RU152512U1 - Промежуточный охладитель для двигателя и механическое транспортное средство с таким промежуточным охладителем - Google Patents

Abstract

Раскрыт воздухо-воздушный промежуточный охладитель (5) для двигателя (2) автомобиля (1), в котором на промежуточном охладителе (5) размещено устройство (10) управления течением наружного воздуха для регулирования потока наружного воздуха, проходящего через промежуточный охладитель (5). Устройство (10) управления течением содержит ряд элементов жалюзи или ламелей (11), которые выполнены с возможностью перемещения между соответствующим закрытым и открытым положениями посредством исполнительного органа 20. Регулирование положения ламелей (11) осуществляется в зависимости от одного из двух параметров: температуры наддувочного воздуха на его выходе из промежуточного охладителя (5) и температуры наружного воздуха на его выходе из промежуточного охладителя (5), так чтобы изменять температуру наддувочного воздуха, проходящего через промежуточный охладитель (5), и тем самым предотвращать конденсацию водяных паров в теплообменной матрице (6). (ФИГ. 1)

Description

Область техники, к которой относится полезная модель

Настоящая полезная модель относится к промежуточному охладителю для двигателя внутреннего сгорания, а в частности, к промежуточному охладителю для двигателя механического транспортного средства (автомобиля).

Уровень техники

Двигатели могут быть оснащены наддувом или турбонаддувом для сжатия поступающего в двигатель наружного воздуха с целью увеличения мощности. Из-за того, что сжатие воздуха приводит к увеличению его температуры, для охлаждения нагретого воздуха перед его подачей в двигатель может быть использован охладитель наддувочного воздуха или промежуточный охладитель (интеркулер), который обеспечивает увеличение плотности наддувочного воздуха.

Если влажность наружного воздуха высока, то на внутренней поверхности промежуточного охладителя, которая холоднее точки росы сжатого воздуха, может конденсироваться вода в виде капель. При определенных режимах работы двигателя, например, при резком ускорении автомобиля, эти водяные капли могут быть сорваны воздушным потоком, могут выйти из промежуточного охладителя, и войти в камеры сгорания двигателя, что увеличивает вероятность пропусков зажигания, потери крутящего момента и потенциального повреждения элементов двигателя.

Образование таких водяных капель часто происходит из-за переохлаждения наддувочного воздуха, когда двигатель работает с малой нагрузкой, в силу того, что промежуточный охладитель конструируют с расчетом достаточного охлаждения наддувочного воздуха, когда двигатель работает с максимальной нагрузкой и максимальными оборотами.

В патентном документе US 6,314,950 В1, опубликованном 13.11.2001, описан промежуточный охладитель для охлаждения наддувочного воздуха, поступающего в двигатель. Известный промежуточный охладитель для двигателя содержит сторону впуска, через которую наддувочный воздух поступает в промежуточный охладитель, сторону выпуска, через которую наддувочный воздух выходит из промежуточного эхладителя, переднюю поверхность, через которую наружный воздух поступает в промежуточный охладитель, заднюю поверхность, через которую наружный воздух выходит из промежуточного охладителя, и систему ограничения потока наружного воздуха, протекающего через охладитель, выполненную в виде системы поворотных ламелей. Описанный в US 6,314,950 В1 двигатель содержит систему управления для управления положением ламелей между открытым и закрытым положением в зависимости от температуры воздуха окружающей среды, то есть, от температуры набегающего потока на входе в промежуточный охладитель. При этом при таком регулировании потока наружного воздуха в известном решении существует опасность образования конденсата внутри промежуточного охладителя.

Раскрытие полезной модели

Задача полезной модели заключается в создании воздухо-воздушного промежуточного охладителя для двигателя, в котором опасность образования конденсата внутри промежуточного охладителя снижена простым и недорогим способом при минимуме воздействия на основные характеристики промежуточного охладителя.

В соответствии с настоящей полезной моделью в ее первом аспекте, предлагается промежуточный охладитель для двигателя, содержащий сторону впуска, через которую наддувочный воздух поступает в промежуточный охладитель, сторону выпуска, через которую наддувочный воздух выходит из промежуточного охладителя, переднюю поверхность, через которую наружный воздух поступает в промежуточный охладитель, заднюю поверхность, через которую наружный воздух выходит из промежуточного охладителя, и устройство управления течением наружного воздуха для регулирования течения наружного воздуха через ту часть промежуточного охладителя, которая перекрыта указанным устройством управления, причем управление устройством управления течением наружного воздуха осуществляется в зависимости от одного из двух параметров: температуры наддувочного воздуха на его выходе из промежуточного охладителя и температуры наружного воздуха на его выходе из промежуточного охладителя.

Устройство управления течением наружного воздуха может быть расположено на задней поверхности промежуточного охладителя.

