发动机冷却总成
技术领域
本说明书总体上涉及一种用于车辆的冷却模块总成。
背景技术
对提高燃料经济性和减少排放的持续需求推动了汽车市场将轻质和紧凑型车辆的生产置于优先地位。尽管在减少燃料消耗和释放不良燃烧产物方面已取得了长足的进步，但在较小的车舱容限内封装汽车部件给汽车制造商带来了一组新的挑战。特别地，车辆的前端的几何形状可能取决于笨重的部件所占据的体积，所述笨重的部件包括冷却系统、散热器、主动格栅百叶窗(AGS)、空调系统、辅助冷却器以及诸如支架和枕架之类的支撑硬件。
发动机冷却系统通常包括至少一个散热器和一个冷凝器，所述散热器联接到车辆前端并且被配置为使冷却剂流动到发动机缸体，并且冷凝器也联接到车辆前端并且被配置为使制冷剂流动到空调蒸发器。散热器和冷凝器可以具有平面矩形结构，所述平面矩形结构垂直于车辆前端中的气流(例如，冲压空气)布置并且沿着水平方向堆叠以允许更简单的封装。散热器和冷凝器两者都可以依赖于液体-空气热交换来相应地冷却发动机缸体和车辆的内部。通过使用冷却风扇来增加穿过散热器和冷凝器的表面的气流，可以增强从制冷剂和冷却剂到空气的热传递。然而，矩形散热器和冷凝器的诸如角部的某些区域可能不在冷却风扇的吹扫范围之内，并且因此可能会以降低的速率散发热量。
另外，在冲压空气的路径中散热器在冷凝器后方的定位导致在空气与散热器接触之前会由冷凝器加热空气。在一些示例中，诸如增压空气冷却器、机油冷却器、变速器流体冷却器等的辅助冷却器可以定位在冷凝器与散热器之间，从而进一步减小在流动到散热器的空气与散热器冷却剂通道之间的温差并且降低散热器的冷却能力。为了补偿散热器处的低效率的热交换，可以增加散热器尺寸以增大散热器的可用于交叉流热交换的表面积，从而进一步加重了与将扩大的散热器和冷凝器两者安装在有限空间内相关联的难题。
解决因冷却模块总成的几何形状和定位所致的低效率冷却的尝试包括将热交换器配置为具有圆形几何形状。Kawahira在U.S.4,510,991中展示了一种示例方法。在其中，诸如散热器或冷凝器的热交换器可以具有多个同心布置的圆扁管，所述管配有供冷却剂流穿过其中的通道。同心的圆扁管是同轴地布置并且等距地隔开，圆扁管中的每一个配有冷却剂入口。波纹状翼片设置在圆扁管之间的空间中。可替代地，单个扁管可以被螺旋缠绕来形成类似的圆形热交换器，所述圆形热交换器具有插置在扁管的相邻部分之间的波纹状翼片。扁管具有单个冷却剂入口以将冷却剂输送到热交换器。圆形结构消除了热交换器的低效率地冷却的角部，并且由冷却风扇占据的空间量可以进一步通过将风扇的旋转轴或马达插入到圆形热交换器的中心孔中来减小。
然而，本文的发明人已认识到这类系统的潜在问题。作为一个示例，虽然圆形几何形状消除了不受冷却风扇影响的区域，但冷凝器在散热器前方的定位仍然会使流动到散热器的空气升温。此外，圆形热交换器的扁管的同心或螺旋几何形状可能不具有足够的抗张强度以承受因车辆发动机罩关闭所致的冲击。发动机罩在关闭时可能会与热交换器的上部部分接触，并且在具有体积庞大且笨重的发动机罩的诸如卡车的重型车辆中，发动机罩的关闭可能会压缩热交换器并使所述热交换器劣化。因此，可能需要频繁修理和/或更换热交换器。
发明内容
在一个示例中，上文描述的问题可以通过一种用于集成冷却系统的方法来解决，所述集成冷却系统包括：框架，所述框架具有上部支架、下部支架、内边沿和外边沿；第一连续通道，所述第一连续通道作为具有第一半径的第一曲折管线联接到框架并且使第一流体循环；以及第二连续通道，所述第二连续通道作为具有更大的第二半径的第二曲折管线联接到框架，第二通道使第二流体循环并且与第二通道共面地布置。以此方式，在联接到具有高承载能力的结构时，冷凝器和散热器两者都从与冲压空气的接触中接收最大冷却作用。
作为一个示例，由第一冷却通道形成的散热器和由第二冷却通道形成的冷凝器可以一起提供圆形冷却模块总成，其中冷凝器关于散热器是同心的并且两个部件共用同一平面。冷却模块总成可以在垂直于冷却组件的平面的方向上接收穿过所述平面的冲压空气，从而允许由先前未从冷凝器提取热量的空气冷却散热器。具有高抗张强度的耐用框架可以包括在冷却模块总成中，从而经由框架的径向辐条分散施加在冷却模块总成上的力，并且减小散热器和冷凝器受到的冲击。通过将冷却组件配置为冷凝器在周界上包围散热器，可以减小冷却组件在车辆的前端中所占据的空间量。
应理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍将在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围由在具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。另外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出了包括相关联的冷却系统的车辆的示例的示意图。
图2示出了可以包括在车辆中的示例冷却模块总成的前透视图。
图3示出了冷却模块总成的后透视图。
图4示出了冷却模块总成的后视图。
图5示出了冷却模块总成的翼片的横截面的示意图。
图6示出了冷却模块总成的轮廓图。
图7示出了车辆前端的包括冷却模块总成的部件的透视图。
图8示出了冷却模块总成的冷却通道的展开图。
图2至图8大致按比例示出。
具体实施方式
以下描述涉及用于车辆的冷却系统的系统和方法。如图1所示，车辆可以包括多个前端部件，所述前端部件包括作为用于车辆的发动机和乘客舱两者的冷却系统的冷却模块总成(CMA)。如图2中的CMA的前透视图所示，CMA可以具有圆形几何形状，其中散热器和冷凝器共用同一平面。如图3中的CMA的后透视图所示，风扇可以联接到CMA的后侧，以吸引空气通过CMA并且促进液体-空气冷却。在图4中示出了直观后视图，其指示了施加在CMA上的载荷在CMA的框架中的分散。散热器和冷凝器可以由在冷却模块总成中的呈放射状布置的中空翼片形成，所述中空翼片配有用于使流体，诸如冷却剂或制冷剂流动的通道。在图5中以示意图示出了翼片中的一个的横截面。在图8中示出了翼片的展开图，其示出了沿着翼片的表面的垂直地布置的叶片。通过用中空翼片对冷却模块总成进行适配并沿着同一平面定位散热器和冷凝器，相对于散热器和冷凝器在车辆的前端中堆叠在发动机前方的常规布置而言，可以减小冷却模块总成所占据的空间量。在图6中提供了冷却模块总成的轮廓图以示出冷却模块总成的占用区。在图7中相对于诸如各种支撑结构的其他车辆前端部件进一步示出了冷却模块总成。
