專利名稱：用于汽車的冷卻裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于汽車的冷卻裝置，帶有至少一個可分別用冷空氣加載的第一和第二熱交換器。
背景技術：
為排出在汽車運行中產生的廢熱，冷卻裝置或冷卻系統是不可或缺的。常用的冷卻裝置具有多個不同的熱交換器，所述熱交換器由冷空氣流入或流過，并且可以用這種類型和方式將在回路中循環的熱交換器介質的熱能排出到周圍環境中。除了與內燃機熱耦聯的水冷卻器之外，已知的冷卻系統還具有其它的熱交換器， 如增壓空氣冷卻器、變速器機油冷卻器以及汽車空調設備的冷凝器。所有的這些熱交換器大多布置在一個公共的冷卻模塊上，該冷卻模塊還具有用于產生空氣流的通風裝置，使得即便在汽車的低速范圍內或者在靜止狀態下還能產生足以排出熱量的冷卻空氣流。尤其在中速或者高速范圍內行駛時，行駛風產生足以冷卻熱交換器的空氣風滯壓力。此外，如果汽車例如在基本上平坦的路面上勻速運動，對動力裝置的功率要求較低，向周圍排出的熱量相應較低。但是，汽車的氣體動力學正是在高速范圍內起到越來越重要的角色。因此，輸入的、通常由行駛風分出的冷空氣在熱交換器和汽車底板的區域內渦漩。在此，用冷空氣長期加載汽車的冷卻裝置的熱交換器會對汽車的空氣動力性造成不利影響。由DE 102 35 192 Al公開了一種冷卻系統，該冷卻系統在第一運行階段通過第一空氣流路徑冷卻，而在第二運行階段借助于經過第二空氣流路徑的第二空氣流冷卻。在此， 設置有用于控制流過冷卻器的空氣流的裝置，其中，所述裝置設置在冷卻器的流出區域中。 因此據說能實現在冷卻器的整個冷卻面上均勻的通流，使得冷卻器和可能的其它熱交換器的冷卻功率會升高。那個用于控制空氣流的已知裝置在此構造為帶有至少一個可樞轉的活門或帶有側面的卷簾盒(Rollokasten)的覆蓋裝置。然而，在此所述覆蓋裝置沿汽車的行駛方向看設置在所有的熱交換器之后，因此提高了汽車中的冷卻系統的結構空間需求。
發明內容
相應地，本發明所要解決的技術問題是提供一種在結構空間需求方面優化的冷卻裝置，該冷卻裝置的冷卻功率可與不同的需求相適應，并且還有助于改善汽車的空氣動力學特性。按本發明的冷卻裝置設計用于汽車。該冷卻裝置具有至少一個第一和第二熱交換器，其中，兩個熱交換器沿汽車縱向或者沿汽車的行駛方向相互錯開布置。在此，冷卻裝置優選構造為預制的冷卻模塊，該冷卻模塊包括汽車冷卻系統的多個乃至所有的熱交換器， 并且可以作為集成的結構單元優選布置在汽車前部區域中。為了改善汽車的空氣動力學特性，在第一和第二熱交換器之間的間隙中設置流動調節裝置，該流動調節裝置具有可由冷空氣流過的橫截面。在此，所述橫截面對于冷空氣的穿透性是可變的。因為流動調節裝置具有用于改變流動調節裝置可通流的橫截面的調節或調整器件。 作為替代或補充，為此還可以設計為，替代改變可自由通流的橫截面僅僅改變輸送的冷空氣的流動阻力。借助于設置在至少兩個熱交換器之間的間隙中的流動調節裝置， 可以根據冷卻裝置的冷卻需求可變并優選無級地改變輸送的冷空氣的量和流量。如果例如根據當前的行駛功率僅要冷卻裝置產生較低的冷卻功率，則可以為改善汽車-空氣動力學特性降低流動調節裝置的冷空氣穿透性。