Устройство управления течением наружного воздуха может содержать ряд элементов управления течением, которые выполнены с возможностью перемещения между открытым и закрытым положениями посредством по меньшей мере одного исполнительного органа для регулирования течения наружного воздуха через указанное устройство управления течением наружного воздуха, при этом положение элементов управления течением может зависеть от одного из двух параметров: температуры наддувочного воздуха на его выходе из промежуточного охладителя и температуры наружного воздуха на его выходе из промежуточного охладителя.

Положение элементов управления течением может зависеть от температуры наружного воздуха на его выходе из промежуточного охладителя, причем открывание и закрывание всех элементов управления течением может выполняться единственным исполнительным органом, реагирующим на температуру, и расположенным так, чтобы реагировать на температуру наружного воздуха на его выходе из промежуточного охладителя.

Положение элементов управления течением может зависеть от температуры наружного воздуха на его выходе из промежуточного охладителя, причем открывание и закрывание каждого из элементов управления течением может выполняться индивидуально посредством соответствующего исполнительного органа, реагирующего на температуру, причем каждый из указанных реагирующих на температуру исполнительных органов может быть расположен так, чтобы реагировать на температуру наружного воздуха на его выходе из промежуточного охладителя.

Указанный, по меньшей мере один исполнительный орган может являться органом, питаемым от источника энергии, и может представлять собой один из следующих приводов: электрический привод, гидравлический привод и пневматический привод.

Открывание и закрывание всех элементов управления течением может осуществляться одним исполнительным органом, питаемым от источника энергии.

Элементы управления течением могут представлять собой поворотные ламели.

Указанные передняя и задняя поверхности могут представлять собой переднюю и заднюю поверхности теплообменника, образующего часть промежуточного охладителя, в котором наддувочный воздух течет от стороны впуска теплообменника к стороне выпуска теплообменника.

Устройство управления течением наружного воздуха может проходить вдоль только части длины теплообменника, при этом устройство управления течением наружного воздуха может быть расположено на стороне впуска теплообменника.

Теплообменник может представлять собой теплообменную матрицу.

В соответствии с настоящей полезной моделью в ее втором аспекте, предлагается автомобиль, содержащий промежуточный охладитель, построенный в соответствии с полезной моделью в ее первом аспекте.

Краткое описание чертежей

Далее полезная модель будет описана на примере со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1 схематически, на виде сзади, изображает первый вариант осуществления промежуточного охладителя для двигателя, построенного в соответствии с полезной моделью в ее первом аспекте, при этом устройство управления течением наружного воздуха показано в закрытом положении;

фиг. 2 представляет вид, подобный фиг. 1, однако изображающий устройство управления течением наружного воздуха в открытом положении;

фиг. 3 представляет схематический вид сверху промежуточного охладителя, показанного на фиг. 1;

фиг. 4 представляет схематический вид сверху промежуточного охладителя, показанного на фиг. 2;

фиг. 5 схематически, на виде сзади, аналогично фиг. 1, изображает второй вариант осуществления промежуточного охладителя для двигателя, построенного в соответствии с полезной моделью в ее первом аспекте, при этом устройство управления течением наружного воздуха показано в закрытом положении;

фиг. 6 в увеличенном виде изображает устройство управления течением наружного воздуха, показанное на фиг. 5; и

фиг. 7 схематически на виде сбоку изображает автомобиль, построенный в соответствии с полезной моделью в ее втором аспекте, и содержащий промежуточный охладитель, построенный в соответствии с полезной моделью в ее первом аспекте.

Осуществление полезной модели

На фиг. 7 изображен автомобиль 1, содержащий двигатель 2 внутреннего сгорания. Промежуточный охладитель 5 соединен с системой впуска воздуха двигателя 2 соответственно подающим и обратным патрубками, которые на фиг.7 указаны одной линией 3. Горячий наддувочный воздух из системы впуска воздуха проходит через каналы, сформированные в промежуточном охладителе 5, и охлаждается наружным воздухом, сквозь который движется автомобиль 1, как показано стрелкой "D". В некоторых случаях может быть предусмотрен вентилятор промежуточного охладителя для поддержания течения воздуха через промежуточный охладитель 5, даже когда автомобиль не движется. После охлаждения наддувочный воздух возвращается в систему впуска воздуха двигателя 2.

Чтобы предотвратить образование конденсата в промежуточном охладителе 5, на задней стороне промежуточного охладителя 5 предусмотрено устройство 10 управления потоком наружного воздуха. Устройство 10 управления потоком наружного воздуха можно приводить в действие для управления или регулирования потока наружного воздуха через промежуточный охладитель 5, причем устройство 10 может иметь любую подходящую конструкцию. В предпочтительном варианте устройство 10 управления потоком наружного воздуха расположено вблизи стороны выхода воздуха из промежуточного охладителя 5, при этом протяженность устройства 10 составляет только часть длины промежуточного охладителя 5.

