专利名称：车辆内的冷却器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按照权利要求1前序部分的车辆冷却器装置。
技术背景供应给增压式发动机的空气的量取决于空气的压力，但也取决于空气的^it o要向内燃机供应最大数量的空气，必须在中冷器内的压縮空气被输送给内燃m^ 前将这些压縮空气进行冷却。位于辅前部位置的中冷器内的压縮空气通常舰 周围的空气进行冷却。因此，压縮空气通常被冷却到基本等于环境鹏的鹏。 在冷的天气条件下，中冷器内的压縮空气通常被冷却到的温度低于空气的露点温度，这导致中冷器内的水汽以液体形式降水。当环境空气的驢低于(TC时，也就 存在这样的危险，即所降落的水在中冷器内 冰。如此的冰结构会或多或少地 弓胞中冷器内气体流动通道的卩腫，而导致流到内燃机的空气流量的减少和相应 的操作故障或停车。已知的EGR (itn帮盾环)技术是一种将来自燃^l程的im的一部分在内燃机中再循环的已知方式。再循环的废气与内燃机的m空气混合，之后混^体被送到内燃机的的汽缸。废气与空气的混合引起更低的燃烧温度，于是尤其导 致約内織化物NOx的含量降低。这种技术肯滩用于四冲禾拨动机和柴油发动 机。在它们与m空气混合之前，帮盾环的im至少在一个EGR7转卩器内7转卩。 ffl31环境空气辨卩帮盾环J^n的EGR7转卩器的4顿是一种已知的实践。因此，再 循环的j^也被冷却至隨本等于环境皿的^。废气含有水蒸气，当Jt^被冷 却到低于水蒸气的露点驢的鹏时，这些水蒸气会在EGR7轴口器内冷凝。在环 境空气的》鹏低于(TC时，也存在这样的危险，即冷凝后的水在EGR 7转卩器内凝 结成冰。这样的冰结构会或多或少地引起EGR冷却器内j^流动通道的阻塞，从 而增加^中 化物的^*。 发明内容本发明的目的^Hf共一种冷却器，，其包括用彩賴口气M质的气冷式冷 却器，于是防止气絲质冷却到最低可接受鹏以下，即使在冷却空气处于非常低的M的情况下。该目的舰械面擬啲种类的、期寺征是在权利要求l的特征部分描述的 冷却器装置得到实现。按照本发明，所述冷却器装置包括就冷却空气的流动方向而言安装在冷却器上謝立置的供热元件。在Jt4口器内的介质有被冷却至u低于最低可接受温度的危险的情况下，{共热元件将被启动，于是它加热流过供热元件的气 体。因此，当冷却气流到达下靴置的冷却器时，它处于比环境驗高的鹏。 所述气流有效地被加热到至少等于介质的最低可接受驢的纟鹏，于是保证冷却器内的气絲质不会辛炒脱气流冷却至U低于最低可接受鹏的鹏。包括空气的气絲质含有水蒸气。当这样的气絲质被冷却至u低于水蒸气的露点的鹏时，液体形式的7K将在7转P器内降落。如果气齢质被7转瞎舰于o'C的驗，降落的 水将在冷却器内冷 疑成冰。前述的介质的最低可接受温度主要指气M质不被冷却到(TC以下的温度，低于(TC会导致冷却器内出现冰，但是实际上，为了保证在 冷却器中的任一，分不会出现冰结构，几度的安全余量也是可以采用的。然而 这样的可能性不应被排除，即戶脱劇氐可接受m可以指其它驗和除了形成冰 以外的其它现象，比如希望防止y转職内的太多的冷凝水。按照本发明的雌实施例，戶;M7糊器是中冷器，戶脱介质是被送至呐燃机 的压縮空气。多数柴油动力内燃机和许多汽油动力内燃机是增压式的，艮咜们包 括口狀并1缩要被超呐燃机的周围空气的涡轮单元。戶;M^i围空气包含水蒸气， 水蒸气的量会随着周围空气的含水量发生变化。当压縮空气比环境压力下的空气具有更高的露点时，通常难以防ih7jc蒸气在冷却器内的凝结。