發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的蓄熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱和冷卻系統(tǒng)，以及一種控制該系統(tǒng)的方法。所述系統(tǒng)包括蓄熱回路，該回路又包括蓄熱容器。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻介質(zhì)存儲(chǔ)在所述蓄熱容器中并允許其流入和流出該容器。
【背景技術(shù)】
[0002]如今，存在多種用于車輛內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的不同配置和類型的冷卻系統(tǒng)，包括熱量蓄存器或蓄熱容器，以用來在發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后預(yù)熱該發(fā)動(dòng)機(jī)。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，該蓄熱容器通過填充熱的冷卻介質(zhì)被使用，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中，通過放出所存儲(chǔ)的熱的冷卻介質(zhì)并使其在發(fā)動(dòng)機(jī)中循環(huán)用于預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)，該蓄熱容器被排空。
[0003]類似蓄熱系統(tǒng)的一個(gè)示例已經(jīng)在專利文獻(xiàn)US 2010/0186685A1中公開。
[0004]但是，在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)降低有害廢氣排放及燃料消耗特性方面持續(xù)增長的需求顯示，利用現(xiàn)有技術(shù)中的蓄熱系統(tǒng)對(duì)停機(jī)后的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行預(yù)熱，效果仍然不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個(gè)目的是克服至少一些上面提到的問題和缺陷。
[0006]這些及進(jìn)一步的目的都是通過一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱和冷卻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。所述加熱和冷卻系統(tǒng)包括蓄熱回路和散熱回路，其中所述蓄熱回路包括蓄熱容器，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻介質(zhì)存儲(chǔ)于所述蓄熱容器中，并可以流入和流出所述蓄熱容器，所述蓄熱容器具有經(jīng)由例如一容器管道與發(fā)動(dòng)機(jī)的第一冷卻介質(zhì)出口相連的容器入口，以及經(jīng)由例如一容器管道與發(fā)動(dòng)機(jī)的第一冷卻介質(zhì)入口相連的容器出口。所述散熱回路包括用于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻介質(zhì)流動(dòng)的散熱器，所述散熱器具有散熱器入口和散熱器出口。所述散熱器入口，例如經(jīng)由上游散熱器管道，與發(fā)動(dòng)機(jī)的第二冷卻介質(zhì)出口相連，所述散熱器出口，例如經(jīng)由下游的散熱器管道，與發(fā)動(dòng)機(jī)的第二冷卻介質(zhì)入口相連。所述上游散熱器管道和下游散熱器管道之間由旁通管道連接，該旁通管道允許冷卻介質(zhì)旁通繞過所述散熱器；以及設(shè)置在所述第二冷卻介質(zhì)出口處所述上游散熱器管道中并連接到所述旁通管道的恒溫控制閥，其中所述恒溫控制閥適于將冷卻介質(zhì)流導(dǎo)至散熱器和/或?qū)е僚酝ü艿?，其中所述旁通管道中設(shè)有截止閥。
[0007]這些及進(jìn)一步的目的還通過一種控制上述加熱和冷卻系統(tǒng)的方法來實(shí)現(xiàn)。所述加熱和冷卻系統(tǒng)包括蓄熱回路和散熱回路，其中所述蓄熱回路包括存儲(chǔ)有發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻介質(zhì)并允許其流入和流出的蓄熱容器。所述蓄熱容器具有經(jīng)由例如一容器管道與發(fā)動(dòng)機(jī)的第一冷卻介質(zhì)出口相連的容器入口，以及經(jīng)由例如一容器管道與發(fā)動(dòng)機(jī)的第一冷卻介質(zhì)入口相連的容器出口。所述散熱回路包括用于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻介質(zhì)流動(dòng)的散熱器，所述散熱器具有散熱器入口和散熱器出口，所述散熱器入口，例如經(jīng)由上游散熱器管道，與發(fā)動(dòng)機(jī)的第二冷卻介質(zhì)出口相連，所述散熱器出口，例如經(jīng)由下游散熱器管道，與發(fā)動(dòng)機(jī)的第二冷卻介質(zhì)入口相連。所述上游散熱器管道和下游散熱器管道之間由旁通管道連接，該旁通管道允許冷卻介質(zhì)旁通繞過所述散熱器；以及設(shè)置在所述第二冷卻介質(zhì)出口處所述上游散熱器管道中并連接到所述旁通管道的恒溫控制閥，所述恒溫控制閥利用設(shè)置在旁通管道中用于控制所有流經(jīng)所述旁通管道和所述恒溫控制閥的冷卻介質(zhì)流的截止閥將冷卻介質(zhì)流導(dǎo)至散熱器和/或?qū)е僚酝ü艿馈?br>[0008]在一些實(shí)施例中，所述截止閥用來切斷所有流經(jīng)所述旁通管道的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻介質(zhì)流，直到所述蓄熱容器被預(yù)定溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻介質(zhì)再次填充。
