222 enthalten, der zum Übertragen von Hitze aus der Innenseite des Ladeluftkühlers 200 auf die Außenseite des Ladeluftkühlers 200 konfiguriert ist. Die Ladeluftkühlerbaugruppe 220 kann außerdem ein Ventil 224 enthalten, das zum Ändern des betriebsfähigen thermischen Übertragungsbereichs von einem verhältnismäßig großen Bereich 226 zu einem verhältnismäßig kleinen Bereich 228 konfiguriert ist. 2 is a front perspective view of a charge air cooler assembly 220 according to an exemplary embodiment with a cut-out portion to show some interior details thereof. The intercooler assembly 220 can a charge air cooler 200 with an operational thermal transfer area 222 included, for transferring heat from the inside of the intercooler 200 on the outside of the intercooler 200 is configured. The intercooler assembly 220 can also have a valve 224 included, for changing the operable thermal transfer area of a relatively large area 226 to a relatively small area 228 is configured.
Die Ladeluftkühlerbaugruppe 220 kann außerdem mehrere Kühlröhren 230 enthalten, die sich in dem Ladeluftkühler 200 befinden. Im Wesentlichen alle der mehreren Kühlröhren können den verhältnismäßig großen Bereich 226 definieren. Ein Anteil der mehreren Kühlröhren 230 kann den verhältnismäßig kleinen Bereich 228 definieren. Ein Einlasstank 232 kann sich zwischen einem Ansaugdurchgang 190 (z.B. 1) und dem Ladeluftkühler 200 befinden, wodurch fluidischer Zugang von Ansaugluft zu den mehreren Kühlröhren 230 vorgesehen ist. Das Ventil 224 kann sich in dem Einlasstank 232 befinden.The intercooler assembly 220 can also have several cooling tubes 230 included in the intercooler 200 are located. Essentially all of the multiple cooling tubes can relatively large area 226 define. A share of the multiple cooling tubes 230 can the relatively small area 228 define. An inlet tank 232 can be between a suction passage 190 (eg 1 ) and the intercooler 200 , thereby providing fluid access of intake air to the multiple cooling tubes 230 is provided. The valve 224 can be in the inlet tank 232 are located.
Verschiedene Ausführungsformen können einen Ladeluftkühler 200 mit verschiedenen Anzahlen von Kühlröhren enthalten, und die Anzahl von Kühlröhren für den verhältnismäßig kleinen Bereich 228 kann ebenfalls variieren. In einem Beispiel können im Wesentlichen alle der mehreren Kühlröhren einundzwanzig Röhren aufweisen, und der Anteil der mehreren Kühlröhren, die den verhältnismäßig kleinen Bereich 228 bilden, kann eine Anzahl von neun Röhren sein.Various embodiments may include a charge air cooler 200 with different numbers of cooling tubes, and the number of cooling tubes for the relatively small area 228 can also vary. In one example, substantially all of the multiple cooling tubes may have twenty-one tubes, and the proportion of the plurality of cooling tubes that occupy the relatively small area 228 can be a number of nine tubes.
Der Ladeluftkühlereinlasstank 232 kann zur Fluidverbindung mit einer Einlassseite des Ladeluftkühlers 200 abgedichtet sein. Eine Platte 234 kann im Ladeluftkühlereinlasstank 232 zur schwenkbaren Bewegung über das Gelenk 236 darin zum selektiven Ändern des betriebsfähigen thermischen Übertragungsbereichs von einem zum anderen des verhältnismäßig großen Bereichs 226 und des verhältnismäßig kleinen Bereichs 228 angeordnet sein. Die Platte 234 kann schwenkbar mit dem Ladeluftkühlereinlasstank 232 zum selektiven Blockieren von Strom in einen Abschnitt des Ladeluftkühlers zum Ändern des betriebsfähigen thermischen Übertragungsbereichs 222 zum verhältnismäßig kleinen Bereich 228 gekoppelt sein. Der verhältnismäßig kleine Bereich 228 kann ein Bereich in einem ersten Satz von Röhren 238 sein, der von einem ersten Satz von Röhrenöffnungen 240 zugänglich ist; und wobei der verhältnismäßig große Bereich 226 eine Kombination des Bereichs in dem ersten Satz von Röhren 238 und einem Bereich in einem zweiten Satz von Röhren 242 sein kann, der von einem jeweiligen zweiten Satz von Röhrenöffnungen 244 zugänglich ist.The charge air cooler inlet tank 232 may be for fluid communication with an inlet side of the charge air cooler 200 be sealed. A plate 234 can in the intercooler intake tank 232 for pivoting movement over the joint 236 to selectively change the operative thermal transfer range from one to the other of the relatively large range 226 and relatively small area 228 be arranged. The plate 234 Can be swiveled with the charge air cooler inlet tank 232 for selectively blocking current into a portion of the charge air cooler to change the operative thermal transfer range 222 to the relatively small area 228 be coupled. The relatively small area 228 can be an area in a first set of tubes 238 be that of a first set of tube openings 240 is accessible; and where the relatively large area 226 a combination of the area in the first set of tubes 238 and an area in a second set of tubes 242 can be that of a respective second set of tube openings 244 is accessible.
