(57)【要約】【課題】内燃機関用の冷却システムの全熱出力を向上させる。【解決手段】  周囲空気からの空気流によって内燃機関（２）の冷却剤（３）を冷却するための冷却器、特に主冷却器として形成されている、実質的に自動車の前方に配置された第１の熱交換器（１）、および別の媒体を冷却または加熱するための必要に応じて追加する熱交換器と、周囲空気からの空気流によって冷却可能である第２の冷却器（７、１３、４０７、４１５）と、を含む冷却システムにおいて、前記第２の冷却器（７、１３、４０７、４１５）が、前記主冷却器（１）から空間的に分離されて配置されており、前記第２の冷却器（７、１３、４０７、４１５）用の空気流と前記熱交換器（１）用の空気流とが、周囲から互いに空間的に分離されて取り出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用の冷却システムであって、
周囲空気からの空気流によって内燃機関（２）の冷却剤（３）を冷却するための冷却器、特に主冷却器として形成されている、実質的に自動車の前方に配置された第１の熱交換器（１）、および別の媒体を冷却または加熱するための必要に応じて追加する熱交換器と、
周囲空気からの空気流によって冷却可能である第２の冷却器（７、１３、４０７、４１５）と、
を含む冷却システムにおいて、
前記第２の冷却器（７、１３、４０７、４１５）が、前記主冷却器（１）から空間的に分離されて配置されており、前記第２の冷却器（７、１３、４０７、４１５）用の空気流と前記熱交換器（１）用の空気流とが、周囲から互いに空間的に分離されて取り出されることを特徴とする冷却システム。
【請求項２】
前記内燃機関（２）に供給可能なガス、特に排ガスおよび／または給気を冷却する前記第２の冷却器（７、１３、４０７、４１５）が使用されることを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
【請求項３】
前記第２の冷却器（７、１３、４０７、４１５）においておよび／または少なくとも１つの追加の熱交換器において、前記内燃機関（２）に供給可能なガスを少なくとも２段階で冷却可能であり、特に、前記追加の熱交換器を事前冷却可能または事後冷却可能であり、前記追加の熱交換器が特に冷却剤で冷却されおよび／または空気で冷却され、および／または特に前記第２の冷却器と同様に、本発明に従って形成された冷却空気回路を配置可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の冷却システム。
【請求項４】
空気供給手段（８）が設けられており、該空気供給手段によって、前記第２の冷却器（７、１３、４０７、４１５）に周囲空気からの空気流を流すことが可能であり、前記空気供給手段（８）が、特に、前記第１の熱交換器（１）の主ファン（４）とは独立した空気供給手段であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項５】
前記空気供給手段（８）がラジアルファンであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項６】
前記空気供給手段（８）がアキシャルファンであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項７】
前記空気供給手段（８）が、電動機によって駆動可能であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項８】
前記空気供給手段（８）が前記内燃機関と機械的に結合可能であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項９】
前記空気供給手段（３０８）が、排気タービンによって駆動可能であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項１０】
前記空気供給手段（３０８ｃ）が、給気のために排気ターボチャージャの軸によって駆動可能であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項１１】
前記空気供給手段（８、３０８）の少なくとも１つの駆動装置が、選択可能に制御可能であり、特に作動可能および停止可能であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項１２】
