用于与车辆冷凝器一同使用的主动密封件装置的制造方法
【专利摘要】公开一种与车辆的散热器和冷凝器相关联的主动密封件装置。提供至少一个可移动的密封件。该密封件选择性地在空气限制关闭位置与空气通过打开位置之间移动。该密封件可枢转地与散热器和冷凝器中的其中一个或另一个相关联。可替代地，可移动的密封件可滑动地连接至安装在散热器与冷凝器之间的侧壁。与至少一个传感器相关联的位置控制器调节密封件的位置。在高冷凝器负载时，例如在炎热天气期间当车辆怠速时或车辆以非常低的车辆速度行驶时，密封件移动至其空气限制关闭位置。在高动力系统冷却需求期间，例如在炎热温度中，或当攀登上坡时，或带有大拖车或有效负载时，密封件移动至其空气通过打开位置。
【专利说明】
用于与车辆冷凝器一同使用的主动密封件装置
技术领域
[0001]本公开的发明概念总的来说涉及用于车辆冷凝器的增强的热传递。更具体地，本公开的发明概念涉及具有主动密封件的冷凝器，该主动密封件选择性地在打开位置与关闭位置之间移动以实现高效的冷凝器热传递。密封件被打开以允许冷凝器旁路气流，因此经由增加的散热器入口气流实现改善的发动机冷却。在高冷凝器负载期间，例如在炎热天气中当车辆怠速或以低速行驶时，密封件被关闭。
【背景技术】
[0002]常见的流体冷却内燃发动机主要依靠轴流式风扇以通过流体至空气热交换器或散热器从车辆的外侧吸收冷空气用于冷却。已经做出各种努力以改善冷却，包括增加散热器的流体容量，增加风扇叶片的尺寸或数量，以及改变风扇叶片的间距。
[0003]取决于车辆的类型和其用途，冷却系统需求变化广泛。许多卡车项目具有这样的问题:由于最大散热器气流而要求最大冷却量，尤其是在炎热天气以及牵引重负载、上坡、带有或不带有大拖车期间。
[0004]除了基于车辆类型和用途的变化，HVAC需求也在冷却系统效率中起到重要作用。空气调节系统也必须经由冷凝器使离开制冷剂回路的热传递最大化。这些情况在高环境温度和低速时是最需要的。因为大部分的冷却包装都具有从散热器后面拉动的冷却风扇，必要的是冷凝器(定位在散热器前部)在其周界周围对散热器密封。
[0005]在卡车项目(尤其是在大排量发动机和/或带有促进高牵引能力的涡轮增压器和增压空气冷却器的动力系统中)的发展过程中，动力系统冷却发现在高动力系统需求期间去除以上提及的侧部密封件的需要。相反地，在炎热天气中的低速和怠速情况中，空气调节系统需要这些侧部密封件保持就位。
[0006]因此在车辆技术的如此多的领域内，一直存在涉及用于流体冷却内燃发动机的冷却装置的改进空间。
【发明内容】
[0007]本公开的发明概念可克服与用来提高与内燃发动机一起使用的冷却系统的效率的已知努力相关的问题。具体地，本公开的发明概念提供与冷却系统的散热器和冷凝器相关的主动密封件装置。提供至少一个可移动的密封件。该可移动的密封件选择性地在空气限制关闭位置与空气通过打开位置之间移动。
[0008]可移动的密封件可枢转地与散热器和冷凝器中的其中一者或另一者相关联。可替代地，可移动的密封件可滑动地连接至安装在散热器与冷凝器之间的侧壁。无论可移动的密封件是可枢转的还是可滑动的，其都与位置控制器相关联。控制器自身与一个或多个传感器相关联。一个或多个传感器可选自由环境空气温度传感器、散热器冷却剂温度传感器、冷凝器流体温度传感器、车辆速度传感器、发动机RPM传感器、坡度传感器以及变速箱速档选择器传感器组成的组。
[0009]在高冷凝器负载期间，密封件可选择性地移动至其空气限制关闭位置。在炎热天气期间当车辆怠速和/或车辆以非常低的车辆速度行驶时通常会出现这种情况。在高动力系统冷却需求期间，例如在炎热天气中，或当攀登上坡时，或带有大拖车或有效负载时，密封件可选择性地移动至其空气通过打开位置。
[0010]当结合附图时，以上优势和其他优势及特征从以下优选实施例的详细的描述中将是显而易见的。
【附图说明】
[0011]为了更完全地理解本发明，现应参照在附图中被详细示出并且以本发明的实例的方式被描述的实施例，其中:
