專利名稱：附加加熱結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及按權(quán)利要求1前序部分所述的附加加熱裝置的結(jié)構(gòu)。
由共同申請人的EP-B-0462154中已公開了一在內(nèi)燃機(jī)冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)中的附加加熱裝置的這種結(jié)構(gòu)。已知的結(jié)構(gòu)中，燃料加熱裝置和用于乘客室供暖的供暖裝置的加熱體結(jié)合成一體，即加熱裝置熱交換器冷卻劑側(cè)部分和加熱體水箱流體相連，由此由加熱體產(chǎn)生的熱量通過廢氣排進(jìn)加熱體的冷卻劑中并直接用于乘客室的供暖。這種結(jié)構(gòu)缺點在于，附加加熱裝置燃料的輸入(系統(tǒng))和廢氣的排出(系統(tǒng))都通過乘客室的或者直接在乘客室邊緣部分，這樣不太安全。此外燃燒器和燃燒器鼓風(fēng)機(jī)的噪聲會對乘客室的舒適性帶來影響。
本發(fā)明目的在于克服上述缺點，提供一種不影響安全性和舒適性的附加加熱裝置的結(jié)構(gòu)，它不僅可縮短內(nèi)燃機(jī)加熱過程而且可以進(jìn)行持續(xù)加熱。
由權(quán)利要求1特征部分特征可實現(xiàn)該目的。冷卻器或冷卻模塊結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于由于附加加熱裝置設(shè)在乘客室外部，可提高乘客的安全性和減少噪音影響。通過與冷卻劑/空氣冷卻器結(jié)合成一體可簡化整體安裝并且改善附加加熱器的可接近性。另外可較簡單和經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)的加熱。此外，還可毫無困難地設(shè)置燃料和廢氣管道。
從屬權(quán)利要求中給出了本發(fā)明其它有利的結(jié)構(gòu)設(shè)置，其中權(quán)利要求2到7涉及結(jié)構(gòu)設(shè)計而權(quán)利要求8至12涉及線路布置變型。
按權(quán)利要求2至4在附加加熱裝置和冷卻器水箱裝在一起，冷卻器最好為橫流冷卻器。由此可得到一個附加加熱裝置空間有利的結(jié)構(gòu)，即可使整個冷卻器的結(jié)構(gòu)高度保持較小。將附加加熱裝置安置在水箱中罐形殼體中可省去另外的緊固件。
按權(quán)利要求5可不再需要另外的冷卻劑連接管，因為冷卻劑直接從水箱進(jìn)入附加加熱裝置的熱交換器部分。
按權(quán)利要求6在水箱中一體安有恒溫計閥和冷卻器-短路導(dǎo)管(旁路管)，由此進(jìn)一步簡化了冷卻劑導(dǎo)管系統(tǒng)，并形成一個緊湊的結(jié)構(gòu)單元和可使整個冷卻模塊件進(jìn)行合理安裝。
按權(quán)利要求7，若具有足夠的空間，即使在一個下降流動式冷卻器中(即帶垂直管道)也可能一體安裝附加加熱裝置。
按權(quán)利要求8和9附加加熱裝置和冷卻器入流管系統(tǒng)并列設(shè)置，亦即一股由一節(jié)流閥所限定的支流在旁路管中流過附加加熱裝置，并在該處被加熱，然后又流進(jìn)冷卻器入流管系統(tǒng)中。由此這種變型是自調(diào)節(jié)的，即無須附加調(diào)節(jié)費用。
按權(quán)利要求10附加加熱裝置串接設(shè)在供暖入流系統(tǒng)中，由此附加熱量首先對加熱體有益，即可實現(xiàn)一個較快和有效的供暖，而這在高效的馬達(dá)例如柴油機(jī)馬達(dá)中特別有利。
按權(quán)利要求11設(shè)置一個附加水泵，以用于在供暖入流管系統(tǒng)中的循環(huán)和因而得到一個較快的熱傳遞。
