專利名稱：用于汽車的冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種按權利要求1的前序部分的用于汽車的冷卻系統(tǒng)。
技術背景現(xiàn)代的汽車由于其提高的發(fā)動機功率和增加的輔助總成的數(shù)量已經(jīng) 具有高的熱的總功率，為此借助于熱交換器必需有大的冷卻功率用于散 發(fā)熱量。在此現(xiàn)在充分利用經(jīng)常受到限制的用于一個設置在行車風內(nèi)的 熱交換器或熱交換器復合結構的結構空間。環(huán)境空氣中的可能的氣流一 般通過功率能力越來越大的風扇改進，所述風扇大多數(shù)設置在主冷卻器 的吸氣側(cè)?？傊?，通過設置在行車風內(nèi)或汽車正面的熱交換器或熱交換 器組盡可能實現(xiàn)最大的冷卻功率。這種情況碰到越來越嚴格的廢氣排放法規(guī)，所述廢氣排放法規(guī)在最 近幾年主要在歐洲和美國實施。為了尤其在柴油機然而原則上也在汽油機和新型發(fā)動機方案如HCCI中滿足所述廢氣排放法規(guī)，經(jīng)常建議，在 發(fā)動機燃燒沖程中通過至少部分的廢氣再循環(huán)降低尤其是氮氧化物的排 放。所述廢氣再循環(huán)只有在廢氣事先冷卻的情況下才有意義。為此到目 前為止基本上建議液體冷卻的熱交換器，其中冷卻劑液體大多數(shù)連接到 內(nèi)燃機的主冷卻循環(huán)上。因此借助于廢氣再循環(huán)，大的熱功率進入到內(nèi) 燃機的主冷卻循環(huán)中，所述功率在商用車中可以直到超過100kW。此外在廢氣再循環(huán)中原則性的問題在于，吸氣側(cè)的氣體越冷，發(fā)動 機的功率和有害物質(zhì)排放越好。在此借助于液體熱交換器冷卻再循環(huán)廢 氣碰到由原理決定的極限，因為至少在使用主發(fā)動機冷卻劑時發(fā)生冷卻 的次級介質(zhì)的溫度在100 。C范圍內(nèi)。除了冷卻再循環(huán)廢氣的問題外也出現(xiàn)冷卻增壓的新鮮空氣的增加的 問題。期間開發(fā)多級增壓系統(tǒng)，其中通過高的廢氣增壓原則上改善內(nèi)燃機的效率和單位功率重量。然而必須冷卻在廢氣增壓中出現(xiàn)的高的新鮮 氣體溫度。在將增壓空氣冷卻器按已知方式設置在車輛的帶有設置在行 車風中的主冷卻器的結構單元內(nèi)時，由通過使用從環(huán)境空氣中來的相同 的空氣流決定地限制可達到的冷卻功率。最后這受到必要時由造型決定 的汽車正面或空氣入口橫截面的邊界的限制。DE 102 03 003 Al描述了一種用于汽車的冷卻系統(tǒng)，其中內(nèi)燃機的 廢氣的一部分導入到增壓的新鮮空氣流中，其中再循環(huán)的廢氣事先通過 一個設有旁通管的液體熱交換器冷卻。液體熱交換器在此連接到內(nèi)燃機 的主冷卻循環(huán)上。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是，用于內(nèi)燃機的冷卻系統(tǒng)在其熱的總功率能力方面 得以改進。所述目的對于開頭所述的冷卻系統(tǒng)按本發(fā)明用權利要求1的特征部 分的特征解決。用于汽車的冷卻系統(tǒng)包括一個基本上設置在汽車前部的第 一熱交換 器，該第一熱交換器尤其構成為主冷卻器，用于通過從環(huán)境空氣中來的 空氣流冷卻內(nèi)燃機的尤其是液體和/或氣體的冷卻劑，以及需要時包括附 加的用于冷卻或加熱其他介質(zhì)的熱交換器和包括一個第二冷卻器，該第 二冷卻器可以通過從環(huán)境空氣中來的空氣流冷卻。第二冷卻器與主冷卻 器空間分離地設置，其中用于第二冷卻器的空氣流和用于主冷卻器的空 氣流空間互相分離地從環(huán)境中獲得。通過將附加冷卻器與主冷卻器空間分離地設置，能利用用于散發(fā)內(nèi) 燃機的熱量的其他空氣流，其中第二冷卻器有利地直接冷卻氣體、尤其 是廢氣和/或增壓空氣。在一種有利的實施方式中，冷卻系統(tǒng)包括一個空氣輸送裝置，借助 于該空氣輸送裝置可以用從環(huán)境空氣中來的空氣流可以流過第二冷卻 器，其中空氣輸送裝置尤其是一個相對第 一熱交換器的主風扇單獨的空 氣輸送裝置。