[0012]图1示出了根据本公开的发明概念的第一实施例的用于散热器和冷凝器的主动密封装置的侧视立体图，其中主动侧部密封件处于它们的空气限制关闭位置；
[0013]图2示出了图1的主动密封装置的俯视图，其额外地示出了控制器和相关联的传感器的图解视图；
[0014]图3示出了类似于图1的视图，但是示出主动侧部密封件处于它们的空气通过打开位置；
[0015]图4示出了在图3中示出的装置的俯视图，其中主动侧部密封件处于它们的空气通过打开位置；
[0016]图5示出了根据本公开的发明概念的第二实施例的用于散热器和冷凝器的主动密封装置的侧视立体图，其中主动密封件处于它们的关闭、空气限制位置；以及
[0017]图6是类似于图5的视图，但是示出主动侧部密封件移动至它们的空气通过打开位置。
【具体实施方式】
[0018]在以下附图中，相同的参考标号将用于指代相同的部件。在以下的描述中，各种操作参数和部件被描述用于不同构造的实施例。这些具体参数和部件作为实例被包括并且并不意在限制。
[0019]本公开的发明概念可在任意数量的车辆(包括自动车辆和卡车)中找到应用。本公开的发明概念还可在利用流体至空气热交换器或与流体冷凝器结合的散热器的任何系统中找到应用。
[0020]图1至图4示出了根据本公开的发明概念的第一实施例的用于散热器和冷凝器的主动密封装置。图5和图6示出了根据本公开的发明概念的第二实施例的用于散热器和冷凝器的主动密封装置。应当理解，如所示出的主动密封装置的例示的整体构造是提示性的并且并不意在限制，因为除了这些例示之外的散热器和冷凝器的可替代构造也是可能的。例如，散热器和冷凝器中的一者或两者可更深、更窄、更宽或更高。此外，主动密封件的形状、放置和整体构造可与在附图中例示的那些不同。
[0021]参照图1和图2，示出了用于内燃发动机的主动密封装置，通常如标号10所示。该主动密封装置10包括以已知方式(未示出)与车辆的内燃发动机相关联的散热器12以及以已知方式(未示出)与车辆的空气调节系统相关联的冷凝器14。箭头示出了气流从车辆外侧流至冷凝器14并且通过冷凝器14，然后流至散热器12并且通过散热器12。牵引器风扇(pullerfan)16按照惯例如在图2中所示地设置在散热器12后面。
[0022]根据本公开的发明概念的第一实施例，可移动的相对密封件18和18’可枢转地连接至散热器12。如在图1和图2中所示，可移动的相对密封件18和18’被定位在散热器12的侧面上。然而，应当理解，一个或多个可移动的密封件能够额外地或可替代地连接至散热器12的上部或下部。可移动的相对密封件18和18 ’可由任意合适的材料组成，这些材料包括但不限制于金属或聚合材料，例如ABS塑料。
[0023]可移动的相对密封件18和18’的运动和位置可被选择性地调节。可移动的相对密封件18和18’可通过包括但不限制于气动、液压、真空压力或机动化系统的多种方式中的任一种方式被移动。优选地但不唯一地，可移动的相对密封件18和18’的运动由通常地如标号20所示的传感器系统控制。传感器系统20包括可操作地与可移动的相对密封件18和18’相关联的控制器22以及对各种条件取样的多个机械或电子界面元件。优选但不唯一地，该界面元件是传感器。传感器可包括但不限制于环境空气温度传感器24、车辆速度传感器26、散热器冷却剂温度传感器28、冷凝器流体温度传感器30、发动机RPM传感器32、坡度传感器34、以及变速箱速档选择器传感器36。还可提供可替代的或额外的传感器。
[0024]图1和图2中示出可移动的相对密封件18和18’处于它们的空气限制关闭位置。在高冷凝器负载期间，例如在炎热天气期间当车辆怠速时和/或当车辆以非常低的车辆速度行驶时，上述位置由传感器系统20选择。