按權(quán)利要求12通過一個轉(zhuǎn)換閥和一個附加的支路導(dǎo)管可實現(xiàn)持續(xù)供暖，在馬達(dá)關(guān)閉后通過一個附加電動泵可保持這種持續(xù)供暖。
以下借助附圖對本發(fā)明實施例進(jìn)行詳述，附圖中

圖1為冷卻裝置的透視圖；圖2為冷卻裝置的第一種連接配置圖；圖3為冷卻裝置的第二種連接配置圖；圖4為內(nèi)燃機(jī)冷卻循環(huán)系統(tǒng)冷卻裝置的第三種連接配置圖；圖5為帶附加加熱裝置的水箱剖面。
圖1為一個冷卻裝置或所謂的冷卻模件，即具有多個熱交換器的裝置，這些熱交換器組成一個組件并以成品組件的形式固定在汽車上。具體是指下列熱交換器冷卻介質(zhì)/空氣冷卻器1，制冷介質(zhì)/空氣冷凝器2，帶有入流和出流支管3a和3b的壓縮空氣/空氣冷卻器3，齒輪油/冷卻介質(zhì)冷卻器5和機(jī)油/空氣冷卻器4。以箭頭A表示氣流方向，即空氣首先進(jìn)到冷凝器2和壓縮空氣冷卻器3區(qū)，然后通過冷卻劑冷卻器1，該冷卻器1后有控制氣流流通斷面的百葉窗10。在冷卻劑冷卻器1的氣流流出側(cè)設(shè)有一個冷卻器框架8，其中設(shè)置一個送氣風(fēng)扇7。風(fēng)扇7由流體摩擦聯(lián)接9驅(qū)動，而該摩擦聯(lián)接9則由內(nèi)燃機(jī)(此處未示)經(jīng)皮帶傳動件11驅(qū)動。但也可用其它方式驅(qū)動風(fēng)扇7，例如用電機(jī)或凸輪軸直接驅(qū)動。另外，風(fēng)扇框架8上設(shè)有一個可加熱的清洗水容器17。如上所述，所有熱交換器組成一個固定組件，即它們或者相互連接或者固定在一個未示出的模塊支承件上，然后再固定在車體上。冷卻劑冷卻器1設(shè)計成橫流冷卻器，它具有一個帶水平管道和兩個側(cè)向水箱的管網(wǎng)(圖中不能看出)右水箱12具有一根冷卻劑的流入管15且其下設(shè)有分隔壁(未示出)，而左水箱14為轉(zhuǎn)向水箱。由此，冷卻劑首先通過上排管道從(圖中)右側(cè)向左流動，而后在左水箱14中轉(zhuǎn)向并通過下排管道，即在未示出的水箱12分隔壁下面從左向右回流，并在水箱12的下部通過一個冷卻介質(zhì)泵6將其抽出，再經(jīng)出流管16排出。最后，該冷卻裝置還有一個帶干燥器和冷卻介質(zhì)恒溫器19的致冷劑液體容器18，它(恒溫器)同樣一體地設(shè)在水箱12中。單個的熱交換器除了齒輪油冷卻器以外也用空氣冷卻，而齒輪油冷卻器裝在水箱5中并且由冷卻劑進(jìn)行二次冷卻。
按本發(fā)明一帶燃料供暖和廢氣/冷卻劑熱交換系統(tǒng)的附加加熱裝置20，20a(共同申請人的EP-B-0 462 154已大致公開)和水箱12機(jī)械和流體相連，即形成一個組件。附圖中附加加熱裝置分成兩部分，其上部20含燃燒器而下部20a有熱交換器。在附加加熱裝置(熱交換器部分)20a中被加熱的冷卻劑的連接管在圖中未示出，它們位于水箱12內(nèi)部，且大致與現(xiàn)有技術(shù)相同。在附加加熱裝置20中具有一用于助燃空氣的接管21和一個排出廢氣的支管22。圖中沒有示出該附加加熱裝置的燃料供給(系統(tǒng))。
圖2中簡要示出了附加加熱裝置在一內(nèi)燃機(jī)冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)中的連接和流體管路配置。圖1中附加加熱裝置在此為標(biāo)號35，它表示該裝置熱交換器的冷卻劑側(cè)的部分。圖1所示的整個冷卻裝置被簡化地表示于虛線框中，包括冷卻器31，附加加熱裝置35，恒溫器39和一個旁通管道40。內(nèi)燃機(jī)32的冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)具有一個進(jìn)流管系統(tǒng)36和一個通過冷卻劑泵34將冷卻劑送回內(nèi)燃機(jī)32的回流管系統(tǒng)41。