CN101143561A - 用加热器鼓风机冷却发动机室的系统和方法 - Google Patents

用加热器鼓风机冷却发动机室的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种冷却发动机室的系统，其包括用于供给热空气到车辆车厢的加热器鼓风机。加热器鼓风机包括外部空气流入的外部空气入口，供给空气到发动机室的发动机室空气供给器，供给外部空气到车厢的车厢空气供给器，限定供给外部空气到至少发动机室空气供给器或车厢空气供给器之一的导引通道的门，和致动器以及驱动该门的电机，和进一步包括控制该门的控制单元以便如果发动机室的温度高于或等于产生热损害的限制温度时，外部空气经由加热器鼓风机流入发动机室。

Description

用加热器鼓风机冷却发动机室的系统和方法
技术领域
本发明涉及用加热器鼓风机冷却发动机室的系统，更具体而言，涉及这样的用加热器鼓风机冷却发动机室的系统，其使用加热器鼓风机通过排放驻留在发动机和隔板(dash panel)之间的热空气而冷却发动机室。
背景技术
图1是显示传统发动机室的示意图。
如图1所示，为冷却发动机室1的内部，冷却风扇5通常安装在发动机3的前部，和外部空气经由缓冲格栅(dumper grill)7通过冷却风扇5引入发动机室1。
引入的外部空气冷却发动机室1，然后经由隔板9的底部排出，但是发动机3和隔板9之间的大部分空气仍然驻留(区域A)和由此将导致各种部件受到热损害。
尤其是，当车辆暂时驻泊或行驶后发动机短暂关闭期间时，这种现象将变得严重。因此，为防止发动机室内的部件受到热损害，有必要将驻留在发动机和隔板之间的空气排放到外部。
上述信息在背景技术中公开仅仅用于帮助对本领域背景技术的理解，因此其信息不应当被认为或暗示为该信息构成本领域普通技术人员所熟知的现有技术。
发明内容
本发明致力于提供用加热器鼓风机冷却发动机室的系统，其优点在于通过排放驻留在发动机和隔板之间的空气，防止发动机室内的部件受到热损害。
本发明的示例性实施方式提供冷却发动机室的系统，其包括用于提供热空气到车厢的加热器鼓风机，其中，加热器鼓风机包括外部空气流入的外部空气入口，供给空气到发动机室的发动机室空气供给器(supplier)，供给外部空气到车厢的车厢空气供给器，限定供给外部空气到发动机室空气供给器或车厢空气供给器之一的导引通道的门，和致动器以及驱动该门的电机，和进一步包括控制该门的控制单元以便如果发动机室的温度高于或等于产生热损害的限制温度时，外部空气经由加热器鼓风机流入发动机室。
发动机室空气供给器包括：在主体(main body)一侧上形成的开口；和连接开口和发动机室的导管。
该门可以包括：发动机室门，其可以旋转安装在开口和车厢空气供给器之间，和在工作位置可以部分关闭车厢空气供给器以及在非工作位置可以关闭开口；车厢门，其可以旋转与发动机室门安装在同一线上，车厢门的一个端部面向发动机室门的一个端部，和在工作位置关闭车厢空气供给器以及在非工作位置打开车厢空气供给器的开口；和门的制动器(door stopper)，其与发动机室门和车厢门在同一线安装，和在发动机室门和车厢门的工作位置并在发动机室门和车厢门的端部之间关闭，以便关闭车厢空气供给器。
致动器可以包括分别打开/关闭发动机室门和车厢门的发动机室门致动器和车厢门致动器，和发动机室门致动器和车厢门致动器可以包括：旋转发动机室门和车厢门的旋转轴；位置杠杆(position lever)，其与旋转轴连接在一起和确定旋转轴停止的位置以便发动机室门和车厢门定位在工作位置和非工作位置；弹簧，其可以使位置杠杆从工作位置回到非工作位置；和弹簧制动器，其可以限定位置杠杆的旋转角以便位置杠杆旋转越过工作位置。