Когда устройство 10 управления потоком наружного воздуха находится в открытом состоянии, поток наружного воздуха через ту часть промежуточного охладителя 5, которая перекрыта устройством 10, по существу не изменяется, как в случае, если бы устройство управления потоком наружного воздуха вообще не использовалось. Когда устройство 10 управления потоком наружного воздуха находится в закрытом состоянии, поток наружного воздуха через ту часть промежуточного охладителя 5, которая перекрыта устройством 10, существенно уменьшается по сравнению со случаем, когда устройство управления потоком наружного воздуха вообще не используется. То есть, когда устройство 10 управления потоком наружного воздуха находится в закрытом состоянии, наружный воздух по существу не может протекать через ту часть промежуточного охладителя 5, которая перекрыта устройством 10.

На фиг. 1-4 более подробно изображен первый вариант осуществления промежуточного охладителя 5.

Промежуточный охладитель 5 содержит впускной и выпускной отсеки 15 и 16, через которые наддувочный воздух соответственно входит в промежуточный охладитель 5 и выходит из промежуточного охладителя 5, как показано стрелками «А» и «В», а также среднюю корпусную часть 17, которая несет в себе воздухо-воздушный теплообменник, в форме теплообменной матрицы 6, в которой во время ее работы осуществляется передача тепла от наддувочного воздуха к наружному воздуху. Теплообменная матрица 6 имеет длину «L», высоту «Н» и ширину «W».

Впускной отсек 15 расположен на стороне впуска наддувочного воздуха в промежуточных охладитель 5, а выпускной отсек 16 расположен на стороне выпуска наддувочного воздуха из промежуточного охладителя 5.

В данной области техники хорошо известно, что теплообменная матрица 6 содержит один или более каналов для течения наддувочного воздуха (не показаны), через которые проходит наддувочный воздух, в общем, в продольном направлении промежуточного охладителя 5 от впускной стороны теплообменной матрицы 6 к ее выпускной стороне, а также множество ребер (не показаны), на которые действует поток наружного воздуха, и которые за счет теплопроводности матрицы связаны с каналами для течения наддувочного воздуха, чтобы отводить тепло от каналов, через которые проходит наддувочный воздух.

Воздухо-воздушный теплообменник может быть любого известного типа, при этом полезная модель не ограничена применением определенного типа воздухо-воздушного теплообменника или применением определенного типа теплообменной матрицы.

К задней поверхности промежуточного охладителя 5 прикреплено устройство 10 управления течением наружного воздуха, так что указанное устройство расположено на той стороне теплообменной матрицы, откуда вытекает воздух.

В представленном примере устройство 10 управления течением наружного воздуха расположено вблизи стороны впуска наддувочного воздуха промежуточного охладителя 5, т.е. ближе к впускному отсеку 15, и перекрывает часть теплообменной матрицы 6 на стороне впуска в теплообменную матрицу 6. Устройство 10 управления течением наружного воздуха расположено на задней поверхности 7 теплообменной матрицы 6.

Размер устройства 10 управления течением наружного воздуха будет зависеть от ряда факторов, в число которых помимо других возможных входят: общая теплопроводность теплообменной матрицы и количество тепла, которое необходимо отводить от наддувочного воздуха, когда двигатель 2 работает на малой мощности, чтобы предотвратить конденсацию. В некоторых случаях не требуется, чтобы устройство 10 управления течением наружного воздуха проходило вдоль теплообменной матрицы 6 на всю длину «L» указанной матрицы 6, и в представленном примере устройство 10 управления течением наружного воздуха занимает менее чем половину длины «L» теплообменной матрицы 6.

Устройство 10 управления течением наружного воздуха содержит раму 13, на которой установлен ряд подвижных поворотных пластин жалюзи или ламелей 11 и исполнительный элемент 20 для перемещения ламелей 11.

В представленном примере ламели 11 расположены так, что проходят в вертикальном направлении, однако следует понимать, что как вариант они могут проходить в горизонтальном направлении.

Каждая из ламелей 11 может поворачиваться от закрытого положения (как показано на фиг. 1 и 3) до открытого положения (как показано на фиг. 2 и 4). При открытом положении, между соседними открытыми ламелями 11 образуется ряд каналов 12, предназначенных для прохождения наружного воздуха, через которые наружный воздух сможет протекать (показано только на фиг. 2 и 4).

Все ламели 11 механически соединены вместе, и перемещаются от единого исполнительного элемента 20 в виде устройства для механического перемещения на основе биметаллической пластины (показан только на фиг. 3 и 4).

