CN105128653B - 车辆的气流控制系统 - Google Patents

Abstract

一种车辆的气流控制系统可以包括：混合空气与燃料并且通过在燃烧室中燃烧空气与燃料的混合物来产生旋转力的发动机；设置在车辆的前侧上以将空气传输到发动机的燃烧室的主管道；与主管道相邻地设置以通过与外部空气热交换来冷却在其内流动的流体的散热构件；从主管道分支以将在主管道中流动的空气传输到散热构件的辅助管道；以及设置在辅助管道中以控制供应给散热构件的空气的控制阀。

Description

车辆的气流控制系统

与相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年5月28日提交的韩国专利申请号为10-2014-0064214的优先权，该申请的全部内容为了所有目的以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及一种车辆的气流控制系统。

更特别地，本发明涉及这样一种车辆的气流控制系统，其控制来自车辆前侧的通过冷凝器、中冷器以及散热器的外部空气。

背景技术

通常来说，空气管道是空气的路径，并且指的是用于引导气流从空气能够轻松流入的部分至空气需要被供应的部分的管。

举例来说，此空气管道包括引导空气以被吸入至发动机中的主空气管道以及用于冷却制动系统的制动空气管道。

如果执行用于仅维持发动机温度的功能，则当发动机需要被冷却时发动机不能适当地得到冷却，在高转速行驶的状态下燃料消耗遭到恶化，并且高温排气管的外围零件可能受到热损坏。

作为散热构件，冷凝器、中冷器以及散热器被依序提供在车辆的前侧中，并且冷凝器使制冷剂冷凝以将热从制冷剂排出到外部，中冷器将热从由压缩机压缩的空气排出到外部，并且散热器将热从在发动机中循环的冷却剂排出到外部。

鉴于车辆的紧密布局以及发动机布置，在冷凝器、中冷器以及散热器之间形成狭窄空间，外部空气依序地通过冷凝器、中冷器以及散热器。

举例来说，当通过冷凝器的外部空气温度为45℃时，通过中冷器的外部空气的温度可以达到65℃，通过散热器的外部空气的温度可以达到75℃，并且通过散热器的空气的温度可以增加更多。

如以上所描述的，冷却空气的温度在通过散热构件的同时上升，这样使得中冷器和散热器的冷却效率可能遭到恶化。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面旨在提供一种结构和系统，其可以通过降低流过中冷器和散热器的冷却空气的温度来提高整体冷却效率。

根据本发明的各个方面，车辆的气流控制系统可以包括：发动机，所述发动机混合空气与燃料并且通过在燃烧室中燃烧空气与燃料的混合物来产生旋转力；主管道，所述主管道设置在车辆的前侧上以将空气传输至发动机燃烧室；散热构件，所述散热构件与主管道相邻地设置以通过与外部空气热交换来冷却在其内流动的流体；辅助管道，所述辅助管道从主管道分支以将在主管道中流动的空气传输至散热构件；以及控制阀，所述控制阀设置在辅助管道中以控制供应给散热构件的空气。

散热构件可以包括从冷却剂散发出热能的冷凝器、从由压缩机压缩的空气散发出热能的中冷器以及从在发动机中循环的冷却剂散发出热能的散热器。

辅助管道可以分别设置在车辆主体的横向侧上以将外部空气供应到冷凝器与中冷器之间的空间和中冷器与散热器之间的空间。

主管道和辅助管道可以对称地布置在车辆主体的横向侧上，并且辅助管道中的一个可以被设置为在中冷器与散热器之间传输空气，并且另一个可以被设置为在冷凝器与中冷器之间传输空气。

气流控制系统可以包括距离控制器，所述距离控制器设置在中冷器与散热器之间，并由通过散热器的冷却剂与通过中冷器的空气之间的差来操作以控制中冷器与散热器之间的距离。

距离控制器可以设置在散热器与中冷器之间的侧向端上。

距离控制器可以包括形状记忆合金，所述形状记忆合金由通过散热器的冷却剂与通过中冷器的空气之间的温差来操作。

气流控制系统可以包括控制器，所述控制器感测发动机转速和发动机负载并且根据发动机的转速和负载的状态对控制阀进行控制。

当发动机处于高转速和高负载状态下时，控制器可以打开连接在冷凝器与中冷器之间的辅助管道的控制阀以增加流入中冷器中的外部空气的量。

当发动机处于低转速和高负载状态下时，控制器可以打开连接在中冷器与散热器之间的辅助管道的控制阀以增加流入散热器中的外部空气的量。

应理解的是，如本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语通常包括机动车辆，诸如客运汽车(包括运动型多功能车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆)、船只(包括各种轮船和船舶)、飞机等，并且包括混合车辆、电动车辆、插电式混合动力车辆、氢动力车辆以及其他替代燃料车辆(例如，从除了石油之外的来源获得的燃料)。如本文所提及的，混合车辆是具有两个或多个动力源的车辆，例如汽油动力和电动力车辆。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或更为具体地得以阐明。