导管可以包括：第一导管，其连接到开口和延伸至加热器鼓风机的上部；第二导管，其连接到第一导管和侧向延伸；第三导管，其连接到第二导管和向下延伸；喷口格栅(spout grill)，其连接到第三导管，并连接到罩底板(cowl lower panel)的底部，和将从加热器鼓风机所供给的外部空气喷出进入发动机室；和安装在开口和第一导管间的导管密封元件329，以便防止从外部流入的空气泄漏到加热器鼓风机的外部。
控制单元通过在发动机开动时使用交流发电机的电能和在发动机关闭时使用电池的电能，从而使得加热器鼓风机运行。
控制单元通过强制将车辆的冷却/加热模式转换为外部空气供给模式，从而控制加热器鼓风机以便如果发动机室的温度高于或等于导致发动机室内部件热损害的限制温度，则可以将外部空气供给到发动机室。
附图简述
图1是显示传统发动机室的示意图。
图2是按照本发明的示例性实施方式，用于冷却发动机室的加热器鼓风机系统的透视图。
图3是显示按照本发明示例性实施方式，用于冷却发动机室加热器鼓风机系统安装后形态的透视图。
图4A是显示按照本发明示例性实施方式，用于冷却发动机室的加热器鼓风机系统和发动机室内空气流动通常情况的透视图。
图4B是显示空气在图4A中的加热器鼓风机内流动的示意图。
图5A是显示按照本发明示例性实施方式，用于冷却发动机室的加热器鼓风机系统和当加热模式开关打开时发动机室过热状态下空气流动的透视图。
图5B是显示图5A中的加热器鼓风机内空气流动的示意图。
图6A是显示按照本发明示例性实施方式，用于冷却发动机室的加热器鼓风机系统和当加热模式开关关闭时发动机室过热状态下空气流动的透视图。
图6B是显示图6A中的加热器鼓风机内空气流动的示意图。
图7和图8是按照本发明的示例性实施方式，使用加热器鼓风机冷却发动机室方法的流程图。
附图中所提出的附图标记参照下列元件将在下文进一步探讨：
10：发动机室           12：发动机
20：罩底板             30：加热器鼓风机
40：车厢               100：加热器鼓风机主体
200：外部空气入口      320：导管
400：车厢空气供给器    510：发动机室门
520：车厢门            530：门制动器
600：致动器              610：旋转轴
620：位置杠杆            630：弹簧
640：弹簧制动器          700：电机
具体实施方式
本发明的一个示例性实施方式将在下文中参照附图详细说明。
图2是按照本发明的示例性实施方式，用于冷却发动机室的加热器鼓风机系统的透视图。和图3是显示按照本发明示例性实施方式，用于冷却发动机室的加热器鼓风机系统安装后形态的透视图。
如图2和图3所示，按照本发明的示例性实施方式，使用加热器鼓风机冷却发动机室的系统是这样实现的，即将外部空气由加热器鼓风机30送至车辆的发动机室10和车厢40，各个传感器(没有示出)检测发动机室10的温度、冷却/加热模式和发动机的关/开状态，和控制单元控制加热器鼓风机30和传感器。
加热器鼓风机30包括：外部空气经由其流入的外部空气入口200，分别供给外部空气到车辆的发动机室10和车厢40的发动机室空气供给器300和车厢空气供给器400，限定外部空气供给到发动机室10或车厢40或同时供给两者的导引通道的门500，和用于驱动门500的致动器600和电机700。
发动机室空气供给器300包括在加热器鼓风机主体一侧形成的开口310和连接发动机室10和开口310的导管320。
经由外部空气入口200从外部流入的外部空气通过开口310和导管320进入发动机室10，和由此驱赶驻留在发动机室10和隔板9(与所用的现有技术的附图标记相同)之间的热空气。
导管320用作供给外部空气流过外部空气入口200进入发动机室10的通道，其与开口310的外部连接并延伸至发动机室10。
