冷却液控制阀单元及具有该控制阀单元的发动机冷却系统的制作方法

本申请要求于2017年11月10日在韩国知识产权局提出的韩国专利申请号为10-2017-0149124的优先权，其全部内容通过引用纳入本文。

本申请涉及一种冷却液控制阀单元及具有该冷却液控制阀单元的发动机冷却系统，其中冷却液供应到汽缸体和汽缸盖，并且所供应的冷却液分配到冷却部件以减少发动机的预热时间和燃料消耗。

背景技术：

发动机通过燃烧燃料而产生转矩，并将燃烧燃料的热能排出到外部。特别地，冷却液在循环通过发动机时吸收热能，并通过散热器将吸收的热能消散到外部。

如果发动机冷却液温度偏低导致机油粘度提高，通常会使摩擦力和燃料消耗增加，并且排放气体的温度上升缓慢，从而延后催化器活化的时间并使排放气体的质量变差。此外，用于将加热器功能恢复到正常水平的时间通常花费较长。

如果发动机的冷却液温度过高，则可能发生爆震，并且如果调整点火正时以抑制爆震，则发动机的性能将可能变差。而且，如果润滑油(机油)温度过高，润滑作用可能变差。

因此，所提出的解决方案是利用冷却液控制阀单元来控制多个冷却元件，使得冷却液温度在发动机特定的部分较高，而在发动机的另一部分较低。

同时，为了通过使用一个冷却液控制阀单元控制分配到散热器、加热器以及机油冷却器的冷却液，设置了多个阀门以及分别提升这些阀门的凸轮。

上述方案的结果是，在凸轮和阀门之间产生摩擦磨损从而在凸轮和阀门之间形成间隙，因此耐久性可能变差而且维修成本增加。

公开于背景技术部分的上述信息仅仅旨在加深对本申请背景技术的理解，因此其可以包含不构成在本国已为本领域技术人员所公知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本申请的目的是提供一种冷却液控制阀单元以及具有该冷却液控制阀单元的发动机冷却系统，其中，由形成有阀门的阀杆和凸轮所产生的摩擦磨损减少，从而提高耐久性并提高控制精度。

根据本申请的示例性实施方案的冷却液控制阀单元包括：阀壳，其至少包括第一通道和第二通道，所述第一通道和第二通道布置在预定的位置，并且冷却液在所述第一通道和第二通道中流动；第一阀门和第二阀门，所述第一阀门设置为打开和关闭所述第一通道，所述第二阀门设置为打开和关闭所述第二通道；第一阀杆和第二阀杆，所述第一阀杆和第二阀杆分别与所述第一阀门和第二阀门相联接，并延伸到第一阀门和第二阀门的移动方向；驱动板，所述驱动板的一个表面与所述第一阀杆和第二阀杆的端部相连接；以及致动器，其推动和拉动所述驱动板以使第一阀门和第二阀门能够打开和关闭第一通道和第二通道；其中，所述第一通道和第二通道分别具有预定的第一长度h1和预定的第二长度h2，使得在致动器通过驱动板推动第一阀门和第二阀门时，首先第一通道打开，并且然后第二通道打开。

根据本申请的示例性实施方案的冷却液控制阀单元进一步可以包括：第三阀门，其设置为打开和关闭形成于所述阀壳的第三通道；第三阀杆，其与所述第三阀门相连接，并延伸到第三阀门的移动方向，并且第三阀杆的端部与驱动板的一个表面相连接；其中，第三通道具有预定的第三长度h3，使得在致动器通过驱动板推动第一阀门、第二阀门以及第三阀门时，首先第一通道打开，然后第二通道打开，并且然后第三通道打开。

所述第二长度h2可以大于所述第一长度h1，并且所述第三长度h3可以大于所述第二长度h2。

所述阀壳可以设置有入口，冷却液通过所述入口进入到第一阀门、第二阀门以及第三阀的一侧。

所述阀壳可以包括：第一出口，通过第一阀门的打开经过第一通道的冷却液从所述第一出口流出；第二出口，通过第二阀门的打开经过第二通道的冷却液从所述第二出口流出；以及第三出口，通过第三阀门的打开经过第三通道的冷却液从所述第三出口流出。