附图说明

图1是在车辆前侧提供的散热部件的示意性侧视图。

图2是根据本发明的车辆的示例性气流控制系统的示意性截面图。

图3是根据本发明的车辆的示例性气流控制系统的示意性截面图。

图4是根据本发明的车辆的示例性气流控制系统的示意性俯视图。

图5是图4的示意性立体分解图。

图6是显示了根据本发明的图4的车辆示例性气流控制系统的操作状态的俯视图。

图7是根据本发明的车辆的示例性气流控制系统的整体俯视图。

应当了解，所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

具体实施方式

现在将对本发明的各个实施方式详细地作出引用，这些实施方式的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方式相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方式。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方式，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方式。

图1是在车辆前侧提供的散热部件的示意性侧视图。

参照图1，散热构件包括冷凝器100、中冷器110以及散热器120。

冷却空气的温度在通过散热构件的同时上升，这样使得中冷器110和散热器120的冷却效率可能遭到恶化。

因此，在本发明的各个实施方式中，建议可以使用通过降低流过中冷器110和散热器120的冷却空气的温度来改进整体冷却效率的结构和系统。

图2是根据本发明各个实施方式的车辆的气流控制系统的示意性截面图。

车辆的气流控制系统包括控制器240、发动机250、主管道210、空气滤清器200、辅助管道220、控制阀230、冷凝器100、中冷器110以及散热器120。

主管道210设置在车辆主体的前部的横向侧上，并且通过空气滤清器200将外部空气供应至发动机250的燃烧室。

此外，冷凝器100、中冷器110以及散热器120(所述冷凝器100、中冷器110以及散热器120是散热构件)设置在主管道210之间的车辆主体的前部中心。

辅助管道220分别从主管道210分支并且因此连接到冷凝器100与中冷器110之间的空间和中冷器110与散热器120之间的空间，如此使得流过主管道210的空气通过辅助管道220供应至散热构件之间的空间。

在辅助管道220中设置控制阀230，所述控制阀230控制从主管道210流至散热构件之间空间的空气。

控制阀230由额外的控制器控制，并且控制阀230的打开比率可以任意地控制成打开/关闭或者根据发动机250的运行状态来控制成打开/关闭。

在图2中，辅助管道220可以将外部空气供应至冷凝器100与中冷器110之间和中冷器110与散热器120之间。选择性地，设置在右侧的辅助管道220可以将外部空气供应至冷凝器100与中冷器110之间，设置在左侧的辅助管道220可以将外部空气供应至中冷器110与散热器120之间。

因此，控制器240感测发动机250的发动机转速和负载，并且在处于高转速和高负载状态下时打开连接在冷凝器100与中冷器110之间的辅助管道220的控制阀230，从而增加流入中冷器110中的外部空气的量。

此外，在处于低转速和高负载状态下时，控制器240打开连接在中冷器110与散热器120之间的辅助管道220的控制阀230，从而增加流入散热器120中的外部空气的量。

图3是根据本发明各个实施方式的车辆的气流控制系统的示意性截面图。详细描述与图1和图2中配置不同的图3的配置，而不提供相同或类似配置的详细描述。

参照图3，在设置在图中左侧的散热构件中，冷凝器100和散热器120与车辆主体的宽度方向平行设置，中冷器110倾斜的同时与车辆主体的宽度方向具有预定角度。

由此，中冷器110与散热器120之间的距离沿着车辆主体的宽度方向变化。

也就是说，在图3中，中冷器110与散热器120之间的距离从左侧到右侧逐渐减小，并且中冷器110与冷凝器100之间的距离从左侧到右侧逐渐增加。

因此，根据控制阀230的状态，设置在左侧的辅助管道220可以主要将外部空气供应至中冷器110与散热器120之间，并且设置在右侧的辅助管道220可以主要将外部空气供应至冷凝器100与中冷器110之间。

图4是根据本发明各个实施方式的车辆的气流控制系统的示意性俯视图。详细描述与图1和图2中配置不同的图4的配置，而不提供相同或类似配置的详细描述。

参照图4，在中冷器110与散热器120之间设置第一距离控制器400和第二距离控制器410。第一距离控制器400和第二距离控制器分别设置在中冷器110与散热器120之间的侧向端上。

第一距离控制器400和第二距离控制器410包括形状记忆合金，并且形状记忆合金被设置成根据流入到中冷器110中的压缩空气的温度、从中冷器110排出的压缩空气的温度、流入到散热器120中的高温冷却剂的温度以及从散热器120排出的低温冷却剂的温度来收缩或扩张。

举例来说，第一距离控制器400可以包括如下形状记忆合金，该形状记忆合金在从中冷器110排出的压缩空气的温度与流入到散热器120中的高温冷却剂的温度之间的差高于预定值时扩张。

此外，第二距离控制器410可以包括如下形状记忆合金，该形状记忆合金在流入到中冷器110中的压缩空气的温度与从散热器120排出的低温冷却剂的温度之间的差高于预定值时收缩。

