专利名称：用于汽车的冷却装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于汽车的冷却装置，带有至少一个可分别用冷空气加载的第一和第二热交换器。
背景技术：
为排出在汽车运行中产生的废热，冷却装置或冷却系统是不可或缺的。常用的冷却装置具有多个不同的热交换器，所述热交换器由冷空气流入或流过，并且可以用这种类型和方式将在回路中循环的热交换器介质的热能排出到周围环境中。除了与内燃机热耦联的水冷却器之外，已知的冷却系统还具有其它的热交换器， 如增压空气冷却器、变速器机油冷却器以及汽车空调设备的冷凝器。所有的这些热交换器大多布置在一个公共的冷却模块上，该冷却模块还具有用于产生空气流的通风装置，使得即便在汽车的低速范围内或者在静止状态下还能产生足以排出热量的冷却空气流。尤其在中速或者高速范围内行驶时，行驶风产生足以冷却热交换器的空气风滞压力。此外，如果汽车例如在基本上平坦的路面上勻速运动，对动力装置的功率要求较低，向周围排出的热量相应较低。但是，汽车的气体动力学正是在高速范围内起到越来越重要的角色。因此，输入的、通常由行驶风分出的冷空气在热交换器和汽车底板的区域内涡漩。在此，用冷空气长期加载汽车的冷却装置的热交换器会对汽车的空气动力性造成不利影响。由DE 102 35 192 Al公开了一种冷却系统，该冷却系统在第一运行阶段通过第一空气流路径冷却，而在第二运行阶段借助于经过第二空气流路径的第二空气流冷却。在此， 设置有用于控制流过冷却器的空气流的装置，其中，所述装置设置在冷却器的流出区域中。 因此据说能实现在冷却器的整个冷却面上均勻的通流，使得冷却器和可能的其它热交换器的冷却功率会升高。那个用于控制空气流的已知装置在此构造为带有至少一个可枢转的活门或带有侧面的卷帘盒(Rollokasten)的覆盖装置。然而，在此所述覆盖装置沿汽车的行驶方向看设置在所有的热交换器之后，因此提高了汽车中的冷却系统的结构空间需求。
发明内容
相应地，本发明所要解决的技术问题是提供一种在结构空间需求方面优化的冷却装置，该冷却装置的冷却功率可与不同的需求相适应，并且还有助于改善汽车的空气动力学特性。按本发明的冷却装置设计用于汽车。该冷却装置具有至少一个第一和第二热交换器，其中，两个热交换器沿汽车纵向或者沿汽车的行驶方向相互错开布置。在此，冷却装置优选构造为预制的冷却模块，该冷却模块包括汽车冷却系统的多个乃至所有的热交换器， 并且可以作为集成的结构单元优选布置在汽车前部区域中。为了改善汽车的空气动力学特性，在第一和第二热交换器之间的间隙中设置流动调节装置，该流动调节装置具有可由冷空气流过的横截面。在此，所述横截面对于冷空气的穿透性是可变的。因为流动调节装置具有用于改变流动调节装置可通流的横截面的调节或调整器件。 作为替代或补充，为此还可以设计为，替代改变可自由通流的横截面仅仅改变输送的冷空气的流动阻力。借助于设置在至少两个热交换器之间的间隙中的流动调节装置， 可以根据冷却装置的冷却需求可变并优选无级地改变输送的冷空气的量和流量。如果例如根据当前的行驶功率仅要冷却装置产生较低的冷却功率，则可以为改善汽车-空气动力学特性降低流动调节装置的冷空气穿透性。反之，在提供提高的冷却功率时，流动调节装置对于冷空气的穿透性例如通过增大可由冷空气流过的横截面最大化。在此被证实特别有利的是，沿汽车纵向看，将流动调节装置设置在由两个热交换器形成的间隙中。在此利用各个热交换器之间原本存在的结构空间，因此对于流动调节装置不需要额外的、例如沿行驶方向位于水冷却器后面的结构空间。在此，流动调节装置利用在冷却装置的各个热交换器组装或者组合时原本就会形成的空余空间。按照一种有利的扩展设计规定为，沿汽车的行驶方向看，第一热交换器设置在流动调节装置之后，而第二热交换器设置在流动调节装置之前。在此尤其设计为，第一热交换器构造为水冷却器，该水冷却器与汽车的动力装置热耦合。