CN103899407B - 具有节温器的发动机及其系统 - Google Patents

Abstract

一种具有节温器的发动机及其系统，所述发动机系统可包括节温器外壳，其连接至第一、第二、第三和第四流动通道；阀引导件，在该阀引导件中，打开和关闭所述第一流动通道的主阀形成在一侧，打开和关闭所述第二流动通道的隔断阀形成在另一侧，并且旁通阀形成在所述隔断阀附近；弹性构件，所述弹性构件弹性支撑所述阀引导件，从而能够使所述主阀阻断所述第一流动通道，并能够使所述隔断阀阻断所述第二流动通道；驱动器，所述驱动器移动所述阀引导件，从而根据冷却剂的温度使得所述主阀打开所述第一流动通道并使得所述隔断阀打开所述第二流动通道；以及控制单元，所述控制单元通过控制所述驱动器而控制所述温度和所述冷却剂的流动。

Description

具有节温器的发动机及其系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年12月27日提交的韩国专利申请第10-2012-0155365号的优先权，该申请的全部内容合并于此通过引用而用作所有目的。

技术领域

本发明涉及一种具有节温器的发动机及其系统，其根据被循环用以防止过热的冷却剂的温度通过对冷却剂的流动通道进行转换而主动控制冷却剂的温度。

背景技术

车辆节温器安装在发动机与散热器之间，其通过调节流动至散热器的流量并同时根据冷却剂的温度变化进行自动打开和关闭而将冷却剂保持在预定温度范围内。

在机械式节温器中，蜡根据冷却剂的温度而膨胀，并且活塞通过这种膨胀力而引起阀的打开和关闭的位移。

这种机械式节温器根据设定至预定温度的打开和关闭温度而运行，仅在预定温度内简单打开和关闭，而并不对变化(例如车辆的驱动情形或状况)进行主动处理。

提出了一种用于将发动机的冷却剂温度保持为最优状态同时弥补了机械式节温器的缺点的电子式节温器。

与机械式节温器相比，这种电子式节温器能够根据诸如车辆负载状态的驱动环境通过主动控制发动机的冷却剂温度而保持最优的冷却剂温度，并且能够实现燃料消耗的改进效果以及废气减少的效果。

为了打开和关闭节温器的阀，应用了温度感应类型和电子主动控制的驱动器，这种驱动器包括蜡、半流体、橡胶活塞、靠板以及主活塞。

这里，蜡、半流体、橡胶活塞、靠板以及主活塞沿着长度方向依次布置，从而形成密封结构，并且主活塞根据蜡的膨胀而沿着前后方向移动。

在较冷的状态下，冷却剂不进行散热器循环而是通过节温器和发动机的旁通循环受热。

然而，为了减少燃料消耗并且提升废气品质，已经继续开展快速加热冷却剂的研究。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明已致力于提供一种具有节温器的发动机及其系统，其具有如下优点：通过更快速的对进行发动机和节温器循环的冷却剂的温度进行加热来降低燃料消耗并且改进废气的品质。

本发明的各个方面提供了一种具有节温器的发动机系统，该发动机系统包括：节温器外壳，其具有连接至第一流动通道的一侧，连接至第二流动通道的另一侧，以及连接至第三和第四流动通道的位于所述一侧与所述另一侧之间的壁；阀引导件，在该阀引导件中，打开和关闭所述第一流动通道的主阀形成在一侧，打开和关闭所述第二流动通道的隔断阀形成在另一侧，并且旁通阀形成在所述隔断阀附近；弹性构件，所述弹性构件弹性支撑所述阀引导件，从而能够使所述主阀阻断所述第一流动通道，并能够使所述隔断阀阻断所述第二流动通道；驱动器，所述驱动器移动所述阀引导件，从而根据冷却剂的温度使得所述主阀打开所述第一流动通道并使得所述隔断阀打开所述第二流动通道；以及控制单元，所述控制单元通过控制所述驱动器控制冷却剂的温度和冷却剂的流动。