图1至图8示出了关于各种部件的相对定位的示例配置。如果被示出为彼此直接接触或直接联接，则至少在一个示例中，这类元件可以相应地被称为直接接触或直接联接。类似地，至少在一个示例中，被示出为彼此邻接或相邻的元件可以相应地是彼此邻接或相邻的。作为一个示例，彼此共面接触放置的部件可以被称为共面接触。作为另一个示例，彼此间隔开地定位使得在其间仅具有一定空间而没有其他部件的元件在至少一个示例中可以被如此称之。作为另一个示例，被示出为在彼此上方/下方、在彼此相对侧或在彼此左侧/右侧的元件相对于彼此可以被如此称之。另外，如图所示，在至少一个示例中，最顶部元件或元件的最顶点可以被称为部件的“顶部”，并且最底部元件或元件的最底点可以被称为部件的“底部”。如本文所使用，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以是相对于图的垂直轴而言，并且用于描述图的元件相对于彼此的定位。因此，在一个示例中，被示出为在其他元件上方的元件垂直定位在其他元件上方。作为另一个示例，图中所示的元件的形状可以被称为具有那些形状(例如像圆形的、直的、平面的、弯曲的、倒圆的、倒角的、成角度的等等)。另外，在至少一个示例中，被示出为相互交叉的元件可以被称为交叉元件或相互交叉。另外，在一个示例中，被示出为在另一个元件内或被示出为在另一个元件外部的元件可以被如此称之。
图1是机动车辆102中的车辆冷却系统100的示例实施例的示意图。车辆102具有车轮106、乘客舱104和发动机罩下舱103。发动机罩下舱103可以在机动车辆102的发动机罩(未示出)下方容纳各种发动机罩下部件。例如，发动机罩下舱103可以容纳内燃发动机10。内燃发动机10具有燃烧室，所述燃烧室可以经由进气通道44接收进气并且可以经由排气通道48排出燃烧气体。在一个示例中，进气通道44可以被配置为冲压空气进气，其中由移动车辆102产生的动压力可以用于增加发动机的进气歧管内部的静空气压力。因此，这可以允许更大质量的气流流过发动机，从而增加发动机功率。如本文所示和所述的车辆102可以是公路汽车以及其他类型的车辆。虽然将参考车辆102描述发动机10的示例应用，但应了解，可以使用各种类型的发动机和车辆推进系统，包括客车、卡车等。
在一些示例中，车辆102可以是具有可用于一个或多个车轮106的多个扭矩源的混合动力电动车辆(HEV)。在其他示例中，车辆102是仅具有发动机的常规车辆或仅具有电机的电动车辆。在所示的示例中，车辆102包括发动机10和电机52。电机52可以是马达或马达/发电机。当一个或多个离合器56接合时，发动机10的曲轴(未示出)和电机52经由变速器54连接到车轮106。在所示的示例中，第一离合器56设置在发动机10与电机52之间(例如，在发动机10的曲轴与所述电机52之间)，并且第二离合器56设置在电机52与变速器54之间。控制器12可以向每个离合器56的致动器发送信号来使离合器接合或脱离，以便将曲轴与电机52以及连接到所述电机的部件连接或断开，和/或将电机52与变速器54以及连接到所述变速器的部件连接或断开。变速器54可以是齿轮箱、行星齿轮系统或另一种类型的变速器。
动力传动系统可以通过各种方式配置，这些方式包括并联、串联或混联式混合动力车辆。在电动车辆实施例中，系统电池58可以是牵引电池，所述牵引电池将电力输送到电机52以向车轮106提供扭矩。在一些实施例中，电机52还可以作为发电机操作以例如在制动操作期间提供电力来对系统电池58充电。将了解，在包括非电动车辆实施例的其他实施例中，系统电池58可以是联接到交流发电机72的典型的起动、照明、点火(SLI)电池。
交流发电机72可以被配置为在发动机运行期间经由曲轴使用发动机扭矩来对系统电池58充电。此外，交流发电机72可以基于发动机的一个或多个电气系统(诸如一个或多个辅助系统(包括暖通空调(HVAC)系统、车灯、车载娱乐系统)和其他辅助系统)的对应电气需求而对所述一个或多个电气系统供电。在一个示例中，在交流发电机上汲取的电流可以基于驾驶室冷却需求、电池充电需要、其他辅助车辆系统需求和马达扭矩中的每一者而不断变化。电压调节器可以联接到交流发电机72，以便基于系统使用需要(包括辅助系统需求)而调节交流发电机的功率输出。
发动机罩下舱103还可以包括冷却系统100，所述冷却系统100包括具有集成的散热器80和冷凝器88的冷却模块总成(CMA)110。CMA 110可以被配置为将散热器80和冷凝器88两者并入连续的整体结构中的单个单元。散热器80和冷凝器88都可以布置在CMA 110的外部框架或枕架内，从而形成CMA 110的圆形区域。散热器80可以是在冷凝器88的内部并且与所述冷凝器88是同心的，两个部件共用同一平面并且被布置为共面。例如，散热器80可以形成冷却翼片的内环并且冷凝器88可以形成冷却翼片的外环，散热器80和冷凝器88两者都在垂直平面内成螺旋形。以下参考图2至图8提供CMA 110的另外的细节。
冷却系统100使冷却剂循环通过内燃发动机10以吸收废热并且分别经由冷却剂管线82和84将已加热的冷却剂分配到散热器80和/或加热器芯体55。在一个示例中，如图所示，冷却系统100可以联接到发动机10并且可以使发动机冷却剂经由发动机驱动的水泵86从发动机10循环到散热器80，并且经由冷却剂管线82返回到发动机10。发动机驱动的水泵86可以经由前端附件驱动器(FEAD)36联接到发动机，并且经由条带、链条等与发动机转速成比例地旋转。确切地说，发动机驱动的水泵86可以使冷却剂循环通过发动机缸体、缸盖等中的通道以吸收发动机热量，所述发动机热量然后经由散热器80传递到环境空气。在其中发动机驱动的水泵86是离心泵的一个示例中，由泵产生的压力(和产生的流量)可以与曲轴转速成比例，在图1的示例中，所述曲轴转速可以与发动机转速成正比。冷却剂的温度可以通过位于冷却管线82中的恒温阀38调节，所述恒温阀38可以保持关闭直到冷却剂达到阈值温度为止。
如上所述，冷却剂可以流过冷却剂管线82，和/或通过冷却剂管线84流到加热器芯体55，其中热量可以在冷却剂流回到发动机10之前传递到乘客舱104。尤其是在车辆102是HEV或电动车辆的情况下，冷却剂可以另外流过冷却剂管线81并且流过电机(例如，马达)52和系统电池58中的一者或多者，以从电机52和系统电池58中的一者或多者吸收热量。在一些示例中，发动机驱动的水泵86可以操作来使冷却剂循环通过冷却剂管线81、82和84中的每一者。
冷凝器88进一步联接到空调(AC)系统，所述空调系统包括压缩机87、贮液干燥器83、膨胀阀89和联接到鼓风机(未示出)的蒸发器85。压缩机87可以经由FEAD 36和电磁离合器76(也被称为压缩机离合器76)联接到发动机10，所述电磁离合器76基于空调系统何时打开和关闭而允许压缩机接合或脱离发动机。压缩机87可以将加压的制冷剂泵送到安装在车辆前方的冷凝器88。冷凝器88可以通过冷却风扇91来冷却，从而在制冷剂流过时对所述制冷剂进行冷却。离开冷凝器88的高压制冷剂可以流过贮液干燥器83，其中可以通过使用干燥剂去除制冷剂中的任何水分。然后，膨胀阀89可以使制冷剂减压并且允许所述制冷剂膨胀，之后所述制冷剂进入蒸发器85，其中随着乘客舱104被冷却，所述制冷剂可以被蒸发成气态形式。蒸发器85可以联接到由马达(未示出)操作的鼓风扇，所述鼓风扇可以通过系统电压来致动。
