本申請(qǐng)要求2014年12月9日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2014-0175840號(hào)的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此用于通過(guò)該引用的所有目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水冷式中間冷卻器裝置，更具體地，涉及這樣一種水冷式中間冷卻器裝置，其可以將旁路控制閥添加至水冷式中間冷卻器裝置的低溫散熱器并改變冷卻劑流動(dòng)路徑和/或冷卻劑流動(dòng)路徑的數(shù)目(如果需要的話)，以能夠改變冷卻劑流量，由此減小構(gòu)造成循環(huán)冷卻劑的電動(dòng)水泵的功耗，并減少燃料消耗。

背景技術(shù)：

車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)功率是基于空氣/燃料比來(lái)控制的。

存在許多種方法將燃料注入發(fā)動(dòng)機(jī)，并存在許多種方法將空氣吸入發(fā)動(dòng)機(jī)。

用于車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)首先發(fā)展了自然進(jìn)氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，為了增加發(fā)動(dòng)機(jī)功率、改進(jìn)燃料效率并減少?gòu)U氣排放而發(fā)展了改進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，如渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪中冷發(fā)動(dòng)機(jī)等。

包含在渦輪中冷發(fā)動(dòng)機(jī)中的渦輪中間冷卻器或中間冷卻器是通過(guò)冷卻在該裝置中的壓縮高溫空氣來(lái)增加空氣密度，以增加供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的進(jìn)氣量從而增加發(fā)動(dòng)機(jī)功率的裝置。

設(shè)置有中間冷卻器的渦輪中冷發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生甚至比自然進(jìn)氣式發(fā)動(dòng)機(jī)更高的發(fā)動(dòng)機(jī)功率，并具有多種優(yōu)勢(shì)，例如長(zhǎng)的使用壽命，減小震動(dòng)、噪音并減少?gòu)U氣，并且由于在低速時(shí)具有優(yōu)秀的功率特性而提高燃料效率。

包含中間冷卻器且應(yīng)用至渦輪中冷發(fā)動(dòng)機(jī)的中間冷卻器裝置可以 具有與散熱器類似的結(jié)構(gòu)。中間冷卻器裝置分成氣冷式中間冷卻器裝置和水冷式中間冷卻器裝置。氣冷式中間冷卻器裝置在車輛運(yùn)行時(shí)使用流入車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)艙的空氣來(lái)冷卻供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)或增壓至發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣，而水冷式中間冷卻器裝置使用冷卻劑來(lái)冷卻供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)或增壓至發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣。

氣冷式中間冷卻器裝置具有與水冷式中間冷卻器裝置類似的結(jié)構(gòu)，但具有較差的冷卻效率。

水冷式中間冷卻器裝置具有這樣的結(jié)構(gòu)：其使用于發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱器的冷卻劑或者專用散熱器的冷卻劑進(jìn)行循環(huán)以冷卻增壓的空氣(高溫壓縮空氣)。

相比于氣冷式中間冷卻器裝置的增壓空氣路線，水冷式中間冷卻器裝置的增壓空氣路線可以被縮短，因此其增壓空氣響應(yīng)性因增壓空氣阻力的減小而得以改進(jìn)。此外，根據(jù)水冷式中間冷卻器裝置，燃料效率和性能可以通過(guò)使用具有大熱容的冷卻劑冷卻增壓空氣而得以改進(jìn)。

如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，冷卻劑的流動(dòng)越快，增壓空氣和冷卻劑之間的溫差越大，水冷式中間冷卻器裝置的冷卻效率越好。

如圖1中所示，水冷式中間冷卻器裝置的低溫散熱器可以為U型流動(dòng)結(jié)構(gòu)，其中冷卻劑入口64和冷卻劑出口65形成在相同的方向上，使得冷卻劑在U型路徑中流動(dòng)。此外，如圖2中所示，水冷式中間冷卻器裝置的低溫散熱器可以為I型流動(dòng)結(jié)構(gòu)，其中冷卻劑入口64a和冷卻劑出口65a形成在相反的方向上，使得冷卻劑在I型路徑中流動(dòng)。