前記内燃機関に供給可能なガスが貫流される第３の冷却器（１２）が設けられており、液体媒体、特に前記内燃機関（２）の前記冷却剤（３）によって前記第３の冷却器（１２）内のガスを冷却可能であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項１３】
前記第２の冷却器（７、１３、４０７、４１５）には、前記内燃機関（２）に循環される排ガス流が貫流可能であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項１４】
前記第２の冷却器（７、１３、４０７、４１５）が、単段または多段の排ガス冷却器の概念における低圧排ガス冷却器であり、排ガスを後処理するために、排気ターボチャージャシステム（５、５ａ、５ｂ）の最後の段階の後、前記冷却器に導かれた排ガスを特に構成要素の下流で取り出すことができることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項１５】
前記第２の冷却器（７、１３、４０７、４１５）には、前記内燃機関（２）に導かれた給気新気（６）の流れが貫流可能であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項１６】
前記第２の冷却器（７、１３、４０７、４１５）には、前記内燃機関（２）に導かれた給気新気（６）と排ガスとからなる混合物が貫流可能であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項１７】
前記第２の冷却器（７、１３、４０７、４１５）が、平行流冷却器（５０１、６０１、７０１）、特に向流冷却器であることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項１８】
前記第２の冷却器（７、１３、４０７、４１５）が３流冷却器（６０１）であることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項１９】
前記第２の冷却器が少なくとも２通路の冷却器（７０１）であることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項２０】
前記第２の冷却器（７、１３、４０７、４１５）が十字流冷却器（８０１）であることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項２１】
別の空冷冷却器（７、１３、３０７、４０７、４１５）が設けられており、排ガスまたは給気新気の２つの内の一方を冷却するための前記第２の冷却器（７、１３、４０７、４１５）が形成されており、また排ガスまたは給気新気の２つの内の他方をそれぞれ冷却するための別の冷却器が形成されていることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項２２】
前記第２の冷却器（７、１３、４０７、４１５）に対しても、別の冷却器（７、１３、４０７、４１５）に対しても、共通の空気供給手段（８）によって周囲空気の流れを供給可能であることを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項２３】
弁手段（４１６）、特に、制御可能なフラップを介して、前記第２の冷却器（７、１３、４０７、４１５）におよび／または別の冷却器に割り当てられた空気流の体積を変更可能であることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項２４】
冷却すべきガスの案内において、可変分岐点、特にバイパスが、前記第２の冷却器（７、１３、４０７、４１５）または別の冷却器の周囲に設けられていることを特徴とする請求項１〜２３のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項２５】
加熱目的のために、前記第２の冷却器（７、１３、４０７、４１５）の流出する冷却空気を車両室内に少なくとも部分的に供給可能であることを特徴とする請求項１〜２４のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項２６】
エンジンルームの外部の前記第２の冷却器を冷却するために、周囲空気の吸入が行われることを特徴とする請求項１〜２５のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項２７】