导管320包括：第一导管322，其连接到开口310和延伸至加热器鼓风机主体30的上部；第二导管324，其连接到第一导管322和侧向延伸；第三导管326，其连接到第二导管324和向下延伸；和喷口格栅(spout grill)328，其连接到第三导管326，并连接到与发动机室10连通的罩底板(cowl lower panel)20的底部以便喷出由加热器鼓风机30所供给的外部空气进入发动机室10。
此外，导管320进一步包括安装在开口310和第一导管间的导管密封元件329，以便防止从外部流入的空气泄漏到加热器鼓风机30的外部。
如图2和3所示，车厢空气供给器400在邻近开口310的区域内的主体100的一侧形成，和当冷却/加热模式处于外部空气模式时，供给器400将外部空气排放进入车辆的车厢40。门500在开口310和车厢空气供给器400之间形成。
门500包括：发动机室门510，其可以打开/关闭开口310和部分关闭或打开车厢空气供给器400；车厢门520，其可以打开/关闭车厢空气供给器400；和门的制动器(door stopper)530，其布置在发动机室门510和车厢门520之间以便关闭其端部。
发动机室门510可旋转的安装在开口310和车厢空气供给器400之间从而邻近车厢空气供给器400的上表面。发动机室门510的一个端部在其工作位置接触门制动器530以便发动机室门510关闭车厢空气供给器400的上部，和发动机室门510在非工作位置关闭开口310。因此，与发动机室10连通的开口310在发动机室门510工作位置处打开以便经由外部空气入口200流入的外部空气可以排放进入发动机室10。
车厢门520可以旋转的与发动机室门510成一线安装，其还可旋转的被连接以便邻近车厢空气供给器400的下表面，和其这样被布置以便其一个端部面向发动机室510的一个端部。车厢门520的一个端部在其工作位置接触门制动器530以便车厢门520在其非工作位置关闭车厢空气供给器400，并且，车厢门520在非工作位置打开车厢空气供给器400。因此，在车厢门520的非工作位置，经由外部空气入口200流入的外部空气可以被供给到车厢40。
门制动器530布置在这样一个位置，其中门制动器530可以在其工作位置，接触发动机室门510和车厢门520的一个端部。当发动机室门510和车厢门520布置在工作位置时，车厢空气供给器400可以由门制动器关闭以便防止经由外部空气入口流入的外部空气被排放进入车厢空气供给器400。
如图2所示，致动器600由电机700驱动以便使发动机室门510和车厢门520运行。致动器600包括发动机室门致动器600a，其可以驱动发动机室门510，和车厢门致动器600b，其可以驱动车厢门520(它们的结构彼此相同，所以仅仅用发动机室门致动器来解释)。
发动机室门致动器600a包括：旋转轴610，其可以在被电机700旋转时旋转发动机室门510；位置杠杆620，其连接到旋转轴610和确定旋转轴610的制动位置以便发动机室门510分别定位在工作位置和非工作位置；弹簧630，其可以使位置杠杆620从工作位置返回到非工作位置；和弹簧制动器640，其可以限制位置杠杆620的旋转角以便位置杠杆620不会旋转超过工作位置。
如果发动机室门510需要运行，在发动机室门510维持在工作位置的同时，电机700连续工作以便位置杠杆620维持在工作位置。
然而，因为发动机室门510排放驻留在发动机室10内的热空气的工作时间是大约10至30秒的短暂时间，优选仅仅控制位置杠杆620到工作位置的移动和通过弹簧630所蓄积的力自动控制位置杠杆620到非工作位置的移动。
加热器鼓风机30通过控制单元(没有示出)被控制。如果发动机室10的温度高于或等于限制温度，使外部空气流经加热器鼓风机30以便从发动机室10排放驻留的热空气。通常，当车辆短暂驻泊或发动机关闭后短时间内发动机室10的温度将上升至限制温度。