然而，压縮空气不 能在7^卩器内被y^P到低于(TC的，，因为这会导致冷凝后的水冻结成冰。戶， 7袖器可以是EGR7转P器，戶;M介质可以是帮盾环到内燃机的鹏。航包含相 对大比例的水蒸气，其可能在EGR7賴口器内冷凝。帮盾环it^^鹏不肯统EGR 7转卩器内撤糊至舰于(TC的皿，因为这会导致冷凝后的7jC在EGR m口器内冻 结成冰。按照本发明的另一个实施例，戶M^铜ms包括控制单元，^fe自至少一个传感器的信息的基础上启动供热元件，所述传,检测与冷却器内气M质的温度相关的参数。戶;f^制单元可以是设有软件的计算机单元，所述软件用来评价何时需要启动供热元件。因此戶脱供热元件會辦在辅操作过程中a3ffi制单元自动地被启动和关闭。可选择地或组射也，戶;MS制装置可以包括按钮等形式的操作装置，MM作CT能够手动启动供热元件。所述传自可以是用来检测 冈卿漓开冷却器的气絲质的驢的驢传麟。因为气絲质在它流过冷却器 时被逐渐冷却，所以当它离开冷却器时处于它的劇ffi度。如果当气M质离开 冷却器时，它的温度至少对应最低可接受温度，它就不可能在流经冷却器的任何 一点处于更低的 鹏。按照本发明的另一优选实施例，所述供热元件是热交换器，在存在冷却器内 的气絲质会冷却到最低可接受鹏以下的情况时，供热介质^31热交换器。这 样的热交换器的结构是这样的，即在冷却气流到达下游位置的冷却器之前，需要 它对冷却气流M^效的和基本均匀的加热。所腿制装置包括阔装置，舰阀 装置调 热介质到热交换器的供应是可能的。通过在需要的JiS放置戶，阀装 置，會辦容易地并可靠地调衝共热介质至i傲交换器的流动。所述阀體的结构是 这样的，即允许可调节的设定供热介质向热交换器的流动。按照本发明的另一,实施例，所述供热介质是在用来^i口内燃机的7t4P系 统中使用的冷却液。在内燃机的操作过程中，冷却系统中的冷却液通常会处于基 本叵定的相对较高的、鹏。因此，非常有利的是，4顿此处的冷却液作为供热介 质。如果一些其它的冷却系统被用于冷却车辆的一些部件，在该冷却系统中的冷 却液可以用作供热介质。直接或间接地被来自内燃机的废气加热的供热介质也能 够使用。在冷却系统的冷却液需要附加冷却时，所述控制装置也可以用来开始冷 却液向热交换器的供应。用于冷却内燃机的冷却系统也正^向于用于冷却其它 的 5部件，比如自器和帮盾环废气。在冷却系统的普通散热器不足以保持冷 却衝氐于最^l接受驢的情况下，所述热交换器可以被启动并用作附加的冷却 器。可选择地，需辦却的部件比如磁器一旦鹏动，就可以启动戶脱热交换 器。有利地，戶腐供热元件和戶;M冷却^I皮安驗辅前部的区域内。戶脱供热 元件将至少部分地位于散热器的前方。在这样的情况下，车辆的向前运动以及可 肯巨加上散热器，会在特定方向产生气流，该气流在涼过散热器之前首先^1供 热元件。
参照下列附图描述本发明的,实施方案，其中 图1是按照本发明的实施例的^的7賴卩器，。
具体实施方式
图1描述的是由增压内燃机2供给动力的车辆1。车辆1可以是由增压柴油 发动机供会歸力的翻辅。从内燃机2的汽缸排出的jt^斑j^多支管3被送至Ui^管4。 ffitn管4内的jt^，其压力大于大气压，被送到涡轮丰;ii且的涡轮5。涡轮5由此被ilf贿驱动动力，戶腿驱动动力纟M^f牛被传送给压縮机6。 压縮机6使用该动力来压縮空气，然后空气^l空气过滤器7被itiait入管8。中 冷器9布置皿入管8内。中冷器9布置在车辆1前部的A区域。中冷器9的功 能是在iBS空气被送到内燃机2之前7转口这些压縮空气。