[0025]然而，在高动力系统冷却需求的情况中，例如在炎热天气中，或当攀登上坡时，或带有大拖车或有效负载时，可移动的相对密封件18和18 ’可被打开以允许气流绕过冷凝器14并且因此增加进入散热器12中的冷却空气的流量。这种情况在图3和图4中示出，其中可移动的相对密封件18和18’已经移动至它们的空气通过打开位置。
[0026]应当注意的是，尽管图1和图2示出了可移动的相对密封件18和18’处于它们的空气限制关闭位置，并且图3和图4示出了可移动的相对密封件18和18’处于它们的空气通过打开位置，但是该可移动的相对密封件18和18’可移动至在图1和图2所示的完全关闭位置与图3和图4所示的完全打开位置之间的中间位置。完全关闭位置、完全打开位置以及中间位置由传感器系统20选择性地决定。此外，尽管图1和图2示出两个可移动的相对密封件18和18’为同时关闭的，并且图3和图4示出两个可移动的相对密封件18和18’为同时打开的，但是应当理解，可移动的相对密封件18和18’中的每一者可单独地移动，使得一个密封件关闭同时另一个密封件打开。
[0027]参照图5和图6，用于内燃发动机的主动密封装置通常地如标号50所示。该主动密封装置50包括以已知方式(未示出)与车辆的内燃发动机相关联的散热器52以及以已知方式(未示出)与车辆的空气调节系统相关联的冷凝器54。箭头示出了气流从车辆的外侧流至冷凝器54并且通过冷凝器54然后流至散热器52并且通过散热器52。
[0028]根据本公开的发明概念的第二实施例，可移动的相对密封件56和56’分别可滑动地设置在第一侧壁58和第二侧壁58’中。可移动的相对密封件56和56’可通过包括但不限制于气动、液压、真空压力或机动化系统的多种方式中的任一种方式移动。
[0029]如在图5中所示，可移动的相对密封件56和56’在散热器52与冷凝器54之间定位在侧壁58和58’中。然而，应当理解，一个或多个可移动的密封件能够额外地或可替代地连接至上壁或下壁(未示出)，其中上壁和下壁也可定位在散热器52与冷凝器54之间。可移动的相对密封件56和56’以及侧壁58和58’可由任意合适的材料制成，这些材料包括但不限制于金属或聚合物材料，例如ABS塑料。
[0030]与图1至图4中的可移动的相对密封件18和18’一样，可移动的相对密封件56和56’的位置也是可选择性地调节的。在图2中示出并且以上关于图2讨论的传感器系统20可操作地与可移动的相对密封件56和56’相关联以起到相同的作用。
[0031]图5中示出可移动的相对密封件56处于其空气限制关闭位置。尽管图5中未示出，但是应当理解，可移动的相对密封件56’也可移动至其空气限制关闭位置。如关于本公开的发明概念的第一实施例的以上所述，在高冷凝器负载期间，例如在炎热天气期间当车辆怠速时和/或当车辆以非常低的车辆速度行驶时，该空气限制关闭位置由传感器系统20选择。
[0032]然而，在高动力系统冷却需求的情况中，例如在炎热天气中，或当攀登上坡时，或带有大拖车或有效负载时，可移动的相对密封件56和56’可被打开以允许气流绕过冷凝器54并且因此增加进入散热器12中的冷却空气的流量。这种情况在图6中示出，其中可移动的相对密封件56和56’已经移动至它们的空气通过打开位置。
[0033]应当注意的是，尽管图5示出可移动的相对密封件(其中可移动的相对密封件56被示出)处于它们的空气限制关闭位置，并且图6示出可移动的相对密封件56和56’处于它们的空气通过打开位置，但是该可移动的相对密封件56和56’可移动至图5所示的完全关闭位置与图6所示的完全打开位置之间的中间位置。如以上讨论的本公开的发明概念的第一实施例的情况，完全关闭位置、完全打开位置以及中间位置由传感器系统20选择性地决定。可移动的相对密封件56和56’可被同时关闭、同时打开或一个被独立地关闭且另一个被独立地打开，如由传感器系统20最佳决定。
[0034]由于至少以上原因，如前所述的本公开的发明克服了用于内燃发动机的已知空气冷却系统面对的挑战。然而，本领域中的技术人员将从这种讨论、以及从附图和权利要求中容易地认识到，在不背离由以下权利要求限定的本公开的真实精神和公平范围的情况下可进行多种改变、修改和变化。
