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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Struktur eines Bremsen-Kühlkanals, der mit einem Ladeluftkühler verbunden sein kann, und im Besonderen eine Struktur eines Bremsen-Kühlkanals, der mit einem Ladeluftkühlerbehälter verbunden sein kann, der einen Ladeluftkühler ausbildet, um Luft zu kühlen, die durch den Ladeluftkühler hindurchströmt, wodurch die Kühlleistung des Ladeluftkühlers erhöht und ein einfacheres Montieren desselben sichergestellt ist.
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Beschreibung der bezogenen Technik
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Ein Ladeluftkühler ist eine Vorrichtung, die in einen Verbrennungsmotor zu saugende Luft kühlt (bevor die Luft dem Motor zugeführt wird). Ein derartiger Ladeluftkühler ist in verschiedenen Arten von Fahrzeugen montiert, da er einen Verbrennungsmotor mit einem kleinen Hubraum dabei unterstützt, eine hohe Ausgangsleistung zu realisieren.
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Der Ladeluftkühler senkt die Temperatur von in den Motor zu saugender Luft und erhöht entsprechend die Dichte der Luft, wodurch die Ausgangsleistung des Motors erhöht wird. Im Allgemeinen wird der Ladeluftkühler zusammen mit einer Turbovorrichtung, z.B. einem Turbolader verwendet, in der in dem Verbrennungsmotor verbranntes Abgas eine Turbine dreht, um Luft zu verdichten, und ist in der Mitte eines Luftbewegungspfades zwischen der Turbovorrichtung und dem Verbrennungsmotor angeordnet, um die Luft zu kühlen, die durch die Turbine erwärmt und verdichtet wurde.
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Der Ladeluftkühler lässt sich in einen Ladeluftkühler des Luftkühlungstyps, bei dem das Kühlen durch durch das Fahrzeug induzierten Wind (zum Beispiel Fahrtwind) implementiert wird, und einen Ladeluftkühler des Wasserkühlungstyps einteilen, bei dem das Kühlen durch Kühlwasser implementiert wird. Von diesen ist der Ladeluftkühler des Luftkühlungstyps durch miteinander Verbinden einer Kerneinheit 3 und eines Ladeluftkühlerbehälters 4 konfiguriert. Wie in 1A gezeigt, ist die Kerneinheit 3 an dem vorderen unteren Ende eines Kühlers 2 eines Frontendmoduls 1 angeordnet, um dem Fahrtwind direkt ausgesetzt zu sein, und ist der Ladeluftkühlerbehälter 4, der mit der Turbovorrichtung und dem Motor verbunden ist, um durch die Kerneinheit 3 geströmte Luft zuzuführen, auf einer Seite (oder beiden Seiten) der Kerneinheit 3 angeordnet.
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Wenn ein mit dem Ladeluftkühler versehener Hochleistungsmotor in einem Fahrzeug montiert ist, ist jedoch eine entsprechend hohe Bremsleistung erforderlich. Um die Bremsleistung zu verbessern, bedeutet dies, dass ein Bremsen-Kühlkanal 5 bei einem Fahrzeug mit Hochleistungsmotor nahe bei dem Ladeluftkühlerbehälter 4 montiert ist, um den zugeführten Fahrtwind zu einer Bremsscheibe zu leiten, um die Bremsscheibe schneller zu kühlen.
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Der Bremsen-Kühlkanal 5 ist auf einer Seite des Ladeluftkühlerbehälters 4 und in einem Abstand von diesem angeordnet, so dass eine Ansaugöffnung davon der Frontseite zugewandt ist und eine Auslassöffnung davon der Bremsscheibe auf der Rückseite davon zugewandt ist. Der Bremsen-Kühlkanal 5 leitet den zugeführten Fahrtwind zu der Bremsscheibe, um die Bremsscheibe zu kühlen, wodurch ein Phänomen eines Ruckelns der Bremse und eine Geräuscherzeugung aufgrund der thermischen Verformung der Bremsscheibe unterdrückt werden.
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Da die Kühlleistung des Ladeluftkühlers eine große Auswirkung auf die Ausgangsleistung des Motors hat, können die Kerneinheit 3 des Ladeluftkühlers und der Ladeluftkühlerbehälter 4, durch die hindurch sich die Luft bewegt, angeordnet sein, um durch den Fahrtwind gekühlt zu werden.