ホイールケースの領域の前記第２の冷却器を冷却するために、周囲空気の吸入が行われることを特徴とする請求項１〜２６のいずれか１項に記載の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用の冷却システムであって、周囲空気からの空気流によって内燃機関（２）の冷却剤（３）を冷却するための特に主冷却器として形成されている、実質的に自動車の前方に配置された第１の熱交換器（１）、および別の媒体を冷却または加熱するための必要に応じて追加する熱交換器と、周囲空気からの空気流によって冷却可能である第２の冷却器（７、１３、４０７、４１５）とを含む冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の自動車は、エンジン出力が向上しておりまた隣接ユニットの数が増大しているので、熱交換器によって熱を排出する大きな冷却出力のために、高い全熱出力が既に必要となっている。ここで、走行風内に配置された熱交換器のためのまたは熱交換器を接続するための多くの場合制限されている構造空間が完全に利用される。可能な周囲空気の流れは、一般に、多くの場合主冷却器の吸入側に配置されている出力が向上したファンによって改善される。全体的に、最大冷却出力は、走行風内にまたは自動車の前側に配置された熱交換器または熱交換器パッケージによって大きく向上されている。
【０００３】
この状況は、特に欧州および米国において来年制定されるさらに厳しい排出基準に適合している。しかし、原則として、特にディーゼルエンジンにおいて、さらには、オットーエンジン、および例えばＨＣＣＩ等の新規なエンジンの概念において、上記排出基準に適合するように、エンジンの燃焼管内に少なくとも部分的に排ガスを循環させることによって、エミッション、特に窒素酸化物を低減することが何回も提案されている。この排ガスの循環は、排ガスが予め冷却されている場合にのみ有効である。このために、従来、本質的に流体冷却式の熱交換器が提案されており、この場合には、一般に、冷却液が内燃機関の主冷却回路に流れる。これにより、排ガスを循環させることによって、有用な自動車の場合には最高１００ｋＷに達し得る高い熱出力が内燃機関の主冷却回路に取り入れられる。
【０００４】
しかし、排ガスの循環において、エンジンの出力および有害物質エミッションが増加すると、吸入側のガスがそれだけ冷却されてしまうという基本的な問題がある。この場合、液体熱交換器による循環排ガスの冷却は、原理に基づく制限内にあるが、この理由は、少なくとも主エンジン冷却剤が使用された場合に、二次冷却媒体の温度が１００℃の範囲にあるからである。
【０００５】
循環排ガスを冷却する問題に加えて、給気新気を冷却する際にも、さらに問題が生じる。これに対して、多段給気システムが開発されており、この場合、原則として、内燃機関の効率および出力重量は、大きな排ガス給気によって向上される。しかし、排ガス給気で発生する高い新気温度は冷却する必要がある。走行風内に配置された車両の主冷却器を有する構造ユニットの給気冷却器の公知の配置では、周囲空気からの同一の空気流の使用に基づいて、実現可能な冷却出力が制限される。このことは、最終的に、車両前面のまたは空気入口断面の必要に応じて構造に基づいた制限によって制限されている。
【０００６】
特許文献１は、内燃機関の排ガスの一部が給気新気流に導入され、ここで、バイパスが設けられた液体熱交換器によって、循環排ガスが予め冷却される自動車用の冷却システムを記載している。この場合、液体熱交換器は、内燃機関の主冷却回路に接続されている。
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０３００３Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、内燃機関用の冷却システムの全熱出力を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、本発明によれば、冒頭に記載されている冷却システムの請求項１の特徴によって解決される。
【発明の実施の形態】
【０００９】
自動車用のこの冷却システムは、周囲空気からの空気流によって内燃機関の特に液状および／またはガス状の冷却剤を冷却するための特に主冷却器として形成されている、本質的に車両前方に配置された第１の熱交換器と、別の媒体を冷却または加熱するための必要に応じて追加する熱交換器と、周囲空気からの空気流によって冷却可能である第２の冷却器とを含む。第２の冷却器は主冷却器から空間的に分離されて配置されており、この場合、第２の冷却器用の空気流と主冷却器用の空気流とが、周囲から互いに空間的に分離されて取り出される。