參考圖1和圖2，以圖1中的附圖標(biāo)記60和圖2中的附圖標(biāo)記60a表示的根據(jù)常規(guī)技術(shù)的水冷式中間冷卻器裝置的低溫散熱器設(shè)置有冷卻劑槽(或高位槽)61和62，其形成在低溫散熱器的相對(duì)的兩側(cè)。一個(gè)冷卻劑槽61通過(guò)薄金屬連接管63連接至另一冷卻劑槽62，散熱片形成在薄金屬連接管63處。冷卻劑槽61和62的入口64和64a以及出口65和65a的每一個(gè)連接至用于循環(huán)冷卻劑的電動(dòng)水泵(WP)。

如圖1或圖2中所示，在水冷式中間冷卻器裝置的低溫散熱器60或60a中，供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓空氣通過(guò)圖1中向左流和向右流的冷卻劑或通過(guò)圖2中向右流的冷卻劑來(lái)冷卻。

然而，因?yàn)楦鶕?jù)常規(guī)技術(shù)的水冷式中間冷卻器裝置的低溫散熱器設(shè)計(jì)并制造成具有固定的最大容量以在甚至是最差的情況下也滿足冷卻性能，所以由于發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)而導(dǎo)致可能流動(dòng)過(guò)多的冷卻劑，由此增加了電動(dòng)水泵的功耗，導(dǎo)致燃料消耗增加。

公開于該發(fā)明背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的各個(gè)方面旨在提供一種水冷式中間冷卻器裝置，其可以將旁路控制閥添加至水冷式中間冷卻器裝置的低溫散熱器并改變冷卻劑流動(dòng)路徑和/或在必要時(shí)改變冷卻劑流動(dòng)路徑的數(shù)目以能夠改變冷卻劑流動(dòng)量，由此減小構(gòu)造成循環(huán)冷卻劑的電動(dòng)水泵的功耗，并減少燃料消耗。

本發(fā)明的示例性實(shí)施方案提供一種水冷式中間冷卻器裝置，其包括：低溫散熱器，冷卻劑在所述低溫散熱器中流動(dòng)以冷卻供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓空氣，其中低溫散熱器設(shè)置有入口、出口、本體部分、第一冷卻劑槽和第二冷卻劑槽，冷卻劑流入所述入口，從所述出口排放冷卻劑，所述本體部分由用于冷卻劑在其中流動(dòng)的多個(gè)連接管構(gòu)成，所述第一冷卻劑槽構(gòu)造成將冷卻劑分配至所述多個(gè)連接管，所述第二冷卻劑槽構(gòu)造成收集冷卻劑；以及一個(gè)或多個(gè)控制閥，其構(gòu)造成設(shè)置在所述第一冷卻劑槽或所述第二冷卻劑槽處以打開或關(guān)閉所述第一冷卻劑槽或所述第二冷卻劑槽的內(nèi)部，以使冷卻劑在所述多個(gè)連接管的一部分中流動(dòng)。

當(dāng)所述低溫散熱器由U型流動(dòng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成且所述控制閥設(shè)置在沒(méi)有設(shè)置入口的所述第二冷卻劑槽處時(shí)，可以在設(shè)置了入口的第一冷卻劑槽中形成隔斷壁。

當(dāng)?shù)蜏厣崞饔蒛型流動(dòng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成且第二冷卻劑槽的內(nèi)部被控制閥關(guān)閉時(shí)，第一旁路出口可以鄰近地形成在控制閥處以使得冷卻劑流向出口。

連接至所述第一旁路出口的第一旁路入口可以形成在所述第一冷 卻劑槽的出口處。

當(dāng)?shù)蜏厣崞饔蒊型流動(dòng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成時(shí)，所述第一冷卻劑槽和所述第二冷卻劑槽的每一個(gè)可以設(shè)置有控制閥。