一供暖循環(huán)系統(tǒng)與該冷卻循環(huán)系統(tǒng)并置，它由一個帶供暖閥43的供暖進(jìn)流系統(tǒng)42、加熱體33和一個供暖回流系統(tǒng)44組成。附加加熱裝置35冷卻劑側(cè)通過一入流管37和一回流管38與冷卻器進(jìn)流管系統(tǒng)36并置，在入流管37中設(shè)有一個節(jié)流片以進(jìn)行流量控制。由此一固定數(shù)量的冷卻劑流過附加加熱裝置并被加熱，也即在恒溫計39關(guān)閉時，加熱后的冷卻劑流進(jìn)短路接管40中并且從該處經(jīng)冷卻器回流系統(tǒng)41和泵34流進(jìn)內(nèi)燃機(jī)32的冷卻罩中，內(nèi)燃機(jī)由此很快被加熱。另外，通過附加加熱裝置35加熱的部分冷卻劑通過加熱進(jìn)流管42到達(dá)加熱體33中，由此可補償現(xiàn)有的TDI-電機(jī)加熱功率的不足，和/或提高供暖速度，這樣可改善乘客室的供暖效果。
圖3為內(nèi)燃機(jī)52冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)中附加加熱裝置結(jié)構(gòu)又一變型。在此仍以虛線框50表示冷卻裝置，它包括冷卻器51，附加加熱裝置55，一電動水泵56和一帶短路支管60的恒溫計閥59。固有冷卻循環(huán)系統(tǒng)由冷卻器進(jìn)流系統(tǒng)58和回流系統(tǒng)61(包括冷卻劑泵54)組成。但加熱循環(huán)系統(tǒng)則由供暖進(jìn)流系統(tǒng)62，供暖閥63，加熱體53和供暖回流管系64組成。在此附加加熱裝置55也通過分支管57和有選擇設(shè)有的電動水泵56串接設(shè)在供暖進(jìn)流系統(tǒng)62中。在過熱時為了安全切斷路而關(guān)閉閥63的情況下，可通過一回流管65a或65b來保證流過附加加熱裝置的一最小流量。
圖4為內(nèi)燃機(jī)72冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)附加加熱裝置的最后一實施例，其中仍以虛線框70表示冷卻裝置，帶有冷卻器71，恒溫計79，電動水泵76和支管80。包含冷卻器71的冷卻循環(huán)系統(tǒng)具有冷卻器進(jìn)流(管)系統(tǒng)78和帶冷卻劑泵74的冷卻器回流管系統(tǒng)81。一供暖循環(huán)系統(tǒng)和該冷卻循環(huán)系統(tǒng)并列而置，并帶有一個供暖進(jìn)流管系統(tǒng)82，供暖閥83，加熱體73和在冷卻劑泵74前流入冷卻器回流管81的供暖回流管84。最后，還設(shè)有一個可由一電磁閥85打開或閉合的支管86(作為對圖3實施例的補充)。
為了得到車輛持續(xù)的供暖，閥85在無電流時接通管86并且將管84切斷，即由電動水泵76將在附加加熱裝置75中加熱的水通過供暖進(jìn)流管系統(tǒng)82流經(jīng)加熱體73，再通過支管86流進(jìn)冷卻器進(jìn)流管系統(tǒng)，并在恒溫計79切斷的情況下從該進(jìn)流管系統(tǒng)處通過支管77又傳送至水泵76前。若閥85通有電流，則切斷管86，冷卻劑從加熱體73流進(jìn)供暖回流管系統(tǒng)84，由此達(dá)到在上面實施例中所具有的過熱(保護(hù))功能。與上面實施例類似，此時也具有一個回流管87a或87b。