限制温度稍低于发动机室10内的各种部件受到热损害的温度，其可以根据各种车辆通过试验获得。
控制单元通过在发动机开动时使用交流发电机的电能和在发动机关闭时使用电池的电能，从而可以使得加热器鼓风机运行。这可以通过传感器检测发动机是否开启而实现。
控制单元根据传感器检测发动机室10温度的信号，确定发动机室10内的温度是否高于或等于限制温度，和如果是这样，控制单元控制加热器鼓风机30以便传送外部空气到发动机室10，由此排放驻留的热空气到外部。
此外，按照车辆的冷却/加热模式是外部空气供给模式还是加热模式，发动机是关闭还是开启等，控制单元控制加热器鼓风机30。为此种操作，提供了检测冷却/加热模式和发动机开启还是关闭的传感器。
按照在通过使用加热器鼓风机冷却发动机室的系统中发动机室的形态，加热器鼓风机和空气流动的形态将在下文中详细阐述。
图4A是显示按照本发明示例性实施方式，用于冷却发动机室的加热器鼓风机系统和发动机室内空气流动通常情况的透视图，和图4B是显示图4A中加热器鼓风机内空气流动的示意图。
如图4A和图4B所示，如果发动机室10的温度低于车辆冷却/加热模式是外部空气模式情况下的限制温度，没有必要将外部空气供给到发动机室10。因此，控制单元控制发动机室门510和车厢门520以便维持在非工作位置，和在这种情况下，连通发动机室10的开口310由发动机室门510关闭。
因为发动机室门510和车厢门520处于非工作位置，连通车厢40的车厢空气供给器400维持在打开状态。因此，经由外部空气入口200流入加热器鼓风机30的外部空气通过车厢空气供给器400流入车厢40。
图5A是显示按照本发明示例性实施方式，用于冷却发动机室的加热器鼓风机系统和当加热模式开关打开时发动机室过热状态下空气流动的透视图，和图5B是显示空气在图5A的加热器鼓风机内流动的示意图。
如图5A和图5B所示，如果发动机室10的温度高于或等于车辆的冷却/加热模式是加热模式时的限制温度，空气将被供给到发动机室10和车厢室40。因此，控制单元将车辆的冷却/加热模式转换为外部空气模式。
因而，仅仅使发动机室门致动器600a工作以便驱动发动机室门510从而连通发动机室10的开口310被打开，和车厢门520维持在非工作位置。因为开口310由于发动机室门510的运行而打开，外部空气经由导管320流入发动机室10，由此将驻留在发动机12和隔板9之间的热空气排出。驻留的热空气通过隔板9的底部和车辆的底部结构之间的空间而排出。
此外，因为在车厢门520维持在非工作状态时，车厢空气供给器400打开，外部空气也被供给到车厢40(供给到车厢的空气由加热器加热，然后供给到车厢)。
此时，尽管车厢空气供给器400由发动机室门510部分关闭，然而因为发动机室门510短暂运行大约10至30秒从而排出驻留在发动机12和隔板(与现有技术附图中的附图标记9的元件相同)之间的热空气，因此空气可以被供给到车厢40而不会受阻。
图6A是显示按照本发明示例性实施方式，用于冷却发动机室的加热器鼓风机系统和当加热模式开关关闭时发动机室过热状态下空气流动的透视图，和图6B是显示图6A中的加热器鼓风机内空气流动的示意图。
如图6A和图6B所示，如果发动机室10的温度高于或等于加热模式开关关闭情况下的限制温度，供给到车厢40的空气将被切断，从而外部流入的所有空气将被供给到发动机室10。因此，控制单元将车辆的冷却/加热模式转换为外部空气模式。
因而，控制单元控制发动机室门510和车厢门520以便移动到工作位置从而连通发动机室10的开口310被打开和连通车厢40的车厢空气供给器400被关闭。
因为开口310由发动机室门510的运行而打开和所有空气被供给到发动机室10，从而外部流入的空气经由导管320流入发动机室10从而将驻留在发动机12和隔板9之间的热空气排出。驻留的热空气经由隔板9的底部和车辆的底部结构排出。
