發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制閥、發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)以及汽車的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制閥、發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)以及汽車，其中發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制閥包括閥殼體，所述閥殼體限定：第一入口和第二入口以及至少一個出口；其中，第一球閥設(shè)置成控制從所述第一入口進(jìn)入的流體流量，并且第二球閥設(shè)置成控制從所述第二入口進(jìn)入的流體流量，其中所述第一球閥和所述第二球閥的球形閥芯布置在同一軸上，并隨該軸轉(zhuǎn)動以調(diào)節(jié)第一入口流量和第二入口流量。根據(jù)本實(shí)用新型的發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制閥能精確控制冷卻系統(tǒng)各個流路的流量以適應(yīng)發(fā)動機(jī)的各種工況。
【專利說明】
發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制閥、發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)以及汽車
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及發(fā)動機(jī)冷卻技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本實(shí)用新型涉及一種發(fā)動機(jī)冷 卻液流量控制閥、設(shè)有該控制閥的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)以及設(shè)有該冷卻系統(tǒng)的汽車。
【背景技術(shù)】
[0002] 針對越來越嚴(yán)峻的油耗和排放法規(guī)要求，發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)除了需要實(shí)現(xiàn)"冷卻"發(fā) 動機(jī)的基本功能，還必須要能夠?qū)Πl(fā)動機(jī)的熱量進(jìn)行精確地管理，以達(dá)到降低油耗和排放 的目的。
[0003] 在發(fā)動機(jī)正常工作過程中，期望能夠根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷來調(diào)整冷卻液的溫 度和流量，兼顧發(fā)動機(jī)耐久性與性能、油耗和排放的需求。
[0004] 在傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)中，多使用節(jié)溫器來控制冷卻液的方向、壓力和流量，其 在控制精確度，波動，控制能力范圍和公差等方面有所欠缺。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制閥、發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)以及汽 車，其能夠精確控制冷卻系統(tǒng)各個流路的流量以適應(yīng)發(fā)動機(jī)的各種工況。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供了一種發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制 閥，其包括閥殼體，所述閥殼體限定：
[0007] 第一入口和第二入口以及至少一個出口；
[0008] 其中，第一球閥設(shè)置成控制從所述第一入口進(jìn)入的流體流量，并且第二球閥設(shè)置 成控制從所述第二入口進(jìn)入的流體流量，其中所述第一球閥和所述第二球閥的球形閥芯布 置在同一軸上，并隨該軸轉(zhuǎn)動以調(diào)節(jié)第一入口流量和第二入口流量。
[0009] 可選地，在上述發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制閥中，所述至少一個出口包括第一出口，第 三球閥設(shè)置成控制從所述第一出口離開的流體流量。
[0010] 可選地，在上述發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制閥中，所述第三球閥的球形閥芯和所述第 一球閥以及第二球閥的球形閥芯布置在同一軸上。
[0011] 可選地，在上述發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制閥中，所述第一球閥、第二球閥以及第三球 閥設(shè)置成在暖機(jī)狀態(tài)下，所述第一球閥部分打開而所述第二球閥以及第三球閥完全關(guān)閉。
[0012] 可選地，在上述發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制閥中，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)冷卻液流量 控制閥還包括溫度傳感器，所述軸基于所述溫度傳感器的溫度信號由電機(jī)促動。
[0013] 可選地，在上述發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制閥中，所述至少一個出口還包括第二出口 以及第三出口。
