專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，該發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)有用于在 不同的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式期間控制冷卻系統(tǒng)的不同部分內(nèi)的壓力的裝 置。這允許一個(gè)部分在冷啟動(dòng)期間被加壓以避免氣穴，而另一個(gè)回路 能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)以高速運(yùn)行時(shí)被保護(hù)免受過(guò)大壓力。
背景技術(shù)：
由于多種因素，例如更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)和更多的要求冷卻的附件， 對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)部件和附件的冷卻需要不斷增加。因此，與當(dāng)前生產(chǎn)的發(fā) 動(dòng)機(jī)相比，未來(lái)的車輛發(fā)動(dòng)機(jī)、特別是卡車發(fā)動(dòng)機(jī)將要求更高的冷卻 劑流量以應(yīng)對(duì)增加的需求。然而，增加冷卻劑的流量可能導(dǎo)致許多問(wèn)題。
通過(guò)散熱器的冷卻劑流量的增加可能導(dǎo)致散熱器兩端的比當(dāng)前設(shè) 計(jì)能夠承受的更大的壓降。冷卻劑流量可能變得高到足以導(dǎo)致散熱器 芯部?jī)?nèi)的內(nèi)部腐蝕。增加的冷卻劑流量通常將提高散熱器的排熱或冷 卻能力，但當(dāng)前散熱器內(nèi)的冷卻劑流量經(jīng)常高到使散熱器已經(jīng)在冷卻 劑側(cè)飽和。因此，冷卻劑流量的另外的增加可能僅給出非常輕微的排 熱量增加。
與車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻有關(guān)的另外問(wèn)題涉及發(fā)動(dòng)機(jī)缸體內(nèi)的氣穴的
風(fēng)險(xiǎn)，以及諸如EGR (廢氣再循環(huán))冷卻器的發(fā)動(dòng)機(jī)換熱器由于冷卻 劑在局部熱點(diǎn)處沸騰的影響所導(dǎo)致的故障。以上的問(wèn)題可以至少部分 地通過(guò)增加發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)內(nèi)的壓力來(lái)避免。在冷卻系統(tǒng)內(nèi)能夠使用 的最大壓力受到散熱器的設(shè)計(jì)壓力的限制。和減壓安全閥的封閉式冷卻 系統(tǒng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間，冷卻劑被加熱且發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑體積增加到 預(yù)定水平。壓力變化可以由膨脹箱控制。如果系統(tǒng)變得過(guò)熱，則冷卻 系統(tǒng)內(nèi)的壓力增加直至最大允許壓力，且減壓安全閥開啟以將過(guò)大的 壓力排到大氣中。
此類發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的一個(gè)問(wèn)題是升高的系統(tǒng)壓力增加了散熱器 上的壓降。因此，對(duì)于散熱器來(lái)說(shuō)，總壓降可能變得過(guò)高，從而導(dǎo)致 冷卻劑泄漏或甚至使冷卻劑管道或管爆裂。另一方面，在發(fā)動(dòng)機(jī)溫度 相對(duì)低的冷啟動(dòng)期間，在冷卻系統(tǒng)內(nèi)無(wú)壓力或壓力非常低。因此，發(fā) 動(dòng)機(jī)內(nèi)的局部熱積累可能導(dǎo)致在冷卻系統(tǒng)壓力建立之前的冷啟動(dòng)期間 在發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑管道內(nèi)出現(xiàn)氣穴。
能夠通過(guò)利用來(lái)自空氣制動(dòng)系統(tǒng)的空氣對(duì)該系統(tǒng)加壓來(lái)解決在啟 動(dòng)期間冷卻系統(tǒng)內(nèi)壓力不足的問(wèn)題。以此方式，加壓的空氣能夠供給 到膨脹箱等，以在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)立即實(shí)現(xiàn)壓力增加。然而，此解決方 法未解決與散熱器上的大壓降有關(guān)的問(wèn)題。
