DE112016006417T5

DE112016006417T5 - Ladeluftkühler

Info

Publication number: DE112016006417T5
Application number: DE112016006417.9T
Authority: DE
Inventors: Isao Kuroyanagi; Masaki Harada; Takefumi KAWAGUCHI
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-02-12
Filing date: 2016-12-19
Publication date: 2018-11-15
Anticipated expiration: 2036-12-20
Also published as: JP6432539B2; DE112016006417B4; JP2017141755A; CN108603435A; WO2017138260A1; CN108603435B; US10655530B2; US20190048786A1

Abstract

Ein Ladeluftkühler hat einen Erwärmungsabschnitt (23), in dem Strömungspfadrohre (21) und Rippen (22) miteinander gestapelt sind, und der Erwärmungsabschnitt ist so aufgebaut, dass er Wärme zwischen einem Kühlmedium, das im Inneren der Strömungspfadrohre strömt, und aufgeladene Einlassluft austauscht, die außerhalb der Strömungspfadrohre strömt. Das Kühlmedium umfasst ein erstes Kühlmedium und ein zweites Kühlmedium, dessen Temperatur höher ist als eine Temperatur des ersten Kühlmediums. Die Strömungspfadrohre definieren in ihnen einen ersten Kühlmediumströmungspfad (25), durch den das erste Kühlmedium strömt, und einen zweiten Kühlmediumströmungspfad (26), durch den das zweite Kühlmedium strömt. Der zweite Kühlmediumströmungspfad ist stromaufwärtig von dem ersten Kühlmediumströmungspfad in Bezug auf eine Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft angeordnet. Der zweite Kühlmediumströmungspfad hat einen zweiten U-Wendeabschnitt (26d), in dem das zweite Kühlmedium eine U-Wendung vollzieht. In dem zweiten Kühlmediumströmungspfad ist ein stromabwärtiger Strömungspfad (26f), der sich stromabwärtig von dem zweiten U-Wendeabschnitt befindet, in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft stromaufwärtig von einem stromaufwärtigen Strömungspfad (26e) angeordnet, der sich stromaufwärtig von dem zweiten U-Wendeabschnitt befindet. Die Rippen haben einen Wärmeaustauschbegrenzungsabschnitt zumindest in einem Abschnitt, der benachbart zu einem in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft gesehen am weitesten stromaufwärtigen Abschnitt von dem stromabwärtigen Strömungspfad ist.

Description

QUERVERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung ist auf die am 12. Februar 2016 angemeldete japanische Patentanmeldung JP 2016-024334 gegründet, auf deren Inhalt hierbei Bezug genommen wird.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ladeluftkühler zum Kühlen von Einlassluft (Ansaugluft), die durch einen Turbolader aufgeladen wird.
HINTERGRUND DES STANDES DER TECHNIK
Ein Ladeluftkühler, der aufgeladene Einlassluft kühlt, ist bekannt, der einen Wärmeaustausch zwischen aufgeladener Luft, die zu einem Verbrennungsmotor durch einen Turbolader geliefert wird, und zwei Arten an Kühlwasser mit sich voneinander unterscheidenden Temperaturen ausführt (sh. beispielsweise Patentdokument 1). In dem in Patentdokument 1 offenbarten Ladeluftkühler vollführt das heiße Kühlwasser eine U-Wendung an der stromaufwärtigen Seite in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft, und das kalte Kühlwasser vollführt eine U-Wendung an der stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft. In dem Heißkühlwasserströmungspfad und dem Kaltkühlwasserströmungspfad sind Innenrippen für ein Unterstützen eines Wärmeaustausches zwischen dem Kühlwasser und der aufgeladenen Einlassluft vorgesehen.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Aufbau kann das kalte Kühlwasser durch die Wärme des heißen Kühlwassers bei einem Verbrennungsmotorstart schnell aufgewärmt werden. Des Weiteren kann, da die aufgeladene Einlassluft durch das heiße Kühlwasser vorgekühlt werden kann, bevor die aufgeladene Einlassluft durch das kalte Kühlwasser gekühlt wird, das Kühlvermögen (die Kühlleistung) des Kühlsystems für die aufgeladene Einlassluft verbessert werden.
DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE
Patentdokument 1: JP 2015-155692 A
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In dem in Patentdokument 1 beschriebenen Ladeluftkühler hat der Heißkühlwasserströmungspfad einen U-Wendeaufbau, bei dem ein stromabwärtiger Strömungspfad sich stromaufwärtig von einem stromaufwärtigen Strömungspfad in Bezug auf die Strömung der aufgeladenen Einlassluft befindet. Daher tauscht in dem stromabwärtigen Strömungspfad des Heißkühlwasserströmungspfades das Kühlwasser Wärme mit der heißen aufgeladenen Einlassluft aus, und demgemäß ist es wahrscheinlich, dass die Temperatur des Kühlwassers ansteigt. Da der Heißkühlwasserströmungspfad den U-Wendeaufbau, einen schmalen Strömungspfad und Innenrippen hat, kann ein Druckverlust des Kühlwassers hoch werden, und der Siedepunkt des Kühlwassers kann sich verringern.
Als ein Ergebnis kann es sein, dass das Kühlwasser in dem stromabwärtigen Strömungspfad in dem Heißkühlwasserpfad siedet. Wenn das Kühlwasser in dem Heißkühlwasserströmungspfad siedet, kann dies einen Temperaturanstieg der Komponenten um den Heißkühlwasserströmungspfad herum bewirken, und demgemäß kann es sein, dass die Festigkeit der Komponenten abnimmt und die Komponenten beschädigt werden.