在主阀阻断第一流动通道的时候，控制单元可以控制隔断阀以阻断第二流动通道。

第一流动通道可以为连接至散热器的散热器排出流动通道，第二流动通道可以为连接至发动机的一侧的发动机排出流动通道，第三流动通道可以为连接至发动机的另一侧的发动机流入流动通道，并且第四流动通道可以为连接至加热器的加热器排出流动通道。

所述驱动器可以包括填充在蜡盒中并根据温度而收缩或膨胀的蜡，以及通过蜡的膨胀而沿着前后方向移动所述阀引导件的主活塞。

当主阀阻断第一流动通道并且隔断阀阻断第二流动通道的时候，所述控制单元可以控制冷却剂，使得冷却剂通过加热器排出流动通道和发动机流入流动通道而进行发动机、加热器和节温器循环。

如果冷却剂的温度低于预定值，控制单元可以控制加热器对冷却剂进行加热。

旁通阀可以从隔断阀朝着主阀在预定距离处形成，在驱动器没有移动阀引导件的时候，所述控制单元可以控制主阀以关闭第一流动通道，并控制隔断阀以关闭第二流动通道；在该驱动器在预定的中间运行状态下移动阀引导件的时候，该控制单元可以控制主阀以打开第一流动通道，并控制隔断阀以打开第二流动通道；而在驱动器在预定的最大运行状态下移动阀引导件的时候，该控制单元可以控制主阀以将第一流动通道打开至最大，并控制旁通阀以关闭第二流动通道。

如果冷却剂的温度等于或者大于预定值，控制单元可以停止加热器的运行并通过加热管路调节阀而阻断被供应至加热器的冷却剂的流动。

如果冷却剂的温度小于预定值，控制单元可以运行加热器并通过加热管路调节阀而调节被供应至加热器的冷却剂的流动。

本发明的各个方面提供了一种具有节温器的发动机，该发动机包括：节温器外壳，其具有连接至第一流动通道的一侧，连接至第二流动通道的另一侧，以及连接至第三和第四流动通道的位于所述一侧与所述另一侧之间的壁；阀引导件，在该阀引导件中，打开和关闭所述第一流动通道的主阀形成在一侧，打开和关闭所述第二流动通道的隔断阀形成在另一侧，并且旁通阀形成在所述隔断阀附近；弹性构件，所述弹性构件弹性支撑所述阀引导件，从而能够使所述主阀阻断所述第一流动通道，并能够使所述隔断阀阻断所述第二流动通道；驱动器，所述驱动器移动所述阀引导件，从而根据冷却剂的温度使得所述主阀打开所述第一流动通道并使得所述隔断阀打开所述第二流动通道。

在主阀阻断第一流动通道的时候，所述隔断阀可以阻断第二流动通道。

所述驱动器可以包括填充在蜡盒中并根据温度而收缩或膨胀的蜡，以及通过蜡的膨胀而沿着前后方向移动所述阀引导件的主活塞。

当主阀阻断第一流动通道并且隔断阀阻断第二流动通道的时候，所述冷却剂可通过加热器排出流动通道和发动机流入流动通道而进行发动机、加热器和节温器循环。

旁通阀可以从隔断阀朝着主阀在预定距离处形成，在驱动器没有移动阀引导件的时候，主阀可以关闭第一流动通道并且隔断阀可以关闭第二流动通道；在该驱动器在预定的中间运行状态下移动阀引导件的时候，主阀可以打开第一流动通道并且隔断阀可以打开第二流动通道；而在驱动器在预定的最大运行状态下移动阀引导件的时候，主阀可以打开第一流动通道至最大并且旁通阀可以关闭第二流动通道。

在具有本发明的节温器的发动机系统中，在连接至散热器的第一流动通道在节温器外壳中被阻断的状态下，通过将连接至发动机的第二流动通道阻断并通过使冷却剂进行发动机、散热器以及节温器循环，冷却剂的温度能够快速得到加热。因此，能够降低燃料消耗，并且废气的品质能够得以进一步改善。

在纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明某些原理的具体实施方式中，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或得以更为具体地阐明。

附图说明

图1为根据本发明的具有示例性节温器的示例性发动机系统的示意图。

图2为示出了根据本发明的示例性节温器的整体结构的横截面图。

图3为示出了根据本发明的示例性节温器的结构的横截面图。

图4A至图4C为示出了根据本发明的示例性节温器的初始状态、中间运行状态和最大运行状态的三种运行状态的横截面图。

具体实施方式

现在将具体参考本发明的各个实施例，这些实施例的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明与示例性实施例相结合进行描述，但是应当理解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施例。而是相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施例，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等同形式及其它实施方案中。

图1为根据本发明各个实施方案的具有节温器的发动机系统的示意图。参考图1，该具有节温器的发动机系统包括发动机130、节温器100、加热器120、发动机排出流动通道122、发动机流入流动通道128、加热器排出流动通道124、散热器排出流动通道126，以及加热管路调节阀150。

另外，节温器100包括节温器外壳140，并且节温器外壳140连接至发动机排出流动通道122、加热器排出流动通道124、散热器排出流动通道126，以及发动机流入流动通道128。

冷却剂用于冷却发动机130，当冷却剂的温度低于预定值的时候，节温器100能够使冷却剂进行加热器120和发动机130循环。

当冷却剂的温度高于预定值的时候，节温器100能够使冷却剂进行发动机130和散热器110循环。

更具体而言，较冷的冷却剂循环通过加热器120、加热器排出流动通道124、节温器100，以及发动机流入流动通道128，冷却剂通过加热器120得以快速加热。

在本发明的各个实施方案中，加热管路调节阀150可以安装在加热器排出流动通道124中，并且加热管路调节阀150选择性地将冷却剂供应至加热器120。

另外，较热的冷却剂进行散热器110、节温器100和发动机130循环，冷却剂通过散热器110而得以冷却。

根据本发明的各个实施方案，图2为示出了节温器的整体结构的横截面图，而图3为示出了根据本发明的各个实施方案的节温器的结构的横截面图。

与图1中所描述的相同或类似的构成元件的具体描述将不再赘述。

参考图2和图3，节温器100包括主阀240、蜡盒207、阀引导件230、弹性构件270、旁通阀265、隔断阀260、活塞支撑件250、主活塞220、橡胶活塞215、半流体210、蜡205，以及辉光加热器200。

在阀引导件230的上端部中，形成主阀240，并且主阀240将散热器排出流动通道126阻断。另外，在阀引导件230的下端部中，形成隔断阀260，该隔断阀260将发动机排出流动通道122阻断。

在主阀240的一侧处，在隔断阀260附近形成旁通阀265。隔断阀260与旁通阀265之间的距离依据设计规格可以变化。

弹性构件270向上弹性支撑阀引导件230，从而能够使主阀240阻断散热器排出流动通道126并能够使隔断阀260阻断发动机排出流动通道122。

另外，移动阀引导件230的驱动器至少形成有蜡盒207、辉光加热器200、蜡205、半流体210、橡胶活塞215、主活塞220，以及活塞引导件225中的一个。

当蜡205的温度根据辉光加热器200或者周围冷却剂的温度而升高的时候，蜡205膨胀从而将主活塞220向下移动通过半流体210和橡胶活塞215。

当主活塞220向下移动的时候，主活塞220向下挤压与阀引导件230整体形成的活塞支撑件250，并且阀引导件230向下移动。

图4A至图4C为示出了根据本发明各个实施方案的节温器的初始状态、中间运行状态和最大运行状态的三种运行状态的横截面图。在驱动器没有运行的初始状态下(例如：提升＝0毫米)，散热器排出流动通道126与发动机排出流动通道122被主阀240和隔断阀260阻断。