一个或多个鼓风机(未示出)和冷却风扇可以包括在冷却系统100中以提供气流辅助并增加通过发动机罩下部件的冷却气流。例如，联接到CMA 110的冷却风扇91可以在车辆移动并且发动机运行时操作，以通过散热器80提供冷却气流辅助。冷却风扇91可以联接在CMA 110后方(在从格栅112朝发动机10观察的情况下)。在一个示例中，冷却风扇91可以被配置为无轮叶冷却风扇。也就是说，冷却风扇可以被配置为在不使用轮叶或叶片的情况下发出气流，从而产生不存在叶片或轮叶的气流输出区域。冷却风扇91可以通过车辆102的前端中的开口，例如通过格栅112将冷却气流吸入发动机罩下舱103中。这种冷却气流之后可以由散热器80、冷凝器88以及其他发动机罩下部件(例如，燃料系统部件、电池等)利用来使发动机和/或变速器保持低温。另外，气流可以用于排出来自冷凝器88所联接的车辆空调系统的热量。另外，气流可以用于提高配备有中间冷却器的涡轮增压/机械增压发动机的性能，所述中间冷却器降低进入发动机的进气歧管的空气的温度。尽管这个实施例示出了一个冷却风扇，但其他示例可以使用多于一个冷却风扇。
冷却风扇91可以联接到电池驱动的马达93。马达93可以使用从系统电池58汲取的电力来驱动。在一个示例中，系统电池58可以使用在发动机操作期间经由交流发电机72产生的电能来充电。例如，在发动机操作期间，发动机产生的扭矩(超过车辆推进所需的扭矩)可以沿着驱动轴(未示出)传送到交流发电机72，之后可以由交流发电机72使用来产生电力，所述电力可以存储在电能存储装置，诸如系统电池58中。系统电池58之后可以用于启动电池驱动的(例如，电动)风扇马达93。在其他示例中，冷却风扇可以通过启用联接到冷却风扇91的变速电动马达来操作。在其他示例中，冷却风扇91可以经由离合器(未示出)机械地联接到发动机10，并且操作冷却风扇可以包括经由离合器机械地从发动机旋转输出为旋转提供动力。
来自系统电池58的系统电压也可以用于操作其他车辆部件，诸如娱乐系统(收音机、扬声器等)、电加热器、挡风玻璃雨刮器马达、后窗除霜系统和前灯。
图1进一步示出了控制系统14。控制系统14可以通信地耦合到发动机10的各种部件，以执行本文描述的控制程序和动作。例如，如图1所示，控制系统14可以包括控制器12。控制器12可以是微型计算机，所述微型计算机包括微处理器单元、输入/输出端口、用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器、保活存储器和数据总线。如图所示，控制器12可以从多个传感器16接收输入，所述多个传感器16可以包括用户输入和/或传感器(诸如变速器挡位、油门踏板输入、制动器输入、变速器选择器位置、车辆速度、发动机转速、发动机温度、环境温度、进气温度等)、冷却系统传感器(诸如冷却剂温度、风扇转速、乘客舱温度、环境湿度等)和其他用户输入和/或传感器(诸如来自交流发电机和电池的霍尔效应电流传感器、系统电压调节器等)。另外，控制器12可以与各种致动器18通信，所述各种致动器18可以包括发动机致动器(诸如燃料喷射器、电子控制的进气节流板、火花塞等)、冷却系统致动器(诸如马达致动器、马达电路继电器等)和其他致动器。作为一个示例，控制器12可以向离合器56的致动器发送信号以使离合器接合或脱离，以便将发动机10的曲轴与变速器54和连接到所述变速器的部件连接或断开。在一些示例中，存储介质可以用表示可由处理器执行的指令的计算机可读数据进行编程，所述指令用于执行下文描述的方法以及预期的但未确切列出的其他变型。
控制器12还可以基于车辆冷却需求、车辆工况以及与发动机操作的协调性而调整冷却风扇91的操作。在一个示例中，在第一车辆移动状况期间，当发动机操作并且期望车辆冷却和来自风扇的气流辅助时，可以通过启用电池驱动的马达93来为冷却风扇91提供动力以在冷却发动机罩下部件的过程中提供气流辅助。第一车辆移动状况可以包括例如发动机温度或冷却剂温度高于阈值温度。例如，阈值温度可以指代非零正温度值，高于所述正温度值，气流辅助被提供用于发动机冷却，以便避免发动机过热。在另一个示例中，在第二车辆移动状况期间，在不期望有气流辅助时(例如，由于有足够的由车辆运动产生的气流通过发动机罩下舱)，则可以通过禁用风扇马达来停止风扇操作。
紧凑、轻质而节能高效的车辆的受欢迎程度的上升可能会给汽车制造商生产满足这类消费者需求，同时拥有足够的空间来实现对必不可少的车辆部件的封装的车辆带来挑战。特别地，除了车辆的发动机之外，车辆的前端还可以容纳允许车辆的高效而可靠的操作的众多零件。例如，车辆的冷却系统可以如图1所示布置在前端中，以将发动机温度保持在合适的工作范围内，并且在需要冷却时冷却乘客舱。通过将车辆冷却系统流体地联接到发动机，使得吸收热量的流体可以循环通过发动机，降低了发动机过热的可能性。
冷却系统可以依赖于CMA来从流自发动机和流自空调系统的流体提取热量。CMA的几何形状可能会对液体-空气热传递效率以及CMA在车辆发动机罩下舱内的占用区具有重大影响。如上所述，散热器和冷凝器在CMA中可以是共面的。在一个示例中，散热器和冷凝器可以一起形成具有径向地成螺旋形的冷却翼片的圆形结构。在其他示例中，CMA可以具有半圆形、卵形、具有截断的角部的矩形、或不具有角部的某一其他形状。在图2中以前透视图200示出了圆形CMA 202的示例。在一个示例中，CMA 202可以是图1的CMA 110。CMA 202具有中心轴线204，CMA 202的框架或枕架203可以关于所述中心轴线204镜面对称。提供了一组参考轴线206，并且所述参考轴线206指示y轴线、x轴线和z轴线。在一些示例中，y轴线可以与垂直方向平行，x轴线与水平方向平行，并且z轴线与横向方向平行。
散热器230和冷凝器232可以定位在CMA 202的中心部分212中，与x-y平面共面并且在x-y平面内成螺旋形。散热器230和冷凝器232可以是同心的，其中冷凝器232布置在散热器230的外部并包围所述散热器230。下文进一步论述散热器230和冷凝器232的几何形状和结构的细节。
CMA 202可以具有枕架203，所述枕架203为CMS 200提供结构支撑并且包括上部支架208、下部支架210和在上部支架208与下部支架210之间延伸的中心部分212。上部支架208可以是沿着x轴线延伸的刚性结构，所述刚性结构限定CMA 202的顶部并且包括在CMA202的任一侧上垂直于中心轴线204突出来的翼部207。下部支架也可以是沿着x轴线延伸并限定CMA 202的底部的刚性部件。下部支架210的沿着x轴线限定的宽度可以窄于上部支架208。由于上部支架208接近于车辆的发动机罩，相较于下部支架210，上部支架208可以被配置为承受更高的载荷，例如更为耐用和坚固。上部支架208可以直接吸收由于关闭发动机罩而产生的冲击的至少一部分，其中发动机罩的向下运动是由重力推动的。发动机罩闩锁凹口205包括在上部支架208中，以在发动机罩关闭时适应发动机罩闩锁抵靠上部支架的定位。