【００１０】
追加の冷却器を主冷却器から空間的に分離して配置することによって、内燃機関の熱を排出するための別の空気流を利用することが可能になり、この場合、ガス、特に排ガスおよび／または給気を有利に直接冷却する第２の冷却器が使用される。
【００１１】
有利な実施形態では、冷却システムは空気供給手段を含み、この空気供給手段によって、第２の冷却器には周囲空気からの空気流を流すことが可能であり、この場合、空気供給手段は、特に、第１の熱交換器の主ファンとは独立した空気供給手段である。これにより、次に、特に、第２の冷却器の空間構造が、走行風を不利に流すことしかできなかった場合、特に低い走行速度において、第２の冷却器の可能な交換器出力の大きな向上が実現される。
【００１２】
有利な実施形態では、空気供給手段はラジアルファンである。ラジアルファンは、特に耐圧性であり、また流入空気および流出空気の角度に関して特に安全である。したがって、第２の冷却器および／または空気吸入領域がエンジンルーム内の不利な位置に配置されている場合に、特に、湾曲された空気案内部が空気供給手段の領域で必要とされている場合に、ラジアルファンは、特に、本発明による第２の冷却器に空気を供給するのに非常に適切である。さらに、ラジアルファンにより、制限された構造空間で、高い供給能力が得られ、また騒音の発生が比較的小さくなる。
【００１３】
しかし、その代わりに、アキシャルファンを空気供給手段として使用してもよい。
【００１４】
好ましくは、空気供給手段の種類に関係なく、上記アキシャルファンを第２の冷却器の前方（圧縮作動）にも第２の冷却器の後方（吸入作動）にも配置できる。さらに、空気供給手段を２つの冷却器の間に配置することもできる。
【００１５】
空気供給手段は、電動機によって駆動可能であることが好ましい。しかし、その代わりにまた構造空間を適切に利用する場合に、特に接続手段を介して、空気供給手段を内燃機関に機械的に接続してもよい。原則として、各種の動力伝達装置、例えばハイドロスタティック駆動装置を空気供給手段に設けることができる。
【００１６】
空気供給手段は、排気タービンによって駆動可能に形成されていることが特に好ましい。この場合、空気供給手段の駆動装置のみに割り当てられた別個の排気タービンであることができる。特に好ましい実施形態では、空気供給手段は、給気のために排気ターボチャージャの軸によって駆動可能である。特に、この場合、空気供給手段は、排気ターボチャージャの軸の突出した差込部に取り付けられたブレードホイールであることができ、ここで、排気ターボチャージャには、それに対応する別のハウジング部が付加されている。その場合、排気ターボチャージャをモジュール式に形成できるので、対応する車両において、追加の空気供給手段なしの構成要素としても排気ターボチャージャを使用でき、ここで、例えば、より高いエミッション限界値またはより高い出力を有する他のエンジンにおいて、追加の空気供給手段のモジュールを有する変形形態を使用できる。
【００１７】
好ましくは、原則として、空気供給手段の駆動装置が選択可能に制御可能であり、特に作動可能および停止可能に形成されていることが意図されている。これにより、第２の冷却器の空気供給手段の駆動装置が不要となった場合に、走行状態に応じて、エネルギー消費を低減できる。
【００１８】
本発明による冷却システムのさらに好ましい実施形態では、内燃機関に供給可能なガスが貫流される第３の冷却器が設けられており、ここで、液体媒体、特に内燃機関の冷却剤によって、第３の冷却器内のガスを冷却可能である。これにより、ガス状の一次媒体の２段冷却または多段冷却が全体として実現され、ここで、第１の冷却段階は、流体作動式の第３の冷却器によって行われ、また第２の冷却段階は、空気が還流される第２の冷却器によって行われることが特に好ましい。冷却剤の温度をこのように適合させることによって（第１の段階で通常１００℃の範囲の液体、第２の段階で典型的に２０℃の範囲の周囲空気）、特に効果的なガスの冷却が可能であり、ここで、さらに、空冷段階によって、ガスの熱エネルギーの大部分が、内燃機関の冷却システムには入れられず、周囲に直接放出される（第２の段階による直接冷却）。
【００１９】