如果将所有驻留在发动机室10的空气排出，发动机室门510和车厢门520返回到其原始位置，而外部空气供给模式被取消以便回到运行前的状态。
因为发动机室通过使用加热器鼓风机传送外部空气进入发动机室而冷却，可以保护发动机室内的各种部件免于热损害，和部件的耐久性得到提高。
按照本发明示例性实施方式，使用加热器鼓风机冷却发动机室的方法将在下文详细阐明。
图7是按照本发明的示例性实施方式，使用加热器鼓风机冷却发动机室的方法的流程图。
如图7所示，控制单元依据在步骤S100中传感器的信号确定车辆的冷却/加热模式是否是外部空气模式，如果是，控制单元在步骤S110依据传感器的信号，确定发动机室10的温度是否高于或等于发动机室内的部件受到热损害的限制温度。如果发动机室10的温度高于或等于限制温度，执行步骤S130。
如果发动机室10的温度高于或等于限制温度，因为应当将外部空气供给到发动机室10和车厢40，所以在步骤S120运行发动机室门510和将车厢门520维持在非工作位置。尽管车厢空气供给器400由发动机室门510部分关闭，然而发动机室10的门仍然运行几十秒，所以外部空气可以供给到车厢40而不受阻。
接着，在步骤S130，确定发动机室10的温度是否低于限制温度。如发动机室10的温度低于限制温度，不需要将空气传送到发动机室10，在步骤S140，发动机室门510转入非工作位置，和车厢门520维持在非工作位置。同时，如果发动机室10的温度不低于限制温度，重新执行步骤S110。
同时，如果车辆的冷却/加热模式设置为加热模式或没有设置，加热器鼓风机由图8的步骤控制。
如图8所示，控制单元在步骤S200依据传感器信号确定加热模式开关是否打开，和如果是，控制单元在步骤S210依据传感器的温度信息，确定发动机室10的温度是否高于或等于发动机室内部件受热损害的限制温度。如果发动机室10的温度不高于或等于限制温度，执行步骤S250。
如果发动机室10的温度高于或等于限制温度，在步骤S220冷却/加热模式强制转换到外部空气模式，然后在步骤S230使加热器鼓风机运行。通过加热器鼓风机30的外部空气供给器将外部空气引入到加热器鼓风机30。
因为空气应当被供给到发动机室10和车厢40，在步骤S240，使发动机室门510运行和车厢门520维持在非工作位置以便外部空气被供给到发动机室10和车厢40。此时，尽管车辆的冷却/加热模式被强制转换到外部空气供给模式，其将花费几十秒排出驻留在发动机室10的热空气，所以其不影响加热操作。
接着，在步骤S250，确定发动机室10的温度是否低于部件受到热损害的限制温度。如果发动机室10的温度低于限制温度，在步骤S260，发动机室门510返回到非工作位置，和车厢门520维持在非工作位置。同时，如果发动机室10的温度不低于限制温度，再次执行步骤S210。
最后，在步骤S270，冷却/加热模式被转换到加热模式，由此完成发动机室10的冷却。
如果加热模式开关没有处于打开状态，在步骤S300确定加热模式开关是否处于关闭状态。
如果加热模式开关处于关闭状态，在步骤S310，确定发动机室10的温度是否高于或等于发动机室10部件受热损害的温度限制。如果发动机室10的温度高于或等于限制温度，在步骤S320，冷却/加热模式被强制转换为外部空气供给模式。同时，如果发动机室10的温度不高于或等于限制温度，执行步骤S350。
接着，在步骤S330，使加热器鼓风机30运行以便吸入外部空气。因为加热模式开关被关闭，所以不需要传送空气到车厢40。因此，在步骤S340，发动机室门510和车厢门520都移动到工作位置以便关闭车厢空气供给器400从而仅仅将外部空气供给到发动机室10。
