Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится в основном к способам и системам для двухконтурной системы охлаждения.
Уровень техники
Двухконтурная система охлаждения в транспортном средстве может содержать низкотемпературный охлаждающий контур и высокотемпературный охлаждающий контур. Как правило, низкотемпературный охлаждающий контур предназначен для выполнения требований охлаждения от охладителя наддувочного воздуха, для охлаждения конденсатора кондиционера воздуха транспортного средства, для охлаждения трансмиссионного масла и т.д. Низкотемпературный охлаждающий контур может иметь охлаждающую способность, достаточную для охлаждения компонентов при экстремальной температуре и/или условиях работы.
Высокотемпературный охлаждающий контур может представлять собой систему охлаждения двигателя, выполненную с возможностью уменьшения температуры блока цилиндров двигателя для поддержания температуры двигателя с целью оптимального функционирования данного двигателя. Высокотемпературный охлаждающий контур может содержать радиатор, водяной насос, шланги охлаждения и другие компоненты.
Доступная охлаждающая способность высокотемпературного охлаждающего контура может быть ограничена, в частности при экстремальной температуре. В одном из примеров, в подходе, раскрытом в U.S. 6,941,245, данное ограничение охлаждающей способности при охлаждении двигателя может быть устранено снижением крутящего момента двигателя при экстремальной температуре и условиях работы.
Однако авторами настоящего изобретения обнаружены потенциальные проблемы данных систем. В качестве примера, снижение крутящего момента двигателя для регулировки температуры двигателя может ухудшить рабочие характеристики транспортного средства и привести к снижению удовлетворенности покупателя.
Раскрытие сущности изобретения
Авторами настоящего изобретения в данном документе предложены системы и способы для устранения раскрытых выше проблем. В одном из примеров система содержит первый охлаждающий контур, второй охлаждающий контур, отдельный от первого охлаждающего контура, теплообменник, выполненный с возможностью передачи тепла между первым охлаждающим контуром и вторым охлаждающим контуром, перепускной клапан, расположенный между первым охлаждающим контуром и теплообменником, и регулирующий клапан, расположенный между вторым охлаждающим контуром и теплообменником. Первый охлаждающий контур может быть низкотемпературным охлаждающим контуром (например, жидкостным охлаждающим контуром для конденсатора кондиционера воздуха), а второй охлаждающий контур может быть высокотемпературным охлаждающим контуром (например, системы охлаждения двигателя). В одном из примеров, когда доступна дополнительная охлаждающая способность в первом охлаждающем контуре, перепускной клапан может направлять поток охлаждающей жидкости из первого охлаждающего контура к теплообменнику для передачи дополнительной охлаждающей способности теплообменнику. Когда дополнительная охлаждающая способность необходима во втором охлаждающем контуре, регулирующий клапан может направлять поток охлаждающей жидкости между теплообменником и вторым охлаждающим контуром для передачи дополнительной охлаждающей способности от теплообменника второму охлаждающему контуру (например, для поглощения тепла от второго охлаждающего контура).
Таким образом, двухконтурная система охлаждения выполнена с возможностью передачи дополнительной охлаждающей способности, доступной в низкотемпературном контуре, высокотемпературному контуру через теплообменник или тепловой накопитель без снижения характеристик двигателя, и, таким образом, поддерживая оптимальную работу двигателя и транспортного средства. В дополнение к этому использование охлаждающей жидкости в низкотемпературном контуре (вместо хладагента, которому необходим компрессор) упрощает и уменьшает затраты и сложность двухконтурной системы охлаждения.
Настоящее изобретение также может быть реализовано в виде способа управления потоком охлаждающей жидкости в двухконтурной системе охлаждения, в котором: в ответ на первое условие передают охлаждающую способность от первого охлаждающего контура теплообменнику, причем первое условие включает в себя температуру первого охлаждающего контура меньше первого порогового значения; накапливают охлаждающую способность, переданную от первого охлаждающего контура в материал с изменяемым фазовым состоянием (МИФС), внутри теплообменника; в ответ на второе условие передают тепло от второго охлаждающего контура теплообменнику, причем второе условие включает в себя температуру второго охлаждающего контура больше второго порогового значения, причем второе пороговое значение больше первого порогового значения, при этом между теплообменником и первым охлаждающим контуром расположен первый клапан для обхода теплообменника первым охлаждающим контуром, а между теплообменником и вторым охлаждающим контуром расположен второй клапан для обхода теплообменника вторым охлаждающим контуром.
Еще одним возможны вариантом осуществления настоящего изобретения является двухконтурная система охлаждения, содержащая: теплообменник, соединенный с первым охлаждающим контуром и вторым охлаждающим контуром; перепускной клапан, выполненный с возможностью пропускания первой охлаждающей жидкости из первого охлаждающего контура через первый набор труб внутри теплообменника, причем первый набор труб выполнен с возможностью удержания первой охлаждающей жидкости отдельно от материала с изменяемым фазовым состоянием (МИФС) внутри теплообменника, но с возможностью теплообмена с материалом с изменяемым фазовым состоянием (МИФС); клапан охлаждающей жидкости, выполненный с возможностью пропускания второй охлаждающей жидкости из второго охлаждающего контура через второй набор труб, причем второй набор труб внутри теплообменника выполнен с возможностью удержания второй охлаждающей жидкости отдельно от первой охлаждающей жидкости в первом наборе труб и отдельно от материала с изменяемым фазовым состоянием (МИФС) при удержании второй охлаждающей жидкости в теплообмене с материалом с изменяемым фазовым состоянием (МИФС) внутри теплообменника; и контроллер, хранящий машиночитаемые инструкции, исполняемые для: установки перепускного клапана в первое положение для пропускания первой охлаждающей жидкости через первый набор труб в ответ на температуру первого охлаждающего контура меньше первого порогового значения, и установки перепускного клапана во второе положение для блокирования протекания первой охлаждающей жидкости через первый набор труб в ответ на температуру первого охлаждающего контура больше первого порогового значения.
Следует понимать, что вышеприведённое краткое раскрытие изобретения служит лишь для ознакомления в простой форме с некоторыми концепциями, которые далее будут раскрыты подробно в разделе «Осуществление изобретения». Это раскрытие не предназначено для обозначения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного объекта изобретения, объём которого однозначно определён формулой изобретения, приведенной после раздела «Осуществление изобретения». Кроме того, заявленный объект изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые устраняют какие-либо недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящего раскрытия.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 показан пример системы транспортного средства.
На Фиг. 2 показана двухконтурная система охлаждения, соединенная с теплообменником.
На Фиг. 3 представлены низкотемпературный охлаждающий контур и высокотемпературный охлаждающий контур, каждый из которых соединен с теплообменником.
На Фиг. 4 показана блок-схема способа управления потоком охлаждающей жидкости в двухконтурной системе охлаждения.
На Фиг. 5 представлен пример схемы работы двухконтурной системы охлаждения транспортного средства.
Осуществление изобретения
Нижеследующее раскрытие относится в основном к системам и способам управления потоком охлаждающей жидкости в двухконтурной системе охлаждения для передачи охлаждающей способности теплообменнику и от него. Двухконтурная система охлаждения может быть включена в состав системы транспортного средства вместе с двигателем и связанными компонентами, как показано на Фиг. 1.
Двухконтурная система охлаждения может содержать низкотемпературный охлаждающий контур и высокотемпературный охлаждающий контур. Низкотемпературный охлаждающий контур может содержать охлаждающую жидкость, например, воду. Высокотемпературный охлаждающий контур может быть охлаждающим контуром двигателя. Низкотемпературный охлаждающий контур и высокотемпературный охлаждающий контур могут быть соединены с теплообменником, как отображено схематически на Фиг. 2. Перепускной клапан выполнен с возможностью направления потока охлаждающей жидкости из низкотемпературного охлаждающего контура к теплообменнику для передачи охлаждающей способности одному или более материалам с изменяемым фазовым состоянием (МИФС) внутри данного теплообменника без какого-либо смешивания между охлаждающей жидкостью и МИФС. Клапан охлаждающей жидкости выполнен с возможностью направления потока охлаждающей жидкости из высокотемпературного охлаждающего контура через теплообменник, и охлаждающая способность может быть передана от МИФС охлаждающей жидкости в высокотемпературный контур без какого-либо смешивания между охлаждающей жидкостью и МИФС. На Фиг. 3 представлен поток охлаждающей жидкости вдоль низкотемпературного и высокотемпературного охлаждающих контуров. Положение каждого перепускного клапана и клапана охлаждающей жидкости может быть отрегулировано в зависимости от температуры в низкотемпературном контуре и высокотемпературном контуре в соответствии со способом, показанным на Фиг. 4. На Фиг. 5 показан пример рабочей схемы при работе двухконтурной системы охлаждения.
Двухконтурная система охлаждения может содержать низкотемпературный контур, например, систему водяного охлаждения, охлаждающую различные компоненты транспортного средства, в том числе конденсатор кондиционер воздуха, охладители наддувочного воздуха, охладитель трансмиссионного масла и т.д. В определенных условиях работы, например, при низкой температуре окружающей среды или при отключенном кондиционере воздуха, дополнительная охлаждающая способность может быть доступна в низкотемпературном охлаждающем контуре. Эта дополнительная охлаждающая способность может быть передана и накоплена в теплообменнике или тепловом накопителе, соединенном с низкотемпературным контуром. Передача охлаждающей способности теплообменнику может быть произведена без смешивания охлаждающей жидкости в низкотемпературном контуре и теплообменного материала, например, материала с изменяемым фазовым состоянием (МИФС), внутри теплообменника. Охлаждающая способность, накопленная в теплообменнике, может быть передана охлаждающей жидкости в высокотемпературном охлаждающем контуре, например, охлаждающей жидкости двигателя, 5 когда требуется дополнительная охлаждающая способность для охлаждения двигателя с помощью высокотемпературного контура. Первый клапан вдоль низкотемпературного контура выполнен с возможностью направления потока охлаждающей жидкости из низкотемпературного контура в первый набор теплообменных труб в 10 теплообменнике без какого-либо смешивания между охлаждающей жидкостью и МИФС. Второй клапан вдоль высокотемпературного контура выполнен с возможностью направления потока охлаждающей жидкости из высокотемпературного контура во второй набор теплообменных труб в теплообменнике без какого-либо смешивания между охлаждающей жидкостью и МИФС.