圖5剖視示出了一個如圖1中透視圖表示的，一體帶有附加加熱裝置的水箱。以下括號中標(biāo)號表示圖1中相同的部件。圖5示出了一橫流冷卻器70(1)的左外部，其導(dǎo)管71與和一水箱73(12)密封相連的管底72相連通。最好由塑料壓鑄而成的水箱73具有一個流入支管74(15)，一個分隔壁75和一個流出支管76(16)。冷卻器70由此也為帶水平導(dǎo)管71的橫流冷卻器并且通過相應(yīng)的固定裝置固定于車身上，所述固定裝置例如可為一個成形在水箱73上的銷軸77。通過分隔壁75將整個水箱73分成一個上部流入腔78和一個下部流出腔79，其中一罐形殼體81通過一入流開口80和該上流入腔78相連，殼體與水箱一體制成并且接納有附加加熱裝置(20/20a)。附加加熱裝置的下部分為熱交換器83并在其在外殼內(nèi)設(shè)置了螺旋狀的肋84以從設(shè)在罐底的流入口80向設(shè)有一個流出支管85的上部引導(dǎo)冷卻劑。在下部腔79區(qū)設(shè)置一個恒溫計殼體86，它通過一個設(shè)在分隔壁75上的短路旁路管87和上腔78相連。另外在恒溫計殼體86中附加設(shè)有一個從下腔79流入的流入口89和一個對著出流支管76的流出口90。在恒溫計殼體86中具有一個已知的恒溫閥91，它以其兩個盤閥92，93開關(guān)短路接管87或下腔79的流入口89。
恒溫計殼體86和短路接管87和水箱73一體壓鑄成型，其中為了成型設(shè)有一個開口94，之后通過一個蓋板95將該開口蓋住。由此附加加熱裝置82/83，恒溫計91和冷卻器短路接管87一體形成在水箱73中。
帶附加加熱裝置的冷卻器作用如下通過流入支管74流入上腔78的冷卻劑首先在箭頭A的方向流經(jīng)管束71的上半部分，在右邊未示出的水箱中轉(zhuǎn)向并且隨后在箭頭B向通過管束71的下半部分流回進(jìn)水箱73的下腔79中。后者適用于這種情況，冷卻劑已被加熱并且恒溫計91通過短路閥盤92關(guān)閉短路支管87，然后閥盤93打開過流斷面，使得冷卻劑通過開口89在箭頭C方向流進(jìn)恒溫計殼體內(nèi)部，并從該處通過出流口90流到流出支管76。若冷卻劑還未被加熱，短路支管87打開，也即短路閥盤92從其閥座上移開；并且閥座93關(guān)閉回流斷面。在這種運行狀態(tài)下冷卻器中不流有冷卻劑，因為冷卻劑在箭頭E方向通過旁路管87流出了。
按本發(fā)明從上腔78分支出一股冷卻劑支流并且在箭頭D的方向通過溢流口80流入熱交換器83外殼體和罐81內(nèi)壁之間的間隙中，并且由于螺旋形肋條84而在其相應(yīng)的路徑向上繞熱交換器83環(huán)流，加熱后通過流出支管85流出。之后按不同的線路布置，這些加熱的冷卻劑可直接輸進(jìn)內(nèi)燃機(jī)冷卻殼體中或車輛供暖系統(tǒng)中。
權(quán)利要求
1.車輛內(nèi)燃機(jī)冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)附加加熱裝置的結(jié)構(gòu)，其中冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)一方面具有冷卻內(nèi)燃機(jī)的冷卻劑/空氣冷卻器，另外還具有一個對乘客室進(jìn)行供暖的冷卻劑/空氣加熱體，其特征在于在冷卻劑/空氣冷卻器(1，70)中結(jié)合有附加加熱裝置。
2.按權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述冷卻劑/空氣冷卻器(1，70)至少具有一個水箱(12，73)，附加加熱裝置(20，20a；82，83)和該水箱形成一個組件。
3.按權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述冷卻劑/空氣冷卻器為帶側(cè)向設(shè)置的水箱(12，14，73)的橫流冷卻器(1，70)。
4.按權(quán)利要求2或3所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述附加加熱裝置(20，20a；82，83)設(shè)置和固定在一個罐形且和水箱(73)成一體的殼體(81)中，
