用于冷却具有排气再循环和增压空气冷却的内燃机的方法

专利名称：用于冷却具有排气再循环和增压空气冷却的内燃机的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于用在卡车和其它机动车中的内燃机的冷却系 统，尤其涉及一种利用与散热器组合的增压空气冷却器和排气冷却器 的冷却系统。
背景技术：
更严格的排放物要求已经迫使使用部分的排气再循环作为得到 更完全燃烧的手段，并在引入发动机进气歧管之前需要将再循环的排
气冷却。图1示出了具有液体冷却排气再循环(EGR)冷却器的典型 重型卡车冷却系统。该发动机冷却系统包括利用传统液体发动机冷却 剂的内燃机20。被该发动机的操作加热的液体冷却剂通过管道或软管 61流出发动机并通过恒温器30。如果所述冷却剂温度低于恒温器设定 温度，该冷却剂通过管道63到冷却剂泵32并通过管道65回到发动机。 如果所述冷却剂温度高于恒温器设定温度，该冷却剂经过管道62被送 到另外的传统的空气冷却的散热器22，所述传统空气散热器22周围 空气流60、 60a和60b借助风扇(未示出)也借助在其中安装该发动 机的车辆的运动通过该散热器。冷却的液体冷却剂然后通过管道57 和59在回到发动机之前回到冷却剂泵。
为了与燃料混合，发动机利用通过过滤器(未示出)并被涡轮增 压器或增压器压缩的进气40。在这里描述的发动机系统利用了发动机 排气，所述发动机排气通过管道50和54流出，进入在其中涡轮26 驱动压缩机28的涡轮增压器。通过涡轮叶片以后，所述排气通过管道 55流出到排气系统(未示出)。压缩以后，增压空气通过管道42到被 安装在散热器22的上游的空气对空气(air-to-air)的增压空气冷却器 (CAC) 24。冷却的增压空气然后通过管道44流出CAC24。
通过管道50流出的一部分排气通过管道52和通过EGR阀48。 该排气然后通过管道56到EGR冷却器34，所述EGR冷却器34是液 体对空气(liquid-to-air)热交换器，使用通过管道57进入的冷却的 液体发动机冷却剂冷却热排气。因为钎焊的铝热交换器结构不能够抵 抗高排气温度，典型地，这种EGR冷却器必须是高温热交换器结构； 即，由能比钎焊铝抵抗更高的温度的材料制成，例如钎焊不锈钢、钎 焊铜镍合金、钎焊铜和类似物。冷却的再循环排气然后通过管道58 流出EGR冷却器，与来自管道44的冷却的增压空气在所述管道58 处混合。冷却的再循环排气和增压空气的混合物然后通过管道46进入 发动机20的进气歧管21与燃料混合，并随后进入发动机燃烧室。
本系统具有两个缺点1)不锈钢或其它高温EGR冷却器结构的 高成本，和2)在近似180下下使用发动机冷却剂的冷却限制。
图2示出另一个现有技术的重型卡车冷却系统，在该重型卡车冷 却系统中将要被再循环的排气和来自涡轮增压器的热增压空气混合用 于在空气冷却的热交换器中冷却。因为液体发动机冷却剂不需要冷却 排气，该液体发动机冷却剂从散热器22通过管道57并回到冷却剂泵 32以便回到发动机中。EGR阀48流出的热排气通过管道56，在所述 管道56处与在管道41中的从压缩机28流出的被压缩的、被加热的压 缩空气组合和混合。该组合加热的排气和增压空气然后通过管道43 到散热器22的上游的钎焊不锈钢组合排气再循环和增压空气冷却器 24'。或者，该组合排气再循环和增压空气冷却器可以用其它高温结构 制成，例如上述的钎焊铜镍合金或钎焊铜。在增压空气和排气被通过 CAC24'的周围空气60冷却之后，冷却的组合的排气和增压空气然后 通过管道45到发动机进气歧管21。所述方法确实允许再循环的排气 和增压空气，以被冷却到接近周围冷却空气温度的温度，所述周围冷 却空气的温度将总是比发动机冷却剂的温度低很多。然而，该方法确 实不能解决涉及耐高温结构的高费用问题，事实上，增加在较大组合 EGR/CAC中应用的不锈钢或其它昂贵的高温材料费用。
除了具有高材料成本，冷却内燃机中的增压空气和/或再循环的排气的现有的系统和方法已经不能够单独地适应节省空间的组件中的各 热交换器单元的热性能。

发明内容
记住的现有技术的问题和缺陷，因此本发明的目的是提供冷却内 燃机包括增压空气冷却和排气冷却的改进的系统和方法，所述改进的 系统和方法得到接近周围温度的增压空气的冷却和再循环的排气的冷 却。
本发明的另 一个目的是提供一种冷却内燃机包括增压空气冷却和 排气冷却的系统和方法，所述系统和方法允许增压空气冷却器和排气 冷却器使用低成本材料。
本发明的又一 目的是提供冷却内燃机中的增压空气和再循环的排
气的系统和方法，所述系统和方法节约组合的散热器、CAC和EGR 增压器组件中的空间。
本发明的又另一个目的是提供用于内燃机的组合的热交换器组 件，所述热交换器组件允许修整组件内部的个别地热交换器单元的热 性能。
本发明的还有其它的目的和优点将从具体要求中部分地明显和显现。
在本发明中得到将对于本领域的技术人员明显的以上内容和其它 的目的，所述本发明涉及用于在内燃机中冷却来自涡轮增压器或增压 器的增压空气和来自排气再循环阀的再循环的排气的方法和设备，所
却的i热器，和提供平行的增压'i气热交换器单元和排气热交换器;
元。增压空气热交换器单元具有铝管和散热片用于空气冷却增压空气， 排气热交换器具有用比铝抵抗更高的操作温度的材料制成的用于空气 冷却排气的管和散热片。增压空气热交换器单元和排气热交换器单元 每个都被布置成与散热器的表面相邻，以允许周围空气连续地流动通 过散热器和增压空气单元和排气热交换器单元。所述方法然后包括，传送来自涡轮增压器或增压器的增压空气通过增压空气热交换器单 元，以冷却增压空气，传送来自排气再循环阀的排气通过排气热交换 器单元，以冷却排气，组合冷却的增压空气和冷却的排气，以输送到 发动机上的进气歧管中。
优选地，排气热交换器单元具有用不锈钢制成的管和散热片。散 热器可以包括两个单元，被布置成与一个散热器单元的表面相邻的增 压空气热交换器单元和被布置成与另一个散热器单元的表面相邻的排 气热交换器单元。增压空气热交换器单元和排气热交换器单元具有不
同的核心件类型(core style),例如不同的核心件深度( core depth )、 散热片类型、散热片间距、散热片计数、管间距和管计数.