Передача охлаждающей способности от низкотемпературного контура высокотемпературному контуру через теплообменник/тепловой накопитель обеспечивает эффективный способ использования дополнительной охлаждающей способности низкотемпературного контура. В условиях работы, когда охлаждающая 20 жидкость двигателя требует дополнительного охлаждения, охлаждающая способность может быть передана от теплообменника высокотемпературному охлаждающему контуру без снижения характеристик двигателя, тем самым поддерживая оптимальные рабочие характеристики двигателя и транспортного средства. Низкотемпературный охлаждающий контур может содержать охлаждающую жидкость, например воду. В дополнение к этому использование охлаждающей жидкости в низкотемпературном контуре вместо хладагента, для которого необходим компрессор, упрощает и уменьшает стоимость и сложность двухконтурной системы охлаждения.
На Фиг. 1-3 показан пример конфигураций с относительным расположением различных компонентов. Если показано, что эти компоненты непосредственно соприкасаются друг с другом или непосредственно соединены, то такие элементы могут упоминаться как находящиеся в прямом контакте или непосредственно соединенные, по меньшей мере в качестве примера. Точно так же элементы, показанные близлежащими или смежными, могут быть близлежащими или смежными, по меньшей мере в качестве примера. Например, компоненты, расположенные в поверхностном контакте друг с другом, могут упоминаться, как имеющие поверхностный контакт. В другом примере элементы, расположенные отдельно друг от друга, с зазором между ними и без каких-5 либо других компонентов, могут быть упомянуты как таковые, только в качестве примера. В другом примере элементы, показанные расположенными выше/ниже друг друга, на противоположных сторонах относительно друг друга или справа/слева друг от друга, могут быть упомянуты как таковые, относительно друг друга. Кроме того, как показано на иллюстрациях, самый верхний элемент или самая верхняя точка элемента могут упоминаться как «верх» указанного компонента, а самый нижний элемент или самая нижняя точка элемента могут упоминаться как «низ» указанного компонента, по меньшей мере в качестве примера. Используемые здесь термины верх/низ, верхний/нижний, выше/ниже могут указываться относительно вертикальной оси на чертежах и применяться для указания положения элементов относительно друг друга на чертежах. Например, элементы, показанные выше других элементов, расположены выше других элементов по вертикали. В другом примере формы элементов, изображенных на чертежах, могут быть указаны как таковые (например, элементы, являющиеся круглыми, прямыми, плоскими, изогнутыми, скругленными, скошенными, наклонными и т.п.). Кроме того, элементы, показанные в пересечении друг с другом, могут быть указаны как пересекающиеся элементы или пересекающиеся друг с другом, по меньшей мере в одном примере. Кроме того, элемент, показанный внутри другого элемента или показанный за пределами другого элемента, может быть упомянут как таковой, только в качестве примера.
На Фиг. 1. показан схематический чертеж трансмиссии 20 транспортного средства. Трансмиссия 20 может иметь привод от двигателя 22. В одном из примеров двигатель 22 может быть бензиновым двигателем. В альтернативных вариантах осуществления могут быть использованы другие конфигурации 30 двигателя, например дизельный двигатель. Двигатель 22 может запускаться системой запуска двигателя (не показана). Кроме того, двигатель 22 выполнен с возможностью генерации или регулировки крутящего момента посредством исполнительного механизма 24 крутящего момента, например топливного инжектора, дросселя и т. д.
Выходной крутящий момент двигателя может быть передан гидротрансформатору 26 для приведения в движение автоматической коробки передач 28 посредством вхождения в зацепление с одной или более муфт, в том числе с муфтой 30 переднего хода, причем гидротрансформатор может быть упомянут в качестве компонента коробки передач. Таким образом, при необходимости, множество таких муфт могут входить в зацепление. Выходной мощностью гидротрансформатора могут управлять, в свою очередь, посредством блокировочной муфты 32 гидротрансформатора. Таким образом, когда блокировочная муфта 32 гидротрансформатора полностью расцеплена, гидротрансформатор 26 передает крутящий момент автоматической коробке передач 28 посредством переноса текучей среды между турбиной гидротрансформатора и насосным колесом гидротрансформатора, тем самым обеспечивая возможность увеличения крутящего момента. Для сравнения, когда блокировочная муфта 32 гидротрансформатора полностью введена в зацепление, выходной крутящий момент двигателя передают непосредственно через муфту гидротрансформатора ведущему валу (не показан) коробки передач 28. В качестве альтернативы блокировочная муфта 32 гидротрансформатора может быть частично введена в зацепление, тем самым позволяя регулировать величину крутящего момента, передаваемую непосредственно коробке передач. Контроллер выполнен с возможностью регулировки величины крутящего момента, передаваемого при помощи гидротрансформатора посредством регулировки блокировочной муфты гидротрансформатора в ответ на различные условия работы двигателя, или на основании запроса работы двигателя водителем.
Выходной крутящий момент от автоматической коробки передач 28 может быть передан колесам 34 для приведения в движение транспортного средства. В частности, автоматическая коробка передач 28 может регулировать входной приводной крутящий момент на ведущем валу (не показан) в ответ на условия движения транспортного средства перед передачей выходного крутящего момента колесам.
Дополнительно, колеса 34 могут быть заблокированы посредством введения в зацепление колесных тормозов 36. В одном из примеров колесные тормоза 36 могут быть введены в зацепление в ответ на нажатие ногой водителя педали тормоза (не показана). Таким же образом, колеса 34 могут быть разблокированы посредством выведения из зацепления колесных тормозов 36 в ответ на отпускание ногой водителя педали тормоза.
Механический масляный насос 38 может бытьсоединен по текучей среде с автоматической коробкой передач 28 для обеспечения гидравлического давления для приведения в зацепление различных муфт, например муфты 30 переднего хода и/или блокировочной муфты 32 гидротрансформатора. Механический масляный насос 38 выполнен с возможностью работы согласованно с гидротрансформатором 26 и может быть приведен в действие, например, посредством вращения вала двигателя или ведущего вала коробки передач. Таким образом, гидравлическое давление, генерируемое в механическом масляном насосе 38, может быть увеличено при увеличении частоты вращения двигателя и может быть уменьшено при уменьшении частоты вращения двигателя. Электрический масляный насос 40, также соединенный посредством текучей среды с автоматической коробкой передач, но работающий независимо от движущей силы двигателя 22 или коробки передач 28, может быть размещен для добавления гидравлического давления механическому масляному насосу 38. Электрический масляный насос 40 может быть приведен в действие посредством мотора (не показан), к которому может быть подведена электрическая энергия, например, посредством аккумуляторной батареи (не показана).
Контроллер 42 выполнен с возможностью получения входных сигналов, например, от двигателя 22, от коробки передач 28 и/или различных датчиков, и переключения одного или более исполнительных механизмов (например, исполнительного механизма 24 передачи крутящего момента) на основании входных сигналов. В некоторых примерах, более детально раскрытых ниже, контроллер может быть выполнен с возможностью управления потоком охлаждающей жидкости из высокотемпературного контура (например, охлаждающего контура двигателя) к теплообменнику и управления потоком охлаждающей жидкости из низкотемпературного контура к теплообменнику. В качестве одного из примеров, поток охлаждающей жидкости из низкотемпературного контура к теплообменнику может быть управляем посредством команды, отправляемой контроллером к перепускному клапану выше по потоку от теплообменника на основании температуры охлаждающей жидкости в низкотемпературном охлаждающем контуре. В качестве второго примера, контроллер выполнен с возможностью отправки команды для открытия или закрытия клапана охлаждающей жидкости в двухконтурной системе охлаждения на основании температуры охлаждающей жидкости в высокотемпературном охлаждающем контуре. На Фиг. 2-5 более подробно раскрыта конфигурация и работа двухконтурной системы охлаждения транспортного средства. На Фиг. 2 изображена двухконтурная система 200 охлаждения, содержащая низкотемпературный контур 202 (может быть также упомянут в качестве первого охлаждающего контура), и высокотемпературный контур 204 (может быть также упомянут в качестве второго охлаждающего контура), каждый из которых соединен с теплообменником 206. В одном из примеров низкотемпературный контур 202 может быть жидкостным охлаждающим контуром (например, водяным), выполненным с возможностью охлаждения кондиционера воздуха, охладителя наддувочного воздуха и/или охладителя трансмиссионного масла (как раскрыто более подробно ниже со ссылкой на Фиг. 3). Высокотемпературный контур 204 может быть охлаждающим контуром двигателя, охлаждающим двигатель, например, двигатель 22, представленный на Фиг. 1, для оптимального функционирования двигателя. Компоненты высокотемпературного контура раскрыты ниже со ссылкой на Фиг. 3. Перепускной клапан 210 вдоль низкотемпературного контура 202 может быть установлен с обеспечением возможности протекания первой охлаждающей жидкости в низкотемпературном контуре 202 или направления первой охлаждающей жидкости через первый трубопровод 220 по направлению к теплообменнику 206. Перепускной клапан 210 может быть многопозиционным клапаном. В некоторых примерах перепускной клапан 210 может быть двухходовым клапаном, причем перепускной клапан 210 может быть установлен в первое положение, в котором некоторая часть охлаждающей жидкости из низкотемпературного контура 202 может протекать через первый трубопровод 220 по направлению к теплообменнику 206. Перепускной клапан 210 выполнен с возможностью управления протеканием охлаждающей жидкости к теплообменнику 206 без блокировки протекания охлаждающей жидкости к другим компонентам низкотемпературного контура. Объем охлаждающей жидкости, протекающей к теплообменнику через перепускной клапан 210 в первом положении, может зависеть от степени открытия перепускного клапана 210. Перепускной клапан 210 может быть также отрегулирован во второе положение, в котором практически вся охлаждающая жидкость протекает через низкотемпературный контур и не протекает через первый трубопровод 220 к теплообменнику 206. В некоторых примерах перепускной клапан 210 может быть клапаном с бесступенчатым регулированием и может быть регулируем в любое положение между первым и вторым положениями. В качестве одного из примеров, перепускной клапан может быть клапаном с термическим исполнительным механизмом (например, перепускным клапаном, содержащим теплочувствительный восковой элемент). В качестве другого примера перепускной клапан может быть клапаном с электрическим исполнительным механизмом. Положение перепускного клапана может быть отрегулировано посредством контроллера, например контроллера 42, представленного на Фиг. 1, что будет раскрыто ниже со ссылкой на Фиг. 4.