為了保護(hù)散熱器免受過(guò)大壓力，可以安裝壓敏旁通閥。這將把散 熱器上的壓降限制為可接受的水平，并且將冷卻劑流量的至少一部分 引導(dǎo)到連接在該閥和散熱器下游的管道之間的旁通管道內(nèi)。然而，使 用這種類型的閥將要求冷啟動(dòng)期間的相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間以用于加壓冷卻系統(tǒng)。
通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)的冷卻系統(tǒng)，解決了上述涉及冷啟動(dòng)期間 導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)氣穴以及導(dǎo)致散熱器兩端的過(guò)大壓降的冷卻劑流量的 問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的具有在所附權(quán)利要求中限定的特征的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，該發(fā)動(dòng)機(jī)冷 卻系統(tǒng)包括延伸通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑回路，其中冷卻劑流經(jīng)該冷卻劑 回路。發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)選為車輛發(fā)動(dòng)機(jī)，但本發(fā)明也能夠用于船舶發(fā)動(dòng)機(jī)或 固定式發(fā)動(dòng)機(jī)。泵被設(shè)置用于使冷卻劑在壓力下循環(huán)通過(guò)冷卻劑回路， 且散熱器被設(shè)置用于冷卻經(jīng)過(guò)該冷卻劑回路的冷卻劑。該泵優(yōu)選但非 必需地是離心泵。冷卻劑回路還包括旁通管道，其中該旁通管道允許 冷卻劑旁通散熱器并返回到泵。流量控制閥裝置布置為用于調(diào)節(jié)流經(jīng) 散熱器和旁通管道的冷卻劑的流量，且控制器被設(shè)置用于響應(yīng)于來(lái)自 冷卻劑回路內(nèi)的至少一個(gè)壓力傳感器和至少一個(gè)溫度傳感器的輸入信 號(hào)來(lái)控制流量控制閥裝置。該控制器可以是至少連接到所述傳感器的 單獨(dú)的電子控制單元(ECU)，或是連接到這些傳感器和另外的用于 監(jiān)測(cè)所有相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)參數(shù)的傳感器的用亍控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的主
ECU。流量控制閥裝置可以包括位于散熱器上游和旁通管道下游的冷
卻劑回路內(nèi)的第 一 可控閥。第二可控閥可以位于旁通管道內(nèi)。
第一和第二單獨(dú)可控的閥可以是能夠在閉合位置和開啟位置之間 無(wú)級(jí)控制的模擬閥。適合于此目的的閥的例子可以是電動(dòng)操作或電磁 操作的單向閥。閥可以布置成處于完全開啟和完全閉合之間的任何位 置。常規(guī)運(yùn)行優(yōu)選但非必需地是一個(gè)閥開啟而另一個(gè)閉合。
在第一運(yùn)行模式期間，第一和第二可控閥被同時(shí)控制，其中通過(guò) 該閥的總流量等于由泵提供的流量。通過(guò)將閥節(jié)流，泵兩端的壓力增 加，從而將系統(tǒng)加壓。此模式在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)后、當(dāng)冷卻劑系統(tǒng)內(nèi)的 壓力相對(duì)低且溫度接近環(huán)境溫度時(shí)運(yùn)行。第一運(yùn)行模式用于實(shí)現(xiàn)經(jīng)過(guò) 發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑回路的部分的相對(duì)快速的加壓。此模式通常在發(fā)動(dòng)機(jī) 冷啟動(dòng)后立即運(yùn)行。