M散热器M 10弓胞 周围空气沿眷瞎定方向^1中冷器9，压縮空气在中冷器9内ilil周围空气进行冷 却。^ffi当的连樹牛由内燃机2给散鄉鋪10^f共动力。为了航的帮盾环，内燃机2设有EGR (數帮盾环)系统。将戯添加到 要送到内燃机汽缸的压縮空气，使得燃烧M降低，并由此使在燃烧过程中形成 的織化物(NOx)的含量斷氏。用于戯Sf盾环的回流管lli/J^管4延伸到 iftA管8。回流管11包括EGR阀12， i!5iEGR阀12肯辦关闭在回流管11内的 jtn流。EGR阀12也可以用来^g制力Ait气管4会Si回流管11被送到54A管 8的Jtn的量。回流管11包括对itn进行第一阶段冷却的第一 EGR冷却器14和 对航进行第二阶段冷却的第二EGR冷却器15。在增压柴油发动机2中，在具体 的工作劍牛下，賠管4内的賠压力会低^SA管8内的臓空气的压力。在 这样的情况下，没有特ra助手段不能将回流管11内的Jtn直接与进入管8的压 縮空气混合。为此，例如可能^顿文氏管16。如果内燃机2是增压四冲禾拨动机， 回流管ll内的i^會嫩直掛皮送到aA管8，因为基tt所有的工作^^牛下四冲 禾M^:动机的废气管4内的JtniE力都会tt3tA管8内的压縮空气的压力高。当废 气已经与iaX管8的压縮空气混合后，混仏体经过多支管17被凝l讷燃机2的 各个汽缸。M含有循环冷却液的冷却系统以传统的方式对内燃机2进行冷却。M:冷 却、麟18戶;ft^糊航7转口系统内循环。7转口系舰包括直温器19。 7转口系统内 的冷却液意图在安，车辆1 "部分的、就区域A的气流方向而言处于中冷器 9和第二 EGR 7辨口器15的下游的散热器20内进行冷却。冷却系统内的^iP液还 用来使帮盾环戯经魏一 EGR 7糊器14的第一阶段7转卩。为此，辨卩系统包 括采用髓21形式的支管，其首先粉tt喊弓倒第一EGRH^器14以用于帮盾 环J^的第一阶段7賴卩。第一EGRJt4P器14被安驗内Jim2上^m在其Pf傲。再循环废气此时从大约500^60(TC的^g被冷却到冷却液的^附近，其通常在 70-9(TC的范围。当7賴(7液己纟SM:第一EGR;ti(l器14后，它被超l胸錢22。电控制单元 23，其翻带棘件23a的计^la单元的形式，用于在各个健放置阀體22。 当控制单元将阀體22方爐在第一位置时，7转口液m^— EGR 7转卩器14送到 管道24，其加入来自内燃机2的冷却液。7转口液经过管道24被送到散热器20， 在被重新用于内燃机2的冷却或者第一EGR冷却器14内再循环废气的冷却之前， 冷却液在散《織内被7賴f]。当控制单元23将阀驢22方燈綠二健时，来自 第一 EGR ^ifl器14的7t4P^^lf^ 25被送到热交换器26。热交换器26安装 在就区域A的y賴卩气流的特定方向而言处于中冷器9和第二 EGR冷却器15上游 的位置，于是^31热交 奂器26的气体的至少大部分也、M:中冷器9和第二 EGR 冷却器15。为了将阀装置22放置在正确的位置，控制单元23接收来自第一， 传麟27和第二驢传繊28的信息。第一鹏传麟27检测刚刚离开中7错 9的ra空气的、皿。第二皿传感器28检测刚刚离开第二 EGR冷却器15的再 循环itn的，。控制单元23还接喊自第三传^29的信息，織三传自 检测冷却内燃机2后的冷却液的温叟。祀比情况下，中冷器9内的目空气和第二 EGR 7转P器15内的再循环itn 被周围空气的7摊卩气流冷却。因此，可能的是，将压縮空气和废气冷却到基本等 于环^^S的，。