CN105408599B - 用于多室的热管理阀模块的致动系统 - Google Patents

用于多室的热管理阀模块的致动系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105408599B
CN105408599B CN201480041465.XA CN201480041465A CN105408599B CN 105408599 B CN105408599 B CN 105408599B CN 201480041465 A CN201480041465 A CN 201480041465A CN 105408599 B CN105408599 B CN 105408599B
Authority
CN
China
Prior art keywords
valve body
port
flow chamber
valve
shell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201480041465.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105408599A (zh
Inventor
亚历山大·莫雷因
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of CN105408599A publication Critical patent/CN105408599A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105408599B publication Critical patent/CN105408599B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/10Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit
    • F16K11/14Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit operated by one actuating member, e.g. a handle
    • F16K11/16Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit operated by one actuating member, e.g. a handle which only slides, or only turns, or only swings in one plane
    • F16K11/163Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit operated by one actuating member, e.g. a handle which only slides, or only turns, or only swings in one plane only turns
    • F16K11/165Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit operated by one actuating member, e.g. a handle which only slides, or only turns, or only swings in one plane only turns with the rotating spindles parallel to the closure members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P2007/146Controlling of coolant flow the coolant being liquid using valves
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/8593Systems
    • Y10T137/877With flow control means for branched passages
    • Y10T137/87708With common valve operator
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/8593Systems
    • Y10T137/877With flow control means for branched passages
    • Y10T137/87708With common valve operator
    • Y10T137/87732With gearing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Multiple-Way Valves (AREA)

Abstract

本发明提供了一种具有至少一个流动室的热管理阀模块,其中,一个或更多个入口端口和出口端口连接至所述至少一个流动室。第一阀体以可旋转的方式定位在所述至少一个流动室中,并且包括将第一端口连接至流动室的流体通路,该流体通路基于阀体位置允许单独的流或混合的流或者阻止流动。第二阀体以可旋转的方式定位在至少一个流动室中,并且第二阀体包括连接第二端口的流动路径,该流动路径基于第二阀体的位置允许单独的流或混合的流或者阻止流动。可以使用一个或更多个致动器来独立地定位第一阀体和第二阀体。可以是行星齿轮装置的间接连接件允许单个致动器独立地定位两个阀体。