Исполнительный элемент 20 на основе биметаллической пластины расположен так, чтобы реагировать на температуру наружного воздуха, выходящего из теплообменной матрицы 6, при этом в данном случае элемент 20 обеспечивает управляющее воздействие, зависящее от температуры наружного воздуха, набегающего на биметаллическую пластину.

Исполнительный элемент 20 на основе биметаллической пластины можно приводить в действие для открывания ламелей 11 (или поддержания их в полностью открытом положении, если они уже были целиком открыты), когда наружный воздух имеет температуру, при которой конденсация влаги маловероятна, и для закрывания ламелей 11 (или удержания их в полностью закрытом положении), когда наружный воздух имеет температуру, при которой может происходить конденсация влаги.

Такое управление ламелями 11 улучшает показатели двигателя, обеспечивая, когда требуется, максимальное охлаждение, и предотвращая при этом образование конденсата в каналах наддувочного воздуха теплообменной матрицы 6 путем уменьшения охлаждающего действия, когда температура наддувочного воздуха более низкая.

Хотя в приведенном примере используется одиночный исполнительный элемент, следует понимать, что можно было бы использовать столько же исполнительных элементов, сколько имеется ламелей. При таком варианте осуществления перемещение каждой ламели осуществлялось бы индивидуально соответствующим исполнительным элементом в зависимости от температуры наружного воздуха, набегающего на элемент. То есть, каждый биметаллический исполнительный элемент реагировал бы индивидуально на температуру наружного воздуха, который выходит из теплообменной матрицы. В таком случае, можно было бы устроить, чтобы биметаллические исполнительные элементы по-разному реагировали на температуру, и ламели открывались бы и закрывались, индивидуально следуя различным зависимостям положения ламели от температуры наружного воздуха.

Работа устройства 10 управления течением наружного воздуха происходит следующим образом. При работе автомобиля 1 наружный воздух протекает сквозь теплообменную матрицу 6 в направлении, указанном стрелками «D» на фиг. 3 и 4.

Прохождение наружного воздуха сквозь теплообменную матрицу 6 будет охлаждать наддувочный воздух, когда наружный воздух проходит через теплообменную матрицу 6 от передней поверхности 8 теплообменной матрицы к задней поверхности 7 (задней по направлению потока) теплообменной матрицы, при этом температура наружного воздуха будет возрастать. В данном варианте осуществления увеличение температуры наружного воздуха используется в качестве индикатора вероятной температуры наддувочного воздуха в теплообменной матрице 6, и в частности - индикатора достаточно низкой температуры, опасной в отношении конденсации влаги в каналах наддувочного воздуха в теплообменной матрице.

Наддувочный воздух поступает в промежуточный охладитель 5 через концевой впускной отсек 15 и выходит из промежуточного охладителя 5 через концевой выпускной отсек 16, как это обозначено стрелками «А» и «В».

Если температура наружного воздуха высока, то можно предположить, что опасности образования конденсата не существует, и устройство 10 управления течением наружного воздуха приходит в полностью открытое состояние, как показано на фиг. 2 и 4, при котором фактически не имеет места никакого ограничения для течения наружного воздуха.

Однако, если температура наружного воздуха падает ниже определенной температуры, то возникает риск образования конденсата в каналах наддувочного воздуха на выпускной стороне или вблизи выпускной стороны теплообменной матрицы или в концевом выпускном отсеке 16. Следовательно, степень охлаждения наддувочного воздуха необходимо уменьшить, чтобы уменьшить риск образования конденсата, и поэтому может заработать биметаллический исполнительный элемент 20, чтобы сместить ламели 16 от их соответствующих полностью открытых положений в направлении соответствующих закрытых положений, чтобы уменьшить охлаждающее действие теплообменной матрицы 6 в той области, поверх которой расположено устройство 10 управления течением наружного воздуха. Если температура наддувочного воздуха продолжает падать или все еще остается слишком низкой, биметалический исполнительный элемент 20 будет продолжать смещать ламели 11 в направлении соответствующих закрытых положений, пока в конечном счете все ламели 11 не займут соответствующие закрытые положения (как показано на фиг. 1 и 3).

В соответствии с другим вариантом осуществления, ламели 11 занимают либо полностью открытое, либо полностью закрытое положение. Предусмотрен механизм для удержания ламелей 11 закрытыми встречно действию биметаллического исполнительного элемента 20 до тех пор, пока температура наружного воздуха не превысит первый, верхний температурный порог, и в этом случае биметаллический исполнительный элемент 20 пересилит удерживающий механизм, и ламели 11 быстро переместятся в их соответствующие полностью открытые положения. Затем посредством указанного механизма ламели 11 удерживаются в полностью открытом положении до тех пор, пока температура не упадет ниже второго, нижнего температурного порога, и в этом случае действие биметаллического исполнительного элемента 20 пересиливает удерживающий механизм, и ламели 11 быстро переходят в их соответствующие полностью закрытые положения.

