(57)【要約】【課題】高い効率を有し、異なる運転条件において十分な冷却空気流れを可能とする冷却システムを提供する。【解決手段】自動車用冷却システムであって、少なくとも１つの熱交換器（８、９）、特にラジエータを有し、この熱交換器が、例えばエンジン（２）の冷却に役立つ媒体、特に冷却材を貫流させかつ冷却空気流れを流通させ、この冷却空気流れが、自動車の速度に依存して空気移送機構（４）によって調節され、この空気移送機構が熱交換器（８、９）の軸線方向で離間しかつハウジング（６）を有し、このハウジングが熱交換器（８、９）と空気移送機構（４）との間の空隙を外側で限定し、ハウジング（６）内で熱交換器（８、９）と空気移送機構（４）との間に少なくとも１つの、閉鎖機構（１４）によって閉鎖可能な空気通過口（１１）が設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用冷却システムであって、少なくとも１つの熱交換器（８、９）、特にラジエータを有し、この熱交換器が、例えばエンジン（２）の冷却に役立つ媒体、特に冷却材を貫流させかつ冷却空気流れを流通させ、この冷却空気流れが、自動車の速度に依存して空気移送機構（４）によって調節され、この空気移送機構が熱交換器（８、９）の軸線方向で離間しかつハウジング（６）を有し、このハウジングが熱交換器（８、９）と空気移送機構（４）との間の空隙を外側で限定するものにおいて、ハウジング（６）内で熱交換器（８、９）と空気移送機構（４）との間に少なくとも１つの、閉鎖機構（１４）によって閉鎖可能な空気通過口（１１）が設けられていることを特徴とする冷却システム。
【請求項２】
閉鎖機構（１４）が少なくとも１つの冷却空気シャッタを含むことを特徴とする、請求項１記載の冷却システム。
【請求項３】
閉鎖機構（１４）が少なくとも１つのラム圧フラップを含むことを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の冷却システム。
【請求項４】
自動車の長手方向（１０）で、熱交換器‐空気通過面のある平面に対する空気移送機構（４）のハウジング（６）によって限定された空気通過面の平行投影と、熱交換器‐空気通過面とが実質的に重なり、すなわち８５±１５％重なることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の冷却システム。
【請求項５】
自動車の長手方向（１０）で、熱交換器‐空気通過面のある平面に対する空気移送機構（４）のハウジング（６）によって限定された空気通過面の平行投影と、熱交換器‐空気通過面とが、９５±５％重なることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の冷却システム。
【請求項６】
熱交換器（８、９）が空気移送機構（４）に対して平行でなく、或る角度（７）で傾けて配置されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の冷却システム。
【請求項７】
空気移送機構（４）と熱交換器（８、９）との間の傾き角（７）が１〜３０度、特に１０〜１５度であることを特徴とする、請求項６記載の冷却システム。
【請求項８】
空気移送機構（４）が熱交換器（８、９）とエンジン（２）との間に配置されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の冷却システム。
【請求項９】
空気移送機構（４）が少なくとも１つの軸流ファンおよび／または半軸流ファンを含むことを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の冷却システム。
【請求項１０】
空気通過口（１１）の領域でハウジング（６）に外側で空気誘導機構（１８）が取付けられていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の冷却システム。
【請求項１１】
空気通過口（１１）が空気移送機構（４）の上方に配置されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の冷却システム。
【請求項１２】