根据本申请的示例性实施方案的冷却液控制阀单元进一步可以包括：驱动杆，其与所述驱动板的另一表面相连接；以及致动器，其可以推动或拉动所述驱动杆。

根据本申请的示例性实施方案的发动机冷却系统，包括：汽缸盖，其布置在汽缸体上；以及冷却液控制阀单元，其布置在汽缸盖的冷却液出口处，从汽缸盖和汽缸体流出的冷却液供应到所述冷却液控制阀单元，并且所述冷却液控制阀单元将供应的冷却液分配到冷却液部件；其中，所述冷却液控制阀单元包括：阀壳，其至少包括第一通道和第二通道，所述第一通道和第二通道布置在预定的位置，并且冷却液在所述第一通道和第二通道中流动；第一阀门和第二阀门，所述第一阀门设置为打开和关闭所述第一通道，所述第二阀门设置为打开和关闭所述第二通道；第一阀杆和第二阀杆，所述第一阀杆和第二阀杆分别与所述第一阀门和第二阀门相连接，并延伸到第一阀门和第二阀门的移动方向；驱动板，所述驱动板的一个表面与所述第一阀杆和第二阀杆的端部相连接；以及致动器，其推动和拉动所述驱动板以使第一阀门和第二阀门能够打开和关闭第一通道和第二通道；其中，所述第一通道和第二通道分别具有预定的第一长度h1和预定的第二长度h2，使得在致动器通过驱动板推动第一阀门和第二阀门时，首先第一通道打开，并且然后第二通道打开。

根据本申请的示例性实施方案的发动机冷却系统，进一步可以包括：第三阀门，其设置为打开和关闭形成于所述阀壳的第三通道；第三阀杆，其与所述第三阀门相连接，并延伸到第三阀门的移动方向，并且第三阀杆的端部与驱动板的一个表面相连接；其中，第三通道具有预定的第三长度h3，使得在致动器通过驱动板推动第一阀门、第二阀门以及第三阀门时，首先第一通道打开，然后第二通道打开，并且然后第三通道打开。

所述第二长度h2可以大于所述第一长度h1，并且所述第三长度h3可以大于所述第二长度h2。

所述阀壳设置有入口，冷却液通过所述入口进入到第一阀门、第二阀门以及第三阀的一侧。

所述阀壳可以包括：第一出口，通过第一阀门的打开经过第一通道的冷却液从所述第一出口流出；第二出口，通过第二阀门的打开经过第二通道的冷却液从所述第二出口流出；以及第三出口，通过第三阀门的打开经过第三通道的冷却液从所述第三出口流出。