Первый трубопровод 220 выполнен с возможностью обеспечения протекания первой охлаждающей жидкости в теплообменник 206 вдоль первого набора теплообменных труб 214. Первый набор теплообменных труб 214 внутри теплообменника 206 может содержать множество труб для протекания, так что большая площадь поверхности первого набора теплообменных труб 214 находится в теплообмене с теплообменным материалом 208 внутри теплообменника 206. Первая охлаждающая жидкость, протекающая через первый набор теплообменных труб внутри теплообменника 206, может быть удержана отделенной от теплообменного материала и может не смешиваться с теплообменным материалом 208. Первая охлаждающая жидкость, протекающая через первый набор теплообменных труб 214, может протекать через второй трубопровод 222 от теплообменника обратно к низкотемпературному контуру 202.
Поток второй охлаждающей жидкости, протекающей через высокотемпературный контур, может быть направлен по направлению к теплообменнику через регулирующий клапан 212. Регулирующий клапан 212 может быть многопозиционным клапаном. В некоторых примерах регулирующий клапан 212 может быть двухходовым клапаном, причем регулирующий клапан 212 может быть установлен в первое положение, в котором некоторая часть охлаждающей жидкости из высокотемпературного контура 204 может протекать через третий трубопровод 224 по направлению к теплообменнику 206. Регулирующий клапан 212 выполнен с возможностью управления потоком охлаждающей жидкости в теплообменнике 206, не блокируя протекание охлаждающей жидкости к другим компонентам высокотемпературного контура. Объем охлаждающей жидкости, протекающей к теплообменнику через регулирующий клапан 212 в первом положении, может зависеть от степени открытия регулирующего клапана 212. Регулирующий клапан 212 может быть также отрегулирован во второе положение, в котором практически вся вторая охлаждающая жидкость протекает через высокотемпературный контур и не протекает через третий трубопровод 224 к теплообменнику 206. В некоторых примерах регулирующий клапан 212 может быть клапаном с бесступенчатым регулированием и может быть регулируем в любое положение между первым и вторым положениями. В качестве одного из примеров, регулирующий клапан может быть клапаном с термическим исполнительным механизмом (например, регулирующим клапаном, содержащим теплочувствительный восковой элемент). В качестве другого примера, регулирующий клапан может быть клапаном с электрическим исполнительным механизмом. Положение регулирующего клапана может быть отрегулировано посредством контроллера, например, контроллера 42, представленного на Фиг. 1. Вторая охлаждающая жидкость может протекать вдоль третьего трубопровода 224 к теплообменнику 206. Третий трубопровод 224 выполнен с возможностью обеспечения протекания второй охлаждающей жидкости в теплообменник 206 вдоль второго набора теплообменных труб 216. Второй набор теплообменных труб 216 внутри теплообменника может содержать множество труб для протекания, так что большая площадь поверхности второго набора теплообменных труб 216 находится в теплообмене с теплообменным материалом 208 внутри теплообменника 206. Вторая охлаждающая жидкость, протекающая через второй набор труб внутри теплообменника 206, может быть удержана отделенной от теплообменного материала и может не смешиваться с теплообменным материалом 208. Первая охлаждающая жидкость, протекающая через первый набор теплообменных труб 214 и вторая охлаждающая жидкость, протекающая через второй набор труб, могут не находиться в теплообмене друг с другом непосредственно, но каждая из них может находиться в теплообмене с теплообменным материалом. Вторая охлаждающая жидкость может протекать через четвертый трубопровод 226 от теплообменника обратно к высокотемпературному контуру 204.
Теплообменный материал 208 может быть материалом с изменяемым фазовым состоянием (МИФС). Первая охлаждающая жидкость в первом наборе теплообменных труб может передавать охлаждающую способность МИФС без смешивания с МИФС или второй охлаждающей жидкостью. МИФС может передавать охлаждающую способность второй охлаждающей жидкости во втором наборе теплообменных труб. Передача охлаждающей способности МИФС и от него может зависеть от отношений температуры первой охлаждающей жидкости и второй охлаждающей жидкости к температуре МИФС. МИФС может иметь температуру замерзания выше, чем максимальная температура низкотемпературного охлаждающего контура, так что МИФС может находиться в твердом состоянии, в то время как первая охлаждающая жидкость протекает в первом наборе теплообменных труб. В одном из примеров теплообменный материал может быть смесью двух или более МИФС, в которой каждый МИФС может иметь различную температуру замерзания, причем каждая из температур замерзания превышает максимальную температуру первой охлаждающей жидкости.
На Фиг. 3 представлена функциональная схема двухконтурной системы 300 охлаждения транспортного средства. Двухконтурная система 300 охлаждения транспортного средства содержит двигатель 321, аналогичный двигателю 22, представленному на Фиг. 1, и содержит высокотемпературный контур 320 и отдельный низкотемпературный контур 340. Высокотемпературный контур 320 может быть высокотемпературным контуром 204, а низкотемпературный контур 340 может быть низкотемпературным контуром 202, представленным на Фиг. 2. Высокотемпературный контур 320 и низкотемпературный контур 340 могут быть соединены с теплообменником 366. Теплообменник 366 может быть выполнен аналогично теплообменнику 206, представленному на Фиг. 2. Высокотемпературный контур 320 может быть охлаждающим контуром двигателя для двигателя 321, в котором охлаждающая жидкость может протекать через охлаждающую рубашку блока 322 цилиндров двигателя, через охлаждающую рубашку головки 324 блока цилиндров двигателя и через охлаждающую рубашку турбонагнетателя 326 к клапану 331 охлаждающей жидкости на разветвлении 328 потока охлаждающей жидкости. Охлаждающая жидкость из клапана 331 охлаждающей жидкости может быть направлена в первый радиатор 332 и из первого радиатора 332 через регулирующий клапан 330 к насосу 334. Высокотемпературный охлаждающий контур может содержать дополнительные компоненты, например, радиатор отопителя, один или более датчиков температуры, дополнительных теплообменных устройств и тепловых накопителей и т.д.
Охлаждающая жидкость в высокотемпературном контуре 320 может циркулировать через любой из перечисленных выше компонентов без смешивания с охлаждающей жидкостью из низкотемпературного контура 340. Используемое в данном документе условие «без смешивания с охлаждающей жидкостью из низкотемпературного охлаждающего контура» относится к потоку охлаждающей жидкости из первого компонента ко второму компоненту (например, из двигателя к первому радиатору к насосу), который состоит исключительно из охлаждающей жидкости из высокотемпературного контура, независимо от условий. Так, только охлаждающая жидкость из высокотемпературного контура протекает через компоненты и между ними, а не охлаждающая жидкость из низкотемпературного охлаждающего контура. Охлаждающая жидкость от первого радиатора 332 может протекать к регулирующему клапану 330, к насосу 334 и к охлаждающей рубашке блока 322 цилиндров двигателя без протекания через промежуточные компоненты и без смешивания с охлаждающей жидкостью из низкотемпературного контура 340. Однако в некоторых примерах между насосом 334 и блоком 322 цилиндров двигателя могут быть расположены промежуточные компоненты, например, охлаждающая жидкость может протекать через охлаждающую рубашку головки блока цилиндров перед протеканием через блок цилиндров двигателя. Охлаждающая жидкость в охлаждающей рубашке блока 322 цилиндров двигателя может протекать к охлаждающей рубашке головки 324 блока цилиндров двигателя и/или охлаждающей рубашке турбонагнетателя 326 без протекания через промежуточные компоненты и без смешивания с охлаждающей жидкостью из низкотемпературного контура 340.
Охлаждающая жидкость от головки 324 блока цилиндров двигателя и охлаждающей рубашки турбонагнетателя 326 может протекать к разветвлению 328 потока охлаждающей жидкости, а затем к первому радиатору 332, когда клапан 331 охлаждающей жидкости открыт, без смешивания с охлаждающей жидкостью из низкотемпературного контура 340. В некоторых примерах клапан 331 охлаждающей жидкости может быть клапаном с термическим исполнительным механизмом и может содержать теплочувствительный восковой элемент, который выполнен с возможностью открытия и закрытия клапана в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. В качестве другого примера, клапан 331 охлаждающей жидкости может быть с электрическим исполнительным механизмом. Клапан 331 охлаждающей жидкости может быть закрыт для обеспечения возможности потоку охлаждающей жидкости остаться в двигателе 321 и для ускорения нагрева охлаждающей жидкости во время холодного запуска двигателя. Клапан 331 охлаждающей жидкости выполнен с возможностью направления охлаждающей жидкости обратно к насосу 334 без протекания к первому радиатору 332 и без смешивания с охлаждающей жидкостью из низкотемпературного контура 340. Охлаждающая жидкость может протекать от регулирующего клапана 330 к теплообменнику 366 и обратно к трубопроводу ниже по потоку от регулирующего клапана 330 и выше по потоку от насоса без смешивания с охлаждающей жидкостью из низкотемпературного контура 340.
