具有隔離的流動室的熱管理閥模塊的制作方法
【專利說明】具有隔離的流動室的熱管理閥模塊
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]以下文獻通過參引并入本文如在文中完整地闡述:于2013年7月25日提交的美國臨時申請N0.61/858，153。
技術領域
[0003]本發明涉及用于導引車輛中的冷卻劑流動的熱管理系統，特別地用于導引與機動車輛中的發動機和各種其他系統有關的冷卻劑流動的熱管理系統。
【背景技術】
[0004]在汽車應用中，存在對于能源效率的追求。提高機動車輛的效率的一種方式是控制冷卻劑流入和流出內燃發動機，使得發動機在峰值操作溫度下運行。已知的是使用可切換的冷卻劑栗使得在發動機從冷啟動更快速地升溫的同時切斷冷卻劑流動。此外，還已知的是使用熱管理閥模塊對冷卻劑流動進行限流；然而，這些已知的熱管理模塊閥僅包括單個出口溫度。
[0005]在DE 10 2006 055 536中公開了一種與熱管理系統關聯使用的已知的現有技術的閥。在這種情況下，提供了具有位于殼體內的兩個同軸旋轉的閥體的旋轉閥。此處，入口位于軸線方向上，并且根據同軸閥體的位置，冷卻劑流動被導引至第一出口或第二出口，第一出口或第二出口可以被單獨地關閉和打開，以對冷卻劑的從水栗至與發動機和各種其他系統關聯使用的各種熱交換器比如油冷卻器的流動進行控制。然而，不可能提供裝置的不問的出口溫度。
[0006]理想的是提供一種用于允許不同機動車輛系統和發動機部件能夠得到處于不同溫度的冷卻劑的方式。
【發明內容】
[0007]簡而言之，提供了一種熱管理閥模塊，該熱管理閥模塊包括具有隔離壁的殼體，該隔離壁位于殼體中，該隔離壁將殼體分成彼此隔離的第一流動室和第二流動室。在殼體上定位有連接至第一流動室的第一入口，并且在殼體上定位有連接至第一流動室的第一出口。在殼體上還定位有連接至第二流動室的第二入口，并且在殼體上定位有連接至第二流動室的第二出口。第一閥體能夠以可旋轉的方式定位在第一流動室中。第一閥體包括在第一旋轉位置中將第一入口連接至第一出口、在第二旋轉位置中阻止從第一出口的流動、并且在中間位置中對從第一入口至第一出口的流動進行限流的流體通路。第二閥體能夠以可旋轉的方式定位在第二流動室中。第二閥體包括在第二閥體的第一旋轉位置中連接第二入口和第二出口、在第二閥體的第二旋轉位置中阻止從第二出口的流動、并且在第二閥體的中間位置中對從第二入口至第二出口的流動進行限流的流體通路。至少一個致動器控制第一閥體和第二閥體的位置。
[0008]在本發明的一個方面中，在殼體上定位有連接至第一流動室的附加入口，并且在第一流動室中，第一閥體能夠以可旋轉的方式運動至第三旋轉位置，在該第三旋轉位置中，流體通路連接附加入口和第一出口，并且第一閥體能夠以可旋轉的方式運動至第二中間位置，以提供從第一入口和附加入口的允許進入的流在第一室中混合的流動路徑，并且混合的流被輸送至第一出口。這允許例如處于不同溫度的冷卻劑流體的受控混合使得由第一出口輸送的冷卻劑流體的溫度可以為第一溫度。
[0009]在另一方面中，在殼體上還定位有連接至第二流動室的附加入口。在第二室中，第二閥體能夠以可旋轉的方式運動至第三旋轉位置，在該第三旋轉位置中，流體通路連接第二流動室的附加入口以及第二出口。第二閥體也能夠以可旋轉的方式運動至第二中間位置，以提供從第二流動室的第二入口和附加入口的允許進入的流在第二室中混合的流動路徑，并且混合的流被輸送至第二出口。這允許例如處于不同溫度的冷卻劑流體的受控混合使得由第二出口輸送的冷卻劑流體的溫度可以為第二溫度，該第二溫度獨立于第一溫度被控制。
[0010]在本發明的一個優選方面中，致動器軸延伸穿過殼體并且穿過閥體連接，用于使閥體運動通過第一旋轉位置和第二旋轉位置以及附加旋轉位置。在另一布置中，致動器軸延伸通過殼體并且固定在閥體中的一個閥體上，用于使閥體中的一個閥體在第一旋轉位置與第二旋轉位置以及附加旋轉位置之間運動，并且致動器軸能夠以可釋放的方式連接至閥體中的另一閥體，用于閥體中的另一閥體在第一旋轉位置與第二旋轉位置以及其他的位置之間的獨立定位。