增压空气热交换器单元和排气热交换器单元可以被布置平行地相 邻散热器的相同表面，以允许周围空气连续地流动通过散热器和增压 空气热交换器单元和排气热交换器单元。
增压空气热交换器单元和排气热交换器单元可以被布置散热器相 对于周围空气流的下游允许周围空气连续地流动首先通过散热器并随 后通过增压空气热交换器单元和排气热交换器单元，或反之亦然。
增压空气热交换器单元和排气热交换器单元可以被布置成与散热 器的相对表面相邻，增压空气热交换器单元被布置在散热器的上游， 并且排气热交换器被布置在散热器的下游。这样允许周围空气连续地 流动首先通过具有铝管和散热片的增压空气热交换器单元并然后通过 散热器，并允许周围空气连续地流动通过散热器和随后通过具有由更 高耐高温材料制成的管和散热片的排气热交换器单元。散热器可以可 替代地包括两个单元，增压空气热交换器单元被布置在上游相邻一个 散热器单元，和排气热交换器单元被布置在下游相邻另一个散热器单 元。增压空气热交换器单元和排气热交换器单元可以具有不同的核心 件类型，并且每个散热器单元都可以具有不同的核心件类型。
或者，增压空气热交换器单元和排气热交换器单元可以是第一套 增压空气热交换器单元和排气热交换器单元，所述增压空气热交换器 单元和排气热交换器单元被布置在散热器相对于周围空气流的下游，
允许周围空气，以连续地流动首先通过散热器并随后通过第一套增压 空气热交换器单元和排气热交换器单元。还提供了第二套增压空气热 交换器单元和排气热交换器单元，其中在第二套中的热交换器单元二 者都具有铝管和散热片用于冷却增压空气和排气。第二套增压空气热 交换器单元和排气热交换器单元被布置在散热器的上游，允许周围空 气连续地流动首先通过第二套增压空气热交换器单元和排气热交换器 单元并随后通过散热器。来自散热器下游的增压空气热交换器单元的 部分地冷却的增压空气，被通过散热器上游的第二增压空气热交换器 单元以进一步冷却。在组合冷却的增压空气和冷却的排气输送到发动 机的进气歧管中之前，来自散热器下游的排气热交换器单元的部分地 冷却的排气，被通过散热器上游的第二排气热交换器单元以进一步冷 却。至少增压空气热交换器单元或排气热交换器单元中的一个具有不 同核心件类型。散热器可以包括两个单元，散热器下游的第一套增压 空气热交换器单元和排气热交换器单元被布置成与一个散热器单元相 邻，和散热器上游的第二套增压空气热交换器单元和排气热交换器单 元被布置成与另一个散热器单元相邻。每个散热器单元可以具有不同 的核心件类型。
在另一个方面，本发明被贯注在用于在内燃机中冷却来自涡轮增 压器或增压器的增压空气和来自排气再循环阀的再循环的排气的一种
方法和设备，所述内燃机包括提供用于对来自内燃机的液体发动机冷 却剂进行空气冷却的散热器，和提供一对组合的增压空气冷却器热交 换器单元和排气冷却器热交换器单元。第一热交换器单元具有用比铝 抵抗更高的操作温度的材料制成的管和散热片，并且第二热交换器单 元具有铝管和散热片。热交换器单元被布置成与散热器相邻，允许周 围空气连续地流动通过散热器和热交换器单元。所述方法包括，组合 来自涡轮增压器或增压器的增压空气与来自排气再循环阀的再循环的 排气，传送组合的增压空气和排气通过具有用耐更高温度的材料制成 的管和散热片的第一热交换器单元，以部分地冷却組合的增压空气和 排气，传送部分地冷却的组合的增压空气和排气通过具有铝管和散热
片的第二热交换器单元，以冷却组合的增压空气和排气，和传送组合 的冷却的增压空气和排气进入发动机上的进气歧管。
具有用更高耐温材料制成的管和散热片的热交换器单元，优选不 锈钢，可以被布置在散热器相对于周围冷却空气流动的下游允许周围 空气连续地流动首先通过散热器和随后通过具有耐更高温度的材料制 成的管和散热片的热交换器单元。具有铝管和散热片的热交换器单元 可以被布置在散热器相对于周围冷却空气流动的上游允许周围空气连 续地流动首先通过具有铝管和散热片的热交换器单元和随后通过散热 器。
散热器可以包括两个单元，第一热交换器单元被布置成与一个散 热器单元的表面相邻，第二热交换器单元被布置成与另一个散热器单 元的表面相邻。每个第一和第二热交换器单元都可以具有不同的核心 件类型，每个散热器单元可以具有不同的核心件类型。
在另一方面，本发明提供用于在内燃机中冷却发动机冷却剂和来 自涡轮增压器或增压器的增压空气的一种方法和设备，所述内燃机包 括，提供用于冷却发动机冷却剂的散热器，所述散热器具有周围冷却 空气通过其流动的相对前和后核心件表面，和相邻该表面的相对上端 和下端，所述内燃机并且包括，提供用于冷却具有上单元和下单元的 增压空气的增压空气冷却器。每个增压空气冷却器单元都具有周围冷 却空气通过其可以流动的相对前和后核心件表面和相邻该表面的相对 上端和下端。上增压空气冷却器单元被布置与散热器的上端重叠关系 并相邻散热器的上端，其中处在散热器的上端的一面被布置成与上增 压空气冷却器单元的一面相邻，和下增压空气冷却器单元被布置与散 热器的下端重叠关系并相邻散热器的下端，下增压空气冷却器单元的 上端和下端与散热器的上端和下端被定向在相同的方向上，其中处在 散热器的下端的另一面被布置成与下增压空气冷却器单元的一面相 邻。每个增压空气冷却器单元都具有不同的核心件类型，所述核心件 类型从由核心件深度、散热片类型、散热片间距、散热片计数、管间 距和管计数组成的组选择。增压空气冷却器单元被操作地连接，使得增压空气可以在所述增压空气冷却器单元之间流动。所述方法包括， 流动发动机冷却剂通过散热器，以冷却发动机冷却剂，流动来自涡轮 增压器或增压器的增压空气顺次通过增压空气冷却器单元，以冷却增 压空气，和流动冷却空气通过热交换器组件使得冷却空气连续地流动 通过散热器的上端和上增压空气冷却器单元，并且冷却空气连续地流 动通过下增压空气冷却器单元和散热器的下端。其中至少一个增压空 气冷却器单元可以包括用于再循环的排气的冷却。
又一个方面，本发明提供用于在内燃机中冷却发动机冷却剂和来 自涡轮增压器或增压器的增压空气的一种方法和设备，所述内燃机包 括，提供用于冷却发动机冷却剂的具有上单元和下单元的散热器，每 个散热器单元都具有周围冷却空气通过其流动的相对前和后核心件表 面，前和后表面之间的深度，和相邻该表面的相对上端和下端。散热 器单元被操作地连接使得发动机冷却剂可以在所述散热器单元之间流 动。也提供用于冷却增压空气的具有上单元和下单元的增压空气冷却 器，每个增压空气冷却器都具有周围冷却空气可以通过其流动的相对 前和后核心件表面，和相邻该表面的相对上端和下端。上增压空气冷 却器单元被布置与上散热器单元重叠关系并相邻上散热器单元于上增 压空气冷却器单元的上端和下端，其中上散热器单元的一面被布置成 与上增压空气冷却器单元的一面相邻，并且下增压空气冷却器单元被 布置与下散热器单元重叠关系并相邻下散热器单元，其中下散热器单 元的另一面被布置成与下增压空气冷却器单元的一面相邻，每个增压 空气冷却器都具有不同的核心件类型，所述核心件类型从由核心件深 度、散热片类型、散热片间距、散热片计数、管间距和管计数组成的 组选择。增压空气冷却器单元被操作地连接，使得增压空气可以在所 述增压空气冷却器单元之间流动。所述方法包括，流动发动机冷却剂 顺次通过散热器单元，以冷却发动机冷却剂，流动来自涡轮增压器或 增压器的增压空气顺次通过增压空气热交换器单元，以冷却增压空气， 和流动冷却空气通过热交换器组件使得冷却空气连续地流动通过上散 热器单元和上增压空气冷却器单元，并且冷却空气连续地流动通过下
