具有隔离的流动室的热管理阀模块的制作方法
【专利说明】具有隔离的流动室的热管理阀模块
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]以下文献通过参引并入本文如在文中完整地阐述:于2013年7月25日提交的美国临时申请N0.61/858，153。
技术领域
[0003]本发明涉及用于导引车辆中的冷却剂流动的热管理系统，特别地用于导引与机动车辆中的发动机和各种其他系统有关的冷却剂流动的热管理系统。
【背景技术】
[0004]在汽车应用中，存在对于能源效率的追求。提高机动车辆的效率的一种方式是控制冷却剂流入和流出内燃发动机，使得发动机在峰值操作温度下运行。已知的是使用可切换的冷却剂栗使得在发动机从冷启动更快速地升温的同时切断冷却剂流动。此外，还已知的是使用热管理阀模块对冷却剂流动进行限流；然而，这些已知的热管理模块阀仅包括单个出口温度。
[0005]在DE 10 2006 055 536中公开了一种与热管理系统关联使用的已知的现有技术的阀。在这种情况下，提供了具有位于壳体内的两个同轴旋转的阀体的旋转阀。此处，入口位于轴线方向上，并且根据同轴阀体的位置，冷却剂流动被导引至第一出口或第二出口，第一出口或第二出口可以被单独地关闭和打开，以对冷却剂的从水栗至与发动机和各种其他系统关联使用的各种热交换器比如油冷却器的流动进行控制。然而，不可能提供装置的不问的出口温度。
[0006]理想的是提供一种用于允许不同机动车辆系统和发动机部件能够得到处于不同温度的冷却剂的方式。
【发明内容】
[0007]简而言之，提供了一种热管理阀模块，该热管理阀模块包括具有隔离壁的壳体，该隔离壁位于壳体中，该隔离壁将壳体分成彼此隔离的第一流动室和第二流动室。在壳体上定位有连接至第一流动室的第一入口，并且在壳体上定位有连接至第一流动室的第一出口。在壳体上还定位有连接至第二流动室的第二入口，并且在壳体上定位有连接至第二流动室的第二出口。第一阀体能够以可旋转的方式定位在第一流动室中。第一阀体包括在第一旋转位置中将第一入口连接至第一出口、在第二旋转位置中阻止从第一出口的流动、并且在中间位置中对从第一入口至第一出口的流动进行限流的流体通路。第二阀体能够以可旋转的方式定位在第二流动室中。第二阀体包括在第二阀体的第一旋转位置中连接第二入口和第二出口、在第二阀体的第二旋转位置中阻止从第二出口的流动、并且在第二阀体的中间位置中对从第二入口至第二出口的流动进行限流的流体通路。至少一个致动器控制第一阀体和第二阀体的位置。
[0008]在本发明的一个方面中，在壳体上定位有连接至第一流动室的附加入口，并且在第一流动室中，第一阀体能够以可旋转的方式运动至第三旋转位置，在该第三旋转位置中，流体通路连接附加入口和第一出口，并且第一阀体能够以可旋转的方式运动至第二中间位置，以提供从第一入口和附加入口的允许进入的流在第一室中混合的流动路径，并且混合的流被输送至第一出口。这允许例如处于不同温度的冷却剂流体的受控混合使得由第一出口输送的冷却剂流体的温度可以为第一温度。
[0009]在另一方面中，在壳体上还定位有连接至第二流动室的附加入口。在第二室中，第二阀体能够以可旋转的方式运动至第三旋转位置，在该第三旋转位置中，流体通路连接第二流动室的附加入口以及第二出口。第二阀体也能够以可旋转的方式运动至第二中间位置，以提供从第二流动室的第二入口和附加入口的允许进入的流在第二室中混合的流动路径，并且混合的流被输送至第二出口。这允许例如处于不同温度的冷却剂流体的受控混合使得由第二出口输送的冷却剂流体的温度可以为第二温度，该第二温度独立于第一温度被控制。
[0010]在本发明的一个优选方面中，致动器轴延伸穿过壳体并且穿过阀体连接，用于使阀体运动通过第一旋转位置和第二旋转位置以及附加旋转位置。在另一布置中，致动器轴延伸通过壳体并且固定在阀体中的一个阀体上，用于使阀体中的一个阀体在第一旋转位置与第二旋转位置以及附加旋转位置之间运动，并且致动器轴能够以可释放的方式连接至阀体中的另一阀体，用于阀体中的另一阀体在第一旋转位置与第二旋转位置以及其他的位置之间的独立定位。