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Unter Berücksichtigung von Beschränkungen in Bezug auf die Gestaltung und den Aufbau eines Stoßfängers 6 in einer Situation, in der die Ansaugöffnung des Bremsen-Kühlkanals 5 derart ausgerichtet sein muss, dass sie der Frontseite des Stoßfängers 6 zugewandt ist, wie in 1B gezeigt, kann jedoch die dem Fahrtwind auszusetzende Fläche beschränkt sein. Das bedeutet, dass, obwohl die voll projizierte Fläche sowohl der Kerneinheit 3 als auch des Ladeluftkühlerbehälters 4 „A“ ist und die voll projizierte Fläche des Bremsen-Kühlkanals 5 „D“ ist, die Frontfläche des Stoßfängers 6 lediglich im Abschnitt „C“ offen ist und der Fahrtwind nicht in den Abschnitt „B“ eindringen kann, in dem sich der Ladeluftkühlerbehälter 4 befindet. Darüber hinaus werden üblicherweise der Bremsen-Kühlkanal 5 und der Ladeluftkühler einzeln installiert, was das Anbringen dieser an einer Fahrzeugkarosserie erschwert.
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Die in diesem Abschnitt über den Hintergrund der Erfindung offenbarten Informationen dienen lediglich dem verbesserten Verständnis des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung und sollen nicht als Anerkenntnis oder jegliche Form von Hinweis dahingehend dienen, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der einem Fachmann auf dem Gebiet bereits bekannt ist.
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DE 44 20 068 A1 offenbart eine Struktur eines Bremsen-Kühlkanals, wobei der Bremsen-Kühlkanal konfiguriert ist, um eine Bremsscheibe durch Ableiten von von einer Frontseite davon eingeführter Luft nach hinten zu kühlen, wobei die Struktur aufweist: den Bremsen-Kühlkanal, der einen darin definierten Luftbewegungskanal und ein Durchgangsloch aufweist, das in einer Seitenfläche davon ausgebildet ist, um den Kanal zu einer Außenseite der Seitenfläche hin freizulegen.
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DE 10 2008 064 519 A1 offenbart eine Struktur eines Bremsen-Kühlkanals, wobei der Bremsen-Kühlkanal konfiguriert ist, um eine Bremsscheibe durch Ableiten von von einer Frontseite davon eingeführter Luft nach hinten zu kühlen, wobei die Struktur aufweist: den Bremsen-Kühlkanal, der einen darin definierten Luftbewegungskanal und ein Durchgangsloch aufweist, das in einer Seitenfläche davon ausgebildet ist, um den Kanal zu einer Außenseite der Seitenfläche hin freizulegen.
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Erläuterung der Erfindung
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Aus diesem Grund ist es erforderlich, die Kühlleistung des Ladeluftkühlers und des Bremsen-Kühlkanals unter Berücksichtigung von Beschränkungen hinsichtlich der Größe und der Gestaltung des Stoßfängers zu maximieren. Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, eine Struktur eines Bremen-Kühlkanals bereitzustellen, die die Kühlleistung eines Ladeluftkühlers und eines Bremsen-Kühlkanals maximieren und eine einfachere Montage derselben sicherstellen kann.
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Technische Ziele, die durch die vorliegende Erfindung zu erreichen sind, sind nicht auf die obengenannten beschränkt, und weitere Ziele können einem Fachmann auf dem Gebiet aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich sein.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung können die obigen sowie weitere Ziele durch die Bereitstellung einer Struktur eines Bremsen-Kühlkanals erreicht werden, wobei der Bremsen-Kühlkanal konfiguriert ist, um durch Ableiten von von einer Frontseite davon aus eingeführter Luft nach hinten eine Bremsscheibe zu kühlen, und montiert ist, um auf einer Seite eines Ladeluftkühlerbehälters angeordnet zu sein, wobei die Struktur den Ladeluftkühlerbehälter und den Bremsen-Kühlkanal aufweist, der einen darin definierten Luftbewegungskanal und ein Durchgangsloch aufweist, das in einer Seitenfläche davon ausgebildet ist, um den Kanal zu einer Außenseite der Seitenfläche hin freizulegen, wobei der Bremsen-Kühlkanal nahe bei einer Seite des Ladeluftkühlerbehälters angeordnet ist, so dass eine Außenfläche des Ladeluftkühlerbehälters über das Durchgangsloch zu dem Kanal hin freigelegt ist, wodurch ermöglicht wird, dass die in den Kanal eingeführte Luft mit der Außenfläche des Ladeluftkühlerbehälters in Kontakt gebracht und anschließend von dort nach hinten abgeleitet wird.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Bremsen-Kühlkanal an einer Frontseite des Durchgangslochs mit einer Mehrzahl von (z.B. runden) Vorsprüngen versehen, um während der Luftbewegung einen Wirbel zu erzeugen. Gemäß einem weiteren Aspekt sind die Vorsprünge angeordnet, um eine Matrix auszubilden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Außenfläche des Ladeluftkühlerbehälters, wo sich das Durchgangsloch befindet, mit einer Kühlrippe versehen, um eine Kontaktfläche mit der Luft zu vergrößern, die durch den Kanal hindurchströmt. Gemäß einem weiteren Aspekt weist die Kühlrippe mindestens zwei Kühlrippen auf und sind die (zwei) Kühlrippen parallel zueinander entlang einer Richtung ausgebildet, in der der Kanal offen ist, um einen Luftstrom zu leiten.