CN104791071A - 用于车辆的热管理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于车辆的热管理系统及方法,可以包括提供发动机、变速器、散热器、以及恒温器。第一热交换器可以与变速器流体连通,以加热或冷却变速器流体。热分支管路可以从发动机延伸至第一热交换器,以将发动机冷却剂供应至第一热交换器。热分支管路可以与发动机和第一热交换器中的每个流体连通。热交换器返回管路可以与第一热交换器和恒温器的入口中的每个流体连通。
Description
技术领域
本发明涉及用于车辆的热管理系统及方法。更具体地说,涉及用于包括发动机和变速器的车辆的热管理系统、包括该热管理系统的车辆、以及引导流体通过车辆热管理系统的方法。
背景技术
内燃机的废气排放和动力传动系部件比如内燃机和多速比变速器的工作效率是相应动力传动系部件的机械部件的工作温度和流过相应传动系部件的流体的工作温度的函数。在相对较低的工作温度下,发动机和变速器中的润滑剂的粘度相对较高,而催化转换器的反应效率相对较低。因此,发动机和变速器的工作效率相对较低。另外,在寒冷天气的冷启动状态过程中,乘客室的预热速率可能相对较低。与此相反,在高负载状态下,发动机和/或变速器的部件会受到过度的热暴露。因此,发动机和变速器的工作效率可能因热应力、不当的粘度值以及与过度热暴露相关的其他变量而降到最优值之下。
发明内容
因此,有必要提供一种热管理系统,其可以有效地调节动力传动系中的流体(例如但不限于发动机冷却剂、机油、发动机废气、变速器润滑油以及变速器液压流体)的流动和温度,以便在所有动力传动系负载过程中尽量减少动力传动系预热、尽量增大可用于加热乘客室和/或将动力传动系流体维持在最佳操作温度的热量。
根据本公开内容的一方面,提供了一种用于具有发动机和变速器的车辆的热管理系统,所述系统可以包括:散热器,其配置成用于与所述发动机流体连通;恒温器,其包括入口、出口和阀结构,所述入口与所述散热器流体连通,所述出口配置成用于与所述发动机流体连通,并且所述阀结构可以在第一位置和第二位置之间移动,使得当阀处于所述第一位置时,该阀基本上防止所述入口和出口之间的流体连通,并且当阀处于所述第二位置时,所述入口与所述出口流体连通;第一热交换器,其与所述变速器流体连通;热分支管路,其从所述发动机延伸至所述第一热交换器,并且与所述发动机和第一热交换器中的每个流体连通;以及热交换器返回管路,其与所述第一热交换器和所述恒温器的入口中的每个流体连通。
根据所公开的主题的另一方面,所述热管理系统可以包括加热器芯,其与车辆的乘客室环境流体连通,所述加热器芯与所述发动机和所述恒温器的出口单独流体连通,使得流体从加热器芯直接返回至发动机,流体从发动机沿着第一线路流至加热器芯,以及流体从发动机沿着第二线路流至所述第一热交换器,并且所述第一线路和第二线路是相对彼此平行的线路。
根据所公开的主题的另一方面,所述热管理系统可以包括加热器芯,其与车辆的乘客室环境流体连通;第一流体线路和第二流体线路。所述第一流体线路可以与所述发动机和加热器芯流体连通,使得流体从发动机流至加热器芯,然后流过加热器芯,然后从加热器芯流至所述恒温器的出口。所述第二流体线路可以与所述发动机和第一热交换器流体连通,使得流体从发动机流至第一热交换器,然后流过第一热交换器,然后流至所述恒温器的入口。
根据所公开的主题的另一方面,所述系统可以包括第二热交换器和阀,该阀与所述第一热交换器、第二热交换器和变速器流体连通,并且配置成在第一模式下选择性地操作以及在第二模式下选择性地操作,其中,当在所述第一模式下时,流体从所述第一热交换器绕过所述第二热交换器并流至变速器,以及当在所述第二模式下时,流体从所述第一热交换器流过所述第二热交换器,然后流至变速器。
根据所公开的主题的另一方面,所述系统可以包括加热器芯,其与所述发动机流体连通;排气管,其与所述发动机流体连通;以及第二热交换器,其与所述排气管和加热器芯流体连通。
根据所公开的主题的另一方面,一种用于车辆的热管理系统可以包括:发动机;变速器;排气管,其与所述发动机流体连通;废气热交换器,其与所述排气管流体连通;变速器流体冷却器;以及阀,其与所述变速器、废气热交换器以及变速器流体冷却器流体连通,并且配置成在第一模式下选择性地操作以及在第二模式下选择性地操作,其中,当在所述第一模式下时,流体从所述变速器流过所述废气热交换器和变速器流体冷却器中的一个,并且绕过所述废气热交换器和变速器流体冷却器中的另一个,以及当在所述第二模式下时,流体从所述变速器至少流过所述废气热交换器和变速器流体冷却器中的另一个。
根据所公开的主题的另一方面,一种车辆可以包括:发动机;变速器;以及热管理系统,该热管理系统包括:散热器,其配置成用于与所述发动机流体连通;恒温器,其包括入口、出口和阀结构,所述入口与所述散热器流体连通,所述出口配置成用于与所述发动机流体连通,并且所述阀结构可以在第一位置和第二位置之间移动,使得当阀处于所述第一位置时,该阀基本上防止所述入口和出口之间的流体连通,并且当阀处于所述第二位置时,所述入口与所述出口流体连通;第一热交换器,其与所述变速器流体连通;热分支管路,其从所述发动机延伸至所述第一热交换器,并且与所述发动机和第一热交换器中的每个流体连通;以及热交换器返回管路,其与所述第一热交换器和所述恒温器的入口中的每个流体连通。
根据所公开的主题的另一方面,一种引导流体通过车辆热管理系统的方法可以包括:提供发动机,其包括配置成流过该发动机的发动机流体;提供散热器,其与所述发动机流体连通;提供恒温器,其包括与所述散热器流体连通的入口和与所述发动机流体连通的出口;提供变速器,其连接至所述发动机;提供第一热交换器,其与所述变速器流体连通并且与所述发动机和所述恒温器的入口单独的流体连通;使发动机流体循环通过发动机散热器、发动机和第一热交换器;使离开所述第一热交换器的发动机流体直接进入所述恒温器的入口;以及使变速器流体循环通过所述变速器和第一热交换器。
附图说明
下面参照通过示例给出的、所述装置和方法的示例性实施例并且参照附图,对本申请公开的主题进行更加详细地说明,其中:
图1是包括根据所公开的主题的原理制成的热管理系统的车辆的示例性实施例的示意图。
图2是根据所公开的主题的原理制成的、用于车辆的热管理系统的第一实施例的示意图。
图3是根据所公开的主题的原理制成的、用于车辆的热管理系统的第二实施例的示意图。
图4是根据所公开的主题的原理制成的、用于车辆的热管理系统的第三实施例的示意图。
图5是根据所公开的主题的原理制成的、用于车辆的热管理系统的第四实施例的示意图。
图6是根据所公开的主题的原理制成的、用于车辆的热管理系统的第五实施例的示意图。
图7是根据所公开的主题的原理制成的、用于车辆的热管理系统的第六实施例的示意图。
图8是根据所公开的主题的原理制成的、用于车辆的热管理系统的第七实施例的示意图。
图9是根据所公开的主题的原理制成的、用于车辆的热管理系统的第八实施例的示意图。
图10是根据所公开的主题的原理制成的、用于车辆的热管理系统的第九实施例的示意图。
具体实施方式
图1示意性地示出了车辆10,其可包括根据所公开的主题的原理制成的示例性热管理系统12。车辆10可包括内燃机14、变速器16、一对前轮18L、R、一对后轮20L、R和主体22。主体22可包括乘客室24(由虚线示意性地表示)。
系统12可以控制内燃机14、变速器16、乘客室24、以及周围环境之间的流体连通(由双头箭头表示),以便调节发动机14、变速器16、以及乘客室24之间的热传递。热管理系统12可以提高车辆10的燃料效率,尽可能地减少源于发动机14燃烧所产生的排放,提高乘客室24恒温控制的反应性,并且/或者尽可能地减小发动机14和/或变速器16上的热效应。
图2示出了根据所公开的主题的原理的热管理系统112的第一示例性实施例。通过系统112而起作用的流体可以是发动机流体(例如但不限于水、乙二醇、水和乙二醇的组合、以及废气)、变速器流体(例如但不限于润滑油和液压油(也被称为自动变速器流体或ATF))、环境空气、以及乘客室内的空气。
热管理系统112的此示例性第一实施例可以包括散热器114、储存器116、加热器芯118、第一热交换器122、恒温器124、控制阀126、以及多个导管128、130、132、134、136、138、140、142、144、146、148。
图2还示意性地示出了发动机14的进一步示例性细节。发动机14可以包括一个或多个燃烧气缸26,这些气缸可以布置成直列形、V形、W形、或水平对置。在图2的示例性实施例中,发动机14可以包括布置成第一列28和第二列30的多个气缸26。第一和第二列28、30可以布置成V形,或者列28、30可以水平对置。每个气缸26可以包括至少一个排气阀32,其可以配置成选择性地连接相应的气缸26,用于通过排气系统而与周围环境流体连通,如将在下面进一步详细描述。
热管理系统112可以包括形成在发动机14中的水套。在图2示意性表示的示例性实施例中,水套可以包括入口部34和两个列部36、38。入口部34可以与恒温器124的出口152流体连通。列部36、38中的每个可以与入口部34以及与主流体供应导管130流体连通。在每个气缸26中所产生的热量可以被传递至流过水套34、36、38的发动机流体,并且然后以对车辆的工作状态以及客舱的恒温控制请求最有利的方式在整个热管理系统112和/或周围环境中分配。
热管理系统112可以包括水泵40,其可以与水套34、36、38流体连通并且可以使发动机流体循环通过热管理系统112。水泵40可以由发动机14或者由单独的动力源(例如但不限于电动马达)驱动。
散热器114可以促进热量从发动机流体传递至周围环境的空气,以冷却发动机流体。散热器114可以接收来自发动机14的流体并且接收来自周围环境的空气。散热器114中的发动机流体可以通过恒温器124而选择性地返回至发动机14。
在冷启动状态期间,流过水套34、36、38的发动机流体的温度低于第一预定温度。当发动机流体低于该第一预定温度时,机油的粘度可能相对较高。因此,发动机14的运动部件之间的摩擦可能相对较高,并且泵送机油通过发动机以及使发动机部件移动通过机油所需的阻力可能相对较高。这可能减少推进车辆可用的能量并且/或者增加发动机14的燃料消耗。增加的燃料消耗可以降低催化转换器的效率,特别是如果尚未达到催化剂的最佳工作温度的话。
此外,对来自加热器芯118的发动机流体的热需求在冷启动状态期间可能较高。因为热量通过发动机流体而流失至加热器芯118,所以冷启动状态的持续时间可能得以增加。
