空气冷却器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及空气冷却器。公开一种空气冷却器管路，该空气冷却器管路包括具有多个空气流导管的第一空气冷却器，每个空气流导管包括进口，和延伸跨过该进口的周边部分并且固定地连接于该空气流导管的第一空气流导向器；和具有多个空气流导管的第二空气冷却器，每个空气流导管包括进口，和延伸跨过该进口的周边部分并且固定地连接于该空气流导管的第二空气流导向器，第二空气流导向器在尺寸和几何形状的至少其中之一方面不同于第一空气流导向器。
【专利说明】空气冷却器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及发动机的进气系统中的空气冷却器。
【背景技术】
[0002]压缩机用在发动机进气系统中以增加进气的密度。因此，可以增加燃烧输出功率，可以减少排放物，和/或可以增加燃料经济性。但是，压缩进气也升高进气的温度。这种空气温度的升高将减小空气密度，从而减少通过压缩进气所得到一些的益处。因此，位于压缩机下游的空气冷却器可以用来降低增压发动机中的被压缩的进气的温度。空气冷却器也可以与车辆中的其他系统诸如排气再循环(EGR)系统一起使用，以降低提供给进气系统的排气温度。
[0003]增压空气冷却器可以设计成用于特定的发动机应用。具体说，空气冷却器中的空气流动通道的尺寸和几何形状可以做成用于特定的发动机或车辆的尺寸。当空气冷却器尺寸专门做成用于一种发动机时，该空气冷却器的适用范围减小。例如，如果特定的空气冷却器被用在另一种发动机或车辆结构中，该发动机可能经受由不准确的尺寸导致的冷凝物积累所引起的失火。结果，会降低燃烧效率。而且，当进气潮湿时失火会加重，车辆运行(例如，打开节气门状态)，和/或在减速器换低速档期间需要大转矩量。
实用新型内容
[0004]本发明人已经认识到上述问题，并研发出一种空气冷却器管路。该空气冷却器管路包括第一空气冷却器和第二空气冷却器，该第一空气冷却器具有多个空气流导管，每个空气流导管包括进口和延伸跨过该进口的周边部分并且固定地连接于该空气流导管的第一空气流导向器，该第二空气冷却器具有多个空气流导管，每个空气流导管包括进口和延伸跨过该进口的周边部分并且固定地连接于该空气流导管的第二空气流导向器，该第二空气流导向器在尺寸和几何形状的至少其中之一上不同于第一空气流导向器。
[0005]以这种方式，空气冷却器管路可以被提供给许多车辆，从而增加该空气冷却器管路的适用范围并且减少制造成本。通过选择不同的空气流导向器，空气流导向器的尺寸和几何形状可以被调节以实现每个空气冷却器中的希望的空气流特性。以这种方式，能够减少制造成本和复杂性，如果希望的话，同时还减少冷凝的积累。当空气冷却器中的冷凝减少时，发动机中的失火减少并且空气冷却器的可靠性增加。
[0006]在一个例子中，第一空气冷却器中的多个空气流导管和第二空气冷却器中的多个空气流导管在尺寸和几何形状方面可以是相同的。以这种方式，整个(across)空气冷却器管路中的空气流导管可以标准化，使得管路的制造成本能够进一步减少。
[0007]在另一个例子中，提供一种用于运行发动机的进气系统的方法，该方法包括:使进气从压缩机流入空气冷却器的进口歧管中；并且使空气从该进口歧管流到每个具有进口的多个空气流导管中，该空气流导管的进口被延伸跨过该进口的一部分的空气流导向器部分地阻塞。[0008]在另一个例子中，该空气流导向器不阻塞每个空气流导管的中心部分。
[0009]在另一个例子中，该空气流导管的每个包括至少一个被空气流导管的外壳围绕的湍流发生器。
[0010]本实用新型的上面的优点和其他优点以及特征从下面单独的或结合附图的【具体实施方式】将容易明白。
[0011]应当明白，提供上面的概述是为了以简单的形式引进选择的构思，这种构思在详细描述中被进一步描述。这并不意味着视为所主张主题的关键的或基本的特征，所主张主题的范围由详细描述之后的权利要求唯一地限定。而且，所主张的主题不限于解决上面或本实用新型的任何部分指出的任何缺点的实施方式。此外，上述问题已经被本文的发明人已经认识到，但其并不被认为是已知的。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1不出发动机、包括空气冷却器的进气系统、和排气系统的不意图；
[0013]图2示出示范性的空气冷却器，其可以包括在图1所示的进气系统中；
[0014]图3示出图2所示的空气冷却器的示范性的剖视图；
[0015]图4-7不出图2所不的空气冷却器的相同剖面的不同的例子；
[0016]图8示出在空气流导管中的多个湍流发生器的剖视图，该空气流导管包括在图2所示的空气冷却器中；
[0017]图9示出示范性的湍流发生器，其可以包括在图2所示的空气冷却器中；
[0018]图10-12示出示范性的空气冷却器管路；
