SE530033C2 - Kylanordning för ett motorfordon - Google Patents

Description

530 0333 För att spara utrymme och åstadkomma en kylaranordning med enkel konstruktion är det tidigare känt att hos en kylaranordning av den ovan angivna typen anordna laddluftkyiaren och EGR-ky- laren hopmonterade med varandra med laddluftkylarens kylar- eiement och EGR-kylarens kylareiement anordnade bredvid och väsentligen i plan med varandra.

Hos ett motorfordon med överladdad förbränningsmotor och luft- kylning av iaddluften trycksätts insugningsluften till förbrän- ningsmotorn med hjälp av en kompressor och denna trycksatta laddluft kyis sedan, före inmatningen i förbränningsmotorn, med hjälp av en laddluftkylare till en temperatur som ligger nâgra gra- der över omgivningstemperaturen. När iaddluften kyis i laddluft- kyiaren fälls kondens ut i rörledningarna hos laddluftkylarens ky- lareiement. Vid kall väderlek med omgivningstemperatur under 0°C finns det risk att det utfällda kondensatet fryser till is i kylar- elementets rörledningar, vilket kan resultera i oönskad igensätt- ning av dessa rörledningar. Detta problem med utfällning av kon- dens och isbildning är normalt ännu större hos en EGR-kylare.

Risken för isbildning i kylarelementen hos laddluftkyiaren och EGR-kylaren kan reduceras genom att begränsa flödet av kylan- de omgivningsluft genom kylarelementen.

Det är tidigare känt att använda olika typer av avskärmningsor- gan, exempelvis i form av jalusier, för att reglera luftflödet genom ett eller flera kylareiement hos en kylaranordning i ett motorfor- don. Dessa avskärmningsorgan är ofta anordnade direkt framför eller bakom ett eller flera kylareiement och är i regel manövrer- bara, antingen manuellt eller automatiskt, med hjälp av en re- glermekanism fram och åter mellan ett öppet läge, i vilket av- skärmningsorganet ej eller endast i mindre omfattning begränsar luftflödet genom det eller de tillhörande kylarelementen, och ett stängt läge, i vilket avskärmningsorganet väsentligen helt eller åtminstone i större omfattning begränsar luftflödet genom nämn- da kylarelement. Olika typer av sådana avskärmningsorgan be- skrivs exempelvis i US 4 753 288 A, DE 3 701 584 A1 och DE 7 716 940 U1. 530 03 UPPFINNINGENS SYFTE Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en vidare- utveckling av en kylaranordning av den inledningsvis angivna ty- pen för att tillhandahålla en kylaranordning med en utformning som i åtminstone någon aspekt erbjuder en fördel jämfört med en konventionellt utformad kylarordning av aktuell typ.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Enligt föreliggande uppfinning uppnås nämnda syfte med hjälp av en kylaranordning uppvisande de i patentkravet 1 angivna sär- dragen.

Enligt uppfinningen innefattar kylaranordningen: - en laddluftkylare med ett första kylarelement för kylning av laddluft till motorfordonets förbränningsmotor, vilket kylarelement innefattar rörledningar för den laddluft som skall kylas och mellan dessa rörledningar anordnade luftpassager för ett kylande luft- flöde, ' - en EGR-kylare med ett andra kylarelement för kylning av avga- ser som skall återföras till nämnda förbränningsmotor, vilket ky- larelement innefattar rörledningar för de avgaser som skall kylas och mellan dessa rörledningar anordnade luftpassager för ett kylande luftflöde, varvid det första kylarelementet och det andra kylarelementet är anordnade bredvid och väsentligen i plan med varandra, - ett avskärmningsorgan som är anordnat framför eller bakom nämnda kylarelement för reglering av luftflödet genom dessa, och - en reglermekanism med vars hjälp nämnda avskärmningsorgan är reglerbart fram och åter mellan ett öppet läge, i vilket av- skärmningsorganet åtminstone ej nämnvärt begränsar luftflödet genom nämnda luftpassager hos kylarelementen, och ett stängt läge, i vilket avskärmningsorganet begränsar luftflödet genom luftpassagerna mellan samtliga av nämnda rörledningar hos det 5330 033 andra kylarelementet och Iuftflödet genom luftpassagerna mellan endast några av nämnda rörledningar hos det första kylarele- mentet för att motverka isbildning i dessa rörledningar.

Med uttrycket luftflöde avses här det flöde av kylande omgiv- ningsluft som passerar genom luftpassager mellan kylarelemen- tens rörledningar.