Description

用于多室的热管理阀模块的致动系统
相关申请的交叉引用
下列文献通过参引并入本文如在文中完整地阐述:于2013年7月25日提交的美国临时申请No.61/858,157。
技术领域
本发明涉及用于导引冷却剂在交通工具中流动的热管理系统,特别地用于导引与机动车辆中的发动机和各种其他系统相关的冷却剂流体流动。
背景技术
在汽车的应用中,存在对于能源效率的追求。提高机动车辆效率的一种方式是控制冷却剂流入和流出内燃发动机,使得发动机在峰值工作温度下运行。已知的是使用可切换的冷却剂泵来关断冷却剂流动而发动机从冷启动更快速地升温。另外,还已知使用热管理模块对冷却剂流动进行限流;然而,已知的热管理模块阀仅包括用于提供处于单一出口温度的冷却剂的设置。
在DE 10 2006 055 536中公开了一种现有技术已知的与热管理系统相关使用的阀。在该情况下,提供了具有位于壳体内的两个同轴旋转的阀体的旋转阀。文中,入口沿轴向方向,并且根据同轴的阀体的位置来导引冷却剂流动至可以单独地关断及打开的第一或第二出口,以控制冷却剂从水泵流动至与发动机和各种其他系统相关联使用的各种热交换器,比如油冷器。然而,该装置不可能提供不同的出口温度。另外,每个同轴旋转的阀体需要单独的致动器。
理想的是提供一种使得处于不同温度的制冷剂能够用于不同的机动车辆系统和发动机部件的方式。此外,理想的是在最小空间要求内以成本有效的方式实现上述方式。此外,理想的是以限定的并且有效的方式控制旋转的阀体在所述阀内的位置。
发明内容
简而言之,本发明提供了一种热管理阀模块,该热管理阀模块包括具有位于其中的至少一个流动室的壳体。第一阀体以可旋转的方式定位在壳体中,并且控制位于壳体上的第一端口的打开和关闭。第二阀体以可旋转的方式定位在壳体中,并且控制位于壳体上的第二端口的打开和关闭。第一阀体包括在第一旋转位置中允许通过第一端口流动、在第二旋转位置阻止从第一端口的流动、以及在中间位置中对从第一端口的流动进行限流的流体通路。第二阀体包括在第二阀体的第一旋转位置中允许通过第二端口流动、在第二阀体的第二旋转位置中阻止从第二端口的流动、以及在第二阀体的中间位置中对从第二端口的流动进行限流的流体通路。致动器装置控制第一阀体和第二阀体的位置,并且该致动器装置包括致动器轴,该致动器轴沿轴向延伸穿过阀体且旋转固定地连接至阀体中的一者,并且包括至另一个阀体的间接连接件,使得致动器轴不要求另一阀体的相应的直接运动。这允许使用连接至轴的单个致动器而实现阀体独立的定位。
在一个优选布置中,隔离壁位于壳体中将壳体分成第一流动室和第二流动室,并且第一阀体位于第一流动室中,且第二阀体位于第二流动室中。
在一个优选布置中,第一端口是第一入口端口并连接至第一流动室的,以及附加端口——优选是第一出口端口——位于壳体上并连接至第一流动室。第二端口是第二入口端口并连接至第二流动室,以及第二附加端口,——该第二附加端口是第二出口——位于壳体上并连接至第二流动室。第一阀体包括在第一旋转位置中将第一入口端口连接至第一出口端口、在第二旋转位置中阻止从第一出口端口的流动、以及在中间位置中对从第一入口端口至第一出口端口的流动进行限流的流体通路。第二阀体包括在第二阀体的第一旋转位置中连接第二入口端口和第二出口端口、在第二阀体的第二旋转位置中阻止从第二出口端口的流动、以及在第二阀体的中间位置对从第二入口端口至第二出口端口的流动进行限流的流体通路。
在本发明的一方面,附加端口——其可以是附加入口端口——位于壳体上并且连接至第一流动室,并且第一阀体能够在第一流动室中以可旋转的方式运动至第三旋转位置,在第三旋转位置中流体通路连接附加入口端口与第一流动室,并且第一阀体能够以可旋转的方式运动至第二中间位置以提供从第一端口和附加端口的流动路径,这样允许流在第一流动室中混合,并且该混合的第一流动室流输送至连接至第一流动室的第一出口端口。这样使得能够控制例如处于不同温度的冷却剂流体的混合,从而通过第一出口输送的冷却剂流体的温度可以为第一温度。
另一方面,附加端口——可以是入口端口——也位于壳体上并且连接至第二流动室。第二阀体能够以可旋转的方式在第二流动室中运动至第三旋转位置,在该第三位置中流体通路将第二流动室的附加入口端口和第二出口端口连接。第二阀体也能够以可旋转的方式运动至第二中间位置以提供从第二流动室的第二入口端口和附加的入口端口的流动路径,该流动路径允许进入的流在第二流动室中混合,并且混合的第二流动室流被输送至第二出口端口。这允许例如处于不同温度的冷却剂受控的混合,从而由第二出口端口输送的冷却剂流体的温度为独立于第一温度受控的第二温度。
在一个优选布置中,直接连接是至第一阀体的。间接连接件包括连接至致动器轴的分度臂,并且定位捕捉件在第二阀体上与分度臂位于同一轴向平面中。分度臂适于从其接触定位捕捉件的第一面的位置旋转至少大约355°至其接触定位捕捉件的相反的面的位置。基于此,为了定位第二阀体,致动器轴旋转至分度臂接触定位捕捉件的位置,并且致动器可随后旋转第二阀体至期望的位置——即第一旋转位置、第二旋转位置或第三旋转位置,第一中间位置或第二中间位置以及其之间的限流或成比例混合位置。此外,通过反向致动器轴的旋转方向,通过在其将接触定位捕捉件的第二面并且实现第二阀体的位置之前运动大约355°第一阀体可以运动至期望的旋转位置——即第一旋转位置、第二旋转位置或第三旋转位置,第一中间位置或第二中间位置以及其之间的限流或成比例的混合位置。