发动机罩闩锁凹口205可以在上部支架208的中心区域209中设置在上部支架208的前表面219中。发动机罩闩锁凹口205的沿着x轴线限定的宽度可以远远窄于上部支架208或下部支架210的宽度。发动机罩闩锁凹口205的沿着y轴线限定的高度可以从上部支架208的上表面221向下延伸，但延伸上部支架208的一部分而不是沿着其整个高度223延伸。发动机罩闩锁凹口205的沿着z轴线限定的深度可以从上部支架208的前表面219延伸到上部支架208的厚度225的一部分中。发动机罩闩锁凹口205可以被配置为提供间隙，以供发动机罩闩锁联接到车辆前端中的往复运动机构，以使发动机罩保持关闭而免于车辆运动的影响，直到发动机罩闩锁由操作者释放为止。
中心部分212包括第一边沿214、第二边沿216和提供结构支撑的辐条218。第一边沿214是圆形的并且围绕CMA 202的几何中心209定中，并且具有第一半径240。第二边沿216沿着y轴线定位在第一边沿214下方，并且具有半圆形几何形状，使得第二边沿216与第一边沿214是同心的并且在周界上在x-y平面内包围第一边沿214的至少一部分。换言之，第一边沿214定位在第二边沿216的内部，并且两者可以彼此共面并与x-y平面共面。第二边沿216从翼部207中的一个延伸到翼部207中的另一个，并且将上部支架208的翼部207联接到下部支架210。CMA 202的外周边250由上部支架208和下部支架210以及第二边沿216的在翼部207与下部支架210之间延伸的部分限定。第一边沿214和第二边沿216是同心的，其中第二边沿216的第二半径238大于第一边沿214的第一半径240。
辐条218可以从CMA 202的外周边250的一个区域穿过第一边沿214的几何中心209延伸到外周边250的另一个区域。换言之，辐条218中的每个辐条都是直径方向的，从而沿着围绕几何中心209旋转的平面将CMA 202二等分。因此，辐条218相交于几何中心209处。辐条218可以联接到第一边沿214，沿着第一边沿214的周界242均匀地间隔开。在一个示例中，辐条218可以包括第一部分211，所述第一部分211从几何中心209延伸到第一边沿214的内表面213；以及第二部分215，所述第二部分215从第一边沿214的外表面217延伸到第二边沿216的内表面219。第一部分211和第二部分215可以被对准，使得第一部分211和第二部分215是线性的。在另一个示例中，辐条218中的每一个可以是单个连续单元，所述单个连续单元从CMA 202的一侧穿过第一边沿214延伸到相对侧。因此，第一边沿214可以配有狭缝，例如开口，以允许辐条218插入穿过第一边沿214。
辐条218可以沿着为第一边沿214和第二边沿216共用的同一平面对准。辐条218可以通过跨越CMA 202的外周边250的两个相对定向的区域之间的整个距离来保持第一边沿214在CMA 202内的位置。取决于辐条218中的每一个的定位，辐条218可以在上部支架208与第二边沿216之间延伸，或者越过第二边沿216的宽度(沿着x轴线限定的宽度)延伸，所述辐条全部都穿过几何中心209。例如，多个辐条218中的第一辐条220可以沿着中心轴线204在上部支架208与接近于下部支架210的第二边沿216之间延伸。多个辐条218中的第二辐条222垂直于第一辐条220定向并且越过第二边沿216水平地延伸。辐条218中的第三辐条224越过CMA 202沿对角方向延伸，从而相对于y轴线将第三辐条224的上端处的上部支架208联接到第三辐条224的下端处的第二边沿216。以此方式，辐条218沿着一定范围的径向角度为CMA 202提供结构支撑，从而抵抗相对于y轴线向下施加在CMA 202的枕架203上的压缩力。
作为一个示例，上部支架208可以在上部支架208的前表面219中包括发动机罩闩锁凹口205，以在发动机罩关闭时适应车辆的发动机罩的紧固机构。当发动机罩关闭时，发动机罩可能会掉落到上部支架205上，接触发动机罩闩锁205并且施加与发动机罩的重量成比例的由箭头234指示的力。如由箭头236所指示，施加到上部支架208的向下的力可以分散在联接到上部支架205的辐条218中，并且均匀地分布在整个枕架203上。在翼部207处，向下的力可以如图4所示由定位在翼部207正下方并被配置为吸收冲击的车辆前端部件吸收，诸如缓冲罐450。力可以经由辐条218从上部支架208传送到第二边沿216和下部支架210并且被下部支架210吸收。水平对准的第二辐条222可以抵抗力沿着第一边沿214和第二边沿216在向外水平方向上传送，例如沿着x轴线远离几何中心209传送，从而对抗枕架203沿着x轴线的扩张。枕架203的几何形状因此可以降低CMA 202由于压缩力而变形的可能性。
尽管CMA 202被示出为具有两个边沿和六个辐条，但其他示例可以根据CMA的尺寸而改变边沿和辐条的数量。例如，在具有较大的发动机的车辆中，可以使用较大的CMA，所述较大的CMA可以包括由半圆形边沿包围的两个同心的圆形边沿。较大的CMA可以具有更多辐条，诸如八或十个辐条。在较小的发动机中，可以包括具有较少辐条的较小的CMA，诸如四个辐条。另外，辐条218的沿着径向方向测量的厚度244和沿着z轴线测量的深度246在用于较大的发动机的较大的CMA中可以增加以增加辐条的抗张强度，并且在用于较小的发动机的较小的CMA中可以减小。
现转到图3，如图3中的CMA 202的后透视图300所示，CMA 202还可以包括联接到CMA 202的后侧301的风扇302。还指示了CMA 202的前侧303。风扇302可以与图1的冷却风扇91类似的方式使用，并且包括毂304和联接到毂304的多个轮叶306。风扇302的多个轮叶306可以通过连接到毂304的电动马达，例如图1的马达93来旋转。多个轮叶306的长度305可以类似于毂304与风扇302的外边沿308之间的距离。风扇302的直径可以类似于第一边沿214的直径，使得风扇302的外边沿308可以直接联接到第一边沿214的面向后方的边缘。在其他示例中，无轮叶风扇可以联接到CMA 202的后侧301并且具有类似于第一边沿214的周界242的圆形几何形状。无轮叶风扇可以联接到电路系统，使空气在向后方向上远离CMA 202流出无轮叶风扇，从而通过夹带空气而增加通过第一边沿214的气流。