空気通過口（１１）が空気移送機構（４）の下方に配置されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の冷却システム。
【請求項１３】
エンジン（２）を有する自動車において、先行請求項のいずれか１項記載の冷却システムが自動車に組み込まれていることを特徴とする自動車。
【請求項１４】
空気通過口内を流れる空気および／または空気移送機構内を流れる空気を自動車の車両下部へと案内するための手段が設けられていることを特徴とする、請求項１３記載の自動車。
【請求項１５】
空気案内手段が、冷却システムおよび／または車両下部に設けられる空気誘導装置を含むことを特徴とする、請求項１４記載の自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用冷却システムであって、少なくとも１つの熱交換器、特にラジエータを有し、この熱交換器が、例えば［内燃］エンジンの冷却に役立つ媒体、特に冷却材を貫流させかつ冷却空気流れを流通させ、この冷却空気流れが、自動車の速度に依存して空気移送機構によって調節され、この空気移送機構が熱交換器の軸線方向で離間しかつハウジングを有し、このハウジングが熱交換器と空気移送機構との間の空隙を外側で限定するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
このような冷却システムにおいて空気移送機構は例えばファンによって形成される。ファンの役目は、例えば低速走行時または車両停止時に相対風が十分でないとき、十分な冷却空気流れを維持することである。車両の運転状態に応じてファンの所要の押しのけ量はきわめて異なる。速度が低いとき、冷却空気流れの移送に必要な増圧は主としてファンによって提供される。速度が高いとファンは冷却空気流れを阻止し、これによりラム圧が上昇する。ファンによる冷却空気流れの阻止を減らすために技術の現状によりさまざまな措置が公知である。特許文献１、特許文献２、特許文献３により冷却空気フラップを備えた冷却システムが公知であり、これらの冷却空気フラップはラム圧もしくは車両速度に依存して開放または閉鎖されて冷却空気流れを調節する。冷却空気フラップはラム圧が高いとき開放され、こうして、ファンおよび場合によってはファンシュラウドに起因した流れ抵抗を部分的に迂回することを可能にする。特許文献４、特許文献５により公知の冷却システムでは、ファン運転時冷却空気流れは、ラジエータの流通方向に関して横に配置されるファンによって排出される。
【特許文献１】独国特許出願公開第４３０４３３６号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第３９４２０１０号明細書
【特許文献３】英国特許出願公開第２３１１８４３号明細書
【特許文献４】国際出願第０３／０１３８９４号パンフレット
【特許文献５】欧州特許出願公開第０９１９７０５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、自動車用冷却システムであって、少なくとも１つの熱交換器、特にラジエータを有し、この熱交換器が、例えば内燃エンジン等のエンジンの冷却に役立つ媒体、特に冷却材を貫流させかつ冷却空気流れを流通させ、この冷却空気流れが、自動車の速度に依存して空気移送機構によって調節され、この空気移送機構が熱交換器の軸線方向で離間しかつハウジングを有し、このハウジングが熱交換器と空気移送機構との間の空隙を外側で限定するものにおいて、高い効率を有し、異なる運転条件において十分な冷却空気流れを可能とする冷却システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、自動車用冷却システムであって、少なくとも１つの熱交換器、特にラジエータを有し、この熱交換器が、例えばエンジンの冷却に役立つ媒体、特に冷却材を貫流させかつ冷却空気流れを流通させ、この冷却空気流れが、自動車の速度に依存して空気移送機構によって調節され、この空気移送機構が熱交換器の軸線方向で離間しかつハウジングを有し、このハウジングが熱交換器と空気移送機構との間の空隙を外側で限定するものにおいて、ハウジング内で熱交換器と空気移送機構との間に少なくとも１つの、閉鎖機構によって閉鎖可能な空気通過口が設けられていることによって解決される。軸線方向とは自動車の長手軸線に関係している。第１運転状態、いわゆるラム圧運転のとき冷却システムは、開放された空気通過口内と空気移送機構内とを延びる第１空気流れ路に沿って冷却空気流れを流通させる。第２運転状態、いわゆるファン運転のとき空気通過口は閉鎖機構によって閉鎖されており、冷却システムは空気移送機構内のみを延びる第２空気流れ路に沿って冷却空気流れを流通させる。