优选地,第二阀体通过在第二入口和第二出口处的密封件产生的摩擦旋转固定地就位。通过选择表面光洁度和/或通过在第二阀体上施加涂层可以调节用于第二阀体的保持力。
在优选布置中,电容式传感器连接至致动器轴以检测关于定位捕捉件的旋转接触位置。旋转位置传感器优选地也沿着致动器轴定位从而可以确定两个阀体的位置。
本发明的另一方面,直接连接是至第二阀体的。间接连接件包括行星齿轮装置。可以提供多个不同布置,并且在第一优选的行星齿轮装置中,太阳轮连接至致动器轴用作输入齿轮,至少一个行星齿轮接合太阳轮也接合在第一阀体上或连接至第一阀体的齿圈。文中,齿圈用作输出齿轮,并且至少一个行星齿轮被保持在固定的行星臂上。
在一个优选布置中,行星臂以轮轴的形式从连接至隔离壁的致动器轴支承件延伸或直接从隔离壁延伸。
在优选布置中,第一阀体是中空的并且齿圈位于第一阀体的内周缘。
在一个优选布置中,太阳轮和至少一个行星齿轮提供8:1或更大的减速比,从而致动器轴旋转一周而使第一阀体仅旋转45°。因此,致动器轴可以旋转直到第一阀体运动至期望的旋转位置为止——即第一旋转位置、第二旋转位置或第三旋转位置、第一中间位置或第二中间位置以及其之间的限流或成比例混合位置。然后,致动器通过旋转至+180°或-180°使第二阀体旋转至期望的位置——即第一旋转位置、第二旋转位置或第三旋转位置、第一中间位置或第二中间位置以及其之间的限流或成比例混合位置。这会导致第一阀体运动至+22.5°或-22.5°——其需要根据第一阀体中流体开口的尺寸,因此位置上的较小偏移仍允许从第一入口和/或附加入口至第一流动室中并且导引至第一出口的期望的流动。替代性地,可以使用较低的比如2:1或4:1的齿轮速比,或者在第二阀体的定位时针对第一阀体的甚至更小位置偏移的较高的齿轮速比可以用于特定应用。
位置传感器优选地位于致动器轴上,从而可以遵循和控制阀体的位置。
在附加的优选实施方式中,行星齿轮装置可以具有多种布置。在第二构型中,太阳轮是输入部件并固定至致动器轴,行星臂与至少一个行星齿轮固定至阀体作为输出部件,并且齿圈固定至固定的壳体作为固定部件。在第三构型中,行星臂与至少一个行星轮是输入部件固定至致动器轴,齿圈固定至阀体作为输出部件,并且太阳轮固定至壳体作为固定部件。在第四构型中,行星臂与至少一个行星轮是输入部件固定至致动器轴,太阳轮固定至阀体作为输出部件,并且齿圈固定至壳体作为固定部件。在第五构型中,齿圈是输入部件固定至致动器轴,行星臂固定至阀体作为输出部件,并且太阳轮固定至壳体作为固定部件。在第六构型中,齿圈室输入部件固定至致动器轴,太阳轮固定至阀体作为输出部件,并且行星臂固定室壳体作为固定部件。
另一方面,热管理阀模块设置具有壳体和位于壳体中的隔离壁,该隔离壁将壳体分成彼此隔开的第一流动室和第二流动室。壳体上的第一入口端口连接至第一流动室,壳体上的第一出口端口连接至第一流动室,壳体上的第二入口端口连接至第二流动室,并且壳体上的第二出口端口连接至第二流动室。第一阀体以可旋转的方式定位在第一流动室中,其中,第一阀体包括流动路径:该流动路径在第一旋转位置中将第一入口端口和第一出口端口连接,并且在第二旋转位置中阻止从第一出口端口的流动,并且在中间位置中对从第一入口端口至第一出口端口的流动进行限流。第二阀体以可旋转的方式定位在第二流动室中,其中,第二阀体包括流动路径:该流动路径在第二阀体的第一旋转位置中将第二入口端口和所述第二出口端口连接,并且在第二阀体的第二旋转位置中阻止从第二出口的流动,并且在第二阀体的中间位置中对从第二入口端口和第二出口端口的流动进行限流。致动器装置控制第一阀体和所述第二阀体的位置,并且该致动器装置包括连接至第一阀体的第一致动器轴以及连接至第二阀体的第二致动器轴,第一致动器轴和第二致动器轴沿共同的轴线延伸。第一致动器轴和第二致动器轴连接至单独的致动器以分别定位阀体实现期望的流动。
在一个优选布置中,隔离壁包括兜孔,并且第一轴的端部和第二轴的端部被支承以在兜孔中旋转。在另一优选布置中,在隔离壁中定位有中央开口,并且第一致动器轴包括端部,所述端部延伸通过中央开口并且被接纳在第二致动器轴的所面对的端部中的相应开口中。
优选地,为第一致动器轴和第二致动器轴设置有单独定位的传感器以控制阀体的位置。
这些布置作为在与机动车辆发动机冷却系统相关联使用的热模块控制阀是特别有用的。文中,机动车辆包括作为热源的发动机、以及用于将流体从热源传送至热交换器的冷却流体系统,以及根据本发明的热管理阀模块。文中,热管理阀控制模块的致动器连接至用于机动车辆的发动机控制模块。第一入口端口直接地连接至从热源的流体通路。第一流动室的附加入口端口连接至从热交换器回路,该附加入口端口为热交换器提供冷却的流体,并且还包括连接至热源的入口。第一出口端口连接至冷却流体泵。第一阀体可运动从而通过阀模块导引回泵用于回到热源的流体是以下流体中的一者:从热源的直接再循环流体;通过热交换器已被冷却的冷却流体;或直接回到热源和从热交换器的冷却流体两者的混合物,从而使受控制模块控制的处于一定温度的流体经由泵返回热源。
优选地,第二入口端口还通过冷却流体系统直接地连接至热源或附加热源,并且第二流动室的附加入口端口连接至从冷却流体的热交换器的回路。第二出口端口连接至附加热交换器。第二阀体可运动的从而经由阀模块循环至附加热交换器的流动室以下流体中的一者:从热源的直接再循环的流体;通过热交换器已被零钱的冷却流体;直接从热源的流体和从热交换器的冷却的流体两者的混合物,从而由控制模块控制的处于一定温度的流体被导引至附加热交换器,该流体的温度可以不同于从第一流动室的流体的温度。