Föreliggande uppfinning bygger på insikten att det för en nöjaktig funktion hos motorfordonets förbränningsmotor är tillräckligt att förhindra isbildning i EGR-kylarens kylarelement och i en mindre del av laddluftkylarens kylarelement så att rörledningarna hos EGR-kylarens kylarelement hålls öppna för genomströmning av avgaser och åtminstone nägra av rörledningarna hos laddluftky- larens kylarelement hålls öppna för genomströmning av laddluft vid kall väderlek. Genom att låta avskärmningsorganet avskärma endast en del av laddluftkylarens kylarelement i sitt stängda läge blir det möjligt att använda ett avskärmningsorgan som kräver ett förhållandevis litet monteringsutrymme, varigenom avskärm- ningsorganet exempelvis kan placeras i det ofta mycket trånga utrymmet framför EGR-kylaren och laddluftkylaren.

Olika utföringsformer av den uppfinningsenliga kylaranordningen framgår av de osjälvständiga patentkraven och efterföljande be- skrivning.

KORTABESKRIVNING AV RITNINGARNA uppfinningen kommer i det följande att närmare beskrivas med hjälp av utföringsexempel, med hänvisning till bifogade ritningar.

Det visas i: Fig 1 en schematisk sidovy av en kylaranordning enligt en första utföringsform av föreliggande uppfinning, med ett i kylaranordning ingående avskärmningsorgan visat i öppet läge, 530 033 Fig 2 en schematisk, delvis skuren detaljförstoring av en del av kylaranordningen enligt Fig 1, Fig 3 kylaranordningen enligt Fig 1, med kylaranordningens avskärmningsorgan visat i stängt läge, Fig 4 en schematisk, delvis skuren sidovy av en kylaranord- ning enligt en andra utföringsform av föreliggande upp- finning, med ett i kylaranordning ingående avskärm- ningsorgan visat i öppet läge, och Fig 5 kylaranordningen enligt Fig 4, med kylaranordningens avskärmningsorgan visat i stängt läge.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGS- FORMER l Fig 1-5 illustreras en kylaranordning för ett motorfordon enligt två olika utföringsformer av föreliggande uppfinning. Kylaranord- ningen 1 är avsedd för ett motorfordon som är försett med en överladdad förbränningsmotor och ett EGR-system. Samma eller liknande detaljer hos de bägge utföringsformerna är i Fig 1-5 be- tecknade med samma hänvisningsbeteckningar.

Kylaranordningen 1 innefattar en laddluftkylare 10 av i sig känd utformning med ett väsentligen plattformigt kylarelement 11 för kylning av laddluft till motorfordonets förbränningsmotor, dvs in- loppsluft till förbränningsmotorn som komprimeras i en kompres- sor i motorfordonet innan den tillförs förbränningsmotorn. Ladd- luftkylaren 10 är avsedd att via en ej visad rörledning mottaga varm laddluft från en kompressor hos motorfordonet och att via en ej visad rörledning vara ansluten till motorfordonets förbrän- ningsmotor för matning av laddluft till denna. Kylarelementet 11 innefattar làngsträckta och på avstånd från varandra sig sträck- ande rörledningar 12 och till dessa rörledningar anslutna kylflän- sar (ej visade). I Fig 2 visas rörledningarna 12 i tvärsnitt och de är här utformade som platta rör med rektangulär tvärsnittsform. 550 053 Mellan kylarelementets rörledningar 12 är luftpassager 13 anord- nade för att medge passage av kylande omgivningsluft genom kylarelementet i den med pilarna i Fig 2 markerade riktningen.

Laddluft från nämnda kompressor leds genom kylarelementets rörledningar 12 och kyls via kylflänsarna av omgivningsluft som passerar genom luftpassagerna 13 mellan rörledningarna.

Kylaranordningen 1 innefattar även en EGR-kylare 20 av i sig känd utformning med ett väsentligen plattformigt kylarelement 21 för kylning av avgaser som avleds från motorfordonets avgasled- ning för återföring till motorfordonets förbränningsmotor. EGR- kylaren 20 är anordnad att kyla dessa avgaser innan de àterförs till förbränningsmotorn och är avsedd att via en ej visad rörled- ning mottaga varma avgaser fràn motorfordonets avgasledning och att via en ej visad rörledning vara ansluten till inloppsluftka- nalen hos motorfordonets förbränningsmotor för matning av av- gaser till denna. Kylarelementet 21 innefattar långsträckta och på avstånd från varandra sig sträckande rörledningar 22 och till dessa rörledningar anslutna kylflänsar (ej visade). l Fig 2 visas rörledningarna 22 i tvärsnitt och de är här utformade som platta rör med rektangulär tvärsnittsform. Mellan kylarelementets rör- ledningar 22 är luftpassager 23 anordnade för att medge pas- sage av kylande omgivningsluft genom kylarelementet i den med pilarna i Fig 2 markerade riktningen. Avgaser från motorfordonets avgasledning leds genom kylarelementets rörledningar 22 och kyls via kylflänsarna av omgivningsluft som passerar genom luft- passagerna 23 mellan rörledningarna.

