[发明专利]增压空气冷却器

说明书

技术领域

本发明涉及一种增压空气冷却器(charge air cooler)，该增压空气冷却器包括至少一个具有用于在入口孔和出口孔之间引导压缩空气的内部流管的管状元件，以及借此，使比压缩空气温度低的介质流动接触管状元件的外表面，使管状元件中的压缩空气通过流管时被冷却，以及接近于入口孔或者出口孔安置的可移动控制元件。

背景技术

可以提供给车辆增压式内燃机的空气量取决于空气的压力，还取决于空气的温度。给增压式内燃机提供最大可能量的空气需要压缩空气被引到内燃机之前，在增压空气冷却器中冷却压缩空气。增压空气冷却器通常位于车辆传统散热片的前面。增压空气冷却器通常包括两个容器和多个平行安装、且使容器彼此连接的管状元件。平行的管状元件彼此间隔一定距离安装，以至于环境冷空气能够在管状元件间流动，且冷却管状元件中的压缩空气。依靠增压空气冷却器的效率，压缩空气能够被冷却到大约相当于周围空气温度的温度。

车辆中增压空气冷却器通常被加工成所需尺寸，以便具有比较好的效率。在某些情况下，当存在寒冷的环境温度和/或很高的空气湿度时，增压空气冷却器中的压缩空气被冷却到空气露点温度以下的温度。压缩空气中的水蒸气冷凝，从而液态水在压缩空气冷却器中凝结。当周围空气温度很低时，还存在着液态水可能在增压空气冷却器内部冷冻结冰的危险。假如冷却器被冰阻塞，导致缺少空气提供给内燃机，这可能引起运行故障。当车辆从低温启动时，首先减少被引到增压式内燃机的压缩空气的冷却，以使得内燃机最初能产生更快预热车辆催化器(catalyst)的较热废气，这也是有利的。

GB1255956涉及一种在压缩空气被引到内燃机之前，冷却压缩空气的增压空气冷却器。增压空气冷却器包括具有可调阀的旁通管路，以至于至少预期部分的压缩空气能够被引导经过增压空气冷却器，而不被冷却。没有冷却部分的压缩空气和冷却部分的压缩空气此后在被引到内燃机之前被混合。冷却适当部分的压缩空气可以使被引到内燃机的空气温度被控制到预定值。

发明内容

本发明的目的是提供一种增压空气冷却器，其可以按照简单和可靠的方法控制通过增压空气冷却器的压缩空气流量，使内燃机通常基本上可以被提供最佳温度的压缩空气。

该目的是由本发明的增压空气冷却器实现。本发明提供一种增压空气冷却器，该增压空气冷却器包括至少一个具有用于在入口孔和出口孔之间引导压缩空气的内部流管的管状元件，以及借此，使比压缩空气温度低的介质流动接触管状元件的外表面，使管状元件中的压缩空气通过流管时被冷却，以及接近于入口孔或者出口孔安置的可移动控制元件，其特征在于，增压空气冷却器包括控制装置，当可移动控制元件被放置在不同位置时，控制装置适于提供通过流管的可变流量的压缩空气，借此，控制元件包括主体，所述主体具有形式为至少一个贯穿主体本身的孔的控制装置，孔适于在接近于管状元件的入口孔或者出口孔的位置，以至于孔和入口孔或者出口孔一起形成压缩空气的通道，该通道具有与控制元件位置相关的流量限制横截面面积。

使用至少一个可以设置在不同位置的上述控制元件可以有效和精确地控制通过管状元件的压缩空气流量。压缩空气的流量与通过增压空气冷却器的空气流动速度是成比例的。通过增压空气冷却器的流量越小，通过增压空气冷却器的压缩空气流动速度越慢。当通过增压空气冷却器的流动速度很慢时，压缩空气受到有效的冷却。因而，调整通过管状元件的压缩空气流量可以改变增压空气冷却器的效率，使得压缩空气可以被冷却到大约接近于冷却介质温度的温度。在增压空气冷却器中冷却后的压缩空气温度在很大程度上仍然由冷却介质温度确定。冷却介质如果是周围空气的形式，则其本身温度会显著地变化。因而，根据本发明的控制元件可以被用来精确控制通过增压空气冷却器的管状元件的压缩空气流量。因此还可以使被引到内燃机的压缩空气具有基本上最佳的温度，而与周围空气温度和内燃机的运行状态无关。

根据本发明的实施例，控制元件可以被无级地(steplessly)设置在将最大流量的压缩空气引到流管的第一极限位置和将最小流量的压缩空气引到流管的第二极限位置之间的不同位置。因而可以通过沿着包括所述极限位置的路线移动控制元件到合适的位置来很精确地调整压缩空气的流量。因而可以使由增压空气冷却器引到内燃机的压缩空气具有很好精度的预期温度。