專利名稱：用于冷卻增壓空氣的回路布置及這種回路布置的運(yùn)行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于冷卻具有增壓器的汽車中的增壓空氣的回路布置，以及這種回路布置的運(yùn)行方法。
背景技術(shù)：
按照現(xiàn)有技術(shù)，為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，在汽車中使用增壓器以提高發(fā)動(dòng)機(jī)中的空氣消耗量。在進(jìn)行為此所需的壓縮時(shí)，空氣(下面稱為增壓空氣)卻由于在增壓器中的壓縮而變熱。為了補(bǔ)償由于增壓空氣變熱而帶來的壓力損失，也就是說增加空氣密度，而采用了空氣冷卻器，它被布置在前面的冷卻模塊中，用來冷卻增壓空氣。增壓空氣從一個(gè)熱交換器中穿過，而周圍的空氣也從熱交換器中穿過并使它冷卻。通過這種方式，增壓空氣可被降低到比周圍空氣溫度高大約15K的溫度。
另外已知的是，增壓空氣的冷卻是通過一個(gè)冷卻液回路進(jìn)行的，如一個(gè)低溫-冷卻液回路，在這個(gè)回路中冷卻液被冷卻到一個(gè)很低的溫度。通過這個(gè)低溫冷卻液，在增壓空氣/冷卻液冷卻器中的增壓空氣被冷卻到一個(gè)規(guī)定的溫度。這種低溫-冷卻液回路的連接有兩種方式，即低溫-冷卻液回路與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的支回路連為一體，或者作為一個(gè)單獨(dú)的冷卻液回路。在圖8中是一種已知的低溫-冷卻液回路1，它用于對(duì)增壓空氣進(jìn)行間接冷卻。來自增壓器V的壓縮機(jī)的增壓空氣在一個(gè)增壓空氣/冷卻液冷卻器2中被冷卻，接著被輸往發(fā)動(dòng)機(jī)M。一個(gè)低溫-冷卻液回路-泵NP使冷卻液在低溫-冷卻液回路1中循環(huán)。冷卻液從泵NP進(jìn)入到增壓空氣/冷卻液冷卻器2中，在這里，冷卻液對(duì)增壓空氣進(jìn)行冷卻，然后再輸送到一個(gè)低溫-冷卻液-冷卻器3中。除了低溫-冷卻液回路1外，還設(shè)置了一個(gè)主冷卻液回路11。主冷卻液回路11中的冷卻液通過泵P循環(huán)，并從泵P輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)M。按照冷卻液的溫度，通過節(jié)溫器(Thermostat)12的調(diào)節(jié)，冷卻液被送往主冷卻器13，并再輸送到泵P，或通過一個(gè)旁路14繞過主冷卻器13直接到達(dá)泵P。在一個(gè)溫度過渡范圍內(nèi)，冷卻液流在節(jié)溫器12被分成兩個(gè)支流，一個(gè)支流流向主冷卻器13，另一個(gè)支流流經(jīng)旁路14。
這樣一種回路布置還不能滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是改善前面所提及的回路布置。
這一目的由具有下述特征的回路布置實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明提供了一種回路布置，它具有一個(gè)低溫冷卻液回路，用于冷卻具有一個(gè)增壓器的汽車中的增壓空氣，它布置包括增壓空氣/冷卻液冷卻器，其中，在增壓空氣/冷卻液冷卻器的冷卻液出口或緊接在它之后的位置設(shè)置一個(gè)溫度傳感器，用于測(cè)量冷卻液出口溫度。這樣就可以根據(jù)從增壓空氣/冷卻液冷卻器流出的冷卻液在冷卻液出口的溫度，對(duì)冷卻液流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。在這里，傳感器可以集成到增壓空氣/冷卻液冷卻器的出口中，或緊接在增壓空氣/冷卻液冷卻器之后，其中，到增壓空氣/冷卻液冷卻器的距離要盡可能地小，以保證一個(gè)最佳并且、特別迅速的調(diào)節(jié)。
溫度可以直接通過一個(gè)由節(jié)溫器構(gòu)成的溫度傳感器測(cè)量，這樣，就不再需要單獨(dú)形成的調(diào)節(jié)閥或另外的冷卻液流量調(diào)節(jié)裝置。如果設(shè)置的是一種簡(jiǎn)單的溫度傳感器，那么就由一個(gè)調(diào)節(jié)閥或另一個(gè)冷卻液流量調(diào)節(jié)裝置根據(jù)測(cè)量值對(duì)冷卻液流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)閥等可以布置在低溫-冷卻液-冷卻器之前及增壓空氣/冷卻液冷卻器之前。它也可以布置在溫度傳感器之后。
溫度傳感器被優(yōu)選地集成到一個(gè)用作冷卻液管路的塑料件中，特別是注塑件中。
低溫-冷卻液回路優(yōu)選地與一個(gè)主冷卻液回路連接，以使冷卻液在兩個(gè)冷卻液回路之間實(shí)現(xiàn)交換。