Im Hinblick darauf ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Sieden eines Kühlmediums in einem Ladeluftkühler zu vermeiden oder zu vermindern, der so aufgebaut ist, dass er aufgeladene Einlassluft durch zwei Arten an Kühlmedium kühlt, die verschiedene Temperaturen haben.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kühlt ein Ladeluftkühler aufgeladene Einlassluft (Ansaugluft) durch einen Wärmeaustausch zwischen einem aufgeladenen Kühlmedium und der aufgeladenen Einlassluft, die zu einem Verbrennungsmotor durch einen Turbolader aufgeladen wird. Der Ladeluftkühler hat einen erwärmenden Abschnitt (nachfolgend als Erwärmungsabschnitt bezeichnet), in dem Strömungspfadrohre und Rippen miteinander gestapelt sind, und der Erwärmungsabschnitt ist so aufgebaut, dass er Wärme zwischen dem an der Innenseite der Strömungspfadrohre strömenden Kühlmedium und der an der Außenseite der Strömungspfadrohre strömenden aufgeladenen Einlassluft austauscht. Das Kühlmedium umfasst ein erstes Kühlmedium und ein zweites Kühlmedium, dessen Temperatur höher ist als die Temperatur des ersten Kühlmediums. In den Strömungspfadrohren ist definiert: ein erster Kühlmediumströmungspfad, durch den das erste Kühlmedium in einer Richtung strömt, die sich mit einer Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft schneidet; und einen zweiten Kühlmediumströmungspfad, durch den das zweite Kühlmedium in einer Richtung strömt, die sich mit der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft schneidet. Der zweite Kühlmediumströmungspfad ist stromaufwärtig von dem ersten Kühlmediumströmungspfad in Bezug auf die Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft angeordnet. Der erste Kühlmediumströmungspfad hat einen ersten U-Wendeabschnitt, in dem das erste Kühlmedium eine U-Wendung vollzieht, und der zweite Kühlmediumströmungspfad hat einen zweiten U-Wendeabschnitt, in dem das zweite Kühlmedium eine U-Wendung vollzieht. In dem zweiten Kühlmediumströmungspfad ist ein stromabwärtiger Strömungspfad, der sich stromabwärtig von dem zweiten U-Wendeabschnitt befindet, in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft stromaufwärtig von einem stromaufwärtigen Strömungspfad angeordnet, der sich stromaufwärtig von dem zweiten U-Wendeabschnitt befindet. Die Rippen umfassen einen Wärmeaustauschbegrenzungsabschnitt zumindest in einem am weitesten stromaufwärtig befindlichen Abschnitt der Rippen in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft, wobei der Wärmeaustauschbegrenzungsabschnitt so aufgebaut ist, dass er einen Wärmeaustausch zwischen der aufgeladenen Einlassluft und dem zweiten Kühlmedium begrenzt.
Demgemäß wird in dem am weitesten stromaufwärtig befindlichen Abschnitt in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft verhindert, dass die Wärme der aufgeladenen Einlassluft zu dem zweiten Kühlwasser in dem auslassseitigen Kanal durch die Rippen übertragen wird. Als ein Ergebnis ist es möglich, ein Sieden des zweiten Kühlwassers in dem auslassseitigen Kanal, in dem das zweite Kühlwasser leicht sieden kann, zu vermeiden. Demgemäß kann ein Temperaturanstieg der Komponenten um den zweiten auslassseitigen Strömungspfad herum unterdrückt werden, und eine Verminderung der Festigkeit und ein Brechen oder Beschädigen kann vermieden werden.
Figurenliste

1 zeigt eine Darstellung eines Überblicks auf ein Kühlsystem für aufgeladene Einlassluft eines Fahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ladeluftkühlers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
3 zeigt eine Vorderansicht von Strömungspfadrohren und Rippen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
4 zeigt eine schematische Ansicht einer Innenseite des Strömungspfadrohres des ersten Ausführungsbeispiels.
5 zeigt eine Querschnittsansicht von Strömungspfadrohren und Rippen des ersten Ausführungsbeispiels.
6 zeigt eine Querschnittsansicht von Rippen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
7 zeigt eine Querschnittsansicht von versetzten Rippen und Lamellenrippen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
8 zeigt eine perspektivische Ansicht von versetzten Rippen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
9 zeigt eine Querschnittsansicht von geraden Rippen und Lamellenrippen gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
10 zeigt eine perspektivische Ansicht der geraden Rippen gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
Nachstehend sind die Ausführungsbeispiele, die die vorliegende Erfindung ausführen, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In jedem Ausführungsbeispiel sind die Abschnitte, die den in den vorherigen Ausführungsbeispielen beschriebenen Elementen entsprechen, anhand gleicher Bezugszeichen bezeichnet, und eine wiederholte Erläuterung kann weggelassen sein. In jedem der Ausführungsbeispiele kann, wenn lediglich ein Teil des Aufbaus beschrieben ist, der restliche Teil des Aufbaus auf die anderen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele angewendet werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Kombinationen der Ausführungsbeispiele beschränkt, die Teile kombinieren, die explizit als kombinierbar beschrieben sind. Solange keine Probleme auftreten, können die verschiedenen Ausführungsbeispiele ausschnittsweise miteinander sogar dann kombiniert werden, wenn dies nicht explizit beschrieben ist.
Erstes Ausführungsbeispiel
Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Im ersten Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben, bei dem ein Ladeluftkühler der vorliegenden Erfindung bei einem Kühlsystem für aufgeladene Einlassluft für ein Fahrzeug angewendet ist.
Ein (nicht gezeigter) Turbolader zum Aufladen von Einlassluft zu einem Verbrennungsmotor 10 ist in einem Einlassluftsystem (Ansaugluftsystem) des Verbrennungsmotors 10 des Fahrzeugs vorgesehen. Dieser Turbolader ist so vorgesehen, dass er eine Kompensation für die maximale Abgabeleistung des Verbrennungsmotors 10 vorsieht. Das heißt das Fahrzeug des vorliegenden Ausführungsbeispiels hat einen Verbrennungsmotor (ENG) 10, der zum Zwecke einer höheren Kraftstoffeffizienz kleiner gestaltet ist, und es wird ein Turbolader angewendet, um für eine Kompensation für die reduzierte maximale Abgabeleistung im Austausch dafür zu sorgen, dass der Verbrennungsmotor 10 kleiner gestaltet ist.
Ein Ladeluftkühler 20, der Verbrennungsmotoreinlassluft (Ansaugluft) kühlt, ist stromabwärtig des Turboladers in dem Einlassluftsystem in Bezug auf eine Strömung der Einlassluft (Ansaugluft) angeordnet. Der Ladeluftkühler 20 kühlt die aufgeladene Einlassluft, die durch den Turbolader komprimiert worden ist, um so die Aufladeeffizienz der Verbrennungsmotoreinlassluft zu verbessern.
Erstes Kühlwasser, das in einem ersten Kühlwasserkreislauf 50 zirkuliert, und zweites Kühlwasser, das in einem zweiten Kühlwasserkreislauf 60 zirkuliert, strömt durch den Ladeluftkühler 20. Der Ladeluftkühler 20 kühlt die aufgeladene Einlassluft durch einen Wärmeaustausch zwischen dem ersten und zweiten Kühlwasser und der aufgeladenen Einlassluft, die durch den Turbolader komprimiert worden ist.
Eine Wasserpumpe 51, die bewirkt, dass das erste Kühlwasser zirkuliert, ist in dem ersten Kühlwasserkreislauf 50 vorgesehen. Ein erster Radiator 52, der das erste Kühlwasser durch Abstrahlen von Wärme des ersten Kühlwassers kühlt, ist zwischen der Wasserpumpe 51 und dem Ladeluftkühler 20 in dem ersten Kühlwasserkreislauf 50 vorgesehen.
Eine Wasserpumpe 61, ein zweiter Radiator 62 und ein Heizeinrichtungskern 63 sind in dem zweiten Kühlwasserkreislauf 60 vorgesehen. Die Wasserpumpe 61 lässt das zweite Kühlwasser in dem zweiten Kühlwasserkreislauf 60 zirkulieren. Der zweite Radiator 62 gibt die Wärme des zweiten Kühlwassers, die von dem Verbrennungsmotor 10 aufgenommen wurde, zur Außenluft ab. Der Heizeinrichtungskern 63 erwärmt geblasene Luft durch einen Austausch des zweiten Kühlwassers und der geblasenen Luft, die zu einem Fahrzeugraum geblasen wird. Der Ladeluftkühler 20, der zweite Radiator 62 und der Heizeinrichtungskern 63 sind in dem zweiten Kühlwasserkreislauf 60 parallel zueinander angeordnet.