因此尤其當?shù)诙鋮s器在其空間結構內(nèi)只能不利地通過行車風流過時尤其在小的行駛速度時明顯改進第二冷卻器的可能的交換器 功率。在一種有利的實施方式中，空氣輸送裝置是一個離心式風扇。離心的。因此離心式風扇在本發(fā)明的意義中完全特別適用于供給第二冷卻器， 當?shù)诙鋮s器和/或吸氣區(qū)域設置在發(fā)動機艙內(nèi)的一個不利的位置上的情況下，尤其是當在空氣輸送裝置區(qū)域內(nèi)需要一個彎曲的空氣導引的情 況下。此外離心式風扇在受限制的結構空間和相對小的噪聲擴展時產(chǎn)生 高的輸送功率。然而為此可選地也可以使用 一個軸流式風扇作為空氣輸送裝置。 獨立于空氣輸送裝置的類型，空氣輸送裝置優(yōu)選可以設置在第二冷卻器前面(壓力運行)，但是也可以設置在第二冷卻器后面(抽吸運行)。此外空氣輸送裝置也可以設置在兩個冷卻器之間。優(yōu)選空氣輸送裝置可以通過一個電動機驅(qū)動。然而可選地且在適當?shù)目晒┦褂玫慕Y構空間時，空氣輸送裝置也可以機械地尤其是通過一個耦合件與內(nèi)燃機耦合。原則上可以有任何類型的傳遞到空氣輸送裝置上的力傳遞，例如也可以是流體靜力的驅(qū)動。特別優(yōu)選空氣輸送裝置構成為可以通過一個廢氣渦輪驅(qū)動。在此可 以涉及一個單獨的只配屬于空氣輸送裝置驅(qū)動的廢氣渦輪。在特別優(yōu)選 的實施方式中空氣輸送裝置可以通過用于空氣增壓的廢氣渦輪增壓器的 一根軸驅(qū)動。在此空氣輸送裝置尤其可以是一個裝在廢氣渦輪增壓器軸 的凸出的軸頸上的葉輪，其中為廢氣渦輪增壓器增加一個相應的另外的 外殼件。在此廢氣渦輪增壓器可以模塊化地建立，以便在相應的汽車中 沒有附加的空氣輸送裝置的情況下它也可以作為部件使用，其中一種修 改的帶有附加的空氣輸送裝置模塊的方案可以用在其他的帶有例如較高 的廢氣排放極限值或較高的功率的發(fā)動機中。原則上優(yōu)選地規(guī)定，空氣輸送裝置的驅(qū)動裝置構成為可選擇地可調(diào) 節(jié)的，尤其是可接通和切斷的。因此根據(jù)行駛狀況當不需要驅(qū)動第二冷 卻器的空氣輸送裝置時可以降低能量消耗。在按本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)的此外優(yōu)選的實施方式中設有 一個第三冷卻 器，可輸入到內(nèi)燃機內(nèi)的氣體流過該第三冷卻器，其中氣體在第三冷卻 器內(nèi)可以借助于一種液體介質(zhì)尤其是內(nèi)燃機的冷卻劑冷卻。因此總共實 現(xiàn)氣態(tài)的初級介質(zhì)的兩級或多級的冷卻，其中尤其優(yōu)選通過液體驅(qū)動的 第三冷卻器產(chǎn)生第一冷卻級，并且通過被空氣環(huán)流的第二冷卻器產(chǎn)生第二冷卻級。通過冷卻劑溫度的適配(在第一級中液體一般在100。C范圍內(nèi)， 在第二級中環(huán)境空氣典型地在20C范圍內(nèi))能特別有效地冷卻氣體，此 外通過空氣冷卻的級，氣體的熱能的很大一部分不是進入到內(nèi)燃機的冷 卻系統(tǒng)內(nèi)，而是直接排出到環(huán)境中(通過第二級直接冷卻)。在一種優(yōu)選的實施方式中，再循環(huán)到內(nèi)燃機內(nèi)的廢氣流流過第二冷 卻器。根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設計，第二冷卻器可以是一個低壓廢氣冷卻器， 其中在冷卻器內(nèi)導引的廢氣在廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的最后一級后面獲得。然而從增壓的新鮮空氣中來的導入到內(nèi)燃機內(nèi)的氣流也可以流過第二冷卻器，或者在另 一種可選的實施方式中由導入到內(nèi)燃機內(nèi)的增壓的新鮮空氣和廢氣構成的混合氣可以流過第二冷卻器。在第二冷卻器的優(yōu)選的結構方式方面，第二冷卻器有利地是一個平行流動冷卻器，尤其是一個對流冷卻器。通過平行流動結構考慮下述狀 況，即在大多數(shù)情況下第二冷卻器裝在受限制的并且必要時不利地形成 的結構空間內(nèi)。對流結構在冷卻功率方面是特別有利的。