图5是图4的示意性立体分解图。

参照图5，车辆的气流控制系统包括冷凝器100、中冷器110、支架500、第一距离控制器400、第二距离控制器410以及散热器120。

支架500分别从中冷器110的后表面的侧向端的上部提供至中冷器110的后表面的侧向端的下部，并且支架500分别从散热器120的前表面的侧向端的上部提供至散热器120的前表面的侧向端的下部。

如图中所示，四个支架500分别设置在第一距离控制器400和第二距离控制器410的上部和下部。在本发明的各个实施方式中，支架500的数量和支架500的位置可以根据设计规定而改变。

图6是根据本发明各个实施方式的车辆的气流控制系统的操作状态的俯视图。详细描述与图1至图5中配置不同的图6的配置，而不提供相同或类似配置的详细描述。

参照图6，当流入到散热器120中的高温冷却剂的温度与从中冷器110排出的低温压缩空气的温度之间的差高于预定值时，第一距离控制器400的形状记忆合金扩张。

此外，当从散热器120排出的低温冷却剂的温度与流入到中冷器110中的高温压缩空气的温度之间的差高于预定值时，第二距离控制器410的形状记忆合金收缩。

由此，外部空气被额外地供应至中冷器110与散热器120之间，并且外部空气被额外地供应至冷凝器100与中冷器110之间。

图7是根据本发明各个实施方式的车辆的气流控制系统的整体俯视图。详细描述与图1至图6中配置不同的图7的配置，而不提供相同或类似配置的详细描述。

参照图7，主动风门(active air flap,AAF)700被应用至冷凝器100的前侧，并且外部空气(所述外部空气经由设置在前侧中的引导管道710穿过AAF 700)经由冷凝器100、中冷器110和散热器120穿过风扇720。

此外，外部空气通过AAF 700的外围区域处的引导管道710流入设置在车辆主体的横向侧上的主管道210中。

供应至主管道210的外部空气经由空气滤清器200供应至发动机的燃烧室。此外，冷凝器100、中冷器110以及散热器120的冷却效率通过设置在辅助管道220中的控制阀230、第一距离控制器400以及第二距离控制器410的工作而得到有效地控制。

为了便于在所附权利要求中解释和精确定义，术语“上”、“下”、“内”和“外”用于参考在图中所示的示例性实施方式的特征的位置来对这些特征进行描述。

前面对本发明具体示例性实施方式所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims (5)

1.一种车辆的气流控制系统，包括：

发动机，所述发动机混合空气与燃料并且通过在燃烧室中燃烧所述空气与所述燃料的混合物来产生旋转力；

主管道，所述主管道设置在所述车辆的前侧中以将空气传输至所述发动机的燃烧室；

散热构件，所述散热构件与所述主管道相邻地设置以通过与外部空气热交换来冷却在其内流动的流体；

辅助管道，所述辅助管道从所述主管道分支以将在所述主管道中流动的空气传输至所述散热构件；以及

控制阀，所述控制阀设置在所述辅助管道中以控制供应至所述散热构件的空气，

其中所述散热构件包括：冷凝器，所述冷凝器从制冷剂散发出热能；中冷器，所述中冷器从被压缩机压缩的空气散发出热能；以及散热器，所述散热器从在发动机中循环的冷却剂散发出热能，

其中所述主管道和所述辅助管道对称地布置在车辆主体的横向侧上，并且所述辅助管道中的一个被设置为在所述中冷器与所述散热器之间传输空气，并且另一个被设置为在所述冷凝器与所述中冷器之间传输空气，

其中所述车辆的气流控制系统还包括控制器，所述控制器感测发动机转速和发动机负载并且根据所述发动机的转速和负载的状态对所述控制阀进行控制；当所述发动机处于高转速和高负载状态下时，所述控制器打开连接在所述冷凝器与所述中冷器之间的所述辅助管道的所述控制阀，以增加流入所述中冷器中的外部空气的量；当所述发动机处于低转速和高负载状态下时，所述控制器打开连接在所述中冷器与所述散热器之间的所述辅助管道的所述控制阀，以增加流入所述散热器中的外部空气的量。

2.如权利要求1所述的车辆的气流控制系统，其中所述辅助管道分别设置在车辆主体的横向侧上，以将外部空气供应至所述冷凝器与所述中冷器之间的空间和所述中冷器与所述散热器之间的空间。

3.如权利要求1所述的车辆的气流控制系统，其进一步包括距离控制器，所述距离控制器设置在所述中冷器与所述散热器之间，由通过所述散热器的冷却剂与通过所述中冷器的空气之间的温差来操作所述距离控制器以控制所述中冷器与所述散热器之间的距离。

4.如权利要求3所述的车辆的气流控制系统，其中所述距离控制器设置在所述散热器与所述中冷器之间的侧向端上。

5.如权利要求3所述的车辆的气流控制系统，其中所述距离控制器包括形状记忆合金，所述形状记忆合金由通过所述散热器的冷却剂与通过所述中冷器的空气之间的温差来操作。