EGR-kylarens kylarelement 21 och Iaddluftkylarens kylarelement 11 är anordnade bredvid och väsentligen i plan med varandra.

Hos de illustrerade utföringsformerna är EGR-kylaren 20 anord- nad ovanför laddluftkylaren 10.

I de illustrerade exemplen är en kylarvätskekylare 30 av i sig känd utformning med ett väsentligen plattformigt kylarelement 31 för kylning av kylarvätska till motorfordonets förbränningsmotor anordnad bakom laddluftkylaren 10 och EGR-kylaren 20 sett i 530 0255 motorfordonets avsedda färdriktning. Vidare är en fordonskom- ponent 3, vilken exempelvis kan utgöras av en Kondensor för mo- torfordonets luftkonditioneringssystem eller en oljekylare, an- ordnad framför laddluftkylaren 10 sett i motorfordonets avsedda färdriktning. l Fig 1 visas även en i motorfordonets front anord- nad grill 4.

Det kylande flödet av omgivningsluft genom luftpassagerna 13, 23 hos respektive kylarelement 11, 21, 31 genereras av fartvin- den när motorfordonet rör sig framåt och/eller av en fläkt 5. l det i Fig 1 illustrerade exemplet är denna fläkt 5 anordnad bakom ky- Iarvätskekylaren 30 sett i motorfordonets avsedda färdriktning.

Enligt uppfinningen innefattar kylaranordningen 1: - ett avskärmningsorgan 40 som är anordnat framför eller bakom laddluftkylarens och EGR-kylarens kylarelement 11, 21 för re- glering av luftflödet genom dessa, och - en reglermekanism 50 med vars hjälp nämnda avskärmningsor- gan 40 är reglerbart fram och åter mellan ett öppet läge, i vilket avskärmningsorganet 40 åtminstone ej nämnvärt begränsar luft- flödet genom nämnda luftpassager 13, 23 hos laddluftkylarens och EGR-kylarens kylarelement 11, 21, och ett stängt läge, i vil- ket avskärmningsorganet 40 väsentligen helt eller åtminstone i större omfattning än i det öppna läget begränsar luftflödet genom luftpassagerna 23 mellan samtliga av ovan nämnda rörledningar 22 hos EGR-kylarens kylarelement 21 och luftflödet genom luft- passagerna 13 mellan endast några av ovan nämnda rörledning- ar 12 hos laddluftkylarens kylarelement 11 för att motverka is- bildning l dessa rörledningar 12, 22.

Hos de illustrerade utföringsformerna är avskärmningsorganet 40 anordnat direkt framför EGR-kylaren 20 och den övre delen av laddluftkylaren 10 sett i motorfordonets avsedda färdriktning, dvs mellan dessa kylare 10, 20 och grillen 4, men det skulle alterna- tivt kunna vara anordnat direkt bakom dessa kylare 10, 20, dvs mellan dessa kylare 10, 20 och kylarvätskekylaren 30. 530 035 Reglermekanismen 50 kan med fördel innefatta en pneumatisk eller hydraulisk cylinder 51 för reglering av avskärmningsorganet 40, såsom illustreras i Fig 2, 4 och 5.

Hos den i Fig 1-3 illustrerade utföringsformen har avskärmnings- organet 40 formen av en jalusi innefattande lameller 41 som är vridbara med hjälp av reglermekanismen 50 fram och äter mellan ett öppet läge (se Fig 1 och 2) med lamellerna 41 sträckande sig väsentligen vinkelrätt mot de angränsande sidoplanen 14, 24 hos kylarelementen 11, 21 och ett stängt läge (se Fig 3) med lamel- lerna 41 sträckande sig väsentligen parallellt med de angrän- sande sidoplanen 14, 24 hos kylarelementen 11, 21. Lamellerna 41 är lämpligen anordnade att överlappa varandra i det stängda läget, såsom illustreras i Fig 3.

Hos den i Fig 4 och 5 illustrerade utföringsformen innefattar av- skärmningsorganet 40 två skivformade avskärmningselement 45a, 45b som är vända mot varandra och som uppvisar genom- gående öppningar 46a, 46b. Det ena avskärmningselementet 45a är förskjutbart i sitt utsträckningsplan relativt det andra avskärm- ningselementet 45b med hjälp av reglermekanismen 50 på sä- dant sätt att öppningarna 46a, 46b i avskärmningselementen samverkar till bildande av genom avskärmningsorganet 40 sig sträckande luftpassager 47 som är större när avskärmningsorga- net befinner sig i det öppna läget (se Fig 4) än när avskärm- ningsorganet befinner sig i det stängda läget (se Fig 5). Nämnda öppningar 46a, 46b kan exempelvis utgöras av långsträckta spal- ter. Nämnda luftpassager 47 är med fördel helt tillslutna när av- skärmningsorganet 40 befinner sig l det stängda läget, såsom illustreras i Fig 5.