對于第二冷卻 器的結構方式也可以涉及三流冷卻器，其中設有用于發(fā)生冷卻的次級介 質(zhì)的三個接頭，這導致特別好地組合冷卻功率和在冷卻器材料內(nèi)的溫度 分布。第二冷卻器一般也可以是一個至少雙路徑的冷卻器，由此在已知 的冷卻器尺寸和足夠可供使用的冷卻空氣流時可以改進冷卻功率。然而在適當?shù)臈l件下尤其在結構空間方面第二冷卻器也可以是一個 交叉流動冷卻器。在按本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)的另一種優(yōu)選實施方式中，設有另一個空氣 冷卻的冷卻器，其中第二冷卻器構成為用于冷卻廢氣或新鮮增壓空氣兩 者中的一個，并且另 一個冷卻器構成為用于冷卻相應兩者中的另 一個。 在此兩個空氣冷卻的冷卻器尤其可以與車輛的主冷卻器是空間分離的，但是也可以兩個空氣冷卻的冷卻器中只有一個與主冷卻器空間分離地設 置。在此在優(yōu)選的進一步拓展中，從環(huán)境空氣中來的氣流可以通過一個 共同的空氣輸送裝置既輸送給第二冷卻器又輸送給另一個冷卻器。這例 如可以通過如下方式實現(xiàn)，即第二冷卻器和另一個冷卻器相鄰地設置。 然而也可以涉及包括相應分盆的空氣導引通道的不相鄰的結構，其中共 同的空氣輸送裝置在壓力運行時驅(qū)動環(huán)境空氣通過兩個空氣通道。一般優(yōu)選可以規(guī)定，配屬于第二冷卻器的空氣流可以通過一個閥件 尤其是一個可調(diào)節(jié)的閥瓣改變其大小。因此第二冷卻器的冷卻功率可以 用簡單的方式適配相應的要求，其中當空氣流由行車風決定時在可調(diào)節(jié) 的閥瓣中也能適配。優(yōu)選在需要冷卻的氣體的導引件內(nèi)在第二冷卻器前面設有一根可改 變的支管，尤其是一根旁通管。因此考慮，尤其是空氣冷卻的氣體冷卻 器在低的外界溫度時可能結冰，其中導引的氣體尤其是在導引廢氣的情 況下結冰的冷凝水可以減少或妨礙初級介質(zhì)流過冷卻器。可改變的支管 既可以是一根旁通管，也可以簡單的是一個開口，借此堵住的廢氣可以 吹入到環(huán)境中。支管的可改變性在此可以在于一個超壓閥瓣，或者也可 以在于一個可調(diào)節(jié)的閥瓣。有利的結構構成為使通過氣體的吹出或旁通 加熱熱交換器，以便融化結水的冷凝水。一般在有利的實施方式中規(guī)定，第二冷卻器的流出的冷卻空氣可以 至少部分輸入到汽車內(nèi)部空間內(nèi)以用于供暖。為此例如可以將從第二冷 卻器流出的冷卻空氣通過一個通道輸入到汽車通風或空調(diào)設備的入口區(qū) 域內(nèi)。輸入加^l的排出的空氣例如可以通過一個調(diào)節(jié)閥瓣調(diào)節(jié)。這樣使 用加熱的冷卻空氣的一個顯著的優(yōu)點在于，在發(fā)動機冷啟動時汽車供暖 的特別快的響應。此外第二冷卻器經(jīng)常設置在發(fā)動機艙的側(cè)面或后面的 區(qū)域內(nèi)，由此產(chǎn)生與主冷卻器相比更好的排出空氣流的到通風設備上的 連接可能性。為了確保用于第二冷卻器的足夠低的冷卻空氣溫度， 一般有利地規(guī) 定，用于冷卻第二冷卻器的環(huán)境空氣的抽吸在發(fā)動機艙外進行。尤其在 此抽吸可以設置在車輪罩區(qū)域內(nèi)。其他優(yōu)點和特征由下面描述的實施例以及從屬權利要求給出。
下面描述按本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)的四種優(yōu)選實施例，并且借助于附圖詳細解釋。其中圖1按本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)的第 一實施例的示意圖。圖2按本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)的第二實施例的示意圖。圖3按本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)的第三實施例的示意圖。圖4按本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)的第四實施例的示意圖。圖5對流運行的平行流動的熱交換器的示意圖。圖6三流冷卻器的示意圖。圖7雙路徑冷卻器的示意圖。圖8交叉流動冷卻器的示意圖。