根据本申请的示例性实施方案的发动机冷却系统，进一步可以包括：驱动杆，其与所述驱动板的另一表面相连接；以及致动器，其可以推动或拉动所述驱动杆。

所述第一通道可以与低压egr冷却器和加热器相连接，所述低压egr冷却器冷却从排气管路再循环到进气管路的排放气体，所述加热器布置为使车辆的室内空气变暖。

所述第二通道可以与egr阀和机油冷却器相连接，所述egr阀安装于egr管路以控制再循环的排放气体的流量，所述机油冷却器布置为冷却在汽缸体和汽缸盖中循环的机油。

所述第三通道可以与散热器相连接，所述散热器将冷却液的热量散发到外部。

根据本申请的示例性的实施方案，所述冷却液控制阀单元具有同时提升多个阀门的结构，并且可以解决凸轮和阀杆之间的磨损的问题。

此外，通过减少在凸轮和阀杆之间产生的磨损，可以提高冷却液控制阀单元的耐久性。

另外，部件之间的连接结构可以简化，从而减轻重量并降低生产成本。

附图说明

图1为根据本申请的示例性实施方案的发动机冷却系统的框图。

图2为根据本申请的示例性实施方案的冷却液控制阀单元中的第一通道、第二通道以及第三通道关闭状态的横截面视图。

图3为根据本申请的示例性实施方案的冷却液控制阀单元中的第一通道打开状态的横截面视图。

图4为根据本申请的示例性实施方案的冷却液控制阀单元中的第一通道和第二通道打开状态的横截面视图。

图5为根据本申请的示例性实施方案的冷却液控制阀单元中的第一通道、第二通道以及第三通道打开状态的横截面视图。

图6为根据本申请的示例性的实施方案的冷却液控制阀单元的打开策略的示意图。

具体实施方式

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(suv)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。

本文所用的术语仅为了描述特定实施例的目的，并不旨在限制本申请。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚的说明。还将理解当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，指明存在所述特征、数值、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或加入一种或多种其他的特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其群体。正如本文所述的，术语“和/或”包括一种或多种相关列举项目的任何和所有组合。在整个说明书中，除非明确地相反描述，术语“包括”和变化形式例如“包含”或“包括有”应被理解为暗示包含所述元件但是不排除任何其它元件。此外，在说明书中描述的术语“单元”，“器件”，“部件”和“模块”意为用于执行至少一个功能和操作的单元，并且可以由硬件组件或者软件组件以及它们的组合来实现。

此外，本申请的控制逻辑可以实施为计算机可读介质上的非瞬态计算机可读介质，其包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括但不限于rom、ram、光碟(cd)-rom、磁带、软盘、闪盘驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读介质还可以分布在网络联接的计算机系统上，使得计算机可读介质例如通过远程信息处理服务器或控制器区域网络(controllerareanetwork，can)以分布方式存储和执行。

下面将参考附图对本申请的示例性实施方案进行详细描述。

图1为根据本申请的示例性实施方案的发动机冷却系统的框图。

参考图1，发动机冷却系统包括：汽缸盖100、缸盖密封垫105、汽缸体110、缸体冷却液温度传感器115、冷却液控制阀单元120、阀冷却液温度传感器130、安全阀135、储液箱170、低压egr冷却器125、加热器140、散热器145、egr阀150、机油冷却器155以及冷却液泵160。

所述汽缸盖100设置在所述汽缸体110上，并且所述缸盖密封垫105插置在汽缸盖100和汽缸体110之间。

所述冷却液泵160安装在汽缸体110的一侧，并且所述冷却液控制阀单元120可以安装在汽缸盖100的另一侧。

冷却液泵160泵送的冷却液供应到汽缸体110内部的一侧，泵送到汽缸体110的冷却液的一部分经过缸盖密封垫105并供应到汽缸盖100内部的一侧，而冷却液的剩余的量流动到汽缸体110内部的另一侧。

流动到汽缸体110内部的另一侧的冷却液上升为经过缸盖密封垫105，并供应到安装在汽缸盖100的另一侧的冷却液控制阀单元120。

供应到汽缸盖100内部的一侧的冷却液流动到汽缸盖100的内部的另一侧，并供应到安装在汽缸盖100的另一侧的冷却液控制阀单元120。

冷却液控制阀单元120可以控制经过汽缸体110流出的冷却液，并且，根据冷却液泵160的操作，经过汽缸盖100流出的冷却液始终循环到冷却液控制阀单元120。

检测经过汽缸体110的冷却液的温度的缸体冷却液温度传感器115设置在汽缸体110中，而检测经过冷却液控制阀单元120的冷却液的温度的阀冷却液温度传感器130设置在冷却液控制阀单元120中。

冷却液控制阀单元120控制分配到低压egr冷却器125和加热器140的冷却液，还控制分配到散热器145的冷却液，并始终将冷却液分配到低压egr冷却器125和机油冷却器155。

egr管路(未显示)形成为从涡轮增压器(未显示)的下游侧分出并合并到进气管路，并且低压egr冷却器125设置在egr管路上以冷却再循环的排放气体(egr气体)，而加热器140设置为使车辆的室内空气变暖。