最初，在冷啟動(dòng)模式期間，第一閥和第二閥都將閉合。在加壓的最初階段可以允許通過(guò)旁通回路的有限的受控泄漏，以避免泵內(nèi)的沖 擊。該泵位于發(fā)動(dòng)機(jī)上游且將提供相對(duì)高的壓力，因?yàn)闆](méi)有或只有非 常低的流量。用于此目的的合適的泵優(yōu)選但非必需地是離心泵，該離 心泵經(jīng)常用在卡車發(fā)動(dòng)機(jī)等的冷卻劑回路中。冷卻劑最初將相對(duì)冷， 并且連接到冷卻劑回路的膨脹箱內(nèi)的系統(tǒng)壓力將相對(duì)低。
控制器可以響應(yīng)于來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)下游的冷卻劑回路內(nèi)的壓力傳感器 的輸入將第一可控閥維持在閉合位置并控制第二可控閥。第二可控閥 可以被控制為維持通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑回路內(nèi)的預(yù)定的最小壓力。一 旦在包括發(fā)動(dòng)機(jī)和旁通管道的冷卻回路的部分內(nèi)已建立希望的壓力， 則控制器可以響應(yīng)于來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)下游的冷卻劑回路內(nèi)的溫度傳感器的 輸入來(lái)控制第 一 可控閥和/或第二可控閥。
控制器也可以響應(yīng)于來(lái)自溫度傳感器的輸入來(lái)控制第一和第二可 控閥，該溫度傳感器優(yōu)選但非必需地緊鄰泵的下游位于冷卻劑回路內(nèi)。 該溫度傳感器可替代地位于散熱器和泵之間的適當(dāng)位置。如果來(lái)自包 含散熱器的最初閉合的回路的相對(duì)冷的冷卻劑進(jìn)入包含帶有其缸套的 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、可選的EGR冷卻器和類似的相對(duì)熱部件的冷卻劑回路的
部分，則熱部件可能受到熱沖擊。如果該泵下游的溫度傳感器感測(cè)到 來(lái)自散熱器的冷卻劑低于預(yù)定極限，則通過(guò)第一閥的流量將降低，且 通過(guò)第二閥的流量將增加相應(yīng)的量。對(duì)第一闊的這種控制也防止來(lái)自 發(fā)動(dòng)機(jī)的相對(duì)熱的冷卻劑在包含相對(duì)冷的散熱器的冷卻系統(tǒng)的部分內(nèi) 導(dǎo)致熱沖擊。溫度被監(jiān)測(cè)直至散熱器已達(dá)到標(biāo)稱運(yùn)行溫度。
以此方式，諸如缸套、EGR冷卻器等的部件將在啟動(dòng)后立即被供 給有相對(duì)高壓(系統(tǒng)壓力加上泵壓力)的冷卻劑。這防止局部的熱積 累在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體內(nèi)的缸套附近和發(fā)動(dòng)機(jī)的加壓冷卻劑管道的其他部分 處導(dǎo)致氣穴。
在第二運(yùn)行模式期間，第一和第二可控閥被同時(shí)或基本同時(shí)控制，其中通過(guò)閥的總流量等于或基本等于由泵提供的流量。第二運(yùn)行模式 用于控制通過(guò)散熱器的冷卻劑回路的部分內(nèi)的壓力。在發(fā)動(dòng)機(jī)在高負(fù) 荷和/或高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下運(yùn)行的時(shí)段內(nèi)，希望提高冷卻系統(tǒng)的冷卻能力。 由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的固定排量泵提供的冷卻劑流量和壓力取決于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速。因此，相對(duì)高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將導(dǎo)致相對(duì)高的冷卻劑流量和提高的 系統(tǒng)壓力。
替代地，可以通過(guò)增加電動(dòng)泵的轉(zhuǎn)速或控制可變排量泵來(lái)實(shí)現(xiàn)冷 卻劑流量的增加，這使冷卻系統(tǒng)內(nèi)的冷卻劑流量和壓力都增加。提高 的系統(tǒng)壓力在散熱器上增加壓降，且因此希望控制進(jìn)入散熱器入口的 冷卻劑的壓力?？刂破鲗⒅辽俦O(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)下游的冷卻劑的壓力和溫度 和散熱器入口處的壓力。散熱器入口處的壓力由位于第一閥和散熱器 入口之間的第二壓力傳感器感測(cè)。當(dāng)散熱器入口處的壓力接近最大允 許值時(shí)，散熱器將接近其最大冷卻能力。此時(shí)，散熱器幾乎在冷卻劑 側(cè)飽和，通過(guò)散熱器的冷卻劑流量的增加將僅對(duì)排到大氣中的熱量有 小的影響。只要散熱器入口壓力和因此引起的散熱器上的總壓降小于 或等于預(yù)定的最大值，則第一可控閥將幾乎完全開啟且第二可控閥將 部分開啟。然而，如果入口壓力超過(guò)此值，則控制器將控制第一可控 閥以將散熱器內(nèi)的冷卻劑壓力限制為預(yù)定的最大值。