风扇302的外边沿308可以与第一边沿214对准，并且可以通过例如紧固件、夹具、螺栓或用于将风扇302固定到CMA 202的其他机构附接到第一边沿214。在其他示例中，可以增材制造CMA 202，使得风扇302作为单个连续单元集成到CMA 202中，从而减少CMA 202的制造期间每单元的组装时间。例如，CMA 202可以作为单个连续单元进行3-D打印，包括枕架203、散热器230、冷凝器232和风扇302。
类似于CMA 202的枕架203的辐条218，风扇302也可以包括多个辐条310以为风扇302提供结构强度，并且分散施加到CMA 202的压缩力。多个辐条310可以从毂304径向地延伸到风扇302的外边沿308，沿着外边沿308的周界均匀地间隔开。多个辐条310可以设置在风扇302的多个轮叶306后方，使得多个辐条310不会妨碍多个轮叶306的旋转。多个轮叶306可以旋转，使得空气如由箭头312所指示在向后方向上流动。在多个轮叶306旋转时，多个轮叶306的吹扫范围可以类似于由第一边沿214和由风扇302的外边沿308界定的圆形横截面区域(例如，沿着x-y平面取得的横截面)，从而同样在由箭头312指示的方向上吸引空气通过第一边沿214和风扇302的横截面区域。
在冲压空气流可能较低的事件期间，诸如在车辆怠速期间，风扇302可以被启动来增加通过CMA 202的气流。当冲压空气流增加时，诸如当车辆在运动中时，可以停用风扇302。可替代地，风扇302可以被配置为当期望CMA 202的增加的冷却时旋转并增强通过CMA202的气流，而不管冲压空气流如何。例如，在处于高负荷的发动机操作期间，发动机温度可能会升高到目标温度范围以上。例如由定位在发动机缸体处的温度传感器检测到高于目标温度范围的升高可以触发驱动风扇302的旋转的电动马达的启动以增加整个散热器230上的液体-空气热交换。当温度降温到目标温度范围以内时，可以停用风扇302。
返回到图2，被吸引通过第一边沿214的圆形横截面区域的空气可以与散热器230和冷凝器232接触。散热器230和冷凝器232可以围绕几何中心209对中，所述几何中心209也可以是枕架203的辐条218相交之处。在图4中还以CMA 202的前视图400示出了散热器230和冷凝器232。散热器230和冷凝器232中的每一者可以由单一材料条形成，以正弦图案折叠以形成相应的翼片组。换言之，散热器230可以具有第一曲折管线，所述第一曲折管线在几何中心209与冷凝器232之间曲折延伸并且在x-y平面内成螺旋形。冷凝器220可以具有第二曲折管线，所述第二曲折管线在散热器230与第一边沿214之间曲折延伸。
在图4中，散热器230被示出为沿着x-y平面在接近于风扇302的毂304之处(并在所述毂304前方)从第一端402同心地围绕毂304向外成螺旋形直到散热器230的第二端404，第二端404比第一端402更远离毂304。散热器230可以是随着散热器230相对于毂304向外成螺旋形而弯曲成重复的正弦图案的单个连续冷却通道。散热器230在图4中被示出为围绕自身，例如在周界上环绕自身一圈半，被布置为使得散热器230的每一环与相邻各环间隔开来。换言之，散热器230的冷却通道在任何点处都不与自身重叠。
散热器230的正弦图案形成翼片406(在下文中被称为散热器翼片406)，所述翼片406可以相对于几何中心209径向地布置，或者切线地，例如与由散热器230形成的总体圆形形状相切地布置。散热器翼片406在宽度上可能窄于散热器翼片406的深度，图5中示出了翼片的示例的宽度520和深度522并且所述深度沿着z轴线限定。散热器翼片406的狭窄性可以最小化因流过CMA 202的空气与散热器翼片406的表面之间的接触而产生的摩擦和阻力。
冷凝器232可以设置在散热器230与枕架203的第一边沿214之间。冷凝器232可以与散热器230类似的方式成形，被配置为弯曲成正弦图案的单个连续冷却通道。冷凝器232的正弦几何形状也可以形成径向和切向定向的冷凝器翼片408。如由图5所示的翼片的宽度520和深度522所示，冷凝器翼片408在宽度上窄于冷凝器翼片408的深度。冷凝器408的几何形状也可以减小因流过CMA 202的空气与冷凝器翼片408的表面之间的接触而产生的摩擦和阻力。
冷凝器232可以在接近于散热器230之处从第一端410沿着x-y平面向外朝向第一边沿214成螺旋形。冷凝器232具有第二端412，所述第二端412在径向方向上比冷凝器232的第一端410更远离散热器230定位。冷凝器232在图4中被示出为围绕自身在冷凝器232的内环的一半周界上成螺旋形，冷凝器232的外部半周界414与内部半周界416间隔开来并且包围所述内部半周界。冷凝器232的外径426小于第一边沿214的半径428，使得冷凝器232和散热器230两者都在第一边沿214的圆形横截面区域内对中。换言之，散热器230形成散热器翼片406的内环，并且冷凝器形成冷凝器翼片408的外环，散热器230和冷凝器232两者在周界上都由第一边沿214包围并且定位在第一边沿214后方。
将了解，本文示出的CMA 202是非限制性示例，并且虽然散热器230被示出为围绕自身一圈半成螺旋形并且冷凝器232围绕自身在冷凝器232的半个周界上成螺旋形，但在不脱离本公开的范围的情况下，散热器230和冷凝器232的变化的配置是可能的。例如，在CMA202的其他实施例中，散热器230和冷凝器232各自可以围绕自身卷绕比图2和图4所示更多或更少的圈。作为一个示例，在具有大型发动机的车辆中，冷凝器232可以像图2和图4示出的那样配置，但散热器230可以被加长并且围绕自身超过一圈半，诸如两圈或三圈成螺旋形，以增加散热器230的可用于热传递的表面积。另外，在一些示例中，散热器230和冷凝器232的位置可以颠倒，其中冷凝器232沿着x-y平面布置在散热器230的内部。
相对于圆形非正弦几何形状，冷凝器232和散热器230两者的圆形正弦路径可以增加每个部件在x-y平面上的冷却空气可以在其上流动的表面积。通过增加散热器230和冷凝器232两者的暴露于气流的表面积，可以增强来自流过散热器230和冷凝器232的内部通道的流体的热传递。因此，通过散热器翼片406和冷凝器翼片408实现的液体-空气冷却可以更为高效。
冷凝器232和散热器230可以是共面的并且都可以布置在枕架203的辐条218后方。冷凝器232和散热器230在CMA 202内的位置可以通过沿着辐条218的面向后方的边缘将冷凝器232和散热器230附接到辐条218来保持。冷凝器232和散热器230到辐条218的面向后方的边缘的联接可以通过焊接来实现(如果部件是独立制造的话)，或者可以是作为连续单元进行3-D打印。