Das Ventil 224 kann ein Klappenventil sein oder diesem ähneln. Das Ventil 224 kann ein Sitzglied 246 enthalten, das ein im Wesentlichen flaches ortsfestes Glied mit einem oder mehr Löchern 248 dort hindurch aufweist. Ein Verschlussglied 234, beispielsweise eine Klappe oder Platte, kann zum Bewegen, wie durch Pfeil 250 dargestellt, aus einer ersten Position, die vom Sitzglied 246 beabstandet ist, wodurch das eine oder mehr Löcher 248 geöffnet werden, wodurch Ansaugluft imstande ist, in den verhältnismäßig großen Bereich 226 zu strömen, in eine zweite Position dem Sitzglied 246 benachbart konfiguriert sein, wodurch das eine oder mehr Löcher 248 geschlossen werden, wodurch Ansaugluft imstande ist, nur in den verhältnismäßig kleinen Bereich 228 zu strömen.The valve 224 may be or resemble a flapper valve. The valve 224 can be a sitting member 246 containing a substantially flat fixed member with one or more holes 248 therethrough. A closure member 234 For example, a flap or plate may move as indicated by an arrow 250 shown from a first position, the seat member 246 is spaced, making the one or more holes 248 be opened, whereby intake air is capable in the relatively large area 226 to flow, in a second position the seat member 246 be configured adjacent, creating one or more holes 248 be closed, whereby intake air is capable, only in the relatively small area 228 to stream.
Der Einlasstank 232 kann an eine Einlassseite 252 des Ladeluftkühlers 200 gekoppelt sein. Ein Teiler 254 kann den Einlasstank 232 in zwei Abschnitte aufteilen, einen ersten Abschnitt 256 und einen zweiten Abschnitt 258. Das Ventil 224 kann sich am Teiler 254 befinden und kann zum Öffnen konfiguriert sein, um einen Ansaugluftstrom in den verhältnismäßig großen Bereich 226 zuzulassen, und kann zum Schließen konfiguriert sein, um den Ansaugluftstrom nur in den verhältnismäßig kleinen Bereich 228 zuzulassen. Der Teiler 254 kann Teil des Ventils 224 sein. Beispielsweise kann der Teiler 254 ein Ventilsitz sein. Der Teiler 254 kann außerdem eine Teillinie oder -größe oder dergleichen sein, die den Ladeluftkühler 200 funktionell in die zwei Abschnitte aufteilt. Einige Ausführungsformen können zwei oder mehr Teiler enthalten, die den Einlass in drei oder mehr Abschnitte aufteilen. In einigen Beispielen können eine oder mehr hierin hinsichtlich eines Einlasstanks 232 beschriebene Konfigurationen stattdessen oder zusätzlich in einem Auslasstank 260 enthalten sein, der in 2 gezeigt ist. Der Ladeluftkühler 200 kann mehrere Röhren 230 enthalten, die von einer Einlassseite 252 zu einer Auslassseite 264 verlaufen, wobei im Wesentlichen alle der mehreren Röhren an der Auslassseite 264 miteinander in Fluidverbindung sein können.The inlet tank 232 can go to an inlet side 252 of the intercooler 200 be coupled. A divider 254 can the inlet tank 232 split into two sections, a first section 256 and a second section 258 , The valve 224 can be at the divider 254 and may be configured to open to an intake air flow in the relatively large area 226 and may be configured to close to restrict intake air flow only in the relatively small range 228 permit. The divider 254 can be part of the valve 224 be. For example, the divider 254 to be a valve seat. The divider 254 may also be a partial line or size or the like, the intercooler 200 functionally divided into the two sections. Some embodiments may include two or more dividers that divide the inlet into three or more sections. In some examples, one or more may be herein in terms of an inlet tank 232 described configurations instead or additionally in an outlet tank 260 be included in the 2 is shown. The intercooler 200 can have several tubes 230 included, from an inlet side 252 to an outlet side 264 substantially all of the plurality of tubes are on the outlet side 264 can be in fluid communication with each other.
Der Teiler 254 kann die Einlassseite 252 der mehreren Röhren 230 in einen ersten Satz Röhren 266 in Fluidverbindung miteinander auf einer ersten Seite 268 des Teilers und einen zweiten Satz Röhren 270 in Fluidverbindung miteinander auf einer zweiten Seite 272 des Teilers 254 aufteilen. Es kann ein Loch 248 im Teiler 254 vorhanden sein, um zu ermöglichen, dass die Ansaugluft durch den Teiler 254 strömt. Eine Klappe 234 kann zur Wegbewegung von dem Loch 248, um zu ermöglichen, dass die Ansaugluft durch das Loch 248 strömt, und umgekehrt zur Bewegung zum Dichtungseingriff mit dem Loch hin konfiguriert sein, um zu verhindern, dass die Ansaugluft durch das Loch 248 strömt.The divider 254 can the inlet side 252 the several tubes 230 in a first set of tubes 266 in fluid communication with each other on a first side 268 of the divider and a second set of tubes 270 in fluid communication with each other on a second side 272 of the divider 254 split. It can be a hole 248 in the divider 254 be present to allow the intake air through the divider 254 flows. A flap 234 can move away from the hole 248 to allow the intake air through the hole 248 and, conversely, be configured to move toward the sealing engagement with the hole to prevent the intake air from passing through the hole 248 flows.