第二热交换器在此优选可以设计为汽车空调设备的冷凝器。按照另一种可选的方案，按照本发明同样可以进行与之相反的布置。按照另一种有利的设计构造，流动调节装置基本上在垂直于汽车的行驶方向的平面内延伸。在此，流动调节装置基本上在第一和/或第二热交换器可入流或流过的全部横截面面积上展开。在此，流动调节装置尤其设计用于按选择堵塞或释放可由冷空气流过的流动通道。在封闭的配置中，流动调节装置可以将至少连接在其之后的热交换器几乎完全与冷空气输送隔断或隔离。按照另一种有利的构造还设计为，流动调节装置具有可由冷空气通流的框架，在所述框架上可滑移和/或可枢转地布置有至少一个改变调节装置可通流的横截面的调节元件。因此，可以在框架上布置尤其是可枢转的薄板或活门以及可在框架的面上滑移的、基本上不能由冷空气通流的平面织物。在此，调节元件或多个调节元件可以要么完全释放可通流的横截面，要么仅部分封闭所述可通流的横截面。在此，尤其设计调节元件的无级调节，因此能够由所述冷却装置提供可与各个冷却要求相适应的冷却功率。按照一种有利的扩展设计还规定，所述框架具有一个至少两部件式的隔栅结构， 其带有前格栅和后格栅。各个隔栅部件在此基本上相互重叠地布置。沿汽车纵向或沿行驶方向看，前面和后格栅前后相继地布置并且形成用于单个或多个可变化调节的调节元件的支撑结构。通过基本上相互覆盖地布置前格栅和后格栅，尽管在整个流动横截面上延伸的布置，还可以使得格栅结构的流动阻力保持尽可能小。按另一种优选的设计构造，调节元件在此设计为可在前格栅和后格栅之间滑移的卷幅。调节元件具有可卷起或可缠绕的平面织物，该平面织物可以设计成基本上不能由冷空气通过。在此被证明有利的是，卷幅的延伸或者所需空间平行于其在展开状态下的幅面。 也就是说，卷幅可以没有问题地与沿汽车纵向相应狭长地构造的框架结构一起布置在冷凝器和冷却装置的水冷却器之间的间隙内。通 过使卷幅在两侧，也就是分别在相邻的前面和后面的热交换器上由格栅包围， 可以有效地抑制卷幅可能的变形或飘动。在行驶运行中出现的并且作用在卷幅上的背压或滞止压力可以在卷幅没有明显变形的情况下由支承的格栅吸收。此外，前格栅和后格栅之间的卷幅两侧的镶框防止卷幅可能由于背压造成的损坏。在此，如果卷幅的卷辊或卷轴位于热交换器的所述空隙之外是特别有利的。尤其按照本发明的一种扩展设计规定为，卷轴布置在格栅结构的上端部，并且在此，沿汽车高度方向看，突出于至少一个热交换器的上端部。因此，沿汽车纵向或汽车横向看，卷轴本身可以与第一和/或第二热交换器至少局部重叠。此外，卷轴沿汽车横向的朝向具有这样的优点，即，可以在卷幅能展开的端部的重力作用下实现卷幅的展开。根据卷幅在格栅结构内部的静摩擦阻力或滑动摩擦阻力，可以甚至在完全没有单独的驱动装置的情况下，仅通过自由的卷幅端部的重力实现卷幅的展开。仅仅为卷起卷幅需要驱动器的帮助。因此，卷轴和/或用于卷起和/或展开卷幅的导向边条与驱动器作用连接。在此， 驱动器可以直接作用在卷轴上或者可以通过传递拉力或压力的力传递装置与单独固定在卷幅上的导向元件(例如导向边条)作用连接。按照另一种有利的设计构造，调节元件具有带有相互间隔的、用于冷空气的通孔的平面织物。因此，卷幅尤其可以具有单独的、优选相互等距间隔的、相应于格栅结构的通孔，使得即便在卷幅关闭时也能向沿行驶方向位于卷幅后面的热交换器提供最小_空气输送。在此，各个通孔的大小以及几何分布可以与各个热交换器和导引冷空气的流动通道的几何规定和特性点相适应。按照另一种有利的设计构造，前格栅和后格栅可形状配合地相互连接。在此尤其设计为，两个基本上相互重叠布置的格栅的连接借助于其边缘区域中的卡锁连接或夹紧连接实现。在此，为此设计的夹持器件或卡锁器件优选可以与各个格栅一体地构造或者成型在所述格栅上。除了用于前格栅和后格栅的形状配合的连接器件，也可以进行其它的连接，例如铆接或螺纹连接各格栅部件。