[0019]图13示出用于运行发动机的进气系统的方法。
[0020]图2和图9大致按比例绘制，但是如果希望的话可以用其他相应尺寸。
【具体实施方式】
[0021]本文公开一种空气冷却器管路。该空气冷却器管路包括两个空气冷却器，每个具有有类似尺寸和形状的多个空气流导管。这两个空气冷却器的每个可以包括延伸跨过各自的空气流导管的进口的一部分的空气流导向器。这些空气流导向器在尺寸和形状方面可以不同。因此，这些空气流导管的进口的未阻塞部分在两个空气冷却器之间可以变化。以这种方式，空气流导管在整个空气冷却器中可以标准化，而空气流导向器可以变化以在每个空气冷却器中实现希望的空气流特性。以这种方式，对于不同的发动机尺寸、类型等，空气冷却器的尺寸和形状可以被调整，从而增加空气冷却器管路的适用范围。结果，当管路中的空气冷却器能够用在宽范围的发动机类型、尺寸等中时，可以减少该空气冷却器管路中的空气冷却器的制造成本。例如，管路中的第一冷却器可以用于具有较大发动机排量的第一车辆中，而管路中的第二冷却器可以用于具有较小发动机排量的第二车辆中。
[0022]此外，每个空气冷却器中的空气流导向器不同地阻塞进入空气流导管的空气流。空气流导向器的尺寸和形状可以根据通过该空气流导管的希望的空气流速度范围来选择。具体说，空气流速度范围可以选择成减少该空气流导管中的冷凝。因此，减少由冷凝形成所导致的失火的可能性并且增加燃烧效率。因此，所选择的空气流速度范围可以通过从导管推动冷凝物而自洁空气冷却器中的冷凝物。减少空气冷却器中的冷凝将增加空气冷却器的寿命。
[0023]图1示出包括在车辆100的推进系统中的发动机10的示意图。发动机10可以由包括控制器12的控制系统和经由输入装置130来自车辆操作者132的输入至少部分地控制。在这个例子中，输入装置130包括加速器踏板和用于生成成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸(例如，燃烧室)30可以包括具有位于其中的活塞(未示出)的燃烧室壁(未示出)。
[0024]图1中还示出与发动机10流体连通的进气系统150和排气系统152。但是，应当明白在一些例子中进气系统150和/或排气系统152可以结合到发动机10中。
[0025]排气系统152包括用箭头154表示的排气通道(例如排气歧管)和排放控制装置70。箭头156表示连接于排放控制装置70的出口的排气通道。应当明白排放控制装置70可以沿着排气通道154设置。排放控制装置70位于排气传感器126的下游。排放控制装置70可以是三元催化剂(TWC)、NOx收集器、各种其他排放控制装置、或其组合。在一些例子中，排放控制装置70可以是位于排气系统中的多个排放控制装置的第一个。在一些实施例中，在发动机10运行期间，排放控制装置70，通过在特定的空气/燃料比内运行发动机的至少一个汽缸，可以周期性地重置。
[0026]第一涡轮163和第二涡轮165也可以包括在排气系统152中。在所示例子中，该第一涡轮163和第二涡轮165位于排放控制装置70的下游。然而，在其他例子中，第一涡轮163和/或第二涡轮165可以位于排放控制装置70或多个排放控制装置的上游。箭头155表示连接于第一和第二涡轮(163和165)的出口的排气通道。
[0027]发动机10包括至少一个汽缸30。该汽缸30包括进气门52和排气门54。但是，在其他例子中，汽缸30可以包括两个或两个以上的进气门和/或两个或两个以上的排气门。进气门52配置为周期性地打开和关闭以允许和阻止进气从进气系统150流到汽缸30。同样，排气门54配置为周期性地打开和关闭以允许和阻止排气从汽缸30流到排气系统152。气门可以由凸轮致动。如果希望，可变凸轮正时可以用在发动机10中。但是，在其他例子中，电子气门致动可以用来致动进气门52和排气门54的至少其中之一。
[0028]燃料喷嘴66被示出连接于汽缸30，其向汽缸提供通常所说的直接燃料喷射。燃料喷嘴66可以经由电子驱动器68与从控制器12接收的信号的脉冲宽度FPW成比例地喷射燃料。在一些例子中，汽缸30也可以可选地或附加地包括以通常称为进气道燃料喷射的已知方式连接于进气门52上游的排气歧管的燃料喷嘴。
[0029]在选择的运行模式中，点火系统88能够响应来自控制器12的点火提前信号SA通过火花塞92为汽缸30提供点火火花。虽然示出火花点火部件，但是在一些例子中，发动机10的汽缸30或一个或多个其他的燃烧室可以在压缩点火模式下运行，用或不用点火火花。
[0030]排气传感器126被示出在排放控制装置70的上游连接于排气系统152的排气通道154。传感器126可以是用于提供排气空气/燃料比的指示的任何合适的传感器，例如线性氧传感器或UEGO (通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EG0、HEG0 (加热的EGO)、NOx、HC或CO传感器。在一些例子中，排气传感器126可以是位于排气系统中的多个排气传感器的第一个排气传感器。例如，附加的排气传感器可以位于排气控制装置70下游。