Es versteht sich, dass die Röhren stattdessen alle in Fluidverbindung auf der Einlassseite und auf der Auslassseite in zwei oder mehr Abschnitte von Röhren aufgeteilt sein können. Eine gleichartig konfigurierte Klappe kann außerdem im Auslasstank enthalten sein und zum Steuern funktionieren, ob dem Fluid der Durchstrom ermöglicht wird oder ob verhindert wird, dass es durch ein gleichartig konfiguriertes Loch strömt. It will be understood that the tubes may instead be all in fluid communication on the inlet side and on the outlet side in two or more sections of tubes. A similarly configured door may also be included in the exhaust tank and function to control whether the fluid is allowed to flow through or prevented from flowing through a similarly configured hole.
3A und 3B sind Querschnittansichten, die das Ventil 224 in einer offenen Position (3A) und einer geschlossenen Position (3B) zeigen. Die Klappe 234 kann eine erste Seite 275 und eine zweite Seite 277 aufweisen. 3A and 3B are cross-sectional views that the valve 224 in an open position ( 3A ) and a closed position ( 3B ) demonstrate. The flap 234 can be a first page 275 and a second page 277 exhibit.
Wenn die Klappe 234 im Dichtungseingriff mit dem Loch 248 steht, kann ein erster Bereich 279 auf der ersten Seite 275 einem ersten Druck ausgesetzt sein und ein zweiter Bereich 281 auf der zweiten Seite 277 einem zweiten Druck ausgesetzt sein. Eine zweite resultierende Kraft 285 auf der zweiten Seite 277 (wie durch ein Produkt des zweiten Drucks und des zweiten Bereichs bestimmst sein kann) im Vergleich zu einer ersten resultierenden Kraft 283 auf der ersten Seite 275 (wie durch ein Produkt des ersten Drucks und des ersten Bereichs bestimmst sein kann) neigt dazu, die Klappe 234 zum Dichtungseingriff hin zu halten. Insbesondere nachdem die Ansaugluft durch den Ladeluftkühler strömt, beispielsweise wenn sie durch den ersten Satz von Röhren 238 bei geschlossener Klappe strömt, fällt der Druck der Ansaugluft. Der zweite Druck kann ein statischer Druck sein, der im Wesentlichen aus einer Fluidverbindung zwischen der Auslassseite des Ladeluftkühlers mit der zweiten Seite der Klappe über den zweiten Satz von Röhren resultiert. Der erste Druck kann im Wesentlichen aus dem Ansaugluftdruck resultieren. Die Röhren, die auf der Einlassseite 252 über der geschlossenen Klappe offen sind und auf der Auslassseite 264 zum Auslasstank 260 offen sind, können dann im Wesentlichen als fortlaufendes Volumen funktionieren, das zum Übertragen eines niedrigeren statischen Drucks fähig ist. If the flap 234 in sealing engagement with the hole 248 stands, can be a first area 279 on the first page 275 be exposed to a first pressure and a second area 281 on the second page 277 be subjected to a second pressure. A second resultant force 285 on the second page 277 (as may be determined by a product of the second pressure and the second range) as compared to a first resultant force 283 on the first page 275 (as may be determined by a product of the first pressure and the first range) tends to flap 234 to hold the sealing engagement. Specifically, after the intake air flows through the charge air cooler, for example when passing through the first set of tubes 238 flows with the flap closed, the pressure of the intake air falls. The second pressure may be a static pressure resulting substantially from fluid communication between the outlet side of the charge air cooler and the second side of the flap via the second set of tubes. The first pressure may essentially result from the intake air pressure. The tubes on the inlet side 252 are open above the closed flap and on the outlet side 264 to the outlet tank 260 can then operate essentially as a continuous volume capable of transmitting a lower static pressure.
