专利名称：用于冷却增压空气的回路布置及这种回路布置的运行方法
技术领域：
本发明涉及一种用于冷却具有增压器的汽车中的增压空气的回路布置，以及这种回路布置的运行方法。
背景技术：
按照现有技术，为了提高发动机的效率，在汽车中使用增压器以提高发动机中的空气消耗量。在进行为此所需的压缩时，空气(下面称为增压空气)却由于在增压器中的压缩而变热。为了补偿由于增压空气变热而带来的压力损失，也就是说增加空气密度，而采用了空气冷却器，它被布置在前面的冷却模块中，用来冷却增压空气。增压空气从一个热交换器中穿过，而周围的空气也从热交换器中穿过并使它冷却。通过这种方式，增压空气可被降低到比周围空气温度高大约15K的温度。
另外已知的是，增压空气的冷却是通过一个冷却液回路进行的，如一个低温-冷却液回路，在这个回路中冷却液被冷却到一个很低的温度。通过这个低温冷却液，在增压空气/冷却液冷却器中的增压空气被冷却到一个规定的温度。这种低温-冷却液回路的连接有两种方式，即低温-冷却液回路与发动机冷却系统的支回路连为一体，或者作为一个单独的冷却液回路。在图8中是一种已知的低温-冷却液回路1，它用于对增压空气进行间接冷却。来自增压器V的压缩机的增压空气在一个增压空气/冷却液冷却器2中被冷却，接着被输往发动机M。一个低温-冷却液回路-泵NP使冷却液在低温-冷却液回路1中循环。冷却液从泵NP进入到增压空气/冷却液冷却器2中，在这里，冷却液对增压空气进行冷却，然后再输送到一个低温-冷却液-冷却器3中。除了低温-冷却液回路1外，还设置了一个主冷却液回路11。主冷却液回路11中的冷却液通过泵P循环，并从泵P输送到发动机M。按照冷却液的温度，通过节温器(Thermostat)12的调节，冷却液被送往主冷却器13，并再输送到泵P，或通过一个旁路14绕过主冷却器13直接到达泵P。在一个温度过渡范围内，冷却液流在节温器12被分成两个支流，一个支流流向主冷却器13，另一个支流流经旁路14。
这样一种回路布置还不能满足要求。
发明内容
本发明的目的就是改善前面所提及的回路布置。
这一目的由具有下述特征的回路布置实现。
本发明提供了一种回路布置，它具有一个低温冷却液回路，用于冷却具有一个增压器的汽车中的增压空气，它布置包括增压空气/冷却液冷却器，其中，在增压空气/冷却液冷却器的冷却液出口或紧接在它之后的位置设置一个温度传感器，用于测量冷却液出口温度。这样就可以根据从增压空气/冷却液冷却器流出的冷却液在冷却液出口的温度，对冷却液流量进行调节。在这里，传感器可以集成到增压空气/冷却液冷却器的出口中，或紧接在增压空气/冷却液冷却器之后，其中，到增压空气/冷却液冷却器的距离要尽可能地小，以保证一个最佳并且、特别迅速的调节。
温度可以直接通过一个由节温器构成的温度传感器测量，这样，就不再需要单独形成的调节阀或另外的冷却液流量调节装置。如果设置的是一种简单的温度传感器，那么就由一个调节阀或另一个冷却液流量调节装置根据测量值对冷却液流量进行调节。调节阀等可以布置在低温-冷却液-冷却器之前及增压空气/冷却液冷却器之前。它也可以布置在温度传感器之后。
温度传感器被优选地集成到一个用作冷却液管路的塑料件中，特别是注塑件中。
低温-冷却液回路优选地与一个主冷却液回路连接，以使冷却液在两个冷却液回路之间实现交换。
下面通过附图和两个实施例对本发明进行详细说明。其中，图1中是回路布置的第一个实施例，图2中是一个用于调节低温-冷却液-流量的节温器的特性曲线图，包括在增压空气/冷却液冷却器出口处的冷却液温度变化的情况下，低温冷却液回路的流量和主冷却液回路的流量之间的比例关系，图3是增压空气/冷却器冷却器的透视图，图4是传感器布置的一个改型的透视图，
图5是图4的一个仰视图，图6是一个图表，显示低温-冷却液-冷却器在不同运行点的冷却液流量的优化，同时显示增压空气的温度随着低温-冷却液回路流量和主冷却液回路流量之间的比例关系的变化而改变的情况，图7中是回路布置的第二个实施例，图8中是现有技术的回路布置。
具体实施例方式
图1中是一个回路布置K，它用于增压空气冷却和发动机冷却。在这里，一个低温-冷却液回路1与一个主冷却液回路11连接。一个增压空气/冷却液冷却器2和一个直接布置在前者之后的传感器4布置在回路布置K中用于增压空气冷却的部分。冷却液通过一个节温器5到达泵P。在这之后设置了一个分流点6，其中，流向发动机M部分将在后面详细说明。在分流点6之后，冷却液通过一个调节阀7到达低温-冷却液-冷却器3，并回到增压空气/冷却液冷却器2，在这里，压缩后的增压空气被冷却。冷却液的另一部分在分流点6之后流向发动机M。根据冷却液的温度，这一部分全部通过一个主冷却液冷却器13或一个旁路14再回到节温器5，或者，这一部分分成两个分流，分别通过主冷却液冷却器13和旁路14。
为了对增压空气的间接冷却进行优化，低温-冷却液回路中设置了冷却液流量的调节机构。在这里，增压空气/冷却液冷却器2的冷却液出口温度几乎不受外部温度的影响。因此，图6中所显示的关系可以在大部分的环境温度下适用。为了能尽快地对负荷变化作出反应，温度传感器4要尽可能地直接布置在增压空气/冷却液冷却器2的冷却液出口处。根据传感器4所获得的测量值，通过已知的方式对冷却液流量进行调节。
