石蠟恒溫器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開的領(lǐng)域涉及用于控制內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中的冷卻劑流的恒溫器。
【背景技術(shù)】
[0002]大多數(shù)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)包括冷卻系統(tǒng)，其將發(fā)動機(jī)溫度維持在預(yù)期范圍內(nèi)并且防止可使發(fā)動機(jī)操作降級的過熱情形。例如，冷卻系統(tǒng)可包括冷卻劑回路，其中冷卻劑流通穿過發(fā)動機(jī)并且隨后引導(dǎo)至熱交換器，諸如鄰近車輛的前部(發(fā)動機(jī)設(shè)置在其內(nèi))安裝的散熱器。散熱器有助于將熱量從冷卻劑轉(zhuǎn)移至周圍環(huán)境。冷卻劑，并且在某些情況下為已加熱的冷卻劑，可流通至其他的車輛部件，諸如能夠?qū)Τ丝褪疫M(jìn)行加熱的加熱器芯體。為了控制冷卻劑流穿過冷卻劑回路，冷卻系統(tǒng)可包括一個或多個閥和/或恒溫器。
[0003]在一些方法中，電子控制閥(例如，旋轉(zhuǎn)閥)可被構(gòu)造為恒溫器并且用于控制穿過冷卻劑回路的冷卻劑流。具體地，閥的位置(可經(jīng)由電動機(jī)來控制)調(diào)節(jié)穿過不同通道的冷卻劑流，在通道中定位有被構(gòu)造成選擇性地接收冷卻劑的各種設(shè)備。通過這種方式，穿過不同的通道的冷卻劑流可響應(yīng)于一個或多個操作條件(諸如，發(fā)動機(jī)的冷卻劑溫度)經(jīng)由閥的位置來控制。
[0004]本文的發(fā)明人已經(jīng)意識到上述指出的方法的幾個問題。例如，用來控制發(fā)動機(jī)中冷卻劑流的電動閥機(jī)構(gòu)的使用可增加成本且控制復(fù)雜。進(jìn)一步地，可發(fā)生某些類型的特別對電動閥的降級(degradat1n)，諸如電機(jī)降級。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]至少部分地解決上述問題的一個解決方法包括恒溫器，該恒溫器包括至少一個石蠟電機(jī)，該至少一個石蠟電機(jī)根據(jù)縱向位置的變化調(diào)節(jié)兩個入口通道與三個出口通道之間的冷卻劑流，縱向位置響應(yīng)于冷卻劑溫度的變化發(fā)生改變。
[0006]在更加具體的示例中，至少一個石蠟電機(jī)包括至少一個石蠟，該石蠟的體積響應(yīng)于冷卻劑溫度上的變化而發(fā)生變化，該體積的變化引起縱向位置的改變。
[0007]通過這種方式，響應(yīng)于流動穿過使用至少一個石蠟電機(jī)的恒溫器的冷卻劑的溫度，在冷卻劑回路中的多個冷卻劑線路之間的冷卻劑流可以自動調(diào)節(jié)的方式來控制。因此，通過這種動作可實(shí)現(xiàn)技術(shù)效果。
[0008]通過單獨(dú)參照【具體實(shí)施方式】或者結(jié)合附圖參照【具體實(shí)施方式】，本發(fā)明的上述優(yōu)勢和其他優(yōu)勢以及特征將會變得顯而易見。
[0009]應(yīng)當(dāng)理解，提供上面的綜述是為了以簡化的形式引入將在下面的詳細(xì)說明書中進(jìn)一步描述的概念的集合。這并不意味著識別要求保護(hù)主題的關(guān)鍵或必要特征，其范圍由所附權(quán)利要求來唯一地限定。另外，所要求保護(hù)的主題不限于解決上面提到的或在本公開的任何部分中提到的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
【附圖說明】
[0010]圖1示出了示例性的冷卻劑回路。
[0011]圖2是示出了示例性發(fā)動機(jī)的示意圖。
[0012]圖3A至圖3E示出了具有單個石蠟電機(jī)的恒溫器的不同操作狀態(tài)。
[0013]圖4A至圖4E示出了具有雙石蠟電機(jī)的恒溫器的不同操作狀態(tài)。