增压空气冷却器单元和下散热器单元。至少一个增压空气冷却器单元 可以包括用于再循环的排气的冷却。每个散热器单元可以具有不同的 核心件类型。


被认为新颖的本发明的特征和本发明的部件的特征在附加权利要 求书中被特别阐明。这些图仅用作说明目的并没有按比例绘制。所述 发明本身，然而，理解构造和操作方法二者都最好通过参考细节描述，
所述细节描述结合附图，在附图中
图1是现有技术内燃机冷却系统的一部分示意性视图2是另一个现有技术内燃机冷却系统的一部分示意性视图，在
横向正视图中示出了组合的排气和增压空气冷却器相对于散热器的相
应位置；
图3是作为单独热交换器核心件中的管排数量的函数的最大传热 百分比的图示说明；
图4是本发明的内燃机冷却系统的 一个实施例的 一部分示意性视 图，在横向正视图中示出了排气冷却器和增压空气冷却器相对于散热 器的相应位置；
图5是在本发明的内燃机冷却系统的一些实施例中被应用的增压 空气冷却器和EGR气体冷却器的透视图6是本发明的内燃机冷却系统的另一个实施例的一部分示意性 视图，在横向正视图中示出了排气冷却器和增压空气冷却器相对于散 热器的相应位置；
图7是图6的散热器/增压空气冷却器和排气冷却器组件的修正的 横向正视图，该散热器被分成两个单元，并且整个组件是两个核心件 深；
图8是本发明的内燃机冷却系统的另 一实施例的一部分示意性视 图，在横向正视图中示出了组合的排气冷却器和增压空气冷却器相对 于散热器的相应位置；
图9是图8的散热器/增压空气冷却器和排气冷却器组件的修正的 横向正视图，该散热器被分成两个单元并且整个组件是两个核心件深；
图IO是图9的上和下组合的EGR/CAC散热器单元的核心件的部 分的截面俯视图，示出管间距、管较小直径和核心件深度的差异；
图ll是图9的上和下组合的EGR/CAC散热器单元的核心件的部 分的截面正视图，示出散热片计数、散热片厚度和散热片百叶窗角的 差异；
图12是本发明的内燃机冷却系统的又另外一个实施例的一部分 示意性视图，在横向正视图中示出了排气冷却器和增压空气冷却器相 对于散热器的相应位置；以及
图13是图12的散热器/增压空气冷却器和排气冷却器组件的修正 的横向正视图，该散热器被分成两个单元并且整个组件是两个核心件 深。
具体实施例方式
在说明的本发明的优选实施例中，在这里将做关于图纸的图3至 13参考，在所述图纸中喜欢用数字涉及本发明的特征。
通过空气冷却的热交换器或组件的热交换器组的气流的管理对于 热交换器单元或组件的传热性能重要。使温度位势最优化的气流路径 的发展在节省空间的冷却系统的设计中至关重要，所述节省空间的冷 却系统在重型卡车中典型的风扇/覆盖物布置的约束中。
在考虑这里公开的EGR/CAC/散热器热交换器组件中的气流之 前，调查在单独核心件热交换器中的气流是有用的。图3描述了作为 热交换器核心件中的管排的数量的功能的传热关系。最初假定车辆散 热器仅具有一个核心件管排，在其中朝气流的方向的深度是0.50英寸 (13mm)。如果横过核心件表面的管间距是大约0.44英寸(llmm )和 散热片间距是每英寸大约14个散热片(5.5个散热片/cm)，然后通过 核心件的气流将是适度地高，所述通过核心件的气流不是被风扇的动 作引起就是被作为车辆运动结果的冲压空气引起。如果增加的传热性
能是要求的，可使用具有附加的管排的核心件做成两排深的散热器。 冷却气流将轻微地减少，因为更深的核心件的额外的阻力，但是总的
传热将大大地增加。然而，正如图3中说明，当核心件被制成甚至更 深，到三、四、五和六排深时，冷却空气流动大大地减少，直到增加 另外 一排将导致减少而不是增加的传热性能的点。这发生因为具有低 气流和深核心件的冷却空气到达最后的管排，是已经被加热到对产生 进一步冷却无效的点。在这种情况下，通过减小核心件深度和通过下 面更多讨论的其它方法和手段去管理，或增加该冷却气流，能够得到 改进的性能。
周围的温度，但是允许全面的使用低成本材料。图4示出冷却系统的 第 一 实施例，在所述冷却系统中从中分开用空气冷却的不锈钢或其它 耐高温排气冷却器，并且关于冷却周围空气流动与铝的增压空气冷却 器平行。正如这里使用，词语"周围空气"包括所有的冷却空气，所述 冷却空气通过散热器、排气冷却器和增压空气冷却器热交换器单元， 即使是通过热交换器单元的散热片被加热的冷却空气。代替组合来自 EGR阀48的热排气与被加热的增压空气，或利用液体发动机冷却剂 单独地冷却加热的排气，被加热的排气通过管道56到空气对空气排气 热交换器70用于冷却。这里使用的词语"管道"意在包括软管、管、管 线和类似物，所述类似物典型地被用于在内燃机环境中运送例如这里 说明的排气、增压空气和液体冷却剂的流体。排气冷却器70是被布置 在散热器22的上游并接收进口周围冷却空气60。散热器22是典型地 向下流动型散热器，其中发动机冷却剂通过基本地延伸散热器的整个 宽度的上歧管进入该散热器，然后在核心件中通过垂直的、向下地延 伸的管被分配，所述垂直的、向下地延伸的管被冷却散热片连接，以 便使周围冷却空气可以从核心件的前表面23a流动通过并流出后表面 23b。在被周围空气冷却以后，该冷却剂然后聚集在附上的也延伸横过 散热器的宽度的下歧管中。或者，散热器可以是冷却剂在相对方向上 流动的向上流动型散热器，或是冷却剂通过核心件管流动的横向流动
型散热器，所述核心件管是在水平地相对歧管之间水平地延伸。
增压空气冷却器热交换器80平行于排气冷却器70并在排气冷却 器70之上，并且也在散热器22的前表面并且关于周围空气流与散热 器22相连，增压空气冷却器热交换器80接收通过管道42的被加热、 被压缩的增压空气，在所述管道42中所述被加热、被压缩的增压空气 也被周围空气60冷却，所述周围空气60通过CAC/EGR冷却器前表 面77a进入所述增压空气冷却器热交换器80。结果，从CAC/EGA冷 却器后表面77b流出的周围空气60a在它通过散热器22之前被排气和 增压空气冷却器二者加热，在所述散热器22周围空气60a被进一步加 热并从散热器流出60b。冷却的排气通过管道58流出排气冷却器70， 并且冷却的增压空气通过管道44流出增压空气冷却器80。该冷却的 增压空气然后与冷却的排气组合并通过管道46到发动机进气歧管21。 或者，EGR冷却器70和CAC80可以被布置在散热器22的相对侧， 即，关于周围空气气流动的散热器的下游。
在该实施例中，组合再循环的排气和增压空气在增压空气冷却器 之后而不是如图2的现有技术系统中在它之前。该系统和方法避免不 得不制成完全地脱离不锈钢或其它耐高温材料的组合排气和增压空气 冷却器。代替的，当排气冷却器仍然用不锈钢或类似物制成时，增压 空气冷却器可以用铝制成。
在图4 (也在下面说明的随后实施例中)的实施例中示出的散热 器，CAC和EGA冷却器是优选地彼此固定，以产生组合的热交换器 组件。被用于排气冷却器70和增压空气冷却器80的空气对空气热交 换器单元在图5中更详细地示出。增压空气冷却器80包括分别地上和 下水平地延伸歧管81、 82，所述上和下水平地延伸歧管81、 82分配 或聚集通过连接歧管的彼此隔开的、垂直地延伸管83的增压空气。这 些管可以是两(2)排深，如在图5中示出，或任何其它结构，以得到 要求的核心件深度d,。在延伸横过增压空气冷却器80的表面的相邻 管83之间的盘旋形冷却散热片排列84 (也是深度dj包括增压空气 冷却器核心，所述增压空气冷却器核心从管内部的增压空气传递热到 在管83之间和在散热器84之上传送的周围空气。在盘旋形散热器之 间的垂直间隔确定要求的散热片计数。散热片可以是百叶窗式 (louvered)、切开的偏置、波状的(非百叶窗式)或其它类型，或者 平面散热片可以被代替使用。歧管具有开口 85、 86用于传送增压空气 进入或流出歧管。CAC可以被构造为向上流单元，歧管82的进口86 接收加热的增压空气，在歧管82加热的增压空气通过管83向上传送， 并作为冷却的增压空气从歧管81通过出口 85。或者，CAC可以被构 造为向下流单元，在进口 85中接收加热的增压空气流，并且增压空气 流在相反方向上流动作为冷却的增压空气通过出口 86离开。