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Außenfläche des Ladeluftkühlerbehälters, die dem Bremsen-Kühlkanal zugewandt ist, und die Seitenfläche des Bremsen-Kühlkanals, die dem Ladeluftkühlerbehälter zugewandt ist, in einem Winkel geneigt, in dem eine obere Fläche des Ladeluftkühlerbehälters und eine obere Fläche des Bremsen-Kühlkanals parallel zueinander sind.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist einer von dem Ladeluftkühlerbehälter und dem Bremsen-Kühlkanal mit einem Spitzenabschnitt zum Einsetzen einer Schraube versehen und sind der Ladeluftkühlerbehälter und der Bremsen-Kühlkanal durch die in den Spitzenabschnitt eingesetzte Schraube fest miteinander verbunden.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Ladeluftkühlerbehälter aus einem Metallmaterial gebildet und ist der Bremsen-Kühlkanal aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit gebildet, die geringer als diejenige des Materials des Ladeluftkühlerbehälters ist.
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Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hat weitere Merkmale und Vorteile, die aus den angehängten Zeichnungen sowie der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich sind oder in diesen ausführlicher erläutert sind, wobei diese gemeinsam dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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In den Zeichnungen zeigen:
- 1A eine perspektivische Ansicht und eine Vorderansicht eines Zustands, in dem ein Ladeluftkühler und ein Bremsen-Kühlkanal an einem Frontendmodul montiert sind, gemäß der bezogenen Technik,
- 1B eine Ansicht, die einen an der Frontseite des Frontendmoduls der 1A montierten Stoßfänger zeigt,
- 2 eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Bremsen-Kühlkanal gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Ladeluftkühlerbehälter verbunden ist,
- 3 eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Bremsen-Kühlkanal der 2 von dem Ladeluftkühlerbehälter getrennt ist,
- 4 eine schematische Schnittansicht, die den Verbindungszustand des Bremsen-Kühlkanals und des Ladeluftkühlerbehälters zeigt, und
- 5 eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Spitzenabschnitt mit einem darin ausgebildeten Schraubenloch mit dem Bremsen-Kühlkanal verbunden ist.
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Der Fachmann auf dem Gebiet wird erkennen, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind, wobei sie eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale zeigen, die die Grundprinzipien der Erfindung veranschaulichen. Die spezifischen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart sind, einschließlich beispielsweise bestimmter Abmessungen, Ausrichtungen, Anordnungen und Formen sind teilweise durch die besondere beabsichtigte Anwendung und Nutzungsumgebung bestimmt.
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Die Bezugszeichen in den Figuren beziehen sich auf gleiche oder gleichwertige Teile der vorliegenden Erfindung.
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Ausführliche Beschreibung
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Nachfolgend wird ausführlich auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele hierfür in den angehängten Zeichnungen erläutert und nachfolgend beschrieben sind. Obgleich die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben ist, wird angemerkt, dass die Erfindung durch die vorliegende Beschreibung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist. Im Gegenteil soll die Erfindung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen sondern auch zahlreiche Alternativen, Modifizierungen, Entsprechungen und andere Ausführungsformen miteinschließen.
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Nachfolgend wird ausführlich auf die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele hierfür in den angehängten Zeichnungen erläutert sind, um einem Fachmann auf dem Gebiet zu ermöglichen, die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung leicht zu verstehen und nachzubilden. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auf verschiedenste unterschiedliche Weisen implementiert sein und ist nicht auf die hierin beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
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Um eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung klar zu erläutern, wird auf die Darstellung von Elementen verzichtet, die in keinem Zusammenhang mit der Beschreibung stehen, und sind die gleichen oder sehr ähnliche Elemente in der Beschreibung mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Darüber hinaus sind die in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendeten Begriffe oder Bezeichnungen der vorliegenden Erfindung nicht unbedingt in ihrer üblichen oder durch Nachschlagewerke begrenzten Form zu verstehen, sondern sind vielmehr als Bedeutungen und Konzepte zu verstehen, die dem technischen Geist der Erfindung entsprechen, basierend auf dem Prinzip, dass die Erfinder die Idee der Begriffe entsprechend definieren können, um eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf die bestmögliche Weise zu erläutern.