在下文中，將參考附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明。這些示意圖僅用于圖 示目的而不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。在附圖中
圖l示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的示意圖； 圖2示出排熱量與冷卻劑流量的關(guān)系以及散熱器上的壓降與發(fā)動(dòng)
機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系的示意性曲線圖。
具體實(shí)施例方式
圖l描述了發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，該發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)包括延伸通過(guò)發(fā)動(dòng)
杉L E的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體1的冷卻劑回路，其中諸如水的冷卻劑流經(jīng)該冷卻劑回路。離心泵2被設(shè)置用于在壓力下使冷卻劑通過(guò)冷卻劑回路循環(huán)，且
散熱器3被設(shè)置用于冷卻經(jīng)過(guò)該冷卻劑回路的冷卻劑。從動(dòng)風(fēng)扇4鄰近 散熱器3安裝以控制通過(guò)散熱器的環(huán)境空氣的流動(dòng)。冷卻劑回路還包括 第一部分5和第二部分6，該第一部分5包括發(fā)動(dòng)機(jī)缸體1和泵2，第二部 分6包括散熱器3。冷卻劑回路還包括旁通管道7，其中該旁通管道7允 許冷卻劑繞過(guò)散熱器3。
流量控制閥裝置8布置為用于調(diào)節(jié)分別流經(jīng)散熱器3和旁通管道7 的冷卻劑的流量。流量控制閥裝置8包括位于散熱器3上游和旁通管道7 下游的第一冷卻劑通道6內(nèi)的第一可控閥8a。第二可控閥8b位于旁通管 道7內(nèi)。該可控閥是電控的電磁閥，該電磁閥能夠從閉合位置到開啟位 置被無(wú)級(jí)控制?？刂破?0被設(shè)置用于響應(yīng)于來(lái)自冷卻劑回路內(nèi)的壓力 和/或溫度傳感器的輸入信號(hào)來(lái)控制第一和第二可控閥8a、 8b。該控制 器10是電子控制單元，它連接到所述傳感器并連接到控制第一和第二 閥的螺線管。第 一 壓力傳感器11位于發(fā)動(dòng)機(jī)E下游的第 一 冷卻劑回路5 內(nèi)。第一溫度傳感器12在發(fā)動(dòng)機(jī)下游鄰近第一壓力傳感器11位于第一 冷卻劑回路5內(nèi)。第二壓力傳感器13位于第一可控閥8a和散熱器3的入口 之間的第二冷卻劑回路6內(nèi)。第二溫度傳感器14緊鄰泵2的下游位于第 一冷卻劑回路5內(nèi)。
冷卻系統(tǒng)能夠可選地設(shè)有另外的部件，例如用于再循環(huán)廢氣 (EGR)的冷卻器15。 EGR冷卻器能夠設(shè)有用于控制流量和壓力的單 獨(dú)的裝置(未示出)。然而，這些裝置對(duì)于本發(fā)明不相關(guān)且將不進(jìn)一 步詳細(xì)描述。
圖l中的冷卻系統(tǒng)能夠在至少兩個(gè)不同的模式下運(yùn)行，其中第一和 第二模式將在下文中描述。
在第一運(yùn)行模式期間，第一和第二可控閥8a、 8b被控制，使得通 過(guò)閥的總流量等于由泵2提供的流量。此模式在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)后、當(dāng)冷卻劑系統(tǒng)內(nèi)的壓力相對(duì)低且溫度接近環(huán)境溫度時(shí)運(yùn)行。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)
時(shí)，控制器將接收來(lái)自第一壓力傳感器11和第一溫度傳感器12的輸出