与那种增压空气冷却器类似的结构中，排气冷却器70具有上和下 歧管71和71,前者具有进口/出口 75和后者具有进口/出口 76。管73 在歧管71和72之间运送排气，并且在相邻管73之间的散热片74允 许周围冷却空气在它们之间通过，以冷却在73内部传送的热排气管。 核心件具有深度d2，和管73和散热片74可以被修正如说明的与 CAC80连接。如同增压空气冷却器一样，EGR冷却器70可以被组装 成向下流单元，使得通过进口 75传送热排气向下通过管，并且冷却的 排气通过出口 76向外，或者是热排气在相反方向上传送的向上流单 元。
如在图5中示出，排气冷却器70和增压空气冷却器80二者都具 有朝歧管的方向上被测量的水平的宽度，所述水平的宽度大于在歧管 之间被测量的每个单元的垂直高度。由于减少的增压空气压降的改进 的热交换器性能，可以通过使用对于热交换器单元的给定结构尽可能 短和尽可能多的管获得，如该实施例中示出，排气和增压空气冷却器 二者都使用每个单元的较短的垂直高度定向的管，以便使设有更多数 量的较短的管。或者，排气和增压空气冷却器二者都可以是横流单元， 排气流通过水平地定向的管，所述水平地定向的管在增压空气冷却器 的任一侧上在垂直地定向的歧管之间延伸。
优选地，增压空气冷却器80和排气冷却器70的尺寸设计成以便
使它们的相应宽度W!和W2和组合它们的散热器的宽度每个相同。优
选地，CAC80和EGR70彼此连接，如箭头指示，以产生被定位成相 邻散热器的单独单元。增压空气冷却器80和EGR冷却器70的组合 高度，h,和h2分别地，可以是等于散热器的高度。典型地，当对增压 空气相比再循环的排气有更大的冷却要求时，增压空气冷却器的高度 lM大于排气冷却器70的高度h2。
除修改CAC和EGR冷却器的高度和宽度之外，可以按要求更改 每个的核心件以得到用于组合的散热器/CAC/EGR冷却器组件的要求 的热冷却性质。例如，每个CAC和EGR冷却器的核心件深度、散热 片的类型、散热片间距和计数、和管的间隔和计数，在组件中可以和 其它CAC和EGR冷却器相同或不同。
增压空气冷却器80的歧管、管和散热片可以用铝制成，或是用传 统的充分地钎焊CAC制成，或是用钎焊管和散热片和带垫圏的 (g蘭meted)管对管头接头制成。后者在U.S.专利No. 5,894,649、 6,330,747和6，719，037中公开，其公开内容通过参考包含于此。因为 将要被冷却的排气比将要被增压空气冷却器80冷却的增压空气相当 地热，排气冷却器70优选地不用铝制成，并为了附加的耐热性和产品 寿命，代替用不锈钢或其它耐高温材料制成的歧管，管和散热片。因 为仅被用于冷却排气的热交换器组件的部分是用不锈钢或类似物制 成，组合的排气冷却器70和增压空气冷却器80的成本更小，因为增 压空气冷却器部分用更低成本的铝制成。
图6描述了本发明的冷却系统的另一个实施例。代替组合共同的 单元相邻散热器的同一面的排气冷却器和增压空气冷却器，排气冷却 器70被设置在相邻散热器的相对于增压空气冷却器的面，所述增压空 气冷却器被布置在靠近散热器的上端。如同前面的实施例一样，增压 空气冷却器80被布置在散热器22的上游，以便使周围空气60通过前 表面87a和作为部分地加热的周围空气60a离开后表面87b。增压空 气冷却器80的高度小于散热器22的高度，以便使散热器22 (这里作 为下部分示出)的部分接收没有通过增压空气冷却器的周围空气60。 散热器22的剩余部分接收通过连续通过增压空气冷却器80传送的已
经被部分地加热的周围空气6a。排气冷却器70被布置在散热器22的 下游，这里示出被布置成与接收没有被加热的周围空气60的散热器 22的下部分相邻。在通过散热器22的后表面23b后被部分地加热的 周围空气60b，然后连续通过排气冷却器70的前表面77a和散热片和 管，并以更高的温度从后表面77b流出60c。然而，在排气和加热的 冷却空气60b之间的温度的差异仍然充分的允许好的传热。冷却的排 气流出冷却器70并通过管道58与管道44中冷却的增压空气组合。组 合的混合物然后通过管46进入发动机进气歧管21。
优选地选择增压空气冷却器80的高度N和排气冷却器70的高度 hp以便使组合的高度N + h,是近似地等于散热器22的高度，并且两 个冷却器70、 80没有彼此重叠。该实施例中在散热器的后面设置排气 冷却器，通过避免排气冷却器加热散热器，改进散热器冷却性能。如 同前面的实施例一样，排气冷却器70是用不锈钢或其它耐高温材料制 成，并且增压空气冷却器80是由低成本铝制成。
图6的实施例的修正在图7中示出，增压空气冷却器80和排气冷 却器70相同，但是散热器被分成两个不同的部分或单元，上后单元 22a和下前单元22b,在某种意义上类似于在U.S.专利公布号 US2005-0109484-A1中示出的，其公开内容通过参考包含于此。在前 面(相对于周围空气流60)的增压空气冷却器80在上面，并具有与 下散热器单元22b的前和后表面基本在同一平面上的前和后表面，和 在后面的排气冷却器70在下面，并具有与上散热器单元22a的前和后 表面基本上在同一平面上的前和后表面。在个别的单元中的核心件深 度中的变化可以稍微改变平面的对准。上散热器单元22a的高度和宽 度和增压空气冷却器80的高度和宽度相同，如下散热器单元22b的高 度和宽度和排气冷却器70的高度和宽度相同一样。每个散热器单元 22a、 22b具有结构类似于以前说明的上面的完整散热器，但是具有较 短的高度。如在图5中说明的CAC和EGR冷却器的情况下，每个单 元22a、 22b的核心件可以在深度、散热片类型、散热片间距和计数、 和管间距和计数上是多样的，与其它相比，得到要求的组件中冷却性
质的热平衡。部分地冷却的发动机冷却剂通过附加的管道62a从上单 元22a到下单元22b。图7中的修正在组合的散热器/CAC/EGA冷却 器组件中的结果是仅两个核心件深，相对于图6中的三个核心件深组 件。核心件深度的节省的益处在于，排出加热的增压空气60d的风扇 90可以从后核心件表面间隔更远，并因此提供用于更高气流和更好气 流在热交换器组件的整个核心件表面上的分配。
在图8中描述本发明的又一个实施例。代替在分开的热交换器中 冷却排气和加热的增压空气，来自管道56的加热的排气与在管41中 流出压缩机的加热的增压空气组合，并且加热的排气和增压空气的混 合物通过管43传送到第一组合的排气和增压空气冷却器80a。组合的 排气和增压空气冷却器80a被布置在散热器22的上游，在相当于散热 器22的下部分位置中，所述散热器22接收通过前表面23a的新鲜周 围冷却空气60。在周围空气60传送通过散热器后表面23b并作为部 分地被加热的周围空气60b流出以后，它然后传送连续地通过前表面 87a和组合的冷却器80a的散热片和管，并作为部分地被加热的周围 空气60c从后表面87b流出。组合的冷却器80a被构造为某种意义上 类似于图5中示出的增压空气冷却器80，除了它用不锈钢或其它耐高 温材料代替铝制成，因为它在较高温度下要运送气体。