Das zweite Kühlwasser nimmt Wärme von dem Verbrennungsmotor 10 auf. Daher ist, wenn das erste und zweite Kühlwasser durch das Innere des Ladeluftkühlers 20 tritt, das zweite Kühlwasser heißer, d.h. es hat eine höhere Temperatur als das erste Kühlwasser. Das heißt das erste Kühlwasser ist kaltes Kühlwasser und das zweite Kühlwasser ist heißes Kühlwasser. Das erste Kühlwasser des vorliegenden Ausführungsbeispiels entspricht dem ersten Kühlmedium der vorliegenden Erfindung, und das zweite Kühlwasser des vorliegenden Ausführungsbeispiels entspricht dem zweiten Kühlmedium der vorliegenden Erfindung. LLC (Antifrostmischung), Wasser oder dergleichen kann als das erste und zweite Kühlwasser angewendet werden.
Eine Antriebskraft der Wasserpumpen 51 und 61 wird von dem Verbrennungsmotor 10 im vorliegenden Ausführungsbeispiel übertragen, jedoch kann eine elektrische Wasserpumpe als die Wasserpumpen 51 und 61 angewendet werden.
Nachstehend ist der Ladeluftkühler 20 des ersten Ausführungsbeispiels detailliert beschrieben. Der Ladeluftkühler 20 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist als ein Wärmetauscher der sogenannten gezogenen Becherart aufgebaut. Wie dies in 2 gezeigt ist, hat der Ladeluftkühler 20 einen Wärmetauscherabschnitt 23, in dem mehrere Strömungspfadrohre 21 und Rippen 22, die mit benachbarten Strömungspfadrohren 21 verbunden sind, abwechselnd zueinander gestapelt sind. Die Außenumfänge von einem Paar an Plattenelementen 24 sind miteinander verbunden, um die Strömungspfadrohre auszubilden. Der Wärmetauscherabschnitt 23 tauscht Wärme zwischen dem ersten und zweiten Kühlwasser, das im Inneren der Strömungspfadrohre strömt, und der aufgeladenen Einlassluft aus, die an der Außenseite der Strömungspfadrohre 21 strömt. Der Raum, in dem die Rippen 22 zwischen den Strömungspfadrohren 21, die miteinander gestapelt sind, angeordnet sind, bildet einen Strömungspfad für aufgeladene Einlassluft, durch den die aufgeladene Einlassluft strömt.
Sämtliche oder ein Teil der Bestandteile des Ladeluftkühlers 20 sind aus einem Auskleidungsmaterial ausgebildet, das durch Vorsehen eines Lötmaterials auf einer Oberfläche eines Kernmaterials ausgebildet ist, das beispielsweise aus Aluminium hergestellt ist. Die jeweiligen Komponenten des Ladeluftkühlers 20 sind miteinander gelötet und verbunden, indem sie in einem Zustand erwärmt werden, bei dem das Flussmittel auf die Oberfläche des Auskleidungsmaterials aufgebracht ist.
Wie dies in 3 gezeigt ist, ist die Rippe 22 des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine gewellte Rippe, die durch Biegen eines Plattenelementes zu einer gewellten Form ausgebildet ist. Die Rippe 22 hat eine gewellte Form, bei der Wandabschnitte 22a, die flache Abschnitte bilden, und Spitzenabschnitte 22b, die gebogene Abschnitte bilden, fortlaufend sind. Die Rippe 22 hat eine gewellte Form, in der die Spitzenabschnitte 22b an einer Seite und der anderen Seite in einer Richtung abwechselnd angeordnet sind, die sich mit der Richtung der Strömung der aufgeladenen Einlassluft schneidet. Der Strömungspfad für die aufgeladene Einlassluft ist ein Raum zwischen den miteinander gestapelten Strömungspfadrohren 21 und ist in eine Vielzahl an Strömungspfaden durch den Wandabschnitt 22a geteilt. Die Rippe 22 bildet einen Wärmeaustauschverstärkungsabschnitt zum Erhöhen (Vergrößern) einer Wärmeübertragungsfläche der aufgeladenen Einlassluft und dem ersten und zweiten Kühlwasser.
Die Rippen 22 sind als Lamellenrippen mit Lamellen22c aufgebaut, die an den Wandabschnitten 22a ausgebildet sind. Die Spitzenabschnitte 22b der Rippe 22 sind an die flache Außenfläche der benachbarten Strömungspfadrohre 21 gelötet und mit dieser verbunden. Die Rippe 22 kann beispielsweise durch Anwendung eines Walzformverfahrens bei einem dünnen Metallblechmaterial ausgebildet werden. Die Rippe 22 ist nachstehend detailliert beschrieben.
Wie dies in 4 gezeigt ist, ist in den Strömungspfadrohren 21 ein erster Kühlwasserströmungspfad 25, durch den das erste Kühlwasser strömt, und ein zweiter Kühlwasserströmungspfad 26 definiert, durch den das zweite Kühlwasser strömt. In dem Strömungspfadrohr 21 sind der erste Kühlwasserströmungspfad 25 und der zweite Kühlwasserströmungspfad 26 parallel zueinander in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft angeordnet. Die Strömungsrichtung des Kühlwassers in den Kühlwasserströmungspfaden 25 und 26 ist eine Richtung, die sich mit der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft schneidet, genauer gesagt eine Richtung, die senkrecht zu der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der erste Kühlwasserströmungspfad 25 an einer stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft angeordnet, und der zweite Kühlwasserströmungspfad 26 ist an einer stromaufwärtigen Seite in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft angeordnet. Das heißt in dem Ladeluftkühler 20 des vorliegenden Ausführungsbeispiels strömt das heiße zweite Kühlwasser an der stromaufwärtigen Seite des Strömungspfades für die aufgeladene Einlassluft, durch den die aufgeladene Einlassluft strömt, und das kalte erste Kühlwasser strömt an der stromabwärtigen Seite des Strömungspfades für die aufgeladene Einlassluft.
Die Strömungspfadlängen des ersten Kühlwasserströmungspfades 25 und des zweiten Kühlwasserströmungspfades 26 sind gleich. Die Längen dieser Kühlwasserströmungspfade 25 und 26 in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft, d.h. die Längen in der Breitenrichtung der Kühlwasserströmungspfade 25 und 26 sind so festgelegt, dass der erste Kühlwasserströmungspfad 25 länger als der zweite Kühlwasserströmungspfad 26 ist.
