专利名称：冷却系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于具有内燃发动机的机动车辆的冷却系统。
背景技术：
随着内燃发动机燃料效率的增加，产生的废热减少，并且因此，它们达到最佳运行 温度所需要的时间增加。这种延长的时间在燃料经济性和发动机磨损方面具有不利的影 响。因此，需要降低冷发动机达到其最佳运行温度所需时间的冷却系统。
发明内容
因此，在第一方面，本发明包括具有内燃发动机的机动车辆的冷却系统，所述冷却 系统包括将冷却剂供给至发动机的泵，连接泵出口至发动机的流出管路，和连接发动机至 泵进口的回流管路，其中回流管路包括三个分支包括第一阀的第一分支；包括散热器和 恒温器的第二分支；和包括小型散热器(heater matrix)、脱气箱和第二阀的第三分支。回流管路的第二分支可进一步包括发动机油冷却器。优选地，第一阀和第二阀被电子地控制并且冷却系统包括响应于以下车载装置的 至少一个的输入控制阀门的控制单元，这些车载装置包括发动机温度传感器、环境空气温 度传感器、计时器、舱内加热需求传感器、发动机工况传感器。发动机工况传感器可以是例如检测发动机转速、发动机负载、节气门位置或进入 发动机内的质量空气流的传感器。为防止由于控制单元的故障而导致的对泵的损害，优选的是第一阀使得其默认位 置设定为闭合位置并且第二阀使得其默认位置设定为打开位置。根据第二方面，本发明包括操作具有内燃发动机的机动车辆的冷却系统的方法， 其中冷却系统包括将冷却剂供给至发动机的泵，连接泵出口至发动机的流出管路，和连接 发动机至泵进口的回流管路，其中回流管路包括三个分支包括第一阀的第一分支；包括 散热器和恒温器的第二分支；和包括小型散热器、脱气箱和第二阀的第三分支，并且其中所 述方法包括以下步骤在冷起动发动机时，打开第一阀和第二阀足够长时间以从系统排出空气，然后关 闭这两个阀门并且监控至少一个发动机工况和发动机温度，如果一个发动机工况超过预定 水平，则打开第一阀，并且如果发动机温度超过阈值，则打开第二阀。
现将仅以示例方式并参考附图描述本发明的一些实施例，在这些附图中图1是根据本发明的优选实施例的冷却系统的示意性方块图，图2是说明包括在图1的系统中的第一阀运行机制的图表，并且图3是说明包括在图1的系统中的第二阀运行机制的图表。
具体实施例方式参考图1，水泵1经管路3供给冷却剂至内燃发动机2，管路3连接泵出口至发动 机2。冷却剂经包括三个分支的回流管路返回至泵2的进口侧。第一分支4包括电子可 控旁通阀5。第二分支6包括散热器7和恒温器8。第三分支9包括小型散热器10、发动机 油冷却器11和电子可控加热/脱气阀12和经由在加热/脱气阀12上游和油冷却器11和 小型散热器10下游的侧分支14连接的脱气箱13。在发动机2上提供温度传感器15，以监控冷却剂离开发动机2时的冷却剂温度。电子控制单元(EOT) 16与旁通阀5和加热/脱气阀12电连接并且控制每个阀5、 12的打开和关闭。E⑶16接收来自计时器17、环境空气温度传感器18、发动机转速传感器 19和舱内加热需求传感器20的输入。管路21将发动机2与脱气箱13直接连接。现将具体参考图2和图3说明图1的系统的运行。在运行期间，ECU 16 一直监控发动机温度、发动机转速、环境空气温度和舱内热需 求(如由车辆中乘客请求的)并且还响应于来自计时器17的信号。响应于这些不同的输 入，E⑶16根据预定运行机制打开或关闭每个阀门5、12。对于发动机2冷起动紧接之后的几秒内，两个阀门5、12被打开。这种措施用于将 系统中可能存在的任何空气排出。(在该示例中)由计时器17测量的十秒过后，两个阀门 均被关闭。假设发动机转速保持相对较低，则两个阀门5、12保持关闭。通过两个阀门5、12 关闭并且恒温器8也关闭，几乎没有冷却剂循环通过发动机2并且因此发动机被迅速暖机。 然而，如果发动机转速达到阈值，例如在此示例中为2300RPM，则旁通阀5被打开以防止泵1 发生空穴现象。如果发动机转速继续增加，例如超过3000RPM，则加热/脱气阀12也被打开 以保证不损害泵。如果发动机RPM(发动机每分钟转速)保持在较低限值内，则两个阀门5、12保持 关闭直到发动机冷却剂温度达到中等(中)值，例如摄氏60度，于是旁通阀5被打开。这 允许一些冷却剂流过发动机同时恒温器8保持关闭。加热/脱气阀保持关闭直到发动机冷却剂温度进一步升高至例如大约摄氏80度， 除非在环境空气温度非常低或乘客需求一些舱内加热的情况下其被尽快打开。