信號(hào)。如果所感測(cè)到的壓力和溫度值低于預(yù)定極限，則確定為需要冷 啟動(dòng)模式。冷啟動(dòng)模式用于實(shí)現(xiàn)冷卻劑回路的通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)E的第一部分
5的快速加壓。
在冷啟動(dòng)模式期間，控制器10將開始促動(dòng)第一和第二閥8a、 8b， 并閉合兩個(gè)閥。在加壓的最初階段期間可以允許通過(guò)旁通管道7的有限 的受控的泄漏，以避免泵2內(nèi)的沖擊。該泵2位于發(fā)動(dòng)機(jī)E的上游且將提 供相對(duì)高的壓力，因?yàn)榇藭r(shí)沒(méi)有或僅有通過(guò)回路的非常低的流量。冷 卻劑最初將相對(duì)冷，并且冷卻劑回路5、 6、 7內(nèi)的和連接到冷卻劑回路 的膨脹箱(未示出)內(nèi)的系統(tǒng)壓力將相對(duì)低。
控制器10響應(yīng)于來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)E下游的第一冷卻劑回路5內(nèi)的第一壓 力傳感器ll的輸入將第一可控閥8a維持在閉合位置并控制第二可控閥 8b。在冷啟動(dòng)模式中，第二可控閥8b可以被控制為增加并隨后維持通 過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)E的第一冷卻劑循環(huán)5內(nèi)的預(yù)定的最小壓力。--旦在包括發(fā)動(dòng) 機(jī)和位于第二可控閥8b上游的旁通管道7的冷卻回路部分內(nèi)已建立希 望的壓力，則控制器能夠響應(yīng)于來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)下游的第 一 冷卻劑回路5內(nèi) 的第一溫度傳感器12的輸入來(lái)開始開啟第一可控閥8a和/或第二可控閥 8b。
當(dāng)?shù)谝焕鋮s回路5己被加壓時(shí)，控制器10將響應(yīng)于來(lái)自緊鄰泵2的
下游位于冷卻劑回路內(nèi)的第二溫度傳感的輸入來(lái)控制第一和第二可控 閥8a、 8b。如果來(lái)自包含散熱器的最初閉合的第二回路6的相對(duì)冷的冷 卻劑進(jìn)入包含帶有其缸套的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、可選的EGR冷卻器和類似的 相對(duì)熱部件的第一冷卻劑回路5的部分，則熱部件可能受到熱沖擊。因 此，如果泵2下游的第二溫度傳感器14感測(cè)到來(lái)自散熱器3的冷卻劑低 于預(yù)定極限，則通過(guò)第一可控閥8a的流量將降低，且通過(guò)第二可控閥8b 的流量將增加相應(yīng)的量。對(duì)第一可控閥8a的這種控制也防止來(lái)自第一冷卻回路5的相對(duì)熱的冷卻劑在包含相對(duì)冷的散熱器3的第二冷卻回路6 內(nèi)導(dǎo)致熱沖擊?？刂破?0將監(jiān)測(cè)第一冷卻回路5內(nèi)的溫度，直至散熱器 3己達(dá)到標(biāo)稱運(yùn)行溫度。已假定風(fēng)扇4在冷啟動(dòng)模式下由于冷卻系統(tǒng)內(nèi) 的相對(duì)低的溫度而不運(yùn)行。
以此方式，諸如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸套、EGR冷卻器的部件和類似部 件將在冷啟動(dòng)后立即被供給有相對(duì)高壓(系統(tǒng)壓力加上泵壓力)的冷 卻劑。這防止局部的熱積累在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體內(nèi)的缸套附近處和發(fā)動(dòng)機(jī)的 加壓冷卻劑管道的其他部分處導(dǎo)致氣穴。
在第二運(yùn)行模式期間，第一和第二可控閥8a、 8b被同時(shí)控制，其 中通過(guò)閥的總流量等于由泵2提供的流量。第二運(yùn)行模式用于控制通過(guò) 散熱器3的冷卻劑回路的第二部分6內(nèi)的壓力。在發(fā)動(dòng)機(jī)E在高負(fù)荷和/ 或高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下運(yùn)行的時(shí)段內(nèi)，希望提高冷卻系統(tǒng)的冷卻能力。在 圖l所示的例子中，由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的泵2和所提供的冷卻劑流量和壓力 取決于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n。因此，相對(duì)高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n將導(dǎo)致相對(duì)高的冷 卻劑流量q和提高的系統(tǒng)壓力P。