Verschiedene Ausführungsformen können ein Stellglied (nicht dargestellt) zum Öffnen und Schließen der Klappe 234 enthalten. Das Stellglied kann eines oder mehr sein von: einem elektronischen Stellglied, einem vakuumgesteuerten Stellglied, einem mechanischen Druckdiaphragma und einer pulsbreitenmodulierten elektronischen Steuerung. Wenn es der Ansaugluft ermöglicht wird, durch alle der Röhren des Ladeluftkühlers zu strömen, beispielsweise wenn die Klappe offen ist, erfährt die Ansaugluft ebenfalls einen Druckabfall, und die Klappe ist auf beiden Seiten dem Druck der ankommenden Ansaugluft ausgesetzt. Auf diese Art und Weise müsste das Stellglied nur eine Bewegungskraft zum Öffnen und Schließen der Klappe vorsehen, um die Klappe vom geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand zu bringen, müsste jedoch keine Kraft vorsehen, um die Klappe offen oder die Klappe geschlossen zu halten. Derartiger Betrieb ist besonders vorteilhaft bei einer Fahrzeuganwendung, bei der der Motor das Fahrzeug mit elektrischem Strom versorgt, dahingehend dass er Stromverbrauch herabsetzen und damit die gesamte Fahrzeugkraftstoffeffizienz erhöhen kann. Various embodiments may include an actuator (not shown) for opening and closing the flap 234 contain. The actuator may be one or more of: an electronic actuator, a vacuum controlled actuator, a mechanical pressure diaphragm, and a pulse width modulated electronic controller. When the intake air is allowed to flow through all of the intercooler tubes, for example when the flap is open, the intake air also experiences a pressure drop and the flap is exposed on both sides to the pressure of the incoming intake air. In this way, the actuator would only have to provide a motive force to open and close the flap to bring the flap from the open state to the closed state, but would not have to provide force to keep the flap open or the flap closed. Such operation is particularly advantageous in a vehicle application where the engine provides the vehicle with electrical power in the sense that it can reduce power consumption and thereby increase overall vehicle fuel efficiency.
4 und 6 bis 9 stellen Beispiele eines Ladeluftkühlertanks dar, beispielsweise einen Einlasstank 232 oder einen Auslasstank. 4 zeigt einen beispielhaften Ladeluftkühlertank mit einem Ventilelement 424 in einem geschlossenen Zustand, während 6 den beispielhaften Ladeluftkühlertank von 4 mit dem Ventilelement 424 in einem offenen Zustand zeigt. 7 bis 9 stellen zusätzliche Ansichten von beispielhaften Ladeluftkühlertanks dar. 5 ist eine Seitenansicht einer Beispielklappe 234, die in einem Einlasstank und/oder Auslasstank enthalten sein kann. Die Einlass- und Auslasstanks (z.B. 232, 260 in 2) können zur Fluidverbindung mit einer Seite des Ladeluftkühlers abgedichtet sein, und das Ventil kann eine Platte enthalten, die schwenkbar an einer Verbindungsstelle zwischen dem Ladeluftkühlertank und der Seite des Ladeluftkühlers angeordnet ist. 4 and 6 to 9 Examples of an intercooler tank, such as an inlet tank 232 or an outlet tank. 4 shows an exemplary intercooler tank with a valve element 424 while in a closed state 6 the exemplary intercooler tank of 4 with the valve element 424 in an open state. 7 to 9 represent additional views of exemplary intercooler tanks. 5 is a side view of a sample flap 234 which may be contained in an inlet tank and / or outlet tank. The inlet and outlet tanks (eg 232 . 260 in 2 ) may be sealed for fluid communication with one side of the charge air cooler and the valve may include a plate pivotally disposed at a junction between the charge air cooler tank and the side of the charge air cooler.
Ebenfalls unter Bezugnahme auf 5 kann die Platte 434 schwenkbar mit dem Einlasstank mit einer Welle 492 gekoppelt sein und kann ferner eine oder mehr Torsionsfedern 494 aufweisen, die zum Vorspannen der Platte 434 zum Ladeluftkühler hin mit der Welle 492 gekoppelt sind. 4 stellt ein anderes Beispiel dar, wobei die Platte 434 schwenkbar mit dem Einlasstank 232 an einem proximalen Ende 496 gekoppelt sein kann, und ferner eine Vorspannung 497 an einem distalen Ende 498 der Platte aufweist, die zum Vorspannen der Bewegung der Platte 434 konfiguriert ist. In einigen Fällen kann die Platte oder Klappe an beiden Enden vorgespannt sein, auf andere Art und Weise vorgespannt sein oder überhaupt nicht vorgespannt sein. In einigen Fällen kann ein Stellglied mit einer Bewegungskraft die Platte vorspannen.Also with reference to 5 can the plate 434 swiveling with the inlet tank with a shaft 492 coupled and may further comprise one or more torsion springs 494 having, for biasing the plate 434 to the intercooler with the shaft 492 are coupled. 4 represents another example where the plate 434 swiveling with the inlet tank 232 at a proximal end 496 coupled, and also a bias voltage 497 at a distal end 498 the plate having, for biasing the movement of the plate 434 is configured. In some cases, the plate or flap may be biased at both ends, otherwise biased, or not biased at all. In some cases, an actuator with a motive force can bias the plate.