格栅部件还可以制造为例如由玻璃纤维加强的热塑性塑料 (如带有至少40%的玻璃纤维部分的聚酰胺)制成的注塑部件。还可考虑的是，格栅结构或者至少是格栅结构的部件构造为轻质金属-压铸部件或者轻质金属-挤压件。在此，尤其可以考虑铝或镁作为恰当的轻质金属。也可以设计为，将各个金属铸件或挤压件与塑料注塑部件以混合结构方式组合。按照另一种有利的设计构造规定为，前面的和/或后格栅在上边缘部段具有用于卷轴的容纳壳或者挡板。在此，格栅结构可以具有用于卷幅的卷轴的、集成的容纳壳或挡板。卷轴以及卷绕在其上的卷幅在最终安装时只需可转动支承地置入格栅侧的容纳壳中。在此还可以设置为，优选设置在格栅结构的上边缘上的容纳壳或挡板同时配设有密封元件，格栅框架通过该密封元件尽可能气密地支撑在外面邻接的空气导引装置上。在此，设置密封元件不限于在卷轴的区域内。格栅框架下面以及侧面的端部部段也可以分别配设优选条状的密封元件，该密封元件分别在达到最终安装配置时尽可能气密地支承在边缘侧相邻的空气导引装置上。
通过将导引卷幅的格栅框架几乎密封地布置在邻接的空气导引装置上，可以以有利的方式实现，即，通过流动通道输送的并且流过第二热交换器的冷空气在卷幅关闭时尽可能完全截住，而在卷幅打开时没有显著压力损失地流入连接在流动调节装置之后的热交换器，优选冷却装置的水冷却器。按照本发明的另一种有利的设计构造还规定，卷幅可由卷轴展开的端部部段配设有导向边条或导向缘板。一方面，导向边条可以通过其重力支持卷料的展开。此外，导向边条可以在其两个端部部段单独在格栅框架上导引。在此还可考虑的是，将导向边条的端部部段与驱动器耦连，因此卷幅的卷起和展开可以通过导向边条可由驱动器发动的滑移运动实现。在此，导向边条端部例如可以与主轴驱动器、绳索传动器或链条传动器耦连。在此，优选还在卷轴上设置一扭转弹簧元件，借助于该扭转弹簧元件可以卷起所述卷幅。
除冷却装置之外，本发明还涉及一种装备有按本发明的冷却装置的汽车。
以下参照
本发明其它的目的、特征以及有利的设计构造。在此，所有在文本中提及的，以及在附图中示出的各特征单独地以及它们各种有意义的相互组合都是本发明的主题。附图中图1是按本发明的冷却装置单独的立体视图；图2是处于汽车上的安装位置的冷却装置的立体视图；图3是沿着图2中的横截面线A-A的垂直横截面图，图4是按图3的横截面放大的局部截面图；图5是按图2的装置沿B-B的水平横截面图；图6是按图5的横截面的右边缘的放大视图；图7是流动调节装置单独的立体视图；图8是流动调节装置的各个部件的分解视图；图9是卷起的卷幅单独的立体视图以及；图10是展开的卷幅。
具体实施例方式在图1和2中以立体视图示出的冷却装置10具有多个热交换器，如增压空气冷却器12，汽车空调设备的干燥器14，汽车空调设备的冷凝器16以及在图1中没有详细示出的、位于冷凝器16后面的水冷却器30。而冷凝器16和干燥器14属于汽车的空调回路并且相应可由制冷剂流过，水冷却器30与动力装置，优选是汽车的内燃机热接触。反之，增压空气冷却器12与涡轮增压器耦连。在按图5和6的横截面图中所示的水冷却器30在其沿汽车横向的端部部段具有沿汽车纵向较宽地构造的冷却水容器18。该冷却水容器沿汽车纵向看至少略微突出于水冷却器30，因此在沿汽车纵向依次布置冷凝器16和水冷却器30时必定产生在图6中放大示出的间隙48。在图1中单独示出的冷却装置10固定在按图2的汽车车身的前部结构26上。在此，为了使输送的冷空气受控并且有效地流入各个热交换器12，14，16，30，还设置有在侧面环绕的冷空气导引装置28，该冷空气导引装置至少局部包围处于安装在汽车车身的前部结构区域上的最终状态中的冷却装置。由行驶风分支出或者由单独为此设置的通风机产生的冷空气流首先流过沿行驶方向设置在上游的冷凝器16并接着流过设置在冷凝器后面的水冷却器30。 在经过所述热交换器12，16，30时或者之后，输送的冷空气有时经受相当强的涡流，这种涡流尤其在高速范围内会明显损害汽车的空气动力学特性。