[0014] 根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供了一種發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)，其中所述發(fā)動機(jī)冷卻系 統(tǒng)包括上述任一種發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制閥，所述發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制閥的第一入口缸 蓋水套連通，所述第二入口與缸體水套連通，所述至少一個出口包括第一出口，所述第一出 口與第三流路連通，所述第三流路上設(shè)有散熱器。
[0015] 可選地，在上述發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)中，所述至少一個出口還包括第二出口，所述第二 出口與第一流路連通，所述第一流路上設(shè)有暖風(fēng)芯體，EGR冷卻器。
[0016] 可選地，在上述發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)中，所述至少一個出口還包括第三出口，所述第三 出口與第二流路連通，所述第二流路上設(shè)有發(fā)動機(jī)油冷器和變速箱油冷器。
[0017] 可選地，在上述發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)中，所述第一流路、第二流路以及第三流路會聚并 與栗連通，所述栗進(jìn)一步分別與所述缸體水套和缸蓋水套連通。
[0018] 根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供了一種汽車，所述汽車包括上述任一種發(fā)動機(jī)冷 卻系統(tǒng)。
[0019] 根據(jù)本實(shí)用新型的發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制閥、發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)以及汽車能夠精確 控制冷卻系統(tǒng)各個流路的流量以適應(yīng)發(fā)動機(jī)的各種工況，實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)的降低油耗和排放的 目的。
【附圖說明】

[0020] 通過結(jié)合附圖來閱讀以下詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的原理將變得更顯而易見，其中：
[0021] 圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制閥的爆炸圖；
[0022] 圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0023] 圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制閥在各個狀態(tài)下 的開閉狀態(tài)。
[0024]【具體實(shí)施方式】：
[0025]容易理解，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，在不變更本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)精神下，本領(lǐng)域 的一般技術(shù)人員可以提出可相互替換的多種結(jié)構(gòu)方式以及實(shí)現(xiàn)方式。因此，以下具體實(shí)施 方式以及附圖僅是對本實(shí)用新型的技術(shù)方案的示例性說明，而不應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型的全 部或者視為對本實(shí)用新型技術(shù)方案的限定或限制。
[0026]在本說明書中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、頂部、底部等 方位用語是相對于各附圖中所示的構(gòu)造進(jìn)行定義的，它們是相對的概念，因此有可能會根 據(jù)其所處不同位置、不同使用狀態(tài)而進(jìn)行相應(yīng)地變化。所以，也不應(yīng)當(dāng)將這些或者其他的方 位用語解釋為限制性用語。
[0027] 首先參考圖1，其示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制 閥一種發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制閥10的爆炸圖，其包括閥殼體100，閥殼體100限定:第一入口 121和第二入口 122以及至少一個出口；第一球閥設(shè)置成控制從第一入口 121進(jìn)入的流體流 量，并且第二球閥設(shè)置成控制從第二入口 122進(jìn)入的流體流量，其中第一球閥的球形閥芯 112和第二球閥113的球形閥芯布置在同一軸111上，并隨該軸111轉(zhuǎn)動以調(diào)節(jié)第一入口流量 和第二入口流量。
[0028] 在圖1中示出了第一球閥的球形閥芯112和第二球閥的球形閥芯113處于與閥座分 離的狀態(tài)，但在組裝后，第一球閥的球形閥芯112和第二球閥的球形閥芯113就位以與各自 的閥座(例如限定在閥殼體100內(nèi)側(cè))協(xié)作以控制從第一入口 121和第二入口 122進(jìn)入閥的冷 卻流體的流量。
[0029] 在一個實(shí)施例中，閥殼體100還限定第一出口 141，第一出口 141可連接至散熱器 (或也稱為大循環(huán)散熱器）。在一個實(shí)施例中，第三球閥設(shè)置成控制從第一出口流出閥的流 體流量。盡管未示出，但可以構(gòu)思，第三球閥的球形閥芯與第一球閥和第二球閥的球形閥芯 布置在同一軸110上，例如在第二球閥的球形閥芯113的更右側(cè)。在球形閥芯組裝后，其與閥 座協(xié)作以控制從第一出口流出閥的流體流量。