Obwohl dies nicht gezeigt ist, hat der Ladeluftkühler 20 einen ersten Verteiltankabschnitt, der das erste Kühlwasser zu den ersten Kühlwasserströmungspfaden 25 der Strömungspfadrohre 21 verteilt, und einen ersten Sammeltankabschnitt zum Sammeln des ersten Kühlwassers von den ersten Kühlwasserströmungspfaden 25. Obwohl dies nicht gezeigt ist, hat der Ladeluftkühler 20 einen zweiten Verteiltankabschnitt, der das zweite Kühlwasser zu den zweiten Kühlwasserströmungspfaden 26 der Strömungspfadrohre 21 verteilt, und einen zweiten Sammeltankabschnitt zum Sammeln des zweiten Kühlwassers von den zweiten Kühlwasserströmungspfaden 26.
Das Strömungspfadrohr 21 hat einen ersten Einlassabschnitt 25a, durch den das erste Kühlwasser in den ersten Kühlwasserströmungspfad 25 hineinströmt, und einen ersten Auslassabschnitt 25b, durch den das erste Kühlwasser aus dem ersten Kühlwasserströmungspfad 25 herausströmt. Das Strömungspfadrohr 21 hat einen zweiten Einlassabschnitt 26a, durch den das zweite Kühlwasser in den zweiten Kühlwasserströmungspfad 26 einströmt, und einen zweiten Auslassabschnitt 26b, durch den das zweite Kühlwasser aus dem zweiten Kühlwasserströmungspfad 26 herausströmt. Der erste Einlassabschnitt 25a, der erste Auslassabschnitt 25b, der zweite Einlassabschnitt 26a und der zweite Auslassabschnitt 26b sind als Durchgangslöcher in dem Strömungspfadrohr 21 vorgesehen.
Der erste Kühlwasserströmungspfad 25 hat einen ersten Trennabschnitt (Teilungsabschnitt) 25c, der den Strömungspfad in zwei Strömungspfade teilt, und einen ersten U-Wendeabschnitt 25d, in dem das erste Kühlwasser eine U-Wendung vollzieht. Der erste Kühlwasserströmungspfad 25 ist durch den ersten Trennabschnitt 25c in einen ersten stromaufwärtigen Strömungspfad 25e, der nahe zu dem ersten Einlassabschnitt 25a ist, und einen ersten stromabwärtigen Strömungspfad 25f geteilt, der nahe zu dem ersten Auslassabschnitt 25b ist. Der erste stromaufwärtige Strömungspfad 25e ist stromaufwärtig von dem ersten U-Wendeabschnitt 25d angeordnet und der erste stromabwärtige Strömungspfad 25f ist stromabwärtig von dem ersten U-Wendeabschnitt 25d angeordnet.
Der zweite Kühlwasserströmungspfad 26 hat einen zweiten Trennabschnitt (Teilungsabschnitt) 26c, der den Strömungspfad in zwei Strömungspfade teilt, und einen zweiten U-Wendeabschnitt 26d, in dem das zweite Kühlwasser eine U-Wendung vollzieht. Der zweite Kühlwasserströmungspfad 26 ist durch den zweiten Trennabschnitt 26c in einen zweiten stromaufwärtigen Strömungspfad 26e, der nahe zu dem zweiten Einlassabschnitt 26a ist, und einen stromabwärtigen Strömungspfad 26f geteilt (getrennt), der nahe zu dem zweiten Auslassabschnitt 26b ist. Der zweite stromaufwärtige Strömungspfad 26e ist stromaufwärtig von dem zweiten U-Wendeabschnitt 26d angeordnet, und der zweite stromabwärtige Strömungspfad 26f ist stromabwärtig von dem zweiten U-Wendeabschnitt 26d angeordnet.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist der zweite Kühlwasserströmungspfad 26 stromaufwärtig von dem ersten Kühlwasserströmungspfad 25 in Bezug auf die Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft angeordnet. Demgemäß sind der zweite stromabwärtige Strömungspfad 26f, der zweite stromaufwärtige Strömungspfad 26e, der erste stromabwärtige Strömungspfad 25f und der erste stromaufwärtige Strömungspfad 25e in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft angeordnet. Das heißt in den Strömungspfaden 25e, 25f, 26e und 26f, die in den Strömungspfadrohren 21 vorgesehen sind, ist der zweite stromabwärtige Strömungspfad 26f des zweiten Kühlwasserströmungspfades 26 an dem an weitesten stromaufwärtig befindlichen Teil in Bezug auf die Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft angeordnet.
Die Temperatur der aufgeladenen Einlassluft nimmt von der stromaufwärtigen Seite zu der stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft ab. Daher ist die Temperatur der aufgeladenen Einlassluft am höchsten, wenn sie durch den am weitesten stromaufwärtig befindlichen Abschnitt in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft in dem zweiten stromabwärtigen Strömungspfad 26f tritt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der erste Einlassabschnitt 25a, der erste Auslassabschnitt 25b, der zweite Einlassabschnitt 26a und der zweite Auslassabschnitt 26b an einem Endabschnitt in der Längsrichtung der Strömungspfadrohre 21 vorgesehen (d.h. an dem linken Seitenendabschnitt in 4). Der zweite Auslassabschnitt 26b, der zweite Einlassabschnitt 26a, der erste Auslassabschnitt 25b und der erste Einlassabschnitt 25a sind in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft angeordnet. Der erste U-Wendeabschnitt 25d und der zweite U-Wendeabschnitt 26d sind an dem anderen Endabschnitt in der Längsrichtung der Strömungspfadrohre 21 angeordnet (d.h. an dem rechten Seitenendabschnitt in 4, wobei der rechte Seitenendabschnitt der Endabschnitt an der rechten Seite ist und der linke Seitenendabschnitt der Endabschnitt an der linken Seite ist).
In dem ersten Kühlwasserströmungspfad 25 ist eine erste Innenrippe 27 vorgesehen, die den ersten Kühlwasserströmungspfad 25 in einer Vielzahl an schmalen Strömungspfaden teilt. Die erste Innenrippe 27 ist in sowohl dem ersten stromaufwärtigen Strömungspfad 25e als auch dem ersten stromabwärtigen Strömungspfad 25f des ersten Kühlwasserströmungspfades 25 angeordnet. Im zweiten Kühlwasserströmungspfad 26 ist eine zweite Innenrippe 28 vorgesehen, die den zweiten Kühlwasserströmungspfad 26 in eine Vielzahl an schmalen Strömungspfaden teilt. Die zweite Innenrippe 27 ist in sowohl dem zweiten stromaufwärtigen Strömungspfad 26e als auch dem zweiten stromabwärtigen Strömungspfad 26f des zweiten Kühlwasserströmungspfades 26 angeordnet.
Da der zweite Kühlwasserströmungspfad 26 den U-Wendeaufbau, einen schmalen Strömungspfad und die zweite Innenrippe 28 hat, kann ein Druckverlust des zweiten Kühlwassers hoch sein, und der Siedepunkt des zweiten Kühlwassers kann abnehmen. Da außerdem die Temperatur der aufgeladenen Einlassluft an der stromaufwärtigen Seite in der Strömungsrichtung hoch ist und die aufgeladene Einlassluft mit dem am weitesten stromaufwärtig befindlichen Abschnitt des Strömungspfadrohres 21 in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft direkt in Kontakt steht, ist es besonders wahrscheinlich, dass die Temperatur des durch den zweiten stromabwärtigen Strömungspfad 26f strömenden zweiten Kühlwassers zunimmt.
