DE102014105059A1

DE102014105059A1 - Improved intercooler for a motor

Info

Publication number: DE102014105059A1
Application number: DE102014105059.2A
Authority: DE
Inventors: Tom Robert George Thompson; David Bryn Davies; Peter Ricketts
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2014-04-09
Publication date: 2014-10-23
Also published as: GB201307053D0; GB2513171A; GB2513171B; RU152512U1; GB2513446A; GB2513447A; GB201402898D0; GB201402897D0; GB2513447B; GB2513446B

Abstract

Ein Luft-/Luft-Ladeluftkühler 5 für einen Motor 2 eines Kraftfahrzeugs 1 wird offengelegt, bei welchem eine Stromsteuervorrichtung 10 an dem Ladeluftkühler 5 positioniert ist um den Strom der Umgebungsluft durch den Ladeluftkühler 5 zu ändern. Die Stromsteuervorrichtung 10 enthält eine Reihe von Lüftungsschlitzen oder Lamellen 11, die von einem Stellglied 20 zwischen einer jeweiligen geschlossenen und geöffneten Position bewegt werden. Die Position der Lamellen 11 wird basierend auf der Temperatur der den Ladeluftkühler 5 verlassenden Ladeluft oder der Temperatur der den Ladeluftkühler 5 verlassenden Umgebungsluft so angepasst, dass die Temperatur der durch den Ladeluftkühler 5 strömenden Ladeluft geändert wird und dadurch Kondensation von Wasserdampf in der Wärmeübertragungsmatrix 6 verhindert wird.An air-to-air charge air cooler 5 for an engine 2 of a motor vehicle 1 is disclosed, in which a current control device 10 is positioned on the charge air cooler 5 in order to change the flow of the ambient air through the charge air cooler 5. The flow control device 10 includes a series of vents or fins 11 that are moved by an actuator 20 between a respective closed and open position. The position of the fins 11 is adjusted based on the temperature of the charge air leaving the charge air cooler 5 or the temperature of the ambient air leaving the charge air cooler 5 such that the temperature of the charge air flowing through the charge air cooler 5 is changed, thereby preventing condensation of water vapor in the heat transfer matrix 6 becomes.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ladeluftkühler für einen Verbrennungsmotor und insbesondere einen Ladeluftkühler für einen Motor eines Kraftfahrzeugs.The present invention relates to a charge air cooler for an internal combustion engine, and more particularly to a charge air cooler for an engine of a motor vehicle.

Kompressormotoren, wie Motoren mit Turbolader und Supercharger, sind dazu ausgestaltet, in den Motor eintretende Umgebungsluft zu verdichten, um die Motorleistung zu erhöhen. Da eine Verdichtung der Luft die Temperatur der Luft ansteigen lässt, ist es bekannt, einen Ladeluftkühler zum Kühlen der Luft zu verwenden, bevor diese in den Motor eingesaugt wird, wodurch die Dichte der Ladeluft erhöht wird.Compressor engines, such as turbocharged and supercharged engines, are designed to compress ambient air entering the engine to increase engine power. Since compression of the air raises the temperature of the air, it is known to use a charge air cooler to cool the air before it is sucked into the engine, thereby increasing the density of the charge air.

Wenn die Luftfeuchte der Umgebungsluft hoch ist, kann sich Kondensation in Form von Wassertröpfchen auf jeder Innenfläche des Ladeluftkühlers bilden, die kälter ist als der Taupunkt der verdichteten Ladeluft. Während bestimmter Betriebsbedingungen des Motors, wie z.B. starker Beschleunigung, können diese Wassertröpfchen aus dem Ladeluftkühler und in die Brennkammern des Motors geblasen werden, wodurch eine Fehlzündung des Motors, Verlust von Drehmoment und potentieller Schaden an den Bauteilen des Motors entstehen können.When the humidity of the ambient air is high, condensation may form in the form of water droplets on each interior surface of the charge air cooler that is colder than the dew point of the compressed charge air. During certain operating conditions of the engine, such as e.g. high acceleration, these water droplets may be blown out of the intercooler and into the combustion chambers of the engine, which may result in engine misfire, torque loss, and potential damage to the engine's components.

Die Bildung solcher Wassertröpfchen liegt oftmals an einer Unterkühlung der Ladeluft, wenn der Motor bei leichter Last läuft, aufgrund des Erfordernisses, den Ladeluftkühler so auszugestalten, dass er die Ansaugluft bei Betrieb mit maximaler Last und Drehzahl ausreichend kühlt.The formation of such water droplets is often due to subcooling of the charge air when the engine is running under light load, due to the need to design the charge air cooler to sufficiently cool the intake air when operating at maximum load and speed.

Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung von Luft für einen Ladeluftkühler eines Motors, wobei das Risiko der Bildung von Kondensation innerhalb des Ladeluftkühlers auf einfache und kostengünstige Weise und mit minimalem Einfluss auf die zugrundeliegende Leistung des Ladeluftkühlers verringert wird.An object of the invention is to provide air to an intercooler of an engine while reducing the risk of condensation within the intercooler in a simple and cost effective manner with minimal impact on the underlying performance of the intercooler.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Ladeluftkühler für einen Motor mit einem Einlassende bereitgestellt, über welches Ladeluft in den Ladeluftkühler gelangt, mit einem Auslassende, über welches Ladeluft den Ladeluftkühler verlässt, einer Vorderseite, über welche Umgebungsluft in den Ladeluftkühler gelangt, einer Rückseite, über welche Umgebungsluft den Ladeluftkühler verlässt, und einer Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung zur Änderung des Umgebungsluftstroms durch den Teil des Ladeluftkühlers, über dem sie liegt, wobei die Steuerung der Umgebungsluftstrom-Steuerungsvorrichtung auf der Temperatur der den Ladeluftkühler verlassenden Ladeluft oder der Temperatur der den Ladeluftkühler verlassenden Umgebungsluft basiert. According to a first aspect of the invention, an intercooler is provided for an engine having an inlet end via which charge air enters the intercooler, with an outlet end, via which charge air leaves the intercooler, a front side, via which ambient air enters the intercooler, a rear side, over which ambient air exits the charge air cooler, and an ambient air flow control device for changing the ambient air flow through the part of the charge air cooler over which it lies, wherein the control of the ambient air flow control device on the temperature of the charge air cooler leaving the charge air or the temperature of the intercooler leaving the ambient air based.

Die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung kann auf der Rückseite des Ladeluftkühlers positioniert sein.The ambient air flow control device may be positioned on the back of the charge air cooler.

Die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung kann eine Reihe von Stromsteuerelementen enthalten, die zwischen einer geöffneten und geschlossenen Position von mindestens einem Stellglied bewegbar sind, um den Umgebungsluftstrom durch die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung zu ändern, und die Position der Stromsteuerelemente basiert auf der Temperatur der den Ladeluftkühler verlassenden Ladeluft oder der Temperatur der den Ladeluftkühler verlassenden Umgebungsluft.The ambient air flow control device may include a series of flow control elements movable between open and closed positions of at least one actuator to change the ambient air flow through the ambient air flow control device, and the position of the flow control elements is based on the temperature of the charge air leaving the charge air cooler or the temperature of the intercooler leaving the intercooler.

Die Position der Stromsteuerelemente kann auf der Temperatur der den Ladeluftkühler verlassenden Umgebungsluft basieren und das Öffnen und Schließen aller Stromsteuerelemente wird von einem einzigen temperaturabhängigen Stellglied durchgeführt, das so positioniert ist, dass es auf die Temperatur der den Ladeluftkühler verlassenden Umgebungsluft reagiert.The position of the flow control elements may be based on the temperature of the ambient air leaving the charge air cooler and the opening and closing of all flow control elements is performed by a single temperature dependent actuator positioned to respond to the temperature of the ambient air leaving the charge air cooler.