[0031]在图1中控制器12被示出为微型计算机，包括:微处理器单元102、输入/输出端口 104、在这个具体的例子中示为只读存储器106 (例如，存储芯片)的用于可执行的程序和校正值的电子存储介质、随机存取存储器108、保活存储器110和数据总线。控制器12可以接收来自包括在发动机10中的传感器的各种信号，例如来自传感器122的绝对歧管压力信号，MAP。应当明白，在其他例子中，控制器12可以接收来自额外传感器，例如节气门位置传感器、发动机温度传感器、发动机速度传感器等的信号。
[0032]在运行期间，发动机10中的汽缸30通常经历四个冲程循环:该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在多汽缸发动机中，四冲程可以在额外的燃烧室中进行。在进气冲程期间，一般而言，排气门54关闭而进气门52打开。例如，空气经由进气歧管引进到汽缸30，并且活塞运动到燃烧室底部以便增大汽缸30内的容积。在活塞接近燃烧室底部并且在其冲程的末尾(例如，当汽缸30在其最大容积时)的位置通常被本领域的技术人员叫做下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门52和排气门54都关闭。活塞朝着汽缸盖运动以便压缩汽缸30内的空气。在活塞处在其冲程末尾并且最接近汽缸盖(例如，当汽缸30处在最小容积时)的位置通常被本领域的技术人员叫做上止点(TDC)。在其后叫做喷射的过程中，燃料被吸进燃烧室中。在其后叫做点火的过程中，喷射的燃料通过诸如火花塞92的已知的点火装置点火，导致燃烧。附加或替换性地压缩可以用来点火空气/燃料混合物。在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞向后推到BDC。曲轴可以将活塞运动转换成旋转轴的旋转转矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧过的空气燃料混合物释放到排气歧管并且活塞返回到TDC。应当指出，上面仅仅作为一个例子描述，并且进气和排气门的打开和/或关闭正时可以变化，例如，以提供正的或负的气门重叠、延迟进气门关闭或各种其他例子。附加或替换性地压缩点火可以在汽缸30中实现。
[0033]进气系统150包括第一压缩机160和第二压缩机162。该第一压缩机160配置为在运行期间增加进气的密度。在一个例子中，该压缩机可以是可变几何形状的压缩机。但是，在其他例子中，转子叶片的几何形状可以是固定不变的。第一压缩机160可以包括在涡轮增压器中。该涡轮增压器还可以包括位于该排气系统152中旋转地连接于该压缩机的第一涡轮163。但是在其他例子中，该第一压缩机和/或第二压缩机可以经由发动机的旋转输出来驱动。
[0034]第二压缩机162和第一压缩机160可以是完全一样的。此外,第一压缩机160和第二压缩机162被示出以并联方式连接。但是，其他的压缩机布置也是预期的。例如，压缩机可以用串联方式连接。第二压缩机162也可以连接于排气系统152中的第二涡轮165并且包括在涡轮增压器中。第一压缩机160和第二压缩机162接收经由箭头164表示的进气。
[0035]空气冷却器170位于第一压缩机160和第二压缩机162的下游。在增压发动机中该空气冷却器170可以叫做增压空气冷却器。但是，在其他的例子中，空气冷却器170可以用在不包括压缩机的进气系统中。
[0036]空气冷却器170包括第一进气端口 172和第二进气端口 174。该第一进气端口 172与第一压缩机160流体连通。同样，该第二进气端口 174与第二压缩机162流体连通。因此，在所示的例子中，被压缩的进气提供给空气冷却器170。
[0037]箭头176表示第一进气端口 172和第一压缩机160之间的流体连通。具体说，进气导管可以在第一压缩机160和第一进气端口 172之间延伸。箭头178表示第二进气端口174和第二压缩机162之间的流体连通。再一次，箭头178可以具体表示进气导管，或在一些例子中表示多个进气导管。[0038]空气冷却器170还包括进口歧管180。该第一进气端口 172和第二进气端口 174开口在该进口歧管180中以使进气流入其中。该进口歧管180与多个空气流导管182流体连通(例如，直接流体连通)。因此，该进口歧管180将进气引导到该多个空气流导管182中。因此，在发动机运行期间，进气从该进口歧管流到空气流导管。在一个例子中，在本文中详细讨论的图3所示的多个湍流发生器306可以设置在空气流导管182中。
[0039]散热片184或其他合适的散热装置可以位于空气流道管182之间并且连接于空气流道管182。环境空气可以流过散热片184以除去其中的热。以这种方式，热可以从空气冷却器传输到周围环境。散热片184可以连接于空气流导管182的外壳。