当组合的排气和增压空气流出冷却器80a时，被部分地冷却。组 合的排气和增压空气然后通过管69传送，然后进入被布置在散热器 22的上游的第二组合的排气和增压空气冷却器80b。组合的冷却器80b 被示出相邻前表面23a,靠近散热器22的上部分，以便使它没有与相 邻后表面23b靠近散热器22的下部分的第一組的合冷却器80A重叠。 部分地冷却的组合的排气和增压空气然后通过周围空气60遭受最大 冷却，所述周围空气60传送通过前表面87a和冷却器80b的管和散热 片，并作为加热的周围空气60a连续地流出后表面87b到冷却散热器 22。该分离排气和增压空气冷却器的布置类似于在U.S.专利公布号 US2005-0109484-A1中示出的那样，其/>开内容通过参考包含于此。 冷却的组合的排气和增压空气然后通过管道45流出冷却器80b到进气
歧管21。因为被冷却器80b中接收的組合的排气和增压空气已经被部 分地冷却，冷却器80b不需要用不锈钢或其它耐-高温材料制成，并能 够用铝制成。优选地，选择冷却器80a和80b的高度和位置，以便使 它们没有彼此重叠，并且它们的组合的高度是近似地等于散热器22 的高度。或者，核心件类型，即，核心件深度、散热片类型、散热片 间距和计数、和管间距和计数，可以是多样的，并且为每个单元80a， 80b被特制，以得到要求的气流分离和单元性能。例如，前单元80b 可以具有较低的散热片数和/或核心件深度(通过前表面87a'的减小的 核心件深度示出后者)以限制通过散热器的核心件的周围空气的加热， 反之后单元80a可以具有较高的散热片数和/或核心件深度(通过后表 面87b'的增加的核心件深度示出后者)以得到组合的排气和增压空气 的最大冷却。下面更多的讨论核心件参数中的变化的影响。本系统和 方法提供材料成本节约超过图2的现有技术的系统和方法的最大传热 性能，因为至少组合的排气和增压空气冷却器的一半能够由较低成本 的铝结构制成。
图9示出图8的实施例的修正。在某种意义上类似于图7的修正， 散热器被分为连接管道62a的两个单元22a， 22b,使得组合的散热器 /CAC/EGA冷却器组件相对于周围空气流60仅两个核心件深。再一 次，垂直匹配的单元80b、 22b的前和后表面和垂直匹配的单元22a、 80a的前和后表面，分别地，在基本相同的平面内(除了在个别的单 元中的核心件深度中的任何变化以外)并且水平地匹配的单元22a， 80b高度和宽度和水平地匹配的单元80a， 22b的高度和宽度，分别地， 基本相同。这再一次节省空间并允许更多最优的风扇90的安装用于更 好的流动通过冷却周围空气的组件。
在组件的一组热解交换器中，如在图4、 6、 7、 8和9中描述，为 了得到最优的传热性能在多样的热交换器之中管理气流分离尤其重 要。在具有分离的散热器和如图9中示出的分离的增压空气冷却器的 组件中，为了得到最优的散热器性能，通过降低它的核心件阻力以管 理通过前增压空气冷却器的冷却气流。这将导致在后面的散热器核心
件上的前增压空气冷却器的最小影响，并将提供最优化的冷却气流到 散热器，导致最优的散热器传热。
通过热交换器核心件的冷却空气的流动，例如散热器单元22a、 22b的核心件和增压空气冷却器单元80a、 80b的核心件，可以以许多 不同方式被管理，所述许多不同方式每个都影响的核心件气流阻力或 整个气流路径的气流阻力。例如，增加与指定的热交换器平行的热交 换器的核心件阻力可以增加通过指定的热交换器的气流，或降低指定
的热交换器本身的核心件阻力或降低与指定的热交换器连接的热交换 器的核心件阻力可以增加通过指定的热交换器的气流。多样的核心件 参数可以在图4、 6、 7、 8和9的任何的热交换器中变化以得到具有要 求的冷却气流阻力的散热片/管系统。
如上面与图9有关的说明，并在图10中示出上和下组合的 EGA/CAC单元的核心件被并列用于比较，上组合的排气和增压空气 冷却器单元80b (在上散热器单元的前面)的核心件减小的深度d， 减小核心件阻力并增加冷却气流，而下组合的排气和增压空气冷却器 单元80c (在下散热器单元的后面)的核心件的增加的深度D，增加 核心件阻力并减少冷却气流。同样，增加的CAC管83间距S和在单 元80b上的较小的CAC管83小直径m(二者都在横过核心件的表面 的方向上被测量)，减小核心件的阻力并增加冷却气流，反之在80a 上减小的管间距S和增加的管的小直径M增加核心件阻力并减小冷却 气流。核心件散热片的变化也影响冷却气流阻力。例如，如在图11 中示出，EGA/CAC单元80a和80b的核心件再一次被并列，在单元 80a上增加每单元垂直距离C散热片73a计数、增加的散热片天窗73a' 角A、和增加的散热片厚度T，增加核心件阻力并减少冷却气流，作 为比较，在单元80b上减小的每单元垂直距离c的散热片73b计数、 减小的散热片天窗73b'角a、减小的散热片厚度t。使用装有百叶窗板 的散热片73a'， 73b'与平面类型、涟漪类型或波状类型的散热片比较， 增加核心件阻力并减少冷却气流。
在图9中每个散热片单元22a，22b同样的可以具有不同核心件类
型，例如核心件深度、散热片类型、散热片间距、散热片计数、管间
距和管计数，与EGR/CAC单元有关的说明相同样式。
EGR、 CAC和散热器核心件的核心件区域对气流管理有直接影 响，但是用比以上提及的项目更加复杂的方式。在图9中示出的实施 例中，增压空气冷却器核心件区域可以和散热器核心件区域一样，即， 相对于冷却气流是完全重叠。另一方面，增压空气冷却器核心件可以 在一个或更多方向上延伸到散热器核心件区域之外，即，相对于冷却 气流被悬垂或非重叠，或散热器核心件区域可以在任何方向上延伸到 增压空气冷却器的核心件区域之外。指定的核心件的气流阻力逆向地 与其区域相称。然而，被另一个热交换器重叠的热交换器的区域越大， 两个热交换器的气流阻力越大。增加的重叠导致增加的气流阻力，并 且增加的悬垂导致通过组件中的热交换器减少的气流阻力。
已经发现通过热交换器组件沿着每个气流路径的静水头损失是相 等的。因此，驱动对流的表面速度增加或减少以得到该平衡。分离的 散热器构造和具有多种不同散热片/管系统的增压空气冷却器构造为 得到最好的结果提供柔性以修改空气速度。不但通过管理热交换器的 核心件，而且通过在每个热交换器单元中使用不同的散热片/管系统， 可以得到最优化的特定应用结果。
在图12中描述了组合一些以前的实施例的特征的本发明的又一 实施例。在某种意义上类似于图4的实施例，排气和加热的增压空气 没有组合，但是被代替在被设置在相邻散热器的连接的平行的热交换 器中冷却。然而，在某种意义上类似于图8的实施例。用于排气和增 压空气的各自的热交换器是被分离进入散热器22的下游的单元和上 游的单元。来自管道56的再循环的排气是在散热器22的下游的排气 冷却器70'中第一被冷却，并且，分离地，来自管道42的加热的增压 空气在增压空气冷却器80'中第一被冷却，所述增压空气冷却器80'与 冷却器70'平行并也在散热器的下游。下游的排气和增压空气冷却器 70'和80'，分别地，被连接形成像图5中示出的那样的单独单元，除 了它们是倒置的，使得排气冷却器部分在增压空气冷却器部分的上面。