Die Position der Stromsteuerelemente kann auf der Temperatur der den Ladeluftkühler verlassenden Umgebungsluft basieren und das Öffnen und Schließen jedes der Stromsteuerelemente wird individuell von einem jeweiligen temperaturabhängigen Stellglied durchgeführt, wobei jedes der temperaturabhängigen Stellglieder so positioniert ist, dass es auf die Temperatur der den Ladeluftkühler verlassenden Umgebungsluft reagiert.The position of the flow control elements may be based on the temperature of the ambient air leaving the charge air cooler and the opening and closing of each of the flow control elements is individually performed by a respective temperature dependent actuator, each of the temperature dependent actuators being positioned to be responsive to the temperature of the ambient air leaving the charge air cooler responding.

Das mindestens eine Stellglied kann ein angetriebenes Stellglied sein, das ein elektrisches Stellglied, ein hydraulisches Stellglied oder ein pneumatisches Stellglied umfasst.The at least one actuator may be a powered actuator including an electric actuator, a hydraulic actuator, or a pneumatic actuator.

Das Öffnen und Schließen aller Stromsteuerelemente kann von einem einzigen angetriebenen Stellglied ausgeführt werden.The opening and closing of all flow control elements can be performed by a single driven actuator.

Die Stromsteuerelemente können drehbare Lamellen sein.The current control elements may be rotatable blades.

Die Vorder- und Rückseite können eine Vorder- und Rückseite einer Wärmeübertragungseinheit sein, die Teil des Ladeluftkühlers bildet und durch welche die Ladeluft von einem Einlassende der Wärmeübertragungseinheit zu einem Auslassende der Wärmeübertragungseinheit strömt.The front and rear surfaces may be front and rear sides of a heat transfer unit that forms part of the charge air cooler and through which the charge air flows from an inlet end of the heat transfer unit to an outlet end of the heat transfer unit.

Die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung kann sich entlang lediglich eines Teils der Länge der Wärmeübertragungseinheit erstrecken und die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung kann an dem Einlassende der Wärmeübertragungseinheit positioniert sein.The ambient air flow control device may extend along only part of the length of the heat transfer unit, and the ambient air flow control device may be positioned at the inlet end of the heat transfer unit.

Die Wärmeübertragungseinheit kann eine Wärmeübertragungsmatrix sein. The heat transfer unit may be a heat transfer matrix.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug mit einem Ladeluftkühler bereitgestellt, der gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung konstruiert ist.According to a second aspect of the invention there is provided a motor vehicle having a charge air cooler constructed in accordance with the first aspect of the invention.

Die Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die angehängte Zeichnung beschrieben. Es zeigen:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 ist eine schematische Rückansicht einer ersten Ausführungsform eines Ladeluftkühlers für einen Motor, der gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung konstruiert ist und eine Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung in einer geschlossenen Position zeigt; 1 Fig. 12 is a schematic rear view of a first embodiment of an intercooler for an engine constructed in accordance with a first aspect of the invention and showing an ambient airflow control device in a closed position;

2 ist eine Ansicht ähnlich wie 1, jedoch wird die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung in einer geöffneten Position gezeigt; 2 is a view similar to 1 however, the ambient air flow control device is shown in an open position;

3 ist eine schematische Draufsicht auf den in 1 dargestellten Ladeluftkühler; 3 is a schematic plan view of the in 1 illustrated intercooler;

4 ist eine schematische Draufsicht auf den in 2 dargestellten Ladeluftkühler; 4 is a schematic plan view of the in 2 illustrated intercooler;

5 ist eine schematische Rückansicht ähnlich wie die in 1 gezeigte, jedoch wird eine zweite Ausführungsform eines Ladeluftkühlers für einen Motor gezeigt, der gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung konstruiert ist und die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung in einer geschlossenen Position zeigt; 5 is a schematic rear view similar to that in 1 however, there is shown a second embodiment of a charge air cooler for an engine constructed in accordance with the first aspect of the invention and showing the ambient air flow control device in a closed position;

6 ist eine vergrößerte Ansicht der in 5 dargestellten Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung; und 6 is an enlarged view of the in 5 illustrated ambient air flow control device; and

7 ist eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs, das gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung konstruiert ist und einen gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung konstruierten Ladeluftkühler aufweist. 7 Figure 3 is a schematic side view of a motor vehicle constructed in accordance with a second aspect of the invention and having an intercooler constructed according to the first aspect of the invention.

Unter Bezugnahme zuerst auf 7 wird ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Verbrennungsmotor 2 gezeigt. Ein Ladeluftkühler 5 ist mit einem Luftansaugsystem des Motors 2 über entsprechende als eine einzelne Linie 3 in 7 dargestellte Zu- und Ableitungen verbunden. Heiße Ladeluft aus dem Luftansaugsystem strömt durch Gänge, die in dem Ladeluftkühler 5 gebildet sind, und wird durch Umgebungsluft gekühlt, welche durch das Kraftfahrzeug 1, wie durch den Pfeil `D´ dargestellt, hindurchtritt. In einigen Fällen kann ein Ventilator für einen Ladeluftkühler zur Beibehaltung eines Luftstroms durch den Ladeluftkühler 5 vorgesehen sein, selbst wenn sich das Kraftfahrzeug 1 nicht bewegt. Die Ladeluft wird nach dem Kühlen in das Luftansaugsystem des Motors 2 zurückgeführt.Referring first to 7 becomes a motor vehicle 1 with an internal combustion engine 2 shown. A charge air cooler 5 is with an air intake system of the engine 2 via corresponding as a single line 3 in 7 connected inlets and outlets connected. Hot charge air from the air intake system flows through passages in the intercooler 5 are formed, and is cooled by ambient air, which by the motor vehicle 1 as shown by the arrow `D'passes. In some cases, a charge air cooler fan can maintain a flow of air through the intercooler 5 be provided even if the motor vehicle 1 not moved. The charge air is after cooling in the air intake system of the engine 2 recycled.

Um die Bildung von Kondensation innerhalb des Ladeluftkühlers 5 zu verhindern, ist eine Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 an einer Rück- oder stromabwärtigen Seite des Ladeluftkühlers 5 bereitgestellt. Die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 kann betätigt werden, den Strom der Umgebungsluft durch den Ladeluftkühler 5 zu steuern oder regulieren und kann jede geeignete Ausgestaltung aufweisen. Die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 ist bevorzugt nahe einem Einlassende des Ladeluftkühlers 5 positioniert und erstreckt sich entlang lediglich eines Teils der Länge des Ladeluftkühlers 5.To the formation of condensation within the intercooler 5 to prevent is an ambient air flow control device 10 at a rear or downstream side of the intercooler 5 provided. The ambient air flow control device 10 can be actuated, the flow of ambient air through the intercooler 5 to control or regulate and may have any suitable configuration. The ambient air flow control device 10 is preferably near an inlet end of the charge air cooler 5 positioned and extends along only part of the length of the intercooler 5 ,

Wenn die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 in geöffneter Position ist, ist der Strom der Umgebungsluft durch den Abschnitt des Ladeluftkühlers 5, über welchen sie sich erstreckt, im Vergleich zu einem Fall, bei dem keine Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung verwendet wird, weitgehend unbeeinträchtigt. Wenn die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 in geschlossener Position ist, ist der Strom der Umgebungsluft durch den Abschnitt des Ladeluftkühlers 5, über welchen sie sich erstreckt, im Vergleich zu einem Fall, bei dem keine Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung verwendet wird, wesentlich verringert und im Wesentlichen kann keine Umgebungsluft durch den Abschnitt des Ladeluftkühlers 5, über welchen sie sich erstreckt, strömen, während die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 in geschlossener Position ist.When the ambient air flow control device 10 is in the open position, the flow of ambient air through the section of the intercooler 5 over which it extends is largely unimpaired as compared to a case where no ambient air flow control device is used. When the ambient air flow control device 10 is in the closed position, the flow of ambient air through the section of the intercooler 5 over which it extends is substantially reduced, and substantially no ambient air can pass through the portion of the charge air cooler as compared to a case where no ambient air flow control device is used 5 over which it extends flow while the ambient air flow control device 10 is in the closed position.