下面通過附圖和兩個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。其中，圖1中是回路布置的第一個(gè)實(shí)施例，圖2中是一個(gè)用于調(diào)節(jié)低溫-冷卻液-流量的節(jié)溫器的特性曲線圖，包括在增壓空氣/冷卻液冷卻器出口處的冷卻液溫度變化的情況下，低溫冷卻液回路的流量和主冷卻液回路的流量之間的比例關(guān)系，圖3是增壓空氣/冷卻器冷卻器的透視圖，圖4是傳感器布置的一個(gè)改型的透視圖，
圖5是圖4的一個(gè)仰視圖，圖6是一個(gè)圖表，顯示低溫-冷卻液-冷卻器在不同運(yùn)行點(diǎn)的冷卻液流量的優(yōu)化，同時(shí)顯示增壓空氣的溫度隨著低溫-冷卻液回路流量和主冷卻液回路流量之間的比例關(guān)系的變化而改變的情況，圖7中是回路布置的第二個(gè)實(shí)施例，圖8中是現(xiàn)有技術(shù)的回路布置。
具體實(shí)施例方式
圖1中是一個(gè)回路布置K，它用于增壓空氣冷卻和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻。在這里，一個(gè)低溫-冷卻液回路1與一個(gè)主冷卻液回路11連接。一個(gè)增壓空氣/冷卻液冷卻器2和一個(gè)直接布置在前者之后的傳感器4布置在回路布置K中用于增壓空氣冷卻的部分。冷卻液通過一個(gè)節(jié)溫器5到達(dá)泵P。在這之后設(shè)置了一個(gè)分流點(diǎn)6，其中，流向發(fā)動(dòng)機(jī)M部分將在后面詳細(xì)說明。在分流點(diǎn)6之后，冷卻液通過一個(gè)調(diào)節(jié)閥7到達(dá)低溫-冷卻液-冷卻器3，并回到增壓空氣/冷卻液冷卻器2，在這里，壓縮后的增壓空氣被冷卻。冷卻液的另一部分在分流點(diǎn)6之后流向發(fā)動(dòng)機(jī)M。根據(jù)冷卻液的溫度，這一部分全部通過一個(gè)主冷卻液冷卻器13或一個(gè)旁路14再回到節(jié)溫器5，或者，這一部分分成兩個(gè)分流，分別通過主冷卻液冷卻器13和旁路14。
為了對(duì)增壓空氣的間接冷卻進(jìn)行優(yōu)化，低溫-冷卻液回路中設(shè)置了冷卻液流量的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。在這里，增壓空氣/冷卻液冷卻器2的冷卻液出口溫度幾乎不受外部溫度的影響。因此，圖6中所顯示的關(guān)系可以在大部分的環(huán)境溫度下適用。為了能盡快地對(duì)負(fù)荷變化作出反應(yīng)，溫度傳感器4要盡可能地直接布置在增壓空氣/冷卻液冷卻器2的冷卻液出口處。根據(jù)傳感器4所獲得的測(cè)量值，通過已知的方式對(duì)冷卻液流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
按照上述實(shí)施例，傳感器4被集成到增壓空氣/冷卻液冷卻器2的冷卻液出口中，如圖3所示。由于將傳感器集成到金屬熱交換器中會(huì)產(chǎn)生問題，所以按照第一個(gè)實(shí)施例，傳感器4被集成到一個(gè)注塑件中，這個(gè)注塑件同時(shí)用于冷卻液的分配。
圖4和5中是增壓空氣/冷卻液冷卻器2中的傳感器4的一個(gè)改型布置。在這里，溫度傳感器4由一個(gè)節(jié)溫器構(gòu)成，它具有一個(gè)作為執(zhí)行器(Aktuator)的膨脹元件。這里的節(jié)溫器具有一個(gè)最小流量(泄漏量)，以確保有關(guān)冷卻液溫度的信息在負(fù)荷突然變化的情況下可以迅速傳送到執(zhí)行器，并確保在低負(fù)荷范圍內(nèi)有足夠的信息使增壓空氣被冷卻。最大流量是指在全負(fù)荷的情況下，在增壓空氣/冷卻液冷卻器2中或之后的冷卻液沒有出現(xiàn)局部沸騰時(shí)的流量。開啟的開始和結(jié)束取決于優(yōu)化的流量調(diào)節(jié)所必需的溫度水平(見圖2中的節(jié)溫器特性曲線)。泄漏流量和最大流量之間的范圍是這樣定義的增壓空氣/冷卻液冷卻器2的出口處的冷卻液溫度處于40℃和60℃之間的范圍內(nèi)時(shí)，節(jié)溫器開始打開；當(dāng)測(cè)量點(diǎn)的冷卻液溫度處于90℃和110℃之間時(shí)，節(jié)溫器完全打開。在這里，當(dāng)節(jié)溫器完全打開時(shí)，冷卻液的流量相當(dāng)于節(jié)溫器處于關(guān)閉狀態(tài)下所設(shè)定的泄漏量的2到4倍。按照這個(gè)實(shí)施例，冷卻液流量增加的趨勢(shì)為線性，但也可以是遞增、遞減或非連續(xù)的。
與通過節(jié)溫器的直接調(diào)節(jié)不同的是，按照第一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)溫度傳感器4所測(cè)得的冷卻液溫度，通過調(diào)節(jié)閥7進(jìn)行調(diào)節(jié)，而這個(gè)閥布置在低溫冷卻劑回路1中的低溫-冷卻液冷卻器3之前。
圖7中是回路布置K的第二個(gè)實(shí)施例。在這里，調(diào)節(jié)閥7布置在溫度傳感器4之后。此外，回路布置K的第二個(gè)實(shí)施例和第一個(gè)實(shí)施例除了下面所述基本相同，即節(jié)溫器5布置在主冷卻液回路中的旁路分流點(diǎn)處，而不是布置在旁路回到主冷卻液回路的路線上。