[0040]空气流导向器186可以连接于空气流导管182并且位于进口歧管180中。该空气流导向器186在图1中初始地示出。但是，应当明白空气流导向器186具有附加的复杂性，其在本文中关于图2-8更详细地描述。空气流导向器186可以配置为将空气引导到空气流导管182的希望的部分并且减少(例如阻挡)空气流通过该空气流导管182的其他部分。具体说，该空气流导向器186配置为增加通过该空气流导管182的中心部分的空气的速度。结果，减少在空气流导管中形成冷凝的可能性。该空气流导向器186可以具有比图1所示例子较高的复杂性。空气冷却器的详细的例子示于图2-8中并且在本文中更详细地讨论。
[0041]该空气冷却器还包括出口歧管188。该出口歧管188包括出气端口 190。该出气端口 190与包括节气门板194的节气门192流体连通。该节气门构造成在进气门52打开时调节提供给进气门52的进气流的量。节气门连接于用箭头196表示的、与进气门52流体连通的进气导管。因此，在发动机的燃烧运行期间进气可以从空气冷却器流到进气门。
[0042]图2示出示范性的空气冷却器170。该空气冷却器170的进口歧管180和出口歧管188在图2中示出。还示出在该进口歧管中的第一进气端口 172和第二进气端口 174。正如在上面关于图1所讨论的，该第一和第二进气端口可以与第一压缩机160和第二压缩机162流体连通。
[0043]在图2中还示出与图1所示的进气门52流体连通的出口歧管188的出气端口 190。图2还示出空气冷却器170中的散热片184。散热片184可以包括诸如铝、钢等的金属。散热片184被示出在空气流导管182之间延伸并且具体是在该空气流导管的外壳200之间延伸。
[0044]该进口歧管180包括具有加强肋204的外壳202。同样，该出口歧管188包括具有加强肋208的外壳206。进口歧管180和/或出口歧管188可以包括聚合物材料。附加地或替代地，进口歧管180和/或出口歧管188可以包括金属(例如,招和钢等)。
[0045]进口歧管180沿着远离进气端口(172和174)延伸的方向逐渐变细。同样，出口歧管188沿着远离出气端口 190延伸的方向逐渐变细。但是，其他进口和出口歧管几何形状是预期的。
[0046]图2所示的空气冷却器170包括21个空气流导管182。但是具有其他数目的空气流导管的空气冷却器是预期的。例如，在一些例子中空气冷却器可以包括少于21个空气流导管。
[0047]在图2中示出限定图4、图5、图6或图7中所示的剖面的切割平面250。在图2中示出限定图7中所示的剖面的切割平面252。
[0048]图3示出空气冷却器170的一部分的第一示范性剖视图。图3中示出空气流导管182。每个空气流导管182可以具有基本相同的尺寸和几何形状。但是，在其他例子中，空气流导管182的尺寸和几何形状可以在两个或两个以上的空气流导管之间变化。例如，该空气流导管182的纵向长度和/或横向宽度可以在两个或两个以上的导管之间变化。提供纵轴线和横轴线用于参考。
[0049]空气流导管的外壳200限定每个空气流导管182的边界。应当明白，进气可以从进口歧管180流入空气流导管182，如图1和图2所示。一般而言，这个方向可以进入页面中。但是，应当明白空气流图形可以具有附加的复杂性。空气流导管182的每个包括进口300。
[0050]图3中还示出空气流导向器186。该空气流导向器186固定地连接(例如，粘性地胶接、焊接、螺栓连接等)于空气流导管182的外壳200。以这种方式，空气流导向器和空气流导管的相对位置基本固定。空气流导向器186包括多个周边部分302，每个周边部分延伸跨过进口 300的部分到达空气流导管182。具体说，周边部分302的第一部分位于在进口的一侧上，而周边部分302的第二部分位于该进口的第二侧上。因此，两个周边部分位于该进口 300的相对侧上。在图3所示的例子中，该周边部分302的尺寸和几何形状是相同的。但是在其他例子中，该周边部分302在尺寸和/或几何形状方面可以是不同的。在一个例子中，多个周边部分302经由单个的连续的材料件相互连接。因此，空气流导向器186可以用单个的连续材料件形成并且该周边部分可以相互间隔开。在一些例子中，空气流导向器186可以包括聚合物材料。但是，在其他例子中空气流导向器186可以包括诸如铝、钢等的金属。
[0051]而且，空气流导向器186连接(例如，焊接、粘性粘接、螺栓连接等)于空气流导管182的外壳200。粘性连接可以包括在被连接的元件之间应用硫化密封剂，例如室温硫化(RTV)密封剂。当空气流导向器186粘性地连接于空气流导管时，可以增加通过该空气流导管182的未阻塞部分304的空气流的速度。