具體實施方式
按本發(fā)明的按圖1的冷卻系統(tǒng)(第一實施例)包括內(nèi)燃機2的一個 主冷卻器l,該主冷卻器通過液體冷卻劑在封閉的冷卻循環(huán)3中以本身已 知的方式冷卻內(nèi)燃機2。主冷卻器l在此設置在汽車的正面區(qū)域內(nèi)，并且 至少大部分被行車風流過。此外一個主風扇4在吸氣結構內(nèi)設在主冷卻 器1上，借助于該主風扇即使在低速時也保證主冷卻器的足夠的空氣穿 流。內(nèi)燃機2借助于廢氣渦輪增壓器5增壓其輸入的新鮮氣體6,其中增 壓的新鮮空氣6在輸入到內(nèi)燃機2之前由于在廢氣渦輪增壓器5中產(chǎn)生 的加熱必須被冷卻。為此設有一個與主冷卻器1空間分離的增壓空氣冷 卻器7,該增壓空氣冷卻器在本發(fā)明的意義內(nèi)是一個第二冷卻器。增壓 空氣冷卻器7借助于一個構成為電風扇的空氣輸送裝置8用環(huán)境空氣9 流過，由此在一個敞開的冷卻循環(huán)中直接冷卻增壓空氣6。此外由于在 圖1中的部件的空間結構使增壓空氣冷卻器7和空氣輸送裝置8不是設 置在汽車的正面區(qū)域內(nèi)，而是設置在側(cè)面的發(fā)動機搶區(qū)域內(nèi)。由于沒有設置在行車風區(qū)域內(nèi)空氣輸送裝置8 —般當增壓空氣冷卻器7必須用足 夠的冷卻功率運轉(zhuǎn)時才運轉(zhuǎn)。
此外通過一根支管10在內(nèi)燃機2的排氣管內(nèi)設有一個部分的廢氣再 循環(huán)，其中在一個可以通過閥門(未示出)調(diào)節(jié)的接口 11內(nèi)，廢氣與增 壓的新鮮空氣匯集在一起。再循環(huán)的廢氣在匯集前在區(qū)域IO內(nèi)在一個第 三冷卻器12內(nèi)冷卻。第三冷卻器12與內(nèi)燃機2平行地設置在內(nèi)燃機2 的主冷卻循環(huán)內(nèi)，以便廢氣散發(fā)的熱量通過液體冷卻的第三冷卻器12最 后iiA到內(nèi)燃機2的主冷卻劑內(nèi)。
對于帶有增加的發(fā)動機功率或較高的廢氣再循環(huán)率的發(fā)動機方案，
在考慮熱平衡的情況下在內(nèi)燃機2的冷卻系統(tǒng)內(nèi)熱流呈現(xiàn)為使得取決于 廢氣再循環(huán)較少的熱能通過廢氣向外排出或者在內(nèi)燃機內(nèi)較多的熱能進 入到冷卻劑中。由此附加地進入到冷卻劑中的熱能通過大于通常設計的 主冷卻器散發(fā)。通過較大地設計主冷卻器1，沒有本身已知的將主冷卻 器與一個增壓空氣冷卻器組合成一個組件是可能的或者從冷卻功率角度 看是有意義的。因此增壓空氣冷卻器7單獨設置，并且用環(huán)境空氣供給， 該環(huán)境空氣由一個空氣輸送裝置8供給。因此在一種非常粗略的考慮中 可以確定，在給定的最大地利用冷卻能力時，在汽車正面區(qū)域內(nèi)按按本 發(fā)明的實施例的熱平衡呈現(xiàn)為使得這些由廢氣排出的熱量基本上通過增 壓空氣冷卻器7附加地排出到環(huán)境空氣中。
按圖2的第二實施例與第一實施例的區(qū)別主要在于，設有另一個由 環(huán)境空氣環(huán)流的并且與主冷卻器1空間分離的廢氣冷卻器13，該廢氣冷 卻器沿著再循環(huán)廢氣的流動方向串聯(lián)在液體冷卻的第一廢氣冷卻器(或 者第三冷卻器)12后面，這在冷卻廢氣方面是有意義的，因為環(huán)境空氣 溫度一般小于冷卻劑溫度。
關于用環(huán)境空氣供給附加的廢氣冷卻器13，在新鮮空氣流9內(nèi)設有 一根支管14，該支管設置在按加壓結構驅(qū)動的空氣輸送裝置8后面。在 具體的實施中在此根據(jù)要求可以規(guī)定，廢氣冷卻器13和增壓空氣冷卻器 7直接相鄰地設置，并且由相同的新鮮空氣流環(huán)流，或者它們空間分離 地設置，為此設有至少從支管14開始分離的用于將新鮮空氣引入到相應冷卻器7、 13內(nèi)的導風通道。
在按第二實施例的冷卻器的熱平衡方面必須確定，主冷卻器1同樣
如在第一實施例中設計為特別大的，以便歉&附加的熱量，該附加的熱 量通過液體冷卻的廢氣冷卻器12進入內(nèi)燃機2的循環(huán)中，其中此外空氣 環(huán)流的增壓空氣冷卻器307和空氣環(huán)流的廢氣冷卻器13的熱量直接散發(fā) 到環(huán)境中。