按照上述实施例，传感器4被集成到增压空气/冷却液冷却器2的冷却液出口中，如图3所示。由于将传感器集成到金属热交换器中会产生问题，所以按照第一个实施例，传感器4被集成到一个注塑件中，这个注塑件同时用于冷却液的分配。
图4和5中是增压空气/冷却液冷却器2中的传感器4的一个改型布置。在这里，温度传感器4由一个节温器构成，它具有一个作为执行器(Aktuator)的膨胀元件。这里的节温器具有一个最小流量(泄漏量)，以确保有关冷却液温度的信息在负荷突然变化的情况下可以迅速传送到执行器，并确保在低负荷范围内有足够的信息使增压空气被冷却。最大流量是指在全负荷的情况下，在增压空气/冷却液冷却器2中或之后的冷却液没有出现局部沸腾时的流量。开启的开始和结束取决于优化的流量调节所必需的温度水平(见图2中的节温器特性曲线)。泄漏流量和最大流量之间的范围是这样定义的增压空气/冷却液冷却器2的出口处的冷却液温度处于40℃和60℃之间的范围内时，节温器开始打开；当测量点的冷却液温度处于90℃和110℃之间时，节温器完全打开。在这里，当节温器完全打开时，冷却液的流量相当于节温器处于关闭状态下所设定的泄漏量的2到4倍。按照这个实施例，冷却液流量增加的趋势为线性，但也可以是递增、递减或非连续的。
与通过节温器的直接调节不同的是，按照第一个实施例，根据温度传感器4所测得的冷却液温度，通过调节阀7进行调节，而这个阀布置在低温冷却剂回路1中的低温-冷却液冷却器3之前。
图7中是回路布置K的第二个实施例。在这里，调节阀7布置在温度传感器4之后。此外，回路布置K的第二个实施例和第一个实施例除了下面所述基本相同，即节温器5布置在主冷却液回路中的旁路分流点处，而不是布置在旁路回到主冷却液回路的路线上。
增压空气/冷却液冷却器对冷却液流量进行的调节，特别是通过一个电调节器进行和/或通过温度传感器、特别是节温器的加热进行。
增压空气/冷却液冷却器对冷却液流量的调节，要优选地考虑到特别是汽车驱动马达的转速和/或负荷、汽车的行驶速度、外部温度和/或环境压力。
标号说明1低温-冷却液回路 2增压空气/冷却液冷却器3低温-冷却液冷却器4传感器5节温器 6分流点7调节阀 11主冷却液回路13主冷却液冷却器 14旁路K回路布置 M发动机NP低温冷却液回路泵P泵
权利要求
1.具有一个低温冷却液回路(1)的回路布置，用于冷却具有增压器的汽车中的增压空气，该回路布置包括一个增压空气/冷却液冷却器(2)，其特征在于，在增压空气/冷却液冷却器(2)的冷却液出口或紧接在它之后的位置设置一个温度传感器(4)，用于测量冷却液出口温度。
2.根据权利要求1所述的回路布置，其特征在于，根据所测得的冷却液温度，对冷却液流量进行调节。
3.根据权利要求1或2所述的回路布置，其特征在于，温度传感器(4)是一个节温器。
4.根据上述权利要求之一所述的回路布置，其特征在于，温度传感器(4)被集成到一个用作冷却液管路的塑料件中。
5.根据权利要求4所述的回路布置，其特征在于，塑料件通过塑料注射成型。
6.根据上述权利要求之一所述的回路布置，其特征在于，低温-冷却液回路(1)与一个主冷却液回路(11)连接，以使冷却液实现交换。
7.根据权利要求6所述的回路布置，其特征在于，在低温-冷却液回路(1)中布置有一个调节阀(7)。
8.根据权利要求7所述的回路布置，其特征在于，调节阀(7)布置在低温-冷却液-冷却器(3)或增压空气/冷却液冷却器(2)之前。
9.根据上述权利要求之一所述的回路布置，其特征在于，将来自增压空气/冷却液冷却器(2)的冷却液在一个泵(P)之前输送到主冷却液回路(11)中。
10.回路布置(K)的运行方法，其中，这个布置具有一个低温冷却液回路(1)，用于冷却具有一个增压器的汽车中的增压空气，并包括一个增压空气/冷却液冷却器(2)，其特征在于，增压空气/冷却液冷却器(2)对冷却液流量的调节，取决于在增压空气/冷却液冷却器(2)所测得的冷却液温度。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，增压空气/冷却液冷却器(2)对冷却液流量的调节，依据汽车驱动马达的转速和/或负荷、汽车的行驶速度、外部温度和/或环境压力。
全文摘要
本发明涉及一种具有一个低温－冷却液回路(1)的回路布置(K)，用于冷却具有增压器的汽车中的增压空气，该回路包括增压空气/冷却液冷却器(2)。在增压空气/冷却液冷却器(2)的冷却液出口或紧接在它之后的位置设置一个温度传感器(4)，用于测量冷却液出口温度。本发明还涉及这种冷却回路(K)的运作方法。
文档编号F01P7/16GK1898462SQ200480038120
公开日2007年1月17日 申请日期2004年12月15日 优先权日2003年12月19日
发明者托马斯·霍尔茨鲍尔, 罗尔夫·米勒, 埃伯哈德·潘托, 萨拉·帕尔芒捷, 艾克·维勒斯 申请人:贝洱两合公司, 贝洱热工公司