冷凝器232可以在周界上定位在散热器230的外部，以将散热器230置于气流速度高于冷凝器232的区域中。由于风扇302的几何形状，多个轮叶306的旋转速度可能在毂处是最慢的，并且在多个轮叶306处是较高的。因此，CMA 202中的气流速度可能在接近于毂304之处是最低的，并且在接近于沿着多个轮叶306的长度430的由虚线圆420指示的中点之处是最高的。CMA 202中的在多个轮叶306的中点420与多个轮叶306的外顶端422之间的气流速度相对于中点420处的气流速度可以朝向外顶端422减小。
多个轮叶306的中点420可以与散热器230对准，从而导致散热器230中高于冷凝器232的流速。相对于流过冷凝器232的流体，诸如制冷剂的对流冷却，散热器230中的较高流速可以增强流过散热器230的流体，诸如冷却剂的对流冷却。由于发动机处产生的远远高于乘客舱的温度，散热器230的增加的冷却可能是期望的。例如，将高发动机负荷期间≥110℃的发动机温度降低到90℃可能需要比将乘客舱从30℃降低到25℃更严苛的液体-空气冷却。另外，由于过热可能会导致发动机的劣化，而对乘客舱的缓慢或低效率的冷却不会影响发动机性能，经由散热器230对发动机进行的冷却可以优先于舱室冷却。将散热器230定位在最高气流区域中可以延长使用寿命，并且减少发动机的维护与保养。
散热器230和冷凝器232中的每一者可以由单一材料条形成，以正弦图案折叠以形成相应的翼片组。为了使流体连续流过散热器230和冷凝器232两者，散热器翼片406和冷凝器翼片408中的每一者可以配有内部通道，所述内部通道完全延伸穿过形成每组翼片的材料条。因此，散热器翼片406和冷凝器翼片408也是分别使冷却剂和制冷剂连续流过正弦形翼片组的冷却通道。冷却剂和制冷剂的流动可以保持分离并且彼此独立，使得冷却剂和制冷剂在沿着散热器230或冷凝器232的任何点处都不会混合。
现转到图5，在由冷却通道形成的翼片502的横截面500中示出了内部通道在CMA的冷凝器的冷却通道内的定位。可以沿着图4中的线A-A’取得冷凝器翼片408中的一个的横截面。可以类似地表示散热器翼片406中的一个的横截面。
翼片502被成形为翼面，所述翼面具有沿着外倾线506逐渐变细到窄后缘508的较宽前缘504。在前缘504与后缘508之间，翼片502是弯曲的，曲率通过外倾线506展示。翼片502可以在CMA中被定向为使得前缘504是在CMA的前侧303处，并且后缘508是在CMA的后侧301处。
内部通道510设置在翼片502的材料内，从而在翼片502内形成腔室。内部通道510具有类似于图5中的泪珠状回转旁路的几何形状，但可以具有多种替代形状，诸如卵形、具有圆角的矩形、三角形、椭圆形等。诸如制冷剂(或者在翼片是散热器翼片的情况下为冷却剂)的流体可以流过内部通道510，因此内部通道510可以具有光滑表面以最小化在表面与流体之间的摩擦。翼片502可以由耐用、刚性、导热的材料，诸如复合材料或金属形成。在已加热的流体穿过翼片502的内部通道510时，通过翼片的材料从流体传导热量，并且如由箭头512所示从翼片502辐射所述热量。辐射的热量经由对流传递到流经翼片502的空气。因此，高效的热量提取取决于经过翼片502的空气流量以及翼片502的表面积相对于内部通道510内的流体体积之比，以最大化流体对热量的吸收并且提供翼片502的与冷却气流接触的大表面积。
翼片502的翼面形状允许翼片502相对于翼片502的体积以及内部通道510的体积具有大表面积，从而实现高效的热传递。翼片502的形状还在翼片502的整个长度上，例如沿着外倾线506产生压差。例如，在CMA的翼片502的前缘504定位的前侧303处，前缘504的宽度可以减小散热器翼片之间和冷凝器翼片之间的空间，从而导致相对于CMA的后侧更高的压力。在CMA的后侧处，散热器翼片和冷凝器翼片的后缘，例如翼片502的后缘508具有较大的间隙空间，从而导致CMA后侧处相较于前侧更低的气压。压力梯度吸引空气通过CMA，从而在翼片之间实现比翼片各自沿着翼片的外倾线具有均一宽度的情况更平稳的气流。压力梯度还可以增强对流热传递。
散热器230和冷凝器232可以进一步配有叶片，所述叶片被布置为与气流通过CMA202的方向平行，以增加散热器230和冷凝器232的表面积并且帮助引导气流穿过散热器230和冷凝器232的表面。在图8中以展开图800示出了图2所示的虚线圆260。尽管图8的展开图800示出了散热器230的一部分，但可以类似地表示冷凝器232。
在图8中，盘状叶片802可以环绕散热器230的翼片406，叶片802中的每一个与相邻叶片802均匀地间隔开。叶片802可以被定向为与y-z平面共面，并且因此如由箭头804所指示与气流穿过翼片406的表面的方向共面。在图8中为了简单起见示出了两个叶片802，但散热器230可以包括沿着散热器230的翼片406设置的任何数量的叶片802。例如，翼片406中的每一个可以有一个、两个或三个叶片802联接到翼片406的表面，垂直于气流布置，使得空气接触叶片802的平面表面806。叶片802可以具有根据散热器230的尺寸而变化的直径。例如，叶片802在直径上可以为0.25mm，但对于较大的散热器或具有较厚/较宽翼片406的散热器而言可以增加。以此方式，叶片802增加了散热器230的总表面积，从而增强了从散热器230到流过散热器230的空气的对流热传递。
返回到图4，散热器230和冷凝器232的内部通道相应地提供了用于冷却剂流和制冷剂流的路径。冷却剂可以在联接到散热器230的第一端402的散热器入口(未示出)处输送到散热器230的内部通道。冷却剂可以从散热器入口流过散热器翼片406，并且通过联接到散热器230的第二端404的散热器出口(未示出)流出。当发动机在操作时，散热器230可以包括在冷却剂回路中，所述冷却剂回路使冷却剂在发动机缸体与散热器230之间连续地循环。冷却剂可以从发动机缸体提取热量，并且流动到散热器230，其中热量通过散热器230的材料传递到流经散热器230的空气。因此，散热器230可以由诸如铝的导热材料形成。
冷凝器232可以在联接到冷凝器232的第一端410的冷凝器入口(未示出)处从空调系统接收制冷剂。制冷剂可以从冷凝器入口流过冷凝器翼片408，并且通过联接到冷凝器232的第二端412的冷凝器出口(未示出)流出。在由空调压缩机加热的制冷剂流过冷凝器232时，通过冷凝器232的材料传导热量并且由流经冷凝器232的空气提取所述热量，从而在制冷剂循环到空调蒸发器之前冷却制冷剂。冷凝器232也可以由与散热器230相似的导热材料形成。
散热器230和冷凝器232沿着x-y平面与螺旋形正弦配置相关的几何形状以及散热器翼片406和冷凝器翼片408的翼面形状实现了从CMA 202到冲压空气的增加的对流热传递。散热器230和冷凝器232在例如因关闭车辆发动机罩而施加到CMA 202的向下压缩力中的暴露可以通过用枕架203包围散热器230和冷凝器232来最小化，所述枕架203被配置为分配和吸收所施加的载荷。如图6中的CMA 202的轮廓图900所示，与常规的冷却系统相比较，除了提高CMA 202的冷却效率之外，将散热器230和冷凝器232集成到单个平面单元中还允许CMA 202抵抗压缩载荷，同时减小CMA 202的占用区。在一个替代实施例中，冷凝器232和散热器230的布置可以颠倒，使得冷凝器在周界上由散热器230包围并且在x-y平面中定位在所述散热器230的内部。