當(dāng)?shù)蜏厣崞饔蒊型流動(dòng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成且所述第一冷卻劑槽和所述第二冷卻劑槽的內(nèi)部被所述控制閥關(guān)閉時(shí)，第二旁路出口可以鄰近地形成在設(shè)置在所述第二冷卻劑槽處的所述控制閥處，其中所述出口設(shè)置在所述第二冷卻劑槽處，所述第二旁路出口構(gòu)造成使得冷卻劑流向所述第二冷卻劑槽的出口。

第二旁路入口可以形成在所述第二冷卻劑槽的出口處以連接至所述第二旁路出口。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案可以提供一種水冷式中間冷卻器裝置，以將旁路控制閥添加至水冷式中間冷卻器裝置的低溫散熱器并改變冷卻劑流動(dòng)路徑和/或在必要時(shí)改變冷卻劑流動(dòng)路徑的數(shù)目以能夠改變冷卻劑流動(dòng)量，由此減小構(gòu)造成循環(huán)冷卻劑的電動(dòng)水泵的功耗，并減少燃料消耗。

本發(fā)明的方法和裝置具有其它特征和優(yōu)點(diǎn)，這些特征和優(yōu)點(diǎn)將在納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于解釋本發(fā)明的某些原理的具體實(shí)施方式中顯現(xiàn)或更詳細(xì)地闡明。

附圖說(shuō)明

圖1為顯示典型的U型流動(dòng)結(jié)構(gòu)的水冷式中間冷卻器裝置的示意圖。

圖2為顯示典型的I型流動(dòng)結(jié)構(gòu)的水冷式中間冷卻器裝置的示意圖。

圖3為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的水冷式中間冷卻器裝置的示意圖，其中ACT表示控制閥。

圖4和圖5為用于解釋根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示例性實(shí)施方案的水冷式中間冷卻器裝置的操作的示意圖，其中ACT表示控制閥。

圖6和圖7為用于解釋根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示例性實(shí)施方案的水冷式中間冷卻器裝置的操作的示意圖，其中ACT表示控制閥。

應(yīng)了解，附圖并不必須按比例繪制，其示出了某種程度上經(jīng)過(guò)簡(jiǎn) 化了的本發(fā)明的基本原理的各個(gè)特征。在此所公開的本發(fā)明的特定的設(shè)計(jì)特征，包括例如特定的尺寸、定向、位置和形狀，將部分地由特定目的的應(yīng)用和使用環(huán)境加以確定。

在這些圖形中，附圖標(biāo)記在貫穿附圖的多幅圖形中指代本發(fā)明的同樣的或等同的部件。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)提及本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案，這些實(shí)施方案的示例顯示在附圖中并描述如下。盡管本發(fā)明將與示例性實(shí)施方案結(jié)合加以描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本說(shuō)明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實(shí)施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實(shí)施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種選擇形式、修改形式、等價(jià)形式及其它實(shí)施方案。

下文將參考所附附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更為全面的描述，在這些附圖中顯示了本發(fā)明的示例性實(shí)施方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，可以對(duì)所描述的實(shí)施方案進(jìn)行各種不同方式的修改，所有這些修改將不脫離本發(fā)明的精神或范圍。

此外，在說(shuō)明書中，除了明確地說(shuō)明意思相反，否則詞語(yǔ)“包括”以及諸如“包括”的第三人稱形式或者“包括”的現(xiàn)在分詞形式將被理解為意指包括聲明的元件，但不排除任何其他的元件。

在整個(gè)說(shuō)明書中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。

圖3為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的水冷式中間冷卻器裝置的示意圖，圖4和圖5為用于解釋根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施方案的水冷式中間冷卻器裝置的操作的示意圖，圖6和圖7為用于解釋根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施方案的水冷式中間冷卻器裝置的操作的示意圖。

參考圖3至圖7，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的水冷式中間冷卻器裝置包括：低溫散熱器100，冷卻劑在低溫散熱器100中流動(dòng)以冷卻供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓空氣，其中低溫散熱器100設(shè)置有入口164(164a)，冷卻劑流入入口164(164a)；出口165(165a)，冷卻劑從出口165(165a)排放；本體部分160，由用于冷卻劑在其中流動(dòng)的多個(gè)連接管163構(gòu)成； 第一冷卻劑槽161，構(gòu)造成將冷卻劑分配至所述多個(gè)連接管163；第二冷卻劑槽162，構(gòu)造成收集冷卻劑；以及一個(gè)或多個(gè)控制閥210(210a和210b)，構(gòu)造成設(shè)置在所述第一冷卻劑槽161或所述第二冷卻劑槽162處以打開或關(guān)閉所述第一冷卻劑槽161或所述第二冷卻劑槽162的內(nèi)部，以使冷卻劑在多個(gè)連接管163的一部分中流動(dòng)。