为了改善汽车空气动力学特性，在冷凝器16和水冷却器30之间的间隙48中设置流动调节装置20，该流动调节装置基本上在冷凝器16和水冷却器30之间的间隙48整个可通流的横截面上延伸。流动调节装置具有在图7和图8中所示的格栅结构40，其可由冷空气流过的横截面可在该横截面对于冷空气的穿透性方面改变。在此，在图7至10所示的设计构造中尤其规定，在格栅结构40的上边缘设置一卷轴34，在该卷轴上缠绕有可向下展开的卷幅36。在此，卷轴34可以直接配设有电动的驱动器22，该驱动器通过相应的控制可以将卷幅36转换到在图10中所示的卷放下并因此展开的状态，或者转换到在图9中所示的卷起并因此释放可通流的横截面的状态。在此，驱动器22配设有插头52，以便简化其电接触。还可以考虑的是，卷幅36可变地并且无级地转换到处于完全卷放下和完全收卷状态之间的、部分打开的位置。如图8单独示出，卷幅36可滑移或卷绕地支承在两个相互对应的格栅结构42，44 之间。在此，前格栅42与后格栅44相对应匹配。两个格栅可通过将卷幅装置20容纳在为此设计的、布置在前格栅42的上端部部段上的容纳壳50中直接相互连接。为了连接两个格栅42，44，例如在前格栅42上设置侧向的夹子或类似的固定器件 46。前格栅42还具有沿汽车横向突出的固定连接板24，借助于该固定连接板可以将在图7 中预先示出的流动调节装置20固定在冷却装置上，例如固定在冷却水容器18上(如图1 所示)。后格栅44也在其上端部部段具有一种卡锁突起部56，借助于该卡锁突起部可以将后格栅44例如固定在前格栅42的侧向连接板24上。通过将可缠绕在卷轴34上的卷幅完全可滑移地布置在两个相互对应的格栅结构 42，44之间，即便在卷幅36上出现显著的背压时也能在很大程度上防止损坏卷幅36的功能性的变形。如图4和10所示，卷幅36还可以具有单独的通孔38。在此，如图10所示，所述通孔38在卷幅36、完全拉下时位于格栅间隙的区域中。因此，即便卷幅20位于关闭位置，还一直有最小量的冷空气被输送到位于卷幅后面的水冷却器30。在卷幅36、展开时，在侧向冷空气导引装置28的区域内会产生背压，因此从行驶风分支出的冷空气在侧面流过冷却装置10，在空气动力学的观点中，这被证明比直接穿过或涡漩流过若干热交换器12，16,30更有利。卷幅36还在其背离卷轴34的端部具有导向边条54，该导向边条一方面通过其重力支持卷幅36从卷轴34的展开。此外，导向边条54在卷幅36完全或部分下降的状态中拉紧或张紧所述卷幅36。还可以通过导向边条的、在附图中没有详细示出的例如在格栅结构40上的侧向导引件来卷绕或展开卷幅20，例如通过在导向边条54位于汽车横向的端部部段耦连恰当的驱动器，例如绳索牵引装置，链传动装置或者主轴驱动器。在此，优选在卷轴34的区域内设置弹簧元件，该弹簧元件在导向边条54上朝下的拉力减小时自动卷收起所述卷幅36。
在图8和图7中示出的组装状态的格栅结构42，40优选设计为注塑部件。可以用耐温的塑料，如玻璃纤维加强的聚酰胺或者轻质金属，例如铝作为用于导风格栅40的恰当材料。
优选在前格栅42的下端部部段上设置弹性的密封唇32，如由按图4的横截面图所示，所述格栅结构借助于该密封唇几乎密封地支承在所述增压空气冷却器12上。在此还示出了，前格栅42和后格栅44在下边缘区域形状配合地相互卡锁。此外，扁平的卷幅36位于前格栅42和后格栅44的格栅杆之间。在按图3的横截面图中还可看出，位于上面的、板条状向下弯曲的、用于卷轴34的容纳壳50同时起密封元件的作用，格栅结构40通过该密封元件在上方尽可能气密地支承在所述空气导引装置28上。在此，容纳壳50尤其可以与前格栅结构42 —体结合。在按图5和6的横截面图中还示出了侧向夹紧件46，所述前和后格栅42，44通过该夹紧件形状配合地被夹持在一起。所示出的各个实施形式仅仅示出了本发明可能的设计构造，为此可考虑多种其它的变型并且都在本发明的范围内。