好ましい実施形態において、第２の冷却器には、内燃機関に循環される排ガス流が貫流される。冷却システムの構造によれば、第２の冷却器は、冷却器に導かれた排ガスが排気ターボチャージャシステムの最後の段階の後に取り出される低圧排ガス冷却器であることができる。
【００２０】
しかし、第２の冷却器には、内燃機関に導かれた給気新気の流れを貫流するか、または別の代替実施形態において、内燃機関に導かれた給気新気と排ガスとの混合物を貫流することもできる。
【００２１】
第２の冷却器の好ましい構造について、この第２の冷却器は、平行流冷却器、特に向流冷却器であることが有利である。この平行流構造により、複数の例において、第２の冷却器が、制限されかつ場合によっては不利に形成された構造空間に収容されているような状況が考慮される。向流構造は冷却出力に特に有利である。第２の冷却器の構造は、特に、冷却二次媒体用の３つの接続部が設けられている３流冷却器であることができ、このことにより、冷却器の材料の冷却出力および温度分布の特に優れた組み合わせが得られる。一般に、第２の冷却器は少なくとも２通路の冷却器であることもでき、これにより、冷却器の寸法が与えられまた冷却空気流が十分に利用された場合に、冷却出力を向上させることができる。
【００２２】
しかし、特に構造空間に関する適切な条件において、第２の冷却器は十字流冷却器であることもできる。
【００２３】
本発明による冷却システムの別の好ましい実施形態では、別の空冷冷却器が設けられており、ここで、排ガスまたは給気新気の２つの内の一方を冷却するための第２の冷却器が形成されており、また排ガスまたは給気新気の２つの内の他方をそれぞれ冷却するための別の冷却器が形成されている。この場合、特に、２つの空冷冷却器を車両の主冷却器から空間的に分離することができるが、主冷却器に対して、２つの空冷冷却器の一方のみを空間的に分離するようにすることもできる。ここで、別の好ましい発展形態では、共通の空気供給手段によって、周囲空気の流れを第２の冷却器にも別の冷却器にも供給できる。このことは、例えば、第２の冷却器と別の冷却器とが隣接して配置されていることによって実現できる。しかし、対応して分岐された空気導管を用いた隣接しない配置も可能であり、この場合、共通の空気供給手段は、圧縮作動時に両方の空気導管を通して周囲空気を移動させる。
【００２４】
好ましくは一般に、弁手段、特に、制御可能なフラップを介して、第２の冷却器に割り当てられた空気流の体積を変更可能であることを意図することができる。これにより、第２の冷却器の冷却出力をそれぞれの要求に簡単に適合可能であり、この場合、空気流が走行風に基づいている場合にも、制御可能なフラップで適合を可能にする。
【００２５】
好ましくは、冷却すべきガスの案内において、可変分岐点、特にバイパスを第２の冷却器の前方に設けることができる。これにより、特に、外気温度が低い場合には、空冷ガス冷却器が凍結することがあるので、この場合には、一次媒体を冷却器に通過させることによって、導かれたガスの、特に導かれた排ガスの凝縮水の凍結を低減または防止できることが考慮される。可変分岐点はバイパスであることも単に開口部であることもでき、この可変分岐点によって、滞留された排ガスを周囲に排出できる。この場合、過圧フラップで、さもなければ制御可能なフラップで、分岐点の変更を行うことができる。凍結凝縮水を融解するために、ガスを放出するかまたは迂回させることによって熱交換器が加熱されるような構造が有利に形成されている。
【００２６】
一般に、有利な実施形態では、加熱目的のために、第２の冷却器の流出する冷却空気を車両室内に少なくとも部分的に供給可能であることが意図されている。このために、例えば、導管を介して、第２の冷却器から流出する冷却空気を車両の換気装置、さもなければ空調装置の入口領域に供給することを意図することができる。例えば、制御フラップを介して、加熱された流出空気の供給を制御可能であり得る。加熱された冷却空気をこのように利用する大きな利点は、エンジンのコールドスタート時に、車両ヒータが特に急速に応答することである。さらに、第２の冷却器は、多くの場合、エンジンルームの側方領域または後方領域に配置され、これにより、主冷却器と比較して、換気装置への流出空気流のより優れた連通が行われる。
【００２７】
第２の冷却器について、十分に低い冷却空気の温度を保証するために、一般に、エンジンルームの外部の第２の冷却器を冷却するように周囲空気の吸入が行われることが有利に意図されている。この場合、特に、ホイールケースの領域における吸入を意図することができる。