Когда ламели 11 находятся в закрытых положениях, по существу никакой наружный воздух не может проходить через ту область теплообменной матрицы 6, которая перекрыта устройством 10 управления течением наружного воздуха. Поэтому, когда устройство 10 управления течением наружного воздуха находится в закрытом состоянии, эффективная охлаждающая площадь в теплообменной матрице 6 оказывается значительно уменьшенной по сравнению с ситуацией, когда устройство 10 управления течением наружного воздуха находится в открытом состоянии. Когда устройство 10 управления течением наружного воздуха находится в открытом состоянии, имеет место лишь небольшое уменьшение охлаждающей площади в теплообменной матрице 6, главным образом из-за наличия рамы 13 устройства 10 управления течением наружного воздуха.

Следует понимать, что охлаждающее действие теплообменной матрицы 6, отнесенное к единице площади, значительно выше на стороне впуска наддувочного воздуха в промежуточный охладитель 5, чем на стороне выпуска наддувочного воздуха из промежуточного охладителя, из-за большей разницы температур на стороне впуска по сравнению со стороной выпуска.

Кроме того, из-за очень сильного охлаждающего действия теплообменной матрицы 6, проявляющегося ближе к стороне впуска наддувочного воздуха промежуточного охладителя 5, если бы устройство 10 управления течением наружного воздуха было расположено ближе к стороне выпуска наддувочного воздуха из промежуточного охладителя 5, существовала бы вероятность переохлаждения наддувочного воздуха, т.е. охлаждения наддувочного воздуха ниже точки росы, прежде чем этот воздух дойдет до устройства 10 управления течением наружного воздуха, и тем самым существовала бы вероятность конденсации влаги в каналах наддувочного воздуха. Благодаря установке устройства 10 управления течением наружного воздуха на задней поверхности 7 теплообменной матрицы 6, чувствительный к температуре исполнительный элемент, для управления открыванием и закрыванием устройства 10 управления течением наружного воздуха, может использовать температуру наружного воздуха, выходящего из теплообменной матрицы. Специалистам в данной области должно быть понятно, что, если чувствительный к температуре исполнительный элемент расположить на входе в теплообменную матрицу, то указанный элемент будет реагировать только на температуру наружного воздуха, поступающего в теплообменную матрицу 6, и его нельзя использовать для управления устройством 10.

На фиг. 5 и 6 изображен второй вариант осуществления промежуточного охладителя 105, который предназначен для прямой замены промежуточного охладителя 5, изображенного на фиг. 1-4 и 7.

Промежуточный охладитель 105 содержит впускной и выпускной концевые отсеки 115 и 116, через которые наддувочный воздух соответственно входит в промежуточный охладитель 105 и выходит из промежуточного охладителя 105, как показано стрелками «А» и «В», а также среднюю корпусную часть 117, которая несет в себе воздухо-воздушный теплообменник, в форме теплообменной матрицы 106, в которой во время ее работы осуществляется передача тепла от наддувочного воздуха к наружному воздуху. Впускной отсек 115 расположен на стороне впуска наддувочного воздуха промежуточного охладителя 105, а выпускной отсек 116 расположен на стороне выпуска наддувочного воздуха промежуточного охладителя 105.

Как и прежде, теплообменник может быть любого известного типа, и полезная модель не ограничена использованием воздухо-воздушной теплообменной матрицы.

На задней поверхности промежуточного охладителя 105 установлено устройство 110 управления течением наружного воздуха; при этом указанное устройство расположено на стороне выхода воздуха из теплообменной матрицы 106. Устройство 110 управления течением наружного воздуха расположено ближе к стороне впуска наддувочного воздуха в промежуточный охладитель 105, т.е. близко к впускному концевому отсеку 115, при этом устройство 110 перекрывает часть теплообменной матрицы 106 на стороне впуска воздуха в теплообменную матрицу 106.

Как и прежде, размер устройства 110 управления течением наружного воздуха будет зависеть от ряда факторов, причем устройство 110 не может занимать более половины длины теплообменной матрицы 106, если измерять от стороны впуска воздуха в теплообменную матрицу 106.

Устройство 110 управления течением наружного воздуха содержит раму 113, на которой установлен ряд подвижных поворотных пластин жалюзи или ламелей - в данном случае три поворотные ламели 111. Ламели 111 расположены так, что проходят в горизонтальном направлении, однако следует понимать, что как вариант они могут проходить в вертикальном направлении, как в первом варианте осуществления.