该布置在与内燃发动机相关联时是特别有用的,使得从发动机缸体的热量能够随着发动机达到工作温度经由水泵直接地再循环以使得发动机缸体更快递达到工作温度。随后,设定成处于第一理想温度的从第一流动室的流体可以通过混合从发动机的直接地再循环加热的流体与从散热器的流体中的任一者以保持发动机在期望的工作温度。同时,从第二流动室的流体可以被独立地混合以提供从冷却系统处于不同温度的流体至附加热交换器,该附加热交换器可以是例如乘客隔间热交换器、油冷器热交换器、变速器流体冷却器热交换器、EGR冷却器等。
该系统还可以用于电动车辆或混合动力车辆,其中热源可以是也需要冷却的电池组,并且处于不同温度的冷却流体可以提供用于冷却电池组和乘客隔间热交换器。
附图说明
当结合附图阅读时将更好的理解前述发明内容和以下详细描述,附图示出了本发明的优选实施方式。在附图中:
图1是根据本发明的热管理阀模块的第一实施方式的正视图。
图2是穿过图1的热管理阀模块的截面图。
图3是穿过图1和图2的热管理阀模块的局部截面的立体图。
图4是图1至图3中热管理阀模块中将第一流动腔与第二流动腔分开的隔离壁处向下观察的立体图。
图5是用于控制第一阀体和第二阀体的运动的致动器轴的替代布置。
图6是用于控制第一阀体和第二阀体的运动的致动器轴的第二替代实施方式。
图7是具有致动器装置的第三实施方式的热管理阀模块的附加实施方式的正视图。
图8是图7的热管理阀模块的仰视图。
图9是穿过图7的热阀管理模块的截面图,示出了用于控制第一阀体和第二阀体的运动的行星齿轮装置。
图10是热阀管理模块的第四实施方式的截面图,示出了用于控制第一阀体和第二阀体的运动的行星齿轮装置。
图11是热阀管理模块的第五实施方式的截面图,示出了用于控制第一阀体和第二阀体的运动的行星齿轮装置。
图12是热阀管理模块的第六实施方式的截面图,示出了用于控制第一阀体和第二阀体的运动的行星齿轮装置。
图13是热阀管理模块的第七实施方式的截面图,示出了用于控制第一阀体和第二阀体的运动的行星齿轮装置。
图14是热阀管理模块的第八实施方式的截面图,示出了用于控制第一阀体和第二阀体的运动的行星齿轮装置。
图15是用于机动车辆的热管理系统的示意图,该机动车辆使用根据本发明的热管理阀模块。
图16是与图3类似的视图,示出了用于第二阀体的替代定位布置,具有位于其上的两个定位捕捉件。
图17是与图2类似的热管理阀模块的局部截面图,示出了用于第二阀体的替代支承布置。
具体实施方式
下文描述中所使用的特定术语仅为了方便而非限制。措辞“前”、“后”、“上”、“下”指示在所参照的附图中的方向。措辞“向内”、“向外”指的是朝向或远离附图中作参照的部件的方向。“轴向地”指的是沿轴或旋转部件的轴线的方向。提到的以如“a、b或c中的至少一者”(其中,a、b和c代表列出的项目)的形式引用的项目的列表的参考表示项目a、b或c中的任何单个一者或者其组合。术语包括以上具体提到的措辞、其派生词以及类似含义的词。
现在参照图1至图3,示出了热管理阀模块10的第一实施方式。如图1中所示,阀模块10包括阀壳体12,该阀壳体12通过优选地筒形壳体壁20形成,该筒形壳体壁20包括具有定心部件的基部21。图2和图3中详细地示出了阀壳体12的上端经由具有臂15的端盖14封闭,该臂15支承用于致动器轴90的中心支承件91,其将在以下详细地讨论。壳体12优选地由隔离壁24分为第一流动室16和第二流动室18。在优选实施方式中,隔离壁24是坐置于肩部22上的单独的圆盘,该肩部22形成在壳体壁20的内侧上。如果需要的话,该隔离壁24能够设置有密封件。另外,该隔离壁可以由绝缘材料形成,以提供第一流动室16与第二流动室18之间的热绝缘。
如图2和图3中所示,隔离壁24包括开口25,致动器轴90延伸穿过该开口25。在开口25中压有密封件26以提供对致动器轴90的密封。密封件26也可用作用于支承该轴90的轴承。
如图1中详细地示出,多个入口端口和出口端口连接至壳体12。第一端口——优选地是第一入口端口28——位于壳体12上并且连接至第一流动室16。优选地,第一入口端口28经由安装凸缘29连接至壳体12。该第一入口端口可以焊接、螺纹连接、粘附或以其他方式连接至阀壳体12。附加端口30——优选地是附加入口端口——优选地位于阀壳体12上并连接至第一流动室16。该附加入口端口30还经由安装凸缘31连接至阀壳体12。第一出口端口36优选地也位于连接至第一流动室16的阀壳体12上。如图1中所示,该第一出口端口经由凸缘37连接,该凸缘可以放置在端盘14上方并且可以经由垫片或密封材料密封就位。安装凸缘29、31、37可以经由螺钉、焊缝、粘合剂或其他适合的方式连接。
第二端口32——优选地是第二入口端口——位于阀壳体12上并且连接至第二流动室18。优选地,附加端口34——优选地是附加入口端口34——也位于阀壳体12上并且连接至第二流动室18。第二出口端口38位于阀壳体12上并且连接至第二流动室18。第二入口端口32、附加入口端口34以及第二出口端口38优选地经由相应的安装凸缘33、35、39连接至阀壳体12的壳体壁20。安装凸缘33、35、39可以经由螺钉、焊缝、粘合剂或其他适合的方式连接。