当变速器流体低于第二预定温度时,变速器流体的粘度可能相对较高。因此,变速器16的运动部件之间的摩擦可能相对较高,并且泵送变速器流体通过变速器16以及使变速器部件移动通过变速器流体所需的阻力可能相对较高。此增加的摩擦还可能减少推进车辆可用的能量并且/或者增加发动机14的燃料消耗。增加的燃料消耗还可以降低催化转换器的效率。
为了尽量减少这些潜在不利影响中的一个或多个,热管理系统112可以引导发动机流体的流动绕过散热器114和第一热交换器122,并且可以同时允许发动机流体的流动通过水套34、36、38、加热器芯118以及节气门体120。结果,发动机14和发动机流体之间的传热速率可以是最大值,且发动机流体与加热器芯118和节气门体120中的每个之间的传热速率可以是最大值。因此,为预热发动机14、发动机流体以及乘客室所经过的时间可被尽可能地减小。
恒温器124可以包括恒温器入口150、恒温器出口152和恒温器阀结构154。主流体返回导管128可以从散热器114延伸至恒温器入口150,以提供发动机流体从散热器114至恒温器入口150的连通。主流体供应导管130可以从发动机14延伸至散热器114,以提供发动机流体从发动机14至散热器114的连通。致动器可以配置成使恒温器阀结构154选择性地打开和关闭发动机流体从恒温器入口150至恒温器出口152的连通。
所述致动器可以响应于离开发动机14的流体的温度,从而使恒温器阀结构154选择性地打开和关闭发动机流体从恒温器入口150至恒温器出口152的连通。致动器可以配置成使恒温器阀结构154在发动机流体的温度低于上述第一预定温度时关闭发动机流体从恒温器入口150至恒温器出口152的连通。致动器可以配置成使恒温器阀结构154在发动机流体的温度等于或大于上述第一预定温度时打开发动机流体从恒温器入口150至恒温器出口152的连通。致动器可以是机械结构,例如但不限于与弹簧相组合的蜡马达。在替代实施例中,所述致动器可以是电驱动装置(例如但不限于与螺线管或电动机电连通的热传感器),其可以由从热传感器和/或电子控制单元接收的输入信号致动。该热传感器可以与离开发动机14的发动机流体流体连通。
当致动器使恒温器阀结构154关闭从恒温器入口150至恒温器出口152的流体连通时,可以防止来自散热器114的发动机流体进入发动机14,或者至少限制成可忽略的流率值进入发动机14。由于发动机流体通过恒温器124的流率可以是零或者限制成可忽略的值,所以发动机流体经由主流体供应导管130从发动机14至散热器114的流率可以是零或者限制成可忽略的值。因此,流过水套34、36、38的发动机流体可以绕过散热器114。
当发动机流体的温度大于或等于第一预定温度时,致动器可以使阀结构154打开从恒温器入口150至恒温器出口152的流体连通。因此,来自散热器114的发动机流体可以以足以将发动机流体的工作温度维持在可能对发动机性能有利的温度值的期望范围内的流速流过恒温器124并进入发动机14。
储存器116可以与散热器114流体连通。储存器116可以储存的流体可用于更换从在热管理系统112中循环的流体的体积流失的流体。储存器116可用于在某些工作状态下缓解在系统112中循环的流体的压力。
加热器芯118可以促进热量从发动机流体传递至乘客室(例如参见图1中的24)中的环境空气,以便加热乘客室中的环境空气。加热器供应导管132可以从发动机14延伸至加热器芯118,以提供发动机流体从发动机14至加热器芯118的连通。如图2所示,加热器供应导管132可以在与右列部38流体连通的位置从发动机14延伸。
热管理系统112可以包括位于乘客室中的风扇和管道。为清楚起见,图2中省略了风扇和管道。风扇和管道可以配置成使乘客室的环境空气在乘客室和加热器芯118之间循环。
加热器返回管路134可以从加热器芯118延伸至恒温器出口152,以提供发动机流体从加热器芯118至发动机14的连通。由于加热器返回管路134连接至恒温器出口152,所以发动机流体可以独立于恒温器124的工作而循环通过加热器芯118。因此,热管理系统112可以尽可能地减小用于加热乘客室的时间。
节气门体120可以配置成促进热量从发动机流体传递至节气门体120,以便加热节气门体。节气门体120可以从发动机14接收发动机流体。加热器芯118和节气门体120可以以平行的流体连通而连接至发动机14。换句话说,在任意给定时刻,包含加热器芯118的线路中的流体基本上(即,完全或几乎完全)与包含节气门体120的线路中的流体分离(这两个线路不包括发动机14和功能连接器/阀)。
节气门供应导管136可以从发动机14延伸至节气门体120,以提供发动机流体从发动机14至节气门体120的连通。如图2所示,节气门供应导管136可以在与右列部38流体连通的位置从发动机14延伸。
节气门返回管路138可以从节气门体120延伸至恒温器出口152,以提供发动机流体从节气门体120至发动机14的连通。由于节气门返回管路138连接至恒温器出口152,所以发动机流体可以独立于恒温器124的工作而循环通过节气门体120。
因此,热管理系统112可以尽可能地减小用于加热乘客室以及用于总体稳定节气门体120、发动机14和变速器16的工作温度的时间。
如果需要的话,可以省略导管136、138。
第一热交换器122可以从发动机14接收发动机流体,并且可以从变速器16接收变速器流体。在热管理系统112的操作的变速器加热模式中,第一热交换器122可以促进热量从发动机流体传递至变速器流体,以便加热变速器流体。在系统112的操作的变速器冷却模式中,热交换器122可以促进热量从变速器流体传递至发动机流体,以便冷却变速器流体。这两种操作模式的进一步细节将在下面提供。
热管理系统112可以包括热分支管路,其从发动机14延伸至第一热交换器122以便流体连通。控制阀126可以包括冷却入口、加热入口以及出口149。该热分支管路可以包括或者可以大致包含热交换器供应管路140、控制阀126和阀出口149。热交换器供应导管140可以从发动机14延伸至控制阀126的加热入口,以提供发动机流体在平行于每个加热器芯路径和节气门体路径的路径中(例如,在除了在返回至发动机14的水套例如刚刚通过恒温器124时之外没有发生冷却剂混合的路径中)从发动机14至控制阀126的连通。如图2所示,热交换器供应导管140可以在与左列部36流体连通的位置从发动机14延伸。
热交换器分支导管148可以从主流体返回导管128延伸至控制阀126的冷却入口,以提供发动机流体从热交换器分支导管148至控制阀126的连通。
阀出口149可以连接控制阀126,用于发动机流体从控制阀126连通至第一热交换器122。如果控制阀126直接安装至第一热交换器122,则阀出口149可以直接连接至第一热交换器122的入口。如果阀126安装成与第一热交换器122相距一定的距离,则阀出口149可以包括从控制阀126延伸至第一热交换器122的导管。因此,通过由发动机14产生的热量被加热的发动机流体的供应可以提供至第一热交换器122,由散热器114冷却的发动机流体的供应可提供至第一热交换器122。
热交换器返回导管142可以从第一热交换器122延伸至恒温器入口150,以提供发动机流体从第一热交换器122至恒温器124的连通。因此,可以由恒温器124来控制发动机流体流至第一热交换器122。具体地,当恒温器124关闭从恒温器入口150至恒温器出口152的流体连通时,发动机流体从列部36和/或列部38至热交换器供应导管140的流率可以被限制至零或可忽略的值或者可能在完全打开和完全关闭之间的范围内。相反,当恒温器124打开入口150和出口152之间的流体连通时,该恒温器可以允许从列部36和/或列部38至热交换器供应导管140的流体连通。结果,通过热交换器122从发动机流体至变速器流体的热传递的速率可能在冷启动状态期间是可忽略的值。这可以最大限度地减少发动机流体至少达到第一预定温度且变速器流体至少达到第二预定温度所经过的时间。
变速器供应导管144可以从变速器16延伸至第一热交换器122,以提供变速器流体从变速器16至第一热交换器122的连通。变速器返回导管146可以从热交换器122延伸至变速器16,以提供变速器流体从热交换器122至变速器16的连通。
控制阀126可以或从热交换器供应导管140或从热交换器分支导管148选择性地连接与发动机流体连通的第一热交换器122。结果,热交换器122可以或加热或冷却流过热交换器122的变速器流体。
控制阀126可以配置成在离开变速器16的变速器流体的温度大于或等于第二预定温度时打开热交换器分支导管148和第一热交换器122之间的流体连通并且同时关闭热交换器供应导管140和热交换器122之间的流体连通。控制阀126可以配置成在离开变速器16的变速器流体的温度小于第二预定温度时关闭热交换器分支导管148和第一热交换器122之间的流体连通并且同时打开热交换器供应导管140和热交换器122之间的流体连通。所述第二预定温度可以对应于变速器流体的最佳运行温度。
为了实现变速器流体的该选择性加热或冷却,阀126可以包括致动器和阀结构。致动器可以配置成使阀结构选择性地打开阀出口149与加热入口和冷却入口之一之间的流体连通,同时关闭阀出口149与加热入口和冷却入口中另一个之间的流体连通。致动器可以是机械结构(例如但不限于与弹簧相组合的蜡马达),或者致动器可以是电驱动装置(例如但不限于与螺线管或电动机电连通的热传感器),其可以由从热传感器和/或电子控制单元接收的输入信号致动。在致动器配置为机械结构的情况下,图1的连通管路156示意性地表示可以与变速器供应导管144和阀126的致动器流体连通的导管。在致动器配置为电驱动装置的情况下,图1的连通管路156示意性地表示可以与控制阀122电连通并且与电子控制单元和/或热传感器电连通的电信号管路。热传感器可以与变速器供应导管144流体连通。
如上所讨论,当恒温器入口150和恒温器出口152之间的流体连通被关闭时,通过热交换器122的发动机流体的流率可以是零或可忽略的值,因为热交换器返回导管142与入口150流体连通。
当恒温器124打开发动机流体从恒温器入口150至恒温器出口152的连通时,第一热交换器122可以在控制阀126打开发动机流体从热交换器供应导管140至第一热交换器122的连通并且关闭第一热交换器122和热交换器分支导管148之间的流体连通时促进从发动机流体至变速器流体的热传递。因此,变速器流体达到操作值范围内的温度的时间段可能得以尽量地减小,这可以减少上述潜在不良效果的影响。