【００２８】
別の利点および特徴は、以下に説明する実施形態と従属請求項とから明らかになる。
【００２９】
本発明による冷却システムの４つの好ましい実施形態について、以下に記載し、また添付図面を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００３０】
図１による本発明の冷却システム（第１の実施形態）は、内燃機関２の主冷却器１を含み、この主冷却器は、それ自体公知の方法において、閉鎖された冷却回路３内の液体冷却剤により内燃機関２を冷却する。この場合、主冷却器１が車両の前方領域に配置されており、またこの主冷却器には少なくとも大部分の走行風が貫流される。さらに、吸入構造の主ファン４が主冷却器１に設けられており、前記主ファンにより、低速時においても、主冷却器の十分な通気が保証されている。
【００３１】
排気ターボチャージャ５によって、供給された新気６が内燃機関２に給気され、この場合、排気ターボチャージャ５で熱が発生するので、内燃機関２に供給する前に、給気する新気６を冷却する必要がある。このために、主冷却器１から空間的に分離された本発明による第２の冷却器である給気冷却器７が設けられている。電動ファンとして形成された空気供給手段８によって、給気冷却器７には周囲空気９が流され、これにより、開放された冷却回路内の給気６が直接冷却される。さらに、図１の構成要素の空間構造から、給気冷却器７および空気供給手段８が、車両の前方領域ではなく、側方エンジンルーム領域に配置されていることが明らかになる。給気冷却器７が十分な冷却出力で作動しなければならない場合に、走行風領域が存在していないならば、空気供給手段８が通常作動される。
【００３２】
さらに、分岐点１０を介して、内燃機関２の排気ラインに排ガスが部分的に循環され、この場合、弁（図示せず）を介して制御可能な交差点１１において、排ガスと、給気された新気との合流が行われる。循環排ガスは領域１０で合流する前に第３の冷却器１２で冷却される。第３の冷却器１２は、内燃機関２に対して平行に内燃機関２の主冷却回路に配置されており、この結果、排ガスの排熱は、流体冷却式の第３の冷却器１２を介して最終的には内燃機関２の主冷却剤に取り入れられる。
【００３３】
向上されたエンジン出力またはより高い排ガス循環率を有するエンジンの概念について、熱平衡が見られた際には、排ガス循環に応じて、小さな熱エネルギーが、排ガスにより外部に出されるか、または内燃機関において、より大きい熱エネルギーが冷却剤に取り入れられるように、内燃機関２の冷却システムの熱流が移動する。さらにこのように冷却剤に取り入れられた熱量は、一般に構成されたものよりも大きい主冷却器によって排出される。主冷却器１をより大きく構成することによって、給気冷却器を有する主冷却器と構造群とのそれ自体公知の組み合わせが可能になるか、または冷却出力が有効になる。このようにして、給気冷却器７は別々に配置されており、その給気冷却器には、空気供給手段８によって移動される周囲空気が供給される。したがって、非常に大まかな観測において、所定の最大冷却能力が車両の前方領域で利用された場合、本発明の実施形態によれば、熱平衡により、排ガスから取り出される前記熱平衡の熱量が、本質的に給気冷却器７を介し、さらに周囲空気に放出されるようになることを認識できる。
【００３４】
図２による第２の実施形態は、主に、周囲空気が還流される、主冷却器１から空間的に分離された別の排ガス冷却器１３が設けられており、この別の排ガス冷却器が、循環排ガスの流れ方向において、流体冷却式の第１の排ガス冷却器（または第３の冷却器）１２に後接続されているという点で、第１の実施形態とは異なる。このことは、排ガスの冷却に有効であるが、この理由は、周囲空気温度が、通常、冷却剤の温度よりも低いからである。
【００３５】
追加の排ガス冷却器１３に周囲空気を供給することについて、圧縮構造で作動される空気供給手段８が後配置されている分岐点１４が、新気流９に存在する。この場合、具体的には、要求に応じて、排ガス冷却器１３と給気冷却器７とが直接隣接して配置されており、それらには同一の新気流が還流されるか、または前記排ガス冷却器と前記給気冷却器とが空間的に分離されて配置されており、このために、一般に、それぞれの冷却器７、１３に新気を導くための、分岐点１４から分離された空気導管が設けられていることが意図される。
【００３６】