[0052]图3中还示出散热片184。但是，在其他的例子中，空气流导向器186可以位于图3所示的散热片184的前面。因此，在一些例子中，空气流导向器186可以包括在该空气流导向器的周边部分之间和/或在空气流导管之间延伸的部分。
[0053]每个空气流导管182包括未阻塞部分304。未阻塞部分304的边界由空气流导向器186限定。因此，通过未阻塞的部分304的空气流的速度可以大于通过被空气流导向器186阻塞的空气流导管部分的空气流的速度。增加通过导管中心部分的空气流的速速将减少该空气流导管中的冷凝，由此增加空气冷却器170的寿命并且减少发动机失火。结果，增加燃烧效率。
[0054]图3还示出湍流发生器306。一个或多个湍流发生器设置在每个空气流导管182内。因此每个空气流导管包围该湍流发生器。湍流发生器306可以连接(例如，焊接)于对应的空气流导管的外壳。该湍流发生器306被示出反复地延伸跨过空气流导管182。具体说，空气流导管中的每个湍流发生器横过空气流导管27次，形成14个V形路径(channel)。在所示的例子中，湍流发生器306用连续的材料(例如，金属)件形成。但是，另外的湍流发生器306尺寸和/或几何形状是预期的。湍流发生器306也可以延伸到被空气流导向器186阻塞的空气流导管182的部分中。但是，在其他的例子中，湍流发生器306可以不延伸到由空气流导向器186阻塞的空气流导管182的部分中。湍流发生器306可以增加从进气传输给外壳200的热量，因而增加从流过空气冷却器的进气流除去的热量。在所述例子中，每个空气流导管182中的湍流发生器306具有类似的几何形状和尺寸。但是，湍流发生器306的几何形状和/或尺寸可以在空气流导管之间发生变化。在一些例子中，空气流导向器186可以连接(例如焊接、粘性地连接等)于湍流发生器306。但是，在其他例子中，空气流导向器186可以与湍流发生器306间隔开。应当明白，在一些例子中，空气冷却器可以不包括湍流发生器。
[0055]空气流导向器186的外表面308的外形可以是非平面的。具体说，外表面308的深度可以围绕空气流导管182的进口 300减小。图3中所示的剖面的深度是延伸到页面中的轴线。但是，在其他例子中，空气流导向器的外表面可以是平面的。
[0056]在一个例子中，每个空气流导管182的纵向长度310可以是57毫米(mm)。在对应的空气路导管中的未阻塞部分304的纵向长度312可以是27_。在一个例子中，每个空气流导管182的横向宽度314可以是9至10_。提供纵轴线和横轴线用于参考。
[0057]图4-7示出图2所示的空气冷却器170的剖面的不同的例子。但是，应当明白，在一些例子中，图4-7所示的剖面可以全部包括在不同的空气冷却器中。
[0058]具体说，图4示出空气冷却器170的第二个示范性剖面。如图所示，空气流导向器186的每个周边部分302的纵向长度已经增加。提供纵轴线用于参考。因此，当与图3中所示的空气冷却器的示范性剖面相比较时未阻塞部分304的尺寸减少。以这种方式，通过改变空气流导向器186的尺寸和/或几何形状可以调整空气流导向器186用于各种类型的发动机。可以改变尺寸和/或几何形状以实现空气流导管182的未阻塞部分中的希望的空气速度。在一个例子中，对于一般的用户驱动循环，该希望的速度可以根据路面等级、车辆加速度和车辆质量在每10到20分钟之后在最小每秒12米左右。应当明白，可以改变空气流导向器186的其他几何形状特征，例如空气流导向器186的总体宽度或空气流导向器186的指定部分的宽度。
[0059]图5示出图2所示的空气冷却器170的剖面的第三个例子。第三个示范性空气冷却器中的空气流导向器186包括单个的周边部分302。换句话说，空气流导向器186包括相互间隔开的多个周边部分。结果，减少空气流导向器186中的材料的量，因而减少空气流导向器的成本。
[0060]图6示出图2所示的空气冷却器170的第四个示范性剖面。在图6所示的例子中，该空气流导向器186的外表面600是平面的。但是其他的外形是预期的。而且，在图6所示的例子中，空气流导向器186的周边部分是板的形状。
[0061]图7示出图2所示的空气冷却器170的第五个示范性剖面。在图7所示的例子中，该空气流导向器186包括位于空气流导管182之间的部分700。该部分700也位于散热片的前面，该散热片的视图被该部分700挡住。图7还示出周边部分302。应当明白，在图7所示的例子中，空气流导向器186用连续的材料件形成。
[0062]图8示出图2所示的空气冷却器的170的另一个的剖视图。图8示出图2所示的空气流导管182的一部分800。图8示出多个湍流发生器802。图8所示的多个湍流发生器可以包括在图3所示的多个湍流发生器306中。
[0063]图8所示的湍流发生器802轴向偏移。但是，其他的湍流发生器定位是预期的。轴向偏移湍流发生器802可以增加空气流导管182中的湍流的量。结果，可以增加从进气传输给该湍流发生器和/或空气流导管外壳的热，因而增加进气的冷却。因此，可以改善燃烧运行。箭头804表示通过该湍流发生器802的进气流的总的方向。应当明白，该进气流具有未示出的附加的复杂性。