散热器145布置为将冷却液的热量散发到外部，egr阀150控制在egr管路中的egr气体的流量，并且机油冷却器155布置为冷却在发动机中循环的机油。

在冷却液控制阀单元120中，储液箱170布置在从与散热器145相连接的冷却液管路分出的单独的管路上，并且储液箱170收集包含在冷却液中的气泡或者将冷却液补充到冷却系统。

安全阀135为通过冷却液温度操作的节温器，并且当冷却液控制阀单元120发生故障且冷却液温度过热的时候，与散热器145相连接的旁通通道打开。因此，当安全阀135操作的时候，冷却液循环到散热器145。

在本申请的示例性实施方案中，冷却液部件基本上涉及使用冷却液的部件，并且冷却液部件可以包括汽缸盖、汽缸体、机油冷却器、egr冷却器、加热器、散热器、变速器油预热器以及egr阀等等。

图2为根据本申请的示例性实施方案的冷却液控制阀单元中的第一通道、第二通道以及第三通道关闭状态的横截面视图。

参考图2，冷却液控制阀单元120包括：阀壳230、第一通道220a、第二通道220b、第三通道220c、阀门235、阀杆215、驱动板210、驱动杆205、致动器200、入口250、第一出口251、第二出口252、第三出口253。

阀门235可以包括第一阀门235a、第二阀门235b以及第三阀门235c，并且阀杆215可以包括第一阀杆215a、第二阀杆215b以及第三阀杆215c。

冷却液从汽缸盖100或者汽缸体110分别地供应到入口250，并且供应的冷却液可以通过第一出口251、第二出口252、第三出口253分配到各个冷却液部件。

第一阀门235a打开第一通道220a以将进入到入口250中的冷却液供应到低压egr冷却器125和加热器140。此外，第二阀门235b打开第二通道220b以将进入到入口250中的冷却液供应到egr阀150和机油冷却器155。另外，第三阀门235c打开第三通道220c以将进入到入口250中的冷却液供应到散热器145。

第一阀杆215a的下端与第一阀门235a的上表面的中央部分相连接，第二阀杆215b的下端与第二阀门235b的上表面的中央部分相连接，并且第三阀杆215c的下端与第三阀门235c的上表面的中央部分相连接。特别地，第一阀杆215a、第二阀杆215b以及第三阀杆215c向上平行地延伸。

第一阀杆215a、第二阀杆215b以及第三阀杆215c的每个上端与驱动板210的下表面相连接，驱动杆205的下端部与驱动板210的上表面的中央部分相连接，并且驱动杆205向上延伸。

致动器200向上拉动或者向下推动驱动杆205，并且致动器200通过第一阀杆215a、第二阀杆215b以及第三阀杆215c，使第一阀门235a、第二阀门235b以及第三阀门235c向上和向下移动。因此，可以控制第一通道220a、第二通道220b以及第三通道220c的每一个的打开状态。

在本申请的示例性的实施方案中，第一通道220a具有第一长度h1，第二通道220b具有第一长度h2，第三通道220c具有第一长度h3。因此，根据驱动板210的移动，第一通道220a打开，然后第二通道220b打开，然后第三通道220c最后打开。

优选地，第三长度h3比第二长度h2长，并且第二长度h2比第一长度h1长。

参考图2，致动器200提升驱动板210，并且第一阀门235a、第二阀门235b以及第三阀门235c关闭第一通道220a、第二通道220b以及第三通道220c。因此，从入口供应的冷却液不分配到冷却液部件。

图3为根据本申请的示例性实施方案的冷却液控制阀单元中的第一通道打开状态的横截面视图。

参考图3，致动器200首先下降驱动板210，然后第一阀门235a打开第一通道220a。在此时，第二阀门235b和第三阀门235c保持关闭第二通道220b和第三通道220c。