Nachstehend ist der Aufbau der Rippe 22 des vorliegenden Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben. 5 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie V-V aus 4. 6 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VI-VI aus 5, wobei drei Wandabschnitte 22a der Rippe 22 gezeigt sind.
Wie dies in den 5 und 6 gezeigt ist, ist eine wie eine Jalousie geformte Lamelle 22c einstückig in dem Wandabschnitt 22a der Rippe 22 geformt durch Schneiden und Anheben des Wandabschnittes 22a. Der Wärmeübertragungskoeffizient der Rippe 22 wird durch die Lamelle 22c verbessert, und die Wärmeübertragungsleistung kann verbessert werden.
Wie dies in 6 gezeigt ist, ist die Lamelle 22c von dem Wandabschnitt 22a unter einem vorbestimmten Winkel geschnitten und angehoben, und mehrere Lamellen 22c sind in dem Wandabschnitt 22a entlang der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft vorgesehen. Ein Zwischenlamellenkanal 22d, in dem die Luft strömen kann, ist zwischen benachbarten Lamellen 22c ausgebildet, die an dem gleichen Wandabschnitt 22a ausgebildet sind. Mehrere Lamellen 22c sind in dem gleichen Muster an vielen Wandabschnitten 22a ausgebildet, die parallel zueinander angeordnet sind.
Wie dies in 6 gezeigt ist, hat ein Wandabschnitt 22a mehrere Lamellengruppen, in denen mehrere benachbarte Lamellen 22c parallel zueinander vorgesehen sind. In 6 sind zwei Lamellengruppen an einem Wandabschnitt 22a dargestellt. Mehrere Lamellen 22c, die in der gleichen Lamellengruppe umfasst sind, haben die gleiche Neigungsrichtung in Bezug auf den Wandabschnitt 22a.
Ein Wendeabschnitt (Drehabschnitt) 22e ist zwischen benachbarten Lamellengruppen vorgesehen. Die Neigungsrichtung in Bezug auf den Wandabschnitt 22a der Lamellen 22c der Lamellengruppe, die stromaufwärtig von dem Wendeabschnitt 22e in Bezug auf die Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft angeordnet ist, ist eine gegenüber der Neigungsrichtung der Lamellen 22c der Lamellengruppe, die stromabwärtig von dem Wendeabschnitt 22e angeordnet ist, entgegengesetzte Richtung.
Wie dies in den 5 und 6 gezeigt ist, ist ein ebener stromaufwärtiger flacher Abschnitt 22f an dem am weitesten stromaufwärtig befindlichen Abschnitt des Wandabschnittes 22a in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft vorgesehen. Der stromaufwärtige flache Abschnitt 22f bildet einen nicht mit Lamellen versehenen Abschnitt, an dem keine Lamelle 22c ausgebildet ist. Ein Abschnitt der Rippe 22 mit Ausnahme des stromaufwärtigen flachen Abschnittes 22f (d.h. die Lamelle 22c und der Wendeabschnitt 22e) bildet einen mit Lamellen versehenen Abschnitt. Die Länge des stromaufwärtigen flachen Abschnittes 22f in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft in länger als die Länge des Lamellenabstandes LP, der ein Abstand zwischen den benachbarten Lamellen 22c ist.
In 4 zeigt ein durch eine Strichpunktlinie umgebener Abschnitt einen Abschnitt, der dem stromaufwärtigen flachen Abschnitt 22f der Rippe 22 entspricht. In dem in 4 gezeigten Beispiel erstreckt sich der stromaufwärtige flache Abschnitt 22f der Rippe 22 von dem am weitesten stromaufwärtigen Abschnitt in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft in dem zweiten stromabwärtigen Strömungspfad 22f zu einem mittleren Abschnitt des zweiten stromabwärtigen Strömungspfades 26f in der Länge in Breitenrichtung. Demgemäß sind sowohl der stromaufwärtige flache Abschnitt 22f als auch die Lamelle 22c in einem Teil der Rippe 22 vorgesehen, der dem zweiten stromabwärtigen Strömungspfad 26f des Strömungspfadrohrs 21 entspricht. In dem in 4 gezeigten Beispiel erstreckt sich der stromaufwärtige flache Abschnitt 22f gänzlich in dem zweiten stromabwärtigen Strömungspfad 26f in der Strömungsrichtung des zweiten Kühlwassers. Das heißt der stromaufwärtige flache Abschnitt 22f ist in sämtlichen Wandabschnitten 22a vorgesehen, die die Rippe 22 bilden.
Da die Lamelle 22c an dem stromaufwärtigen flachen Abschnitt 22f nicht ausgebildet ist, ist der Wärmeübertragungskoeffizient der Rippe 22 niedriger als jener von dem Abschnitt, an dem die Lamelle 22c ausgebildet ist. An der stromaufwärtigen Seite in Bezug auf die aufgeladene Einlassluft, an der der stromaufwärtige flache Abschnitt 22f vorgesehen ist, ist der Wärmeübertragungskoeffizient niedriger als jener der stromabwärtigen Seite, an der die Lamelle 22c vorgesehen ist, und demgemäß ist der Wärmeaustausch zwischen der aufgeladenen Einlassluft und der Rippe 22 begrenzt. Das heißt der stromaufwärtige flache Abschnitt 22f bildet einen Wärmeaustauschbegrenzungsabschnitt, bei dem der Wärmeaustausch zwischen der aufgeladenen Einlassluft und dem zweiten Kühlwasser, das durch den zweiten Kühlwasserströmungspfad 26 strömt, unterdrückt wird.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ist in dem Ladeluftkühler 20, der die aufgeladene Einlassluft unter Verwendung von zwei Arten an Kühlwasser mit unterschiedlicher Temperatur kühlt, der stromaufwärtige flache Abschnitt, in dem die Lamelle 22c nicht in der Rippe 22 ausgebildet ist, an dem am weitesten stromaufwärtigen Abschnitt in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft vorgesehen. Demgemäß wird in dem am weitesten stromaufwärtig befindlichen Abschnitt in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft verhindert, dass die Wärme der aufgeladenen Einlassluft zu dem zweiten Kühlwasser in dem zweiten auslassseitigen Strömungspfad (zweiter stromabwärtiger Strömungspfad) 26f durch die Rippe 22 übertragen wird. Als ein Ergebnis ist es möglich, das Sieden des zweiten Kühlwassers in dem zweiten auslassseitigen Strömungspfad 26f zu vermeiden, an dem das zweite Kühlwasser mit Leichtigkeit sieden kann. Als ein Ergebnis ist es möglich, ein Sieden des zweiten Kühlwassers in dem zweiten auslassseitigen Strömungspfad 26f zu vermeiden, an dem das zweite Kühlwasser mit Leichtigkeit siedet. Demgemäß kann ein Temperaturanstieg der Komponenten um den zweiten auslassseitigen Strömungspfad 26f herum unterdrückt werden, und eine Verminderung der Festigkeit und eine Beschädigung oder ein Brechen können vermieden werden.