[0030] 在一個實(shí)施例中，軸111由電機(jī)110促動電機(jī)110還包括電子單元以接受各種控制 信號以便使軸111旋轉(zhuǎn)至期望的角度位置上，而軸111借助于各個球形閥芯來控制各個入口 或出口的流量。
[0031] 在一個實(shí)施例中，閥殼體100還限定其他出口，例如第二出口 123和第三出口 124。 盡管圖中第二出口 123和第三出口 124形成為一體，但在備選實(shí)施例中，它們也可以分開形 成。第二出口 123和第三出口 124分別與其他流路連接，這將在下文中詳述。第二出口 123和 第三出口 124通常不再設(shè)置閥，其流量可由其他閥輔助調(diào)節(jié)，但在備選實(shí)施例中，球閥可選 擇性地布置在第一出口、第二出口和第三出口上或第一出口、第二出口和第三出口都不布 置閥。
[0032] 在一個實(shí)施例中，溫度傳感器151設(shè)置在閥上以用于感測閥體內(nèi)流體的溫度信號 以便根據(jù)下文所詳細(xì)記載的方式進(jìn)行各種調(diào)節(jié)。
[0033] 在一個實(shí)施例中，冷卻液流量控制閥10在其第一側(cè)通過螺栓連接到發(fā)動機(jī)的冷卻 流路上，密封件125在它們之間起到防止流體泄漏的密封作用。冷卻液流量控制閥10在其第 二側(cè)上與管體件130連接，密封件126在它們之間起到防止流體泄漏的密封作用。管體件130 限定分別與第二出口 123和第三出口 124連通的流路。流體基本從第一入口和第二入口進(jìn)入 冷卻液流量控制閥10,并從第一出口 141、第二出口 123以及第三出口 124離開冷卻液流量控 制閥10。
[0034] 現(xiàn)在參考圖2,其示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 不意圖。該系統(tǒng)包括冷卻液流量控制閥10 (也稱為熱管理模塊），該冷卻液流量控制閥10的 第一入口缸蓋水套311連通，第二入口與缸體水套313連通，至少一個出口包括第一出口，第 一出口與第三流路連通，第三流路上設(shè)有散熱器341。第一球閥32控制從缸蓋水套311以及 集成式排氣歧管312進(jìn)入冷卻液流量控制閥10的流體流量，而第二球閥33控制從缸體水套 313進(jìn)入冷卻液流量控制閥10的流體流量。未進(jìn)入進(jìn)入冷卻液流量控制閥10的冷卻液體可 通過循環(huán)經(jīng)過水箱35回到栗3。而缸體水套313中的部分流體經(jīng)過可選地渦輪系統(tǒng)38并經(jīng)過 EGR(排氣再循環(huán))冷卻器361循環(huán)回到栗3。
[0035] 從冷卻液流量控制閥10離開的流體從第一流路、第二流路和第三流路返回栗3并 循環(huán)。經(jīng)過第三流路的流體流量由第三球閥34控制，流體通過第三球閥流出后經(jīng)過散熱器 341并返回栗3。
[0036]在一個實(shí)施例中，從第二出口離開的流體通過第一流路返回栗，第一流路上設(shè)有 暖風(fēng)芯體36，EGR冷卻器361。
[0037]在一個實(shí)施例中，從第三出口離開的流體通過第二流路返回栗，第二流路上設(shè)有 發(fā)動機(jī)油冷器371和變速箱油冷器372。
[0038]第一流路、第二流路以及第三流路會聚并與栗3連通，栗3進(jìn)一步分別與所述缸體 水套313和缸蓋水套311連通。應(yīng)當(dāng)理解，各個流路中器件的布置順序不限于圖中所示，其中 各個器件可更改排序，只要該更改排序是合理的。
[0039]現(xiàn)在結(jié)合參考表1和圖3來理解根據(jù)本實(shí)用新型的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的示例性工作 方式。其中表1記載一種控制策略，包括對應(yīng)于各種工況的模式1-5,各種工況下的溫度，球 閥狀態(tài)，以及變速箱機(jī)油換熱情況。而圖3示出了對應(yīng)于模式1-5的軸轉(zhuǎn)角，以及于軸轉(zhuǎn)角對 應(yīng)的閥的開度。應(yīng)當(dāng)理解，對于球閥而言，本領(lǐng)域技術(shù)人員可容易地實(shí)現(xiàn)軸轉(zhuǎn)角和閥開度的 各種對應(yīng)關(guān)系，故具體如何實(shí)現(xiàn)圖3中的對應(yīng)關(guān)系并不在本文中詳述。
[0040]表1:
[0042] 在一個實(shí)施例中，第一球閥、第二球閥以及第三球閥設(shè)置成在暖機(jī)模式2下，所述 第一球閥部分打開而所述第二球閥以及第三球閥完全關(guān)閉。
[0043] 本實(shí)用新型的有益效果在于：
[0044] 1)與現(xiàn)有的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)相比較，本實(shí)用新型的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)通過設(shè)置不同 的流路來針對發(fā)動機(jī)缸體和缸蓋單獨(dú)進(jìn)行冷卻，可以將缸蓋保持在更低的溫度以保證耐久 性要求、提高充氣效率，同時使缸體保持較高溫度；
[0045] 2)此外，可以對缸體溫度實(shí)現(xiàn)精確的控制；
[0046] 3)另外，采用本實(shí)用新型的冷卻液流量控制閥，能夠在發(fā)動機(jī)冷啟動暖機(jī)模式下 通過使冷卻液只集中流經(jīng)缸蓋水套而不必流經(jīng)缸體水套，實(shí)現(xiàn)快速暖機(jī)，從而能進(jìn)一步提 高潤滑油溫度、降低摩擦損失、改善燃燒和油耗性能、降低排放，提升發(fā)動機(jī)性能；