提高的系統(tǒng)壓力P在散熱器上增加壓降A(chǔ)P，且因此希望控制進(jìn)入
散熱器入口的冷卻劑的壓力?？刂破鱥o將監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)下游的第一冷卻
回路內(nèi)的壓力傳感器11和溫度傳感器12，以及散熱器3上游的在第一可 控閥8a和散熱器入口之間的壓力傳感器13。當(dāng)散熱器入口處的壓力接近 最大允許值時(shí)，散熱器將接近其最大冷卻能力。此時(shí)，散熱器幾乎在 冷卻劑側(cè)飽和，通過(guò)散熱器的冷卻劑流量的增加將僅對(duì)排到大氣中的 熱量Q有小的影響。這在圖2中示出，圖2示出排熱量Q(kW)與冷卻劑流 量q (1/min)關(guān)系以及散熱器上的壓降A(chǔ)P (kPa)與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n (rpm) 的關(guān)系的示意性曲線圖?！安壳€示出散熱器的排熱量Q如何隨冷卻劑 流量q增加。然而，在較高的冷卻劑流量q時(shí)，排熱量Q的增加速度隨冷 卻劑流量的增加而降低。類似地，下部曲線示出散熱器上的壓降P隨發(fā) 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n的增加而急劇增加。因此，即使散熱器兩端的壓降被限制為預(yù)定值，來(lái)自散熱器的排熱量Q也能夠維持在接近其最大值的水平。只 要散熱器入口壓力和因此引起的散熱器上的總壓降小于或等于預(yù)定的
最大值，則第一可控閥8a將幾乎完全開啟且第二可控閥8b將部分開啟。 假定風(fēng)扇4在此階段以最大能力運(yùn)行。如果入口壓力超過(guò)最大值，則控 制器10將首先控制開始開啟第二可控閥8b以降低散熱器3上的壓降。第 一可控閥8a將保持開啟以維持盡可能高的向大氣中的排熱量Q。在延長(zhǎng) 的高負(fù)荷時(shí)段內(nèi)，即使第二可控閥8b完全開啟時(shí)，第二冷卻回路6內(nèi)的 壓力也可能繼續(xù)增加。在這種情況下，控制器10將開始閉合第一可控 閥8a以將散熱器內(nèi)的冷卻劑壓力限制為預(yù)定的最大值，從而防止對(duì)散熱 器的損壞。在此階段，應(yīng)向操作者發(fā)出通知發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷應(yīng)降低以避 免過(guò)熱。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，而是可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)自由變 化。例如，以上例子描述了其中泵由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的非限制性例子。替 代地，可以通過(guò)增加電動(dòng)泵的轉(zhuǎn)速或通過(guò)控制可變排量泵來(lái)實(shí)現(xiàn)冷卻 劑流量的增加，這使冷卻系統(tǒng)內(nèi)的冷卻劑流量和壓力都增加。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，包括延伸通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑回路，其中冷卻劑流經(jīng)所述冷卻劑回路；用于使冷卻劑在壓力下循環(huán)通過(guò)所述冷卻劑回路的泵；設(shè)置在所述冷卻劑回路內(nèi)的散熱器，其中所述散熱器冷卻經(jīng)過(guò)所述冷卻劑回路的冷卻劑；旁通管道，其中所述旁通管道允許冷卻劑旁通所述散熱器；流量控制閥裝置，所述流量控制閥裝置調(diào)節(jié)流經(jīng)所述散熱器和所述旁通管道的冷卻劑的流量；以及控制器，其中所述控制器響應(yīng)于來(lái)自所述冷卻劑回路內(nèi)的至少一個(gè)壓力傳感器和至少一個(gè)溫度傳感器的輸入信號(hào)來(lái)控制所述流量控制閥裝置，其特征在于，所述流量控制閥裝置包括位于所述散熱器上游和所述旁通管道下游的第一可控閥，和位于所述旁通管道內(nèi)的第二可控閥。