按第三優(yōu)選實施例的冷卻系統(tǒng)(圖3)具有一個增壓空氣冷卻器307， 該增壓空氣冷卻器與第一和笫二實施例的區(qū)別在于與主冷卻器1不是空 間分離地設置，而是與該主冷卻器用本身已知的方式組合成一個組件。 因此增壓空氣冷卻器307同樣如主冷卻器1那樣由行車風環(huán)流并且從而 降低主冷卻器1的可能的冷卻功率。
同樣如在第二實施例的情況中存在再循環(huán)廢氣的兩級冷卻，其中第 一級同樣通過一個第三冷卻器12獲得并且第二級通過一個空氣冷卻的熱 交換器13獲得。熱交換器13由抽吸的新鮮空氣環(huán)流，其中設有用于環(huán) 境空氣或新鮮空氣的輸送裝置308。
一個特點存在于輸送裝置308中，該輸送裝置當前具有一個單獨的 廢氣渦輪308a作為驅(qū)動裝置，該廢氣渦輪可以通過一個耦合裝置308b 構成為能夠與風扇葉輪308c可松開地連接。然而在優(yōu)選變型中，風扇葉 輪308c也可以直接裝在廢氣渦輪增壓器5的軸上，以便節(jié)省構件和結構 空間。為此廢氣渦輪增壓器具有一個模塊化的附加的用于構成空氣輸送
裝置的外殼件(未示出)。
按第四優(yōu)選的實施例的冷卻系統(tǒng)(圖4)類似于第三實施例。然而不 同之處在于內(nèi)燃機2的兩級增壓，包括一個第一廢氣渦輪增壓器5a和一 個第二廢氣渦輪增壓器5b，兩廢氣渦輪增壓器連續(xù)地串聯(lián)設置。在新鮮 空氣通過第二廢氣渦輪增壓器5b的第一增壓級后面設有一個空氣環(huán)流 的中間冷卻器415，該中間冷卻器冷卻預增壓的增壓空氣，這是在它們進 入到第一廢氣渦輪增壓器5a的壓縮級，并且在那兒被最終壓縮之前。中 間冷卻器415在此可以按本發(fā)明的意義用作為"第二冷卻器"或者也可 以用作為"附加的冷卻器"。在最終壓縮后，壓縮的增壓空氣流過原則上由第三實施例已知的且與主冷卻器1統(tǒng)一成一個結構單元的主增壓空
氣冷卻器407，由此在一個接口 11上向最終壓縮且冷卻的增壓空氣輸送 再循環(huán)廢氣。再循環(huán)廢氣同樣如在第三實施例中兩級地通過一個液體冷 卻的第二冷卻器12和一個空氣冷卻的冷卻器13冷卻。因此在第四實施 例中總共有兩個空氣冷卻的氣體冷卻器415、 13，它們與主冷卻器l或主 增壓空氣冷卻器407空間分離地設置在發(fā)動機艙內(nèi)。為了用冷的環(huán)境空 氣供給所述兩個冷卻器415、 13,設有一個電驅(qū)動的且構成為離心式風扇 的空氣輸送裝置8，該空氣輸送裝置按加壓結構通過一根支管414加壓空 氣，通過該支管冷卻空氣分配到兩個冷卻器13、 415上。此外在冷卻器 13的輸入通道中設有一個可調(diào)節(jié)的閥門或一個調(diào)節(jié)閥瓣416。通過所述 調(diào)節(jié)閥瓣416的調(diào)節(jié)可以有調(diào)節(jié)地將冷卻空氣流分配到兩個冷卻器13、 415上。因此能根據(jù)運行狀態(tài)優(yōu)化冷卻系統(tǒng)。因此在第四實施例中總共設 有四個冷卻器l、 13、 407、 415，這些冷卻器直接地敞開地用環(huán)境空氣冷 卻，并且從而將由內(nèi)燃機2產(chǎn)生的熱量排出到環(huán)境中。
與按圖l至圖4的實施例無關，圖5至圖8示出熱交換器的示例性 的示意的實施方式，所述熱交換器由于其結構類型特別適用于按本發(fā)明 的第二冷卻器或者也特別適用于其它冷卻器。
在此，圖5示出一種平行流動的對流運行的熱交換器501，初級介質(zhì) 20沿著一個方向流過該熱交換器，并且在一個與初級介質(zhì)分離的腔內(nèi)冷 卻空氣流21 (次級介質(zhì))沿著相反方向流過該熱交換器。
圖6示出三流冷卻器601，需要冷卻的初級介質(zhì)20沿著一個方向流 過該冷卻器。在總共三個管接頭602、 603、 604中在兩個端側(cè)接頭602、 604上導入冷卻空氣，并且通過中間接頭603導出。因此在三流冷卻器 601的 一個第 一段內(nèi)冷卻空氣與初級介質(zhì)方向相同地流動，并且在緊接著 的第二段內(nèi)與初級介質(zhì)方向相反地流動。因此在足夠可供使用的冷卻空 氣21的量時并且在給定的結構尺寸時能特別地擴大冷卻功率，其中此外 均勻地加熱冷卻器。