[0011 ] 在一个布置中，壳体包括位于内侧位置处的内部肩部，并且隔离壁形成为坐置在肩部上的盘。替代性地，内壁与壳体一体地形成。内壁可以设置有绝缘材料以进一步使第一流动室和第二流动室热隔离。还可以将壳体设置为两个单独的部分，所述两个单独的部分限定了相应的流动室，并且这些部分连结在一起。
[0012]在另一方面中，第一阀体和第二阀体是球状体，并且壳体中的与球状体接合的入口开口和出口开口具有位于与球状体接合的相应的入口开口和出口开口周围的互补的密封座。在优选方面中，球状体具有中空中央部并且用作相应的流动室内的流体通路。
[0013]在一个优选方面中，第一出口是与第一阀体的中空中央部流体连通的轴向出口。本领域的普通技术人员将从本公开内容意识到的是，可以根据控制和混合需求为流动室中的一个流动室或两个流动室设置多个入口和/或出口。
[0014]在本发明的另一方面中，致动器轴延伸通过隔离壁中的开口，并且在该开口周围定位有密封件。该密封件可以包括用以支承致动器轴的轴承。
[0015]在另一方面中，壳体包括位于一端或两端上的端盘，该端盘具有向内延伸的臂或支承件，所述向内延伸的臂或支承件延伸至用于致动器轴的端部中的一个端部的相应的中央支承件。优选地，在用于致动器轴的中央支承件中设置有密封件并且所述密封件可以包括支承部件或者单独的轴承。
[0016]在一个优选实施方式中，壳体包括具有定心部件的整体基部，并且在该整体定心部件中定位有用于致动器轴的轴承。
[0017]在另一方面中，单独的致动器连接至阀体中的每个阀体，用于对通过第一流动室和第二流动室的流动进行单独控制。
[0018]在优选布置中，入口和出口具有安装凸缘以连接至壳体的壁。
[0019]在另一方面中，本发明提供了一种用于机动车辆的热管理系统，该热管理系统包括:热源；冷却流体系统，该冷却流体系统用于将流体从热源输送至热交换器；以及根据本发明的热管理阀模块。此处，热管理控制阀模块的致动器连接至用于机动车辆的发动机控制模块。第一入口从热源直接连接至流体通路。第一流动室的附加入口连接至来自热交换器的返回部，该返回部提供冷却流体，其中，热交换器还包括连接至热源的入口。第一出口连接至冷却流体栗。第一阀体是可运动的使得由阀模块导引的回到用于返回热源的栗的流体是下述流体之一:来自热源的直接再循环流体；已通过热交换器冷却的冷却流体；或者直接来自热源的流体和来自热交换器的冷却流体这两者的混合，使得通过控制模块控制的处于一定温度的流体经由栗返回至热源。
[0020]优选地，第二入口还通过冷却流体系统直接连接至热源或附加热源，并且第二流动室的附加入口连接至来自使流体冷却的热交换器的返回部。第二出口连接至附加热交换器。第二阀体是可运动的使得经由阀模块循环至附加热交换器的流体是下述流体之一:来自热源的直接再循环流体；已通过热交换器冷却的冷却流体；或者直接来自热源的流体和来自热交换器的冷却流体这两者的混合，使得通过控制模块控制的处于一定温度的流体被导引至附加热交换器，该流体可以处于与来自第一流动室的流体的温度不同的温度下。
[0021 ] 这种布置在与内燃发动机连接时特别有用，使得来自发动机缸体的热量可以随着发动机上升至操作温度经由水栗直接地再循环，以允许发动机更快速地达到操作温度。此后，设定成处于期望温度下的来自第一流动室的流体可以通过将来自发动机的直接再循环的加热流体与来自散热器的流体混合来保持，以使发动机保持处于期望的操作温度。同时，来自第二流动室的流体可以独立地混合以将处于不同温度的流体从冷却系统提供至附加热交换器，该附加热交换器例如可以是乘客隔间热交换器、油冷却器热交换器、传输流体冷却器热交换器、EGR冷却器等。
[0022]该