第２の実施形態の冷却システムによる熱平衡について、流体冷却式の排ガス冷却器１２を介して内燃機関２の回路に導入される追加の熱量を排出するために、第１の実施形態と同様の主冷却器１が特に大きく構成されていることが認識される（この場合、さらに、空気が還流される給気冷却器３０７から、また空気を還流させる排ガス冷却器１３からも熱量が周囲に直接放出される）。
【００３７】
第３の好ましい実施形態（図３）による冷却システムは給気冷却器３０７を備え、この給気冷却器は、第１および第２の実施形態とは異なり、主冷却器１に対して空間的に分離されて配置されているのではなく、この主冷却器と共に構造群に公知の方法で一体化されている。これにより、給気冷却器３０７には、主冷却器１と同様に走行風が還流され、したがって、主冷却器１の可能な冷却出力が低減される。
【００３８】
第２の実施形態の場合と同様に、循環排ガスの２段冷却が行われ、この場合、同様に、第１の段階は、第３の冷却器１２を介して実現され、また第２の段階は、空冷熱交換器１３を介して実現される。熱交換器１３には、ポンピングされた新気が還流され、この場合、周囲空気または新気用の供給手段３０８が設けられている。
【００３９】
供給手段３０８は、クラッチ３０８ｂを介してファンホイール３０８ｃと解放可能に連結できる別個の排気タービン３０８ａを駆動装置として備えているという特徴がある。勿論、好ましい別形態では、構造部および構造空間を節約するために、ファンホイール３０８ｃを排気ターボチャージャ５の軸に直接取り付けることもできる。このために、排気ターボチャージャは、空気供給手段を形成するための別のモジュール式ハウジング部を備える（図示せず）。
【００４０】
第４の好ましい実施形態（図４）による冷却システムは第３の実施形態と同様のものを備える。しかし、前後に順次配置されている第１の排気ターボチャージャ５ａおよび第２の排気ターボチャージャ５ｂを有する内燃機関２により、２段給気が行われるという点で異なっている。第２の排気ターボチャージャ５ｂを介した新気の第１の給気段階後に、空気が還流された中間冷却器４１５が作動され、この中間冷却器は、予め圧縮された給気が、第１の排気ターボチャージャ５ａの圧縮段階で発生され、そこで最終圧縮される前に、前記予め圧縮された給気を冷却する。この場合、本発明によれば、中間冷却器４１５を「第２の冷却器」として、さもなければ「別の冷却器」として使用できる。最終圧縮後に、圧縮された給気は、原則として第３の実施形態から認識されかつ主冷却器１と共に構造ユニットに一体化された主給気冷却器４０７を貫流し、その次に、最終圧縮されて冷却された給気の循環排ガスが交差点１１に供給される。循環排ガスは、第３の実施形態と同様に、流体冷却式の第２の冷却器１２と空冷冷却器１３とを介して２段階で冷却される。したがって、全体としては、第４の実施形態において、主冷却器１または主給気冷却器４０７から空間的に分離されてエンジンルーム内に配置されている２つの空冷ガス冷却器４１５、１３が存在する。これらの２つの冷却器４１５、１３に低温の周囲空気を供給するために、電気的に作動されかつラジアルファンとして形成された空気供給手段８が設けられており、圧縮構造のこの空気供給手段により、空気が分岐点４１４を介して圧縮され、この分岐点を介して、冷却空気が２つの冷却器１３、４１５に分配される。さらに、冷却器１３への配管路には、制御可能な弁または制御フラップ４１６が設けられている。この制御フラップ４１６を制御することによって、２つの冷却器１３、４１５の冷却空気流の制御分配を制御できる。これにより、運転状態に応じて、冷却システムの最適化が可能になる。したがって、第４の実施形態では、全部で４つの冷却器１、１３、４０７、４１５が設けられており、これらの冷却器により、周囲空気を用いた直接的な開放冷却が行われ、したがって、内燃機関２によって発生された熱が周囲に放出される。
【００４１】
図１〜図４による実施形態とは独立して、図５〜図８は、熱交換器の模範的な概略実施形態を示しており、これらの熱交換器の構造は、本発明による第２の冷却器、さもなければ別の冷却器に特に適切である。
【００４２】
この場合、図５は、向流で運転される平行に貫流される熱交換器５０１を示しており、この熱交換器により、一次媒体２０の方向への貫流が行われ、また仕切られた室において、前記一次媒体とは逆方向への冷却空気流２１（二次媒体）の貫流が行われる。
【００４３】