Unter erneuter Bezugnahme auf 2 können verschiedene Ausführungsformen Ladeluftkühlertanks 232, 260 vorsehen, die eine erste Seite, die fluidtechnisch an eine Fluidleitung 190 (z.B. 1) gekoppelt ist, eine zweite Seite, die fluidtechnisch an einen Ladeluftkühler gekoppelt ist, und ein Ventilelement 224 enthalten können. Das Ventilelement kann eine erste Position, die zum Ermöglichen konfiguriert ist, dass ein Fluid durch einen ersten Abschnitt des Ladeluftkühlers strömt, und eine zweite Position aufweisen, die zum Ermöglichen konfiguriert ist, dass das Fluid durch eine zweiten Abschnitt des Ladeluftkühlers strömt, wobei der erste Abschnitt größer als der zweite Abschnitt ist.Referring again to 2 Different embodiments can intercooler tanks 232 . 260 Provide a first side fluidly connected to a fluid line 190 (eg 1 ), a second side fluidly coupled to a charge air cooler, and a valve element 224 can contain. The valve member may include a first position configured to allow fluid to flow through a first portion of the charge air cooler and a second position configured to allow fluid to flow through a second portion of the charge air cooler, the first one Section is larger than the second section.
Das Fluid kann Ansaugluft sein. Das Ventil 224 (oder beispielsweise 424 in 4) kann einen Teiler 254 enthalten, der innerhalb der Ladeluftkühlertanks 232, 260 befestigt ist und die Ladeluftkühlertanks 232, 260 in einen ersten Abschnitt 256 und einen zweiten Abschnitt 258 aufteilt. Eine Fluidleitung 190 (z.B. 1) kann zum Leiten der Ansaugluft in den ersten Abschnitt 256 konfiguriert sein. Es kann ein Loch 248 in dem Teiler 254 vorhanden sein. Eine Klappe 234 kann schwenkbar mit dem Teiler 254 verbunden sein. Das Ventil 224 kann eine erste Position aufweisen, in der ein Großteil der Klappe nicht mit dem Teiler in Kontakt ist, sodass das Loch 248 offen ist. Das Ventil 224 kann eine zweite Position aufweisen, in der ein Großteil der Klappe mit dem Teiler in Kontakt ist, sodass das Loch geschlossen ist. The fluid may be intake air. The valve 224 (or for example 424 in 4 ) can be a divider 254 included within the intercooler tanks 232 . 260 is attached and the intercooler tanks 232 . 260 in a first section 256 and a second section 258 divides. A fluid line 190 (eg 1 ) can be used to direct the intake air into the first section 256 be configured. It can be a hole 248 in the divider 254 to be available. A flap 234 can be pivoted with the divider 254 be connected. The valve 224 can be a first position in which much of the flap is not in contact with the divider, so the hole 248 is open. The valve 224 may have a second position in which a majority of the flap is in contact with the divider, so that the hole is closed.
Unter Bezugnahme auf 3A und 3B kann das Loch 248 zum Freilegen eines ersten Bereichs 279 einer ersten Seite 275 der Klappe bemessen sein, sodass ein mathematisches Produkt des ersten Bereichs 279 und eines ersten Fluiddrucks, der auf den ersten Bereich ausgeübt wird, wenn das Loch durch die Klappe geschlossen ist, eine Öffnungskraft 283 auf die Klappe 234 ergeben kann. Eine zweite Seite der Klappe 277 kann einen zweiten Bereich 281 aufweisen, sodass ein mathematisches Produkt des zweiten Bereichs 281 und eines zweiten Fluiddrucks, der auf den zweiten Bereich ausgeübt wird, eine Schließkraft auf die Klappe ergibt, wobei die Schließkraft 285 größer als die Öffnungskraft 283 sein kann. Ein Stellglied kann zum Bewegen der Klappe aus der ersten Position in die zweite Position konfiguriert sein.With reference to 3A and 3B can the hole 248 to expose a first area 279 a first page 275 be sized to the flap, making it a mathematical product of the first range 279 and a first fluid pressure exerted on the first area when the hole is closed by the flap, an opening force 283 on the flap 234 can result. A second side of the flap 277 can be a second area 281 have, so that a mathematical product of the second area 281 and a second fluid pressure applied to the second region results in a closing force on the flap, the closing force 285 greater than the opening force 283 can be. An actuator may be configured to move the flap from the first position to the second position.
Der erste Abschnitt des Ladeluftkühlertanks kann im Wesentlichen eine Gesamtheit des Ladeluftkühlers sein, und der zweite Abschnitt kann weniger als die Gesamtheit des Ladeluftkühlers sein. Der erste Abschnitt des Ladeluftkühlertanks kann eine Obermenge des zweiten Abschnitts sein. Es folgt daraus, dass der zweite Abschnitt eine Untermenge des ersten Abschnitts sein kann.The first portion of the charge air cooler tank may be substantially a whole of the charge air cooler, and the second portion may be less than the entirety of the charge air cooler. The first section of the intercooler tank may be a superset of the second section. It follows that the second section can be a subset of the first section.