Низкотемпературный контур 340 содержит второй радиатор 342, электрический насос 344 охлаждающей жидкости, водоохлаждаемый охладитель 346 наддувочного воздуха (ВОНВ), водоохлаждаемый конденсатор 348 кондиционера воздуха (ВКОНД) и водоохлаждаемый охладитель трансмиссионного масла (ВОТМ) 350. Кроме того, другие варианты осуществления системы, дополнительно или в качестве альтернативы, могут содержать охладители топлива, охладители РОГ, электронику и управление системой инвертора для гибридных электрических транспортных средств. Поэтому поток охлаждающей жидкости может отклоняться от описания ниже с введением дополнительных компонентов.
Охлаждающая жидкость может протекать от второго радиатора 342 к каждому из ВОНВ 346, ВКОНД 348 и ВОТМ 350 без смешивания с охлаждающей жидкостью из высокотемпературного контура 320. Используемое в данном документе условие «без смешивания с охлаждающей жидкостью из высокотемпературного охлаждающего контура» относится к потоку охлаждающей жидкости из первого компонента ко второму компоненту (например, из второго радиатора к ВОТМ), который состоит исключительно из охлаждающей жидкости из низкотемпературного контура, независимо от условий. Так, только охлаждающая жидкость из низкотемпературного контура протекает через компоненты и между компонентами, а не охлаждающая жидкость из высокотемпературного охлаждающего контура.
Охлаждающая жидкость может протекать от второго радиатора 342 к каждому из ВОНВ, ВКОНД и ВОТМ и охлаждать каждый из компонентов посредством поглощения тепла. Охлаждающая жидкость после поглощения тепла может протекать к трубопроводу 351 охлаждающей жидкости. Перепускной клапан 329 может быть выполнен с возможностью направления потока охлаждающей жидкости от трубопровода 351 охлаждающей жидкости ко второму радиатору 342 через насос 344 или может быть выполнен с возможностью направления потока охлаждающей жидкости к теплообменнику 366 в зависимости от температуры охлаждающей жидкости в трубопроводе 351 охлаждающей жидкости. Один или более датчиков температуры могут быть соединены с общим трубопроводом охлаждающей жидкости выше по потоку от перепускного клапана 329, например датчик 352 температуры. Регулирование перепускного клапана на основании температуры охлаждающей жидкости в общем трубопроводе охлаждающей жидкости будет рассмотрено ниже со ссылкой на Фиг. 4. Охлаждающая жидкость протекает во второй радиатор 342 либо непосредственно из перепускного клапана без поступления в теплообменник 366, либо может протекать через теплообменник 366 и обратно к низкотемпературному охлаждающему контуру ниже по потоку от перепускного клапана 329 и выше по потоку от насоса 344.
Охлаждающая жидкость может протекать через перепускной клапан 329 к теплообменнику 366, когда охлаждающая жидкость имеет дополнительную охлаждающую способность, которая может быть передана МИФС внутри теплообменника. Охлаждающая жидкость, протекающая из низкотемпературного охлаждающего контура к теплообменнику, может оставаться внутри первого набора теплообменных труб, когда находится внутри теплообменника (например, первого набора теплообменных труб 214 внутри теплообменника 206, представленного на Фиг. 2). Охлаждающая жидкость низкотемпературного охлаждающего контура, протекая через теплообменник 366, остается отделенной и не смешивается с теплообменным материалом внутри теплообменника 366.
Охлаждающая жидкость низкотемпературного охлаждающего контура вытекает из теплообменника 366 и протекает обратно ко второму радиатору 342 через насос 344. Охлаждающая жидкость из ВКОНД 346 может протекать к электрическому насосу 344 и затем ко второму радиатору 342 без смешивания с охлаждающей жидкостью из высокотемпературного контура 320. Охлаждающая жидкость из ВОНВ 348 может протекать к электрическому насосу 344 и затем ко второму радиатору 342 без смешивания с охлаждающей жидкостью из высокотемпературного контура 320. Охлаждающая жидкость из ВОТМ 350 может протекать к электрическому насосу 344 и затем ко второму радиатору 342 без смешивания с охлаждающей жидкостью из высокотемпературного контура 320.
В некоторых примерах общий дегазирующий баллон 370 может быть соединен как с высокотемпературным контуром 320, так и с низкотемпературным контуром 340. Как показано на Фиг. 3, общий дегазирующий баллон 370 соединен посредством трубопровода 371 с низкотемпературным контуром 340 для заполнения и удаления воздуха из охлаждающей жидкости в низкотемпературном контуре 340. Поскольку существует только одно соединение от низкотемпературного контура к дегазирующему баллону, отсутствует перенос охлаждающей жидкости из высокотемпературного контура к низкотемпературному контуру. Трубопровод 373 охлаждающей жидкости соединяет первый радиатор 332 высокотемпературного контура 320 с общим дегазирующим баллоном 370, который выполнен с возможностью улавливания паров охлаждающей жидкости, пузырьков и/или перелива охлаждающей жидкости и дальнейшей подачи удержанной охлаждающей жидкости обратно к высокотемпературному контуру 320 через трубопровод 375. Охлаждающую жидкость, поданную через трубопровод 375, доставляют к насосу 334 охлаждающей жидкости. Охлаждающая жидкость от насоса 334 может затем быть перекачана и циркулировать через блок 322 цилиндров двигателя, головку 324 цилиндров, турбонагнетатель 326 и клапан 331 охлаждающей жидкости вдоль высокотемпературного контура 320 без смешивания с охлаждающей жидкостью из низкотемпературного контура 340. Таким образом, высокотемпературный контур 320 и низкотемпературный контур 340 с общим дегазирующим баллоном 370 могут по-прежнему рассматриваться как раздельные охлаждающие контуры, которые не смешиваются.
Соответственно, в одном из примеров охлаждающая жидкость, которая протекает через высокотемпературный охлаждающий контур 320, в том числе от насоса 334 охлаждающей жидкости к двигателю 321 и/или турбонагнетателю 326, к радиатору через клапан 331 охлаждающей жидкости и к теплообменнику 366 и/или назад к насосу 334 через регулирующий клапан 330, может протекать через весь высокотемпературный охлаждающий контур без смешивания с охлаждающей жидкостью из низкотемпературного контура 340. Подобным образом, охлаждающая жидкость, которая протекает через низкотемпературный контур 340, в том числе от насоса 344 охлаждающей жидкости ко второму радиатору 342, от радиатора к ВОНВ, ВКОНД и ВОТМ, и к теплообменнику 366, и/или обратно к насосу 344 через перепускной клапан 329, может протекать через весь низкотемпературный охлаждающий контур без смешивания с охлаждающей жидкостью из высокотемпературного контура 320.
В другом примере дегазирующий баллон может содержать две камеры, и охлаждающая жидкость из высокотемпературного контура может протекать через первую камеру дегазирующего баллона без смешивания с содержимым второй камеры дегазирующего баллона, который может быть соединен с низкотемпературным контуром. В дополнительном примере вместо совместного использования общего дегазирующего баллона низкотемпературным и высокотемпературным контуром охлаждающая жидкость в низкотемпературном охлаждающем контуре может собираться в отдельном дегазирующем баллоне.
Теплообменник может содержать МИФС, в котором температура замерзания МИФС может быть больше максимальной температуры охлаждающей жидкости в низкотемпературном контуре. Перепускной клапан 329 выполнен с возможностью направления потока охлаждающей жидкости из низкотемпературного контура через теплообменник 366 без какого-либо смешивания между МИФС и охлаждающей жидкостью. Охлаждающая жидкость остается отделена от МИФС, поскольку охлаждающая жидкость может располагаться в теплообменных трубах внутри МИФС. Охлаждающая жидкость может передавать охлаждающую способность МИФС (поглощать тепло из МИФС), и МИФС охлаждается дополнительно.
Охлаждающая способность может быть передана МИФС внутри теплообменника от охлаждающей жидкости в низкотемпературном контуре.
Перепускной клапан 329 выполнен с возможностью направления потока охлаждающей жидкости из низкотемпературного контура через теплообменник 366 без какого-либо смешивания между МИФС и охлаждающей жидкостью.
Охлаждающая жидкость остается отделена от МИФС, поскольку охлаждающая жидкость может быть в теплообменных трубах внутри МИФС. Охлаждающая жидкость может передавать охлаждающую способность МИФС.
Охлаждающая способность, накопленная в МИФС, может быть передана от теплообменника высокотемпературному контуру. Регулирующий клапан 330 выполнен с возможностью направления потока охлаждающей жидкости из высокотемпературного контура через теплообменник 366 без какого-либо смешивания между МИФС и первой охлаждающей жидкостью. Охлаждающая жидкость остается отделена от МИФС, поскольку охлаждающая жидкость может располагаться в теплообменных трубах в контакте с МИФС. МИФС может передавать охлаждающую способность охлаждающей жидкости высокотемпературного охлаждающего контура. После передачи охлаждающей способности от МИФС охлаждающей жидкости охлаждающая жидкость протекает через высокотемпературный охлаждающий контур двигателя и связанные с ним компоненты для поддержания оптимальной температуры двигателя.
На Фиг. 4 представлен способ 400 для накопления охлаждающей способности от низкотемпературного контура в теплообменнике и передачи охлаждающей способности от теплообменника охлаждающей жидкости в высокотемпературном контуре. Высокотемпературный охлаждающий контур может быть охлаждающим контуром двигателя и может быть высокотемпературным охлаждающим контуром, представленным на Фиг. 2 и Фиг. 3. Низкотемпературный контур может быть водяным охлаждающим контуром, охлаждающим конденсатор кондиционера воздуха, охладитель наддувочного воздуха, трансмиссионного масла и т.д. аналогично низкотемпературному контуру, представленному на Фиг. 2 и Фиг. 3.
Теплообменник может быть теплообменником 206 или теплообменником 366, 25 представленными на Фиг. 2 и Фиг. 3, соответственно.
Инструкции для осуществления способа 400 и остальных способов, содержащихся в данном документе, могут быть исполнены контроллером, например контроллером 42, представленным на Фиг. 1, на основании инструкций, хранимых в памяти контроллера, и в сочетании с сигналами, полученными от датчиков системы двигателя, например от датчика 352 температуры, раскрытого выше со ссылкой на Фиг. 3. Контроллер может использовать исполнительные механизмы системы двигателя для регулировки работы двигателя, например приведения в действие перепускного клапана 329 и регулирующего клапана 330, представленных на Фиг. 3, в соответствии со способами, раскрытыми ниже.