Avskärmningsorganet 40 skulle även kunna ha annan utformning än vad som illustreras i de bifogade ritningarna och skulle exem- pelvis kunna innefattar en avskärmningsduk som är förskjutbar med hjälp av en reglermekanism in i och ut ur utrymmet framför EGR-kylaren 20 och den aktuella delen av laddluftkylaren 10. 550 033 Avskärmningsorganet 40 kan vara anordnat att i det stängda lä- get begränsa luftflödet genom luftpassagerna 13 mellan mindre än hälften av ovan nämnda rörledningar 12 hos laddluftkylarens kylarelement 11. Hos de illustrerade utföringsformerna är av- skärmningsorganet 40 anordnat att i det stängda läget täcka vä- sentligen hela den mot avskärmningsorganet vända sidoytan 24 hos EGR-kylarens kylarelement 21 och mindre än hälften av den mot avskärmningsorganet vända sidoytan 14 hos laddluftkylarens kylarelement 11.

Avskärmningsorganet 40 kan exempelvis vara fäst vid EGR-kyla- ren 20 och laddluftkylaren 10 eller vid grillen 4.

Uppfinningen är givetvis inte på något sätt begränsad till de ovan beskrivna utföringsformerna, utan en mängd möjligheter till mo- difikationer därav torde vara uppenbara för en fackman på områ- det, utan att denne för den skull avviker från uppfinningens grundtanke sådan denna definieras i bifogade patentkrav.

Claims (1)

10 15 20 25 30 35 BÉSÛ 0255 10 PATENTKRAV

1. Kylaranordning för ett motorfordon innefattande en laddiuftky- lare (10) med ett första kylarelement (11) för kylning av ladd- luft till motorfordonets förbränningsmotor och en EGR-kylare (20) med ett andra kylarelement (21) för kylning av avgaser som skall återföras till nämnda förbränningsmotor, varvid det första kylarelementet (11) och det andra kylarelementet (21) är anordnade bredvid och väsentligen i plan med varandra, och varvid respektive kylarelement (11, 21) innefattar rörled- ningar (12, 22) för det medium som skall kylas och mellan rör- ledningarna anordnade luftpassager (13, 23) för ett kylande luftfiöde, kännetecknad därav: - att kylaranordningen (1) innefattar ett avskärmningsorgan (40) som är anordnat framför eller bakom nämnda kylarele- ment (11, 21) för reglering av Iuftflödet genom dessa, och - att kylaranordningen (1) innefattar en reglermekanism (50) med vars hjälp nämnda avskärmningsorgan (40) är reglerbart fram och åter mellan ett öppet läge, i vilket avskärmningsor- ganet (40) åtminstone ej nämnvärt begränsar luftflödet genom nämnda luftpassager (13, 23) hos kylarelementen (11, 21), och ett stängt läge, i vilket avskärmningsorganet (40) begrän- sar luftflödet genom luftpassagerna (23) mellan samtliga av nämnda rörledningar (22) hos det andra kylarelementet (20) och luftflödet genom luftpassagerna (13) mellan endast några av nämnda rörledningar (12) hos det första kylarelementet (11) för att motverka isbildning i dessa rörledningar. .Kylaranordning enligt krav 1, kännetecknad därav, att av- skärmningsorganet (40) är anordnat att i det stängda läget be- gränsa luftflödet genom luftpassagerna (13) mellan mindre än hälften av nämnda rörledningar (12) hos det första kylar- elementet (11). .Kylaranordning enligt krav 2, kännetecknad därav, att avskärmningsorganet (40) är anordnat att i det stängda läget täcka väsentligen hela den mot avskärmningsorganet vända 10 15 20 530 11 sidoytan (24) hos det andra kylarelementet (21) och mindre än hälften av den mot avskärmningsorganet vända sidoytan (14) hos det första kylarelementet (11). . Kylaranordning enligt något av kraven 1-3, kännetecknad där- av, att avskärmningsorganet (40) innefattar lameller (41) som är vridbara med hjälp av reglermekanismen (50). .Kylaranordning enligt något av kraven 1-3, kännetecknar! därav, att avskärmningsorganet (40) innefattar åtminstone två skivformade avskärmningselement (45a, 45b) som är vända mot varandra och som uppvisar genomgående öppningar (46a, 46b), varvid åtminstone ett av dessa avskärmningselement är förskjutbart i sitt utsträckningsplan relativt det andra avskärm- ningselementet med hjälp av reglermekanismen (50) och var- vid nämnda öppningar (46a, 46b) i avskärmningselementen (45a, 45b) är anordnade att samverka till bildande av genom avskärmningsorganet (40) sig sträckande luftpassager (47) som är större när avskärmningsorganet (40) befinner sig i det öppna läget än när avskärmningsorganet befinner sig i det stängda läget.