参照图2和图3,第一阀体40以可旋转的方式定位在第一流动室16中。第一阀体40优选地是为具有外表面42的球状体,该外表面在横截面上通过弯曲的形状限定,该弯曲形状随着其围绕旋转轴线沿圆周向方向延伸而保持恒定。壳体12中的接合形成第一阀体40的球状体的入口和出口端口开口具有互补的密封件,该互补的密封座在接合球状体的相应的入口开口和出口开口周围定位。阀体40优选地具有中空的中央部44。通过第一阀体40限定有流体通路,该流体通路将第一入口端口28连接至第一流动室16,并且优选地在第一阀体40的第一旋转位置中将第一入口端口连接至第一出口端口36,并且在第一阀体40的第二旋转位置中阻止从第一出口端口36的流动。优选地,第一阀体40在中间位置中对从第一入口端口28至第一出口端口36的流动进行限流。第一阀体40具有被限定成穿过阀体壁至中空中央部44的流体开口46。如图3中所示,优选地,至少一个支承腹板50从阀体40的外壁延伸至适于支承轴90或连接至轴90的中央轴连接部52。阀体40中的开口46可以将第一入口端口28和附加入口端口30中的一者或两者经由中空的中央部44和在端盘14的臂15之间的空间连接至第一出口端口36。第一阀体40能够以可旋转的方式在第一流动室中运动至第三旋转位置以及至第二中间位置,在该第三旋转位置中流体通路连接附加入口端口30和第一出口端口36,在该第二中间位置中从第一入口端口28和附加入口端口30的流动在第一流动室16中混合并且被输送至第一出口端口36。第二中间位置能够由第一阀体40的可旋转的运动控制,从而控制自第一入口端口28和附加入口端口30的流量的比例,从而例如从第一入口端口28的处于第一温度的流体的体积能够相对于从附加入口端口30的处于第二温度的流体的体积成比例地调节,从而将理想温度的流体输送至第一出口端口36。
仍参照图2和图3,第二阀体60以可旋转的方式定位在第二流动室18中。第二阀体60包括流体通路,在第二阀体60的第一旋转位置中该流体通路将第二入口端口32连接至第二流动室18,并且优选地将第二入口端口连接至第二出口端口38。第二阀体60能够旋转至第二旋转位置以阻止从第二出口端口38的流动。另外,第二阀体60可运动至中间位置,在该中间位置从第二入口端口32至第二出口端口33的流动被限流。优选地,第二阀体60也形成为球状体,并且壳体12中的接合第二阀体60的入口端口和出口端口具有在接合球状体的相应的入口和出口端口开口周围定位的互补的密封座。如图2和图3中详细地示出,第二阀体60包括第一部分球状体外表面64和第二部分球状体表面66,其中,第一部分球状体表面64与阀壳体中的用于第二入口端口32和第四入口端口34的开口对准,并且第二部分球状的表面与第二出口端口38对准。阀体60优选地具有中空的中央部62并且阀体60的壁包括长形的入口开口78以及出口开口80。支承腹板74优选地从阀体壁延伸至中央区域用于接合或支承致动器轴90。
优选地,第二阀体60能够以可旋转的方式在第二流动室18中运动至第三旋转位置,在该第三旋转位置中流体通路将第二流动室18的附加入口端口34和第二出口端口38连接。另外,第二阀体60能够运动至第二阀体60的第二中间位置,在该第二中间位置中从第二流动室18的第二入口端口32和附加入口端口34的流动在第二流动室18中混合并且被输送至第二出口端口38。这样使得从第二入口32和第四入口34的流动的混合根据第二阀体60的旋转位置被混合,使得例如正通过热管理阀模块10输送的流体的特定温度能够以上述的与第一流动室16中的第一阀体40相关联的类似的方式被控制。
由于第一流动室16和第二流动室18的隔离布置,因此能够从第一流动室16的出口36和第二流动室18的出口38提供两个不同的出口温度。
本领域技术人员可以意识到的是,如果需要的话可以提供多个隔离的流动室16、18等。这些流动室中的每个流动室可具有多个入口端口和/或出口端口以允许不同的流动控制。
仍然参照图2和图3,致动器轴90沿轴向延伸通过阀壳体12并且经由上支承轴承91、经由隔离壁24中的轴承/密封件26的中间支承以及下轴承94进行支承。下轴承94还可以提供用于致动器轴90的下端与致动器密封的密封功能。替代性地,可以设置有密封件96。旋转式致动器98连接至致动器轴90。阀体40、60两者均可以直接地连接至轴90,该轴90可仅允许同时并且等量地调节阀体,限制了热管理阀模块10的功能性。
为了提供第一阀体40和第二阀体60的独立的定位控制,在第一优选实施方式中,第一阀体40经由支承腹板50上的轴连接件52固定至致动器轴90。第二阀体60优选地以可旋转的方式经由支承腹板74支承围绕致动器轴90的运动。替代性地,如图10中所示,第二阀体60能够经由具有与致动器轴90间隙配合——以97指示——的开口的封闭的基部、以滑动的方式接合在隔离壁24中的对应的槽98中的上边缘、或者壳体12或隔离壁24上的其他部件来支承。如图4中所示,致动器轴90上附着有分度臂100。相对的定位捕捉件102位于第二阀体60的中空的中央部62内。分度臂100适于从其接触定位捕捉件102的第一面的位置旋转至少大约355°至其接触定位捕捉件102的相反的面的位置。基于此,为了定位第二阀体60,致动器轴90旋转至其中分度臂100接触定位捕捉件102的位置,并且致动器98然后将第二阀体60旋转至期望的位置,即第一旋转位置、第二旋转位置或第三旋转位置,第一中间位置或第二中间位置,以及其之间限流位置或成比例混合的位置。第二阀体60优选地通过与在入口端口32、34和出口端口38处的密封元件产生的并且可以通过表面涂层或表面光洁度增大或减小的摩擦保持就位。致动器轴90可然后沿相反方向旋转至大约355°,以将第一阀体40直接定位在其第一旋转位置、第二旋转位置、中间位置、第三旋转位置或第二中间位置,以及对从入口端口28、30中的一者或两者的流动进行限流或允许成比例的流动控制,以实现通过第一流动室16的期望的流动。通过其中致动器轴90能够以可释放的方式连接至第二阀体60的布置,两个阀体40、60能够独立的定位。
图16中示出了替代性结构,其中,第一定位捕捉件102’和第二定位捕捉件102”位于第二阀体60中的间隔开的不同位置处,从而第一阀体40的动作被约束为小于360°的某值。这样可以用于设定“硬性止挡”用于控制校准(calibration)。