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, die Struktur eines Bremsen-Kühlkanals bereitzustellen, der von der Frontseite davon aus eingeführte Luft nach hinten ableitet, um eine Bremsscheibe zu kühlen, und der montiert ist, um auf einer Seite eines Ladeluftkühlerbehälters angeordnet zu sein. Nachfolgend ist eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Einzelnen unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben.
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Wie in 2 und in 3 gezeigt, ist ein Ladeluftkühlerbehälter 20 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angeordnet, um mit einer Seite oder beiden Seiten einer Kernvorrichtung 30 eines Ladeluftkühlers verbunden zu sein, und ist ein Bremsen-Kühlkanal 10 eng mit der Außenseite (der Position entgegengesetzt zu der Kernvorrichtung 30) des Ladeluftkühlerbehälters 20 verbunden.
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Der Bremsen-Kühlkanal 10 ist wie bei einer herkömmlichen Struktur in einer Rohrform ausgebildet, so dass ein Luftbewegungskanal 11 darin definiert ist, und ist derart konfiguriert, dass Fahrtwind, der von einem Einlassloch im vorderen Endabschnitt des Kanals 11 aus eingeführt wird, an eine Auslassöffnung im hinteren Endabschnitt des Kanals 11 abgeleitet wird, um einer Bremsscheibe zum Kühlen der Bremsscheibe zugeführt zu werden, und derart, dass ein Durchgangsloch 12 in der Seitenfläche davon ausgebildet ist, um den Kanal 11 zu der Außenseite der Seitenfläche hin freizulegen.
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Darüber hinaus sind der Bremsen-Kühlkanal 10 und der Ladeluftkühlerbehälter 20, wie in 2 gezeigt, in einem enger-Kontakt-Zustand miteinander verbunden. Die Verbindung ist dabei derart implementiert, dass die Außenfläche des Ladeluftkühlerbehälters 20 über das Durchgangsloch 12 zu dem Kanal 11 hin freigelegt ist. Dementsprechend wird die in den Kanal 11 eingeführte Luft mit der Außenfläche des Ladeluftkühlerbehälters 20 in Kontakt gebracht, während sie sich in dem Kanal 11 bewegt, und wird anschließend nach hinten aus diesem abgeleitet.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Ladeluftkühlerbehälter 20 aus einem Metallmaterial gebildet, das eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit hat, um einen wirkungsvollen Wärmeaustausch zwischen der einem Verbrennungsmotor zuzuführenden verdichteten Innenluft und der sich in dem Kanal 11 bewegenden Luft sicherzustellen, und ist der Bremsen-Kühlkanal 10 aus einem Kunststoffmaterial mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit und einem geringeren Gewicht als das Material des Ladeluftkühlerbehälters 20 ausgebildet.
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Um zu der Gestaltung des in 1B gezeigten Stoßfängers 6 zu passen, (d.h. um sicherzustellen, dass irgendeiner von dem Ladeluftkühlerbehälter und dem Bremsen-Kühlkanal, die miteinander verbunden sind, nicht nach oben oder nach unten hervorsteht), können darüber hinaus die enger-Kontakt-Abschnitte des Ladeluftkühlerbehälters 20 und des Bremsen-Kühlkanals 10 eine symmetrische Form haben.
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Zum Beispiel, wie in 3 gezeigt, sind die Außenfläche des Ladeluftkühlerbehälters 20, die dem Bremsen-Kühlkanal 10 zugewandt ist, und die Seitenfläche des Bremsen-Kühlkanals 10, die dem Ladeluftkühlerbehälter 20 zugewandt ist, jeweils als Neigungsflächen ausgebildet, und sind die Neigungsflächen ausgebildet, um einen Winkel zu haben, in dem (z.B. um den) die obere Fläche des Ladeluftkühlerbehälters 20 und die obere Fläche des Bremsen-Kühlkanals 10 parallel zueinander sind, wenn der Ladeluftkühlerbehälter 20 und der Bremsen-Kühlkanal 10 miteinander verbunden sind (siehe 2).