【発明の実施の形態】
【０００５】
冷却システムの好ましい１実施例は、閉鎖機構が１つの冷却空気シャッタを含むことを特徴としている。主に、冷却空気シャッタはラム圧運転時に開放され、ファン運転時に閉鎖されている。
【０００６】
冷却システムの他の好ましい実施例は、閉鎖機構が少なくとも１つのラム圧フラップを含むことを特徴としている。前記少なくとも１つのラム圧フラップは冷却空気フラップの代わりに、またはそれを補足して設けておくことができる。
【０００７】
冷却システムの他の好ましい実施例は、自動車の長手方向で、熱交換器‐空気通過面のある平面に対する空気移送機構のハウジングによって限定された空気通過面の平行投影と、熱交換器‐空気通過面とが実質的に重なり、すなわち８５±１５％重なることを特徴としている。９０％を超える重なりが特別好ましい。主に、空気移送機構は熱交換器に対して軸線方向に配置されている。軸線方向での熱交換器および空気移送機構の重なりによって流れ抵抗は、軸線方向でずらして配置された熱交換器および空気移送機構に比べて著しく低減する。
【０００８】
冷却システムの他の好ましい実施例は、熱交換器が空気移送機構に対して平行でなく、或る角度で傾けて配置されていることを特徴としている。これにより、冷却システム用に必要な構造空間は減らすことができる。
【０００９】
冷却システムの他の好ましい実施例は、空気移送機構と熱交換器との間の傾き角が１〜３０度、特に１０〜１５度であることを特徴としている。これらの傾き角は本発明の枠内で特別有利であることが実証された。
【００１０】
冷却システムの他の好ましい実施例は、空気移送機構が熱交換器とエンジンとの間に配置されていることを特徴としている。これにより、高い冷却能力が達成される。
【００１１】
冷却システムの他の好ましい実施例は、空気移送機構が少なくとも１つの軸流ファンおよび／または半軸流ファンを含むことを特徴としている。２つ以上の軸流ファンもしくは半軸流ファンを組み込むこともできる。
【００１２】
冷却システムの他の好ましい実施例は、空気通過口の領域でハウジングに外側で空気誘導機構が取付けられていることを特徴としている。ラム圧運転のとき空気通過口から流出する冷却空気流はこの空気誘導機構によってエンジンへと直接誘導することができる。
【００１３】
冷却システムの他の好ましい実施例は、空気通過口が空気移送機構の上方に配置されていることを特徴としている。これにより、閉鎖機構の組込が簡単となる。
【００１４】
冷却システムの他の好ましい実施例は、空気通過口が空気移送機構の下方に配置されていることを特徴としている。これにより、状況によっては、空気通過口内を流れる空気の流下が改善される。
【００１５】
内燃機関、特にエンジンを有する自動車において前記課題は、前記冷却システムが自動車に組み込まれていることによって解決されている。
【００１６】
有利な１実施形態によれば、自動車は、空気流の少なくとも一部を車両下部へと案内するための手段を含む。この手段は特別有利には、冷却システム、車両下部または両方に設けられる例えば１つ、２つまたはそれ以上のスポイラ等の空気誘導装置を含む。特に、空気誘導装置は冷却システムおよび／または車両下部の車両フロアと一体に構成されまたはこれに固着、例えば接着および／または螺着されている。車両下部への空気の流下によって、状況によっては冷却システムの吸込作用が強まる。
【００１７】
本発明のその他の利点、特徴および詳細は、図面を参考に１実施例を詳細に述べる以下の説明から明らかとなる。特許請求の範囲および明細書のなかで触れられた特徴はそれぞれ個々にそれ自体として、または任意の組合せにおいて、発明にとって本質的たり得る。
【実施例】
【００１８】
以下に述べる冷却システムは、駆動ユニットとして例えば内燃機関を有する車両一般に、例えば乗用車、バン、ＳＵＶ（スポーツ用多目的車）、トラック、バス等に利用することができる。冷却システムは電気自動車またはハイブリッド車用にも問題なく適している。