增壓空氣/冷卻液冷卻器對(duì)冷卻液流量進(jìn)行的調(diào)節(jié)，特別是通過一個(gè)電調(diào)節(jié)器進(jìn)行和/或通過溫度傳感器、特別是節(jié)溫器的加熱進(jìn)行。
增壓空氣/冷卻液冷卻器對(duì)冷卻液流量的調(diào)節(jié)，要優(yōu)選地考慮到特別是汽車驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和/或負(fù)荷、汽車的行駛速度、外部溫度和/或環(huán)境壓力。
標(biāo)號(hào)說明1低溫-冷卻液回路 2增壓空氣/冷卻液冷卻器3低溫-冷卻液冷卻器4傳感器5節(jié)溫器 6分流點(diǎn)7調(diào)節(jié)閥 11主冷卻液回路13主冷卻液冷卻器 14旁路K回路布置 M發(fā)動(dòng)機(jī)NP低溫冷卻液回路泵P泵
權(quán)利要求
1.具有一個(gè)低溫冷卻液回路(1)的回路布置，用于冷卻具有增壓器的汽車中的增壓空氣，該回路布置包括一個(gè)增壓空氣/冷卻液冷卻器(2)，其特征在于，在增壓空氣/冷卻液冷卻器(2)的冷卻液出口或緊接在它之后的位置設(shè)置一個(gè)溫度傳感器(4)，用于測(cè)量冷卻液出口溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回路布置，其特征在于，根據(jù)所測(cè)得的冷卻液溫度，對(duì)冷卻液流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的回路布置，其特征在于，溫度傳感器(4)是一個(gè)節(jié)溫器。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的回路布置，其特征在于，溫度傳感器(4)被集成到一個(gè)用作冷卻液管路的塑料件中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的回路布置，其特征在于，塑料件通過塑料注射成型。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的回路布置，其特征在于，低溫-冷卻液回路(1)與一個(gè)主冷卻液回路(11)連接，以使冷卻液實(shí)現(xiàn)交換。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的回路布置，其特征在于，在低溫-冷卻液回路(1)中布置有一個(gè)調(diào)節(jié)閥(7)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的回路布置，其特征在于，調(diào)節(jié)閥(7)布置在低溫-冷卻液-冷卻器(3)或增壓空氣/冷卻液冷卻器(2)之前。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的回路布置，其特征在于，將來自增壓空氣/冷卻液冷卻器(2)的冷卻液在一個(gè)泵(P)之前輸送到主冷卻液回路(11)中。
10.回路布置(K)的運(yùn)行方法，其中，這個(gè)布置具有一個(gè)低溫冷卻液回路(1)，用于冷卻具有一個(gè)增壓器的汽車中的增壓空氣，并包括一個(gè)增壓空氣/冷卻液冷卻器(2)，其特征在于，增壓空氣/冷卻液冷卻器(2)對(duì)冷卻液流量的調(diào)節(jié)，取決于在增壓空氣/冷卻液冷卻器(2)所測(cè)得的冷卻液溫度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，增壓空氣/冷卻液冷卻器(2)對(duì)冷卻液流量的調(diào)節(jié)，依據(jù)汽車驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和/或負(fù)荷、汽車的行駛速度、外部溫度和/或環(huán)境壓力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有一個(gè)低溫－冷卻液回路(1)的回路布置(K)，用于冷卻具有增壓器的汽車中的增壓空氣，該回路包括增壓空氣/冷卻液冷卻器(2)。在增壓空氣/冷卻液冷卻器(2)的冷卻液出口或緊接在它之后的位置設(shè)置一個(gè)溫度傳感器(4)，用于測(cè)量冷卻液出口溫度。本發(fā)明還涉及這種冷卻回路(K)的運(yùn)作方法。
文檔編號(hào)F01P7/16GK1898462SQ200480038120
公開日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2004年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月19日
發(fā)明者托馬斯·霍爾茨鮑爾, 羅爾夫·米勒, 埃伯哈德·潘托, 薩拉·帕爾芒捷, 艾克·維勒斯 申請(qǐng)人:貝洱兩合公司, 貝洱熱工公司