再次参照图2,电容传感器104优选地连接至致动器轴90以检测关于定位捕捉件102的旋转接触位置。旋转的位置传感器106优选地也沿致动器轴定位或位于旋转式致动器90中,从而可以确定两个阀体的位置。
现在参照图5,示出了用于致动彼此独立的阀体40和阀体60的替代性实施方式。文中,设置有两个单独的致动器轴90’、90”,所述两个单独的致动器轴90’、90”中的每一者连接至单独的旋转式致动器98’、98”。隔离壁24’包括兜孔25’、25”,所述兜孔25’、25”接纳对应的致动器轴90’、90”的凸缘端部91’、91”。这样允许致动器轴90’、90”在第一阀体40直接地连接至第一致动器轴90’并且第二阀体60直接地连接至第二致动器轴90”的情况下分别地被致动,以用于阀体40、60的直接的、分别的定位。致动器轴90’、90”中的每一者设置有单独的位置传感器106’、106”,并且所述位置传感器106’、106”可以位于致动器轴90’、90”上或可以连接至旋转式致动器98’、98”。
参照图6,示出了使用两个轴190’、190”用于致动阀体40、60的第二替代实施方式。文中,第一轴190’包括销端191,该销端191延伸穿过位于隔离壁124中的支承密封件/轴承126(该隔离壁124与以上讨论的隔离壁24类似)。销端191延伸至位于第二轴190”的面对端部中的兜孔193。第一阀体40直接地连接至第一轴190’,并且第二阀体60直接地连接至第二致动器轴190”,以允许直接的旋转定位。文中,旋转驱动器198’、198”连接至各个致动器轴190’、190”。
参照图7至图9,示出了热管理阀210的第三实施方式,其中,该热管理阀210具有用于分别控制阀壳体212内的第一阀体240和第二阀体260的位置的致动器装置。
如图7中所示,阀模块210包括阀壳体212,该阀壳体212通过优选地筒形壳体壁220形成,该筒形壳体壁220包括具有定心部件的基部221。阀壳体212的上端经由端盖214封闭。
如图9中所示,优选地,壳体212由隔离壁224被分成第一流动室216和第二流动室218。在优选实施方式中,隔离壁224是坐置于肩部222上的单独的圆盘,该肩部222形成在壳体壁220的内侧上。如果需要的话,该隔离壁224能够设置有密封件。另外,该隔离壁224可以由绝缘材料形成,以提供第一流动室216与第二流动室218之间的热绝缘。然而,可以省略隔离壁,并且提供单个的流动室。
如图9中所示,隔离壁224包括开口225,致动器轴290延伸穿过该开口225。在开口225中压有密封件226以提供对致动器轴290的密封。密封件226也可用作用于支承该轴290的轴承。
如图7中详细地示出,作为入口和出口的多个端口连接至壳体212。第一端口228——其可以是第一入口端口228——位于壳体212上并且连接至第一流动室216。优选地,第一端口228经由安装凸缘229连接至壳体212。该第一入口端口228可以焊接、螺纹连接、粘附或以其他方式连接至阀壳体212。附加端口330——优选地也是入口端口230——优选地位于阀壳体212上且连接至第一流动室216。该附加端口230还经由安装凸缘231连接至阀壳体212。轴向端部端口236——优选地出口端口336——优选地也位于阀壳体212上且连接至第一流动室216。该轴向端部端口236经由图7中所示凸缘237连接,凸缘237可以放置在端盘214上方并且可以经由垫片或密封材料密封就位。安装凸缘229、231、237可以经由螺钉、焊缝、粘合剂或其他适合的方式联接。
第二端口232位于阀壳体212上并且连接至第二流动室218。优选地,第二附加端口234也位于阀壳体212上并且连接至第二流动室218。另一端口238——优选地第二出口端口——位于阀壳体212上并且连接至第二流动室218。第二入口端口232、第二附加入口端口234以及第二出口端口238优选地经由相应的安装凸缘233、235、239连接至阀壳体212的壳体壁220。安装凸缘233、235、239可以经由螺钉、焊缝、粘合剂或其他适合的方式联接。
参照图9,第一阀体240以可旋转的方式定位在第一流动室216中。第一阀体240优选地是具有外表面242的球状体,该外表面在横截面上通过弯曲的形状限定,该弯曲形状随着其围绕旋转轴线沿圆周向方向延伸而保持恒定。壳体212中的与形成第一阀体240的球状体接合的入口和出口端口开口具有互补的密封件,该互补的密封座围绕接合球状体的相应的入口和出口开口定位。第一阀体240优选地具有中空的中央部244。通过第一阀体240限定有流体通路,该流体通路将第一入口端口228连接至流动室216,并且在第一阀体240的第一旋转位置中优选地将第一入口端口228连接至第一出口端口236,并且在第一阀体240的第二旋转位置阻止从第一出口端口236的流动。优选地,第一阀体240在中间位置中对从第一入口端口228至第一出口端口236的流动进行限流。第一阀体240具有被限定成穿过阀体壁至中空中央部244的流体开口246。如图9中所示,优选地,至少一个支承腹板250从阀体240的外壁延伸至用于支承轴290或连接至轴290的中央轴连接部252。阀体240中的开口246可经由中空的中央部244将第一入口端口228和附加入口端口230中的一者或两者连接至第一出口端口236。第一阀体240能够在第一流动室216中以可旋转的方式运动至第三旋转位置以及至第二中间位置,在该第三旋转位置中流体通路连接附加入口端口230和第一出口端口236,在该第二中间位置中从第一入口端口228和附加入口230的流动在第一流动室216中混合并且被输送至第一出口端口236。第二中间位置能够由第一阀体240的可旋转的运动控制,从而控制自第一入口端口228和附加入口端口230的流量的比例,使得例如自第一入口端口228的处于第一温度的流体的体积能够相对于自附加入口端口230的处于第二温度的流体的体积成比例地调节,从而将理想温度的流体输送至第一出口端口236。