Каждая из ламелей 111 может поворачиваться от закрытого положения (как показано на фиг. 5 и 6) до открытого положения (не показано). При открытом положении, между открытыми ламелями 111 образуется ряд каналов, через которые может протекать наружный воздух.

Все ламели 111 механически соединены между собой, и приводятся в движение одним исполнительным органом, который питается энергией, и который в данном случае выполнен в виде электрического соленоидного привода 120, но может представлять собой и питаемый исполнительный орган другого типа, например, электродвигатель.

Соленоидный привод 120 содержит выходной шток 121, который соединен с коромыслом 123. Коромысло 123 через механическое звено (не показано) соединено со всеми ламелями 111, так что осевое перемещение выходного штока 121 вызывает открывание и закрывание ламелей 111.

Соленоидный привод 120 функционально связан с электронным контроллером или управляющим устройством 150, которое может представлять собой устройство, предусмотренное только для управления работой устройства 110 управления течением наружного воздуха, или это может быть управляющее устройство, выполняющее другие функции управления, например, устройство управления двигателем.

Датчик 151 температуры обеспечивает сигнал, указывающий температуру наддувочного воздуха на выходе из теплообменной матрицы 106. Датчик 151 температуры может быть предназначен единственно для системы управления, включающей в себя устройство 110 управления течением наружного воздуха, или же он может совместно использоваться одной или более другими системами.

Следовательно, в данном втором варианте осуществления система для управления температурой наддувочного воздуха образована устройством 110 управления течением наружного воздуха, соленоидным приводом 120 и связанными с ним звеньями, электронным управляющим устройством 150 и датчиком 151 температуры.

Хотя в предпочтительном случае управление ламелями осуществляется в ответ на сигнал температуры на выходе теплообменной матрицы или промежуточного охладителя 105, следует понимать, что, если бы было необходимо датчик температуры разместить в каком-то положении на задней поверхности теплообменной матрицы 106, вне той области матрицы 106, в которой производится управление площадью сечения потока наружного воздуха или производится изменение этой площади посредством устройства 110 управления течением наружного воздуха, то тогда управление соленоидным приводом осуществлялось бы в ответ на сигнал температуры на выходе наружного воздуха, а не температуры на выходе наддувочного воздуха.

Соленоидный привод 120 в любом случае приводится в действие в ответ на управляющий сигнал от электронного управляющего устройства 150, чтобы открывать ламели 111 (или поддерживать ламели 111 полностью открытыми, если они уже находятся в полностью открытом состоянии), когда температура наддувочного воздуха на выходе высока, или закрывать ламели 111 (или поддерживать их в полностью закрытом положении), когда температура наддувочного воздуха на выходе падает, так что есть вероятность образования конденсата.

Следует понимать, что соленоидный привод 120 можно было бы приводить в движение для закрывания определенного затвора, как части дополнительной стратегии работы системы управления, например, чтобы дать возможность быстрее прогреваться двигателю, для поддержания более высоких температур газа, чтобы достичь температур дожигания сажевых частиц и температур эффективной работы каталитического нейтрализатора (light-off), минимизировать аэродинамическое сопротивление или минимизировать вероятность обмерзания при запуске из холодного состояния и/или при условиях сырой погоды.

Электронное управляющее устройство 150 можно использовать для поддержания, насколько это возможно, температуры наддувочного воздуха, выходящего из промежуточного охладителя 105, в установленном диапазоне значений путем непрерывного изменения потока наружного воздуха через устройство 110 управления течением наружного воздуха, чтобы либо увеличивать температуру наддувочного воздуха, либо уменьшать ее в зависимости от измеренной температуры.

Такое управление ламелями 111 поднимет мощность двигателя за счет сильного охлаждения, когда наддувочный воздух горяч, и в то же время предотвратит образование конденсата в каналах наддувочного воздуха теплообменной матрицы 106, когда наддувочный воздух холоден.

Устройство 110 управления течением наружного воздуха действует следующим образом. При работе автомобиля 1 наружный воздух будет протекать сквозь теплообменную матрицу 106 от ее передней поверхности, и будет выходить через заднюю поверхность 107, на которой расположено устройство 110 управления течением наружного воздуха.

Прохождение наружного воздуха через теплообменную матрицу 106 будет охлаждать наддувочный воздух по мере того, как последний проходит сквозь теплообменную матрицу 106. Наддувочный воздух поступает в промежуточный охладитель 105 через концевой впускной отсек 115, а выходит из промежуточного охладителя 105 через концевой выпускной отсек 116, как показано стрелками «А» и «В».

Если температура наддувочного воздуха на выходе, измеренная датчиком 151 температуры, высока, то нет опасности образования конденсата, и электронное управляющее устройство 150, управляя устройством 110 управления течением наружного воздуха, заставляет устройство 110 принять полностью открытое положение, при котором нет фактически никакого ограничения прохождению наружного воздуха.