【主权项】
1.一种用于车辆的冷却系统，包括: 热交换器组件，所述热交换器组件包括散热器以及与所述散热器间隔开的冷凝器，因而在所述散热器与所述冷凝器之间形成有间隙； 与所述组件相关联的可移动的密封件，所述可移动的密封件选择性地在间隙气流阻挡位置与间隙气流允许位置之间移动；以及 可操作地与所述密封件相关联的密封件位置控制器。2.根据权利要求1所述的用于车辆的冷却系统，其中，所述可移动的密封件可枢转地连接至所述组件。3.根据权利要求1所述的用于车辆的冷却系统，其中，所述可移动的密封件可枢转地连接至所述散热器。4.根据权利要求1所述的用于车辆的冷却系统，进一步包括定位在所述散热器与所述冷凝器之间的侧壁。5.根据权利要求4所述的用于车辆的冷却系统，其中，所述密封件是门，所述门可滑动地定位在所述侧壁上。6.根据权利要求1所述的用于车辆的冷却系统，进一步包括可操作地与所述密封件位置控制器相关联的传感器。7.根据权利要求6所述的用于车辆的冷却系统，其中，所述传感器为温度传感器。8.根据权利要求6所述的用于车辆的冷却系统，其中，所述传感器选自由环境空气温度传感器、散热器冷却剂温度传感器、冷凝器流体温度传感器、车辆速度传感器、发动机RPM传感器、坡度传感器以及变速箱速档选择器传感器组成的组。9.一种用于与发动机冷却系统一同使用的主动密封件装置，所述发动机冷却系统具有第一热交换器和第二热交换器以及在所述第一热交换器与所述第二热交换器之间的间隙，所述装置包括: 连接交换器的第一密封件，所述第一密封件选择性地在间隙气流阻挡位置与间隙气流允许位置之间移动；以及 连接至交换器的第二密封件，所述第二密封件选择性地在间隙气流阻挡位置与间隙气流允许位置之间移动。10.根据权利要求9所述的主动密封件装置，其中，所述第一密封件可枢转地连接至交换器。11.根据权利要求9所述的主动密封件装置，其中，所述第一密封件和所述第二密封件均可枢转地连接至交换器。12.根据权利要求9所述的主动密封件装置，进一步包括定位在所述交换器之间的侧壁。13.根据权利要求12所述的主动密封件装置，其中，所述第一密封件与所述第二密封件中的至少一者为门，所述门可滑动地定位在所述侧壁上。14.根据权利要求9所述的主动密封件装置，进一步包括可操作地与所述第一密封件和所述第二密封件相关联的位置控制器。15.根据权利要求14所述的主动密封件装置，进一步包括与所述位置控制器相关联的传感器，所述传感器为温度传感器。16.根据权利要求14所述的主动密封件装置，进一步包括与所述位置控制器相关联的传感器，所述传感器选自由环境空气温度传感器、散热器冷却剂温度传感器、冷凝器流体温度传感器、车辆速度传感器、发动机RPM传感器、坡度传感器以及变速箱速档选择器传感器组成的组。17.—种用于与发动机冷却系统一同使用的主动密封件装置，所述发动机冷却系统具有第一热交换器和第二热交换器以及在所述第一热交换器与所述第二热交换器之间的间隙，所述装置包括: 连接交换器的密封件，所述密封件选择性地在间隙气流阻挡位置与间隙气流允许位置之间移动； 可操作地与所述密封件相关联的密封件位置控制器；以及 可操作地与所述控制器相关联的温度传感器。18.根据权利要求17所述的主动密封件装置，其中，所述密封件为枢转密封件。19.根据权利要求17所述的主动密封件装置，其中，所述密封件为滑动密封件。20.根据权利要求17-19中任一项所述的主动密封件装置，其中，所述温度传感器选自由空气温度传感器和流体温度传感器组成的组。
【文档编号】F01P7/10GK105822403SQ201610037195
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年1月20日
【发明人】史蒂文·大卫·埃里克
【申请人】福特环球技术公司