[0009]在一些實(shí)施例中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻介質(zhì)的溫度等于或高于預(yù)定溫度時(shí)，所述截止閥適于打開用于使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻介質(zhì)流過所述旁通管道，以使得打開所述恒溫控制閥。
[0010]在一些實(shí)施例中，所述截止閥適于切斷所有流經(jīng)所述旁通管道的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻介質(zhì)流，直到達(dá)到所述蓄熱容器的預(yù)定填充溫度，所述溫度高于恒溫控制閥的開啟溫度。
[0011]在一些實(shí)施例中，所述截止閥適于切斷所有流經(jīng)所述旁通管道的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻介質(zhì)流，直到所述蓄熱容器的預(yù)定(或目標(biāo))填充溫度穩(wěn)定/達(dá)到。
[0012]在一些實(shí)施例中，所述蓄熱回路和散熱回路之間連接中間管道，并且在所述中間管道中設(shè)置有第二截止閥。
[0013]在一些實(shí)施例中，所述第二截止閥適于切斷所有從發(fā)動(dòng)機(jī)的油冷卻器流向所述散熱回路的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻介質(zhì)流，直到所述蓄熱容器再次填充預(yù)定溫度高于恒溫控制閥的開啟溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻介質(zhì)。
[0014]在一些實(shí)施例中，所述第二截止閥適于切斷所有從發(fā)動(dòng)機(jī)的油冷卻器流向所述散熱回路的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻介質(zhì)流，直到發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻介質(zhì)的溫度等于或高于所述預(yù)定溫度。
[0015]在一些實(shí)施例中，控制加熱和冷卻系統(tǒng)的方法是這樣實(shí)現(xiàn)的，利用所述截止閥切斷所有流經(jīng)所述旁通管道的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻介質(zhì)流，直到所述蓄熱容器再次填充預(yù)定溫度高于恒溫控制閥的開啟溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻介質(zhì)。
[0016]在一些實(shí)施例中，控制加熱和冷卻系統(tǒng)的方法是這樣實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻介質(zhì)的溫度等于或高于所述恒溫控制的開啟溫度時(shí)，打開所述截止閥，使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻介質(zhì)流經(jīng)所述旁通管道，以使得打開所述恒溫控制閥。
[0017]在一些實(shí)施例中，控制加熱和冷卻系統(tǒng)的方法是這樣實(shí)現(xiàn)的，通過所述截止閥切斷所有流經(jīng)所述旁通管道的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻介質(zhì)流，直到達(dá)到所述蓄熱容器的預(yù)定填充溫度。該溫度高于所述恒溫控制的開啟溫度。
[0018]上述創(chuàng)造性的系統(tǒng)、控制所述系統(tǒng)的方法及其實(shí)施方式具有如下的效果和優(yōu)點(diǎn)。在發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和預(yù)熱期間，通過限制恒溫器區(qū)域的流量，即圍繞所述恒溫器的流量，來阻止熱的冷卻介質(zhì)到達(dá)散熱系統(tǒng)中的恒溫器，由此可以達(dá)到一個(gè)明顯更高的填充保溫瓶(即蓄熱容器)的溫度，所述溫度高于所述恒溫控制閥的開啟溫度。根據(jù)本發(fā)明，所述截止閥切斷所有流經(jīng)所述旁通管道的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻介質(zhì)，直到至少一個(gè)用于蓄熱容器的控制閥關(guān)閉。關(guān)閉之后，即熱的冷卻介質(zhì)不再流入和流出所述蓄熱容器后，在蓄熱容器中的溫度達(dá)到高于所述恒溫控制閥的開啟溫度的預(yù)定溫度后，可以在蓄熱容器中的特定體積/重量中存儲(chǔ)比目前可能存儲(chǔ)的更多的熱能量，且可以提高容器(即保溫瓶)填充的時(shí)間，直到不再有熱量可用為止，典型地，可以比現(xiàn)有技術(shù)中的系統(tǒng)延長24小時(shí)。
[0019]本發(fā)明的構(gòu)思是，在當(dāng)今現(xiàn)代車輛中的組裝空間稀缺，也就是說，所有蓄熱容器的尺寸無法增加，至少不能很大程度地增加或花費(fèi)更多成本地增加的情況下，利用系統(tǒng)中的蓄熱容器，并從蓄熱容器占有的空間中獲得最多的能量。因此，當(dāng)對(duì)所述創(chuàng)造性的冷卻系統(tǒng)中的蓄熱容器進(jìn)行填充時(shí)，在打開恒溫器讓冷卻介質(zhì)流入車輛中較大的散熱系統(tǒng)之前，進(jìn)入蓄熱容器的冷卻介質(zhì)可以達(dá)到可能的最高溫度。發(fā)明者已經(jīng)意識(shí)到，由于冷卻介質(zhì)存儲(chǔ)器或保溫瓶的尺寸大致上是固定的，存儲(chǔ)冷卻介質(zhì)的保溫瓶中的溫度就決定了存儲(chǔ)熱量的多少，溫度越高，存儲(chǔ)的熱量就越多，以在下次啟動(dòng)時(shí)用來改善發(fā)動(dòng)機(jī)的排放和燃油消耗。
[0020]現(xiàn)有的系統(tǒng)在低于恒溫器開啟溫度的溫度，典型的在85°C (如果恒溫器在90°C時(shí)開啟)對(duì)蓄熱容器，即存儲(chǔ)冷卻介質(zhì)的保溫瓶進(jìn)行填充。通過將蓄熱容器的填充溫度提高到上面的溫度，也就是說，高于本發(fā)明中恒溫控制閥的開啟溫度，如果環(huán)境溫度大約為20°C，那么存儲(chǔ)的能量將從(85-20 = ΔΤ，攝氏度/開氏溫度)*(乘以)m(質(zhì)量