因此，通过入口250供应的冷却液供应到低压egr冷却器125和加热器140，但是冷却液不分配到egr阀150、机油冷却器155以及散热器145。

图4为根据本申请的示例性实施方案的冷却液控制阀单元中的第一通道和第二通道打开状态的横截面视图。

参考图4，致动器200进一步下降驱动板210，并且第一阀门235a和第二阀门235b分别地打开第一通道220a和第二通道220b。然后，第三阀门235c保持关闭第三通道220c。

因此，通过入口250供应的冷却液供应到低压egr冷却器125、加热器140、egr阀150以及机油冷却器155，但冷却液不分配到散热器145。

图5为根据本申请的示例性实施方案的冷却液控制阀单元中的第一通道、第二通道以及第三通道打开状态的横截面视图。

参考图5，致动器200进一步下降驱动板210，并且第一阀门235a、第二阀门235b以及第三阀门235c分别地打开第一通道220a、第二通道220b以及第三通道220c。

因此，通过入口250供应的冷却液供应到低压egr冷却器125、加热器140、egr阀150、机油冷却器155以及散热器145。

图6为根据本申请的示例性的实施方案的冷却液控制阀单元的打开策略的示意图。

参考图6，水平轴线显示驱动板210、第一阀杆215a、第二阀杆215b、第三阀杆215c、第一阀门235a、第二阀门235b以及第三阀门235c的阀门行程，单位为毫米。另外，垂直轴线显示第一通道220a、第二通道220b以及第三通道的阀门开度，单位为％。

区域1为零流动区，并且第一阀门235a、第二阀门235b以及第三阀门235c关闭第一通道220a、第二通道220b以及第三通道220c。

区域2为预热区，并且第一阀门235a控制第一通道220a的阀门开度，而第二阀门235b和第三阀门235c关闭第二通道220b和第三通道220c。

区域3为预热区，并且第一阀门235a打开第一通道220a，第二阀门235b控制第二通道220b的阀门开度，而第三阀门235c关闭第三通道220c。

区域4为散热器冷却区，并且第一阀门235a打开第一通道220a，第二阀门235b打开第二通道220b，而第三阀门235c控制第三通道220c的阀门开度。

区域5为最大冷却区，并且第一阀门235a打开第一通道220a，第二阀门235b打开第二通道220b，而第三阀门235c也打开第三通道220c。

区域6为散热器冷却区，并且第一阀门235a打开第一通道220a，第二阀门235b打开第二通道220b，而第三阀门235c控制第三通道220c的阀门开度。

在图6中，阀门开度和行程的示意图显示趋势特征，而且它可能具有与真实数据不同的数据，其用于理解本申请而示出。

根据本申请的示例性的实施方案，冷却液控制阀单元120可以包括阀壳230、第一阀门235a、第二阀门235b、第一阀杆215a和第二阀杆215b、驱动板210以及致动器200，所述阀壳230布置在预定的位置，并且至少包括第一通道220a和第二通道220b，冷却液在所述第一通道220a和第二通道220b中流动；所述第一阀门235a设置为打开和关闭第一通道220a；所述第二阀门235b设置为打开和关闭第二通道220b；所述第一阀杆215a和第二阀杆215b分别与所述第一阀门235a和第二阀门235b相连接，并延伸到第一阀门235a和第二阀门235b的移动方向；所述驱动板210的一个表面与所述第一阀杆215a和第二阀杆215b的端部相连接；所述致动器200推动和拉动所述驱动板210以使第一阀门235a和第二阀门235b能够打开和关闭第一通道220a和第二通道220b；其中，所述第一通道220a和第二通道220b分别具有预定的第一长度h1和预定的第二长度h2，使得在致动器200通过驱动板210推动第一阀门235a和第二阀门235b时，首先第一通道220a打开，并且然后第二通道220b打开。

虽然参考目前被视为是实用的示例性实施方案来描述本申请，但是应该理解，本申请并不限于所公开的实施方案。相反，本申请旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围之内的各种修改形式和等效形式。