Способ 400 может начинаться посредством определения текущих параметров двигателя (например, частоты вращения двигателя, нагрузки двигателя, температуры двигателя) на шаге 402. На шаге 404 посредством контроллера могут определять, превышает ли температура охлаждающей жидкости в низкотемпературном охлаждающем контуре (например, низкотемпературном контуре 202, представленном на Фиг. 2, и низкотемпературном контуре 340, представленном на Фиг. 3) первое пороговое значение. В одном из примеров пороговая температура может быть равна 70°С.
Если ответ положительный, то это указывает на то, что охлаждающая жидкость в низкотемпературном охлаждающем контуре не имеет дополнительной охлаждающей способности, и способ 400 переходит на шаг 412.
Низкотемпературный охлаждающий контур может не иметь дополнительной охлаждающей способности для передачи теплообменнику, когда температура охлаждающей жидкости в низкотемпературном контуре больше, чем первое пороговое значение, и/или когда температура ВОНВ, ВОТМ и/или ВКОНД близка или находится на верхнем пределе нормальной рабочей температуры каждого из данных компонентов. В результате всю охлаждающую способность, доступную в низкотемпературном контуре, используют для охлаждения каждого из компонентов низкотемпературного контура и не передают теплообменнику для накопления.
На шаге 412 перепускной клапан низкотемпературного охлаждающего контура (например, перепускной клапан 329 низкотемпературного контура 340, представленного на Фиг. 1) устанавливают в положение блокирования потока охлаждающей жидкости из низкотемпературного охлаждающего контура к присоединенному теплообменнику (например, к теплообменнику 366, представленному на Фиг. 3). Охлаждающая жидкость продолжает протекать в низкотемпературном охлаждающем контуре через радиатор и затем для охлаждения к каждому из ВОНВ, ВОТМ, ВКОНД, как раскрыто выше со ссылкой на Фиг. 3, без какого-либо теплообмена с данным теплообменником.
Однако, если на шаге 404 температура охлаждающей жидкости в низкотемпературном контуре меньше, чем первое пороговое значение, дополнительная охлаждающая способность доступна в данной охлаждающей жидкости, и, следовательно, способ 400 переходит на шаг 406. На шаге 406 перепускной клапан устанавливают в положение направления потока охлаждающей жидкости из низкотемпературного охлаждающего контура к теплообменнику.
Охлаждающая жидкость низкотемпературного охлаждающего контура может передавать охлаждающую способность МИФС (например, уменьшать температуру МИФС) внутри данного теплообменника. Охлаждающая жидкость может протекать через первый набор теплообменных труб внутри теплообменника таким образом, чтобы охлаждающая жидкость не смешивалась/оставалась отделена от содержимого теплообменника. После передачи охлаждающей способности теплообменнику прогретая охлаждающая жидкость может протекать обратно к низкотемпературному охлаждающему контуру и продолжать протекать через компоненты данного низкотемпературного контура. В одном из примеров, как показано на шаге 407, если двигатель отключен, перепускной клапан может по- прежнему находиться в открытом положении, так как температура охлаждающей жидкости в низкотемпературном контуре ниже первого порогового значения при отключенном двигателе. Насос низкотемпературного контура может оставаться в рабочем состоянии для подачи охлаждающей жидкости из низкотемпературного контура через открытый перепускной клапан к теплообменнику для передачи охлаждающей способности от охлаждающей жидкости теплообменнику.
В способе 400 на шаге 408 определяют, превышает ли температура высокотемпературного охлаждающего контура второе пороговое значение, причем второе пороговое значение выше, чем первое пороговое значение (например, первое пороговое значение температуры может быть 70°C, а второе пороговое значение температуры может быть 90°C). Если температура охлаждающей жидкости в высокотемпературном охлаждающем контуре не превышает второе пороговое значение, то способ 400 переходит на шаг 414.
На шаге 414 охлаждающую жидкость высокотемпературного контура продолжают подавать вдоль радиатора высокотемпературного контура к двигателю и связанным компонентам двигателя, не пропуская через присоединенный теплообменник. Температуру охлаждающей жидкости в высокотемпературном контуре поддерживают в оптимальном диапазоне таким образом, чтобы радиатор достаточно охлаждал охлаждающую жидкость в высокотемпературном контуре.
Способ 400 переходит на шаг 416 для определения того, работает ли двигатель в условиях холодного запуска. В условиях холодного запуска температура двигателя может быть меньше минимальной рабочей температуры двигателя (например, менее 100°F). В условиях холодного запуска охлаждающая жидкость в высокотемпературном контуре может протекать в обход радиатора для исключения потери тепла на радиаторе, тем самым быстро нагревая двигатель и связанные компоненты для повышения эффективности сгорания и уменьшения выбросов двигателя. Если двигатель работает в условиях холодного запуска на шаге 416, способ 400 переходит на шаг 420, где клапан охлаждающей жидкости (например, клапан 331 охлаждающей жидкости, представленный на Фиг. 3) закрывают для направления потока охлаждающей жидкости от радиатора и по направлению к двигателю для ускорения прогрева двигателя. Следовательно, передача тепла между охлаждающей жидкостью в высокотемпературном охлаждающем контуре и радиатором высокотемпературного контура не происходит, и охлаждающая жидкость в высокотемпературном контуре циркулирует через двигатель для ускорения прогрева двигателя во время холодного запуска. Далее способ 400 совершает возврат.
Если двигатель не работает в условиях холодного запуска на шаге 416, способ 400 переходит на шаг 418, на котором клапан охлаждающей жидкости удерживают в открытом положении, причем охлаждающую жидкость подают от двигателя и связанных компонентов к радиатору высокотемпературного контура для уменьшения температуры охлаждающей жидкости, так как охлаждающая жидкость продолжает протекать через двигатель и связанные компоненты для охлаждения двигателя. Далее способ 400 совершает возврат.
На шаге 408, если температура высокотемпературного контура больше, чем второе пороговое значение, то необходимо охлаждение высокотемпературной охлаждающей жидкости для того, чтобы иметь возможность продолжать охлаждение двигателя и связанных компонентов. В одном из примеров высокая нагрузка двигателя и/или высокая частота вращения двигателя могут создавать избыточное тепло и, если охлаждение было обеспечено только посредством радиатора, может произойти перегрев двигателя, что может вызвать деградацию двигателя, или могут быть снижены характеристики двигателя для предотвращения перегрева, что может ухудшить эффективность двигателя и его рабочие характеристики. Следовательно, способ 400 переходит на шаг 410.
На шаге 410 клапан охлаждающей жидкости устанавливают в положение подачи охлаждающей жидкости из высокотемпературного контура к теплообменнику. В одном из примеров клапан охлаждающей жидкости может быть приведен в действие термически (с восковым термоэлементом) и в ответ на температуру охлаждающей жидкости высокотемпературного контура больше, чем второе пороговое значение может быть переведен в открытое положение. В другом примере клапан охлаждающей жидкости может быть клапаном с электрическим исполнительным механизмом. Охлаждающую жидкость от высокотемпературного контура могут направлять для протекания внутри теплообменника через второй набор теплообменных труб без смешивания с содержимым теплообменника.
Непосредственная теплопередача между первым набором теплообменных труб с низкотемпературной охлаждающей жидкостью и вторым набором теплообменных труб с высокотемпературной охлаждающей жидкостью отсутствует.
Тепло от охлаждающей жидкости, протекающей через второй набор теплообменных труб, может быть передано МИФС теплообменника, причем МИФС теплообменника расположен при более низкой температуре, чем охлаждающая жидкость в высокотемпературном охлаждающем контуре. Как было подробно раскрыто выше, охлаждающую способность передают от низкотемпературной охлаждающей жидкости МИФС на шаге 406. При поглощении тепла в теплообменнике от высокотемпературной охлаждающей жидкости (через второй набор теплообменных труб, которые удерживают охлаждающую жидкость отдельно от содержимого теплообменника) температура высокотемпературной охлаждающей жидкости уменьшается, и охлаждающая жидкость возвращается обратно к высокотемпературному контуру. Теперь температура охлаждающей жидкости в высокотемпературном контуре меньше, чем второе пороговое значение, и может быть продолжено охлаждение связанных компонентов двигателя для поддержания двигателя в оптимальном температурном диапазоне.
Поток охлаждающей жидкости из низкотемпературного контура через первый набор теплообменных труб и поток охлаждающей жидкости из высокотемпературного контура через второй набор теплообменных труб внутри теплообменника не могут быть поданы одновременно. В одном из примеров охлаждающая способность может быть передана теплообменнику от охлаждающей жидкости низкотемпературного охлаждающего контура, протекающей через первый набор теплообменных труб, и накоплена в теплообменнике. На более позднем этапе времени охлаждающая жидкость из высокотемпературного охлаждающего контура может протекать через второй набор теплообменных труб, и охлаждающая способность может быть передана от теплообменника охлаждающей жидкости во втором наборе теплообменных труб. В другом примере пока охлаждающая жидкость из низкотемпературного охлаждающего контура протекает через первый набор теплообменных труб, она передает охлаждающую способность МИФС, одновременно с этим охлаждающая жидкость из высокотемпературного контура может протекать через второй набор теплообменных труб, а охлаждающая способность может быть передана от МИФС охлаждающей жидкости во втором наборе теплообменных труб. Передача охлаждающей способности не может происходить непосредственно между охлаждающей жидкостью в первом наборе теплообменных труб и охлаждающей жидкостью во втором наборе теплообменных труб, а может быть осуществлена посредством МИФС внутри теплообменника. Ни в одной точке не происходит смешивания между МИФС и охлаждающей жидкостью в первом наборе теплообменных труб и охлаждающей жидкостью во втором наборе теплообменных труб внутри теплообменника. Далее способ 400 совершает возврат.