[0064]图9示出示范性的湍流发生器900，其可以包括在图3所示的多个湍流发生器306中和/或图8所示的多个湍流发生器802中。该湍流发生器900包括开口 902 (例如，狭缝、通气孔)。但是，在其他例子中，湍流发生器306可以不包括开口。
[0065]图10示出车辆管路1000。车辆管路中的一些部件诸如空气冷却器可以具有相似的特性以简化制造，因而减少制造成本。但是，可以改变空气冷却器的一些特性以调整不同的发动机结构的流动特性。以这种方式，可以增加车辆管路的适用性，在减少空气冷却器的制造成本的同时使类似的空气冷却器能够用在宽范围的发动机中。
[0066]车辆管路1000包括具有第一发动机1004的第一车辆1002和具有第二发动机1008的第二车辆1006。但是，具有更多数目的车辆和发动机的车辆管路是预期的。包括在第一车辆1002中的第一空气冷却器1010配置为向第一发动机1004供给进气。同样，包括在第二辆1006中的第二空气冷却器1012配置为向第二发动机1008供给进气。
[0067]应当明白，第一车辆1002、第一发动机1004、第二车辆1006、和/或第二发动机1008可以类似于图1所示的车辆100和发动机10。例如，第一发动机1004和第二发动机1008的每个可以包括具有进气门和排气门的汽缸和位于空气冷却器上游的两个压缩机。此夕卜，第一空气冷却器1010和/或第二空气冷却器1012可以包括类似于图1和图2所示的空气冷却器170的部件。因此，第一空气冷却器1010和第二空气冷却器1012可以包括与图1所示的空气冷却器170类似的部件。因此，空气冷却器(1010和1012)可以包括进口歧管、进气端口、出口歧管、出气端口、散热片、空气流导管、湍流发生器、和/或空气流导向器。第一空气冷却器1010和第二空气冷却器1012可以包括在空气冷却器管路1014中。
[0068]图11示出示范性的空气冷却器管路1014，其可以包括在图10所示的车辆管路1000中。如图所示，第一空气冷却器1010的外壳1100与第二空气冷却器1012的外壳1102在尺寸和几何形状方面可以基本上相同。但是，具有有不同形状和/或尺寸的外壳的空气冷却器是预期的。
[0069]第一空气冷却器1010还包括进口歧管1104、进气端口 1106、出口歧管1108、出气端口 1110、散热片1112和空气流导管1114。每个进气端口可以与上游压缩机流体连通。
[0070]同样，第二空气冷却器还包括进口歧管1116、进气端口 1118、出口歧管1120、出气端口 1122、散热片1124和空气流导管1126。每个进气端口可以与上游压缩机流体连通。该进口歧管1116配置为使进气流入空气流导管1126中。同样，空气流导管1126配置为使进气流入出口歧管1120中。如图所示，散热片设置在空气流导管之间。
[0071 ] 第一空气冷却器1010中的进口歧管1108在尺寸和形状方面类似于第二空气冷却器1012的进口歧管1116。此外，第一空气冷却器1010中的出口歧管1108在尺寸和形状方面类似于第二空气冷却器1012的出口歧管1120。第一空气冷却器1010中的空气流导管1114在尺寸和形状方面可以类似于包括在第二空气冷却器1012中的空气流导管1126。具体说，在一些例子中，多个空气流导管1114的数目、尺寸和几何形状与多个空气流导管1126的数目尺寸和形状可以是相等的。以这种方式，如果希望的话，用于许多不同的空气冷却器的空气流导管可以共同制造，因而减少制造成本。而且，第一空气冷却器1010具有和第二空气冷却器1012相同数目的空气流导管。散热片1112在尺寸和形状方面与散热片1124是相同的。但是，具有有改变尺寸和/或几何形状的进口歧管、出口歧管、散热片和/或空气流导管的空气冷却器是预期的。
[0072]切割平面1150限定图12所示的第一空气冷却器1010的剖面，而切割平面1152限定图12所示的第二空气冷却器1012的剖面。
[0073]图12示出第一空气冷却器1010的示范性剖面和第二空气冷却器1012的示范性剖面。可选地，应当明白，图11所示的空气冷却器(1010和1012)的任何一个剖面可以是图2至图7所示的剖面中的一个。
[0074]在图12中示出图11所示的第一空气冷却器1010中的空气流导管1114。同样，在图12中示出图11所示的第二空气冷却器1012中的空气流导管1126。
[0075]如图所示，空气流导管1114和空气流导管1126具有类似的纵向长度和横向宽度。提供纵轴线和横轴线用于参考。单个空气冷却器中的空气流导管可以具有类似的尺寸和形状，以增加空气冷却器的应用范围并减少制造成本。但是，具有有不同尺寸和/或几何形状的空气流导管的空气冷却器是预期的。