转到图6，CMA 202的轮廓图600示出了CMA 202的紧凑轮廓。通过将冷凝器和散热器集成为共用同一平面的一个单元，消除了诸如冷凝器、增压空气冷却器和其他辅助冷却器的部件602在散热器前方的常规堆叠。通过将散热器和冷凝器定位成共面，减小了CMA的占用区，从而在车辆前端内为其他部件释放出了空间。此外，CMA可以诸如通过3-D打印作为单个单元进行增材制造，从而降低与制造和组装相关联的成本。
在图7中示出了CMA 202在车辆的前端结构700内的布置。前端结构700可以设置在车辆的发动机罩下舱，诸如图1的发动机罩下舱103中。CMA 202在前端结构700的前部区域处定位在前保险杠梁706正后方。发动机可以位于CMA 202后方的空间中。缓冲罐708可以设置在CMA 202的上部支架208的翼部207下方，以吸收通过前保险杠梁706和通过CMA 202传送的冲击。
CMA 202可以通过将下部支架210联接到防倾杆710而在前端结构700内固定到位。CMA 202的翼部207可以附接到前端结构700的侧裙板712。因此，尽管车辆在操作期间存在弹跳并且车辆的机械和电气部件会将振动传送到CMA 202，但仍能保持CMA 202的位置。
以此方式，车辆的冷却系统可以利用冷却模块总成(CMA)以在车辆的前端舱室中占据减小的占用区的情况下高效地冷却发动机和乘客舱。CMA包括散热器和冷凝器，所述散热器和冷凝器各自都由连续冷却通道形成，所述连续冷却通道配有用于使流体流动并折叠成正弦图案以形成翼片的内部通道。折叠的冷却通道被布置为使得冷却通道在CMA的中心区域中在同一平面中成螺旋形，从而形成圆形结构。从横截面角度来看，翼片可以具有翼面形状，所述翼面形状可以增加液体-空气热交换并且促进平稳的气流穿过翼片的表面来通过CMA。散热器和冷凝器是同心的和共面的，散热器在周界上由冷凝器包围。由于散热器布置在冷凝器的内部，散热器可以由以高于穿过冷凝器的速度流动的空气冷却，从而增加了来自散热器冷却剂的热量提取并且提供了更有效的发动机冷却。CMA另外包括枕架，所述枕架为散热器和冷凝器提供结构支撑。枕架可以被配置为接收施加在CMA上的外力，并且将所述力均匀地分散在整个CMA上。CMA因此提高了散热器和冷凝器两者的冷却效率以及CMA承受压缩载荷的能力，同时在车辆的前舱内保持低占用区。
对车辆配置圆形冷却模块总成的技术效果是提高了散热器和冷凝器的冷却效率，同时允许冷却总成占据更小的封装空间。另外，由于枕架所提供的结构稳定性，圆形冷却模块总成可能不太容易变形。冷却模块总成可以更容易地作为单个单元进行制造，从而降低生产成本。
作为第一实施例，一种集成冷却系统包括：框架，所述框架具有上部支架、下部支架、内边沿和外边沿；第一连续通道，所述第一连续通道作为具有第一半径的第一曲折管线联接到框架并且使第一流体循环；以及第二连续通道，所述第二连续通道作为具有更大的第二半径的第二曲折管线联接到框架，第二通道使第二流体循环并且与第二通道共面地布置。在冷却系统的第一示例中，第一通道具有布置在第一端处的入口和第二端处的出口，并且第一通道在内边沿的周界内的垂直平面内在入口与出口之间成螺旋形。冷却系统的第二示例任选地包括第一示例，并且还包括其中第二通道具有布置在第一端处的入口和布置在第二端处的出口，并且第二通道在第一通道与内边沿之间的区域中在入口与出口之间成螺旋形。冷却系统的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一者或多者，并且还包括其中第二通道和第一通道是圆形的和同心的，第二通道在周界上包围第一通道。冷却系统的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一者或多者，并且还包括其中冷却系统的周边由上部支撑支架和下部支撑支架以及外边沿的在上部支撑支架与下部支撑支架之间延伸的部分限定。冷却系统的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一者或多者，并且还包括其中内边沿是圆形的并且外边沿是半圆形的，内边沿具有小于外边沿的半径并且与外边沿同心地布置并布置在所述外边沿的内部。冷却系统的第六示例任选地包括第一示例至第五示例中的一者或多者，并且还包括多个辐条，所述多个辐条中的每个辐条从沿着冷却系统的周边的第一区域延伸到沿着周边的第二区域，第二区域处于集成冷却系统的与第一区域相对的一侧上。冷却系统的第七示例任选地包括第一示例至第六示例中的一者或多者，并且还包括其中多个辐条中的每个辐条都穿过内边沿的几何中心，并且每个辐条的第一部分在几何中心与内边沿的内表面之间延伸并且每个辐条的第二部分在内边沿的外表面与冷却系统的周边之间延伸，所述第一部分和第二部分线性地对准。冷却系统的第八示例任选地包括第一示例至第七示例中的一者或多者，并且还包括其中第一曲折管线形成第一组正弦翼片并且第二曲折管线形成第二组正弦翼片，并且其中第一组翼片和第二组翼片被成形为翼面，其中翼面的较宽边缘定位在冷却系统的前侧处，并且锥形边缘定位在冷却系统的后侧处。冷却系统的第九示例任选地包括第一示例至第八示例中的一者或多者，并且还包括其中上部支架包括一对翼部，所述翼部沿着水平方向在相反的方向上远离上部支架的中心区域延伸。冷却系统的第十示例任选地包括第一示例至第九示例中的一者或多者，并且还包括其中上部支架具有凹口，所述凹口被配置为联接到车辆发动机罩的紧固闩锁。冷却系统的第十一示例任选地包括第一示例至第十示例中的一者或多者，并且还包括电风扇，所述电风扇联接到内边沿的面向后方的边缘。冷却系统的第十二示例任选地包括第一示例至第十一示例中的一者或多者，并且还包括其中第一流体是冷却剂并且第二流体是制冷剂。
作为另一个实施例，一种集成冷却系统模块包括：枕架，所述枕架限定冷却系统模块的外周边；第一通道，所述第一通道在第一流体入口与第一流体出口之间成螺旋形以形成联接到枕架的正弦翼片的第一区域，所述第一区域具有第一周界；第二通道，所述第二通道在第二流体入口与第二流体出口之间成螺旋形以形成也联接到枕架的正弦翼片的第二区域，所述第二区域具有第二周界并且与第一区域是同心的以形成由枕架框住的圆形共面结构。在冷却系统模块的第一示例中，第一通道的正弦翼片和第二通道的正弦翼片包括盘状叶片，所述盘状叶片垂直于穿过正弦翼片的表面的气流布置。冷却系统模块的第二示例任选地包括第一示例，并且还包括其中第一通道定位在气流速度高于第二通道的区域中。冷却系统模块的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一者或多者，并且还包括其中枕架联接到车辆的前端以保持冷却模块在车辆前端内的位置。