入口164和出口165與U型流動(dòng)結(jié)構(gòu)的水冷式中間冷卻器裝置相關(guān)聯(lián)，而入口164a和出口165b與I型流動(dòng)結(jié)構(gòu)的水冷式中間冷卻器裝置相關(guān)聯(lián)。如圖1或圖2中所示，入口164或164a可以對(duì)應(yīng)于設(shè)置在常規(guī)低溫散熱器中的入口。

控制閥210(210a和210b)可以是能夠打開或關(guān)閉冷卻劑槽161和162的那些控制閥，其可以對(duì)應(yīng)于眾所周知的控制閥，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。

控制閥210(210a和210b)可以通過(guò)控制器200來(lái)控制，冷卻劑槽161和162的內(nèi)部可以依據(jù)控制閥210(210a和210b)的操作而通過(guò)開/合板212(212a和212b)來(lái)打開或關(guān)閉。

控制器200可以包括在控制發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)的發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元(ECU)中，或可以包括在控制水冷式中間冷卻器裝置的控制器中。

如圖4和5中所示，當(dāng)?shù)蜏厣崞?00以U型流動(dòng)結(jié)構(gòu)形成時(shí)，控制閥210設(shè)置在沒(méi)有設(shè)置入口164的第二冷卻劑槽162中，而隔斷壁166形成在設(shè)置有入口164的第一冷卻劑槽161中。

隔斷壁166可以對(duì)應(yīng)于形成在冷卻劑槽處的隔斷壁，所述冷卻劑槽設(shè)置在常規(guī)低溫散熱器中。隔斷壁166可以定位為與控制閥210的開/合板212一樣高。

如圖5中所示，當(dāng)?shù)蜏厣崞?00由U型流動(dòng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其中第二冷卻劑槽162的內(nèi)部通過(guò)控制閥210的開/合板212關(guān)閉時(shí)，第一旁路出口167可以鄰近地形成在控制閥210處，以使得冷卻劑流進(jìn)第一冷卻劑槽161的出口165。第一旁路出口167可以形成在控制閥210的上部。

連接至第一旁路出口167的第一旁路入口169可以形成在所述第一冷卻劑槽的出口165處。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，第一旁路出 口167和第一旁路入口169可以通過(guò)連接構(gòu)件(如軟管)而相互連接。

同時(shí)，當(dāng)?shù)蜏厣崞?00由I型流動(dòng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成時(shí)，第一冷卻劑槽161和第二冷卻劑槽162的每一個(gè)可以設(shè)置有控制閥210a和210b。

控制閥210a和210b可以是如圖4和圖5中所示的那些控制閥。附圖標(biāo)記212a和212b分別指示用于打開或關(guān)閉冷卻劑槽161和162的控制閥210a和210b的開/合板。

當(dāng)?shù)蜏厣崞?00由I型流動(dòng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成且第一冷卻劑槽161和第二冷卻劑槽162的內(nèi)部通過(guò)控制閥210a和210b的開/合板212a和212b關(guān)閉時(shí)，第二旁路出口167a可以鄰近地形成在控制閥210b處，控制閥210b設(shè)置在第二冷卻劑槽162處，其中出口165a設(shè)置在第二冷卻劑槽162處，而第二旁路出口167a構(gòu)造成使得冷卻劑流進(jìn)第二冷卻劑槽162的出口165a。第二旁路出口167a可以形成在控制閥210b的上部。

連接至第二旁路出口167a的第二旁路入口169a可以形成在第二冷卻劑槽162的出口165a處。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，第一旁路出口167和第一旁路入口169可以通過(guò)連接構(gòu)件(如軟管)而相互連接。