Nunmehr unter Bezugnahme auf 1 bis 4 ist eine erste Ausführungsform des Ladeluftkühlers 5 detaillierter dargestellt.Now referring to 1 to 4 is a first embodiment of the intercooler 5 shown in more detail.

Der Ladeluftkühler 5 umfasst einen Einlass- und Auslassende-Behälter 15 und 16, durch welche jeweils die Ladeluft in den Ladeluftkühler 5 gelangt und ihn verlässt, wie durch die Pfeile "A" und "B" dargestellt, und einen mittleren Körperabschnitt 17, der eine Luft-/Luft-Wärmeübertragungseinheit in Form einer Wärmeübertragungsmatrix 6 abstützt, in welcher eine Wärmeübertragung von der Ladeluft zu der Umgebungsluft während des Betriebs stattfindet. Die Wärmeübertragungsmatrix 6 weist eine Länge "L", Höhe "H" und eine Breite "B" auf.The intercooler 5 includes an inlet and outlet end container 15 and 16 , through which each of the charge air in the intercooler 5 and leaves it, as shown by the arrows "A" and "B", and a middle body portion 17 , which is an air / air heat transfer unit in the form of a heat transfer matrix 6 supported, in which a heat transfer from the charge air to the ambient air takes place during operation. The heat transfer matrix 6 has a length "L", height "H" and a width "B".

Der Einlassbehälter 15 ist an einem Ladeluft-Einlassende des Ladeluftkühlers 5 positioniert und der Auslassende-Behälter 16 ist an einem Ladeluft-Auslassende des Ladeluftkühlers 5 positioniert.The inlet container 15 is at a charge air inlet end of the intercooler 5 positioned and the outlet end container 16 is at a charge air outlet end of the intercooler 5 positioned.

Im Stand der Technik ist allgemein bekannt, dass die Wärmeübertragungsmatrix 6 einen oder mehrere Ladeluft-Strömungsgänge (nicht dargestellt) enthält, durch welche die Ladeluft in einer allgemeinen Längsrichtung des Ladeluftkühlers 5 von einem Einlassende der Wärmeübertragungsmatrix 6 zu einem Auslassende der Wärmeübertragungsmatrix 6 und meheren Lamellen (nicht dargestellt) strömt, die dem Strom der Umgebungsluft ausgesetzt und leitend mit den Ladeluft-Strömungsgängen verbunden sind, so dass Wärme von dem oder den Ladeluft-Strömungsgängen weggeleitet wird.It is well known in the art that the heat transfer matrix 6 one or more charge air flow passages (not shown) contains, through which the charge air in a general longitudinal direction of the intercooler 5 from an inlet end of the heat transfer matrix 6 to an outlet end of the heat transfer matrix 6 and a plurality of fins (not shown) that are exposed to the flow of ambient air and are conductively connected to the charge air flow passages such that heat is conducted away from the charge air flow passage (s).

Die Luft-/Luft-Wärmeübertragungseinheit kann jede bekannte Ausgestaltung aufweisen und die Erfindung ist nicht auf die Verwendung einer bestimmten Art einer Luft-/Luft-Wärmeübertragungseinheit oder die Verwendung einer bestimmten Art einer Wärmeübertragungsmatrix beschränkt.The air / air heat transfer unit may be of any known configuration, and the invention is not limited to the use of any particular type of air / air heat transfer unit or the use of any particular type of heat transfer matrix.

Eine Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 ist an einer Rückseite des Ladeluftkühlers 5 befestigt, so dass sie an einer stromabwärtigen Seite der Wärmeübertragungsmatrix 6 positioniert ist. An ambient air flow control device 10 is at a rear of the intercooler 5 attached so that they are on a downstream side of the heat transfer matrix 6 is positioned.

In dem dargestellten Beispiel ist die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 nahe dem Ladeluft-Einlassende des Ladeluftkühlers 5 positioniert, d.h. in Richtung des Einlassende-Behälters 15, und liegt über einem Abschnitt der Wärmeübertragungsmatrix 6 an einem Einlassende der Wärmeübertragungsmatrix 6. Die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 ist an einer Rückseite 7 der Wärmeübertragungsmatrix 6 positioniert. In the illustrated example, the ambient air flow control device is 10 near the charge air inlet end of the intercooler 5 positioned, ie in the direction of the inlet end container 15 , and overlying a portion of the heat transfer matrix 6 at an inlet end of the heat transfer matrix 6 , The ambient air flow control device 10 is at a back 7 the heat transfer matrix 6 positioned.

Die Größe der Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 hängt von einer Reihe von Faktoren ab, einschließlich aber nicht drauf beschränkt der gesamten Wärmeübertragungsleistung der Wärmeübertragungsmatrix 6 und der Menge an Wärme, die aus der Ladeluft extrahiert werden muss, wenn der Motor 2 bei niedriger Leistung betrieben wird, um zu verhindern, dass Kondensation auftritt. In einigen Fällen ist es nicht nötig, dass sich die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 entlang der Wärmeübertragungsmatrix 6 über die gesamte Länge "L" der Wärmeübertragungsmatrix 6 erstreckt, und in dem dargestellten Beispiel erstreckt sich die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 über weniger als die Hälfte der Länge "L" der Wärmeübertragungsmatrix 6. The size of the ambient air flow control device 10 depends on a number of factors, including but not limited to the total heat transfer performance of the heat transfer matrix 6 and the amount of heat that must be extracted from the charge air when the engine is running 2 at low power to prevent condensation from occurring. In some cases, it is not necessary that the ambient air flow control device 10 along the heat transfer matrix 6 over the entire length "L" of the heat transfer matrix 6 extends, and in the illustrated example, the ambient air flow control device extends 10 over less than half the length "L" of the heat transfer matrix 6 ,

Die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 umfasst einen Rahmen 13, der beweglich eine Reihe von drehbaren Lüftungsschlitzen oder Lamellen 11 und ein Stellglied 20 zur Bewegung der Lamellen 11 abstützt.The ambient air flow control device 10 includes a frame 13 Moving a series of rotating louvers or louvers 11 and an actuator 20 for moving the slats 11 supported.

In dem dargestellten Beispiel sind die Lamellen 11 so angeordnet, dass sie sich in vertikaler Richtung erstrecken, aber es versteht sich, dass sie alternativ so angeordnet sein könnten, dass sie sich horizontal erstrecken.In the example shown, the fins are 11 arranged so that they extend in the vertical direction, but it is understood that they could alternatively be arranged so that they extend horizontally.

Jede der Lamellen 11 kann sich von einer geschlossenen Position (wie in 1 und 3 dargestellt) in eine geöffnete Position (wie in 2 und 4 dargestellt) drehen. In der geöffneten Position entsteht eine Reihe von Umgebungsluft-Strömungsgängen 12 zwischen benachbarten geöffneten Lamellen 11, durch welche Umgebungsluft strömen kann (lediglich in 2 und 4 dargestellt).Each of the slats 11 can be from a closed position (as in 1 and 3 shown) in an open position (as in 2 and 4 shown). In the open position creates a series of ambient air flow passages 12 between adjacent opened slats 11 through which ambient air can flow (only in 2 and 4 shown).

Alle Lamellen 11 sind mechanisch miteinander verbunden und werden von einem einzigen Stellglied in Form eines Bimetallstreifen-Stellglieds 20 (lediglich in 3 und 4 dargestellt) bewegt. All slats 11 are mechanically interconnected and are provided by a single actuator in the form of a bimetallic strip actuator 20 (only in 3 and 4 shown) moves.

Das Bimetallstreifen-Stellglied 20 ist so positioniert, dass es auf die Temperatur der die Wärmeübertragungsmatrix 6 verlassenden Umgebungsluft reagiert und in diesem Fall eine Steuerausgabe basierend auf der Temperatur der auf es treffenden Umgebungsluft bereitstellt. The bimetal strip actuator 20 is positioned so that it is at the temperature of the heat transfer matrix 6 leaving ambient air responds and in this case provides a control output based on the temperature of the ambient air impinging upon it.