反之，在提供提高的冷卻功率時，流動調節裝置對于冷空氣的穿透性例如通過增大可由冷空氣流過的橫截面最大化。在此被證實特別有利的是，沿汽車縱向看，將流動調節裝置設置在由兩個熱交換器形成的間隙中。在此利用各個熱交換器之間原本存在的結構空間，因此對于流動調節裝置不需要額外的、例如沿行駛方向位于水冷卻器后面的結構空間。在此，流動調節裝置利用在冷卻裝置的各個熱交換器組裝或者組合時原本就會形成的空余空間。按照一種有利的擴展設計規定為，沿汽車的行駛方向看，第一熱交換器設置在流動調節裝置之后，而第二熱交換器設置在流動調節裝置之前。在此尤其設計為，第一熱交換器構造為水冷卻器，該水冷卻器與汽車的動力裝置熱耦合。第二熱交換器在此優選可以設計為汽車空調設備的冷凝器。按照另一種可選的方案，按照本發明同樣可以進行與之相反的布置。按照另一種有利的設計構造，流動調節裝置基本上在垂直于汽車的行駛方向的平面內延伸。在此，流動調節裝置基本上在第一和/或第二熱交換器可入流或流過的全部橫截面面積上展開。在此，流動調節裝置尤其設計用于按選擇堵塞或釋放可由冷空氣流過的流動通道。在封閉的配置中，流動調節裝置可以將至少連接在其之后的熱交換器幾乎完全與冷空氣輸送隔斷或隔離。按照另一種有利的構造還設計為，流動調節裝置具有可由冷空氣通流的框架，在所述框架上可滑移和/或可樞轉地布置有至少一個改變調節裝置可通流的橫截面的調節元件。因此，可以在框架上布置尤其是可樞轉的薄板或活門以及可在框架的面上滑移的、基本上不能由冷空氣通流的平面織物。在此，調節元件或多個調節元件可以要么完全釋放可通流的橫截面，要么僅部分封閉所述可通流的橫截面。在此，尤其設計調節元件的無級調節，因此能夠由所述冷卻裝置提供可與各個冷卻要求相適應的冷卻功率。按照一種有利的擴展設計還規定，所述框架具有一個至少兩部件式的隔柵結構， 其帶有前格柵和后格柵。各個隔柵部件在此基本上相互重疊地布置。沿汽車縱向或沿行駛方向看，前面和后格柵前后相繼地布置并且形成用于單個或多個可變化調節的調節元件的支撐結構。通過基本上相互覆蓋地布置前格柵和后格柵，盡管在整個流動橫截面上延伸的布置，還可以使得格柵結構的流動阻力保持盡可能小。按另一種優選的設計構造，調節元件在此設計為可在前格柵和后格柵之間滑移的卷幅。調節元件具有可卷起或可纏繞的平面織物，該平面織物可以設計成基本上不能由冷空氣通過。在此被證明有利的是，卷幅的延伸或者所需空間平行于其在展開狀態下的幅面。 也就是說，卷幅可以沒有問題地與沿汽車縱向相應狹長地構造的框架結構一起布置在冷凝器和冷卻裝置的水冷卻器之間的間隙內。通 過使卷幅在兩側，也就是分別在相鄰的前面和后面的熱交換器上由格柵包圍， 可以有效地抑制卷幅可能的變形或飄動。在行駛運行中出現的并且作用在卷幅上的背壓或滯止壓力可以在卷幅沒有明顯變形的情況下由支承的格柵吸收。此外，前格柵和后格柵之間的卷幅兩側的鑲框防止卷幅可能由于背壓造成的損壞。在此，如果卷幅的卷輥或卷軸位于熱交換器的所述空隙之外是特別有利的。尤其按照本發明的一種擴展設計規定為，卷軸布置在格柵結構的上端部，并且在此，沿汽車高度方向看，突出于至少一個熱交換器的上端部。因此，沿汽車縱向或汽車橫向看，卷軸本身可以與第一和/或第二熱交換器至少局部重疊。此外，卷軸沿汽車橫向的朝向具有這樣的優點，即，可以在卷幅能展開的端部的重力作用下實現卷幅的展開。