Des Weiteren kann gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der stromaufwärtige flache Abschnitt 22f vorgesehen werden und der vorstehend erläuterte Effekt kann durch eine einfache Maßnahme erzielt werden, wie beispielsweise ein nicht erfolgendes Ausbilden der Lamelle 22c in einem Teil der Rippe 22. Da die Rippen 22 durch ein Walzenformen ähnlich wie bei der herkömmlichen Rippe hergestellt werden können, ist es möglich, den Ladeluftkühler 20 ohne Einschränkung und Verringerung bei der Produktivität herzustellen.
Zweites Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Im zweiten Ausführungsbeispiel sind lediglich die Teile beschrieben, die sich von dem vorstehend erläuterten ersten Ausführungsbeispiel unterscheiden.
7 zeigt eine Querschnittsansicht der Rippen 22, 29 des zweiten Ausführungsbeispiels entsprechend 6 des ersten Ausführungsbeispiels. Wie dies in 7 gezeigt ist, sind im zweiten Ausführungsbeispiel zwei Arten an Rippen 22 und 29 zwischen benachbarten Strömungspfadrohren 21 vorgesehen.
Lamellenrippen 22 sind an der stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft vorgesehen. Die Lamellenrippen 22 des zweiten Ausführungsbeispiels haben den gleichen Aufbau wie die die im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Lamellenrippen mit der Ausnahme, dass der stromaufwärtige flache Abschnitt 22f nicht vorgesehen ist. Versatzrippen 29 sind an der stromaufwärtigen Seite in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft vorgesehen.
Wie dies in 8 gezeigt ist, hat die Versatzrippe 29 eine gewellte Form, bei der Wandabschnitte 29a, die flache Abschnitte bilden, und Spitzenabschnitte 29b, die gebogene Abschnitte bilden, fortlaufend sind. Die Versatzrippe 29 hat eine gewellte Form, bei der die Spitzenabschnitte 29b an der einen Seite und der anderen Seite in einer Richtung abwechselnd angeordnet sind, die die Richtung der Strömung der aufgeladenen Einlassluft schneidet. Der Strömungspfad für die aufgeladene Einlassluft, der ein Raum zwischen den miteinander gestapelten Strömungspfadrohren 21 ist, ist in viele Strömungspfade durch den Wandabschnitt 29a geteilt. An dem Wandabschnitt 29a sind viele eingeschnittene und angehobene Abschnitte 29c, die abschnittsweise geschnitten und angehoben sind, vorgesehen. Der Wandabschnitt 29a und der eingeschnittene und angehobene Abschnitt 29c sind in einer zickzackartigen Weise entlang der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft abwechselnd angeordnet.
Die Lamellenrippen 22 und der Versatzrippen 29 sind separat ausgebildet. Die Lamellenrippen 22 und die Versatzrippen 29 sind voneinander getrennt.
Der Rippenabstand FP2, der das Intervall zwischen benachbarten Wandabschnitten 29a der Versatzrippe 29 ist, ist länger als der Rippenabstand FP1, der das Intervall zwischen benachbarten Wandabschnitten 22a der Lamellenrippe 22 ist. In dem in 7 gezeigten Beispiel ist der Rippenabstand FP2 der Versatzrippe 29 zweimal so groß wie der Rippenabstand FP1 der Lamellenrippe 22.
Der Wärmeübertragungskoeffizient der Versatzrippen 29, die als Versatzrippen aufgebaut sind, ist niedriger als derjenige der Lamellenrippen 22, die als Lamellenrippen aufgebaut sind. Demgemäß ist an der stromaufwärtigen Seite der aufgeladenen Einlassluft, an der die Versatzrippe 29 vorgesehen ist, der Wärmeübertragungskoeffizient niedriger als jener der stromabwärtigen Seite, an der die Lamellenrippe 22 vorgesehen ist. Demgemäß ist der Wärmeaustausch zwischen der aufgeladenen Einlassluft und der Rippe 29 eingeschränkt (begrenzt). Das heißt die Versatzrippe 29 des zweiten Ausführungsbeispiels bildet einen Wärmeaustauschbegrenzungsabschnitt, bei dem der Wärmeaustausch zwischen der aufgeladenen Einlassluft und dem zweiten Kühlwasser, das durch den zweiten Kühlwasserströmungspfad 26 strömt, unterdrückt wird.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel ist in dem Ladeluftkühler 20, der die aufgeladene Einlassluft unter Verwendung von zwei Arten an Kühlwasser mit verschiedener Temperatur kühlt, die Versatzrippe 29, deren Wärmeübertragungskoeffizient niedriger als bei der Lamellenrippe 22 ist, an dem am weitesten stromaufwärtigen Abschnitt in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft vorgesehen. Demgemäß wird in dem am weitesten stromaufwärtigen Abschnitt in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft die Übertragung der Wärme der aufgeladenen Einlassluft zu dem zweiten Kühlwasser in dem zweiten auslassseitigen Strömungspfad 26f durch die Versatzrippe 29 begrenzt (eingeschränkt). Als ein Ergebnis ist es möglich, ein Sieden des zweiten Kühlwassers in dem zweiten auslassseitigen Strömungspfad 26f zu vermeiden, an dem das zweite Kühlwasser mit Leichtigkeit siedet. Demgemäß kann der Temperaturanstieg der Komponenten um den zweiten auslassseitigen Strömungspfad 26 herum vermieden werden bzw. unterdrückt werden, und eine Verringerung der Festigkeit und ein Beschädigen oder Brechen können vermieden werden.
Im zweiten Ausführungsbeispiel ist der Rippenabstand FP2 der Versatzrippe 29 länger als der Rippenabstand FP1 der Lamellenrippen 22. Demgemäß ist der Wärmeübertragungskoeffizient der Versatzrippe 29 niedriger als jener der Lamellenrippen 22. Demgemäß kann in dem am weitesten stromaufwärtigen Abschnitt in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft in effektiver Weise eine Übertragung der Wärme der aufgeladenen Einlassluft zu dem zweiten Kühlwasser in dem zweiten auslassseitigen Strömungspfad 26f durch die Versatzrippe 29 eingeschränkt (begrenzt) werden, und es kann verhindert werden, dass das zweite Kühlwasser in dem zweiten auslassseitigen Strömungspfad 26f siedet.
Drittes Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Im dritten Ausführungsbeispiel sind lediglich die Teile beschrieben, die sich von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen unterscheiden. Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass eine gerade Rippe 30 an der stromaufwärtigen Seite der Lamellenrippen 22 in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft vorgesehen ist.