Das Bimetall-Stellglied 20 kann betätigt werden, die Lamellen 11 zu öffnen (oder sie vollständig offen zu halten, falls sie bereits in der vollständig geöffneten Position sind), wenn die Außentemperatur der Umgebungsluft so ist, dass Kondensation wahrscheinlich nicht auftritt, und die Lamellen 11 zu schließen (oder in der vollständig geschlossenen Position zu halten), wenn die Außentemperatur der Umgebungsluft so ist, dass Kondensation auftreten könnte. The bimetallic actuator 20 can be operated, the slats 11 to open (or to keep them fully open, if they are already in the fully open position), when the outside temperature of the ambient air is such that condensation is unlikely to occur, and the fins 11 to close (or to keep in the fully closed position) when the outside temperature of the ambient air is such that condensation could occur.

Durch Steuern der Lamellen 11 auf diese Weise wird bei Bedarf die Motorleistung durch Bereitstellung einer maximalen Kühlung maximiert, während die Bildung von Kondensation innerhalb der Ladeluft-Gänge der Wärmeübertragungsmatrix 6 durch Verringern der Kühlwirkung verhindert wird, wenn die Ladetemperatur niedriger ist.By controlling the slats 11 in this way, engine power is maximized as necessary by providing maximum cooling while the formation of condensation within the charge air passages of the heat transfer matrix 6 is prevented by reducing the cooling effect when the charging temperature is lower.

Obwohl in dem dargestellten Beispiel ein einziges Stellglied verwendet wird, versteht sich, dass genau so viele Bimetall-Stellglieder wie Lamellen vorliegen könnten. In einer derartigen Ausführungsform wird jede Lamelle individuell von ihrem entsprechenden Stellglied bewegt, basierend auf der Temperatur der auf sie treffenden Umgebungsluft. Das heißt, dass jedes Bimetall-Stellglied individuell auf die Temperatur der die Wärmeübertragungsmatrix verlassenden Umgebungsluft reagiert. In einem solchen Fall könnten die Bimetall-Stellglieder so angeordnet sein, dass sie auf eine Temperatur unterschiedlich reagieren, und jede Lamelle würde sich basierend auf einer unterschiedlichen Beziehung Außentemperatur der Umgebungsluft zu Position öffnen und schließen.Although a single actuator is used in the illustrated example, it will be understood that as many bimetallic actuators as blades could be present. In such an embodiment, each blade is individually moved by its respective actuator based on the temperature of the ambient air impinging upon it. That is, each bimetallic actuator is individually responsive to the temperature of the ambient air leaving the heat transfer matrix. In such a case, the bimetallic actuators could be arranged to react differently to a temperature, and each louver would open and close based on a different relationship outside air temperature to position.

Der Betrieb der Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 läuft wie folgt ab. Während des Betriebs des Kraftfahrzeugs 1 strömt Umgebungsluft durch die Wärmeübertragungsmatrix 6 in Richtung der in 3 und 4 dargestellten Pfeile "D". The operation of the ambient air flow control device 10 runs as follows. During operation of the motor vehicle 1 ambient air flows through the heat transfer matrix 6 in the direction of in 3 and 4 illustrated arrows "D".

Das Strömen der Umgebungsluft durch die Wärmeübertragungsmatrix 6 kühlt die Ladeluft, während diese durch die Wärmeübertragungsmatrix 6 von der Vorderseite 8 der Wärmeübertragungsmatrix 6 zu der stromabwärtigen oder Rückseite 7 der Wärmeübertragungsmatrix 6 strömt, und die Temperatur der Umgebungsluft wird ansteigen. Der Anstieg der Außentemperatur der Umgebungsluft wird in dieser Ausführungsform als Hinweis auf die mögliche Ladelufttemperatur in der Wärmeübertragungsmatrix 6 verwendet und insbesondere, ob die Ladelufttemperatur wahrscheinlich niedrig genug ist, dass ein Risiko entsteht, dass innerhalb der Ladeluft-Gänge der Wärmeübertragungsmatrix 6 Kondensation auftritt. The flow of ambient air through the heat transfer matrix 6 Cools the charge air while passing through the heat transfer matrix 6 from the front 8th the heat transfer matrix 6 to the downstream or back 7 the heat transfer matrix 6 flows, and the temperature of the ambient air will rise. The increase in the outside temperature of the ambient air is in this embodiment as an indication of the possible charge air temperature in the heat transfer matrix 6 used, and in particular, whether the charge air temperature is likely low enough that there is a risk that within the charge air ducts of the heat transfer matrix 6 Condensation occurs.

Die Ladeluft gelangt über den Einlassende-Behälter 15 in den Ladeluftkühler 5 und verlässt den Ladeluftkühler 5 über den Auslassende-Behälter 16, wie durch die Pfeile "A" und "B" dargestellt.The charge air passes over the inlet end container 15 in the intercooler 5 and leaves the intercooler 5 over the outlet end tank 16 as shown by the arrows "A" and "B".

Falls die Außentemperatur der Umgebungsluft hoch ist, kann gefolgert werden, dass es kein Kondensationbildungsrisiko gibt und daher nimmt die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 einen vollständig geöffneten, wie in 2 und 4 dargestellten Zustand ein, bei welchem praktisch keine Beschränkung des Umgebungsluftstroms stattfindet. If the outside temperature of the ambient air is high, it can be concluded that there is no risk of condensation, and therefore the ambient air flow control device decreases 10 a fully open, as in 2 and 4 illustrated state in which there is virtually no restriction of the ambient air flow.

Falls jedoch die Außentemperatur der Umgebungsluft unter eine bestimmte Temperatur fällt, besteht ein Risiko einer auftretenden Kondensation innerhalb der Ladeluft-Strömungsgänge bei oder nahe dem Auslassende der Wärmeübertragungsmatrix oder innerhalb des Auslassende-Behälters 16. Die Kühlung der Ladeluft muss daher verringert werden, um das Risiko einer auftretenden Kondensation zu verringern, und daher ist das Bimetall-Stellglied 20 betätigbar, um die Lamellen 11 von ihrer entsprechenden vollständig geöffneten Position in ihre entsprechende geschlossene Position zu bewegen, um die Kühlwirkung der Wärmeübertragungsmatrix 6 in dem Bereich zu verringern, über welchem die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 positioniert ist. Falls die Temperatur der Ladeluft weiterhin abfällt oder immer noch zu niedrig ist, wird das Bimetall-Stellglied 20 weiterhin die Lamellen 11 in Richtung ihrer entsprechenden geschlossenen Positionen bewegen, bis letztendlich alle der Lamellen 11 in ihren jeweiligen geschlossenen Positionen sind (wie in 1 und 3 dargestellt). However, if the outside temperature of the ambient air falls below a certain temperature, there is a risk of condensation occurring within the charge air flow passages at or near the outlet end of the heat transfer matrix or within the outlet end tank 16 , The cooling of the charge air must therefore be reduced in order to reduce the risk of condensation occurring, and therefore the bimetallic actuator 20 operable to the slats 11 from their respective fully open position to their corresponding closed position, to control the cooling effect of the heat transfer matrix 6 in the area over which the ambient air flow control device 10 is positioned. If the temperature of the charge air continues to drop or is still too low, the bimetallic actuator becomes 20 continue the slats 11 move in the direction of their respective closed positions until eventually all of the fins 11 in their respective closed positions are (as in 1 and 3 shown).