根據卷幅在格柵結構內部的靜摩擦阻力或滑動摩擦阻力，可以甚至在完全沒有單獨的驅動裝置的情況下，僅通過自由的卷幅端部的重力實現卷幅的展開。僅僅為卷起卷幅需要驅動器的幫助。因此，卷軸和/或用于卷起和/或展開卷幅的導向邊條與驅動器作用連接。在此， 驅動器可以直接作用在卷軸上或者可以通過傳遞拉力或壓力的力傳遞裝置與單獨固定在卷幅上的導向元件(例如導向邊條)作用連接。按照另一種有利的設計構造，調節元件具有帶有相互間隔的、用于冷空氣的通孔的平面織物。因此，卷幅尤其可以具有單獨的、優選相互等距間隔的、相應于格柵結構的通孔，使得即便在卷幅關閉時也能向沿行駛方向位于卷幅后面的熱交換器提供最小_空氣輸送。在此，各個通孔的大小以及幾何分布可以與各個熱交換器和導引冷空氣的流動通道的幾何規定和特性點相適應。按照另一種有利的設計構造，前格柵和后格柵可形狀配合地相互連接。在此尤其設計為，兩個基本上相互重疊布置的格柵的連接借助于其邊緣區域中的卡鎖連接或夾緊連接實現。在此，為此設計的夾持器件或卡鎖器件優選可以與各個格柵一體地構造或者成型在所述格柵上。除了用于前格柵和后格柵的形狀配合的連接器件，也可以進行其它的連接，例如鉚接或螺紋連接各格柵部件。格柵部件還可以制造為例如由玻璃纖維加強的熱塑性塑料 (如帶有至少40%的玻璃纖維部分的聚酰胺)制成的注塑部件。還可考慮的是，格柵結構或者至少是格柵結構的部件構造為輕質金屬-壓鑄部件或者輕質金屬-擠壓件。在此，尤其可以考慮鋁或鎂作為恰當的輕質金屬。也可以設計為，將各個金屬鑄件或擠壓件與塑料注塑部件以混合結構方式組合。按照另一種有利的設計構造規定為，前面的和/或后格柵在上邊緣部段具有用于卷軸的容納殼或者擋板。在此，格柵結構可以具有用于卷幅的卷軸的、集成的容納殼或擋板。卷軸以及卷繞在其上的卷幅在最終安裝時只需可轉動支承地置入格柵側的容納殼中。在此還可以設置為，優選設置在格柵結構的上邊緣上的容納殼或擋板同時配設有密封元件，格柵框架通過該密封元件盡可能氣密地支撐在外面鄰接的空氣導引裝置上。在此，設置密封元件不限于在卷軸的區域內。格柵框架下面以及側面的端部部段也可以分別配設優選條狀的密封元件，該密封元件分別在達到最終安裝配置時盡可能氣密地支承在邊緣側相鄰的空氣導引裝置上。
通過將導引卷幅的格柵框架幾乎密封地布置在鄰接的空氣導引裝置上，可以以有利的方式實現，即，通過流動通道輸送的并且流過第二熱交換器的冷空氣在卷幅關閉時盡可能完全截住，而在卷幅打開時沒有顯著壓力損失地流入連接在流動調節裝置之后的熱交換器，優選冷卻裝置的水冷卻器。按照本發明的另一種有利的設計構造還規定，卷幅可由卷軸展開的端部部段配設有導向邊條或導向緣板。一方面，導向邊條可以通過其重力支持卷料的展開。此外，導向邊條可以在其兩個端部部段單獨在格柵框架上導引。在此還可考慮的是，將導向邊條的端部部段與驅動器耦連，因此卷幅的卷起和展開可以通過導向邊條可由驅動器發動的滑移運動實現。在此，導向邊條端部例如可以與主軸驅動器、繩索傳動器或鏈條傳動器耦連。在此，優選還在卷軸上設置一扭轉彈簧元件，借助于該扭轉彈簧元件可以卷起所述卷幅。
除冷卻裝置之外，本發明還涉及一種裝備有按本發明的冷卻裝置的汽車。
以下參照