当恒温器124打开发动机流体从恒温器入口150至恒温器出口152的连通时,第一热交换器122可以在控制阀126关闭热交换器供应导管140和第一热交换器122之间的流体连通并且打开发动机流体从热交换器分支导管148至第一热交换器122的连通时促进从变速器流体至发动机流体的热传递。因此,变速器流体可以保持在可能对变速器性能有利的温度值的范围内。
热管理系统112可以包括与发动机14流体连通的排气系统。该排气系统可以包括通过排气阀32与发动机14选择性流体连通的排气管158、与管158流体连通的催化转换器160以及与管158流体连通的消声器162。管158可以从发动机14延伸至转换器160,从转换器160延伸至消声器162,并且从消声器162在邻近车辆后部的开口端终止。管158的开口端可以与周围环境流体连通。除了排出在发动机14的气缸26中所产生的废气之外,排气系统158、160、162可以将由发动机产生的以及由废气携带的热量传递至周围环境。
图3示出了根据所公开的主题的原理的热管理系统212的第二示例性实施例。通过系统212而起作用的流体可以是发动机流体(例如但不限于水、乙二醇、水和乙二醇的组合、以及废气)、变速器流体(例如但不限于润滑油和液压油(也被称为自动变速器流体或ATF))、环境空气、以及乘客室内的环境空气。
热管理系统212的此示例性第二实施例可以包括散热器214、储存器216、加热器芯218、第一热交换器222、恒温器224、第二热交换器264、旁通阀266、以及多个导管228、230、232、234、236、238、240、242、244、246、268。
图3还示意性地示出了发动机14的进一步示例性细节。发动机14可以包括一个或多个燃烧气缸26、第一列28、第二列30、以及一个或多个排气阀32。热管理系统212还可以包括水泵40和水套34、36、38。
散热器214可以促进热量从发动机流体传递至周围环境的空气,以冷却发动机流体。散热器214可以接收来自发动机14的流体并且接收来自周围环境的空气。散热器214中的发动机流体可以通过恒温器224而选择性地返回至发动机14,如下面详细描述。
为了尽量减少上述潜在不利影响中的一个或多个,热管理系统212可以引导发动机流体的流动绕过散热器214和第一热交换器222,并且可以同时允许发动机流体的流动通过水套34、36、38、加热器芯218以及节气门体220。结果,发动机14和发动机流体之间的传热速率可以是最大值,且发动机流体与加热器芯218和节气门体220中的每个之间的传热速率可以是最大值。因此,为预热发动机14、发动机流体以及乘客室所经过的时间可被尽可能地减小。
恒温器224可以包括恒温器入口250、恒温器出口252和恒温器阀结构254。主流体返回导管228可以从散热器214延伸至恒温器入口250,以提供发动机流体从散热器214至恒温器入口250的连通。主流体供应导管230可以从发动机14延伸至散热器214,以提供发动机流体从发动机14至散热器214的连通。致动器可以配置成使恒温器阀结构254选择性地打开和关闭恒温器入口250和恒温器出口252之间的流体连通,例如如上面关于图2所述。
当致动器使恒温器阀结构254关闭从恒温器入口250至恒温器出口252的流体连通时,可以防止来自散热器214的发动机流体进入发动机14,或者至少限制成可忽略的流率值进入发动机14。由于发动机流体通过恒温器224的流率可以是零或者限制成可忽略的值,所以发动机流体经由主流体供应导管230从发动机14至散热器214的流率可以是零或者限制成可忽略的值。因此,流过水套34、36、38的发动机流体可以绕过散热器214。
当发动机流体的温度大于或等于第一预定温度时,致动器可以使恒温器阀结构254打开从恒温器入口250至恒温器出口252的流体连通。因此,来自散热器214的发动机流体可以以足以将发动机的工作温度维持在可能对发动机性能有利的温度值的期望范围内的流速流过恒温器224并进入发动机14。
储存器216可以与散热器214流体连通。储存器216可以储存的流体可用于更换从在热管理系统212中循环的流体的体积流失的流体。储存器216可用于在某些工作状态下缓解在系统212中循环的流体的压力。
加热器芯218可以促进热量从发动机流体传递至乘客室24中的环境空气,以便加热乘客室中的环境空气。加热器供应导管232可以从发动机14延伸至加热器芯218,以提供发动机流体从发动机14至加热器芯218的连通。如图3所示,加热器供应导管232可以在与右列部38流体连通的位置从发动机14延伸。
热管理系统212可以包括位于乘客室中的风扇和管道。为清楚起见,图3中省略了风扇和管道。风扇和管道可以配置成使乘客室的环境空气在乘客室和加热器芯218之间循环。
加热器返回管路234可以从加热器芯218延伸至恒温器出口252,以提供发动机流体从加热器芯218至发动机14的连通。由于加热器返回管路234连接至恒温器出口252,所以发动机流体可以独立于恒温器224的工作而循环通过加热器芯218。因此,热管理系统212可以尽可能地减小用于加热乘客室的时间,并且提供散热器16、发动机14、节气门体及车辆其他组件内温度稳定的好处。
节气门体220可以配置成促进热量从加热的流体传递,以便加热节气门体220。节气门体220可以从发动机14接收加热的流体。
节气门供应导管236可以从发动机14延伸至节气门体220,以提供发动机流体从发动机14至节气门体220的连通。如图3所示,节气门供应导管236可以在与右列部38流体连通的位置从发动机14延伸。
节气门返回管路238可以从节气门体220延伸至恒温器出口152,以提供发动机流体从节气门体220至发动机14的连通。由于节气门返回管路238连接至恒温器出口252,所以发动机流体可以独立于恒温器224的工作而循环通过节气门体220。
因此,热管理系统212可以尽可能地减小用于加热乘客室以及用于总体稳定节气门体220、发动机14和变速器16的工作温度的时间。
当然,如果需要的话,可以省略导管236、238。
第一热交换器222可以从发动机接收发动机流体,并且可以从变速器16接收变速器流体。第二热交换器264可以从变速器16接收变速器流体,并且可以从周围环境接收空气。在热管理系统212的操作的变速器加热模式中,第一热交换器222可以促进热量从发动机流体传递至变速器流体,以便加热变速器流体。在系统212的操作的变速器冷却模式中,第一热交换器222可以促进热量从变速器流体传递至发动机流体,以便冷却变速器流体,并且任选地,第二热交换器264可以促进热量从变速器流体进一步传递至周围环境中的空气,以便进一步冷却变速器流体。
热管理系统212可以包括热分支管路,其可以从发动机14延伸至第一热交换器222以便流体连通。该热分支管路可以包括或者可以大致包含热交换器供应导管240。热交换器供应导管240可以从发动机14延伸至第一热交换器222,以提供发动机流体在平行于加热器芯路径和节气门体路径的路径中从发动机14的连通。因此,通过由发动机14产生的热量加热的发动机流体的供应可以提供至第一热交换器222。此外还可能的是,在发动机14和变速器16的某些工作状态下,加热的发动机流体的温度可以小于变速器流体的温度,即使加热的发动机流体的温度大于或等于上述第一预定温度。因此,变速器流体可以通过热交换器供应导管240由离开发动机14的发动机流体加热或冷却,这取决于发动机流体和变速器流体的相对温度。如图3所示,热交换器供应导管240可以在与左列部36流体连通的位置从发动机14延伸。
热交换器返回导管242可以从第一热交换器222延伸至恒温器入口250,以提供发动机流体从第一热交换器222至恒温器224的连通。因此,可以由恒温器224来控制发动机流体流至第一热交换器222。具体地,当恒温器224关闭恒温器入口250和恒温器出口252之间的流体连通时,发动机流体从列部36和/或列部38至热交换器供应导管240的流率可以是零或可忽略的值。相反,当恒温器224打开入口250和出口252之间的流体连通时,该恒温器可以允许从列部36和/或列部38至热交换器供应导管240的流体连通。结果,通过热交换器222从发动机流体至变速器流体的热传递的速率可能在冷启动状态期间是可忽略的值。这可以最大限度地减少发动机流体至少达到第一预定温度且变速器流体至少达到第二预定温度所经过的时间。
变速器供应导管244可以从变速器16延伸至第一热交换器222,以提供变速器流体从变速器16至第一热交换器222的连通。
中间导管268可以从第一热交换器222延伸至旁通阀266的入口,以提供从热交换器222至旁通阀266的流体连通。旁通阀266可以具有与变速器返回导管246流体连通的第一出口。变速器返回导管246可以从阀266延伸至变速器16,以提供变速器流体从旁通阀266至变速器16的连通。旁通阀266可以具有与第二热交换器264流体连通的第二出口。
第二热交换器264可以包括在旁路阀266的下游位置与变速器返回导管246流体连通的出口。
旁通阀266可以选择性地连接与来自变速器返回导管246的变速器流体或与来自第二热交换器264的变速器流体连通的第一热交换器222。结果,第一热交换器222可以单独地或加热或冷却流过第一热交换器222的变速器流体,或者可替代地,第一热交换器222和第二热交换器264可以相继地冷却变速器流体。
旁通阀266可以配置成在离开第一热交换器222的变速器流体的温度小于第二预定温度时打开从第一热交换器222至变速器返回导管246的流体连通并且同时关闭从第一热交换器222至第二热交换器264的流体连通。旁通阀266可以配置成在离开第一热交换器222的变速器流体的温度大于或等于第二预定温度时关闭从第一热交换器222至变速器返回导管246的流体连通并且同时打开从第一热交换器222至第二热交换器264的流体连通。所述第二预定温度可以对应于变速器流体的最佳运行温度。
为了实现变速器流体的该选择性加热或冷却,旁通阀266可以包括致动器和阀结构。致动器可以配置成使阀结构选择性地打开阀入口与两个阀出口之一之间的流体连通,同时关闭阀入口与两个阀出口中另一个之间的流体连通。致动器可以与中间导管268流体连通。致动器可以是机械结构(例如但不限于与弹簧相组合的蜡马达),或者致动器可以是电驱动装置(例如但不限于与螺线管或电动机电连通的热传感器),其可以由从热传感器和/或电子控制单元接收的输入信号致动。