这里，冷却剂进行发动机130、加热器120，以及节温器100循环。也就是说，冷却剂进行发动机130、加热器120、加热器排出流动通道124，以及发动机流入流动通道128循环。加热管路调节阀150根据冷却剂的温度打开以运行加热器120。

在驱动器在中间水平(例如，50％)运行的中间运行状态下(例如，提升＝5毫米)，主阀240将散热器排出流动通道126打开约50％，并且隔断阀260和旁通阀265将发动机排出流动通道122打开约50％。

这里，冷却剂的一部分进行发动机130、散热器110、散热器排出流动通道126、节温器100，以及发动机流入流动通道128循环，而剩余的冷却剂进行发动机130、发动机排出流动通道122、发动机流入流动通道128，以及节温器100循环。加热管路调节阀150关闭，并且加热器120不运行。

在驱动器运行至最大(100％)的最大运行状态下(例如，提升＝10毫米)，主阀240将散热器排出流动通道126打开100％，并且旁通阀265关闭发动机排出流动通道122。

这里，冷却剂进行发动机130、散热器110、散热器排出流动通道126、节温器100，以及发动机流入流动通道128循环。另外，加热管路调节阀150关闭，并且加热器120不运行。

在本发明的各个实施方案中，散热器排出流动通道126被称为第一流动通道，发动机排出流动通道122被称为第二流动通道，发动机流入流动通道128被称为第三流动通道，并且加热器排出流动通道124被称为第四流动通道。

本发明的节温器100可以应用至冷却剂出口(布置在发动机的冷却剂出口处)，并且节温器100可以应用至冷却剂入口(布置在发动机的冷却剂入口处)。

为了解释的方便和所附权利要求书中的精确限定，术语“上”或者“下”、“前”或者“后”“向上”或者“向下”等等被用于结合示出在附图中的这些特征的位置而描述具体实施例中的特征。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并非意欲穷尽，或者将本发明严格限制为所公开的具体形式，显然，根据上述教导进行很多改变和变化是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (13)

1.一种具有节温器的发动机系统，该发动机系统包括：

节温器外壳，其具有连接至第一流动通道的一侧，连接至第二流动通道的另一侧，以及连接至第三流动通道和第四流动通道的位于所述一侧与所述另一侧之间的壁；

阀引导件，在该阀引导件中，打开和关闭所述第一流动通道的主阀形成在一侧，打开和关闭所述第二流动通道的隔断阀形成在另一侧，并且旁通阀形成在所述隔断阀附近；

弹性构件，所述弹性构件弹性支撑所述阀引导件，从而能够使所述主阀阻断所述第一流动通道，并能够使所述隔断阀阻断所述第二流动通道；

驱动器，所述驱动器移动所述阀引导件，从而根据冷却剂的温度使得所述主阀打开所述第一流动通道并使得所述隔断阀打开所述第二流动通道；以及

控制单元，所述控制单元通过控制所述驱动器而控制冷却剂的温度和冷却剂的流动，

其中，所述第一流动通道为连接至散热器的散热器排出流动通道，所述第二流动通道为连接至发动机的一侧的发动机排出流动通道，所述第三流动通道为连接至发动机的另一侧的发动机流入流动通道，并且所述第四流动通道为连接至加热器的加热器排出流动通道。