在整个发动机冷却剂温度范围从大致摄氏80度至恒温器打开的温度点处，例如 摄氏103度，不管发动机转速，两个阀门5、12被打开。因此(暖的)冷却剂被供给至小型 散热器并且至油冷却器，以用于加热车辆的舱内并且保持发动机油处于最佳温度。一旦摄氏103度的阈值温度被超过并且恒温器8是打开的，则旁通阀5被关闭，从 而允许冷却剂完全流通穿过散热器7。如果发动机2被关闭并且在仍然较热时重启动，则旁通阀5被关闭并且加热/脱 气阀被打开。旁通阀5的默认(无动力的)位置是关闭的并且加热/脱气阀12的默认(无动 力的)位置是打开的。因此，如果E⑶16故障，则阀门5、12允许冷却剂流动，以便不损害 泵1或热发动机2。
权利要求
1.一种用于具有内燃发动机的机动车辆的冷却系统，所述冷却系统包括将冷却剂供给 至所述发动机的泵，连接所述泵的出口至所述发动机的流出管路，和连接所述发动机至所 述泵的进口的回流管路，其中所述回流管路包括三个分支包括第一阀的第一分支；包括 散热器和恒温器的第二分支；和包括小型散热器、脱气箱和第二阀的第三分支。
2.根据权利要求1所述的冷却系统，其中所述回流管路的所述第三分支包括发动机油 冷却器。
3.根据以上任一权利要求所述的冷却系统，其中所述第一阀和所述第二阀被电子控制 并且所述冷却系统包括响应于以下车载装置的至少一个的输入控制阀门的控制单元，这些 车载装置包括发动机温度传感器、环境空气温度传感器、计时器、舱内加热需求传感器、发 动机工况传感器。
4.根据权利要求3所述的冷却系统，其中，所述发动机工况传感器是发动机转速传感器。
5.一种操作具有内燃发动机的机动车辆的冷却系统的方法，其中所述冷却系统包括将 冷却剂供给至所述发动机的泵，连接所述泵的出口至所述发动机的流出管路，和连接所述 发动机至所述泵的进口的回流管路，其中所述回流管路包括三个分支包括第一阀的第一 分支；包括散热器和恒温器的第二分支；和包括小型散热器、脱气箱和第二阀的第三分支， 并且其中所述方法包括以下步骤在冷起动所述发动机时，打开所述第一阀和所述第二阀足够长时间以从系统排出空 气，然后关闭所述两个阀并且监控至少一个发动机工况和发动机温度，如果一个所述发动 机工况超过预定水平，则打开所述第一阀，并且如果所述发动机温度超过阈值，则打开所述 第二阀。
6.一种操作具有内燃发动机的机动车辆的冷却系统的方法，其中所述冷却系统包括将 冷却剂供给至所述发动机的泵，连接所述泵的出口至所述发动机的流出管路，和连接所述 发动机至所述泵的进口的回流管路，其中所述回流管路包括三个分支包括第一阀的第一 分支；包括散热器和恒温器的第二分支；和包括小型散热器、脱气箱和第二阀的第三分支， 所述方法包括在发动机冷起动期间，打开所述第一阀和所述第二阀预定时间以从所述系统排出空气；关闭所述两个阀；监控发动机工况；响应所监控的发动机工况，打开所述第一阀或所述第二阀。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述发动机工况是发动机转速和发动机冷却剂温 度中的一个。
8.根据权利要求7所述的方法，打开所述第一阀包括如果所述发动机转速超过第一 转速阈值，则关闭所述第一阀；如果所述发动机转速超过第二转速阈值，则打开所述第二阀。
9.根据权利要求7所述的方法，如果所述发动机冷却剂温度超过第一温度阈值，则所 述第一阀被打开并且所述恒温器保持关闭。
10.根据权利要求9所述的方法，其中当所述发动机冷却剂温度在所述第一温度阈值和第二温度阈值之间范围时，所述第一阀和所述第二阀被打开并且所述恒温器被打开而不 考虑发动机转速；并且当所述发动机冷却剂温度超过所述第二温度阈值时，所述第一阀被关闭。
全文摘要
本申请涉及一种用于具有内燃发动机2的车辆的冷却系统，除常规恒温器8以外，其允许使用两个电子操作阀门5、12来迅速暖机。旁通阀5和加热阀12在低冷却剂温度和低发动机转速时均保持关闭，由此禁止冷却剂流过发动机。如果发动机转速或负载超过某一值，则控制单元16打开旁通阀5以防止水泵1中的空穴现象。当达到阈值发动机温度允许小型散热器的加热时，加热阀12被打开。
文档编号F01P3/00GK102052137SQ20101054289
公开日2011年5月11日 申请日期2010年11月5日 优先权日2009年11月5日
发明者C·J·莱克, J·莫法特 申请人:福特环球技术公司