Der Ladeluftkühlertank kann ein Ladeluftkühlereinlasstank 232 mit einer im Wesentlichen Trapezform mit einer verhältnismäßig kleinen Einlassseite 252 und einer verhältnismäßig großen Auslassseite 253 sein. Die Auslassseite 253 kann eine im Wesentlichen geradlinige Umfangskante aufweisen, die zum Abdichtungseingriff mit Kanten einer im Wesentlichen geradlinigen Seitenfläche des Ladeluftkühlers 200 konfiguriert ist. Das Ventilelement 224 kann eine Platte 234 enthalten, die zur schwenkbaren Bewegung aus der ersten Position, in der die Platte in ein Volumen abgewinkelt ist, das durch eine Außenwand 255 des Ladeluftkühlereinlasstanks 232 definiert ist, in die zweite Position, in der die Platte an der Seitenfläche des Ladeluftkühlers liegt, an den Einlasstank an der Auslassseite 253 angekoppelt ist.The intercooler tank may be a charge air cooler inlet tank 232 with a substantially trapezoidal shape with a relatively small inlet side 252 and a relatively large outlet side 253 be. The outlet side 253 may comprise a substantially rectilinear peripheral edge adapted to sealingly engage edges of a substantially rectilinear side surface of the charge air cooler 200 is configured. The valve element 224 can a plate 234 included for pivotal movement from the first position, in which the plate is angled into a volume, passing through an outer wall 255 the charge air cooler inlet tank 232 is defined, in the second position, in which the plate is located on the side surface of the intercooler, to the inlet tank on the outlet side 253 is coupled.
Unter erneuter Bezugnahme auf 4 kann das Ventilelement 424 eine Platte enthalten, die schwenkbar mit der zweiten Seite des Ladeluftkühlertanks gekoppelt ist. Wenn sie in der ersten Position ist, kann die Platte 434 einen Winkel, der größer als 0 Grad ist, mit einer Seitenfläche des Ladeluftkühlers bilden, wodurch ermöglicht wird, dass Luft in Enden von Wärmeübertragungsröhren des Ladeluftkühlers strömt. Wenn sie in der zweiten Position ist, kann die Platte mit den Enden von Wärmeübertragungsröhren des Ladeluftkühlers bündig sein, wodurch erheblich verhindert wird, dass Luft in die Enden der Wärmeübertragungsröhren strömt. In einigen Beispielen kann der Winkel ungefähr 7 Grad betragen.Referring again to 4 can the valve element 424 a plate pivotally coupled to the second side of the intercooler tank. When she is in the first position, the plate can 434 forming an angle greater than 0 degrees with a side surface of the charge air cooler, thereby allowing air to flow into ends of heat transfer tubes of the charge air cooler. When in the second position, the plate may be flush with the ends of heat transfer tubes of the charge air cooler, thereby significantly preventing air from flowing into the ends of the heat transfer tubes. In some examples, the angle may be approximately 7 Degrees.
Wie aus 5 ersichtlich, kann die Platte 434 in einigen Beispielen eine Oberflächentopographie 502 enthalten, die dazu konfiguriert sein kann, eng an die Enden der Wärmeübertragungsröhren zu passen. Einige Beispiele können eine Vorspannung 494 enthalten, die zum schwenkbaren Vorspannen der Platte entweder zur ersten Position oder zur zweiten Position hin konfiguriert ist.How out 5 can be seen, the plate 434 in some examples, a surface topography 502 which may be configured to fit snugly to the ends of the heat transfer tubes. Some examples may be a bias 494 which is configured to pivotally bias the plate to either the first position or the second position.
Verschiedene Ausführungsformen können eine Ladeluftkühlerbaugruppe für einen Motor vorsehen. Die Ladeluftkühlerbaugruppe kann ein erstes verbleibendes Arbeitsvolumen, ein zweites Arbeitsteilvolumen ungleich Null und ein Ventilelement enthalten, das zum Ermöglichen konfiguriert ist, dass ein Ladeluftkühler selektiv entweder das erste Arbeitsvolumen oder das zweite Arbeitsvolumen zum Kühlen von Ladeluft benutzt.Various embodiments may provide a charge air cooler assembly for an engine. The charge air cooler assembly may include a first remaining working volume, a second non-zero working fraction volume, and a valve member configured to allow a charge air cooler to selectively use either the first working volume or the second working volume to cool charge air.
Das Ventilelement kann sich in einem oder beiden eines Einlasstanks oder eines Auslasstanks befinden. Das Ventilelement kann eine Vorspannung zum Vorspannen einer Platte in eine erste Position enthalten, in der das erste Arbeitsvolumen durch den Ladeluftkühler nutzbar sein kann. Eine vorgegebene Druckbedingung innerhalb der Ladeluftkühlerbaugruppe kann dazu neigen, die Platte in einer zweiten Position zu halten, in der das zweite Arbeitsvolumen durch den Ladeluftkühler nutzbar sein kann.The valve element may be located in one or both of an inlet tank or an outlet tank. The valve element may include a bias for biasing a plate to a first position in which the first working volume may be usable by the charge air cooler. A predetermined pressure condition within the charge air cooler assembly may tend to hold the plate in a second position in which the second working volume may be usable by the charge air cooler.