與三流冷卻器類似，冷卻功率可以通過一個雙路徑冷卻器701 (見圖 7)優(yōu)化，其中冷卻空氣21通過相應四個設置在冷卻器上的接頭702、703、704、 705進入和排出，其中順序地沿著初級介質(zhì)20的路徑設有兩個與流 動方向相反運行的冷卻路徑。
圖8示出一種交叉流動冷卻器，其中初級介質(zhì)20和冷卻空氣21基 本上成直角地互相流動。交叉流動冷卻器801可以簡單地制造，并且當 必需的結構空間時有效的可供使用。
按本發(fā)明意義的第二冷卻器從結構上看可以具有一種管束結構方 式，尤其帶有空氣冷卻的散熱片。也可以涉及一種帶有軸向流過初級氣 體的片狀結構，尤其帶有兩側(cè)的散熱片，尤其帶有一個包圍的外殼。可 選地第二冷卻器可以具有一個片狀結構方式，其中初級介質(zhì)橫向流過盤 片；在此也可以設有散熱片。不僅初級側(cè)而且次級側(cè)可以相應裝備有渦 流發(fā)生器(翼狀物)或者也可以裝備有內(nèi)散熱片。
非常 一般地在每個描述的實施例中可以規(guī)定，由于冷卻過程加熱的 新鮮空氣不或僅僅部分排出到環(huán)境中，并且用作汽車內(nèi)部空間的供暖。 這可以通過混合或借助于熱交換器實現(xiàn)。為此可以用簡單的方式利用未 示出的冷卻空氣通道和調(diào)節(jié)閥瓣。
因為通過按本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)熱交換器從汽車前部移開，必要時釋 放的結構空間也可以特別有意義地適用于除了主冷卻劑循環(huán)外實現(xiàn)一個 附加的低溫冷卻劑循環(huán)，包括一個盡可能設置在主冷卻劑冷卻器前在汽 車正面上的第二冷卻劑冷卻器。類似地代替一個低溫冷卻劑循環(huán)也可以 設有一個致冷劑循環(huán)，其中代替第二冷卻劑冷卻器盡可能在冷卻劑冷卻 器前面設置一個冷凝器。
所有尤其也在實施例中提到的構件和結構可以以任何形式組合。這 尤其適用于熱交換器、空氣輸送元件、耦合元件、閥門、旁通管和冷卻 空氣到環(huán)境中的排出口的類型和結構方式，它們可以分別以不同的結構 和數(shù)量集成到冷卻系統(tǒng)內(nèi)。
因為可以強烈地加熱冷卻空氣，在冷卻空氣到環(huán)境中的排出口上可 以規(guī)定措施，以便排除不允許地加熱其他汽車部件或者使人員遭受危險 尤其是行人。這可以通過適當?shù)囟ㄎ慌懦隹谟绕涫抢缭隈{駛室上面來 實現(xiàn)。有利地也可以通過排氣管排出冷卻空氣。在另一種有利的實施方式中冷卻空氣在排出口上與環(huán)境空氣混合，并且從而被冷卻。在此特別 有意義地可以在出口處使冷卻空氣產(chǎn)生強烈的渦流，尤其在此稱為用強 烈的渦旋加載，這特別有效地導致打散出來的氣體射流，并且從而導致 有效地與環(huán)境空氣通混。
權利要求
1.用于汽車的冷卻系統(tǒng)，包括一個基本上設置在汽車前部的第一熱交換器(1)，該第一熱交換器尤其構成為主冷卻器，用于通過從環(huán)境空氣中來的空氣流冷卻內(nèi)燃機(2)的冷卻劑(3)，以及需要時包括附加的用于冷卻或加熱其他介質(zhì)的熱交換器；包括一個第二冷卻器(7、13、407、415)，該第二冷卻器可以通過從環(huán)境空氣中來的空氣流冷卻；其特征在于第二冷卻器(7、13、407、415)與主冷卻器(1)空間分離地設置，其中用于第二冷卻器(7、13、407、415)的空氣流和用于熱交換器(1)的空氣流空間互相分離地從環(huán)境中獲得。
2. 根據(jù)權利要求l所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于第二冷卻器(7、 13、 407、 415)用于冷卻可輸入到內(nèi)燃機(2)內(nèi)的氣體、尤其是廢氣和 /或增壓空氣。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于可輸入到內(nèi) 燃機(2)內(nèi)的氣體可以在第二冷卻器(7、 13、 407、 415)和/或在至少 一個附加的熱交換器內(nèi)至少兩級地冷卻，尤其是附加的熱交換器可以預 冷卻或后冷卻，其中附加的熱交換器尤其是冷卻劑冷卻的和/或空氣冷卻 的，和/或尤其如第二冷卻器可以設置在一個按本發(fā)明構成的冷卻空氣循 環(huán)中。