9 zeigt eine Querschnittsansicht der Rippen 22 und 29 des dritten Ausführungsbeispiels entsprechend 6 des ersten Ausführungsbeispiels. 9 entspricht 7 des zweiten Ausführungsbeispiels. Wie dies in 9 gezeigt ist, sind im dritten Ausführungsbeispiel zwei Arten an Rippen 22 und 30 zwischen benachbarten Strömungspfadrohren 21 vorgesehen. Im dritten Ausführungsbeispiel sind gerade Rippen 30 an der stromaufwärtigen Seite in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft vorgesehen.
Die gerade Rippe 30 hat eine gewellte Form, bei der Wandabschnitte 30a, die flache Abschnitte bilden, und Spitzenabschnitte 30b fortlaufend sind, die gebogene Abschnitte bilden. Die gerade Rippe 30 hat eine gewellte Form, bei der die Spitzenabschnitte 29b an der einen Seite und der anderen Seite in einer Richtung abwechselnd angeordnet sind, die sich mit der Richtung der Strömung der aufgeladenen Einlassluft schneidet. Der Strömungspfad für die aufgeladene Einlassluft ist ein Raum zwischen den miteinander gestapelten Strömungspfadrohren 21 und ist in eine Vielzahl an Strömungspfaden durch den Wandabschnitt 30a geteilt. Der Wandabschnitt 30a der geraden Rippe 30 erstreckt sich linear (geradlinig) entlang der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft.
Die Lamellenrippen 22 und die geraden Rippen 30 sind separat ausgebildet. Die Lamellenrippen 22 und die geraden Rippen 30 sind voneinander getrennt.
Der Rippenabstand FP3, der das Intervall zwischen benachbarten Wandabschnitten 30a der geraden Rippe 30 ist, ist länger als der Rippenabstand FP1, der das Intervall zwischen benachbarten Wandabschnitten 22a der Lamellenrippe 22 ist. Bei dem in 9 gezeigten Beispiel ist der Rippenabstand FP3 der geraden Rippe 30 zweimal so lang wie der Rippenabstand FP1 der Lamellenrippe 22.
Der Wärmeübertragungskoeffizient der geraden Rippen 30, die als gerade Rippen aufgebaut sind, ist niedriger als jener der Lamellenripppen 22, die als Lamellenrippen aufgebaut sind. Demgemäß ist an der stromaufwärtigen Seite der aufgeladenen Einlassluft, an der die gerade Rippe 30 vorgesehen ist, der Wärmeübertragungskoeffizient niedriger als an der stromabwärtigen Seite, an der die Lamellenrippe 22 vorgesehen ist. Demgemäß ist der Wärmeaustausch zwischen der aufgeladenen Einlassluft und der Rippe 30 eingeschränkt (begrenzt). Das heißt die gerade Rippe 30 des dritten Ausführungsbeispiels bildet einen Wärmeaustauschbegrenzungsabschnitt, an dem der Wärmeaustausch zwischen der aufgeladenen Einlassluft und dem zweiten Kühlwasser, das durch den zweiten Kühlwasserströmungspfad 26 strömt, unterdrückt, d.h. eingeschränkt ist.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel ist in dem Ladeluftkühler 20, der die aufgeladene Einlassluft unter Verwendung von zwei Arten an Kühlwasser mit verschiedener Temperatur kühlt, die gerade Rippe 30, deren Wärmeübertragungskoeffizienten niedriger als bei der Lamellenrippe 22 ist, an dem am weitesten stromaufwärtigen Abschnitt in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft vorgesehen. Demgemäß ist in dem am weitesten stromaufwärtig befindlichen Abschnitt in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft die Übertragung der Wärme der aufgeladenen Einlassluft zu dem zweiten Kühlwasser in dem zweiten auslassseitigen Strömungspfad 26f durch die gerade Rippe 30 begrenzt. Als ein Ergebnis ist es möglich, ein Sieden des zweiten Kühlwassers in dem zweiten auslassseitigen Strömungspfad 26f zu unterdrücken, an dem das zweite Kühlwasser leicht siedet. Demgemäß kann ein Temperaturanstieg der Komponenten um den zweiten auslassseitigen Strömungspfad 26f herum unterdrückt werden, und eine Verringerung der Festigkeit und ein Brechen oder Beschädigen können vermieden werden.
In dem dritten Ausführungsbeispiel ist der Rippenabstand FP3 der geraden Rippe 30 länger als der Rippenabstand FP1 der Lamellenrippen 22. Demgemäß ist auch der Wärmeübertragungskoeffizient der geraden Rippe 30 niedriger als jener der Lamellenrippen 22. Demgemäß kann an dem am weitesten stromaufwärtigen Abschnitt in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft die Übertragung der Wärme der aufgeladenen Einlassluft zu dem zweiten Kühlwasser in dem zweiten auslassseitigen Strömungspfad 26f durch die gerade Rippe 30 in effektiver Weise begrenzt (eingeschränkt) werden, und es kann verhindert werden, dass das zweite Kühlwasser in dem zweiten auslassseitigen Strömungspfad 26f siedet.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend dargelegten Ausführungsbeispiele beschränkt und kann in verschiedenen nachstehend beschriebenen Weisen abgewandelt werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Im vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der stromaufwärtige flache Abschnitt 22f der Rippe 22 von dem am weitesten stromaufwärtigen Abschnitt in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft in dem zweiten stromabwärtigen Strömungspfad 26f zu der Mitte der in Breitenrichtung gesehen Länge des zweiten stromabwärtigen Strömungspfades 26f. Jedoch ist die Länge des stromaufwärtigen flachen Abschnittes 22f nicht darauf beschränkt. Es ist akzeptabel, solange der stromaufwärtige flache Abschnitt 22f der Rippe 22 zumindest in einem Abschnitt vorgesehen ist, der dem am weitesten stromaufwärtigen Abschnitt des zweiten stromabwärtigen Strömungspfades 26f in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft entspricht. Das heißt die Länge des stromaufwärtigen flachen Abschnittes 22f in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft kann relativ zu dem in 4 gezeigten Aufbau verkürzt oder verlängert werden. In dem Fall, bei dem die Länge des stromaufwärtigen flachen Abschnittes 22f in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft vergrößert (verlängert) wird, kann der stromaufwärtige flache Abschnitt 22f sich so erstrecken, dass er dem gesamten zweiten Kühlwasserströmungspfad 26 entspricht. Dies ist so, weil der Wärmeaustausch zwischen den Rippen 22 und den Strömungspfadrohren 21 auch an dem stromaufwärtigen flachen Abschnitt 22f sichergestellt ist, an dem die Lamelle 22c nicht vorgesehen ist. Das heißt es ist akzeptabel, solange der stromaufwärtige flache Abschnitt 22f an einer Position vorgesehen ist, die dem zweiten Kühlwasserströmungspfad 26 entspricht, und die Lamelle 22c an einer Position vorgesehen ist, die dem ersten Kühlwasserströmungspfad 25 in der Rippe 22 entspricht.