図６は、３流冷却器６０１を示しており、この３流冷却器により、一次冷却媒体２０の方向への貫流が行われる。全部で３つの接続管６０２、６０３、６０４において、冷却空気は端部側の２つの管６０２、６０４に導入され、また中央管６０３を介して導出される。したがって、３流冷却器６０１の第１の部分において、冷却空気は、一次媒体と同一方向に流れ、次の第２の部分においては、一次媒体とは逆方向に流れる。これにより、冷却空気２１の量が十分に利用された場合にまた構造寸法が与えられた場合に、冷却出力を特に向上させることができ、この場合、さらに、冷却器６０１の均一な加熱が得られる。
【００４４】
３流冷却器と同様に、２通路冷却器７０１（図７参照）を介して、冷却出力を最適化でき、この場合、冷却空気２１は、冷却器に設けられたそれぞれ４つの接続部７０２、７０３、７０４、７０５に流入および流出し、ここで、流れ方向に抗して作動される２つの冷却通路が一次媒体２０の通路に沿って順次設けられている。
【００４５】
図８は、一次媒体２０および冷却空気２１が互いにほぼ垂直に流れる十字流冷却器を示している。十字流冷却器８０１は、簡単に製造可能であり、また必要な構造空間で有効に利用できる。
【００４６】
本発明による第２の冷却器の構造は、管束構造、特に空冷フィンを備えることができる。さらに、一次ガスの軸方向貫流部を有する、特に、両側のフィンを有する、特に、囲まれたハウジングを有するディスク構造を使用できる。その代わりに、第２の冷却器は、ディスクが一次媒体を横方向に流すディスク構造を備えてもよい。この場合も、フィンを設けることができる。一次側においても、二次側においても、乱流をそれぞれ発生させることができるか、さもなければ、内部にフィンを形成できる。
【００４７】
ごく一般的には、記載されている実施形態の各々において、冷却工程により加熱された新気が、周囲に排出されないかまたは部分的にのみ排出され、また車両の内室を加熱するために使用されることを意図することができる。このことは、混合によってまたは熱交換器によって行うことができる。このために、図示されていない冷却空気管および制御フラップを簡単に使用できる。
【００４８】
本発明による冷却システムによって、熱交換器が車両前方から移動されるので、必要に応じて空けられた構造空間は、車両前側の主冷却剤冷却器のほぼ前に配置された第２の冷却剤冷却器を有する主冷却剤回路に加えて、追加の低温冷却剤回路を実現するのにも特に有効に利用されることができる。同様に、低温冷却剤回路の代わりに、冷媒回路を設けることもでき、この場合、第２の冷却剤冷却器の代わりに、凝縮器が冷却剤冷却器のほぼ前に配置される。
【００４９】
特に実施形態に記載されているすべての構造部および配置を任意の形態で組み合わせることもできる。このことは、特に、熱交換器の、空気供給要素の、クラッチ要素の、弁の、バイパス管の、および周囲冷却空気の出口の種類および構造に適用され、これらのものは、異なる配置および数で冷却システムにそれぞれ一体化することができる。
【００５０】
冷却空気を強く加熱できるので、周囲冷却空気の出口において、他の車両構成要素に対して許容できない熱、または人々、特に通行人に対する危険性を排除する措置を講じることができる。このことは、出口を適切に、特に例えば運転室の上方に配置することによって行うことができる。さらに、出口を介して、冷却空気を有利に放出できる。別の有利な実施形態では、出口において冷却空気と周囲空気とを混合でき、このようにして冷却できる。この場合、出口における冷却空気の強い渦流が特に有効であることができ、これは、特に、大きな捩れの印加と呼ばれ、流出するガス噴射を生じさせるのに特に有効であり、したがって、周囲空気との効率的な混合が生じる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明による冷却システムの第１の実施形態の概略図である。
【図２】本発明による冷却システムの第２の実施形態の概略図である。
【図３】本発明による冷却システムの第３の実施形態の概略図である。
【図４】本発明による冷却システムの第４の実施形態の概略図である。
【図５】向流で運転される平行に貫流される熱交換器の概略図である。
【図６】３流冷却器の概略図である。
【図７】２通路冷却器の概略図である。
【図８】十字流冷却器の概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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