[0014]圖5示出了穿過使用至少一個石蠟電機(jī)的恒溫器中的不同通道的冷卻劑流的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0015]提供經(jīng)由石錯恒溫器(wax thermostat)控制穿過多個冷卻劑線路的冷卻劑流的各種系統(tǒng)。在一個實(shí)施例中，恒溫器包括至少一個石蠟電機(jī)，其根據(jù)縱向位置的變化來調(diào)節(jié)兩個入口通道與三個出口通道之間的冷卻劑流，該縱向位置響應(yīng)于冷卻劑溫度的改變發(fā)生變化。圖1示出了示例性的冷卻劑回路，圖2是示出了示例性發(fā)動機(jī)的示意圖，圖3A至圖3E示出了具有單個石蠟電機(jī)的恒溫器的不同操作狀態(tài)，圖4A至圖4E示出了具有雙石蠟電機(jī)的恒溫器的不同操作狀態(tài)，以及圖5示出了穿過使用至少一個石蠟電機(jī)的恒溫器的不同的通道的冷卻劑流的圖表。
[0016]圖1示出了示例性的冷卻劑回路I。冷卻劑回路I包括發(fā)動機(jī)2，該發(fā)動機(jī)包括連接至發(fā)動機(jī)缸體2B的汽缸蓋2A，該發(fā)動機(jī)缸體定位在汽缸蓋的下方。汽缸蓋2A和發(fā)動機(jī)缸體2B可以各種合適的方式(例如，通過螺栓)彼此連接，但是在其他實(shí)施例中汽缸蓋和發(fā)動機(jī)缸體可整體成型成單個部件。汽缸蓋2A和發(fā)動機(jī)缸體2B共同形成多個汽缸3，其中燃料燃燒可發(fā)生在汽缸中。關(guān)于發(fā)動機(jī)2的構(gòu)造和操作的額外的細(xì)節(jié)以下通過參考圖2提供。
[0017]如在圖1中所示出的，形成冷卻劑回路I的一部分的冷卻劑線路4A和4B分別位于汽缸蓋2A和發(fā)動機(jī)缸體2B內(nèi)，并且使冷卻劑流動穿過其中從而能夠?qū)崿F(xiàn)由它們對應(yīng)的發(fā)動機(jī)部件至冷卻劑的熱傳遞。冷卻劑線路4A和4B接收來自入口 5A和5B的冷卻劑，并且分別經(jīng)由出口 6A和6B將已加熱的冷卻劑排出。汽缸蓋2A和發(fā)動機(jī)缸體2B中的一個或兩者可包括汽缸罩，其能夠使冷卻劑流動穿過其中并且至少部分地包圍汽缸3，使得熱量可從汽缸中提出并且轉(zhuǎn)移至汽缸罩中的冷卻劑。在本示例中，入口 5A和5B可與其對應(yīng)的冷卻劑罩入口流體連通，并且出口 6A和6B可與其對應(yīng)的冷卻劑罩出口流體連通。然而，可預(yù)想到其他的構(gòu)造，諸如在發(fā)動機(jī)2中設(shè)置單一整體的冷卻劑罩的構(gòu)造。在本示例中，整體的冷卻劑罩可橫跨汽缸蓋2A和發(fā)動機(jī)缸體2B兩者，并且可包括分別接收和排出冷卻劑的單個入口和出口。
[0018]在圖1中所描述的實(shí)施例中，出口 6A和6B與恒溫器7流體連通，出口分別連接至恒溫器的頭部入口 8A和機(jī)體入口 SB。如參考圖3A至4E在下文進(jìn)一步詳細(xì)描述的，恒溫器7根據(jù)頭部與機(jī)體入口 8A和8B，以及三個恒溫器出口中其位置的變化調(diào)節(jié)冷卻劑流，三個恒溫器出口為:散熱器出口 9A、部件出口 9B以及旁路出口 9C。
[0019]在一些示例中，多個部件可定位在出口 6B與機(jī)體入口 8B之間，并且因此可接收由發(fā)動機(jī)缸體2B排出的冷卻劑。一個這種部件以標(biāo)號10示出。例如，該多個部件可包括:油冷卻器，其被構(gòu)造為轉(zhuǎn)移發(fā)動機(jī)油與冷卻劑之間的熱量因而控制油的溫度；自動變速器暖機(jī)單元(ATWU)，其被構(gòu)造成轉(zhuǎn)移冷卻劑與傳動液之間的熱量因而控制變速器的溫度；排氣再循環(huán)(EGR)冷卻器，其被構(gòu)造成接收已加熱的冷卻劑使得自發(fā)動機(jī)2排出的再循環(huán)排氣的溫度可被控制至預(yù)期的溫度(例如，通過熱交換器)等。關(guān)于示例性EGR系統(tǒng)的構(gòu)造和操作的細(xì)節(jié)以下通過參考圖2提供。
[0020]基于其位置，恒溫器7可引導(dǎo)冷卻劑流穿過旁路出口 9C，該旁路出口與旁路線路11流體連通。旁路線路11能夠引導(dǎo)自發(fā)動機(jī)2排出的已加熱的冷卻劑返回至發(fā)動機(jī)；由于旁路線路并未包括冷卻元件，因此已加熱的冷卻劑在沒有明顯冷卻的情況下被引導(dǎo)返回至發(fā)動機(jī)。因此，旁路線路11可在選定的條件期間使用，在選定的條件中期望供給至發(fā)動機(jī)2的已加熱的冷卻劑到達(dá)一定程度，例如在發(fā)動機(jī)啟動期間當(dāng)期望發(fā)動機(jī)快速加熱以使排放最小化時。如在圖1中所示出的，流動穿過旁路線路11的冷卻劑被引導(dǎo)至入口 5A和5B上游的共同的入口和冷卻劑栗19，使得旁通的冷卻劑可被供給至入口并且因此供給至汽缸蓋2A和發(fā)動機(jī)缸體2B。閥(未示出)可定位在共同的入口處以控制旁通的冷卻劑的分配并且特別地控制傳送至汽缸蓋2A與發(fā)動機(jī)缸體2B的旁通的冷卻劑的比例。冷卻劑栗9可呈現(xiàn)為各種合適的形式并且可經(jīng)由發(fā)動機(jī)控制器來操作以獲得預(yù)期的對入口 5A和5B的冷卻劑供給。