2.根据权利要求1所述的具有节温器的发动机系统，其中，在所述主阀阻断所述第一流动通道的时候，所述隔断阀阻断所述第二流动通道。

3.根据权利要求1所述的具有节温器的发动机系统，其中，所述驱动器包括：

蜡，所述蜡填充在蜡盒中并根据温度而收缩或膨胀；以及

主活塞，所述主活塞通过所述蜡的膨胀而沿着前后方向移动所述阀引导件。

4.根据权利要求1所述的具有节温器的发动机系统，其中，当所述主阀阻断所述第一流动通道并且所述隔断阀阻断所述第二流动通道的时候，

所述控制单元控制冷却剂，使得冷却剂通过所述加热器排出流动通道和发动机流入流动通道而进行发动机、加热器和节温器循环。

5.根据权利要求4所述的具有节温器的发动机系统，其中，如果所述冷却剂的温度低于预定值，则所述控制单元控制加热器以对冷却剂进行加热。

6.根据权利要求1所述的具有节温器的发动机系统，其中，所述旁通阀从所述隔断阀朝着所述主阀在预定距离处形成，在所述驱动器没有移动所述阀引导件的时候，所述控制单元控制所述主阀以关闭所述第一流动通道，并控制所述隔断阀以关闭所述第二流动通道；在该驱动器在预定的中间运行状态下移动所述阀引导件的时候，该控制单元控制所述主阀以打开所述第一流动通道，并控制所述隔断阀以打开所述第二流动通道；而在所述驱动器在预定的最大运行状态下移动所述阀引导件的时候，该控制单元控制所述主阀以将所述第一流动通道打开至最大，并控制所述旁通阀以关闭所述第二流动通道。

7.根据权利要求1所述的具有节温器的发动机系统，其中，如果所述冷却剂的温度等于或者大于预定值，则所述控制单元停止所述加热器的运行并通过加热管路调节阀而阻断被供应至所述加热器的冷却剂的流动。

8.根据权利要求1所述的具有节温器的发动机系统，其中，如果所述冷却剂的温度小于预定值，则所述控制单元运行所述加热器并通过加热管路调节阀而调节被供应至所述加热器的冷却剂的流动。

9.一种具有节温器的发动机，该发动机包括：

节温器外壳，其具有连接至第一流动通道的一侧，连接至第二流动通道的另一侧，以及连接至第三流动通道和第四流动通道的位于所述一侧与所述另一侧之间的壁；

阀引导件，在该阀引导件中，打开和关闭所述第一流动通道的主阀形成在一侧，打开和关闭所述第二流动通道的隔断阀形成在另一侧，并且旁通阀形成在所述隔断阀附近；

弹性构件，所述弹性构件弹性支撑所述阀引导件，从而能够使所述主阀阻断所述第一流动通道，并能够使所述隔断阀阻断所述第二流动通道；以及

驱动器，所述驱动器移动所述阀引导件，从而根据冷却剂的温度使得所述主阀打开所述第一流动通道并使得所述隔断阀打开所述第二流动通道，

其中，所述第一流动通道为连接至散热器的散热器排出流动通道，所述第二流动通道为连接至发动机的一侧的发动机排出流动通道，所述第三流动通道为连接至发动机的另一侧的发动机流入流动通道，并且所述第四流动通道为连接至加热器的加热器排出流动通道。

10.根据权利要求9所述的具有节温器的发动机，其中，在所述主阀阻断所述第一流动通道的时候，所述隔断阀阻断所述第二流动通道。

11.根据权利要求9所述的具有节温器的发动机，其中，所述驱动器包括：

蜡，所述蜡填充在蜡盒中并根据温度而收缩或膨胀；以及

主活塞，所述主活塞通过所述蜡的膨胀而沿着前后方向移动所述阀引导件。

12.根据权利要求9所述的具有节温器的发动机，其中，当所述主阀阻断所述第一流动通道并且所述隔断阀阻断所述第二流动通道的时候，冷却剂通过所述加热器排出流动通道和发动机流入流动通道而进行发动机、所述加热器和所述节温器循环。

13.根据权利要求9所述的具有节温器的发动机，其中，所述旁通阀从所述隔断阀朝着所述主阀在预定距离处形成，在所述驱动器没有移动所述阀引导件的时候，所述主阀关闭所述第一流动通道并且所述隔断阀关闭所述第二流动通道；在该驱动器在预定的中间运行状态下移动所述阀引导件的时候，所述主阀打开所述第一流动通道并且所述隔断阀打开所述第二流动通道；而在所述驱动器在预定的最大运行状态下移动所述阀引导件的时候，所述主阀打开所述第一流动通道至最大并且所述旁通阀关闭所述第二流动通道。