本發明其它的目的、特征以及有利的設計構造。在此，所有在文本中提及的，以及在附圖中示出的各特征單獨地以及它們各種有意義的相互組合都是本發明的主題。附圖中圖1是按本發明的冷卻裝置單獨的立體視圖；圖2是處于汽車上的安裝位置的冷卻裝置的立體視圖；圖3是沿著圖2中的橫截面線A-A的垂直橫截面圖，圖4是按圖3的橫截面放大的局部截面圖；圖5是按圖2的裝置沿B-B的水平橫截面圖；圖6是按圖5的橫截面的右邊緣的放大視圖；圖7是流動調節裝置單獨的立體視圖；圖8是流動調節裝置的各個部件的分解視圖；圖9是卷起的卷幅單獨的立體視圖以及；圖10是展開的卷幅。
具體實施例方式在圖1和2中以立體視圖示出的冷卻裝置10具有多個熱交換器，如增壓空氣冷卻器12，汽車空調設備的干燥器14，汽車空調設備的冷凝器16以及在圖1中沒有詳細示出的、位于冷凝器16后面的水冷卻器30。而冷凝器16和干燥器14屬于汽車的空調回路并且相應可由制冷劑流過，水冷卻器30與動力裝置，優選是汽車的內燃機熱接觸。反之，增壓空氣冷卻器12與渦輪增壓器耦連。在按圖5和6的橫截面圖中所示的水冷卻器30在其沿汽車橫向的端部部段具有沿汽車縱向較寬地構造的冷卻水容器18。該冷卻水容器沿汽車縱向看至少略微突出于水冷卻器30，因此在沿汽車縱向依次布置冷凝器16和水冷卻器30時必定產生在圖6中放大示出的間隙48。在圖1中單獨示出的冷卻裝置10固定在按圖2的汽車車身的前部結構26上。在此，為了使輸送的冷空氣受控并且有效地流入各個熱交換器12，14，16，30，還設置有在側面環繞的冷空氣導引裝置28，該冷空氣導引裝置至少局部包圍處于安裝在汽車車身的前部結構區域上的最終狀態中的冷卻裝置。由行駛風分支出或者由單獨為此設置的通風機產生的冷空氣流首先流過沿行駛方向設置在上游的冷凝器16并接著流過設置在冷凝器后面的水冷卻器30。 在經過所述熱交換器12，16，30時或者之后，輸送的冷空氣有時經受相當強的渦流，這種渦流尤其在高速范圍內會明顯損害汽車的空氣動力學特性。為了改善汽車空氣動力學特性，在冷凝器16和水冷卻器30之間的間隙48中設置流動調節裝置20，該流動調節裝置基本上在冷凝器16和水冷卻器30之間的間隙48整個可通流的橫截面上延伸。流動調節裝置具有在圖7和圖8中所示的格柵結構40，其可由冷空氣流過的橫截面可在該橫截面對于冷空氣的穿透性方面改變。在此，在圖7至10所示的設計構造中尤其規定，在格柵結構40的上邊緣設置一卷軸34，在該卷軸上纏繞有可向下展開的卷幅36。在此，卷軸34可以直接配設有電動的驅動器22，該驅動器通過相應的控制可以將卷幅36轉換到在圖10中所示的卷放下并因此展開的狀態，或者轉換到在圖9中所示的卷起并因此釋放可通流的橫截面的狀態。在此，驅動器22配設有插頭52，以便簡化其電接觸。還可以考慮的是，卷幅36可變地并且無級地轉換到處于完全卷放下和完全收卷狀態之間的、部分打開的位置。如圖8單獨示出，卷幅36可滑移或卷繞地支承在兩個相互對應的格柵結構42，44 之間。在此，前格柵42與后格柵44相對應匹配。兩個格柵可通過將卷幅裝置20容納在為此設計的、布置在前格柵42的上端部部段上的容納殼50中直接相互連接。為了連接兩個格柵42，44，例如在前格柵42上設置側向的夾子或類似的固定器件 46。