热管理系统212可以包括与发动机14流体连通的排气系统。该排气系统可以包括通过排气阀32与发动机14选择性流体连通的排气管258、与管258流体连通的催化转换器260以及与管258流体连通的消声器262。管258可以从发动机14延伸至转换器260,从转换器260延伸至消声器262,并且从消声器262在邻近车辆后部的开口端终止。管258的开口端可以与周围环境流体连通。除了排出在发动机14的气缸26中所产生的废气之外,排气系统258、260、262可以将由发动机产生的以及由废气携带的热量传递至周围环境。
图4示出了根据所公开的主题的原理的热管理系统312的第三示例性实施例。通过系统312而起作用的流体可以是发动机流体(例如但不限于水、乙二醇、水和乙二醇的组合、以及废气)、变速器流体(例如但不限于润滑油和液压油(也被称为自动变速器流体或ATF))、环境空气、以及乘客室内的环境空气。
热管理系统312的此示例性第三实施例可以包括散热器314、储存器316、加热器芯318、第一热交换器322、恒温器324、第二(废气)热交换器370、旁通阀372、以及多个导管328、330、332、334、336、338、340、342、344、346、374、376、378。
图4还示意性地示出了发动机14的进一步示例性细节。发动机14可以包括一个或多个燃烧气缸26、第一列28、第二列30、以及一个或多个排气阀32。
热管理系统312可以包括水套34、36、38和水泵40。散热器314可以促进热量从发动机流体传递至周围环境的空气,以冷却发动机流体。散热器314可以接收来自发动机14的流体并且接收来自周围环境的空气。散热器314中的发动机流体可以通过恒温器324而选择性地返回至发动机14,如下面详细描述。
为了尽量减少上述潜在不利影响中的一个或多个,热管理系统312可以引导发动机流体的流动绕过散热器314和第一热交换器322,并且可以同时允许发动机流体的流动通过水套34、36、38、加热器芯318以及节气门体320。结果,发动机14和发动机流体之间的传热速率可以是最大值,且发动机流体与加热器芯318和加热器320中的每个之间的传热速率可以是最大值。因此,为预热发动机14、发动机流体以及乘客室所经过的时间可被尽可能地减小。
恒温器324可以包括恒温器入口350、恒温器出口352和恒温器阀结构354。主流体返回导管328可以从散热器314延伸至恒温器入口350,以提供发动机流体从散热器314至恒温器入口350的连通。主流体供应导管330可以从发动机14延伸至散热器314,以提供发动机流体从发动机14至散热器314的连通。致动器可以配置成使恒温器阀结构354选择性地打开和关闭恒温器入口350和恒温器出口352之间的流体连通。
当致动器使恒温器阀结构354关闭从恒温器入口350至恒温器出口352的流体连通时,可以防止来自散热器314的发动机流体进入发动机14,或者至少限制成可忽略的流率值进入发动机14。由于发动机流体通过恒温器324的流率可以是零或者限制成可忽略的值,所以发动机流体经由主流体供应导管330从发动机14至散热器314的流率可以是零或者限制成可忽略的值。因此,流过水套34、36、38的发动机流体可以绕过散热器314。
当发动机流体的温度大于或等于第一预定温度时,致动器可以使阀结构354打开从恒温器入口350至恒温器出口352的流体连通。因此,来自散热器314的发动机流体可以以足以将发动机的工作温度维持在可能对发动机性能有利的温度值的期望范围内的流速流过恒温器324并进入发动机14。
储存器316可以与散热器314流体连通。储存器316可以储存的流体可用于更换从在热管理系统312中循环的流体的体积流失的流体。储存器316可用于在某些工作状态下缓解在系统312中循环的流体的压力。
加热器芯318可以促进热量从发动机流体传递至乘客室24中的环境空气,以便加热乘客室中的环境空气。加热器供应导管332可以从发动机14延伸至旁通阀372的入口,以提供发动机流体从发动机14至旁通阀372的连通。如图4所示,加热器供应导管332可以在与右列部38流体连通的位置从发动机14延伸。
中间导管374可以从旁通阀372的第一出口延伸至加热器芯318,以沿着绕过第二热交换器370的第一路径提供发动机流体从旁通阀372至加热器芯318的连通。
热管理系统312可以包括热交换器供应导管376,其从旁通阀372的第二出口延伸至第二热交换器,以提供发动机流体从旁通阀372至第二热交换器370的连通。热交换器返回导管378可以从第二热交换器370延伸至在阀372下游位置的中间导管374,以沿着流过第二热交换器370的第二路径提供发动机流体从发动机14至加热器芯318的连通。
热管理系统312可以包括位于乘客室中的风扇和管道。为清楚起见,图4中省略了风扇和管道。风扇和管道可以配置成使乘客室的环境空气在乘客室和加热器芯318之间循环。
加热器返回管路334可以从加热器芯318延伸至恒温器出口352,以提供发动机流体从加热器芯318至发动机14的连通。由于加热器返回管路334连接至恒温器出口352,所以发动机流体可以独立于恒温器324的工作而循环通过加热器芯318。因此,热管理系统312可以尽可能地减小用于加热乘客室的时间。
节气门体320可以促进热量从加热的流体传递至节气门体,以便加热节气门体。节气门体320可以从发动机14接收加热的流体。加热器芯318与节气门体320可以平行流体连通地连接至发动机14。
节气门供应导管336可以从发动机14延伸至节气门体加热器320,以提供发动机流体从发动机14至节气门体加热器320的连通。节气门供应导管336可以在与右列部38流体连通的位置从发动机14延伸。
节气门返回管路338可以从节气门体加热器320延伸至恒温器出口352,以提供发动机流体从节气门体加热器320至发动机14的连通。由于节气门返回管路338连接至恒温器出口352,所以发动机流体可以独立于恒温器324的工作而循环通过节气门体加热器320。
因此,热管理系统312可以尽可能地减小用于加热乘客室和优化其他车辆部件的温度以及用于总体稳定节气门体320、发动机14和变速器16的工作温度的时间。
如所期望的那样,可以省略导管336、338。
第一热交换器322可以接收发动机流体,并且可以从变速器16接收流体。在热管理系统312的操作的变速器加热模式中,第一热交换器322可以促进热量从发动机流体传递至变速器流体,以便加热变速器流体。在系统312的操作的变速器冷却模式中,第一热交换器322可以促进热量从变速器流体传递至发动机流体,以便冷却变速器流体。
热管理系统312可以包括热分支管路,其可以从发动机14延伸至第一热交换器322以便流体连通。该热分支管路可以包括或者可以大致包含热交换器供应导管340。热交换器供应导管340可以从发动机14延伸至第一热交换器322,以提供发动机流体在平行于加热器芯路径和节气门体路径的路径中自发动机14的连通。因此,通过由发动机14产生的热量加热的发动机流体的供应可以提供至第一热交换器322。此外还可能的是,在发动机14和变速器16的某些工作状态下,加热的发动机流体的温度可以小于变速器流体的温度,即使加热的发动机流体的温度大于或等于上述第一预定温度。因此,变速器流体可以通过热交换器供应导管340由离开发动机14的发动机流体加热或冷却,这取决于发动机流体和变速器流体的相对温度。如图4所示,热交换器供应导管340可以在与左列部36流体连通的位置从发动机14延伸。
热交换器返回导管342可以从第一热交换器322延伸至恒温器入口350,以提供发动机流体从第一热交换器322至恒温器324的连通。因此,可以由恒温器324来控制发动机流体流至第一热交换器322。具体地,当恒温器324关闭恒温器入口350和恒温器出口352之间的流体连通时,发动机流体从列部38和/或列部36至热交换器供应导管340的流率可以是零或可忽略的值。相反,当恒温器324打开入口350和出口352之间的流体连通时,该恒温器可以允许从列部36和/或列部38至热交换器供应导管340的流体连通。结果,通过热交换器322从发动机流体至变速器流体的热传递的速率在冷启动状态期间可以是可忽略的值。这可以最大限度地减少发动机流体至少达到第一预定温度且变速器流体至少达到第二预定温度所经过的时间。
变速器供应导管344可以从变速器16延伸至第一热交换器322,以提供变速器流体从变速器16至第一热交换器322的连通。变速器返回导管346可以从第一热交换器322延伸至变速器16,以提供变速器流体从第一热交换器322至变速器16的连通。
热管理系统312可以包括与发动机14流体连通的排气系统。该排气系统可以包括通过排气阀32与发动机14选择性流体连通的排气管358、与管358流体连通的催化转换器360以及与管358流体连通的消声器362。管358可以从发动机14延伸至转换器360,从转换器360延伸至消声器362,并且从消声器362在邻近车辆后部的开口端终止。管358的开口端可以与周围环境流体连通。除了排出在发动机14的气缸26中所产生的废气之外,排气系统358、360、362可以将由发动机14产生的以及由废气携带的热量传递至周围环境。
为了利用此排出的热量,第二热交换器370可以与流过排气管358的发动机流体(即废气)流体连通(或至少可以允许温度从其传递),并且可以与从发动机14流至加热器芯318的发动机流体(例如但不限于水、乙二醇、以及水和乙二醇的组合)流体连通。在上述冷启动状态期间,在排气管358中流动的废气的温度可能大于流过水套34、36、38、加热器芯318和节气门体320的发动机流体的温度。因此,加热发动机流体所经过的时间可能在热管理系统312未进一步消耗任何能量的情况下进一步降低,因为废气是发动机14燃烧过程中的必然产物。由于发动机流体可以迅速升温,所以使发动机和变速器达到最佳运行温度所经过的时间可以降低,且将乘客室加热至所需温度的时间可以减少。
第二热交换器370可以位于催化转换器360和消声器362之间的排气管358内,如图4示意性所示。在替代实施例中,第二热交换器370(570)可以通过供应导管和返回导管连接至排气管358(558),下面将参照图6进行描述。在此替代实施例中,可以包括废气旁通阀,以通过这些独立的导管来选择性地将废气转移至第二热交换器370,或者绕过这些单独的导管和第二热交换器370。
旁通阀372可以选择性地连接与来自中间导管374的发动机流体或者与来自第二热交换器370的发动机流体连通的加热器供应导管332。结果,发动机流体可以在进入加热器芯318之前或绕过第二热交换器370或流过热交换器370。