【００１９】
図１に原理図で示す実施例の冷却システムは車両フロントエンドでエンジンルーム内に配置されまたはフロントエンドモジュールに一体化されている。前進走行時、車両は図１の図示において矢印１０で示唆したように右から左へと動き、この矢印は車両の長手方向も明らかとする。冷却システムはエンジンルームと車両フロントエンドとの間に配置されている。
【００２０】
車両フロントエンドに少なくとも１つの（図示しない）空気流入口が設けられており、この空気流入口を通して冷却システムに、水平に延びる空気流が供給される。冷却空気流または冷却空気流れとも称されるこの空気流は空気流入口を通して熱交換機構１に達し、この熱交換機構は自動車フロントエンドとエンジン２との間に配置されている。熱交換機構１とエンジン２との間に配置されたファン４はその空気通過面がハウジング６によって限定され、このハウジングはファンカウルとも称される。ファン４は熱交換機構１に対して相対的に或る角度７だけ傾けて配置されている。傾き角７は約１５度である。
【００２１】
熱交換機構１は第１熱交換器８と第２熱交換器９とを含む。第１熱交換器８は凝縮器またはガス冷却器によって形成され、この凝縮器は、運転時に空調装置の空調システムを冷却する冷媒、例えばＷＲ１３４ａまたはＲ７４４を冷却するのに役立つ。凝縮器またはガス冷却器８の構造と機能は一般に知られており、ここではそれに詳しく言及されない。運転時、熱交換器８は空気流入口を介して供給される空気流を流通させる。空気流は熱交換器８の前側で流入し、熱交換器８の裏側で流出し、熱交換器内で方向転換されることはない。
【００２２】
内燃機関２に向き合う熱交換器８の側で内燃機関２と熱交換器８との間に第２熱交換器９が配置されている。第２熱交換器９は例えば冷却材冷却器または油冷却器である。第２熱交換器９は熱交換器８と同様に冷却空気流を水平方向で流通させる。
【００２３】
熱交換機構１とファン４との間の空隙は、車両長手軸線１０に関して横方向、そして上方および下方がファンカウル６によって限定される。ハウジングもしくはファンカウル６の上側に設けられた空気通過口１１は冷却空気シャッタ１４によって閉鎖可能である。冷却空気シャッタ１４はラム圧フラップに取り替えることもできる。空気通過口１１を補足して他の空気通過口をハウジング６の上、下または横に、またはファン４の領域に設けておくこともできる。
【００２４】
空気通過口１１の領域でハウジング６に空気誘導板１８が固着されている。この空気誘導板１８は横断面で見て実質的に、エンジン２に向かって湾曲した四分円弧の形状を有する。空気誘導板１８は、空気通過口１１から流出する冷却空気流れをエンジン２へと誘導するのに役立つ。
【００２５】
図２において矢印２１〜２３は流入する冷却空気流れを示唆している。熱交換機構１とファン４との間の空隙内の矢印２５、２６が示唆しているのは、冷却空気シャッタが閉鎖されているとき、冷却空気流れが大きな方向転換なしに、従って僅かな流れ抵抗で熱交換機構１からファン４へと達することである。これは例えば上り坂走行時またはアイドリング運転時に該当する。ファン運転時に流出する冷却空気流れは矢印２８〜３１で示唆されている。
【００２６】
高速走行時、いわゆるラム圧運転時、冷却空気シャッタ１４が開放され、矢印３４、３５が示唆するように、冷却空気流れの一部は空気通過口１１を通過し、空気誘導板１８で方向転換される。ラム圧運転時に冷却空気流れは、主に遮断されたファン４を介しても、開放された空気通過口１１を通しても流れる。
【００２７】
本発明に係る冷却システムはなかんずく、低減した構造空間需要とラム圧運転時の僅かな流れ抵抗とによって優れている。僅かな流れ抵抗のゆえに、運転時に必要なファン性能は比較的低く抑えることができる。冷却空気シャッタは相応する要求のときラム圧フラップに取り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る冷却システムの略縦断面図である。
【図２】図１の冷却システムであり、さまざまな空気流れ路が矢印で示してある。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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