前格柵42還具有沿汽車橫向突出的固定連接板24，借助于該固定連接板可以將在圖7 中預先示出的流動調節裝置20固定在冷卻裝置上，例如固定在冷卻水容器18上(如圖1 所示)。后格柵44也在其上端部部段具有一種卡鎖突起部56，借助于該卡鎖突起部可以將后格柵44例如固定在前格柵42的側向連接板24上。通過將可纏繞在卷軸34上的卷幅完全可滑移地布置在兩個相互對應的格柵結構 42，44之間，即便在卷幅36上出現顯著的背壓時也能在很大程度上防止損壞卷幅36的功能性的變形。如圖4和10所示，卷幅36還可以具有單獨的通孔38。在此，如圖10所示，所述通孔38在卷幅36、完全拉下時位于格柵間隙的區域中。因此，即便卷幅20位于關閉位置，還一直有最小量的冷空氣被輸送到位于卷幅后面的水冷卻器30。在卷幅36、展開時，在側向冷空氣導引裝置28的區域內會產生背壓，因此從行駛風分支出的冷空氣在側面流過冷卻裝置10，在空氣動力學的觀點中，這被證明比直接穿過或渦漩流過若干熱交換器12，16,30更有利。卷幅36還在其背離卷軸34的端部具有導向邊條54，該導向邊條一方面通過其重力支持卷幅36從卷軸34的展開。此外，導向邊條54在卷幅36完全或部分下降的狀態中拉緊或張緊所述卷幅36。還可以通過導向邊條的、在附圖中沒有詳細示出的例如在格柵結構40上的側向導引件來卷繞或展開卷幅20，例如通過在導向邊條54位于汽車橫向的端部部段耦連恰當的驅動器，例如繩索牽引裝置，鏈傳動裝置或者主軸驅動器。在此，優選在卷軸34的區域內設置彈簧元件，該彈簧元件在導向邊條54上朝下的拉力減小時自動卷收起所述卷幅36。
在圖8和圖7中示出的組裝狀態的格柵結構42，40優選設計為注塑部件。可以用耐溫的塑料，如玻璃纖維加強的聚酰胺或者輕質金屬，例如鋁作為用于導風格柵40的恰當材料。
優選在前格柵42的下端部部段上設置彈性的密封唇32，如由按圖4的橫截面圖所示，所述格柵結構借助于該密封唇幾乎密封地支承在所述增壓空氣冷卻器12上。在此還示出了，前格柵42和后格柵44在下邊緣區域形狀配合地相互卡鎖。此外，扁平的卷幅36位于前格柵42和后格柵44的格柵桿之間。在按圖3的橫截面圖中還可看出，位于上面的、板條狀向下彎曲的、用于卷軸34的容納殼50同時起密封元件的作用，格柵結構40通過該密封元件在上方盡可能氣密地支承在所述空氣導引裝置28上。在此，容納殼50尤其可以與前格柵結構42 —體結合。在按圖5和6的橫截面圖中還示出了側向夾緊件46，所述前和后格柵42，44通過該夾緊件形狀配合地被夾持在一起。所示出的各個實施形式僅僅示出了本發明可能的設計構造，為此可考慮多種其它的變型并且都在本發明的范圍內。本發明的范圍、可應用性或者配置方式不限于示例示出的實施例。本說明書僅為本領域技術人員描述了按本發明的實施例的可能實現方式。對所述各元件的功能和布置可以進行多種改動，只要不偏離通過權利要求限定的保護范圍或其等同技術方案即可。附圖標記清單10冷卻裝置12增壓空氣冷卻器14干燥器16冷凝器18冷卻水容器20流動調節裝置22驅動器24固定器件26前部結構部件28冷空氣導引裝置30水冷卻器32密封件34 卷軸36 卷幅38 通孔40格柵結構42 格柵44 格柵
46卡鎖器件48 間隙
50容納殼52 插頭54導向邊條56卡鎖突起部
權利要求