[0011 ] 在一個布置中，殼體包括位于內側位置處的內部肩部，并且隔離壁形成為坐置在肩部上的盤。替代性地，內壁與殼體一體地形成。內壁可以設置有絕緣材料以進一步使第一流動室和第二流動室熱隔離。還可以將殼體設置為兩個單獨的部分，所述兩個單獨的部分限定了相應的流動室，并且這些部分連結在一起。
[0012]在另一方面中，第一閥體和第二閥體是球狀體，并且殼體中的與球狀體接合的入口開口和出口開口具有位于與球狀體接合的相應的入口開口和出口開口周圍的互補的密封座。在優選方面中，球狀體具有中空中央部并且用作相應的流動室內的流體通路。
[0013]在一個優選方面中，第一出口是與第一閥體的中空中央部流體連通的軸向出口。本領域的普通技術人員將從本公開內容意識到的是，可以根據控制和混合需求為流動室中的一個流動室或兩個流動室設置多個入口和/或出口。
[0014]在本發明的另一方面中，致動器軸延伸通過隔離壁中的開口，并且在該開口周圍定位有密封件。該密封件可以包括用以支承致動器軸的軸承。
[0015]在另一方面中，殼體包括位于一端或兩端上的端盤，該端盤具有向內延伸的臂或支承件，所述向內延伸的臂或支承件延伸至用于致動器軸的端部中的一個端部的相應的中央支承件。優選地，在用于致動器軸的中央支承件中設置有密封件并且所述密封件可以包括支承部件或者單獨的軸承。
[0016]在一個優選實施方式中，殼體包括具有定心部件的整體基部，并且在該整體定心部件中定位有用于致動器軸的軸承。
[0017]在另一方面中，單獨的致動器連接至閥體中的每個閥體，用于對通過第一流動室和第二流動室的流動進行單獨控制。
[0018]在優選布置中，入口和出口具有安裝凸緣以連接至殼體的壁。
[0019]在另一方面中，本發明提供了一種用于機動車輛的熱管理系統，該熱管理系統包括:熱源；冷卻流體系統，該冷卻流體系統用于將流體從熱源輸送至熱交換器；以及根據本發明的熱管理閥模塊。此處，熱管理控制閥模塊的致動器連接至用于機動車輛的發動機控制模塊。第一入口從熱源直接連接至流體通路。第一流動室的附加入口連接至來自熱交換器的返回部，該返回部提供冷卻流體，其中，熱交換器還包括連接至熱源的入口。第一出口連接至冷卻流體栗。第一閥體是可運動的使得由閥模塊導引的回到用于返回熱源的栗的流體是下述流體之一:來自熱源的直接再循環流體；已通過熱交換器冷卻的冷卻流體；或者直接來自熱源的流體和來自熱交換器的冷卻流體這兩者的混合，使得通過控制模塊控制的處于一定溫度的流體經由栗返回至熱源。
[0020]優選地，第二入口還通過冷卻流體系統直接連接至熱源或附加熱源，并且第二流動室的附加入口連接至來自使流體冷卻的熱交換器的返回部。第二出口連接至附加熱交換器。第二閥體是可運動的使得經由閥模塊循環至附加熱交換器的流體是下述流體之一:來自熱源的直接再循環流體；已通過熱交換器冷卻的冷卻流體；或者直接來自熱源的流體和來自熱交換器的冷卻流體這兩者的混合，使得通過控制模塊控制的處于一定溫度的流體被導引至附加熱交換器，該流體可以處于與來自第一流動室的流體的溫度不同的溫度下。
[0021 ] 這種布置在與內燃發動機連接時特別有用，使得來自發動機缸體的熱量可以隨著發動機上升至操作溫度經由水栗直接地再循環，以允許發動機更快速地達到操作溫度。此后，設定成處于期望溫度下的來自第一流動室的流體可以通過將來自發動機的直接再循環的加熱流體與來自散熱器的流體混合來保持，以使發動機保持處于期望的操作溫度。同時，來自第二流動室的流體可以獨立地混合以將處于不同溫度的流體從冷卻系統提供至附加熱交換器，該附加熱交換器例如可以是乘客隔間熱交換器、油冷卻器熱交換器、傳輸流體冷卻器熱交換器、EGR冷卻器等。
[0022]該