作为另一个实施例，一种冷却系统包括：第一圆形热交换器，所述第一圆形热交换器由折叠成正弦图案的冷却通道形成；第二圆形热交换器，所述第二圆形热交换器与第一热交换器是同心的并且在周界上包围所述第一热交换器，第二热交换器也由折叠成正弦图案的冷却通道形成；以及刚性支撑结构，所述刚性支撑结构被配置为将冷却系统联接到车辆前端。在冷却系统的第一示例中，刚性支撑结构被配置为吸收施加在冷却系统上的外力并且将所述外力均匀地分散在冷却系统上。冷却系统的第二示例任选地包括第一示例，并且还包括其中冷却系统被配置为可作为集成单元进行3-D打印。应注意，本文包括的示例控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文描述的具体程序可以表示任何数量的处理策略，诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的处理策略等等中的一者或多者。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以通过所示的顺序执行、并行地执行或者在某些情况下进行省略。同样，处理顺序不一定是实现本文描述的示例性实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述才提供的。可以根据所使用的特定策略重复执行所示的动作、操作和/或功能中的一者或多者。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形表示被编程到发动机控制系统中的计算机可读储存介质的非暂时性存储器中的代码，其中所描述的动作通过结合电子控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行所述指令来执行。
将了解，本文公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被视为具有限制性意义，因为许多变型是可能的。例如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或特性的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
以下权利要求特别指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一种”元件或“第一”元件或其等同物。这类权利要求应当被理解为包括一个或多个此类元件的并入，从而既不要求也不排除两个或更多个此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可以通过修正本权利要求或通过在本申请或相关申请中提出新权利要求而被要求保护。这类权利要求与原权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同也都被认为包括在本公开的主题内。
根据本发明，提供了一种集成冷却系统，所述集成冷却系统具有：框架，所述框架具有上部支架、下部支架、内边沿和外边沿；第一连续通道，所述第一连续通道作为具有第一半径的第一曲折管线联接到框架并且使第一流体循环；以及第二连续通道，所述第二连续通道作为具有更大的第二半径的第二曲折管线联接到框架，第二通道使第二流体循环并且与第二通道共面地布置。
根据一个实施例，第一通道具有布置在第一端处的入口和第二端处的出口，并且第一通道在内边沿的周界内的垂直平面内在入口与出口之间成螺旋形。
根据一个实施例，第二通道具有布置在第一端处的入口和布置在第二端处的出口，并且第二通道在第一通道与内边沿之间的区域中在入口与出口之间成螺旋形。
根据一个实施例，第二通道和第一通道是圆形的和同心的，第二通道在周界上包围第一通道。
根据一个实施例，冷却系统的周边由上部支撑支架和下部支撑支架以及外边沿的在上部支撑支架与下部支撑支架之间延伸的部分限定。
根据一个实施例，内边沿是圆形的并且外边沿是半圆形的，内边沿具有小于外边沿的半径并且与外边沿同心地布置并布置在所述外边沿的内部。
根据一个实施例，本发明的进一步特征在于：多个辐条，所述多个辐条中的每个辐条从沿着冷却系统的周边的第一区域延伸到沿着周边的第二区域，第二区域处于集成冷却系统的与第一区域相对的一侧上。
根据一个实施例，多个辐条中的每个辐条都穿过内边沿的几何中心，并且每个辐条的第一部分在几何中心与内边沿的内表面之间延伸并且每个辐条的第二部分在内边沿的外表面与冷却系统的周边之间延伸，所述第一部分和第二部分线性地对准。
根据一个实施例，第一曲折管线形成第一组正弦翼片并且第二曲折管线形成第二组正弦翼片，并且其中第一组翼片和第二组翼片被成形为翼面，其中翼面的较宽边缘定位在冷却系统的前侧处，并且锥形边缘定位在冷却系统的后侧处。
根据一个实施例，上部支架包括一对翼部，所述翼部沿着水平方向在相反的方向上远离上部支架的中心区域延伸。
根据一个实施例，上部支架具有凹口，所述凹口被配置为联接到车辆发动机罩的紧固闩锁。
根据一个实施例，本发明的进一步特征在于：电风扇，所述电风扇联接到内边沿的面向后方的边缘。
根据一个实施例，第一流体是冷却剂，并且第二流体是制冷剂。
根据本发明，提供了一种用于车辆的集成冷却系统模块，所述集成冷却系统模块具有：枕架，所述枕架限定冷却系统模块的外周边；第一通道，所述第一通道在第一流体入口与第一流体出口之间成螺旋形以形成联接到枕架的正弦翼片的第一区域，所述第一区域具有第一周界；以及第二通道，所述第二通道在第二流体入口与第二流体出口之间成螺旋形以形成也联接到枕架的正弦翼片的第二区域，所述第二区域具有第二周界并且与第一区域是同心的以形成由枕架框住的圆形共面结构。
根据一个实施例，第一通道的正弦翼片和第二通道的正弦翼片包括盘状叶片，所述盘状叶片垂直于穿过正弦翼片的表面的气流布置。
根据一个实施例，第一通道定位在气流速度高于第二通道的区域中。
根据一个实施例，枕架联接到车辆的前端以保持冷却模块在车辆前端内的位置。
根据本发明，提供了一种冷却系统，所述冷却系统具有：第一圆形热交换器，所述第一圆形热交换器由折叠成正弦图案的冷却通道形成；第二圆形热交换器，所述第二圆形热交换器与第一热交换器是同心的并且在周界上包围所述第一热交换器，第二热交换器也由折叠成正弦图案的冷却通道形成；以及刚性支撑结构，所述刚性支撑结构被配置为将冷却系统联接到车辆前端。
根据一个实施例，刚性支撑结构被配置为吸收施加在冷却系统上的外力并且将所述外力均匀地分散在冷却系统上。
根据一个实施例，冷却系统被配置为可作为集成单元进行3-D打印。