旁通阀372可以配置成在离开发动机14的发动机流体的温度大于或等于第三预定温度时打开发动机流体从加热器供应导管332至中间导管374的连通并且同时关闭从加热器供应导管332至第二热交换器370的流体连通。旁通阀372可以配置成在离开变速器16的变速器流体的温度小于第三预定温度时关闭从加热器供应导管332至中间导管374的流体连通并且同时打开从加热器供应导管332至第二热交换器370的流体连通。所述第三预定温度可以对应于发动机流体的最佳运行温度。第三预定温度可以等于或不同于第一预定温度。在示例性实施例中,所述第三预定温度可以等于或大于第一预定温度。
为了实现发动机流体的该选择性加热,旁通阀372可以包括致动器和阀结构。致动器可以配置成使阀结构选择性地打开阀入口与两个阀出口之一之间的流体连通,同时关闭阀入口与两个阀出口中另一个之间的流体连通。致动器可以与加热器供应导管332流体连通。致动器可以是机械结构(例如但不限于与弹簧相组合的蜡马达),或者致动器可以是电驱动装置(例如但不限于与螺线管或电动机电连通的热传感器),其可以由从热传感器和/或电子控制单元接收的输入信号致动。
当旁通阀372将发动机流体转移至第二热交换器370时,第二热交换器370可以促进热量从废气传递至发动机流体。结果,发动机流体温度可以更迅速地增大。因此,热管理系统312可以回收发动机14排出的热量,以改善乘客室、节气门体、发动机14、以及变速器16的加热。
如果第三预定温度大于上述的第一预定温度,则第二热交换器370可以减少实现发动机第一预定温度所需的时间,以便提高效率以及更早地开始传递更多的热量至变速器(通过第一热交换器322),并且有效地增加变速器16的效率。
图5和图6均示意性地示出了根据所公开的主题的原理的热管理系统的示例性实施例,其可以回收通过由发动机14产生的废气所携带的热量,并且将该回收的热量传递至车辆的部件,比如变速器16。
图5示出了根据所公开的主题的原理的热管理系统412的第四示例性实施例。通过系统412而起作用的流体可以是发动机流体(例如但不限于废气)、变速器流体(例如但不限于润滑油和液压油(也被称为自动变速器流体或ATF))、以及环境空气。
热管理系统412的此示例性第四实施例可以包括排气系统458、460、462、第一热交换器470、第二热交换器464、控制阀480、以及多个导管444、446、482、484、486。
虽然在图5中未示出,但发动机14可以包括一个或多个燃烧气缸26、第一列28、第二列30、以及一个或多个排气阀32。
热管理系统412可以包括散热器、储存器、恒温器、水套以及相关的导管,如上所述。为了清楚起见,附图中省略了热管理系统412的这些特征。
为了尽量减少上述潜在不利影响中的一个或多个,热管理系统412可以引导变速器流体的流动通过或第一热交换器470或第二热交换器464。结果,变速器流体的温度可以以最小的时间量从冷启动温度升至最佳温度范围内的工作温度。此外,系统412可以通过将变速器流体引导至第二热交换器464来将变速器流体的工作温度维持在最佳温度的此范围内,以便根据需要冷却变速器流体。
排气系统458、460、462可以与发动机14流体连通,如上面关于图2所述。排气系统458、460、462可以包括通过排气阀(例如参见图2中的32)与发动机14选择性流体连通的排气管458、与管458流体连通的催化转换器460以及与管458流体连通的消声器462。管458可以从发动机14延伸至转换器460,从转换器460延伸至消声器462,并且从消声器462在邻近车辆后部的开口端终止。管458的开口端可以与周围环境流体连通。除了排出在发动机14的气缸26中所产生的废气之外,排气系统458、460、462可以将由发动机14产生的以及由废气携带的热量传递至周围环境。
第一热交换器470可以从发动机接收发动机流体,并且可以从变速器16接收变速器流体。第二热交换器464可以从变速器16接收变速器流体,并且可以从周围环境接收空气。热管理系统412的变速器加热模式可以利用由发动机流体携载的排出热量。在变速器加热模式中,第一热交换器470可以促进热量从发动机流体传递至变速器流体,以便加热变速器流体。在系统412的操作的变速器冷却模式中,第二热交换器464可以配置为变速器流体冷却器,并且可以促进热量从变速器流体传递至周围环境的空气,以便冷却变速器流体。在示例性实施例中,第一热交换器470可以配置为废气热交换器,并且可以促进热量从来自发动机14的废气传递至变速器流体。这两种操作模式的进一步细节将在下面提供。
变速器供应导管444可以从变速器16延伸至控制阀480的入口,以提供从变速器16至控制阀480的流体连通。第一中间导管482可以从控制阀480的第一出口延伸至第一热交换器470,以提供从控制阀480至第一热交换器470的流体连通。第二中间导管484可以从控制阀480的第二出口延伸至第二热交换器464,以提供从控制阀480至第二热交换器464的流体连通。
变速器返回导管446可以从第一热交换器470延伸至变速器16,以提供从第一热交换器470至变速器16的流体连通。第三中间导管486可以在第一热交换器470和变速器16之间的位置从第二热交换器464延伸至变速器返回导管446,以提供从第二热交换器446至变速器16的流体连通。
控制阀480可以选择性地连接与变速器供应导管444流体连通的或第一热交换器470或第二热交换器464。结果,第一热交换器470可以将热量从废气传递至变速器流体,以便加热变速器流体,第二热交换器464可以将热量从变速器流体传递至周围环境的空气,以便冷却变速器流体。
控制阀480可以配置成在变速器流体的温度小于第二预定温度时打开从变速器供应导管444至第一热交换器470的流体连通并且同时关闭从变速器供应导管444至第二热交换器464的流体连通。控制阀480可以配置成在变速器流体的温度大于或等于第二预定温度时关闭从变速器供应导管444至第一热交换器470的流体连通并且同时打开变速器供应导管444和第二热交换器464之间的流体连通。所述第二预定温度可以对应于变速器流体的最佳运行温度。
为了实现变速器流体的该选择性加热或冷却,控制阀480可以包括致动器和阀结构。致动器可以配置成使阀结构选择性地打开阀入口与两个阀出口之一之间的流体连通,同时关闭阀入口与两个阀出口中另一个之间的流体连通。致动器可以与变速器供应导管444流体连通。致动器可以是机械结构(例如但不限于与弹簧相组合的蜡马达),或者致动器可以是电驱动装置(例如但不限于与螺线管或电动机电连通的热传感器),其可以由从热传感器和/或电子控制单元接收的输入信号致动。
因此,热管理系统412可以回收发动机14排出的热量,以改善变速器流体从冷启动状态的加热以及冷却变速器流体,以便将工作温度维持在最佳温度值的范围内。
第一热交换器470可以位于催化转换器460和消声器462之间的排气管458内,如图5示意性所示。在替代实施例中,第一热交换器470(570)可以通过供应导管和返回导管连接至排气管458,下面将参照图6进行描述。在此替代实施例中,可以包括旁通阀,以通过这些独立的导管来选择性地将发动机流体转移至第一热交换器470,或者绕过这些单独的导管。
在另一替代实施例中,热管理系统412可以包括旁通阀492(在图5中以虚线示出)和旁通管494。旁通管494可以与第二旁通阀492上游的排气管458的一部分流体连通,并且与第二旁通阀492下游的排气管458的一部分流体连通。第一热交换器470可以位于排气管458的上游部分和下游部分的中间,并且在第二旁通阀492的下游。在此替代实施例中,当第二旁通阀492移动至旁通位置时(即,阀492延伸跨过排气管458中的流体通道),排气管458的上游部分和下游部分之间的连通被转移,并且废气从排气管458的上游部分流动进入旁通管494,然后进入排气管458的下游部分,从而绕过第一热交换器470。当第二旁通阀492移动至加热位置时(即,阀492沿着排气管458的长度延伸),旁通阀492关闭至旁通管494的流体连通,并且打开排气管458的上游部分和下游部分之间的流体连通,使得废气可以流过第二热交换器470。
图6示出了根据所公开的主题的原理的热管理系统512的第五示例性实施例。通过系统512而起作用的流体可以是发动机流体(例如但不限于废气)、变速器流体(例如但不限于润滑油和液压油(也被称为自动变速器流体或ATF))、以及环境空气。
热管理系统512的此示例性第五实施例可以包括排气系统558、560、562、第一热交换器570、第二热交换器564、第一旁通阀566、第二旁通阀592、以及多个导管544、546、568、588、590、594、596。
虽然在图6中未示出,但发动机14可以包括一个或多个燃烧气缸26、第一列28、第二列30、以及一个或多个排气阀32,如上面关于图2所述。
热管理系统512可以包括散热器、储存器、恒温器、水套以及相关的导管,如上所述。为了清楚起见,附图中省略了热管理系统512的这些特征。
为了尽量减少上述潜在不利影响中的一个或多个,热管理系统512可以引导变速器流体的流动或单独地通过第一热交换器570或通过第一热交换器570和第二热交换器564中的每个。结果,变速器流体的温度可以以最小的时间量从冷启动温度升至最佳温度范围内的工作温度。此外,系统512可以通过将变速器流体引导至第二热交换器564来将变速器流体的工作温度维持在最佳温度的此范围内,以便根据需要冷却变速器流体。
排气系统558、560、562可以与发动机14流体连通,如上面关于图2所述。排气系统558、560、562可以包括通过排气阀(例如参见图2中的32)与发动机14选择性流体连通的排气管558、与管558流体连通的催化转换器560以及与管558流体连通的消声器562。管558可以从发动机14延伸至转换器560,从转换器560延伸至消声器562,并且从消声器562在邻近车辆后部的开口端终止。管558的开口端可以与周围环境流体连通。除了排出在发动机14的气缸26中所产生的废气之外,排气系统558、560、562可以将由发动机14产生的以及由废气携带的热量传递至周围环境。
第一热交换器570可以从发动机接收发动机流体或者直接或间接与发动机流体接触,并且可以从变速器16接收变速器流体。第二热交换器564可以从变速器16接收变速器流体,并且可以从周围环境接收空气。热管理系统512的变速器加热模式可以利用由发动机废气携载的排出热量。在变速器加热模式中,第一热交换器570可以促进热量从发动机流体传递至变速器流体,以便加热变速器流体。在系统512的操作的变速器冷却模式中,第二热交换器564可以配置为变速器流体冷却器,并且可以促进热量从变速器流体传递至周围环境的空气,以便冷却变速器流体。