[0076]图12还示出第一空气冷却器1010中的第一空气流导向器1220和第二空气冷却器1012中的第二空气流导向器1222。在一些例子中，第一空气流导向器1220和第二空气流导向器1222中的至少其中之一可以形成连续的材料件。但是在其他的例子中，一个或多个空气流导向器可以包括相互间隔开的非连续部分。
[0077]第一空气流导向器1220包括延伸跨过多个空气流导管1114的进口 1126的周边部分1124。该空气流导向器1220限定空气流导管1114的未阻塞部分1225的边界。第二空气流导向器1222也包括延伸跨过该多个空气流导管1126的进口 1230的周边部分1228。该空气流导向器1222限定空气流导管1126的未阻塞部分1231的边界。应当明白，未阻塞部分1225在尺寸和几何形状的至少其中一方面不同于未阻塞部分1231。
[0078]如图所示，空气流导向器(1220和1222)具有不同的尺寸和形状。具体说，第二空气流导向器1222的纵向长度大于第一空气流导向器1220的纵向长度。以这种方式，第二空气流导向器1222延伸跨过该空气流导管的表面面积大于第一空气流导向器1220延伸跨过该空气流导管的表面面积。
[0079]但是，在第一和第二空气流导向器之间改变不同的尺寸是预期的。应当明白，改变空气流导向器的纵向长度将调节通过该空气流导管的空气流速度。以这种方式，空气流导管的未阻塞部分的尺寸可以根据特定的空气冷却器和发动机中的希望的空气流特性来选择，以使空气冷却器能够被调整用于不同的应用。结果，增加空气冷却器管路的应用范围。应当明白，空气流导向器(1220和1222)可以在制造过程的后面阶段添加到空气冷却器中，因而允许该结构快速精密的调整(tuning)而不用为新设计工具等待许多月。
[0080]多个湍流发生器1232设置在空气流导管1114中并且还示出设置在空气流导管1126中的多个湍流发生器1234。在一些例子中，第一空气冷却器1010包括第一数目的湍流发生器，而第二空气冷却器1012包括第二数目的湍流发生器，该第二湍流发生器的数目不同于第一湍流发生器的数目。正如上面所讨论的，每个湍流发生器可以包括延伸跨过空气流导管两次或两次以上的连续的材料件。
[0081]第一空气流导向器1220固定地连接于该多个空气流导管1114。同样,第二空气流导向器1222固定地连接于该多个空气流导管1126。该第一空气流导向器1220和/或第二空气流导向器1222可以粘结地连接于其各自的空气流导管。例如，硫化密封剂可以用来将空气流导向器连接于空气流导管。
[0082]在一个例子中，该第一空气流导向器1220和/或第二空气流导向器1222可以包括聚合物材料。在其他例子中，该第一空气流导向器1220和/或第二空气流导向器1222可以包括金属。而且，在一些例子中，第一空气流导向器1220可以包括与第二空气流导向器1222不同的材料。
[0083]图13示出用于运行发动机中的进气系统的方法1300。该方法1300可以由上面关于图1-12所讨论的进气系统、发动机、空气冷却器、部件等来实现，或者可以经由其他合适的进气系统、发动机、空气冷却器、部件等来实现。
[0084]在1302，该方法包括使进气从压缩机流入空气冷却器的进口歧管。在1304，该方法包括使空气从该进口歧管流到多个空气流导管，每个空气流导管具有进口，该空气流导管的进口被延伸跨过该进口的一部分的空气流导向器部分地阻塞。在一个例子中，该空气流导向器不阻塞每个空气流导管的中心部分。而且，在一个例子中，每个空气流导管包括被该空气流导管的外壳包围的至少一个瑞流发生器。以这种方式，空气可以在空气冷却器中改变方向，以增加流经该空气流导管的空气的速度，因而减少空气冷却器中的冷凝并且增加该空气冷却器的寿命。
[0085]应当指出，这里所包括的示范性的控制和估测程序可以与各种发动机和/或车辆系统结构一起应用。这里描述的具体程序可以表示任何数目的处理策略的其中一个或多个，例如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的处理策略等。因此，所示的各种动作、操作或功能可以以所示的顺序进行、同时进行、或在一些情况下可以省略。同样，为了实现这里所述的示例性实施例的特征和优点，处理的次序不是必需要求的，而是为了容易示出和描述而提供。一个或多个所示的动作或功能根据所用的特定策略可以重复地进行。而且，所述的动作可以图示地表示被编程到发动机控制系统中的计算机可读储存介质中的代码。
[0086]应当明白，本文所公开的结构和方法在性质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变化是可能的。例如，上述技术可以用于V-6、1-4、1-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。本实用新型的主题包括本文所公开的各种系统和结构、以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。