Der Einlasstank kann mit dem Ladeluftkühler gekoppelt sein, und die vorgegebene Druckbedingung kann ein Druckdifferential zwischen einem ersten Druck auf einer ersten Seite der Platte, der durch Ansaugluft bewirkt wird, und einem zweiten Druck sein, der durch einen statischen Druck auf einer zweiten Seite der Platte bewirkt wird und aus einer Fluidverbindung mit einer Auslassseite des Ladeluftkühlers resultiert. Das vorgegebene Druckdifferential kann beispielsweise 4kPA betragen oder zwischen ungefähr 2kPA und 6kPA liegen.The inlet tank may be coupled to the charge air cooler and the predetermined pressure condition may be a pressure differential between a first pressure on a first side of the plate caused by intake air and a second pressure caused by a static pressure on a second side of the plate is caused and results from a fluid connection with an outlet side of the charge air cooler. The predetermined pressure differential may be 4kPA, for example, or between about 2kPA and 6kPA.
Das Ventilelement kann betätigt werden, wenn eine oder mehr vorgegebene Bedingungen erfüllt sind, die aus einem Satz von Bedingungen ausgewählt sind, welcher Umgebungslufttemperatur, Motortemperatur, Ladeluftdruck, Ladeluftdichte, Umgebungsluftfeuchtigkeit und Motordrehzahl enthalten kann.The valve member may be actuated when one or more predetermined conditions are selected, selected from a set of conditions, which may include ambient air temperature, engine temperature, charge air pressure, charge air density, ambient humidity, and engine speed.
Bei einigen Ausführungsformen kann eines der Arbeitsvolumen eine Umführung sein, wobei Ansaugluft von einer Einlassseite zu einer Auslassseite geführt werden kann, wobei wenig bis keine thermische Übertragung aus der Ansaugluft stattfindet, beispielsweise weil die Umführung nicht mit einem Kühlfluid, wie etwa Kühlluft und/oder Kühlmittel, interagiert oder thermisch davon getrennt und beabstandet ist. Einige Ausführungsformen können einen Ladeluftkühler mit mehreren Röhren zum Leiten von Ansaugluft von einer Einlassseite zu einer Auslassseite enthalten. Mindestens eine der mehreren Röhren kann eine Umführungsröhre sein, wobei im Wesentlichen keine thermische Übertragung stattfindet. Das Ventilelement kann zum selektiven Leiten von Luft durch die Umführungsröhre konfiguriert sein. Die Umführungsröhre oder -röhren können eines der ersten oder zweiten Arbeitsvolumen sein oder können ein dritter Abschnitt der Ladeluftkühlerbaugruppe sein.In some embodiments, one of the working volumes may be a bypass wherein intake air may be directed from an inlet side to an outlet side with little or no thermal transfer from the intake air, for example because the bypass is not with a cooling fluid such as cooling air and / or coolant , is interacting or thermally separated and spaced therefrom. Some embodiments may include a multiple tube charge air cooler for directing intake air from an inlet side to an outlet side. At least one of the plurality of tubes may be a bypass tube with substantially no thermal transfer taking place. The valve element may be configured to selectively direct air through the bypass tube. The bypass tube or tubes may be one of the first or second working volumes or may be a third section of the charge air cooler assembly.
Bei einigen Ausführungsformen kann das erste Arbeitsvolumen eine andere thermische Übertragungseffizienz als das zweite Arbeitsvolumen enthalten. Die thermischen Übertragungseffizienzen können auf eine oder mehr Arten voneinander abweichen, beispielsweise können sie in Rippendichte, Enthalten von Turbulatoren, Anzahl von Turbulatoren, Fließgeschwindigkeit, Rippengröße, Rippenlänge, Rippenzahl, Stromweglänge und dergleichen voneinander abweichen.In some embodiments, the first working volume may include a different thermal transfer efficiency than the second working volume. The thermal transfer efficiencies may differ from each other in one or more ways, for example, they may differ in fin density, including turbulators, number of turbulators, flow rate, fin size, fin length, fin count, current path length, and the like.
10 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispielverfahren zum Betreiben eines Ladeluftkühlers eines Motors gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt. Das Verfahren 600 kann bei 610 das Vorsehen einer Ventilbaugruppe enthalten, die selektiv eines oder das andere von, bei 620, Leiten eines Fluids in ein erstes Volumen des Ladeluftkühlers und, bei 630, Leiten eines Fluids in ein zweites Volumen des Ladeluftkühlers versieht, wobei das zweite Volumen ein Abschnitt des ersten Volumens ist. 10 FIG. 10 is a flowchart illustrating an example method of operating a charge air cooler of an engine in accordance with the present disclosure. FIG. The procedure 600 can at 610 the provision of a valve assembly that selectively one or the other, at 620 , Passing a fluid in a first volume of the intercooler and, at 630 , Passing a fluid into a second volume of the charge air cooler, wherein the second volume is a portion of the first volume.