[0021]基于其位置，恒溫器7可引導(dǎo)冷卻劑流穿過部件出口 9B，該部件出口與部件線路12流體連通。多個部件可沿著部件線路12定位并且被構(gòu)造為接收由發(fā)動機(jī)2排出的已加熱的冷卻劑，例如，該多個部件可包括油冷卻器13。沿著部件線路12定位的多個部件可替代性或附加地包括加熱器芯體14，該加熱器芯體可包括被構(gòu)造為將來自所接收的加熱的冷卻劑的熱量轉(zhuǎn)移至周圍的空氣、ATWU等的熱交換器。然后這種空氣可例如經(jīng)由風(fēng)扇流入乘客室或者車輛座艙中，以在其內(nèi)提供加熱。除了供給至加熱器芯體14(其示出為定位在油冷卻器的下游)的油冷卻器的出口之外，圖1還示出為包括部件旁路線路15，其提供自油冷卻器13至下文所描述的散熱器的出口。部件旁路線路15可使由油冷卻器13排出的冷卻劑的至少一部分通過散熱器冷卻。雖然未示出，然而還可包括用以控制供給至散熱器與供給至加熱器芯體14的部分的冷卻劑比例的閥。然而還可為其他的構(gòu)造，例如，在一些實(shí)施例中，部件旁路線路15可省略，同時在其他實(shí)施例中，旁路線路可將自加熱器芯體14的出口的所排出的冷卻劑供給至散熱器。不管怎樣，在圖1中所描述的實(shí)施例中，部件線路12在于發(fā)動機(jī)2和冷卻劑栗19的共同的入口的上游的交匯處與旁路線路11接合。雖然未示出，然而閥可定位在該交匯處以控制自旁路線路11到達(dá)共同的入口的冷卻劑與自部件線路12到達(dá)共同的入口的冷卻劑的比例。
[0022]基于其位置，恒溫器7可引導(dǎo)冷卻劑流穿過散熱器出口 9A，該散熱器出口與散熱器供給線路16流體連通。散熱器供給線路16供給至散熱器17內(nèi)，該散熱器被構(gòu)造成降低流動穿過其中的冷卻劑的溫度。一旦被冷卻，則已冷卻的冷卻劑可經(jīng)由散熱器返回線路18回到發(fā)動機(jī)2，該散熱器返回線路接合冷卻劑栗19上游的供給至發(fā)動機(jī)的共同的入口。在一些示例中，散熱器17可為液-氣熱交換器。因此，風(fēng)扇(未示出)可定位為鄰近散熱器17從而有助于冷卻劑溫度的降低以及使熱量自冷卻劑排出至周圍環(huán)境。例如，根據(jù)發(fā)動機(jī)操作條件，該風(fēng)扇可以連續(xù)可變的方式進(jìn)行控制。雖然未示出，然而散熱器17可經(jīng)由入口和出口與冷卻劑存儲器流體連通。應(yīng)理解的是，各種合適的冷卻劑可用在冷卻劑回路I中，例如，諸如水、化學(xué)冷卻劑及其混合物的流體。
[0023]應(yīng)理解的是，在未背離本發(fā)明的范圍的情況下可對冷卻劑回路I進(jìn)行各種修改。在回路I中的不同部件(諸如，部件10、油冷卻器13、加熱器芯體等)的相對布置可以修改，例如，油冷卻器13可替代性地位于加熱器芯體14的下游。進(jìn)一步地，這些部件作為示例提供且并不旨在為限制性的；這些部件中的一個或多個可以省略和/或未在圖1中示出的其他部件可包括在回路I中。在回路I中的各種線路的布置也可以修改；部件旁路線路15的位置可以調(diào)整，或者在其他實(shí)施例中，部件旁路線路可以省略。旁路線路11和部件線路12交匯處的布置和/或散熱器返回線路18供給至的共同的入口的布置也可以調(diào)節(jié)。此外，未在圖1中示出的一個或多個閥可包括在回路I中以控制在不同區(qū)域中的冷卻劑流。
[0024]圖2是示出示例性發(fā)動機(jī)20的示意圖，該發(fā)動機(jī)可包括在機(jī)動車輛的推進(jìn)系統(tǒng)中。在一些實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)20可例如為圖1的發(fā)動機(jī)2。發(fā)動機(jī)20示出為具有四個汽缸30。然而，根據(jù)當(dāng)前的披露還可使用其他數(shù)量的汽缸。發(fā)動機(jī)20可至少部分地由包括控制器25的控制系統(tǒng)，并且由自車輛操作者132經(jīng)由輸入設(shè)備130的輸入來進(jìn)行控制。在本示例中，輸入設(shè)備130包括加速踏板以及踏板位置傳感器134用于產(chǎn)生相應(yīng)的踏板