In einer alternativen Ausführungsform sind die Lamellen 11 entweder vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen. Ein Mechanismus ist vorgesehen, um die Lamellen 11 gegen die Wirkung des Bimetall-Stellglieds 20 geschlossen zu halten, bis die Außentemperatur der Umgebungsluft eine erste obere Temperaturschwelle übersteigt, bei welchem Punkt das Bimetall-Stellglied 20 den Mechanismus überwindet und sich die Lamellen 11 schnell in ihre entsprechenden vollständig geöffneten Positionen bewegen. Die Lamellen 11 werden dann von dem Mechanismus offen gehalten, bis die Temperatur unter eine zweite niedrigere Temperaturschwelle fällt, bei welchem Punkt die Wirkung des Bimetall-Stellglieds 20 den Mechanismus überwindet und sich die Lamellen 11 schnell in ihre entsprechenden vollständig geschlossenen Positionen bewegen.In an alternative embodiment, the fins are 11 either fully open or fully closed. A mechanism is provided around the slats 11 against the action of the bimetallic actuator 20 keep closed until the outside temperature of the ambient air exceeds a first upper temperature threshold, at which point the bimetallic actuator 20 the mechanism overcomes and the lamellae 11 move quickly to their respective fully open positions. The slats 11 are then kept open by the mechanism until the temperature falls below a second lower temperature threshold, at which point the action of the bimetallic actuator 20 the mechanism overcomes and the lamellae 11 move quickly to their respective fully closed positions.

Wenn die Lamellen 11 in geschlossener Position sind, kann im Wesentlichen keine Umgebungsluft durch den Teil der Wärmeübertragungsmatrix 6 strömen, der von der Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 abgedeckt ist. Wenn die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 in einen geschlossenen Zustand ist, ist somit die effektive Kühlfläche der Wärmeübertragungsmatrix 6 im Vergleich zu der Situation, wenn die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 in geöffnetem Zustand ist, wesentlich verringert. Wenn die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 in geöffnetem Zustand ist, gibt es lediglich eine kleine Verkleinerung der Kühlfläche der Wärmeübertragungsmatrix 6, hauptsächlich aufgrund des Vorhandenseins des Rahmens 13 der Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10.If the slats 11 In closed position, substantially no ambient air can pass through the part of the heat transfer matrix 6 flow, that of the ambient air flow control device 10 is covered. When the ambient air flow control device 10 is in a closed state, is thus the effective cooling surface of the heat transfer matrix 6 compared to the situation when the ambient air flow control device 10 in the open state is substantially reduced. When the ambient air flow control device 10 when open, there is only a small reduction in the cooling area of the heat transfer matrix 6 mainly due to the presence of the frame 13 the ambient air flow control device 10 ,

Es versteht sich, dass die Kühlwirkung der Wärmeübertragungsmatrix 6 pro Flächeneinheit an dem Ladeluft-Einlassende des Ladeluftkühlers 5 beträchtlich höher ist als an dem Ladeluft-Auslassende des Ladeluftkühlers 5, aufgrund des größeren Temperaturunterschieds an dem Ladeluft-Einlassende des Ladeluftkühlers 5 verglichen mit dem Ladeluft-Auslassende des Ladeluftkühlers 5.It is understood that the cooling effect of the heat transfer matrix 6 per unit area at the charge air inlet end of the intercooler 5 is considerably higher than at the charge air outlet end of the intercooler 5 due to the larger temperature difference at the charge air inlet end of the charge air cooler 5 compared to the charge air outlet end of the intercooler 5 ,

Aufgrund der sehr hohen Kühlwirkung der Wärmeübertragungsmatrix 6 in Richtung des Ladeluft-Einlassendes des Ladeluftkühlers 5 gibt es außerdem eine Möglichkeit, dass, falls die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 nahe dem Ladeluft-Auslassende des Ladeluftkühlers 5 positioniert würde, die Ladeluft unterkühlt werden könnte, d.h. unter den Taupunkt gekühlt werden könnte, bevor die Ladeluft die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 erreicht, wodurch Kondensation innerhalb der Ladeluft-Strömungsgänge riskiert würde.Due to the very high cooling effect of the heat transfer matrix 6 in the direction of the charge air inlet end of the intercooler 5 there is also a possibility that if the ambient air flow control device 10 near the charge air outlet end of the intercooler 5 could be supercooled, ie could be cooled below the dew point, before the charge air is the ambient air flow control device 10 achieved, thereby risking condensation within the charge air flow passages.

Durch Befestigen der Umgebungsluftstromvorrichtung 10 an der Rückseite 7 der Wärmeübertragungsmatrix 6 kann ein temperaturabhängiges Stellglied die Temperatur der die Wärmeübertragungsvorrichtng verlassenden Umgebungsluft verwenden, um das Öffnen und Schließen der Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 zu steuern. Fachleute werden verstehen, dass das temperaturabhängige Stellglied lediglich auf die Temperatur der in die Wärmeübertragungsmatrix 6 eintretenden Umgebungsluft anspricht, falls ein temperaturabhängiges Stellglied vor der Wärmeübertragungsmatrix positioniert ist, und daher nicht dazu verwendet werden kann, die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 zu steuern.By attaching the ambient airflow device 10 at the back 7 the heat transfer matrix 6 For example, a temperature dependent actuator may use the temperature of the ambient air leaving the heat transfer device to open and close the heat exchanger Ambient air flow control device 10 to control. Those skilled in the art will understand that the temperature dependent actuator is merely responsive to the temperature of the heat transfer matrix 6 incoming ambient air responds, if a temperature-dependent actuator is positioned in front of the heat transfer matrix, and therefore can not be used, the ambient air flow control device 10 to control.

Nunmehr unter Bezugnahme auf 5 und 6 ist nun eine zweite Ausführungsform eines Ladeluftkühlers 105 dargestellt, die ein direkter Ersatz für den in 1 bis 4 und 7 dargestellten Ladeluftkühler 5 sein soll.Now referring to 5 and 6 is now a second embodiment of a charge air cooler 105 presented, which is a direct substitute for the in 1 to 4 and 7 illustrated intercooler 5 should be.

Der Ladeluftkühler 105 umfasst Einlass- und Auslassende-Behälter 115 und 116, durch welche Ladeluft in den Ladeluftkühler 105 gelangt beziehungsweise ihn verlässt, wie durch die Pfeile "A" und "B" dargestellt, und einen mittleren Körperabschnitt 117, der eine Luft-/Luft-Wärmeübertragungseinheit in Form einer Wärmeübertragungsmatrix 106 abstützt, in welcher eine Wärmeübertragung von der Ladeluft zu der Umgebungsluft während des Betriebs stattfindet. Der Einlassbehälter 115 ist an einem Ladeluft-Einlassende des Ladeluftkühlers 105 positioniert und der Auslassende-Behälter 116 ist an einem Ladeluft-Auslassende des Ladeluftkühlers 105 positioniert.The intercooler 105 includes inlet and outlet end tanks 115 and 116 through which charge air into the intercooler 105 and leaves it, as shown by the arrows "A" and "B", and a central body portion 117 , which is an air / air heat transfer unit in the form of a heat transfer matrix 106 supported, in which a heat transfer from the charge air to the ambient air takes place during operation. The inlet container 115 is at a charge air inlet end of the intercooler 105 positioned and the outlet end container 116 is at a charge air outlet end of the intercooler 105 positioned.

Wie zuvor kann die Wärmeübertragungseinheit jede bekannte Ausgestaltung annehmen und ist nicht auf die Verwendung einer Luft-/Luft-Wärmeübertragungsmatrix beschränkt.As before, the heat transfer unit may take any known configuration and is not limited to the use of an air / air heat transfer matrix.

Eine Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 110 ist an einer Rückseite des Ladeluftkühlers 105 befestigt, so dass sie an einer Stromabwärtsseite der Wärmeübertragungsmatrix 106 positioniert ist. Die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 110 ist nahe dem Ladeluft-Einlassende des Ladeluftkühlers 105 positioniert, d.h. in Richtung des Einlassende-Behälters 115, und liegt über einem Abschnitt der Wärmeübertragungsmatrix 106, der an einem Einlassende der Wärmeübertragungsmatrix 106 positioniert ist. An ambient air flow control device 110 is at a rear of the intercooler 105 attached so that they are on a downstream side of the heat transfer matrix 106 is positioned. The ambient air flow control device 110 is near the charge air inlet end of the intercooler 105 positioned, ie in the direction of the inlet end container 115 , and overlying a portion of the heat transfer matrix 106 at the inlet end of the heat transfer matrix 106 is positioned.