在下文中，將參考所附附圖詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的水冷式中間冷卻器裝置。

參考圖4，當(dāng)需要通過(guò)全部連接管163冷卻供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓空氣時(shí)，控制器200操作控制閥210以打開開/合板212。

當(dāng)打開控制閥210的開/合板212時(shí)，因?yàn)榈蜏厣崞?00處于圖1中所示的相同的狀態(tài)，并以圖1中相同的方式操作，所以將省略其描述。

參考圖5，當(dāng)使用一部分的連接管163可以完全冷卻供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓空氣時(shí)，控制器200控制或操作控制閥210，使得開/合板212可以關(guān)閉冷卻劑槽162的內(nèi)部。為此目的，隔斷壁166可以設(shè)置為與控制閥210的開/合板212一樣高。

如圖5中所示，當(dāng)控制閥210的開/合板212關(guān)閉冷卻劑槽162的內(nèi)部時(shí)，冷卻劑僅在位于控制閥210的上部的連接管163中流動(dòng)。換言之，冷卻劑像其在低溫散熱器的I型流動(dòng)結(jié)構(gòu)中流動(dòng)一樣地流動(dòng)，因 此流動(dòng)的冷卻劑的量變小并且流動(dòng)阻力也變低，由此電動(dòng)水泵(WP)的功耗和燃料效率減低。

從第一旁路出口167排放的冷卻劑通過(guò)連接構(gòu)件(如軟管)流入第一旁路入口169，隨后從出口165排放。

參考圖6，當(dāng)需要通過(guò)全部連接管163冷卻供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓空氣時(shí)，控制器200控制或操作控制閥210a和210b以打開開/合板212a和212b。

當(dāng)打開控制閥210的開/合板212a和212b時(shí)，因?yàn)榈蜏厣崞?00處于與圖2中所示的相同的狀態(tài)，并以圖2中相同的方式操作，所以將省略其描述。

參考圖7，當(dāng)使用一部分的連接管163可以完全冷卻供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓空氣時(shí)，控制器200控制或操作控制閥210a和210b，使得開/合板212a和212b可以關(guān)閉冷卻劑槽162的內(nèi)部。為此目的，控制閥210a和210b位于相同高度。

如圖7中所示，當(dāng)控制閥210的開/合板212關(guān)閉冷卻劑槽161和162各自的內(nèi)部時(shí)，因?yàn)槔鋮s劑僅在位于控制閥210a和210b的上部的連接管163中流動(dòng)，流動(dòng)的冷卻劑的量變小，由此電動(dòng)水泵(WP)的功耗和燃料消耗減小。

從第二旁路出口167a排放的冷卻劑通過(guò)連接構(gòu)件(如軟管)流入第二旁路入口169a，隨后從出口165a排放。

因此，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案，可以將旁路控制閥添加至水冷式中間冷卻器裝置的低溫散熱器，并改變冷卻劑流動(dòng)路徑和/或在必要時(shí)改變冷卻劑流動(dòng)路徑的數(shù)目以能夠改變冷卻劑流動(dòng)量，由此減小構(gòu)造成循環(huán)冷卻劑的電動(dòng)水泵的功耗，并減少燃料消耗。

為了便于解釋和精確限定所附權(quán)利要求，術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“內(nèi)”和“外”用于參考附圖中所顯示的這些特征的位置來(lái)描述示例性實(shí)施方式的特征。

前面對(duì)本發(fā)明具體示例性實(shí)施方案所呈現(xiàn)的描述是出于說(shuō)明和描述的目的。它們并不會(huì)毫無(wú)遺漏，也不會(huì)將本發(fā)明限制為所公開的精確形式，顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)很多修改和變化都是可能的。它們并不會(huì)毫無(wú)遺漏，也不會(huì)將本發(fā)明限制為所公開的精確形式，顯然，根據(jù) 上述教導(dǎo)及其各種改變和變體，很多修改和變化都是可能的。本發(fā)明的范圍旨在由所附權(quán)利要求書及其等同方案加以限定。