4. 根據(jù)上述任何一項權利要求所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于設有 一個空氣輸送裝置(8)，借助于該空氣輸送裝置可以用從環(huán)境空氣中來 的空氣流流過第二冷卻器(7、 13、 407、 415)，其中空氣輸送裝置(8) 尤其是一個相對第一熱交換器(1)的主風扇(4)單獨的空氣輸送裝置。
5. 根據(jù)上述任何一項權利要求所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于空氣 輸送裝置(8)是一個離心式風扇。
6. 根據(jù)上述任何一項權利要求所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于空氣輸送裝置(8)是一個軸流式風扇。
7. 根據(jù)上述任何一項權利要求所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于空氣 輸送裝置(8)可以通過一個電動機驅(qū)動。
8. 根據(jù)上述任何一項權利要求所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于空氣 輸送裝置(8 )可以機械地與內(nèi)燃機耦合。
9. 根據(jù)上述任何一項權利要求所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于空氣 輸送裝置(308)可以通過一個廢氣渦輪驅(qū)動。
10. 根據(jù)上述任何一項權利要求所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于空氣 輸送裝置(308c)可以通過用于空氣增壓的廢氣渦輪增壓器的一根軸驅(qū) 動。
11. 根據(jù)上述任何一項權利要求所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于空氣 輸送裝置(8、 308)的至少一個驅(qū)動裝置是可選擇地可調(diào)節(jié)的，尤其是 可接通和切斷的。
12. 根據(jù)上述任何一項權利要求所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于設有 一個第三冷卻器(12)，可輸入給內(nèi)燃機的氣體流過該第三冷卻器，其 中氣體在第三冷卻器(12)內(nèi)可以借助于液體介質(zhì)、尤其是內(nèi)燃機(2) 的冷卻劑(3)冷卻。
13. 根據(jù)上述任何一項權利要求所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于再循 環(huán)到內(nèi)燃機(2)內(nèi)的廢氣流可以流過第二冷卻器(7、 13、 407、 415)。
14. 根據(jù)上述任何一項權利要求所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于第二 冷卻器(7、 13、 407、 415)在單級或多級廢氣冷卻器方案中是低壓廢氣 冷卻器，其中導入到冷卻器內(nèi)的廢氣可以在廢氣渦輪增壓系統(tǒng)(5、 5a、 5b)的最后一級后面尤其是在用于廢氣后處理的部件的下游獲得。
15. 根據(jù)上述任何一項權利要求所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于從增 壓的新鮮空氣(6)中來的導入到內(nèi)燃機(2)內(nèi)的氣流流過第二冷卻器(7、 13、 407、 415)。
16. 根據(jù)上述任何一項權利要求所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于第二 冷卻器(7、 13、 407、 415)可以由導入到內(nèi)燃機(2)內(nèi)的增壓的新鮮氣體(6)和廢氣構成的混合氣流過。