Wie zuvor hängt die Größe der Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 von einer Reihe von Faktoren ab und erstreckt sich vielleicht über nicht mehr als die Hälfte der Länge der Wärmeübertragungsmatrix 106, gemessen ab dem Einlassende der Wärmeübertragungsmatrix 106.As before, the size of the ambient air flow control device depends 10 depends on a number of factors and may not cover more than half the length of the heat transfer matrix 106 measured from the inlet end of the heat transfer matrix 106 ,

Die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 110 umfasst einen Rahmen 113, der beweglich eine Reihe von drehbaren Lüftungsschlitzen oder Lamellen und in diesem Fall drei drehbare Lamellen 111 stützt. Die Lamellen 111 sind so angeordnet, dass sie sich in horizontaler Richtung erstrecken, aber es versteht sich, dass die Lamellen alternativ so angeordnet sein könnten, dass sie sich vertikal erstrecken, wie bei der ersten Ausführungsform.The ambient air flow control device 110 includes a frame 113 Moving a series of rotating louvers or slats and in this case three rotatable slats 111 supports. The slats 111 are arranged so as to extend in the horizontal direction, but it is understood that the blades could alternatively be arranged to extend vertically, as in the first embodiment.

Jede der Lamellen 111 kann sich von einer geschlossenen Position (wie in 5 und 6 dargestellt) in eine geöffnete Position (nicht dargestellt) drehen. In der geöffneten Position entsteht eine Reihe von Umgebungsluft-Strömungsgängen zwischen den geöffneten Lamellen 111, durch welche Umgebungsluft strömen kann.Each of the slats 111 can be from a closed position (as in 5 and 6 shown) in an open position (not shown) rotate. In the open position, a series of ambient air flow passages is created between the opened louvers 111 through which ambient air can flow.

Alle Lamellen 111 sind mechanisch miteinander verbunden und werden von einem einzigen angetriebenen Stellglied bewegt, welches in diesem Fall die Form eines elektrischen Magnetstellantriebs 120 aufweist, jedoch auch eine andere Form eines angetriebenen Stellglieds, wie z.B. einen elektrischen Motor, aufweisen könnte.All slats 111 are mechanically interconnected and are moved by a single driven actuator, which in this case takes the form of an electric solenoid actuator 120 However, could also have another form of a driven actuator, such as an electric motor.

Der Magnetstellantrieb 120 weist eine Abtriebsstange 121 auf, die mit einem drehbaren Arm 123 verbunden ist. Der Arm 123 ist über ein Gestänge (nicht dargestellt) mit allen Lamellen 111 verbunden, so dass eine axiale Bewegung der Abtriebsstange 121 ein Öffnen und Schließen der Lamellen 111 bewirkt.The magnetic actuator 120 has an output rod 121 on that with a rotatable arm 123 connected is. The arm 123 is via a linkage (not shown) with all slats 111 connected so that an axial movement of the output rod 121 opening and closing of the slats 111 causes.

Der Magnetstellantrieb 120 ist mit einer elektronischen Steuerung oder Steuereinheit 150 wirkverbunden, die eine elektronische Steuereinheit 150 sein kann, die lediglich für die Steuerung des Betriebs der Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 110 bereitgestellt ist, oder eine elektronische Steuerung oder Steuereinheit mit anderen Steuerfunktionen, wie z.B. eine Motorsteuereinheit (ECU), sein könnte.The magnetic actuator 120 is with an electronic control or control unit 150 operatively connected to an electronic control unit 150 may be only for the control of the operation of the ambient air flow control device 110 is provided, or could be an electronic controller or control unit with other control functions, such as an engine control unit (ECU).

Ein Temperatursensor 151 stellt ein Signal bereit, das die Temperatur der Ladeluft, die die Wärmeaustauschmatrix 106 verlässt, anzeigt. Der Temperatursensor 151 könnte spezifisch für ein Steuersystem sein, das die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 110 enthält, oder könnte mit einem oder mehreren anderen Systemen geteilt sein.A temperature sensor 151 Provides a signal indicating the temperature of the charge air, which is the heat exchange matrix 106 leaves, indicates. The temperature sensor 151 could be specific to a control system including the ambient airflow control device 110 contains, or could be shared with one or more other systems.

Daher wird in dieser zweiten Ausführungsform ein Steuersystem zum Steuern der Temperatur der Ladeluft durch die Steuervorrichtung der Umgebungsluft 110, den Magnetstellantrieb 120 und sein zugehöriges Gestänge, die elektronische Steuereinheit 150 und den Temperatursensor 151 gebildet.Therefore, in this second embodiment, a control system for controlling the temperature of the charge air by the control device of the ambient air 110 , the solenoid actuator 120 and its associated linkage, the electronic control unit 150 and the temperature sensor 151 educated.

Obwohl die Steuerung der Lamellen 111 bevorzugt auf der Temperatur der die Wärmeaustauschmatrix oder den Ladeluftkühler 105 verlassenden Ladeluft basiert, versteht sich, dass, falls der Temperatursensor an einer Position auf der Rückseite der Wärmeübertragungsmatrix 106 nicht innerhalb des Abschnitts der Wärmeübertragungsmatrix 106 positioniert wäre, durch welchen der Strom der Umgebungsluft von der Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 110 gesteuert oder geändert wird, die Steuerung des Magnetstellantriebs dann auf die Außentemperatur der Umgebungsluft und nicht auf die Außentemperatur der Ladeluft ansprechen würde.Although the control of the slats 111 preferably at the temperature of the heat exchange matrix or the intercooler 105 By leaving the charge air, it is understood that if the temperature sensor is in a position on the back of the heat transfer matrix 106 not within the section of the heat transfer matrix 106 would be positioned, through which the flow of ambient air from the ambient air flow control device 110 is controlled or changed, the control of the solenoid actuator would then respond to the outside temperature of the ambient air and not to the outside temperature of the charge air.

Der Magnetstellantrieb 120 kann in jedem Fall betätigt werden, als Reaktion auf ein Steuersignal aus der elektronischen Steuereinheit 150 die Lamellen 111 zu öffnen (oder die Lamellen 111 vollständig offen zu halten, falls sie bereits in der vollständig geöffneten Position sind), wenn die Außentemperatur der Ladeluft hoch ist, und die Lamellen 111 schließt (oder sie in der vollständig geschlossenen Position hält), wenn die Außentemperatur der Ladeluft fällt, so dass wahrscheinlich Kondensation auftritt. The magnetic actuator 120 can be operated in any case, in response to a Control signal from the electronic control unit 150 the slats 111 to open (or the slats 111 fully open, if they are already in the fully open position), when the outside temperature of the charge air is high, and the fins 111 closes (or keeps it in the fully closed position) when the outside temperature of the charge air drops, so condensation is likely to occur.

Es versteht sich, dass der Magnetstellantrieb 120 auch so angetrieben werden könnte, dass er die Luftklappe als Teil einer zusätzlichen Strategie in dem Steuersystem schließt, um beispielsweise eine schnellere Aufwärmung des Motors zu ermöglichen, um heißere Gastemperaturen zur Erzielung eines Partikel- und/oder Katalysatoranspringens zu unterstützen, um den Luftwiderstand zu minimieren oder das Risiko des Vereisens beim Kaltstart und/oder unter nassen Umgebungsbedingungen zu minimieren.It is understood that the solenoid actuator 120 may also be driven to close the louver as part of an additional strategy in the control system to allow, for example, faster engine warm-up to assist hotter gas temperatures to achieve particulate and / or catalyst initiation to minimize air resistance or minimize the risk of icing during cold start and / or under wet environmental conditions.

Die elektronische Steuereinheit 150 kann dazu betätigt werden, die Temperatur der den Ladeluftkühler 105 verlassenden Ladeluft so weit wie möglich innerhalb eines vorgegebenen Bereichs zu halten, indem der Umgebungsluftstrom durch die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 110 kontinuierlich geändert wird, um die Temperatur der Ladeluft in Abhängigkeit von der erfassten Temperatur entweder zu erhöhen oder zu verringern.The electronic control unit 150 can be operated to the temperature of the intercooler 105 leaving charge air as far as possible within a predetermined range by the ambient air flow through the ambient air flow control device 110 is changed continuously to either increase or decrease the temperature of the charge air as a function of the detected temperature.