仍参照图9,第二阀体260以可旋转的方式定位在壳体212中,优选地定位在第二流动室218中。第二阀体260包括流体通路,该流体通路优选地在第二阀体260的第一旋转位置中连接第二入口端口232和第二出口端口238。第二阀体260能够旋转至第二旋转位置阻止从第二出口端口238的流动。另外,第二阀体260可运动至中间位置,在该中间位置中对从第二入口端口232至第二出口端口238的流动进行限流。优选地,第二阀体260也形成为球状体,并且壳体212中的接合第二阀体260的入口和出口端口具有围绕接合球状体的相应的入口和出口端口开口定位的互补的密封座。如图3中详细地示出,第二阀体260优选地具有中空的中央部262,并且阀体260的壁包括至少一个开口278。支承腹板274优选地从阀体260壁延伸至中央区域用于接合致动器轴290或支承致动器轴290。
优选地,第二阀体260能够在第二流动室218中以可旋转的方式运动至第三旋转位置,在该第三旋转位置中流体通路将第二流动室218的附加入口端口234和第二出口端口238连接。另外,第二阀体260能够运动至第二阀体260的第二中间位置,在该第二中间位置中从第二流动室218的第二入口端口232和附加入口端口234的流体在第二流动室218中混合并且被输送至第二出口端口238。这样使得从第二入口端口232和附加入口端口334的流体的混合根据第二阀体360的旋转位置被混合,使得例如能够以上述的与第一流动室216中的第一阀体240相关联的类似的方式控制通过热管理阀模块210传递的流体的具体温度。
由于第一流动室216和第二流动室218的隔离结构,因此能够从第一流动室216的出口端口236和第二流动室218的出口端口238提供两个不同的出口温度。
仍然参照图9,致动器轴90沿轴向延伸通过阀壳体212并且经由上支承轴承(未示出)、隔离壁224中的中间支承件225以及下轴承226进行支承。中间支承件225可以是轴承,并且还提供了密封功能。下轴承226还可以提供用于致动器轴290的下端相对于致动器密封的密封功能。致动器优选地是连接至致动器轴290的旋转式致动器298。阀体240、260两者均可以直接地连接至轴290,该轴290可仅允许同时并且等量地调节阀体,限制了热管理阀模块210的功能性。
为了提供第一阀体240和第二阀体260的独立的定位控制,因此使用行星齿轮装置以使第一阀体240间接地连接至致动器轴290,并且第二阀体260直接地固定至致动器轴290。在第一优选实施方式中,第一阀体240安装成能够经由支承件250中的滑动配合开口252围绕致动器轴290旋转,该支承件250从中空阀体240的内壁延伸。第一阀体240的围绕中空内部空间244的周缘的内侧包括齿243。替代性地,具有内齿的齿圈连接至第一阀体240。行星齿轮286——该行星齿轮286支承在形成为中间支承件225的一部分或形成在隔离壁224上的行星臂上——接合齿243。太阳轮284接合在致动器轴290上并且接合行星齿轮286的齿。通过使用该结构,致动器轴290旋转一整圈,其中,第二阀体260相应地旋转一整圈,由于经由太阳轮284和行星齿轮286设置的减速齿轮仅导致第一阀体240旋转不到一圈(partial rotation)。
在一个优选结构中,太阳轮284和至少一个行星齿轮286提供了8:1或更大的减速比,从而致动器轴转一整圈使第一阀体仅旋转45°。因此,致动器轴290旋转直至第一阀体240运动至期望的旋转位置——即第一旋转位置、第二旋转位置或第三旋转位置、第一中间位置或第二中间位置、以及其之间的限流位置或成比例的混合位置。然后,致动器298可通过旋转至例如+180°或-180°使第二阀体260旋转至期望的位置——即第一旋转位置、第二旋转位置或第三旋转位置、第一中间位置或第二中间位置、以及其之间的限流位置或成比例的混合位置。这样可导致第一阀体240至+22.5°或-22.5°的运动。由于流体开口在第一阀体240中沿周缘方向延伸的尺寸以及第一入口和第三入口(图7中未示出,但是与图1中类似)的可选择地定位,从而位置上的较小偏移仍允许从第一入口或附加入口至第一流动室中并且导引至第一出口的期望的流动。替代性地,可以使用例如2:1或4:1的较低的齿轮速比,或者在第二阀体260的定位时针对第一阀体240的甚至更小的位置偏移的较高的齿轮速比可以用于特定应用。因此,连接至致动器轴290的单个旋转式致动器298可用于基本上独立地调节第一阀体240相对于第二阀体260的位置。
位置传感器206优选地沿致动器轴290设置或设置为旋转式致动器298的一部分。位置传感器可以与旋转致动器(多个旋转致动器)集成或沿轴290单独地设置。如本领域所属的技术人员将了解的,传感器可以是旋转编码器或任何其他适合的位置传感器的形式。
本领域所属技术人员根据本公开内容将意识到的是,为了控制第一阀体240的位置可以提供不同结构的行星齿轮装置。
现在参照图10,示意性地示出了阀模块310的第四实施方式,该阀模块310包括第一阀体340和第二阀体360,所述第一阀体340和第二阀体360位于壳体312中由隔离壁324分离的第一流动室316和第二流动室318中。在隔离壁324中设置有轴承/密封件325以支承致动器轴390并且还防止室316、318之间的流体交叉流动。第一阀体340与致动器轴390之间设置有滑动配合开口352。阀模块310的功能与以上描述的阀模块210相似,并且在以下将对涉及控制第一阀体340的位置的行星齿轮装置的差异进行描述。