Однако, по мере падения температуры наружного воздуха увеличивается вероятность образования конденсата в каналах наддувочного воздуха вблизи выхода или на выходе теплообменной матрицы 106 или внутри концевого выпускного отсека 116. Следовательно, степень охлаждения наддувочного воздуха необходимо уменьшить, чтобы уменьшить вероятность образования конденсата. Поэтому, электронное управляющее устройство 150 осуществляет управление соленоидным приводом 120, чтобы перевести ламели 111 из их соответствующих полностью открытых положений в направлении соответствующих закрытых положений, чтобы уменьшить охлаждающее действие теплообменной матрицы 106 в той области, над которой расположено устройство 110 управления течением наружного воздуха.

Если температура охлаждающего воздуха на выходе промежуточного охладителя 105 по-прежнему слишком низкая или продолжает падать, соленоидный привод 120 будет продолжать перемещать ламели 111 в направлении их соответствующих закрытых положений, пока наконец все ламели 111 не окажутся в закрытых положениях (как показано на фиг. 5 и 6).

Когда ламели 111 находятся в закрытом положении, по существу никакой наружный воздух не сможет проходить через ту часть теплообменной матрицы 106, которая перекрыта устройством 110 управления течением наружного воздуха. Следовательно, когда устройство 110 управления течением наружного воздуха находится в закрытом положении, эффективная охлаждающая площадь теплообменной матрицы 106 значительно уменьшена по сравнению с ситуацией, когда устройство 110 управления течением наружного воздуха находится в полностью открытом положении. Когда устройство 110 управления течением наружного воздуха находится в полностью открытом положении, имеет место лишь небольшое сокращение охлаждающей площади теплообменной матрицы, главным образом из-за наличия рамы 113 устройства 110.

Следует понимать, что охлаждающее действие теплообменной матрицы 106, отнесенное к единице площади, значительно выше на стороне впуска наддувочного воздуха в промежуточный охладитель 105, чем на стороне выпуска наддувочного воздуха из промежуточного охладителя, из-за большей разницы температур на стороне впуска по сравнению со стороной выпуска.

Кроме того, из-за очень сильного охлаждающего действия теплообменной матрицы 106, проявляющегося ближе к стороне впуска наддувочного воздуха промежуточного охладителя 105, если бы устройство 110 управления течением наружного воздуха было расположено ближе к стороне выпуска наддувочного воздуха из промежуточного охладителя 105, существовала бы вероятность переохлаждения наддувочного воздуха, прежде чем этот воздух дойдет до устройства 110 управления течением наружного воздуха, и тем самым существовала бы вероятность конденсации влаги в каналах наддувочного воздуха.

Следует понимать, что если для измерения температуры наддувочного воздуха используется датчик температуры, то датчик необходимо располагать ближе к стороне выпуска теплообменной матрицы, потому что обычно вероятность образования конденсата увеличивается в направлении выпускной стороны теплообменной матрицы или выпускной стороны промежуточного охладителя.

Следует также понимать, что если датчик температуры используется для измерения температуры наддувочного воздуха на выходе промежуточного охладителя, а для управления работой устройства управления течением наружного воздуха на основе сигнала измеренной температуры используется запитываемый энергией исполнительный орган, например, электрический, гидравлический или пневматический исполнительный орган, тогда устройство управления течением наружного воздуха можно располагать не только на задней поверхности промежуточного охладителя, но также и на передней поверхности промежуточного охладителя. Это возможно потому, что температура наружного воздуха не используется для управления работой устройства управления течением наружного воздуха, и поэтому температура наружного воздуха на выходе не важна.

И аналогично, если датчик температуры использовать для измерения температуры наружного воздуха на его выходе из промежуточного охладителя, а для управления работой устройства управления течением наружного воздуха на основе сигнала измеренной температуры использовать запитываемый энергией исполнительный орган, такой как электрический, гидравлический или пневматический исполнительный орган, тогда устройство управления течением наружного воздуха можно расположить на передней поверхности промежуточного охладителя при условии, если температуру наружного воздуха на выходе не измерять в той части теплообменной матрицы, где производится изменение потока наружного воздуха или управление потоком наружного воздуха посредством устройства 110.

Ключевая особенность полезной модели состоит в том, что температурой, измеряемой для управления устройством управления течением наружного воздуха, является либо температура наддувочного воздуха на его выходе из теплообменной матрицы, либо температура наружного воздуха на его выходе из теплообменной матрицы. Эти температуры используются, потому что на основе этих температур можно предполагать или оценивать вероятность образования конденсата в промежуточном охладителе.