戶皿空气和i^被冷却，从而它们占据更小的体积，于是使 得供应大量的空气和积盾环i^到内燃机的汽缸成为可能。当环境鹏低时，压 縮空气中的7jC汽在中冷器9内冷凝，废气内的7jC汽在第二EGR7转口器15中冷凝。 如果环境鹏低于(TC，也存在冷^7K在各个7转卩器9、 15内冻结成冰的危险。由 此，中7错9内的气itM和第二EGR7轴l]器内的Jtn潦aiit可能变得卩腺。因 此，压縮空气和J^不应当撤转卩到(TC以下的鹏。在内燃机2的工作过程中，控制单元23接收来自第一传感器27和第二传感 器28的信息，第一传感器27涉23JBi空气己经在中冷器9内被7tiP后的温度， 而第二传離28涉及^f盾环ini已经錢二 EGR )t4p器15内被7賴口后的驢。 控制单元23 )1雜收至啲、鹏值与参照值进行比较。为了防止在中7错9和第二 EGR冷却器15内形成冰，可以使用0'C的参照皿。为了防止中冷器9和第二 EGR 7物器15内形成冰而鄉安全縫，控制单元23可以)|雜,啲》驢值与稍微高于(TC的参照驗进行比较。只雞制单元23接收的来自第一传離27的信息， 即在中冷器9内冷却之后的iM空气的温度，高于参照^，并且接收的来自第 二传自28的信息，即再4盾环^的温叟，高于参照温度，控制单元23就将阀 ^S皿^一^g，于是循环流31第一EGR 7賴口器14的7賴口液被超ij^i卩系 统的普通散鄉20。
匕时，没有7賴卩液被送到热交换器26。因此冷却气流在流 过热交换器26时不经受ftf可加热，而且当它到达中冷器9和第二 EGR冷却器15 时依旧是环境鹏。如果控制单元23接收的来自传感器27， 28之一的信息即压縮空气或者帮盾 环戯已经敏飪卩至lj低于参照鹏的驗，控制单元23将阀體22方爐在第二 位置，于M自第一EGR冷却器14的、温暖的7转卩液ilil阀装置22和管道25 被送到热交换器26。箭过热魏器26的气流在它到达中7維9和第二 EGR ^4P 器15之fPl維收^4P空气流的热量。在中冷器9内的压縮空气的冷却和第二EGR 冷却器15内的废气的冷却由此相当禾M地减少。热交换器26的尺寸可被形成为 4紛賴卩气流加热到高于0'C的鹏。因此，确保中7絲9的臓空气和第二 EGR 7t4口器15的帮盾环jt^不被7转瞎服于(TC的、鹏，由此总体上消除了在中7鄉 9和第二 EGR冷却器15内形成冰的危险。在一定情况下，存在冷却系纟紐载的危险，即冷却系统中的7細液处于非常 高的温度。比如在高环境温度时内燃机处于重负载时会发生这样的情况。如果用 于内燃机的冷却系统也被用于7转卩 的其它部件，比如减速器，其需要大的冷 却能力，当^fflM3I器时也可以使冷却系统超负荷。在这样的情况下，可能的是， 4顿现有的热交换器26作为附啲7糊器，于是为7转卩系纟^f共敝啲7細能力， 而防止7转卩液的过热。为此，控制单元23具有接收传麟29的信息的附加功能， 戶腿信息涉及离开内燃机2后的冷却液的温度。在冷却系统内的冷掛^它mp 内燃机2后通常处于它的最高，。控制单元23被用于比较冷却液的温度与7賴卩 液不应当^il的参照温度。如果冷却液的^M31了参照温度，控制单元23将阀 ,22 Sffl^二^S，于是温暖的m喊箭Jl热交换器26并在其中被7转卩气 流7賴P。此时，Jt4係统的7t4P液既在普通的散热器20内被^4吔在热交换器2 内被7转卩。因此7細系统设有附加的7衬卩能力，从而防止7转口系统的过载。本发明决不被限定于附图所描述的实施例，而是在权利要求的范围内可以自 由地改变。戶，热交换器可以TO于加热仅仅皿中冷器或奮皿EGR冷却器的冷却气流。热交换器不需要加热到达中mi或者EGR冷却器的所有冷却气流。