如同以前说明的图5中的实施例，排气冷却器70'是用不锈钢或其它耐 高温材料制成，因为它接收更热的排气，并且增压空气冷却器单元80' 用铝制成。排气冷却器70'和增压空气冷却器单元80'被设置在沿着相 邻并在散热器22的后表面23b的下游的下部分，相当于在其中散热器 接收未被加热的周围空气60的区域。来自散热器22的下部分的部分 地被加热的周围空气60b传送连续地通过前表面77a和管和排气冷却 器70'和增压空气冷却器80'二者的散热片，并作为来自冷却器70'/80' 的后表面77b的更进一步加热的周围空气60e流出。
部分地冷却的排气然后通过管道69a流出排气冷却器70'，该部分 地冷却的排气进入第二、上游排气冷却器70"的进口。部分地冷却的 增压空气流出下游增压空气冷却器80'并通过管道69b传送到第二、 增压空气冷却器80〃的进口 。周围空气60传送通过被设置在相邻散热 器的上部分的冷却器70〃和80〃二者的前表面77a,以分别地冷却排气 和增压空气。部分地加热的周围空气60a然后流出冷却器70〃/80''的 后表面77b并连续地通过处在散热器22的上部分的前表面23a。冷却 的排气然后通过管道58从排气冷却器70'，流出，并且冷却的增压空气 通过管道44从增压空气冷却器80〃流出，并被组合，并通过管道46 到发动机进气歧管21。
上游排气冷却器70〃和增压空气冷却器80〃同样被构造成连接的 平行的单元70〃/80〃类似于图5中示出的那样，除了倒置。然而，因 为排气已经被部分地冷却，它不具有过度地高温。因此，上游排气冷 却器70'不需要用不锈钢或其它耐高温材料制成，并可以用铝构造，类 似于增压空气冷却器80〃那样。选择下游排气和增压空气冷却器 70'/80'的位置和组合高度，和选择上游排气和增压空气冷却器70〃/80〃 的位置和组合高度，使得下游和上游连接的单元不能彼此重叠，并且 使得单元的组合高度的和近似等于散热器的高度。如同前面说明的其 它实施例，核心件类型例如核心件深度、散热片类型、散热片间距和 计数、和管间距和计数，可以是多样的，并且为每个单元70'、 70"、 80'、 80〃被特制，以得到要求的传热性能。
在其类似于图7和9的修正中，图13示出图12的实施例的修正， 在所述图12的实施例的修正中散热器再一次分成被管道62a连接的两 个单元22a， 22b，使得组合的散热器/CAC/EGR冷却器组件仅两个核 心件深，以减少组件空间并通过风扇90改进周围空气流。垂直地匹配 单元70"、 80〃， 22b前和后表面和垂直地匹配单元22a， 70'、 80'的前 和后表面，分别地，在基本相同的平面内，除了任何核心件深度的变 化。水平地匹配的单元22a， 70"/80''的高度和宽度和水平地匹配的单 元70'/80'的高度和宽度，分别地，基本相同。
在图12和13示出的本系统和方法中，仅第一排气冷却器70'需要 用不锈钢或其它耐高温材料制成，而其它三个冷却器70〃， 80'和80〃 都能用低成本铝结构制成，因此结果达到材料成本的节约。本系统和 方法的传热性能将与图8和图9的系统和方法的传热性能基本相同， 并远远优于图2中示出的现有4支术的系统和方法。如同图4、 6、 7、 8 和9中示出的实施例，图12和13中散热器核心件参数，管参数和散 热片参数和连接的EGR/CAC单元的核心件参数，管参数和散热片参 数可以变化按要求通过个别的热交换器单元修改气流。
另外，通过散热器单元的发动机冷却剂的流动方向，和/或通过 EGR/CAC单元的排气和增压空气的流动方向，可以按要求被反向以 得到要求的热性能。例如，在图9和12的实施例中，组合的EGR/CAC 气流可以被反向，使得所有的散热器和所有的组合EGR/CAC单元是 向下流单元。
在图4、 6、 7、 8、 12和13中示出的通过任何热交换器组件的冷 却气流可以通过使用封入在风扇90和热交换器之间的区域的风扇覆 盖物88 (图13)被增加，并且通过移动风扇90远离热交换器的后表 面以便使风扇透入封入物，导致最优化的静态效率。这里，风扇沿着 冷却系统的每个气流路径在覆盖物上的孔状态以及静压头损失确定总 的气流。这样可以在风扇出现给气流统一的或非统一的阻力，以产生 使冷却气流最优化的气流裂口接近不同的和混合的温度位势，所述不 同的和混合的温度位势被需要以得到系统性能要求。但是在拥挤的车
辆发动机舱中得到该系统性能要求是困难的。尤其图9和13的分离的 散热器/分离的增压空气冷却器热交换器组件提供重要的改进，因为它 们相对于具有三个核心件深的单独散热器/分离的增压空气冷却器布 置，仅有两个核心件深。另外，使用多种散热片/管系统的分离CAC 和散热器，在产生气流裂口中提供高度的柔性，所述气流裂口能被定 制以满足每个个别的应用的需要。
因此，本发明提供了一种冷却内燃机的改进的系统和方法，包括 增压空气冷却和排气冷却，所述冷却内燃机的改进的系统和方法得到 冷却增压空气和冷却再循环的排气接近周围环境的温度，并且允许使 用用于增压空气和排气冷却器的低成本材料。通过分离散热器和通过 组合仅两个核心件深的组合的散热器、CAC和EGR冷却器可以得到 改进的节省空间组件。另外，对于核心件的修正可以在组件中被制成 任何个别的热交换器单元以最好特制热性能。
当尤其已经说明与具体优选的实施例结合的本发明的时候，很显 然，许多替代方案，修正和变化根据前述的说明对于本领域的技术人 员将明显。因此预期，附件的权利将包含作为属于本发明的范围和精 神的任意这种替代方案，修正和变化。
已经说明本发明，权利要求是
权利要求
1. 一种在内燃机中冷却来自涡轮增压器或增压器的增压空气和来自排气再循环阀的再循环的排气的方法，包括提供用于对来自内燃机的液体发动机冷却剂进行空气冷却的散热器；提供平行的增压空气热交换器单元和排气热交换器单元，所述增压空气热交换器单元具有铝管和散热片，用于空气冷却增压空气，并且所述排气热交换器单元具有由比铝抵抗更高操作温度的材料制成的管和散热片，用于空气冷却排气，所述增压空气热交换器单元和排气热交换器单元每个都被布置成与散热器的表面相邻，以允许周围空气连续地流动通过散热器以及增压空气热交换器单元和排气热交换器单元；使来自涡轮增压器或增压器的增压空气输送通过增压空气热交换器单元以冷却增压空气；使来自排气再循环阀的排气输送通过排气热交换器单元以冷却排气；和组合冷却的增压空气和冷却的排气，用于输送到发动机上的进气歧管中。
2. 根据权利要求l所述的方法，其中排气热交换器单元具有由不 锈钢制成的管和散热片。
3. 根据权利要求l所述的方法，其中散热器包括两个单元，增压空气热交换器单元被布置成与一个散热器单元的表面相邻，并且排气 热交换器单元被布置成与另一个散热器单元的表面相邻。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中增压空气热交换器单元和排 气热交换器单元具有不同的核心件类型，所述核心件类型从由核心件 深度、散热片类型、散热片间距、散热片计数、管间距和管计数组成 的组选择。
5. 根据权利要求l所述的方法，其中增压空气热交换器单元和排 气热交换器单元被平行地布置成与散热器的相同表面相邻，以允许周 围空气连续地流动通过散热器以及增压空气热交换器单元和排气热交 换器单元。