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述第 -- 和第二單獨(dú)可控的閥是能夠在閉合位置和開啟位置之間無(wú)級(jí)控制的 模擬閥。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，在第一 運(yùn)行模式期間，所述第一和第二可控閥被同時(shí)控制，其中所述閥布置 為被節(jié)流以增加由所述泵提供的壓力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述控 制器響應(yīng)于來(lái)自所述發(fā)動(dòng)機(jī)下游的所述冷卻劑回路內(nèi)的壓力傳感器的 輸入，將所述第一可控闊維持在閉合位置并控制所述第二可控閥。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述控 制器控制所述第二可控閥，以維持通過(guò)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述冷卻劑回路 內(nèi)的預(yù)定的最小壓力。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器響應(yīng)于來(lái)自所述發(fā)動(dòng)機(jī)下游的所述冷卻劑回路內(nèi)的溫度傳感器的 輸入來(lái)控制所述第一可控閥。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述控 制器響應(yīng)于來(lái)自所述泵下游的所述冷卻劑回路內(nèi)的溫度傳感器的輸入 來(lái)控制所述第一可控閥。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述第 一運(yùn)行模式是所述發(fā)動(dòng)機(jī)的冷啟動(dòng)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述第 一和第二可控閥被同時(shí)控制，其中通過(guò)所述閥的總流量等于由所述泵 提供的流量。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述 散熱器內(nèi)的壓力小于或等于預(yù)定值時(shí)，所述控制器將所述第一可控閥 維持在開啟位置并將所述第二可控閥維持在開啟位置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述 控制器響應(yīng)于來(lái)自所述第一閥和所述散熱器之間的所述冷卻劑回路內(nèi) 的壓力傳感器的輸入來(lái)控制所述第 一 可控閥。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述 控制器控制所述第 一 可控閥，以將所述散熱器內(nèi)的冷卻劑壓力限制為 預(yù)定的最大值。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述 發(fā)動(dòng)機(jī)在高負(fù)荷下以所述第一運(yùn)行模式運(yùn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其中冷卻劑流經(jīng)冷卻劑回路；用于使冷卻劑在壓力下循環(huán)通過(guò)冷卻劑回路的泵；設(shè)置在冷卻劑回路內(nèi)的散熱器，其中該散熱器冷卻經(jīng)過(guò)該冷卻劑回路的冷卻劑；旁通管道，其中該旁通管道允許冷卻劑旁通散熱器；流量控制閥裝置，該流量控制閥裝置調(diào)節(jié)流經(jīng)散熱器和旁通管道的冷卻劑的流量；以及控制器，其中該控制器響應(yīng)于來(lái)自冷卻劑回路內(nèi)的至少一個(gè)壓力傳感器和至少一個(gè)溫度傳感器的輸入信號(hào)來(lái)控制流量控制閥裝置。該流量控制閥裝置包括位于散熱器上游和旁通管道下游的第一可控閥，和位于旁通管道內(nèi)的第二可控閥。
文檔編號(hào)F01P7/14GK101529061SQ200780038963
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2007年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月18日
發(fā)明者史蒂文·阿德爾曼, 埃里克·達(dá)爾 申請(qǐng)人:沃爾沃拉斯特瓦格納公司