权利要求
1、一种由内燃机(2)供给动力的车辆(1)的冷却器装置，所述冷却器装置包括至少一个冷却器(9，15)，所述冷却器内流过被外部气流冷却的气态介质，所述外部气流在内燃机(2)工作过程中沿着特定方向流过所述冷却器(9，15)，其特征在于，所述冷却器装置包括就冷却气流的特定方向而言安装在所述冷却器(9，15)上游位置的供热元件(26)，于是至少一部分流过供热元件(26)的空气也流过所述冷却器(9，15)，还包括用来启动所述供热元件(26)的控制装置(22，23)，于是当存在冷却器(9，15)内的气态介质被冷却到最低可接受温度以下的风险时，所述流过供热元件(26)的空气被加热。
2、 如权利要求1戶，的7t4口器^S， ^#征在于，戶;f^7转卩器是中冷器(9)，戶诚气絲质是被憩呐燃机(2)的rai空气。
3、 如权利要求1戶诚的7转卩器錢，其特征在于，戶腿7糊器是EGR^4卩器(15)，戶;M气M质是帮盾环到内燃机(2)的itn。
4、 如前述任一个权利要求戶腿的7转口器體，辦征在于，戸;ms制錢包括控制单元(23)，戶;f^g制单元絲自至少一个传離(27， 28)的信息的基础 上启动戶腐供热元件(26)，戶腿传ig^检测与戶脱冷却器(9， 15)中气絲质 的,相关的参数。
5、 如权利要求4臓的糊器驢，欺寺征在于，鹏专繊是鹏专繊 (27， 28)，其用来检测基本上冈鹏离开7糊器(9， 15)的气^^质的鹏。
6、 如前述任一个权利要求戶;M的7舛i]^g， ^tr征在于，戶;M供热元件是热交换器(26)，在存在戶脱冷却器(9， 15)内的气M质被冷却到戶;f^t低可 接受鹏以下的风险时，在戶腐热交换器内魁供热介质。
7、 如权利要求6戶，的7转卩^a， ^#征在于，戶; ^制，包括阀^g(22)， M:其售镞调节向热^t器(26)供应供热介质。
8、 如权利要求6或7任一个戶;M的7tiim^g，，征在于，戶;M供热介质是在7賴瞎统中使用的用于冷却内燃机(2)的冷却液。
9、 如权利要求8戶腿的辨卩器體，辦征在于，戶Jftffi制驢(22， 23)还用来在冷却系统的冷却液需要附加冷却的情况下，启动向所述热交换器供应冷 却液。
10、如前述任一个权利要求所述冷却器装置，其特征在于，所述供热元件(26)和所述冷却器(9， 15)被安装再车辆(1)前部位置的区域(A)中。
全文摘要
本发明涉及一种由内燃机(2)供给动力的车辆(1)的冷却器装置。所述冷却器装置包括至少一个冷却器(9，15)，所述冷却器内流过被外部气流冷却的气态介质，所述外部气流在内燃机(2)的工作过程中沿着特定方向流过所述冷却器(9，15)。所述冷却器装置包括，就冷却气流的特定方向而言安装在所述冷却器(9，15)上游位置的供热元件(26)，于是至少一部分流过供热元件(26)的空气也流过所述冷却器(9，15)，以及包括用来启动所述供热元件(26)的控制装置(22，23)，于是当存在冷却器(9，15)内的气态介质被冷却到最低可接受温度以下的风险时，所述流过供热元件(26)的空气被加热。
文档编号F01P11/20GK101405494SQ200780009674
公开日2009年4月8日 申请日期2007年3月13日 优先权日2006年3月21日
发明者R·彼得松, Z·卡多斯 申请人:斯堪尼亚有限公司