5.按權(quán)利要求4所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述罐形殼體(81)中設(shè)有周圍流有冷卻劑的附加加熱裝置(82)的熱交換器部件(83)，其中冷卻劑通過流入口(80)進(jìn)入并且通過一個流出支管(85)從罐形殼體中流出。
6.按上述權(quán)利要求2至5之一所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述水箱(73)，具有一帶溢流口(88)的分隔壁(75)，一個帶流入支管(74)的上腔(78)，一個帶流出支管(76)的下腔(79)以及一個和水箱(73)制成一體的恒溫計殼體(86)，所述恒溫計殼體中設(shè)有一個恒溫計閥(91)并且通過一個一體的短路支管(87)和上腔(78)相連和通過一個流入開口(89)和下腔(79)及流出支管(76)相連。
7.按權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，冷卻劑/空氣冷卻器可為降流冷卻器。
8.按上述權(quán)利要求之任一項所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的附加加熱裝置(20，35)在冷卻劑側(cè)和冷卻劑入流管系統(tǒng)(36)并列設(shè)置。
9.按權(quán)利要求8所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，在附加加熱裝置(20a，35)的流入?yún)^(qū)設(shè)置有一個節(jié)流片(37)來進(jìn)行分流控制。
10.按權(quán)利要求1至7之一所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述附加加熱裝置(20a，55)串接在供暖入流管系統(tǒng)(62)中。
11.按權(quán)利要求10所述的結(jié)構(gòu)，在供暖入流管系統(tǒng)(62)中接有一個電動水泵(56)。
12.按權(quán)利要求11所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，在供暖回流管系統(tǒng)(84)中于加熱體(73)和冷卻劑泵(74)之間設(shè)置一個轉(zhuǎn)換閥(85)，該轉(zhuǎn)換閥打開供暖回流管系(84)或者切斷回流管系(84)并打開一支管(86)，該支管與冷卻器入流管系(78)連通并且通向附加電水泵(76)。
全文摘要
本發(fā)明涉及車輛內(nèi)燃機(jī)冷卻介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)一附加加熱裝置(20，20a，82，83)，所述循環(huán)系統(tǒng)包括一個含冷卻介質(zhì)/空氣冷卻器(1，70)的冷卻循環(huán)系統(tǒng)和一個含用于乘客室供暖的冷卻劑/空氣熱交換器的加熱循環(huán)系統(tǒng)。建議將附加加熱裝置直接設(shè)置在冷卻劑/空氣冷卻器上或冷卻器中，其優(yōu)點在于燃燒器(20)燃料管(21)和排氣管(22)位于乘客室外部并且由此不會影響乘客室的舒適和安全性。此外，將附加加熱器接入冷卻劑附加循環(huán)系統(tǒng)中較為簡單和經(jīng)濟(jì)。
文檔編號F02N19/10GK1160379SQ95195522
公開日1997年9月24日 申請日期1995年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月6日
發(fā)明者迪特爾·鮑爾, 米歇爾·洪堡, 米歇爾·勒萊, 沃爾夫?qū)て辗扑固? 彼得·賴澤, 格布哈·施韋策 申請人:貝爾有限公司, J·埃伯斯帕徹有限公司