На Фиг. 5 представлен пример рабочей последовательности 500 двухконтурной системы охлаждения транспортного средства, соединенной с теплообменником. Представленная в качестве примера рабочая последовательность 500 может быть сгенерирована во время работы высокотемпературного контура и низкотемпературного контура, раскрытых выше со ссылкой на Фиг. 1-4. Вдоль оси Y изображена кривая 502, указывающая нагрузку двигателя, увеличивающуюся вдоль оси Y. Температура охлаждающей жидкости в низкотемпературном контуре и температура охлаждающей жидкости в высокотемпературном контуре изображены на графиках 504 и 506, соответственно.
Первое пороговое значение температуры низкотемпературного контура имеет обозначение 501, а второе пороговое значение и третье пороговое значение температуры высокотемпературного контура имеют обозначения 505 и 503, соответственно. Первое пороговое значение 501 может быть меньше, чем второе пороговое значение 505, по меньшей мере в одном из примеров. Третье пороговое значение 503 может быть меньше, чем второе пороговое значение 505. В некоторых примерах третье пороговое значение 503 может быть больше, чем первое пороговое значение 501, или третье пороговое значение 503 может быть равно или меньше, чем первое пороговое значение 501. Положение перепускного клапана в низкотемпературном контуре (например, перепускного клапана 329) обозначено кривой 508, положение регулирующего клапана (например, регулирующего клапана 330) обозначено кривой 510, а положение клапана охлаждающей жидкости (например, клапана 331 охлаждающей жидкости) обозначено кривой 512. Ось X отображает время, увеличивающееся с левой части чертежа к правой части чертежа. Вертикальными метками (штриховыми линиями) показаны интересующие моменты времени.
До момента времени T1 перепускной клапан (кривая 508), расположенный вдоль низкотемпературного контура, находится в открытом положении, так как температура низкотемпературного контура (кривая 504) ниже первого порогового значения 501. Открытие перепускного клапана приводит к направлению охлаждающей жидкости из низкотемпературного контура к теплообменнику для передачи охлаждающей способности данному теплообменнику. Температура охлаждающей жидкости в высокотемпературном контуре (кривая 506) меньше, чем третье пороговое значение 503, например, в связи с условиями холодного запуска. Следовательно, регулирующий клапан находится в закрытом положении (кривая 510), блокируя протекание охлаждающей жидкости из высокотемпературного контура к теплообменнику, и вместо этого направляя охлаждающую жидкость вдоль высокотемпературного контура для ускорения прогрева двигателя. До момента времени T1 клапан охлаждающей жидкости также находится в закрытом положении (кривая 512), направляя поток охлаждающей жидкости высокотемпературного контура от радиатора высокотемпературного контура и по направлению к двигателю для ускорения прогрева двигателя. Нагрузка двигателя до момента времени T1 остается неизменной, как показано посредством кривой 502.
В период времени T1-T2 температура высокотемпературного контура (кривая 506) по-прежнему остается ниже третьего порогового значения 503 (например, в условиях холодного запуска). Следовательно, регулирующий клапан (кривая 510) по-прежнему находится в закрытом положении, блокируя протекание охлаждающей жидкости из высокотемпературного контура к теплообменнику, и, вместо этого направляя охлаждающую жидкость вдоль высокотемпературного контура для передачи тепла двигателю. Клапан охлаждающей жидкости (кривая 512) также по- прежнему находится в закрытом положении, направляя поток охлаждающей жидкости высокотемпературного контура от радиатора по направлению к двигателю для ускорения прогрева двигателя. Поскольку температура охлаждающей жидкости в низкотемпературном контуре (кривая 504) по-прежнему ниже первого порогового значения 501 перепускной клапан по-прежнему находится в открытом положении, направляя охлаждающую жидкость из низкотемпературного контура к теплообменнику. При передаче охлаждающей способности от охлаждающей жидкости в низкотемпературном контуре теплообменнику температура низкотемпературного контура (кривая 504) постепенно увеличивается в период времени T1-T2. В дополнение к этому, по мере прогрева двигателя температура охлаждающей жидкости в высокотемпературном контуре (кривая 506) также увеличивается в промежуток времени T1-T2.
В момент времени T2 температура охлаждающей жидкости в высокотемпературном контуре (кривая 506) достигает третьего порогового значения 503. В результате в момент времени T2 клапан охлаждающей жидкости устанавливают в открытое положение, направляя поток охлаждающей жидкости к радиатору высокотемпературного контура. В период времени T2-T3 температура охлаждающей жидкости в высокотемпературном контуре (кривая 506) находится между вторым пороговым значением 505 и третьим пороговым значением 503, что является нормальным температурным диапазоном для охлаждения двигателя. Поскольку температура охлаждающей жидкости не превышает второго порогового значения, регулирующий клапан (кривая 510) по-прежнему находится в закрытом положении, направляя поток охлаждающей жидкости вдоль высокотемпературного контура без подачи к теплообменнику. Перепускной клапан (кривая 508) по-прежнему находится в открытом положении, направляя поток охлаждающей жидкости в низкотемпературном контуре к теплообменнику для передачи охлаждающей способности теплообменнику.
В момент времени T3 температура низкотемпературного контура может достигать первого порогового значения 501, указывая на то, что дополнительная охлаждающая способность в низкотемпературном контуре для передачи данному теплообменнику не доступна. В одном из примеров охлаждающую жидкость в низкотемпературном контуре нагревают в ответ на запрос оператора, активирующего кондиционер воздуха, тем самым задействуя компрессор переменного тока и увеличивая потребность в охлаждении низкотемпературного контура. Поэтому перепускной клапан закрывают, блокируя подачу охлаждающей жидкости из низкотемпературного контура к теплообменнику. Перепускной клапан в закрытом положении направляет поток охлаждающей жидкости к компонентам низкотемпературного контура, таким как ВОНВ, ВОТМ, ВКОНД и т.д.
В период времени T3-T4 температура охлаждающей жидкости в высокотемпературном контуре (кривая 506) находится между вторым пороговым значением 505 и третьим пороговым значением 503. Регулирующий клапан находится в закрытом положении (кривая 510) ввиду отсутствия необходимости охлаждения охлаждающей жидкости в высокотемпературном контуре посредством теплообменника. Клапан охлаждающей жидкости находится в открытом положении (кривая 512), что позволяет охлаждающей жидкости в высокотемпературном контуре протекать через радиатор высокотемпературного контура.
В период времени T4-T5 температура охлаждающей жидкости в низкотемпературном контуре по-прежнему находится выше первого порогового значения 501. Перепускной клапан удерживают в закрытом положении, блокируя протекание охлаждающей жидкости из низкотемпературного контура к теплообменнику, ввиду отсутствия доступной охлаждающей способности в охлаждающей жидкости низкотемпературного контура для передачи данному теплообменнику. Между моментами времени T4-T5 при увеличении (например, во время подъема в гору) нагрузки двигателя (кривая 502) температура охлаждающей жидкости в высокотемпературном контуре (кривая 506) также увеличивается. В период времени T4-T5 клапан охлаждающей жидкости по-прежнему находится в открытом положении, направляя охлаждающую жидкость в высокотемпературном контуре через радиатор, а регулирующий клапан по-прежнему находится в закрытом положении, блокируя подачу охлаждающей жидкости из высокотемпературного контура к теплообменнику, поскольку температура охлаждающей жидкости в высокотемпературном контуре ниже второго порогового значения 505.
При увеличении нагрузки двигателя в период времени T4-T5 температура охлаждающей жидкости в высокотемпературном контуре продолжает увеличиваться и находится на уровне второго порогового значения в момент времени T5. В ответ на достижение температуры охлаждающей жидкости в высокотемпературном контуре второго порогового значения в момент времени T5 регулирующий клапан (кривая 510) открывают для направления охлаждающей жидкости из высокотемпературного контура к теплообменнику для передачи тепла данному теплообменнику. Клапан охлаждающей жидкости по-прежнему находится в открытом положении (кривая 512) в период времени T5-T6, направляя охлаждающую жидкость в высокотемпературном контуре через радиатор.
В период времени T5-T6 температура охлаждающей жидкости в высокотемпературном контуре (кривая 506) находится выше второго порогового значения 505 и начинает уменьшаться без уменьшения нагрузки двигателя (кривая 502). Температура высокотемпературной охлаждающей жидкости уменьшается ввиду открытия регулирующего клапана, направляющего охлаждающую жидкость из высокотемпературного контура к теплообменнику для передачи тепла от охлаждающей жидкости теплообменнику.
Однако если охлаждающая способность не доступна для уменьшения температуры охлаждающей жидкости в высокотемпературном контуре (например, во втором двигателе с отсутствием передачи охлаждающей способности между низкотемпературным контуром и высокотемпературным контуром через теплообменник), второй двигатель работает при нагрузке, показанной посредством кривой 502’ в период времени T5’-T6. Даже если необходимая нагрузка во втором двигателе может быть такой же, как и нагрузка 502 двигателя в период времени T5- T6, второй двигатель работает при нагрузке 502’, которая меньше, чем нагрузка 502 двигателя, что указывает на то, что второй двигатель работает с уменьшенными выходными характеристиками в период времени T5’-T6 для уменьшения температуры охлаждающей жидкости в высокотемпературном контуре (кривая 506) для достижения второго порогового значения 505.
В момент времени T6 температура высокотемпературного контура находится на уровне второго порогового значения 505, и, следовательно, регулирующий клапан (кривая 510) закрывают в момент времени T6, блокируя поток охлаждающей жидкости из высокотемпературного контура к теплообменнику. Температура охлаждающей жидкости в низкотемпературном контуре по-прежнему выше первого порогового значения 501 в период времени T5-T6, перепускной клапан удерживают в закрытом положении, блокируя протекание охлаждающей жидкости из высокотемпературного контура к теплообменнику при отсутствии доступной охлаждающей способности для передачи от низкотемпературного контура теплообменнику.