本发明的范围、可应用性或者配置方式不限于示例示出的实施例。本说明书仅为本领域技术人员描述了按本发明的实施例的可能实现方式。对所述各元件的功能和布置可以进行多种改动，只要不偏离通过权利要求限定的保护范围或其等同技术方案即可。附图标记清单10冷却装置12增压空气冷却器14干燥器16冷凝器18冷却水容器20流动调节装置22驱动器24固定器件26前部结构部件28冷空气导引装置30水冷却器32密封件34 卷轴36 卷幅38 通孔40格栅结构42 格栅44 格栅
46卡锁器件48 间隙
50容纳壳52 插头54导向边条56卡锁突起部
权利要求
1.一种用于汽车的冷却装置，带有第一热交换器(30)和第二交换器(16)，该第二热交换器沿汽车纵向与所述第一热交换器(30)错开布置，其中，在所述第一和第二热交换器之间的间隙(48)中设置有带有可由冷空气流过的横截面的流动调节装置(20)，该横截面对于冷空气的穿透性是可变的。
2.如权利要求1所述的冷却装置，其中，沿汽车的行驶方向看，所述第一热交换器(30) 布置在所述流动调节装置(20)之后，而所述第二热交换器(16)布置在所述流动调节装置 (40)之前。
3.如前列各项权利要求之一所述的冷却装置，其中，所述流动调节装置(20)在垂直于汽车的行驶方向的平面中基本上在所述第一和/或第二热交换器(16，30)可流入或流过的全部横截面上延伸。
4.如前列各项权利要求之一所述的冷却装置，其中，所述流动调节装置(20)具有可由冷空气流过的框架(40)，在所述框架上可滑动和/或可枢转地布置有至少一个改变所述调节装置(20)可通流的横截面的调节元件(36)。
5.如权利要求4所述的冷却装置，其中，所述框架(40)具有一个带有前格栅(42)和后格栅(44)的、两部件式格栅结构(42，44)，其格栅部件基本上相互重叠地布置。
6.如权利要求4或5所述的冷却装置，其中，所述调节元件设计为可在所述前格栅 (42)和后格栅(44)之间滑移的卷幅(36)。
7.如权利要求6所述的冷却装置，其中，在所述格栅结构的上端部部段上设置一个基本上沿汽车横向定向的卷轴(34)。
8.如权利要求4至7之一所述的冷却装置，其中，所述调节元件(36)具有带有相互间隔的、用于冷空气的通孔(38)的平面织物。
9.如权利要求5至8之一所述的冷却装置，其中，所述前格栅(42)和所述后格栅(44) 可形状配合地相互连接。
10.如权利要求5至9之一所述的冷却装置，其中，所述前格栅(42)和/或所述后格栅 (44)在上边缘部段具有用于卷轴(34)的容纳壳或挡板(50)。
11.如权利要求4至10之一所述的冷却装置，其中，所述框架(40)借助于至少一个边缘侧的密封元件(32)支承在一空气导引装置(28)上。
12.如前列各项权利要求之一所述的冷却装置，其中，所述卷幅(36)可由所述卷轴 (34)卷放下的端部部段配设有导向边条(54)。
13.如权利要求7至12之一所述的冷却装置，其中，所述卷轴(34)和/或所述导向边条(54)为了卷起和/或展开所述卷幅(26)与驱动器(22)作用连接。
14.一种带有如前列各项权利要求之一所述的冷却装置的汽车。
全文摘要
本发明涉及一种用于汽车的冷却装置，带有第一热交换器(30)和第二交换器(16)，该第二热交换器沿汽车纵向与所述第一热交换器(16)错开布置，其中，在所述第一和第二热交换器之间的间隙(48)中设置有带有可由冷空气流过的横截面的流动调节装置(20)，该横截面对于冷空气的穿透性是可变的。
文档编号B60H1/32GK102198792SQ20111007179
公开日2011年9月28日 申请日期2011年3月24日 优先权日2010年3月24日
发明者尤多·米尔德纳 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司