1.一種用于汽車的冷卻裝置，帶有第一熱交換器(30)和第二交換器(16)，該第二熱交換器沿汽車縱向與所述第一熱交換器(30)錯開布置，其中，在所述第一和第二熱交換器之間的間隙(48)中設置有帶有可由冷空氣流過的橫截面的流動調節裝置(20)，該橫截面對于冷空氣的穿透性是可變的。
2.如權利要求1所述的冷卻裝置，其中，沿汽車的行駛方向看，所述第一熱交換器(30) 布置在所述流動調節裝置(20)之后，而所述第二熱交換器(16)布置在所述流動調節裝置 (40)之前。
3.如前列各項權利要求之一所述的冷卻裝置，其中，所述流動調節裝置(20)在垂直于汽車的行駛方向的平面中基本上在所述第一和/或第二熱交換器(16，30)可流入或流過的全部橫截面上延伸。
4.如前列各項權利要求之一所述的冷卻裝置，其中，所述流動調節裝置(20)具有可由冷空氣流過的框架(40)，在所述框架上可滑動和/或可樞轉地布置有至少一個改變所述調節裝置(20)可通流的橫截面的調節元件(36)。
5.如權利要求4所述的冷卻裝置，其中，所述框架(40)具有一個帶有前格柵(42)和后格柵(44)的、兩部件式格柵結構(42，44)，其格柵部件基本上相互重疊地布置。
6.如權利要求4或5所述的冷卻裝置，其中，所述調節元件設計為可在所述前格柵 (42)和后格柵(44)之間滑移的卷幅(36)。
7.如權利要求6所述的冷卻裝置，其中，在所述格柵結構的上端部部段上設置一個基本上沿汽車橫向定向的卷軸(34)。
8.如權利要求4至7之一所述的冷卻裝置，其中，所述調節元件(36)具有帶有相互間隔的、用于冷空氣的通孔(38)的平面織物。
9.如權利要求5至8之一所述的冷卻裝置，其中，所述前格柵(42)和所述后格柵(44) 可形狀配合地相互連接。
10.如權利要求5至9之一所述的冷卻裝置，其中，所述前格柵(42)和/或所述后格柵 (44)在上邊緣部段具有用于卷軸(34)的容納殼或擋板(50)。
11.如權利要求4至10之一所述的冷卻裝置，其中，所述框架(40)借助于至少一個邊緣側的密封元件(32)支承在一空氣導引裝置(28)上。
12.如前列各項權利要求之一所述的冷卻裝置，其中，所述卷幅(36)可由所述卷軸 (34)卷放下的端部部段配設有導向邊條(54)。
13.如權利要求7至12之一所述的冷卻裝置，其中，所述卷軸(34)和/或所述導向邊條(54)為了卷起和/或展開所述卷幅(26)與驅動器(22)作用連接。
14.一種帶有如前列各項權利要求之一所述的冷卻裝置的汽車。
全文摘要
本發明涉及一種用于汽車的冷卻裝置，帶有第一熱交換器(30)和第二交換器(16)，該第二熱交換器沿汽車縱向與所述第一熱交換器(16)錯開布置，其中，在所述第一和第二熱交換器之間的間隙(48)中設置有帶有可由冷空氣流過的橫截面的流動調節裝置(20)，該橫截面對于冷空氣的穿透性是可變的。
文檔編號B60H1/32GK102198792SQ20111007179
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月24日 優先權日2010年3月24日
發明者尤多·米爾德納 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司