Eine derartige Steuerung der Lamellen 111 maximiert die Motorleistung durch Bereitstellung einer starken Kühlung, wenn die Ladeluft heiß ist, während die Bildung von Kondensat innerhalb der Ladeluft-Gänge der Wärmeübertragungsmatrix 106, wenn die Ladeluft kalt ist, verhindert wird.Such a control of the slats 111 maximizes engine performance by providing high cooling when the charge air is hot, while the formation of condensate within the charge air passages of the heat transfer matrix 106 when the charge air is cold, is prevented.

Der Betrieb der Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 110 läuft wie folgt ab. Während des Betriebs des Kraftfahrzeugs 1 strömt Umgebungsluft durch die Wärmeübertragungsmatrix 106 von einer Vorderseite der Wärmeübertragungsmatrix 106 und verlässt diese über eine Rückseite 107, auf welcher sich die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 110 befindet.The operation of the ambient air flow control device 110 runs as follows. During operation of the motor vehicle 1 ambient air flows through the heat transfer matrix 106 from a front of the heat transfer matrix 106 and leaves it over a back 107 on which the ambient air flow control device 110 located.

Das Strömen der Umgebungsluft durch die Wärmeübertragungsmatrix 106 kühlt die Ladeluft, während sie durch die Wärmeübertragungsmatrix 106 strömt. Die Ladeluft tritt über den Einlassende-Behälter 115 in den Ladeluftkühler 105 ein und verlässt den Ladeluftkühler 105 über den Auslassende-Behälter 116, wie durch die Pfeile "A" und "B" dargestellt.The flow of ambient air through the heat transfer matrix 106 Cools the charge air while passing through the heat transfer matrix 106 flows. The charge air passes over the inlet end tank 115 in the intercooler 105 and leaves the intercooler 105 over the outlet end tank 116 as shown by the arrows "A" and "B".

Falls die von dem Temperatursensor 151 erfasste Außentemperatur der Ladeluft hoch ist, besteht kein Risiko einer Kondensatbildung und die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 110 wird von der elektronischen Steuereinheit 150 gesteuert, um einen vollständig geöffneten Zustand anzunehmen, in dem praktisch keine Beschränkung des Umgebungsluftstroms stattfindet.If that of the temperature sensor 151 detected outside temperature of the charge air is high, there is no risk of condensation and the ambient air flow control device 110 is from the electronic control unit 150 controlled to assume a fully open state in which there is virtually no restriction on the ambient air flow.

Während jedoch die Außentemperatur der Umgebungsluft fällt, besteht ein erhöhtes Risiko einer auftretenden Kondensation innerhalb der Ladeluft-Strömungsgänge bei oder nahe dem Auslassende der Wärmeübertragungsmatrix 106 oder innerhalb des Auslassende-Behälters 116. Das Kühlen der Ladeluft muss daher verringert werden, um das Risiko einer auftretenden Kondensation zu verringern. Der Magnetstellantrieb 120 wird daher von der elektronischen Steuereinheit 150 gesteuert, so dass die Lamellen 111 von ihren entsprechenden vollständig geöffneten Positionen in ihre entsprechenden geschlossenen Positionen bewegt werden, um die Kühlwirkung der Wärmeübertragungsmatrix 106 in dem Bereich zu verringern, über welchem die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 10 positioniert ist. However, as the outside temperature of the ambient air drops, there is an increased risk of condensation occurring within the charge air flow passages at or near the outlet end of the heat transfer matrix 106 or inside the outlet end tank 116 , The cooling of the charge air must therefore be reduced in order to reduce the risk of condensation occurring. The magnetic actuator 120 is therefore from the electronic control unit 150 controlled so that the slats 111 be moved from their respective fully open positions to their corresponding closed positions to the cooling effect of the heat transfer matrix 106 in the area over which the ambient air flow control device 10 is positioned.

Falls die Temperatur der den Ladeluftkühler 105 verlassenden Ladeluft immer noch zu niedrig ist oder weiterhin fällt, bewegt der Magnetstellantrieb 120 weiterhin die Lamellen 111 in Richtung ihrer entsprechenden geschlossenen Positionen, bis letztendlich alle der Lamellen 111 in ihren geschlossenen Positionen sind (wie in 5 und 6 dargestellt).If the temperature of the intercooler 105 leaving the charge air is still too low or continues to fall, moves the solenoid actuator 120 continue the slats 111 towards their respective closed positions, until eventually all of the fins 111 in their closed positions are (as in 5 and 6 shown).

Wenn sich alle Lamellen 111 in der geschlossenen Position befinden, kann im Wesentlichen keine Umgebungsluft durch den Teil der Wärmeübertragungsmatrix 106 strömen, der von der Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 110 abgedeckt ist. Wenn die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 110 in geschlossenem Zustand ist, ist somit die effektive Kühlfläche der Wärmeübertragungsmatrix 106 im Vergleich zu der Situation, wenn die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 110 in einem vollständig geöffneten Zustand ist, beträchtlich verringert. Wenn sich die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 110 in dem vollständig geöffneten Zustand befindet, findet lediglich eine kleine Verringerung der Kühlfläche der Wärmeübertragungsmatrix statt, hauptsächlich aufgrund des Vorhandenseins des Rahmens 113 der Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 110.If all the slats 111 In the closed position, substantially no ambient air can pass through the part of the heat transfer matrix 106 flow, that of the ambient air flow control device 110 is covered. When the ambient air flow control device 110 in the closed state, is thus the effective cooling surface of the heat transfer matrix 106 compared to the situation when the ambient air flow control device 110 is in a fully opened state, considerably reduced. When the ambient air flow control device 110 is in the fully opened state, only a small reduction in the cooling area of the heat transfer matrix takes place, mainly due to the presence of the frame 113 the ambient air flow control device 110 ,

Es versteht sich, dass die Kühlwirkung der Wärmeübertragungsmatrix 106 pro Flächeneinheit an dem Ladeluft-Einlassende des Ladeluftkühlers 105 beträchtlich höher ist als an dem Ladeluft-Auslassende des Ladeluftkühlers 105, aufgrund des größeren Temperaturunterschieds an dem Ladeluft-Einlassende des Ladeluftkühlers 105 verglichen mit dem Ladeluft-Auslassende des Ladeluftkühlers 105.It is understood that the cooling effect of the heat transfer matrix 106 per unit area at the charge air inlet end of the intercooler 105 is considerably higher than at the charge air outlet end of the intercooler 105 due to the larger temperature difference at the charge air inlet end of the charge air cooler 105 compared to the charge air outlet end of the intercooler 105 ,

Aufgrund der sehr starken Kühlwirkung der Wärmeübertragungsmatrix 106 in Richtung des Ladeluft-Einlassendes des Ladeluftkühlers 105 gibt es zusätzlich eine Möglichkeit, dass, falls die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 110 nahe dem Ladeluft-Auslassende des Ladeluftkühlers 5 positioniert wäre, die Ladeluft unterkühlt werden könnte, bevor sie die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung 110 erreicht, wodurch Kondensation innerhalb der Ladeluft-Strömungsgänge riskiert würde.Due to the very strong cooling effect of the heat transfer matrix 106 in the direction of the charge air inlet end of the intercooler 105 In addition, there is a possibility that if the ambient air flow control device 110 near the charge air outlet end of the intercooler 5 positioned, the charge air could be supercooled before passing the ambient air flow control device 110 achieved, thereby risking condensation within the charge air flow passages.

Es versteht sich, dass, falls ein Temperatursensor zur Messung der Temperatur der Ladeluft verwendet wird, dieser dann nahe dem Auslassende der Wärmeübertragungsmatrix positioniert werden muss, da eine Kondensation normalerweise am wahrscheinlichsten in Richtung des Auslassendes der Wärmeübertragungsmatrix oder des Auslassendes des Ladeluftkühlers auftritt.It is understood that if a temperature sensor is used to measure the temperature of the charge air, then it must be positioned near the outlet end of the heat transfer matrix, since condensation is most likely to occur toward the outlet end of the heat transfer matrix or the outlet end of the charge air cooler.