变速器供应导管544可以从变速器16延伸至第一热交换器570,以提供从变速器16至第一热交换器570的流体连通。中间导管568可以从第一热交换器570延伸至第一旁通阀566的入口,以提供从第一热交换器570至阀566的流体连通。
变速器返回导管546可以从第一旁通阀566的第一出口延伸至变速器16,以提供从旁通阀566至变速器16的流体连通。
热交换器供应导管594可以从第一旁通阀566的第二出口延伸至第二热交换器564,以提供从旁通阀566至第二热交换器564的流体连通。热交换器返回导管596可以从第二热交换器564延伸至在旁通阀566和变速器16之间位置的变速器返回导管546,以提供从第二热交换器564至变速器16的流体连通。
第一旁通阀566可以选择性地连接与变速器16流体连通的或单独的第一热交换器570或第一热交换器570和第二热交换器564一起。结果,第一热交换器570可以将热量从废气传递至变速器流体,以便加热变速器流体,第二热交换器564可以将热量从变速器流体传递至周围环境的空气,以便冷却变速器流体。
第一旁通阀566可以配置成在变速器流体的温度小于第二预定温度时关闭从中间导管568至第二热交换器564的流体连通并且同时打开从中间导管568至变速器返回导管546的流体连通。阀566可以配置成在变速器流体的温度大于或等于第二预定温度时打开从中间导管568至第二热交换器564的流体连通并且同时关闭从中间导管568至变速器返回导管546的流体连通。所述第二预定温度可以对应于变速器流体的最佳运行温度,并且可以对应于上面讨论的第二预定温度。
为了实现变速器流体的该选择性加热或冷却,第一旁通阀566可以包括致动器和阀结构。致动器可以配置成使阀结构选择性地打开阀入口与两个阀出口之一之间的流体连通,同时关闭阀入口与两个阀出口中另一个之间的流体连通。致动器可以与中间导管568流体连通。致动器可以是机械结构(例如但不限于与弹簧相组合的蜡马达),或者致动器可以是电驱动装置(例如但不限于与螺线管或电动机电连通的热传感器),其可以由从热传感器和/或电子控制单元接收的输入信号致动。
如上文所讨论,变速器流体可以在热管理系统512的变速器加热模式期间和系统512的变速器冷却模式期间流过第一热交换器570。为了防止或至少尽量减小变速器冷却模式期间从废气至变速器流体的热传递,第二旁通阀592可以经由排气供应导管588选择性地引导废气通过第一热交换器570,或者引导废气绕过排气供应导管588进而是第一热交换器570。第二旁通阀592可以防止或至少尽量减小变速器冷却模式期间从废气至变速器流体的热传递。
排气供应导管588可以从排气管568延伸至第一热交换器570,以提供从排气管558至第一热交换器570的流体连通。排气供应导管588可以从催化转换器560和第二旁通阀592之间的排气管558的上游部分延伸。
排气返回导管590可以从第一热交换器570延伸至排气管558,以提供从第一热交换器570至排气管558的流体连通。排气供应导管590可以延伸至第二旁通阀592和消声器562之间的排气管558的下游部分。
为了实现第一热交换器570的此选择性旁通,第二旁通阀592可以包括致动器和阀结构。致动器可以配置成使阀结构选择性地打开或关闭排气管558的上游部分与排气管558的下游部分之间的流体连通。致动器可以与变速器供应导管544流体连通。致动器可以是机械结构(例如但不限于与弹簧相组合的蜡马达),或者致动器可以是电驱动装置(例如但不限于与螺线管或电动机电连通的热传感器),其可以由从热传感器和/或电子控制单元接收的输入信号致动。
当第二旁通阀592关闭排气管558的上游部分和下游部分之间的流体连通(在图6中以虚线表示)时,排气管558的上游部分中的废气可以流过排气供应导管588并且进入第一热交换器570。离开第一热交换器570的废气可以通过排气返回导管590,并进入排气管558的下游部分。当第二旁通阀592打开排气管558的上游部分和下游部分之间的流体连通(如图6中实线所示)时,排气管558的上游部分中的废气可以直接流至排气管558的下游部分,从而绕过排气供应导管588和第一热交换器570。
因此,热管理系统512可以回收发动机14排出的热量,以改善变速器流体从冷启动状态的加热以及冷却变速器流体,以便将工作温度维持在最佳温度值的范围内。
第一热交换器570可以位于排气管558的外部,并且与在催化转换器560和消声器562之间位置的管558选择性流体连通,如图6示意性所示。在替代实施例中,第一热交换器570可以位于排气管558中。(例如,参见图5的第一热交换器470)。此替代实施例可以包括与第二旁通阀592上游的排气管558的一部分流体连通并且与第二旁通阀592下游的管的一部分流体连通的旁通管(例如,参见图5的旁通管494)。第一热交换器570可以位于排气管558的上游部分和下游部分的中间,并且在第二旁通阀592的下游。在此替代实施例中,当第二旁通阀592关闭时,排气管558的上游部分和下游部分之间的连通关闭,并且废气可以从排气管558的上游部分流动进入旁通管,然后进入排气管558的下游部分。当第二旁通阀592打开时,排气管558的上游部分和下游部分之间的流体连通得以打开,且废气可以流过第二热交换器570。
图7示出了根据所公开的主题的原理的图2的热管理系统112的第一变体。该热管理系统112可以包括所有或部分的关于图2的上述特征,并且还可以包括散热器阀121和HVAC阀133。图7中的相同附图标记表示图2所示的示例性实施例的相同结构,并且这些相同结构可以以关于图2示例性实施例所述的方式布置、配合以及起作用。如下面所述,热管理系统112的第一变体可以进一步提高第一热交换器122的加热模式。
散热器阀121可以置于散热器114和内燃机14中间的主流体供应导管130中。散热器阀121可以使发动机流体从发动机14通过第一热交换器122的流率增加,如将在下面进一步详细描述。
散热器阀121可以包括致动器和阀结构。通过在完全打开的位置和部分关闭的位置之间移动阀结构,致动器可以配置成使阀结构选择性地调节发动机14和散热器114之间的流体连通。在替代实施例中,阀结构可以在完全打开的位置和完全关闭的位置之间移动。致动器可以是机械结构(例如但不限于与弹簧相组合的蜡马达),或者致动器可以是电驱动装置(例如但不限于与螺线管或电动机电连通的热传感器),其可以由从热传感器和/或电子控制单元接收的输入信号致动。热传感器可以与主流体供应导管130流体连通。
当散热器阀121的阀结构处于完全打开的位置时,离开阀121的发动机流体的流率与在主流体供应导管130中不存在阀121时所具有的流率基本相同。即,阀121不会显著限制从发动机14经由主流体供应导管130至散热器114的发动机流体的流动。当阀121的阀结构处于部分关闭的位置时,阀结构可以限制发动机流体通过阀121的流动。即,离开阀121的发动机流体的流率可能小于在阀结构处于完全打开的位置时离开阀121的发动机流体的流率。至少这些流率差值的一部分可以在第一热交换器122看出。因此,可以控制通过第一热交换器122的流体的流率,即在关闭阀121时增加。这样控制流率可以提高第一热交换器122的冷却模式和加热模式。
可以独立于控制阀126来控制散热器阀121。因此,当第一热交换器122在变速器冷却模式下工作时以及当热交换器122在上面关于图2所述的变速器加热模式下工作时,散热器阀121可以增加通过第一热交换器122的发动机流体的流率。实际上,散热器阀121的工作将导致或多或少的流体流过第一热交换器122,这取决于阀121的位置。
HVAC阀133可以置于发动机14和加热器芯118中间的加热器供应导管132中。HVAC阀可以调节发动机流体从发动机14至加热器芯118的流动,如将在下面进一步详细描述。HVAC阀133的操作可以独立于控制阀126的操作。
HVAC阀133可以包括致动器和阀结构。通过在完全打开的位置和完全关闭的位置(以及可能的中间位置,如果需要的话)之间移动阀结构,致动器可以配置成使阀结构选择性地调节发动机14和加热器芯118之间的流体连通。致动器可以是机械结构(例如但不限于连接至安装在乘客室中的机械旋钮的运动联接件),或者致动器可以是电驱动装置(例如但不限于与安装在乘客室中的电开关或车辆中的另一控制器电连通的螺线管或电动机)。
当HVAC阀133的阀结构处于完全打开的位置时,发动机流体从发动机14自由流至加热器芯118。当阀133的阀结构处于完全关闭的位置时,该阀结构可以防止通过阀133的全部或大部分的发动机流体的流动。因此,发动机流体通过加热器芯118的流率可以是零或可忽略的值。HVAC阀133的操作可以独立于控制阀126和散热器阀121的操作。
HVAC阀133可以从热管理系统112省略,其中系统112的所希望的性能并不保证包括阀133。
图8示出了根据所公开的主题的原理的图2的热管理系统112的第二变体。该热管理系统112可以包括所有或部分的关于图2的上述特征,并且还可以包括散热器阀121、HVAC阀133、第二热交换器170、旁通阀192以及多个导管174、176、178、188、190。图8中的相同附图标记表示图2所示的示例性实施例的相同结构,并且这些相同结构可以以关于图2示例性实施例所述的方式布置、配合以及起作用。如下面所述,热管理系统112的第二变体可以进一步提高第一热交换器122的加热模式。
散热器阀121可以置于主流体供应导管130中。阀121可以包括致动器和阀结构,并且可以如上面关于图7所述的那样起作用,以选择性地增加/降低通过第一热交换器122的发动机流体的流率。因此,可以以上面关于图7所述的方式来提高第一热交换器122的冷却模式和加热模式。
热管理系统112的第二变体可以包括与发动机14流体连通的排气系统。该排气系统可以包括如上面参照图2所述的排气管158、催化转换器160和消声器162。除了排出在发动机14的气缸26中产生的废气之外,排气系统158、160、162可以将由发动机14产生的以及由废气携带的热量传递至周围环境。
为了利用此排出的热量,第二热交换器170可以与流过排气管158的发动机流体(即废气)流体连通(或至少可以允许温度从其传递),并且可以与从发动机14流至加热器芯118的发动机流体流体连通。在上面关于图2所述的冷启动状态期间,在排气管158中流动的废气的温度可能大于流过水套34、36、38、加热器芯118和节气门体120的发动机流体的温度。因此,热传递可能发生在热交换器170的废气和发动机流体之间,并且加热发动机流体所经过的时间可能在热管理系统112的第二变体未进一步消耗任何能量的情况下进一步降低,因为废气是发动机14燃烧过程中的必然产物。由于发动机流体可以迅速升温,所以使发动机14和变速器16达最佳运行温度所经过的时间可以降低,且将乘客室加热至所需温度的时间可以减少。