[0047] 4)在部分負(fù)載和高復(fù)雜模式下可實(shí)時地通過溫度反饋來進(jìn)行PID(比例積分微分） 調(diào)節(jié)軸角度以便優(yōu)化發(fā)動機(jī)冷卻策略，實(shí)現(xiàn)能量的更有效回收。
[0048] 根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)和冷卻液流量控制閥可以實(shí)現(xiàn)分別 對發(fā)動機(jī)缸蓋和缸體冷卻液通道流量的精確控制，以及真正意義上的〃零〃流量控制，更加 合理地控制并保持缸蓋和缸體的溫度，在冷啟動過程中有效利用排氣能量，快速提高發(fā)動 機(jī)冷卻液和潤滑油溫度、降低摩擦損失、改善燃燒，從而實(shí)現(xiàn)降低燃油消耗和降低排放的目 的。
[0049] 此外，該電控流量控制閥也取代了傳統(tǒng)節(jié)溫器的功能，能夠?qū)Πl(fā)動機(jī)大小循環(huán)進(jìn) 行控制，合理儲存和散出發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的熱量;流量控制閥還能控制發(fā)動機(jī)機(jī)油冷卻器和變 速箱油冷器通道，根據(jù)具體管路特性需求提供流量，以滿足在冷啟動過程中快速加熱機(jī)油， 降低摩擦目的;控制暖風(fēng)芯體管路通道的流量，滿足駕駛艙乘客對暖風(fēng)舒適性要求。
[0050] 本實(shí)用新型還旨在保護(hù)一種汽車，該汽車包括上述發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)或上述發(fā)動機(jī) 冷卻液流量控制閥10。
[0051] 以上所描述的具體實(shí)施例僅為了更清楚地描述本實(shí)用新型的原理，其中將各個部 件具體化而使本實(shí)用新型的原理更容易理解。在不脫離本實(shí)用新型的范圍的情況下，本領(lǐng) 域的技術(shù)人員可容易地對本實(shí)用新型進(jìn)行各種修改。故應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)用新型的范圍 不應(yīng)由以上具體實(shí)施例限制。
【主權(quán)項】
1. 一種發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制閥，其包括閥殼體，所述閥殼體限定： 第一入口和第二入口以及至少一個出口； 其特征在于，第一球閥設(shè)置成控制從所述第一入口進(jìn)入的流體流量，并且第二球閥設(shè) 置成控制從所述第二入口進(jìn)入的流體流量，其中所述第一球閥和所述第二球閥的球形閥芯 布置在同一軸上，并隨該軸轉(zhuǎn)動以調(diào)節(jié)第一入口流量和第二入口流量。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制閥，其特征在于，所述至少一個出口包 括第一出口，第三球閥設(shè)置成控制從所述第一出口尚開的流體流量。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制閥，其特征在于，所述第三球閥的球形 閥芯和所述第一球閥以及第二球閥的球形閥芯布置在同一軸上。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制閥，其特征在于，所述第一球閥、第二 球閥以及第三球閥設(shè)置成在暖機(jī)狀態(tài)下，所述第一球閥部分打開而所述第二球閥以及第三 球閥完全關(guān)閉。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制閥，其特征在于，所述發(fā) 動機(jī)冷卻液流量控制閥還包括溫度傳感器，所述軸基于所述溫度傳感器的溫度信號由電機(jī) 促動。6. 根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制閥，其特征在于，所述至 少一個出口還包括第二出口以及第三出口。7. -種發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)包括如權(quán)利要求1至6中任 一項所述的發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制閥，所述發(fā)動機(jī)冷卻液流量控制閥的所述第一入口與缸 蓋水套連通，所述第二入口與缸體水套連通，所述至少一個出口包括第一出口，所述第一出 口與第三流路連通，所述第三流路上設(shè)有散熱器。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個出口還包括第二 出口，所述第二出口與第一流路連通，所述第一流路上設(shè)有暖風(fēng)芯體，EGR冷卻器。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個出口還包括第三 出口，所述第三出口與第二流路連通，所述第二流路上設(shè)有發(fā)動機(jī)油冷器和變速箱油冷器。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述第一流路、第二流路以及 第三流路會聚并與栗連通，所述栗進(jìn)一步分別與所述缸體水套和缸蓋水套連通。11. 一種汽車，其特征在于，所述汽車包括如權(quán)利要求7-10中任一項所述的發(fā)動機(jī)冷卻 系統(tǒng)。
【文檔編號】F01P3/20GK205714398SQ201620462186
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】唐寧, 宋宏利, 黃春生, 于述亮, 陳書航, 顧加春, 韋浩, 王立新
【申請人】上汽通用汽車有限公司, 泛亞汽車技術(shù)中心有限公司