发动机冷却系统技术方案

本公开提供了“发动机冷却系统”。提供了用于车辆的冷却模块总成的方法和系统。在一个示例中，所述冷却模块总成包括：第一组翼片，所述第一组翼片被配置为使第一流体流过第一正弦形连续内部通道；以及第二组翼片，所述第二组翼片被配置为使第二流体流过第二正弦形连续内部通道。所述第二组翼片与所述第一组翼片共用同一平面并且一起形成半圆形结构。

Engine cooling system

【技术实现步骤摘要】
发动机冷却系统
本说明书总体上涉及一种用于车辆的冷却模块总成。
技术介绍
对提高燃料经济性和减少排放的持续需求推动了汽车市场将轻质和紧凑型车辆的生产置于优先地位。尽管在减少燃料消耗和释放不良燃烧产物方面已取得了长足的进步，但在较小的车舱容限内封装汽车部件给汽车制造商带来了一组新的挑战。特别地，车辆的前端的几何形状可能取决于笨重的部件所占据的体积，所述笨重的部件包括冷却系统、散热器、主动格栅百叶窗(AGS)、空调系统、辅助冷却器以及诸如支架和枕架之类的支撑硬件。发动机冷却系统通常包括至少一个散热器和一个冷凝器，所述散热器联接到车辆前端并且被配置为使冷却剂流动到发动机缸体，并且冷凝器也联接到车辆前端并且被配置为使制冷剂流动到空调蒸发器。散热器和冷凝器可以具有平面矩形结构，所述平面矩形结构垂直于车辆前端中的气流(例如，冲压空气)布置并且沿着水平方向堆叠以允许更简单的封装。散热器和冷凝器两者都可以依赖于液体-空气热交换来相应地冷却发动机缸体和车辆的内部。通过使用冷却风扇来增加穿过散热器和冷凝器的表面的气流，可以增强从制冷剂和冷却剂到空气的热传递。然而，矩形散热器和冷凝器的诸如角部的某些区域可能不在冷却风扇的吹扫范围之内，并且因此可能会以降低的速率散发热量。另外，在冲压空气的路径中散热器在冷凝器后方的定位导致在空气与散热器接触之前会由冷凝器加热空气。在一些示例中，诸如增压空气冷却器、机油冷却器、变速器流体冷却器等的辅助冷却器可以定位在冷凝器与散热器之间，从而进一步减小在流动到散热器的空气与散热器冷却剂通道之间的温差并且降低散热器的冷却能力。为了补偿散热器处的低效率的热交换，可以增加散热器尺寸以增大散热器的可用于交叉流热交换的表面积，从而进一步加重了与将扩大的散热器和冷凝器两者安装在有限空间内相关联的难题。解决因冷却模块总成的几何形状和定位所致的低效率冷却的尝试包括将热交换器配置为具有圆形几何形状。Kawahira在U.S.4,510,991中展示了一种示例方法。在其中，诸如散热器或冷凝器的热交换器可以具有多个同心布置的圆扁管，所述管配有供冷却剂流穿过其中的通道。同心的圆扁管是同轴地布置并且等距地隔开，圆扁管中的每一个配有冷却剂入口。波纹状翼片设置在圆扁管之间的空间中。可替代地，单个扁管可以被螺旋缠绕来形成类似的圆形热交换器，所述圆形热交换器具有插置在扁管的相邻部分之间的波纹状翼片。扁管具有单个冷却剂入口以将冷却剂输送到热交换器。圆形结构消除了热交换器的低效率地冷却的角部，并且由冷却风扇占据的空间量可以进一步通过将风扇的旋转轴或马达插入到圆形热交换器的中心孔中来减小。然而，本文的专利技术人已认识到这类系统的潜在问题。作为一个示例，虽然圆形几何形状消除了不受冷却风扇影响的区域，但冷凝器在散热器前方的定位仍然会使流动到散热器的空气升温。此外，圆形热交换器的扁管的同心或螺旋几何形状可能不具有与冲压空气接触的足够的表面积，以从冷却剂或制冷剂提取足够的热量来相应地保持散热器或车舱空调系统的冷却能力。因此，除非使用较大的风扇，否则发动机温度可能会升高到目标工作范围以上。
技术实现思路
在一个示例中，上文描述的问题可以通过一种用于集成冷却系统的方法来解决，所述集成冷却系统包括：上部支撑支架和下部支撑支架；以及通道总成，所述通道总成包括：第一连续通道，所述第一连续通道作为具有第一半径的第一曲折管线联接到上部支架，第一通道使第一流体循环；以及第二连续通道，所述第二连续通道作为具有大于第一半径的第二半径的第二曲折管线联接到上部支架，第二通道使第二流体循环，其中第一通道与第二通道是共面的。以此方式，冷凝器和散热器两者都会从与冲压空气的接触中接收到增加的冷却作用，同时在冷却模块总成的所有区域上保持有效的热交换。作为一个示例，由第一组通道形成的散热器和由第二组通道形成的冷凝器可以一起提供半圆形冷却模块总成，其中散热器和冷凝器共用同一平面。冷却模块总成可以在垂直于冷却模块总成的平面的方向上接收穿过所述平面的冲压空气，从而允许由先前未从冷凝器提取热量的空气冷却散热器。通过将冷却模块总成配置为冷凝器在周界上包围散热器，可以减小冷却组件在车辆的前端所占据的空间量。应理解，提供以上
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍将在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围由在具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。另外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出了包括相关联的冷却系统的车辆的示例的示意图。图2示出了可以包括在车辆中的示例冷却模块总成的前透视图。图3示出了冷却模块总成的后透视图。图4示出了冷却模块总成的包括从中流过的流体流的方向的后视图。图5示出了冷却模块总成的包括冷却模块总成的整个结构中的载荷分散的后视图。图6示出了冷却模块总成的风扇管的横截面的透视图。图7示出了风扇管的横截面的示意图。图8示出了冷却模块总成的翼片的横截面的示意图。图9示出了冷却模块总成的轮廓图。图10示出了车辆前端的包括冷却模块总成的部件的透视图。图11示出了冷却模块总成的冷却通道的展开图。图2至图11大致按比例示出。具体实施方式以下描述涉及用于车辆的冷却系统的系统和方法。如图1所示，车辆可以包括多个前端部件，所述前端部件包括作为用于车辆的发动机和乘客舱两者的冷却系统的冷却模块总成。如图2和图3的前透视图和后透视图分别所示，冷却模块总成可以具有半圆形几何形状，其中散热器和冷凝器共用同一平面。在图4中示出了直观后视图，其中冷却剂流过散热器和制冷剂流过冷凝器的流动方向由箭头指示。在图5中指示了在冷却结构模块的整个结构上的载荷的分散。冷却模块总成还可以包括布置在冷却模块总成的后侧上的风扇管，所述风扇管使冷却空气流过冷却模块总成。在图6中示出了风扇管的横截面的透视图，其示出了风扇管的类似翼面的几何形状，所述几何形状更详细地示出于图7中的风扇管的横截面的示意图中。散热器和冷凝器可以由在冷却模块总成中的呈放射状布置的中空翼片形成，所述中空翼片配有用于使流体，诸如冷却剂或制冷剂流动的通道。在图8中以示意图示出了翼片中的一个的横截面。在图11中示出了翼片的展开图，其示出了沿着翼片的表面的垂直地布置的叶片。通过用中空翼片对冷却模块总成进行适配并沿着同一平面定位散热器和冷凝器，相对于散热器和冷凝器在车辆的前端中堆叠在发动机前方的常规布置而言，可以减小冷却模块总成所占据的空间量。在图9中提供了冷却模块总成的轮廓图以示出冷却模块总成的占用区。在图10中相对于诸如各种支撑结构的其他车辆前端部件进一步示出了冷却模块总成。图1至图11示出了关于各种部件的相对定位的示例配置。如果被示出为彼此直接接触或直接联接，则至少在一个示例中，这类元件可以相应地被称为直接接触或直接联接。类似地，至少在一个示例中，被示出为彼此邻接或相邻的元件可以相应地是彼此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成冷却系统，所述集成冷却系统包括：/n上部支撑支架和下部支撑支架；以及/n通道总成，所述通道总成包括第一连续通道，所述第一连续通道作为具有第一半径的第一曲折管线联接到所述上部支架，所述第一通道使第一流体循环；以及第二连续通道，所述第二连续通道作为具有大于所述第一半径的第二半径的第二曲折管线联接到所述上部支架，所述第二通道使第二流体循环，其中所述第一通道与所述第二通道是共面的。/n