在变速器预热模式中,第二热交换器170可以促进热量从发动机废气传递至发动机流体。发动机流体中可用的增加的热能量可以提高第一热交换器122的预热模式,以提供热量给变速器16,并且还可以提高传递至加热器芯118的热量,如将在下面详细描述。
加热器供应导管132可以从发动机14延伸至热交换器供应导管176,热交换器供应导管176可以从加热器供应导管132延伸至第二热交换器170,以提供发动机流体从发动机14至第二热交换器170的连通。如图8所示,加热器供应导管132可以在与右列部38流体连通的位置从发动机14延伸。
热交换器返回导管178可以从第二热交换器170延伸至中间导管174。中间导管174可以从热交换器返回导管178延伸至加热器芯118,以提供发动机流体从第二热交换器170至加热器芯118的连通。
HVAC阀133可以置于第二热交换器170和加热器芯118之间的中间管路174中。阀133可以包括致动器和阀结构,并且可以如上面关于图7所述那样起作用,以调节发动机流体通过加热器芯118的流率。HVAC阀133可以从热管理系统112省略,其中系统112的所希望的性能并不保证包括阀133。
发动机流体可以在热管理系统112的变速器加热模式期间和系统112的变速器冷却模式期间流过第二热交换器170。为了防止或至少尽量减小从废气至发动机流体的热传递(例如,在变速器冷却模式期间),旁通阀192可以经由排气供应导管188选择性地引导废气通过第二热交换器170,或者引导废气绕过排气供应导管188进而绕过第一热交换器170。旁通阀192可能由于各种原因防止或至少尽量减小从废气至发动机流体的热传递,比如在变速器冷却模式期间或者当从加热器芯118的热传递的需求等于或低于最小阈值时。
排气供应导管188可以从排气管158延伸至第一热交换器170,以提供从排气管158至第二热交换器170的流体连通。排气供应导管188可以从催化转换器160和旁通阀192之间的排气管158的上游部分延伸。
排气返回导管190可以从第二热交换器170延伸至排气管158,以提供从第二热交换器170返回至排气管158的流体连通。排气供应导管190可以延伸至旁通阀192和消声器162之间的排气管158的下游部分。
为了实现第二热交换器170的此选择性旁通,旁通阀192可以包括致动器和阀结构。致动器可以配置成使阀结构选择性地通过或重定向从排气管158的上游部分和排气管158的下游部分的流体连通。致动器可以与加热器供应导管132流体连通。致动器可以是机械结构,或者致动器可以是电驱动装置,其可以由从热传感器和/或电子控制单元接收的输入信号致动。
当旁通阀192重定向通过第二热交换器170的流体连通(如图8中的虚线所示)时,排气管158的上游部分中的废气可以流过排气供应导管188并且进入第二热交换器170。离开第一热交换器170的废气可以通过排气返回导管190,并进入排气管558的下游部分。当旁通阀192处于打开位置(如图8中的实线所示)时,排气管158的上游部分中的废气可以直接流至排气管158的下游部分,从而绕过排气供应导管188和第二热交换器170。
因此,图8所示的热管理系统112的第二变体可以回收发动机14排出的热量,例如改善变速器流体从冷启动状态的加热,并且改善从冷启动状态通过加热器芯118加热乘客室。
第二热交换器170可以位于排气管158的外部,并且与在催化转换器160和消声器162之间位置的管158选择性流体连通,如图8示意性所示。在替代实施例中,第二热交换器170可以位于排气管158中。(例如,参见图5的第一热交换器470)。此替代实施例可以包括与旁通阀192上游的排气管158的一部分流体连通并且与旁通阀192下游的管的一部分流体连通的旁通管(例如,参见图5的旁通管494)。第二热交换器170可以位于排气管158的上游部分和下游部分的中间,并且在旁通阀192的下游。在此替代实施例中,当旁通阀192关闭时,排气管158的上游部分和下游部分之间的连通关闭,并且废气可以从排气管158的上游部分流动进入旁通管,然后进入排气管158的下游部分。当旁通阀192打开时,排气管158的上游部分和下游部分之间的流体连通得以打开,且废气可以流过第二热交换器170。
图9示出了根据所公开的主题的原理的图3的热管理系统212的第一变体。该热管理系统212可以包括所有或部分的关于图3的上述特征,并且还可以包括散热器阀221和HVAC阀233。图9中的相同附图标记表示图3所示的示例性实施例的相同结构,并且这些相同结构可以以关于图3示例性实施例所述的方式布置、配合以及起作用。
散热器阀221可以置于主流体供应导管230中。阀221可以包括致动器和阀结构,并且可以如上面关于图7所述的那样起作用,以选择性地增加或控制通过第一热交换器222的发动机流体的流率。因此,可以以上面关于图7所述的方式来提高第一热交换器222的冷却模式和加热模式。
HVAC阀233可以置于加热器供应导管232中。阀233可以包括致动器和阀结构,并且可以如上面关于图7所述那样起作用,以调节发动机流体通过加热器芯218的流率。
图10示出了根据所公开的主题的原理的图3的热管理系统212的第二变体。该热管理系统212可以包括所有或部分的关于图3的上述特征,并且还可以包括散热器阀221、HVAC阀233、第二热交换器270、旁通阀292以及多个导管274、276、278、288、290。图10中的相同附图标记表示图3所示的示例性实施例的相同结构,并且这些相同结构可以以关于图3示例性实施例所述的方式布置、配合以及起作用。如下面所述,热管理系统212的第二变体可以进一步提高第一热交换器222的加热模式。
散热器阀221可以置于主流体供应导管230中。阀221可以包括致动器和阀结构,并且可以如上面关于图7所述的那样起作用,以选择性地增加或控制通过第一热交换器222的发动机流体的流率。因此,可以以上面关于图7所述的方式来提高第一热交换器222的冷却模式和加热模式。
第二热交换器270、旁通阀292以及多个导管274、276、278、288、290的结构、功能以及配合可以与上面关于图8所述的第二热交换器170、旁通阀192以及多个导管174、176、178、188、190相同。
HVAC阀233可以置于加热器供应导管232中。阀233可以包括致动器和阀结构,并且可以如上面关于图7所述那样起作用,以调节发动机流体通过加热器芯218的流率。
因此,图10所示的热管理系统212的第二变体可以回收发动机14排出的热量,以改善变速器流体从冷启动状态的加热,并且改善从冷启动状态通过加热器芯118加热乘客室。
第二热交换器270可以位于排气管158的外部,并且与在催化转换器160和消声器162之间位置的管158选择性流体连通,如图10示意性所示。在替代实施例中,第二热交换器270可以位于排气管258中,如上面关于图8的替代实施例所述。
应当理解的是,当任何上述讨论的阀的致动器使阀结构关闭从一部件至另一部件的流体连通时,可以防止流体从一部件进入另一部件,或者至少限制成可忽略的流率值进入另一部件。可替代地,阀可以从完全打开的位置连续调节至完全关闭的位置,以便精确地控制流体流动和温度变化。
发动机14可以沿车辆10的纵向方向L或者横向方向T定向,如图1所示。发动机可以安装在前轴的前方、后轴的后方、或者前轴和后轴的中间。在图1的示例性实施例中,动力源配置为横向定向的前装式内燃机。然而,可以预期的是,该发动机可以是混合动力或电动发动机。
变速器16可以沿车辆10的纵向方向L或者横向方向T定向,如图1所示。变速器16可以是自动变速器、手动变速器或半自动变速器。变速器16可以与发动机14选择性地联接。示例性的联接可以包括但不限于摩擦盘离合器和转矩变换器。变速器16可以包括多个离散的传动比,或者可以配置成提供在最大传动比与最小传动比之间的连续可变范围的传动比。
虽然各示例性实施例示意性地示出了单个排气管158、258、358、458或558,但应当理解的是,一个或多个排气管可以与发动机14流体连通。例如,每个排气阀32可以与相应的排气管流体连通。在另一示例性实施例中,第一列28的排气阀32可以与第一排气管流体连通,第二列30的排气阀32可以与第二排气管流体连通。各热交换器170、270、370、470和570可以与从一个至所有的示例性排气管的任意组合流体连通。
尽管上面对本发明的某些实施例进行了描述,但应当理解的是,本发明可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下以许多不同的方式体现和配置。例如,在图1实施例的示例性变体中,热交换器分支导管148可以从散热器14直接延伸至控制阀126。在另一示例中,控制阀126可以配置成选择性地打开阀出口149与加热入口和冷却入口之一之间的流体连通,同时关闭阀出口149与加热入口和冷却入口中另一个之间的流体连通,或者同时打开阀出口149与加热入口和冷却入口这二者之间的流体连通。在另一示例中,每个具体公开的实施例的任何特定特征可以被添加到任何其它实施例,或者更换任何其它实施例的相似特征,而不脱离所公开的主题的精神和范围。
尽管参照示例性实施例对本主题进行了详细描述,但对于本领域技术人员来说,显而易见的是可以在不脱离本发明的范围的情况下进行各种变化或者采用等同物。在背景技术部分的上述描述中讨论的所有现有技术参考文献通过引用整体地并入本文。
Claims (34)
1.一种用于包括发动机和变速器的车辆的热管理系统,所述系统包括:
散热器,其配置成用于与所述发动机流体连通;
恒温器,其包括入口、出口和阀结构,所述入口与所述散热器流体连通,所述出口配置成用于与所述发动机流体连通,并且所述阀结构可以在第一位置和第二位置之间移动,使得当阀处于所述第一位置时,该阀基本上防止所述入口和出口之间的流体连通,并且当阀处于所述第二位置时,所述入口与所述出口流体连通;
第一热交换器,其与所述变速器流体连通;
热分支管路,其从所述发动机延伸至所述第一热交换器,并且与所述发动机和第一热交换器中的每个流体连通;以及
热交换器返回管路,其与所述第一热交换器和所述恒温器的入口中的每个流体连通。
2.根据权利要求1所述的热管理系统,还包括:
加热器芯,其与车辆的乘客室环境流体连通,所述加热器芯与所述发动机和所述恒温器的出口单独流体连通,使得流体从加热器芯直接返回至发动机,流体从发动机沿着第一线路流至加热器芯,以及流体从发动机沿着第二线路流至所述第一热交换器,并且所述第一线路和第二线路是相对彼此平行的线路。
3.根据权利要求1所述的热管理系统,还包括:
加热器芯,其与车辆的乘客室环境流体连通,
第一流体线路,其与所述发动机和加热器芯流体连通,使得在操作过程中流体从发动机流至加热器芯,然后流过加热器芯,然后从加热器芯流至所述恒温器的出口;以及
第二流体线路,其与所述发动机和第一热交换器流体连通,使得在操作过程中流体从发动机流至第一热交换器,流过第一热交换器,然后流至所述恒温器的入口。
4.根据权利要求1所述的热管理系统,还包括:
加热器芯,其中,
所述发动机包括具有至少第一气缸的第一列和具有至少第二气缸的第二列,
所述第一列与所述热分支管路流体连通,以及
所述第二列与所述加热器芯流体连通。
5.根据权利要求1所述的热管理系统,还包括:
主流体供应管路,其与所述发动机和散热器中的每个流体连通;以及
散热器阀,其设置在所述发动机和散热器之间位置的主流体供应管路中,所述散热器阀配置成在第一模式下选择性地操作并且在第二模式下选择性地操作,其中
当在所述第一模式下时,流体至所述第一热交换器的流率基本不变,并且
当在所述第二模式下时,流体至所述第一热交换器的流率同所述散热器阀在第一模式下工作时的流率相比是增加的。
6.根据权利要求1所述的热管理系统,还包括:
主流体返回管路,其与所述发动机和散热器中的每个流体连通;
散热器阀,其设置在所述发动机和散热器之间位置的主流体返回管路中;
加热器芯;
加热器供应管路,其与所述发动机和加热器芯流体连通;以及
HVAC阀,其设置在所述发动机和加热器芯之间的加热器供应管路中。
7.根据权利要求1所述的热管理系统,其中,所述热分支管路大致包括连接在所述发动机和第一热交换器之间的管路和控制阀。
8.根据权利要求7所述的热管理系统,其中,所述控制阀与所述散热器直接流体连通。
9.根据权利要求1所述的热管理系统,其中,所述热分支管路大致包括连接在所述发动机和第一热交换器之间的管路。
10.根据权利要求1所述的热管理系统,还包括:
冷分支管路,其与所述散热器流体连通;以及
阀,其与所述热分支管路、冷分支管路、以及热交换器流体连通,并且配置成选择性地连接与所述第一热交换器流体连通的热分支管路以及选择性地连接与所述第一热交换器流体连通的冷分支管路。
11.根据权利要求1所述的热管理系统,还包括:
主流体供应管路,其与所述散热器和所述恒温器的入口中的每个流体连通;
冷分支管路,其连接至在所述散热器和所述恒温器的入口之间位置的主流体供应管路,并且与所述散热器流体连通;以及
阀,其与所述第一热交换器和冷分支管路流体连通,并且配置成选择性地连接与所述第一热交换器流体连通的冷分支管路。
12.根据权利要求1所述的热管理系统,还包括:
第二热交换器;以及
阀,其与所述第一热交换器、第二热交换器和变速器流体连通,并且配置成在第一模式下选择性地操作以及在第二模式下选择性地操作,其中,
当在所述第一模式下时,流体从所述第一热交换器绕过所述第二热交换器并流至变速器,以及
当在所述第二模式下时,流体从所述第一热交换器流过所述第二热交换器,然后流至变速器。
13.根据权利要求1所述的热管理系统,还包括:
加热器芯,其与所述发动机流体连通;
排气管,其与所述发动机流体连通;以及
第二热交换器,其与所述排气管和加热器芯流体连通。
14.根据权利要求13所述的热管理系统,其中,
所述第二热交换器位于所述排气管内。
15.根据权利要求13所述的热管理系统,还包括:
旁通阀,其配置成在第一模式下选择性地操作并且在第二模式下选择性地操作;
加热器供应管路,其与所述发动机和旁通阀流体连通;
中间管路,其与所述旁通阀和加热器芯流体连通;
热交换器供应管路,其与所述旁通阀和第二热交换器流体连通;
热交换器返回管路,其与所述第二热交换器和中间管路流体连通;以及
加热器返回管路,其与所述加热器芯和发动机流体连通,其中,
当所述旁通阀在第一模式下工作时,流体从所述加热器供应管路绕过所述第二热交换器,并流至所述加热器芯,以及
当所述旁通阀在第二模式下工作时,流体从所述加热器供应管路流过所述第二热交换器,然后通过所述加热器芯。
16.根据权利要求13所述的热管理系统,还包括:
加热器供应管路,其与所述发动机流体连通;
热交换器供应管路,其与所述加热器供应管路和第二热交换器流体连通;
热交换器返回管路,其与所述第二热交换器流体连通;
中间管路,其与所述热交换器返回管路和加热器芯流体连通;
排气供应管路,其与所述排气管和第二热交换器流体连通;
排气返回管路,其与所述第二热交换器和排气管流体连通;
旁通阀,其设置在所述排气供应管路和排气返回管路之间的排气管中,并且配置成在第一模式下选择性地操作以及在第二模式下选择性地操作,其中,
当在所述第一模式下时,流体从所述排气管绕过所述第二热交换器,以及
当在所述第二模式下时,流体从所述排气管流过所述第二热交换器。
17.一种用于车辆的热管理系统,包括:
发动机;
变速器;
排气管,其与所述发动机流体连通;
废气热交换器,其与所述排气管流体连通;
变速器流体冷却器;以及
第一阀,其与所述变速器、废气热交换器以及变速器流体冷却器流体连通,并且配置成在第一模式下选择性地操作以及在第二模式下选择性地操作,其中,
当在所述第一模式下时,流体从所述变速器流过所述废气热交换器和变速器流体冷却器中的一个,并且绕过所述废气热交换器和变速器流体冷却器中的另一个,以及
当在所述第二模式下时,流体从所述变速器至少流过所述废气热交换器和变速器流体冷却器中的另一个。
18.根据权利要求17所述的热管理系统,其中,所述阀设置在所述废气热交换器和变速器流体冷却器中的每个的上游,使得,
当在所述第一模式下时,流体从所述变速器流过所述废气热交换器并绕过所述变速器流体冷却器,以及
当在所述第二模式下时,流体从所述变速器流过所述变速器流体冷却器并绕过所述废气热交换器。
19.根据权利要求17所述的热管理系统,还包括:
第二阀,其位于所述发动机和废气热交换器之间的排气管中,并且配置成在第三模式下选择性地操作以及在第四模式下选择性地操作,
其中,所述第一阀设置在所述废气热交换器的下游且在所述变速器流体冷却器的上游,使得,
当在所述第一模式下时,所述第二阀处于所述第三模式下,流体从所述变速器流过所述废气热交换器并绕过所述变速器流体冷却器,并且排气流过所述废气热交换器,以及
当在所述第二模式下时,所述第二阀处于所述第四模式下,流体从所述变速器流过所述废气热交换器并然后通过所述变速器流体冷却器,并且排气绕过所述废气热交换器。
20.根据权利要求17所述的热管理系统,还包括:
变速器供应导管,其与所述变速器和阀流体连通;
第一中间导管,其与所述阀和废气热交换器流体连通;
变速器返回导管,其与所述废气热交换器和变速器流体连通;
第二中间导管,其与所述阀和变速器流体冷却器流体连通;以及
第三中间导管,其与所述变速器流体冷却器和变速器返回导管流体连通。
21.根据权利要求17所述的热管理系统,还包括:
变速器供应导管,其与所述变速器和废气热交换器流体连通;
中间导管,其与所述废气热交换器和阀流体连通;
变速器返回导管,其与所述阀和变速器流体连通;
热交换器供应导管,其与所述阀和变速器流体冷却器流体连通;以及
热交换器返回导管,其与所述变速器流体冷却器和变速器返回导管流体连通。
22.一种车辆,包括:
发动机;
变速器;以及
根据权利要求1所述的热管理系统。
23.一种引导流体通过车辆热管理系统的方法,所述方法包括:
提供
发动机,其包括配置成流过该发动机的发动机流体,
散热器,其与所述发动机流体连通,
恒温器,其包括与所述散热器流体连通的入口和与所述发动机流体连通的出口,
变速器,其连接至所述发动机,以及
第一热交换器,其与所述变速器流体连通并且与所述发动机和所述恒温器的入口单独的流体连通;
使发动机流体循环通过发动机散热器、发动机和第一热交换器;
使离开所述第一热交换器的发动机流体直接进入所述恒温器的入口;
使变速器流体循环通过所述变速器和第一热交换器。
24.根据权利要求23所述的引导流体通过车辆热管理系统的方法,还包括:
提供
加热器芯,
第二热交换器,其与来自发动机、发动机流体和加热器芯的废气流体连通;
在第一模式下,使发动机流体循环通过所述发动机、第二热交换器和加热器芯;以及
在第二模式下,绕过所述第二热交换器并且使发动机流体循环通过所述发动机和加热器芯。
25.根据权利要求23所述的引导流体通过车辆热管理系统的方法,还包括:
使进入所述第一热交换器的发动机流体经由控制阀而被从所述散热器和发动机中的至少一个供应。
26.根据权利要求25所述的引导流体通过车辆热管理系统的方法,还包括:
基于发动机流体和变速器流体中的至少一个的温度,控制所述控制阀来将从所述散热器和发动机中的每个供应的发动机流体的量分配给所述第一热交换器。
27.根据权利要求23所述的引导流体通过车辆热管理系统的方法,其中,使发动机流体循环通过发动机散热器、发动机和第一热交换器经由开始和结束于所述恒温器的第一线路而发生。
28.根据权利要求27所述的引导流体通过车辆热管理系统的方法,还包括:
经由平行于所述第一线路的第二线路,使发动机流体循环通过加热器芯,并且其中,所述第二线路开始于所述恒温器并结束在所述发动机和恒温器之间。
29.根据权利要求27所述的引导流体通过车辆热管理系统的方法,还包括:
将位于所述第一线路中的发动机流体与位于所述第二线路中的发动机流体分离,使得第一线路中的发动机流体不与第二线路中的发动机冷却剂混合,直到发动机流体从每个线路重新进入发动机之后。
30.根据权利要求23所述的引导流体通过车辆热管理系统的方法,还包括:
通过使用配置成将热量从变速器流体传递至环境空气的热交换器来冷却变速器流体。
31.根据权利要求30所述的引导流体通过车辆热管理系统的方法,还包括:
通过使用由来自发动机的废气携带的热量来加热变速器流体。
32.根据权利要求23所述的引导流体通过车辆热管理系统的方法,还包括:
通过使用由来自发动机的废气携带的热量来加热变速器流体。
33.根据权利要求23所述的引导流体通过车辆热管理系统的方法,还包括:
通过使用由来自发动机的废气携带的热量来加热发动机流体。
34.根据权利要求23所述的引导流体通过车辆热管理系统的方法,还包括:
通过使用由离开发动机的发动机流体携带的热量来加热变速器流体。
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