Im vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der stromaufwärtige flache Abschnitt 22f der Rippe 22 gänzlich in dem zweiten stromabwärtigen Strömungspfad 26 in der Strömungsrichtung des zweiten Kühlwassers. Jedoch ist der nicht verbundene Abschnitt 30 nicht darauf beschränkt. Es ist akzeptabel, solange der stromaufwärtige flache Abschnitt 22f der Rippe 22 zumindest in dem am weitesten stromabwärtigen Abschnitt des zweiten stromabwärtigen Strömungspfades 26f (d.h. eine Seite in der Nähe des zweiten Auslassabschnittes 26b) in der Strömungsrichtung des zweiten Kühlwassers vorgesehen ist.
Das heißt es ist akzeptabel, solange die Versatzrippe 29 des zweiten Ausführungsbeispiels und die gerade Rippe 30 des dritten Ausführungsbeispiels zumindest in einem Abschnitt vorgesehen sind, der dem am weitesten stromaufwärtigen Abschnitt des zweiten stromabwärtigen Strömungspfades 26f in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft entspricht. Es ist akzeptabel, solange die Versatzrippe 29 des zweiten Ausführungsbeispiels und die gerade Rippe 30 des dritten Ausführungsbeispiels zumindest in einem Abschnitt vorgesehen sind, der dem am weitesten stromabwärtigen Abschnitt des zweiten stromabwärtigen Strömungspfades 26f in der Strömungsrichtung des zweiten Kühlungswassers entspricht (d.h. eine Seite, die nahe zu dem zweiten Auslassabschnitt 26b ist).
Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf ihre Ausführungsbeispiele beschrieben ist, sollte verständlich sein, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele und dargelegten Aufbauarten beschränkt ist. Im Gegensatz dazu soll die vorliegende Erfindung verschiedene Abwandlungen und äquivalente Anordnungen abdecken. Außerdem fallen, während verschiedene Elemente in verschiedenen Kombinationen und Aufbauarten gezeigt sind, die beispielartig sind, auch andere Kombinationen und Aufbauarten inklusive mehr, weniger oder lediglich einem einzelnen Element auch in den Umfang der vorliegenden Erfindung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2016024334 [0001]
JP 2015155692 A [0005]

Claims

Ladeluftkühler, der aufgeladene Einlassluft kühlt durch Austauschen von Wärme zwischen einem Kühlmedium und der aufgeladenen Einlassluft, die zu einem Verbrennungsmotor (10) durch einen Turbolader aufgeladen wird, wobei der Ladeluftkühler Folgendes aufweist: einen Wärmetauscherabschnitt (23), in dem Strömungspfadrohre (21) und Rippen (22) miteinander gestapelt sind, wobei der Wärmetauscherabschnitt so aufgebaut ist, dass er Wärme zwischen dem im Inneren der Strömungspfadrohre strömenden Kühlmittel und der außerhalb der Strömungspfadrohre strömenden aufgeladenen Einlassluft austauscht, wobei das Kühlmedium ein erstes Kühlmedium und ein zweites Kühlmedium umfasst, wobei eine Temperatur des zweiten Kühlmediums höher ist als eine Temperatur des ersten Kühlmediums, in den Strömungspfadrohren Folgendes definiert ist: ein erster Kühlmediumströmungspfad (25), durch den das erste Kühlmedium in einer Richtung strömt, die sich mit einer Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft schneidet, und einen zweiten Kühlmediumströmungspfad (26), durch den das zweite Kühlmedium in einer Richtung strömt, die sich mit der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft schneidet, der zweite Kühlmediumströmungspfad stromaufwärtig von dem ersten Kühlmediumströmungspfad in Bezug auf die Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft angeordnet ist, der erste Kühlmediumströmungspfad einen ersten U-Wendeabschnitt (25d) aufweist, in dem das erste Kühlmedium eine U-Wendung vollzieht, der zweite Kühlmediumströmungspfad Folgendes aufweist: einen zweiten U-Wendeabschnitt (26d), in dem das zweite Kühlmedium eine U-Wendung vollzieht, einen stromabwärtigen Strömungspfad (26f), der stromabwärtig von dem zweiten U-Wendeabschnitt angeordnet ist, und einen stromaufwärtigen Strömungspfad (26e), der stromaufwärtig von dem zweiten U-Wendeabschnitt angeordnet ist, der stromabwärtige Strömungspfad stromaufwärtig von dem stromaufwärtigen Strömungspfad in Bezug auf die Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft angeordnet ist, und die Rippen einen Wärmeaustauschbegrenzungsabschnitt zumindest in einem Abschnitt haben, der benachbart zu einem in der Strömungsrichtung der aufgeladenen Einlassluft gesehen am weitesten stromaufwärtigen Abschnitt des stromabwärtigen Strömungspfades ist, wobei der Wärmeaustauschbegrenzungsabschnitt so aufgebaut ist, dass er einen Wärmeaustausch zwischen der aufgeladenen Einlassluft und dem zweiten Kühlmedium begrenzt.
Ladeluftkühler gemäß Anspruch 1, wobei der Wärmeaustauschbegrenzungsabschnitt zumindest an einer Position vorgesehen ist, die zu einem am weitesten stromabwärtigen Abschnitt in der Strömungsrichtung des zweiten Wärmemediums von dem stromabwärtigen Strömungspfad benachbart ist.
Ladeluftkühler gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Rippen Lamellenrippen sind, in denen eine Vielzahl an Lamellen (22c) in Wandabschnitten (22a) mit gewellten Formen im Querschnitt vorgesehen sind, und der Wärmetauschbegrenzungsabschnitt ein nicht mit Lamellen versehener Abschnitt (22f) ist, in dem keine Lamelle vorgesehen ist.
Ladeluftkühler gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Rippen Folgendes aufweisen eine Lamellenrippe (22), bei der eine Vielzahl an Lamellen (22c) in einem Wandabschnitt (22a) mit einer gewellten Form im Querschnitt vorgesehen sind, und eine Versatzrippe (29), bei der ein eingeschnittener und angehobener Abschnitt (29c) in einem Wandabschnitt (29a) mit einer gewellten Form im Querschnitt vorgesehen ist, wobei der eingeschnittene und angehobene Abschnitt abschnittartig eingeschnitten und von dem Wandabschnitt angehoben ist, die Versatzrippe und die Lamellenrippe voneinander getrennt sind, und der Wärmeaustauschbegrenzungsabschnitt die Versatzrippe ist.
Ladeluftkühler gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Rippe Folgendes aufweist eine Lamellenrippe (22), bei der eine Vielzahl an Lamellen (22c) in einem Wandabschnitt (22a) mit einer gewellten Form im Querschnitt vorgesehen sind, und eine gerade Rippe (30), bei der ein Wandabschnitt (30a), dessen Querschnitt eine gewellte Form hat, sich gerade erstreckt, wobei die gerade Rippe und die Lamellenrippe voneinander getrennt sind, und der Wärmeaustauschbegrenzungsabschnitt die gerade Rippe ist.