接着，在步骤S350，确定发动机室10的温度是否低于发动机室10内的部件受热损害的温度，如果发动机室10内的温度低于限制温度，则在步骤S360发动机室门510和车厢门520返回到非工作位置。同时，如果发动机室10的温度不低于限制温度，再次执行步骤S310。
最后，在步骤S370关闭外部空气供给模式，由此完成冷却发动机室10。
通过这些步骤，使用加热器鼓风机冷却发动机室的系统得以有效运行，和依据车辆的发动机是否启动或关闭和冷却/加热模式，可以适宜的避免发动机室的过热。
尽管本发明已经通过当前被认为是具有可操作性的示例性实施方式加以阐明，然而应当理解本发明并非局限于所披露的实施方式，并且与此相反，本发明覆盖各种包含在本发明精神和范围内的变形和等同布置。
如上所述，用于冷却发动机室的系统通过使用加热器鼓风机传送外部空气进入发动机室从而冷却发动机室，由此发动机室内的各种部件得以避免受到热损害，和因此，部件的耐久性获得提升。
本发明已经参照其优选的实施方式加以详细说明。然而本领域熟练技术人员应当理解在这些实施方式中能够所作的改变都没有背离本发明的原则和精神，本发明的保护范围由附加的权利要求书和其等同方式定义。

Claims (7)

1.冷却发动机室的系统，其包括用于提供热空气到车厢的加热器鼓风机，其中加热器鼓风机包括外部空气流入的外部空气入口，供给空气到发动机室的发动机室空气供给器，供给外部空气到车厢的车厢空气供给器，限定供给外部空气到至少发动机室空气供给器或车厢空气供给器之一的导引通道的门，和致动器以及驱动该门的电机，和进一步包括控制该门的控制单元以便如果发动机室的温度高于或等于产生热损害的限制温度时，外部空气经由加热器鼓风机流入发动机室。
2.如权利要求1所述的系统，其中发动机室空气供给器包括：在主体一侧形成的开口；和连接开口与发动机室的导管。
3.如权利要求1所述的系统，其中该门包括：
发动机室门，其可以旋转安装在开口和车厢空气供给器之间，和在工作位置可以部分关闭车厢空气供给器以及在非工作位置可以关闭开口；
车厢门，其可以旋转与发动机室门安装在同一线上，车厢门的一个端部面向发动机室门的一个端部，和在工作位置关闭车厢空气供给器以及在非工作位置打开车厢空气供给器的开口；和
门的制动器，其与发动机室门和车厢门在同一线安装，和在发动机室门与车厢门的工作位置并在发动机室门与车厢门的端部之间关闭，以便关闭车厢空气供给器。
4.如权利要求1所述的系统，其中致动器包括分别打开/关闭发动机室门和车厢门的发动机室门致动器和车厢门致动器，和其中发动机室门致动器和车厢门致动器可以包括：
旋转发动机室门和车厢门的旋转轴；
位置杠杆，其与旋转轴连接在一起和确定旋转轴制动位置以便发动机室门和车厢门定位在工作位置和非工作位置；
弹簧，其可以使位置杠杆从工作位置回到非工作位置；和
弹簧制动器，其可以限定位置杠杆的旋转角以便位置杠杆不旋转越过工作位置。
5.如权利要求2所述的系统，其中导管包括：
第一导管，其连接到开口和延伸至加热器鼓风机的上部；
第二导管，其连接到第一导管和侧向延伸；
第三导管，其连接到第二导管和向下延伸；
喷口格栅，其连接到第三导管，并连接到罩底板的底部，和将从加热器鼓风机所供给的外部空气喷出进入发动机室；和
安装在开口和第一导管间的导管密封元件329，以便防止从外部流入的空气泄漏到加热器鼓风机的外部。
6.如权利要求1-5任何一项所述的系统，其中控制单元通过在发动机开动时使用交流发电机的电能和在发动机关闭时使用电池的的电能，从而使得加热器鼓风机运行。
7.如权利要求1-6任何一项所述的系统，其中控制单元通过强制将车辆的冷却/加热模式转换为外部空气供给模式，从而控制加热器鼓风机以便如果发动机室的温度高于或等于导致发动机室内部件热损害的限制温度，则可以将外部空气供给到发动机室。
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