【技术特征摘要】
20181211 US 16/216,5301.一种集成冷却系统，所述集成冷却系统包括：
上部支撑支架和下部支撑支架；以及
通道总成，所述通道总成包括第一连续通道，所述第一连续通道作为具有第一半径的第一曲折管线联接到所述上部支架，所述第一通道使第一流体循环；以及第二连续通道，所述第二连续通道作为具有大于所述第一半径的第二半径的第二曲折管线联接到所述上部支架，所述第二通道使第二流体循环，其中所述第一通道与所述第二通道是共面的。


2.如权利要求1所述的集成冷却系统，其中所述第一通道具有联接到所述上部支架的入口和出口，并且其中所述第一曲折管线产生具有所述第一半径的第一组散热翼片，并且半径从所述上部支架延伸到在所述上部支架与所述下部支架之间的中点。


3.如权利要求2所述的集成冷却系统，其中所述第二通道具有联接到在所述上部支架与所述下部支架之间延伸的子午线的入口和出口，并且其中所述第二曲折管线产生具有所述第二半径的第二组散热翼片并且从所述中点延伸到所述下部支架。


4.如权利要求1所述的集成冷却系统，其中循环通过所述第一通道的所述第一流体与循环通过所述第二通道的所述第二流体在所述第一通道和所述第二通道两者的整个长度上保持分开。


5.如权利要求1所述的集成冷却系统，其中所述冷却系统的周边由所述上部支撑支架和所述下部支撑支架以及所述通道总成的周界限定，并且其中所述上部支撑支架包括：一对翼部，所述一对翼部沿着水平方向在相反的方向上远离所述上部支架的中心区域延伸；以及凹口，所述凹口被配置为与车辆发动机罩的紧固闩锁联接。


6.如权利要求1所述的集成冷却系统，其中所述曲折的第一通道形成第一组径向对准的翼片，并且所述曲折的第二通道形成第二组径向对准的翼片，所述第一组翼片在周界上由所述第二组翼片包围并且一起形成半圆形结构。


7.如权利要求6所述的集成冷却系统，其中所述第一组翼片和所述第二组翼片中的每一者被成形为翼面，其中所述翼面的较宽边缘布置在所述冷却系统的前侧处，并且所述翼面的锥形边缘朝向所述冷却系统的后侧延伸。


8.如权利要求7所述的集成冷却系统，其中所述第一组翼片和所述第二组翼片包括矩形叶片，所述矩形叶片从所...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·布莱恩·格利克曼，肖恩·特伦斯·科格伦，达尔尚·阿伦·纳亚克，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US