11 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Modifikation des Verfahrens 610 darstellt, das in 6 dargestellt ist. Das Vorsehen einer Ventilbaugruppe 610 kann, bei 740, das Anordnen einer Platte in einem Einlasstank enthalten. Das modifizierte Verfahren 700 kann, bei 750, das Bewegen der Platte zum Vorsehen von Einlass des Fluids in im Wesentlichen alle Röhren des Ladeluftkühlers, wodurch ermöglicht wird, dass das Fluid nur in das erste Volumen strömt, und, bei 760, das Bewegen der Platte zum Abschließen von Einlass des Fluids in einen Teilsatz der Röhren enthalten, wodurch ermöglicht wird, dass das Fluid nur in das zweite Volumen strömt. 11 FIG. 3 is a flowchart illustrating a modification of the method. FIG 610 that represents in 6 is shown. The provision of a valve assembly 610 can, at 740 comprising placing a plate in an inlet tank. The modified method 700 can, at 750 moving the plate to provide inlet of the fluid into substantially all of the tubes of the charge air cooler, thereby allowing the fluid to flow only into the first volume, and at 760 , moving the plate to close inlet of the fluid into a subset of the tubes, thereby allowing the fluid to flow only into the second volume.
12 ist ein Ablaufdiagramm, das ein anderes Beispielverfahren zum Betreiben eines Ladeluftkühlers eines Motors gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt. Das Verfahren 800 kann, bei 810, das Leiten eines Fluids in ein erstes Volumen des Ladeluftkühlers, wenn der Motor unter heißen Umgebungsbedingungen arbeitet, und, bei 820, das Leiten eines Fluids in ein zweites Volumen enthalten, wenn der Motor unter feuchten oder kühleren Bedingungen arbeitet, wobei das zweite Volumen ein Abschnitt des ersten Volumens sein kann. 12 FIG. 10 is a flowchart illustrating another example method of operating a charge air cooler of an engine according to the present disclosure. FIG. The procedure 800 can, at 810 directing a fluid into a first volume of the charge air cooler when the engine is operating in hot ambient conditions and at 820 , which include directing a fluid into a second volume when the engine is operating in humid or cooler conditions, wherein the second volume may be a portion of the first volume.
Es versteht sich, dass der dargestellte Motor 10 in 1 nur zu Beispielszwecken gezeigt ist, und dass die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren in jedem anderen geeigneten Motor mit jeglichen geeigneten Bauteilen und/oder Anordnung von Bauteilen implementiert oder darauf angewendet werden können.It is understood that the engine shown 10 in 1 for example purposes only, and that the systems and methods described herein may be implemented or applied to any other suitable motor with any suitable components and / or arrangement of components.
Die hierin beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehr jeglicher Anzahl von Verarbeitungsstrategien repräsentieren, wie etwa ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Von daher können verschiedene dargestellte Tätigkeiten, Vorgänge oder Funktionen in der dargestellten Sequenz, parallel durchgeführt oder in einigen Fällen ausgelassen werden. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise zum Erzielen der Merkmale und Vorteile der hierin beschriebenen Beispielausführungsformen erforderlich, sondern zu Veranschaulichungs- und Beschreibungszwecken vorgesehen. Ein/e oder mehr der dargestellten Tätigkeiten, Funktionen oder Vorgänge können abhängig von der jeweils benutzten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Vorgänge, Funktionen und/oder Tätigkeiten graphisch Code zum Programmieren in ein maschinenlesbares Speichermedium im Steuersystem repräsentieren.The specific routines described herein may represent one or more of any number of processing strategies, such as event-driven, interrupt-driven, multi-tasking, multi-threading, and the like. As such, various illustrated activities, acts, or functions in the illustrated sequence may be performed in parallel, or in some cases omitted. Likewise, the order of processing is not necessarily required to achieve the features and advantages of the example embodiments described herein, but is provided for purposes of illustration and description. One or more of the illustrated activities, functions, or operations may be repeatedly performed depending on the particular strategy being used. Further, the described acts, functions and / or activities may graphically represent code for programming into a machine-readable storage medium in the control system.
Des Weiteren versteht es sich, dass die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren beispielhaft in ihrer Art sind, und dass diese spezifischen Ausführungsformen oder Beispiele nicht als einschränkend zu betrachten sind, da zahlreiche Variationen in Erwägung gezogen werden. Dementsprechend beinhaltet die vorliegende Offenbarung alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen der verschiedenen, hierin beschriebenen Systeme und Verfahren sowie jegliche und alle Äquivalente davon.Further, it should be understood that the systems and methods described herein are exemplary in nature, and that these specific embodiments or examples are not to be considered as limiting, as numerous variations are contemplated. Accordingly, the present disclosure includes all novel and non-obvious combinations of the various systems and methods described herein, and any and all equivalents thereof.