[0087]下面的权利要求具体指出认为新颖的和非显而易见的一些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一种”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或两个以上的这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合或子组合可以通过修改本权利要求或在本申请和相关申请中提出新权利要求来主张。这些权利要求，无论比原权利要求在范围上无论是更宽、更窄、相等或不同都被认为包含在本实用新型的主题内。
【权利要求】
1.一种空气冷却器管路，其特征在于，包括: 具有多个空气流导管的第一空气冷却器，每个所述空气流导管包括进口，和延伸跨过所述进口的周边部分并且固定地连接于所述空气流导管的第一空气流导向器；和 具有多个空气流导管的第二空气冷却器，每个所述空气流导管包括进口，和延伸跨过所述进口的周边部分并且固定地连接于所述空气流导管的第二空气流导向器，所述第二空气流导向器在尺寸和几何形状中的至少一个方面不同于所述第一空气流导向器。
2.根据权利要求1所述的空气冷却器管路，其特征在于所述第二空气流导向器延伸跨过所述第二空气冷却器中的 所述空气流导管的表面面积大于所述第一空气流导向器延伸跨过所述第一冷却器中的所述空气流导管的表面面积，所述第一空气冷却器设置在具有较大发动机排量的第一车辆中，而所述第二空气冷却器设置在具有较小发动机排量的第二车辆中。
3.根据权利要求1所述的空气冷却器管路，其特征在于所述第一空气冷却器中的所述多个空气流导管的数目、尺寸和几何形状等于所述第二空气冷却器中的所述多个空气流导管的数目、尺寸和几何形状。
4.根据权利要求1所述的空气冷却器管路，其特征在于所述第一和第二空气流导向器包括聚合物材料。
5.根据权利要求1所述的空气冷却器管路，其特征在于所述第一空气流导向器包括不同于所述第二空气流导向器的材料。
6.根据权利要求1所述的空气冷却器管路，其特征在于所述第一空气冷却器具有和所述第二空气冷却器相同数目的空气流导管。
7.根据权利要求1所述的空气冷却器管路，其特征在于所述第一和第二空气流导向器包括金属。
8.根据权利要求1所述的空气冷却器管路，其特征在于所述第一空气流导向器经由硫化密封剂粘结地连接于所述第一空气冷却器中的所述多个空气流导管，并且所述第二空气流导向器经由硫化密封剂固定地连接于所述第二空气冷却器中的所述多个空气流导管。
9.一种空气冷却器管路，其特征在于，包括: 具有多个空气流导管的第一空气冷却器，每个所述空气流导管包括进口，和延伸跨过所述进口的周边部分并且固定地连接于所述空气流导管的第一空气流导向器；和 具有多个空气流导管的第二空气冷却器，每个所述空气流导管包括进口，和延伸跨过所述进口的周边部分并且固定地连接于所述空气流导管的第二空气流导向器，所述第二空气流导向器的尺寸和几何形状都不同于所述第一空气流导向器。
10.根据权利要求9所述的空气冷却器管路，其特征在于所述第一空气冷却器中的所述空气流导管的进口的未阻塞部分在尺寸和几何形状中的至少一个方面不同于所述第二冷却器中的所述空气流导管的未阻塞部分。
11.根据权利要求9所述的空气冷却器管路，其特征在于所述第一和第二空气冷却器每个都包括与压缩机流体连通的进气端口。
12.根据权利要求9所述的空气冷却器管路，其特征在于所述第一空气冷却器包括位于所述空气流导管中的多个湍流发生器，而第二空气冷却器不包括位于所述空气流导管中的湍流发生器。
13.根据权利要求9所述的空气冷却器管路，其特征在于所述第一空气冷却器包括第一数目的湍流发生器，而所述第二空气冷却器包括不同于第一数目的湍流发生器的第二数目的湍流发生器，每个所述湍流发生器都包括延伸跨过空气流导管两次或两次以上的一件连续的材料。
14.根据权利要求9所述的空气冷却器管路，其特征在于所述第一空气冷却器包括外壳，所述第一空气冷却器的所述外壳在尺寸和形状方面与所述第二空气冷却器的外壳相同。
15.根据权利要求9所述的空气冷却器管路，其特征在于所述第一空气冷却器包括位于所述空气流导管之间的散热片，所述散热片在尺寸和形状方面与位于所述第二空气冷却器中的所述空气流导管之间的散热片相同。
16.根据权利要求9所述的空气冷却器管路，其特征在于所述第一和第二空气流导向器中的至少一个形成一 件连续的材料。
【文档编号】F02B29/04GK203796398SQ201420058902
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年2月7日 优先权日:2013年2月6日
【发明者】K·R·诺曼, S·S·山田, J·R·帕姆, J·R·拉德, M·T·克雷默, J·泰勒 申请人:福特环球技术公司