В момент времени T7 температура охлаждающей жидкости в низкотемпературном контуре находится на уровне первого порогового значения 501, что указывает на доступность дополнительной охлаждающей способности в низкотемпературном контуре в период времени T7-T8. В одном из примеров дополнительная охлаждающая способность может быть доступна в низкотемпературном контуре после отключения кондиционера воздуха транспортного средства. В период времени T7-T8 перепускной клапан находится в открытом положении, направляя поток охлаждающей жидкости из низкотемпературного контура к теплообменнику для передачи охлаждающей способности данному теплообменнику.
Температура охлаждающей жидкости в высокотемпературном контуре уменьшается (например, оставаясь между вторым пороговым значением и третьим пороговым значением) в период времени T6-T8 вместе с уменьшением нагрузки двигателя (кривая 502). Регулирующий клапан находится в закрытом положении, а клапан охлаждающей жидкости продолжает находиться в открытом положении между моментами времени T6-T8.
В момент времени T8 двигатель отключают, и, следовательно, нагрузка двигателя находится на нуле. В период времени T8-T10, в то время как двигатель отключен, охлаждающая жидкость в низкотемпературном контуре может продолжать передавать охлаждающую способность теплообменнику посредством протекания через открытый перепускной клапан к теплообменнику. Насос низкотемпературного контура (например, насос 344 низкотемпературного контура 340, представленного на Фиг. 3) может продолжать работу при отключенном двигателе, подавая охлаждающую жидкость вдоль низкотемпературного контура и теплообменника. В период времени T8-T10 температура охлаждающей жидкости в высокотемпературном контуре может продолжать уменьшаться при рассеянии тепла двигателя в окружающую среду. Регулирующий клапан находится в закрытом положении, а клапан охлаждающей жидкости остается в открытом положении, пока высокая температура охлаждающей жидкости не будет уменьшена до температуры, достаточной для закрытия клапана охлаждающей жидкости (как показано, примерно в момент времени T10).
В момент времени T10 двигатель перезапускают, и нагрузка двигателя (кривая 502) начинает увеличиваться. Температура охлаждающей жидкости в низкотемпературном контуре (кривая 502) по-прежнему ниже первого порогового значения в момент времени T10, и, следовательно, перепускной клапан открыт (кривая 508), направляя поток охлаждающей жидкости из низкотемпературного контура к теплообменнику для передачи охлаждающей способности данному теплообменнику. Температура охлаждающей жидкости в высокотемпературном контуре находится ниже третьего порогового значения 503 в момент времени T10. Следовательно, регулирующий клапан находится в закрытом положении (кривая 510), блокируя протекание охлаждающей жидкости из высокотемпературного контура к теплообменнику, и вместо этого направляя охлаждающую жидкость вдоль высокотемпературного контура для ускорения прогрева двигателя. Клапан охлаждающей жидкости также находится в закрытом положении (кривая 512), направляя поток охлаждающей жидкости высокотемпературного контура от радиатора высокотемпературного контура по направлению к двигателю для ускорения прогрева двигателя.
Таким образом, дополнительная охлаждающая способность от низкотемпературного контура может быть передана и накоплена в теплообменнике. Охлаждающая способность теплообменника может быть затем использована для охлаждения высокотемпературного охлаждающего контура, например охлаждающего контура двигателя, для охлаждения двигателя и связанных компонентов, и поддержания двигателя в оптимальном температурном диапазоне.
Передача охлаждающей способности МИФС от низкотемпературного контура может происходить без смешивания МИФС и охлаждающей жидкости в низкотемпературном контуре. Подобным образом, передача охлаждающей способности от МИФС высокотемпературному контуру может происходить без смешивания МИФС и охлаждающей жидкости в высокотемпературном контуре.
Технический результат передачи охлаждающей способности от низкотемпературного контура теплообменнику для накопления и затем передачи накопленной охлаждающей способности от теплообменника высокотемпературному контуру, заключается в поддержании оптимального температурного диапазона двигателя и связанных компонентов посредством использования доступной охлаждающей способности внутри двухконтурной системы охлаждения транспортного средства, тем самым делая процесс более энергоэффективным.
Передача дополнительной доступной охлаждающей способности высокотемпературному контуру через теплообменник или тепловой накопитель может происходить каждый раз при повышенной нагрузке и частоте вращения двигателя без снижения характеристик двигателя, тем самым поддерживая оптимальную работу двигателя и транспортного средства. В дополнение к этому использование охлаждающей жидкости в низкотемпературном контуре (вместо хладагента, для которого необходимо задействование компрессора, который может увеличить расход топлива), упрощает и уменьшает затраты и сложность двухконтурной системы охлаждения.
Использование низкотемпературного контура с охлаждающей жидкостью для передачи и накопления дополнительной охлаждающей способности для охлаждения высокотемпературного контура, например раскрытой выше системы, может обеспечить эффективный и экономически выгодный способ передачи охлаждающей способности высокотемпературному контуру, в частности по сравнению с системами, которые могут использовать низкотемпературный контур с хладагентом, которые выполнены с возможностью работы с системой кондиционирования воздуха транспортного средства. Например, низкотемпературный контур с охлаждающей жидкостью, раскрытый в данном документе, может способствовать уменьшению нагрузки двигателя и, следовательно, уменьшению расхода топлива, и может также быть использован пока двигатель отключен, по сравнению с системами с хладагентом, которые могут увеличивать нагрузки двигателя вместе с увеличенным расходом топлива и не могут быть использованы пока двигатель отключен. Низкотемпературный контур с охлаждающей жидкостью может также предотвращать образование излишнего тепла, что можно наблюдать при работе компрессора кондиционера воздуха, тем самым понижая запрос на охлаждение охлаждающей жидкости в охлаждающих контурах. Кроме того, использование низкотемпературного контура с охлаждающей жидкостью, раскрытого в данном документе, может увеличить эффективность охлаждения кондиционера воздуха в пассажирском салоне транспортного средства по сравнению с использованием контура хладагента системы кондиционирования воздуха для дополнительного охлаждения высокотемпературного контура. Пример системы содержит первый охлаждающий контур, второй охлаждающий контур, отдельный от первого охлаждающего контура, теплообменник, выполненный с возможностью передачи тепла между первым охлаждающим контуром и вторым охлаждающим контуром, перепускной клапан, расположенный между первым охлаждающим контуром и теплообменником, и регулирующий клапан, расположенный между вторым охлаждающим контуром и теплообменником. В предыдущем примере, дополнительно или опционально, первый охлаждающий контур является низкотемпературным жидкостным охлаждающим контуром, содержащим первый радиатор, причем охлаждающая жидкость, выходящая из первого радиатора, может протекать к теплообменнику. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, охлаждающая жидкость, выходящая из первого радиатора, может протекать к теплообменнику через конденсатор кондиционера воздуха, охладитель наддувочного воздуха и охладитель трансмиссионного масла. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, при первом положении перепускного клапана охлаждающую жидкость может протекать из первого радиатора к теплообменнику, и охлаждающая жидкость может протекать из первого радиатора к конденсатору кондиционера воздуха, охладителю наддувочного воздуха и охладителю трансмиссионного масла, причем при втором положении перепускного клапана протекание охлаждающей жидкости из первого радиатора к теплообменнику заблокировано, в то время как охлаждающая жидкость может продолжать протекать из первого радиатора к конденсатору кондиционера воздуха, охладителю наддувочного воздуха и охладителю трансмиссионного масла. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, при первом положении регулирующего клапана охлаждающая жидкость может протекать из второго охлаждающего контура через теплообменник и может протекать обратно ко второму охлаждающему контуру, причем при втором положении регулирующего клапана протекание охлаждающей жидкости из второго охлаждающего контура через теплообменник заблокировано. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, система дополнительно содержит контроллер, хранящий машиночитаемые инструкции, исполняемые для установки перепускного клапана в первое положение перепускного клапана в ответ на температуру первого охлаждающего контура меньше первого порогового значения и установки регулирующего клапана в первое положение регулирующего клапана в ответ на температуру второго охлаждающего контура больше второго порогового значения, причем второе пороговое значение больше первого порогового значения. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, второй охлаждающий контур является высокотемпературным охлаждающим контуром двигателя, содержащим по меньшей мере охлаждающую рубашку двигателя и второй радиатор, причем охлаждающая жидкость, выходящая из охлаждающей рубашки двигателя, может протекать ко второму радиатору. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, теплообменник содержит материал с изменяемым фазовым состоянием с возможностью теплообмена с первым набором теплообменных труб и вторым набором теплообменных труб, причем первый набор теплообменных труб выполнен с возможностью пропускания охлаждающей жидкости из первого охлаждающего контура через теплообменник, при этом второй набор теплообменных труб выполнен с возможностью пропускания охлаждающей жидкости из второго охлаждающего контура через теплообменник. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, МИФС остается отделен от охлаждающей жидкости, протекающей через первый набор теплообменных труб, и от охлаждающей жидкости, протекающей через второй набор теплообменных труб. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, температуру первого охлаждающего контура поддерживают ниже температуры замерзания МИФС. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, перепускной клапан является многопозиционным клапаном, приводимым в действие термически.