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Darüber hinaus ist der Bremsen-Kühlkanal 10 mit einer Mehrzahl von (z.B. runden) Vorsprüngen 13 in einer Matrix versehen, und sind die Vorsprünge 13 an der Frontseite des Durchgangslochs 12 angeordnet, um während der Luftbewegung einen Wirbel zu erzeugen. Das bedeutet, dass, wie in 4 gezeigt, die Durchflussrate des Fahrtwindes durch die Vorsprünge 13 verringert ist, was die Zeit erhöht, während der der Fahrtwind mit der Außenfläche des Zwischenluftkühlers 20 in Kontakt ist, die zu dem Durchgangsloch 12 hin freiliegt. Dementsprechend kann die Kühlleistung der verdichteten Luft, die durch das Innere zu dem Bremsen-Kühlkanal 10 strömt, weiter erhöht sein, wenn zusätzlich die Vorsprünge 13 ausgebildet sind.
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Darüber hinaus kann die Außenfläche des Ladeluftkühlerbehälters 20, wo sich das Durchgangsloch 12 befindet, zusätzlich mit Kühlrippen 21 versehen sein, um die Kontaktfläche mit der Luft zu erhöhen, die den Kanal 11 durchströmt. Obwohl die Anzahl, die Form und die Größe der Kühlrippen 21 nicht begrenzt sind, kann in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Mehrzahl von Kühlrippen mit einer langgestreckten Plattenform vorgesehen sein. Darüber hinaus sind die Kühlrippen 21 ausgebildet, um in einem Vorsprungsabschnitt 22 angeordnet zu sein, der von der Außenfläche des Ladeluftkühlerbehälters 20 bis zu einer vorbestimmten Höhe hervorsteht, um in das Durchgangloch 12 eingesetzt zu sein.
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Mindestens zwei Kühlrippen 21, die eine langgestreckte Plattenform haben, sind parallel zueinander in der Richtung ausgebildet, in der der Kanal 11 offen ist (entlang dem Umriss des Bremsen-Kühlkanals 10), um den Strom des Fahrtwindes zu leiten, der aufgrund des durch die runden Vorsprünge 13 erzeugten Wirbels eine verringerte Durchflussrate hat.
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Darüber hinaus ist jeder von dem Ladeluftkühlerbehälter 20 und dem Bremsen-Kühlkanal 10 mit einer Spitze versehen, in die eine Schraube eingesetzt sein kann. Wie in 5 gezeigt, bedeutet dies, dass, wenn ein Spitzenabschnitt 14, der ein darin ausgebildetes Schraubenloch 15 aufweist, an dem Bremsen-Kühlkanal 10 ausgebildet ist, und ein Schraubenloch, in dem der Endabschnitt einer Schraube befestigt ist, in dem Ladeluftkühlerbehälter 20 ausgebildet ist, der Ladeluftkühlerbehälter 20 und der Bremsen-Kühlkanal 10 durch Einsetzen einer Schraube in das Schraubenloch 15 fest miteinander verbunden sein können.
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Bei der die oben beschriebene Konfiguration aufweisenden vorliegenden Erfindung kühlt der in den Bremsen-Kühlkanal 10 eingeführte Fahrtwind den Ladeluftkühlerbehälter 20, was die Kühlleistung des Ladeluftkühlers maximieren kann.
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Während der Ladeluftkühlerbehälter 20 und der Bremsen-Kühlkanal 10 in der bezogenen Technik getrennt vorgesehen und miteinander verbunden sind, um einen Raum dazwischen zu definieren, ist in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Bremsen-Kühlkanal 10 am Ladeluftkühlerbehälter 20 und in engem Kontakt mit diesem montiert, was den dafür benötigten Bauraum minimieren kann, was zu einer erhöhten Effizienz bezüglich der Raumnutzung einer Einheit führt.
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Dementsprechend ist ein nichtverfügbarer Bereich reduziert, was den Freiheitsgrad bei der Gestaltung beispielsweise eines Stoßfängers und eines Frontendmoduls erhöhen kann. Darüber hinaus kann der Bremsen-Kühlkanal 10 in einem Fahrzeug in einem mit dem Ladeluftkühlerbehälter 20 verbundenen Zustand montiert sein, was einen Montagevorgang vereinfachen kann.
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Zur Erleichterung der Erklärung und zur genauen Definition der beigefügten Ansprüche werden die Begriffe „ober...“, „unter...“, „inner...“, „äußer...“, „oben“, „unten“, „ober...“, „unter...“, „aufwärts“, „abwärts“ „vorder...“, „hinter...“, „vorne“, „hinten“, „innen“, „außen“, „innerhalb“, „außerhalb“, „einwärts / nach innen“, „auswärts / nach außen“, „vorwärts / nach vorne“ und „rückwärts / nach hinten“ verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf Positionen dieser Merkmale, welche in den Zeichnungen gezeigt sind, zu beschreiben.