6. 根据权利要求5所述的方法，其中增压空气热交换器单元和排 气热交换器单元被布置在散热器相对于周围空气流的下游，以允许周 围空气连续地流动首先通过散热器并随后通过增压空气热交换器单元 和排气热交换器单元。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中增压空气热交换器单元和排 气热交换器单元被布置成与散热器的相对表面相邻，所述增压空气热 交换器单元被布置在散热器的上游并且所述排气热交换器被布置在散 热器的下游，以允许周围空气连续地流动首先通过具有铝管和散热片 的增压空气热交换器并然后通过散热器，并允许周围空气连续地流动 通过散热器和随后通过具有由耐更高温度的材料制成的管和散热片的 排气热交换器单元。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中散热器包括两个单元，所述 增压空气热交换器单元被布置在上游与一个散热器单元相邻，并且所 述排气热交换器单元被布置在下游与另一个散热器单元相邻。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中增压空气热交换器单元和排 气热交换器单元具有不同的核心件类型，所述核心件类型从由核心件 深度、散热片类型、散热片间距、散热片计数、管间距和管计数组成 的组选择。
10. 根据权利要求8所述的方法，其中每个散热器单元都具有不 同的核心件类型，所述核心件类型从由核心件深度、散热片类型、散 热片间距、散热片计数、管间距和管计数组成的组选择。
11. 根据权利要求5所述的方法，其中增压空气热交换器单元和 排气热交换器单元是第一套增压空气热交换器单元和排气热交换器单 元，所述第一套增压空气热交换器单和排气热交换器单元布置在散热 器相对于周围空气流的下游，以允许周围空气连续地流动首先通过散 热器并随后通过第一套增压空气热交换器单元和排气热交换器单元， 并且还提供第二套增压空气热交换器单元和排气热交换器单元，在第 二套中的两个热交换器单元都具有铝管和散热片，用于冷却增压空气 和排气，所述第二套增压空气热交换器单元和排气热交换器单元布置 在散热器的上游，以允许周围空气连续地流动首先通过第二套增压空 气热交换器单元和排气热交换器单元并随后通过散热器，并且其中来 自散热器下游的增压空气热交换器单元的部分地冷却的增压空气输送 通过散热器上游的第二增压空气热交换器单元以进一步冷却增压空 气，并且在組合冷却的增压空气和冷却的排气以输送到发动机的进气 歧管中之前，来自散热器下游的排气热交换器单元的部分地冷却的排 气输送通过散热器上游的第二排气热交换器单元以进一步冷却排气。
12. 根据权利要求11所述的方法，其中增压空气热交换器单元或 排气热交换器单元中的至少一个具有不同核心件类型，所述核心件类 型从由核心件深度、散热片类型、散热片间距、散热片计数、管间距 和管计数组成的组选择。
13. 根据权利要求ll所述的方法，其中散热器包括两个单元，散 热器下游的第一套增压空气热交换器单元和排气热交换器单元布置成与一个散热器单元相邻，并且散热器上游的第二套增压空气热交换器 单元和排气热交换器单元布置成与另一个散热器单元相邻。
14. 根据权利要求13所述的方法，其冲增压空气热交换器单元或 排气热交换器单元中的至少一个具有不同核心件类型，所述核心件类 型从由核心件深度、散热片类型、散热片间距、散热片计数、管间距 和管计数组成的组选择。
15. 根据权利要求13所述的方法，其中每个散热器单元都具有不 同核心件类型，所迷核心件类型从由核心件深度、散热片类型、散热 片间距、散热片计数、管间距和管计数组成的组选择。
16. —种在内燃机中冷却来自涡轮增压器或增压器的增压空气和 来自排气再循环阀的再循环的增压空气的方法，包括提供用于对来自内燃机的液体发动机冷却剂进行空气冷却的散热器；提供一对组合的增压空气冷却器热交换器单元和排气冷却器热交 换器单元，第一热交换器单元具有由比铝抵抗更高操作温度的材料制 成的管和散热片，第二热交换器单元具有铝管和散热片，所述热交换 器单元布置成散热器相邻，以允许周围空气连续地流动通过散热器和热交换器单元；组合来自涡轮增压器或增压器的增压空气和来自排气再循环阀的 再循环的排气；使組合的增压空气和排气输送通过具有由耐更高温度的材料制成 的管和散热片的第一热交换器单元，以部分地冷却组合的增压空气和 排气；使部分地冷却的组合的增压空气和排气输送通过具有铝管和散热片的第二热交换器单元，以冷却组合的增压空气和排气；和将组合的冷却增压空气和排气输送到发动机上的进气歧管中。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中具有由耐更高温度的材料 制成的管和散热片的热交换器单元被布置在散热器相对于周围冷却气 流的下游，以允许周围空气连续地流动首先通过散热器并随后通过具 有由耐更高温度的材料制成的管和散热片的热交换器单元。
18. 根据权利要求17所述的方法，其中具有铝管和散热片的热交 换器单元被布置在散热器相对于周围冷却气流的上游，以允许周围空 气连续地流动首先通过具有铝管和散热片的热交换器单元并随后通过 散热器。
19. 根据权利要求16所述的方法，其中第一和第二热交换器单元 每个都具有不同的核心件类型，所述核心件类型从由核心件深度、散 热片类型、散热片间距、散热片计数、管间距和管计数组成的组选择。
20. 根据权利要求16所述的方法，其中所述第一热交换器单元具 有用不锈钢制成的管和散热片。
21. 根据权利要求16所述的方法，其中散热器包括两个单元，第 一热交换器单元被布置成与一个散热器单元的表面相邻，第二热交换 器单元被布置成与另 一个散热器单元的表面相邻。
22. 根据权利要求21所述的方法，其中第一和第二热交换器单元 每个都具有不同的核心件类型，所述核心件类型从由核心件深度、散 热片类型、散热片间距、散热片计数、管间距和管计数组成的组选择。
23. 根据权利要求21所述的方法，其中每个散热器单元都具有不 同的核心件类型，所述核心件类型从由核心件深度、散热片类型、散 热片间距、散热片计数、管间距和管计数组成的组选择。
24. —种在内燃机中冷却发动机冷却剂和来自涡轮增压器或增压 器的增压空气的方法，包括提供用于冷却发动机冷却剂的散热器，所述散热器具有相对的前 和后核心件表面和相邻所述表面的相对上端和下端，周围冷却空气流 动通过所述前和后核心件表面；提供用于冷却增压空气的增压空气冷却器，所述增压空气冷却器 具有上单元和下单元，每个增压空气冷却器都具有相对的前和后核心 件表面以及相邻所述表面的相对上端和下端，周围冷却空气流动通过 所述前和后核心件表面，所述上增压空气冷却器单元被布置成与散热 器的上端成重叠关系并与散热器的上端相邻，其中处在散热器的上端 处的一个面被设置成与上增压空气冷却器单元的一个面相邻，并且所 述下增压空气冷却器单元被布置成与散热器的下端成重叠关系并与散 热器的下端相邻，所述下增压空气冷却器单元的上端和下端被定向在 与散热器的上端和下端相同的方向上，其中在散热器的下端处的另一 个面被设置成与下增压空气冷却器单元的一个面相邻，每个增压空气 冷却器单元都具有不同的核心件类型，所迷核心件类型从由核心件深 度、散热片类型、散热片间距、散热片计数、管间距和管计数组成的 组选择，增压空气冷却器单元操作地连接，使得增压空气可以在所述 增压空气冷却器单元之间流动；使发动机冷却剂流动通过散热器，以冷却发动机冷却剂；使来自涡轮增压器或增压器增压空气顺次流动通过增压空气冷却 器单元，以冷却增压空气；和使冷却空气流动通过热交换器组件，使得冷却空气连续地流动通过散热器的上端和上增压空气冷却器单元，并且冷却空气连续地流动 通过下增压空气冷却器单元和散热器的下端。