Es versteht sich auch, dass, falls ein Temperatursensor verwendet wird, um die Temperatur der den Ladeluftkühler verlassenden Ladeluft zu messen und ein angetriebenes Stellglied, wie z.B. ein elektrisches, hydraulisches oder pneumatisches Stellglied, zur Steuerung des Betriebs der Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung basierend auf dieser erfassten Temperatur verwendet wird, die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung dann nicht nur auf einer Rückseite des Ladeluftkühlers, sondern auch auf der Vorderseite des Ladeluftkühlers positioniert werden könnte. Das liegt daran, dass die Temperatur der Umgebungsaußenluft nicht zur Steuerung des Betriebs der Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung verwendet wird und daher die Umgebungsaußenluft nicht wichtig ist.It will also be understood that if a temperature sensor is used to measure the temperature of the charge air leaving the charge air cooler and a driven actuator, such as a hydraulic actuator, is used. an electric, hydraulic or pneumatic actuator used to control the operation of the ambient air flow control device based on this sensed temperature, the ambient air flow control device could then be positioned not only on a back of the charge air cooler but also on the front of the charge air cooler. This is because the temperature of the ambient outside air is not used to control the operation of the ambient air flow control device, and therefore the ambient outside air is not important.

Falls in ähnlicher Weise ein Temperatursensor verwendet wird, um die Temperatur der den Ladeluftkühler verlassenden Umgebungsluft zu messen und ein angetriebenes Stellglied, wie z.B. ein elektrisches, hydraulisches oder pneumatisches Stellglied, zur Steuerung einer Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung basierend auf dieser erfassten Außentemperatur der Umgebungsluft verwendet wird, dann könnte die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung auf der Vorderseite des Ladeluftkühlers positioniert werden, vorausgesetzt die Außentemperatur der Umgebungsluft wird nicht in einem Abschnitt der Wärmeübertragungsmatrix gemessen, durch welchen der Umgebungsluftstrom von der Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung geändert oder gesteuert wird.Similarly, if a temperature sensor is used to measure the temperature of the ambient air leaving the intercooler and a driven actuator, such as e.g. an electric, hydraulic or pneumatic actuator used to control an ambient airflow control device based on this sensed outside ambient air temperature, then the ambient airflow control device could be positioned on the front of the charge air cooler provided that the outside ambient air temperature does not become in a portion of the heat transfer matrix measured by which the ambient air flow is changed or controlled by the ambient air flow control device.

Ein Hauptmerkmal der Erfindung ist, dass die erfasste Temperatur zur Steuerung des Betriebs der Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung entweder die Auslasstemperatur der Ladeluft oder die Auslasstemperatur der Umgebungsluft ist. Diese Temperaturen werden verwendet, weil es aufgrund dieser Temperaturen möglich ist, zu folgern oder schätzen, ob es wahrscheinlich ist, dass Kondensation innerhalb des Ladeluftkühlers auftritt.A key feature of the invention is that the sensed temperature for controlling the operation of the ambient air flow control device is either the charge air outlet temperature or the ambient air outlet temperature. These temperatures are used because, because of these temperatures, it is possible to infer or estimate whether condensation is likely to occur within the intercooler.

Obwohl sich in den dargestellten Beispielen die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung über weniger als die Hälfte der Länge der Wärmeübertragungsmatrix erstreckt, über der sie liegt, versteht sich, dass sie sich in manchen Fällen über die gesamte Länge der Wärmeübertragungsmatrix erstrecken könnte.Although in the illustrated examples the ambient airflow control device extends over less than half the length of the heat transfer matrix over which it is located, it is understood that in some instances it could extend the full length of the heat transfer matrix.

Obwohl die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung bevorzugt die gesamte Höhe der Wärmeübertragungsmatrix über die Länge der Wärmeübertragungsmatrix abdeckt, über der sie liegt, muss dies nicht der Fall sein und die Umgebungsluftstrom-Steuervorrichtung könnte eine Höhe aufweisen, die geringer als die Höhe der benachbarten Wärmeübertragungsmatrix ist.Although the ambient air flow control device preferably covers the entire height of the heat transfer matrix over the length of the heat transfer matrix over which it lies, this need not be the case and the ambient air flow control device could have a height that is less than the height of the adjacent heat transfer matrix.

Obwohl die Stromsteuerelemente zuvor im Hinblick auf drehbare Lamellen beschrieben sind, versteht sich, dass andere Arten von Stromsteuerelementen, wie z.B. verschiebbare Lamellen, drehbare Scheibenventile und jede andere geeignete Art von Stromsteuerelementen, verwendet werden könnten.Although the current control elements have previously been described with respect to rotatable blades, it should be understood that other types of current control elements, such as those shown in FIGS. slidable louvres, rotatable butterfly valves and any other suitable type of flow control elements could be used.

Die Fachleute werden verstehen, dass, obwohl die Erfindung beispielhaft unter Bezug auf eine oder mehrere Ausführungsformen beschrieben wurde, sie nicht auf die offengelegten Ausführungsformen beschränkt ist und dass alternative Ausführungsformen konstruiert werden könnten, ohne vom Schutzbereich der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, abzuweichen.Those skilled in the art will understand that, although the invention has been described by way of example with reference to one or more embodiments, it is not limited to the disclosed embodiments and alternative embodiments could be constructed without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims. departing.

Claims

Intercooler for an engine, with an inlet end, via which charge air enters the intercooler, an outlet end over which intercooler exits the intercooler, a front side, via which ambient air enters the intercooler, a rear, over which ambient air leaving the intercooler, and a Ambient air flow control device for changing the ambient air flow through the portion of the charge air cooler over which it is located, wherein the controller of the ambient air flow control device is based on the temperature of the charge air leaving the charge air cooler or the temperature of the ambient air leaving the charge air cooler.

The intercooler of claim 1, wherein the ambient air flow control device is positioned at the rear of the intercooler.

The intercooler of claim 1 or claim 2, wherein the ambient air flow control device includes a series of flow control elements movable between an open and closed position of at least one actuator to control the flow of ambient air through the air Change ambient air flow control device, and the position of the flow control elements based on the temperature of the charge air cooler leaving the charge air or the temperature of the charge air cooler leaving ambient air.

The intercooler of claim 3, wherein the position of the flow control elements is based on the temperature of the ambient air leaving the intercooler and the opening and closing of all flow control elements is performed by a single temperature dependent actuator positioned to respond to the temperature of the ambient air leaving the intercooler ,

The intercooler of claim 3, wherein the position of the flow control elements is based on the temperature of the ambient air leaving the intercooler and the opening and closing of each of the flow control elements is performed individually by a respective temperature dependent actuator, each of the temperature dependent actuators being positioned to be temperature sensitive the ambient air leaving the intercooler reacts.

The intercooler of claim 3, wherein the at least one actuator is a driven actuator including an electric actuator, a hydraulic actuator, or a pneumatic actuator.

The intercooler of claim 6, wherein the opening and closing of all flow control elements is performed by a single driven actuator.

The intercooler according to any one of claims 3 to 7, wherein the flow control elements are rotatable fins.

The intercooler according to any one of claims 1 to 8, wherein the front and rear surfaces are front and rear sides of a heat transfer unit forming part of the intercooler and through which the charge air flows from an inlet end of the heat transfer unit to an outlet end of the heat transfer unit.

The intercooler of claim 9, wherein the ambient air flow control device extends along only a portion of the length of the heat transfer unit and the ambient air flow control device is positioned at the inlet end of the heat transfer unit.

The intercooler according to claim 9 or 10, wherein the heat transfer unit is a heat transfer matrix.

Motor vehicle with a charge air cooler according to one of claims 1 to 11.

An intercooler for an engine substantially as described herein with reference to the appended drawings.

A motor vehicle substantially as described herein with reference to the appended drawing.