17. 根據(jù)上述任何一項權利要求所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于笫二 冷卻器(7、 13、 407、 415)是平行流動冷卻器(501、 601、 701)、尤其是對流冷卻器。
18. 根據(jù)上述任何一項權利要求所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于第二 冷卻器(7、 13、 407、 415)是三流冷卻器(601)。
19. 根據(jù)上述任何一項權利要求所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于第二 冷卻器是一個至少雙路徑的冷卻器(701)。
20. 根據(jù)權利要求1至17任何一項所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于 第二冷卻器(7、 13、 407、 415)是一個交叉流動冷卻器(801)。
21. 根據(jù)上述任何一項權利要求所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于設有 另一個空氣冷卻的冷卻器(7、 13、 307、 407、 415)，其中第二冷卻器(7、 13、 407、 415)構成為用于冷卻廢氣或新鮮空氣兩者中的一個，并 且另 一個冷卻器構成為用于相應冷卻兩者中的另 一個。
22. 根據(jù)上述任何一項權利要求所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于從環(huán) 境空氣中來的氣流可以通過一個共同的空氣輸送裝置(8)既輸送給第二 冷卻器(7、 13、 407、 415)又輸送給另一個冷卻器(7、 13、 407、 415)。
23. 根據(jù)上述任何一項權利要求所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于配屬 于第二冷卻器(7、 13、 407、 415)和/或另一個冷卻器的空氣流可以通 過一個閥件(416)、尤其是可調(diào)節(jié)的閥瓣改變大小。
24. 根據(jù)上述任何一項權利要求所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于在需 要冷卻的氣體的導引件內(nèi)設有一根繞過第二冷卻器(7、 13、 407、 415) 或另一個冷卻器的可改變的支管、尤其是旁通管。
25. 根據(jù)上述任何一項權利要求所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于第二 冷卻器(7、 13、 407、 415)的流出的冷卻空氣可以至少部分輸入到汽車 內(nèi)部空間內(nèi)以用于供暖。
26. 根據(jù)上述任何一項權利要求所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于用于 冷卻第二冷卻器的環(huán)境空氣的抽吸在發(fā)動機艙外進行。27.根據(jù)上述任何一項權利要求所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于用于 冷卻第二冷卻器的環(huán)境空氣的抽吸布置在車輪罩區(qū)域內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于汽車的冷卻系統(tǒng)，包括一個尤其構成為主冷卻器的第一熱交換器(1)，該第一熱交換器用于通過從環(huán)境空氣中來的空氣流冷卻內(nèi)燃機(2)的冷卻劑；并且包括一個用于冷卻可輸入到內(nèi)燃機內(nèi)的氣體、尤其是廢氣和/或增壓空氣的第二冷卻器(7、13、407、415)，其中第二冷卻器(7、13、407、415)可以通過從環(huán)境空氣中來的空氣流冷卻，并且第二冷卻器(7、13、407、415)與主冷卻器(1)空間分離地設置。
文檔編號F01P3/18GK101263285SQ200680032586
公開日2008年9月10日 申請日期2006年9月6日 優(yōu)先權日2005年9月6日
發(fā)明者K·伊姆勒, U·毛赫爾 申請人:貝洱有限及兩合公司