25. 根据权利要求24所述的方法，其中增压空气冷却器单元中的 至少一个包括用于再循环的排气的冷却。
26. —种在内燃机中冷却发动机冷却剂和来自涡轮增压器或增压 器的增压空气的方法，包括个散热器单元都具有相对的前和后核心件表面、前和后表面之间的深 度以及与所述表面相邻的相对上端和下端，周围冷却空气通过流动所 述前和后核心件表面，所述散热器单元操作地连接，使得发动机冷却 剂可以在所述散热器单元之间流动；提供增压空气冷却器，所述增压空气冷却器具有用于冷却增压空 气的上单元和下单元，每个增压空气冷却器都具有相对的前和后核心 件表面以及与所述表面相邻的相对上端和下端，周围冷却空气流动通 '过所述前和后核心件表面，所述上增压空气冷却器单元被布置成以上 增压空气冷却器单元的上端和下端与上散热器单元成重叠关系并与上 散热器单元相邻，其中上散热器单元的一个面被设置成与上增压空气 冷却器单元的一个面相邻，并且下增压空气冷却器单元被布置成与下 散热器单元成重叠关系并与下散热器单元相邻，其中下散热器单元的 另一个面被布置成与下增压空气冷却器单元的一个面相邻，每个增压 空气冷却器都具有不同的核心件类型，所述核心件类型从由核心件深 度、散热片类型、散热片间距、散热片计数、管间距和管计数组成的 组选择，增压空气冷却器单元操作地连接，使得增压空气可以在所述 增压空气冷却器单元之间流动；使发动机冷却剂顺次流动通过散热器，以冷却发动机冷却剂；使来自涡轮增压器或增压器的增压空气顺次流动通过增压空气热 交换器单元，以冷却增压空气；和使冷却空气流动通过热交换器组件，使得冷却空气连续地流动通 过上散热器单元和上增压空气冷却器单元，并且冷却空气连续地流动通过下增压空气冷却器单元和下散热器单元。
27. 根据权利要求26所述的方法，其中增压空气冷却器单元中的 至少一个包括用于再循环的排气的冷却。
28. 根据权利要求26的所述的方法，其中每个散热器都具有不同 核心件类型，所述核心件类型从由核心件深度、散热片类型、散热片 间距、散热片计数、管间距和管计数组成的组选择。
29. —种在内燃机中冷却来自涡轮增压器或增压器的增压空气和 来自排气再循环阀的再循环的排气的系统，包括用于对来自内燃机的液体发动机冷却剂进行空气冷却的散热器；平行的增压空气热交换器单元和排气热交换器单元，所述增压空 气热交换器单元具有用于空气冷却增压空气的铝管和散热片，并且排 气热交换器单元具有用比铝抵抗更高的操作温度的材料制成的用于空 气冷却排气的管和散热片，增压空气热交换器和排气热交换器单元每 个都布置成与散热器的表面相邻，以允许周围空气连续地流动通过散 热器以及增压空气热交换器单元和排气热交换器单元；用于将来自涡轮增压器或增压器的增压空气运送到增压空气冷却 器单元以冷却增压空气的管道；用于将来自排气再循环阀的排气运送到排气热交换器单元以冷却 排气的管道；和用于组合冷却的增压空气和冷却的排气以输送到发动机上的进气 歧管中的管道。
30. —种在内燃机中冷却来自涡轮增压器或增压器的增压空气和 来自排气再循环阀的再循环的排气的系统，包括用于对来自内燃机的液体发动机冷却剂进行空气冷却的散热器； 一对组合的增压空气冷却器和排气冷却器热交换器单元，第一热 交换器单元具有用比铝能够抵抗更高的操作温度的材料制成的管和散 热片，第二热交换器单元具有铝管和散热片，热交换器单元被布置成 与散热器相邻，以允许周围空气连续地流动通过散热器和热交换器单 元； 用于组合来自涡轮增压器或增压器的增压空气与来自排气再循环阀的再循环的排气的管道；用于将组合的增压空气和排气运送到具有用耐更高温度的材料制 成的管和散热片的第一热交换器单元以部分地冷却组合的增压空气和 排气的管道；用于将部分地冷却的组合的增压空气和排气运送到具有铝管和散 热片的第二热交换器单元以冷却组合的增压空气和排气的管道；和用于将组合的冷却的增压空气和排气运送到发动机上的进气歧管中的管道。
31. —种组合的散热器和增压空气冷却器组件，包括用于冷却发动机冷却剂的散热器，所述散热器具有相对前和后核 心件表面以及与所述表面相邻的相对上端和下端，周围空气流动通过 所述前和后核心件表面；和用于冷却增压空气的增压空气冷却器，所述增压空气冷却器具有 上单元和下单元，每个增压空气冷却器单元都具有相对前和后核心件 表面以及与所述表面相邻的相对上端和下端，周围空气流动通过所迷 前和后核心件表面；所述上增压空气冷却器单元布置成与散热器的上端成重叠关系并 与散热器的上端相邻，其中在散热器的上端处的一个面设置成与上增 压空气冷却器单元的一个面相邻，使得周围空气可以连续地流动通过 散热器的上端和上增压空气冷却器单元，并且所述下增压空气冷却器单元布置成与散热器的下端成重叠关系并 与散热器的下端相邻，下增压空气冷却器单元的上端和下端定向在与 散热器的上端和下端相同的方向上，其中在散热器的下端处的另一个 面布置成与下增压空气冷却器单元的一个面相邻，使得周围空气可以 连续地流动通过下增压空气冷却器单元和散热器的下端，每个增压空 气冷却器单元都具有不同的核心件类型，所述核心件类型从由核心件深度、散热片类型、散热片间距、散热片计数、管间距和管计数组成 的组选择， 增压空气冷却器单元操作地连接，使得增压空气可以在所述增压 空气冷却器单元之间流动。
32. —种组合的散热器和增压空气冷却器组件，包括散热器，所述散热器具有用于冷却发动机冷却剂的上单元和下单 元，每个散热器单元都具有相对的前和后核心件表面、前和后表面之 间的深度和与所述表面相邻的相对上端和下端，周围冷却空气流动通 所述前和后核心件表面；和增压空气冷却器，所述增压空气具有用于冷却增压空气的上单元 和下单元，每个增压空气冷却器单元都具有相对的前和后核心件表面 以及与所述表面相邻的相对上端和下端，冷却空气可以流动通过所述 前和后核心件表面；所述上增压空气冷却器单元布置成以上增压空气冷却器单元的上 端和下端与上散热器单元端成重叠关系并与上散热器单元相邻，其中 上散热器单元一个面布置成与上增压空气冷却器单元的一个面相邻， 使得周围空气可以连续地流动通过散热器的上端和上增压空气冷却器 单元，并且所述下增压空气冷却器单元布置成与下散热器单元重叠关系并与 下散热器单元相邻，其中下散热器单元的另一个面布置成与下增压空 气冷却器单元的一个面相邻，使得周围空气可以连续地流动通过下增压空气冷却器单元和散热器的下端，每个增压空气冷却器单元都具有 不同的核心件类型，所述核心件类型从由核心件深度、散热片类型、 散热片间距、散热片计数、管间距和管计数组成的组选择，散热器单元操作地连接，使得发动机冷却剂可以在所述散热器单 元之间流动，并且增压空气冷却器单元操作地连接，使得增压空气可以在所述增压 空气冷却器单元之间流动。
全文摘要
一种用于在内燃机中冷却来自涡轮增压器或增压器的增压空气和来自排气再循环阀的再循环的排气的系统。该系统包括散热器和平行的增压空气热交换器单元和排气热交换器单元，所述增压空气热交换器单元具有铝管和散热片，用于空气冷却增压空气，所述排气热交换器单元具有不锈钢管和散热片。增压空气热交换器单元和排气热交换器单元每个都被布置成在相同或相对侧与散热器相邻。或者，提供一对组合的增压空气冷却器和排气冷却器热交换器单元，第一热交换器单元具有不锈钢管和散热片，第二热交换器单元具有铝管和散热片。热交换器单元布置在散热器的相对侧上。
文档编号F02B33/44GK101395357SQ200680053674
公开日2009年3月25日 申请日期2006年11月2日 优先权日2006年3月3日
发明者J·A·科尔伯 申请人:普罗里昂斯国际公司