Пример способа содержит шаги, на которых: в ответ на первое условие передают охлаждающую способность от первого охлаждающего контура теплообменнику, причем первое условие включает в себя температуру первого охлаждающего контура меньше первого порогового значения, накапливают охлаждающую способность, переданную от первого охлаждающего контура в материал с изменяемым фазовым состоянием (МИФС), внутри теплообменника, и в ответ на второе условие передают тепло от второго охлаждающего контура теплообменнику, причем второе условие включает в себя температуру второго охлаждающего контура больше второго порогового значения, причем второе пороговое значение больше первого порогового значения, при этом между теплообменником и первым охлаждающим контуром расположен первый клапан для обхода теплообменника первым охлаждающим контуром, а между теплообменником и вторым охлаждающим контуром расположен второй клапан для обхода теплообменника вторым охлаждающим контуром. В предыдущем примере, дополнительно или опционально, способ также содержит шаги, на которых: в ответ на третье условие приостанавливают передачу охлаждающей способности между первым охлаждающим контуром и теплообменником, и приостанавливают передачу тепла от второго охлаждающего контура теплообменнику, причем третье условие включает в себя температуру первого охлаждающего контура больше первого порогового значения и температуру второго охлаждающего контура меньше второго порогового значения. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, способ также содержит шаги, на которых при первом, втором и третьем условии удерживают охлаждающую жидкость в первом охлаждающем контуре и охлаждающую жидкость во втором охлаждающем контуре отдельно друг от друга и отдельно от МИФС. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, способ также содержит шаги, на которых дополнительно располагают первый клапан между теплообменником и первым охлаждающим контуром и второй клапан между теплообменником и вторым охлаждающим контуром в закрытом положении при третьем условии. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, способ дополнительно содержит шаги, на которых первый клапан устанавливают в открытое положение при первом условии, при этом второй клапан устанавливают в открытое положение при втором условии. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, первое условие и второе условие могут выполняться одновременно.
Пример системы содержит теплообменник, соединенный с первым охлаждающим контуром и вторым охлаждающим контуром, перепускной клапан, выполненный с возможностью пропускания первой охлаждающей жидкости из первого охлаждающего контура через первый набор труб внутри теплообменника, причем первый набор труб выполнен с возможностью удержания первой охлаждающей жидкости отдельно от материала с изменяемым фазовым состоянием (МИФС) внутри теплообменника, но с возможностью теплообмена с МИФС, клапан охлаждающей жидкости, выполненный с возможностью пропускания второй охлаждающей жидкости из второго охлаждающего контура через второй набор труб, причем второй набор труб внутри теплообменника выполнен с возможностью удержания второй охлаждающей жидкости отдельно от первой охлаждающей жидкости в первом наборе труб и отдельно от МИФС при удержании второй охлаждающей жидкости в теплообмене с МИФС внутри теплообменника. В предыдущем примере, дополнительно или опционально, система дополнительно содержит контроллер, хранящий машиночитаемые инструкции, исполняемые для установки перепускного клапана в первое положение для пропускания первой охлаждающей жидкости через первый набор труб в ответ на температуру первого охлаждающего контура меньше первого порогового значения, и установки перепускного клапана во второе положение для блокирования протекания первой охлаждающей жидкости через первый набор труб в ответ на температуру первого охлаждающего контура больше первого порогового значения. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, машиночитаемые инструкции, дополнительно исполняемые для установки клапана охлаждающей жидкости в открытое положение для пропускания второй охлаждающей жидкости через второй набор труб в ответ на температуру второго охлаждающего контура больше второго порогового значения, причем второе пороговое значение больше первого порогового значения, и установки клапана охлаждающей жидкости в закрытое положение для блокирования протекания второй охлаждающей жидкости через второй набор труб в ответ на температуру второго охлаждающего контура меньше второго порогового значения.
Следует отметить, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут использоваться с разнообразными конфигурациями систем двигателей и/или транспортных средств. Раскрытые в настоящей заявке способы и алгоритмы управления могут храниться в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти и могут осуществляться системой управления, содержащей контроллер, в сочетании с различными датчиками, исполнительными механизмами и другим аппаратным обеспечением двигателя. Раскрытые в настоящей заявке конкретные алгоритмы могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки, таких как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопотоковые и т.д. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно, а в некоторых случаях – могут опускаться. Точно так же указанный порядок обработки необязательно требуется для достижения отличительных признаков и преимуществ раскрытых в настоящей заявке вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или несколько из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут выполняться повторно, в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, раскрытые действия, операции и/или функции могут графически представлять код, запрограммированный в долговременной памяти машиночитаемого носителя данных в системе управления двигателем, при этом раскрытые действия выполняют путем исполнения инструкций в системе, содержащей разнообразные аппаратные компоненты двигателя в сочетании с электронным контроллером.
Следует понимать, что раскрытые в настоящей заявке конфигурации и алгоритмы по своей сути являются лишь примерами, и что конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, ибо возможны разнообразные их модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена к двигателям со схемами расположения цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, в схеме с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов.
Объект настоящего изобретения включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и схем, а также других отличительных признаков, функций и/или свойств, раскрытых в настоящем описании.
В нижеследующей формуле изобретения, в частности, указаны определенные комбинации и подкомбинации компонентов, которые считаются новыми и неочевидными. В пунктах формулы ссылка может быть сделана на «один» элемент или «первый» элемент или на эквивалентный термин. Следует понимать, что такие пункты могут включать в себя один или более указанных элементов, не требуя и не исключая наличие двух или более таких элементов. Иные комбинации и подкомбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов или свойств могут быть включены в формулу путем изменения имеющихся пунктов или путем представления новых пунктов формулы в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема первоначальной формулы изобретения, также считаются включенными в объект настоящего изобретения.
Изобретение относится к двухконтурной системе охлаждения. Представлены способы и системы для двухконтурной системы охлаждения, используемой для управления температурой двигателя. В одном из примеров охлаждающую способность передают от низкотемпературного контура теплообменнику, а охлаждающую способность, накопленную в теплообменнике, передают высокотемпературному контуру (например, охлаждающему контуру двигателя). Поток охлаждающей жидкости из двухконтурной системы охлаждения к теплообменнику может быть отрегулирован в зависимости от температуры охлаждающей жидкости в низкотемпературном контуре и высокотемпературном контуре. Изобретение обеспечивает передачу дополнительной охлаждающей способности, поддерживая оптимальную работу двигателя и транспортного средства. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.
1. Способ управления потоком охлаждающей жидкости в двухконтурной системе охлаждения, в котором:
в ответ на первое условие передают охлаждающую способность от первого охлаждающего контура теплообменнику, причем первое условие включает в себя температуру первого охлаждающего контура меньше первого порогового значения;
накапливают охлаждающую способность, переданную от первого охлаждающего контура в материал с изменяемым фазовым состоянием (МИФС), внутри теплообменника;
в ответ на второе условие передают тепло от второго охлаждающего контура теплообменнику, причем второе условие включает в себя температуру второго охлаждающего контура больше второго порогового значения, причем второе пороговое значение больше первого порогового значения, при этом между теплообменником и первым охлаждающим контуром расположен первый клапан для обхода теплообменника первым охлаждающим контуром, а между теплообменником и вторым охлаждающим контуром расположен второй клапан для обхода теплообменника вторым охлаждающим контуром.
2. Способ по п. 1, в котором дополнительно в ответ на третье условие приостанавливают передачу охлаждающей способности между первым охлаждающим контуром и теплообменником и приостанавливают передачу тепла от второго охлаждающего контура теплообменнику, причем третье условие включает в себя температуру первого охлаждающего контура больше первого порогового значения и температуру второго охлаждающего контура меньше второго порогового значения.
3. Способ по п. 2, в котором дополнительно при первом, втором и третьем условиях охлаждающую жидкость в первом охлаждающем контуре и охлаждающую жидкость 30 во втором охлаждающем контуре удерживают отдельно друг от друга и отдельно от МИФС.
4. Способ по п. 2, в котором дополнительно располагают первый клапан между теплообменником и первым охлаждающим контуром и второй клапан – между теплообменником и вторым охлаждающим контуром в закрытом положении при третьем условии.
5. Способ по п. 4, в котором дополнительно первый клапан устанавливают в открытое положение при первом условии, при этом второй клапан устанавливают в открытое положение при втором условии.
6. Способ по п. 1, в котором первое условие и второе условие выполняются одновременно.
7. Двухконтурная система охлаждения, содержащая:
теплообменник, соединенный с первым охлаждающим контуром и вторым охлаждающим контуром;
перепускной клапан, выполненный с возможностью пропускания первой охлаждающей жидкости из первого охлаждающего контура через первый набор труб внутри теплообменника, причем первый набор труб выполнен с возможностью удержания первой охлаждающей жидкости отдельно от материала с изменяемым фазовым состоянием (МИФС) внутри теплообменника, но с возможностью теплообмена с материалом с изменяемым фазовым состоянием (МИФС);
клапан охлаждающей жидкости, выполненный с возможностью пропускания второй охлаждающей жидкости из второго охлаждающего контура через второй набор труб, причем второй набор труб внутри теплообменника выполнен с возможностью удержания второй охлаждающей жидкости отдельно от первой охлаждающей жидкости в первом наборе труб и отдельно от материала с изменяемым фазовым состоянием (МИФС) при удержании второй охлаждающей жидкости в теплообмене с материалом с изменяемым фазовым состоянием (МИФС) внутри теплообменника; и
контроллер, хранящий машиночитаемые инструкции, исполняемые для:
установки перепускного клапана в первое положение для пропускания первой охлаждающей жидкости через первый набор труб в ответ на температуру первого охлаждающего контура меньше первого порогового значения,
и установки перепускного клапана во второе положение для блокирования протекания первой охлаждающей жидкости через первый набор труб в ответ на температуру первого охлаждающего контура больше первого порогового значения.
8. Система по п. 7, в которой машиночитаемые инструкции, дополнительно исполняемые для:
установки клапана охлаждающей жидкости в открытое положение для пропускания второй охлаждающей жидкости через второй набор труб в ответ на температуру второго охлаждающего контура больше второго порогового значения, причем второе пороговое значение больше первого порогового значения, и
установки клапана охлаждающей жидкости в закрытое положение для блокирования протекания второй охлаждающей жидкости через второй набор труб в ответ на температуру второго охлаждающего контура меньше второго порогового значения.
| US 2011214629 A1, 08.09.2011 | |||
| US 2007186878 A1, 16.08.2007 | |||
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ ТЕПЛОВОЙ МАШИНЫ | 2000 |
|
RU2186228C2 |
| СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАСХОДОМ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ | 2009 |
|
RU2503831C2 |
| СПОСОБ ОЦЕНКИ АДЕКВАТНОСТИ ЛЕЧЕНИЯ БОЛЬНЫХ МИАСТЕНИЕЙ | 2009 |
|
RU2425619C1 |