Хотя в приведенных примерах показано, что устройство управления течением наружного воздуха занимает менее половины длины теплообменной матрицы, которую указанное устройство перекрывает, следует понимать, что в некоторых случаях данное устройство может занимать и всю длину теплообменной матрицы.

Хотя в предпочтительном случае устройство управления течением наружного воздуха покрывает всю высоту теплообменной матрицы на той длине матрицы, которая перекрыта указанным устройством, это не является обязательным условием, и устройство управления течением наружного воздуха могло бы иметь высоту меньшую высоты примыкающей теплообменной матрицы.

Хотя при описании элементов управления течением воздуха имелись в виду поворотные ламели, следует понимать, что могли бы быть использованы и другие типы элементов управления течением, например, такие как сдвижные заслонки, поворотные дисковые клапаны и любые другие подходящие типы элементов управления течением.

Специалистам в данной области должно быть понятно, что хотя полезная модель была описана на примере со ссылкой на один или более вариантов осуществления, она не ограничивается раскрытыми вариантами, и возможно построение других вариантов осуществления в границах объема, определяемых прилагаемой формулой.

Claims (12)

1. Промежуточный охладитель для двигателя, содержащий сторону впуска, через которую наддувочный воздух поступает в промежуточный охладитель, сторону выпуска, через которую наддувочный воздух выходит из промежуточного охладителя, переднюю поверхность, через которую наружный воздух поступает в промежуточный охладитель, заднюю поверхность, через которую наружный воздух выходит из промежуточного охладителя, и устройство управления течением наружного воздуха для регулирования течения наружного воздуха через ту часть промежуточного охладителя, которая перекрыта указанным устройством управления, отличающийся тем, что устройство управления течением наружного воздуха выполнено с возможностью управления в зависимости от одного из двух параметров: температуры наддувочного воздуха на его выходе из промежуточного охладителя и температуры наружного воздуха на его выходе из промежуточного охладителя.

2. Промежуточный охладитель по п. 1, отличающийся тем, что устройство управления течением наружного воздуха расположено на задней поверхности промежуточного охладителя.

3. Промежуточный охладитель по п. 1, отличающийся тем, что устройство управления течением наружного воздуха содержит ряд элементов управления течением, которые выполнены с возможностью перемещения между открытым и закрытым положениями посредством по меньшей мере одного исполнительного органа для регулирования течения наружного воздуха через указанное устройство управления течением наружного воздуха, при этом положение элементов управления течением зависит от одного из двух параметров: температуры наддувочного воздуха на его выходе из промежуточного охладителя и температуры наружного воздуха на его выходе из промежуточного охладителя.

4. Промежуточный охладитель по п. 3, отличающийся тем, что положение элементов управления течением зависит от температуры наружного воздуха на его выходе из промежуточного охладителя, причем открывание и закрывание всех элементов управления течением выполняется единственным исполнительным органом, выполненным с возможностью реагирования на температуру и расположенным так, чтобы реагировать на температуру наружного воздуха на его выходе из промежуточного охладителя.

5. Промежуточный охладитель по п. 3, отличающийся тем, что положение элементов управления течением зависит от температуры наружного воздуха на его выходе из промежуточного охладителя, причем открывание и закрывание каждого из элементов управления течением выполняется индивидуально посредством соответствующего исполнительного органа, реагирующего на температуру, причем каждый из указанных реагирующих на температуру исполнительных органов расположен так, чтобы реагировать на температуру наружного воздуха на его выходе из промежуточного охладителя.

6. Промежуточный охладитель по п. 3, отличающийся тем, что по меньшей мере один исполнительный орган является органом, питаемым от источника энергии, и представляет собой один из следующих приводов: электрический привод, гидравлический привод и пневматический привод.

7. Промежуточный охладитель по п. 6, отличающийся тем, что открывание и закрывание всех элементов управления течением осуществляется одним исполнительным органом, питаемым от источника энергии.

8. Промежуточный охладитель по любому из пп. 3-7, отличающийся тем, что элементы управления течением представляют собой поворотные ламели.

9. Промежуточный охладитель по п. 1, отличающийся тем, что указанные передняя и задняя поверхности представляют собой переднюю и заднюю поверхности теплообменника, образующего часть промежуточного охладителя, в котором наддувочный воздух течет от стороны впуска теплообменника к стороне выпуска теплообменника.

10. Промежуточный охладитель по п. 9, отличающийся тем, что устройство управления течением наружного воздуха проходит вдоль только части длины теплообменника, при этом устройство управления течением наружного воздуха расположено на стороне впуска теплообменника.

11. Промежуточный охладитель по п. 9 или 10, отличающийся тем, что указанный теплообменник представляет собой теплообменную матрицу.

12. Автомобиль, содержащий промежуточный охладитель, охарактеризованный в любом из пп. 1-11.

Images