在第四实施方式中,太阳轮384附接至致动器轴390,并且用作输入部件。带有至少一个行星齿轮386的行星臂385固定至第一阀体340并且用作输出部件。齿圈343固定至固定壳体312并且用作固定部件。文中,可以实现不同的传动比用以增大或减小第一阀体240相对于第二阀体260的速度。
现在参照图11,示意性地示出了阀模块410的第五实施方式。阀模块410的第五实施方式与第三实施方式和第四实施方式类似,并且相似的元件由相似的附图标记表示。阀模块410包括第一阀体440和第二阀体460,所述第一阀体440和第二阀体460位于壳体412中由隔离壁424分离的第一流动室416和第二流动室418中。本领域技术人员应了解的是可以使用各种定位或定中心的部件来保持第一阀体440的位置,比如接合第一阀体440的外球状表面的从壳体412的内侧延伸的定中心部件。阀模块410的功能与以上描述的阀模块210和310相似,并且在以下将对涉及控制第一阀体440位置的行星齿轮装置的差异进行描述。
在第五实施方式中,带有至少一个行星齿轮486的行星臂485是输入部件且固定至致动器轴490。齿圈443以与上述阀体240类似的方式固定至或形成在第一阀体440的内周缘上,并且用作输出部件。太阳轮484例如由从壳体412延伸的固定臂483固定至壳体412而作为固定部件。因此,可以实现不同传动比用于增大或减小第一阀体440相对于第二阀体460的速度,以及根据该传动比阀体沿相反方向的运动是可能的。
现在参照图12,示意性地示出了阀模块510的第六实施方式。阀模块510的第六实施方式与第三实施方式至第五实施方式类似,并且相似的元件由相似的附图标记表示。阀模块510包括第一阀体540和第二阀体560,所述第一阀体540和第二阀体560位于壳体512中由隔离壁524分离的第一流动室516和第二流动室518中。可使用各种定位或定中心部件来保持第一阀体540的位置,比如从壳体512的内侧延伸接合第一阀体540的外球状表面的定中心部件,以及在第一阀体540与致动器轴590之间设置有滑动配合开口552。阀模块510的功能与以上描述的阀模块相似,并且在以下将对涉及控制第一阀体540位置的行星齿轮装置的差异进行描述。
在第六实施方式中,具有至少一个行星齿轮586的行星臂585是输入部件并固定至致动器轴590。太阳轮586固定至第一阀体540或直接形成在第一阀体的外周缘上作为输出部件。齿圈543固定至壳体512作为固定部件。此外,可以实现不同的传动比用以增大或减小第一阀体540相对于第二阀体560的速度。
现在参照图13,示意性地示出了阀模块610的第七实施方式。阀模块610的第七实施方式与第三实施方式至第六实施方式类似,并且相似的元件由相似的附图标记表示。阀模块610包括第一阀体640和第二阀体660,所述第一阀体640和第二阀体660位于壳体612中由隔离壁624分离的第一流动室616和第二流动室618中。可以使用各种定位或定中心的部件来保持第一阀体640的位置,比如从壳体612的内侧延伸的接合第一阀体640的外球状表面的定中心部件,以及在隔离壁624上设置的支承件653。阀模块610的功能与以上描述的阀模块相似,并且在以下将对涉及控制第一阀体640位置的行星齿轮装置的差异进行描述。
在第七实施方式中,齿圈643是输入部件且固定至致动器轴690。行星臂685固定至第一阀体640并且具有至少一个行星齿轮586,作为输出部件。太阳轮684作为固定部件,例如通过连接至隔离壁624的支承件683来固定至壳体612。文中,行星齿轮装置位于第一阀体640的顶部,从而第一阀体640可以在其底端处通过支承件653支承,该支承件653优选地是滑动轴承部件或PTFE涂层的滑动座圈。此外,可以实现不同的传动比用以增大或减小第一阀体640相对于第二阀体660的速度。
现在参照图14,示意性地示出了阀模块710的第八实施方式。阀模块710的第八实施方式与第三实施方式至第七实施方式类似,并且相似的元件由相似的附图标记表示。阀模块710包括第一阀体740和第二阀体760,所述第一阀体740和第二阀体760位于壳体712中由隔离壁724分离的第一流动室716和第二流动室718中。可使用各种定位或定中心部件来保持第一阀体740的位置,比如从壳体712的内侧延伸接合第一阀体740的外球状表面的定中心部件,以及在隔离壁724上设置的支承件753和与致动器轴790的滑动间隙752。阀模块710的功能与以上描述的阀模块相似,并且在以下将对涉及控制第一阀体740位置的行星齿轮装置的差异进行描述。
在第八实施方式中,齿圈743是输入部件并固定至致动器轴790。太阳轮784固定至第一阀体740或直接形成在第一阀体740的外周缘上作为输出部件。行星臂785固定至壳体712而作为固定部件。文中,行星齿轮装置位于第一阀体740的顶部,从而第一阀体740在其底端处可以通过支承件753支承,该支承件753优选地是滑动轴承部件或PTFE涂层的滑动座圈。此外,可以实现不同的传动比用以增大或减小第一阀体740相对于第二阀体760的速度。
本领域所属的技术人员将理解的是在每个上述实施方式中,位置传感器206可以用在致动器轴上以准确地确定阀体的位置。
现在参照图15,示出了使用热管理阀模块10、210、310、410、510、610、710的用于机动车辆的热管理系统的示意图。文中,示出了内燃发动机2作为热源并且示出了水泵4连接至内燃发动机2。散热器6示出为主要热交换器,与客舱热交换器8一起用于加热乘客隔间。尽管示出了客舱热交换器,但是本领域所述技术人员应意识到的是该客舱热交换器可以是油冷器热交换器、变速器流体热交换器、EGR热交换器等。在该情况下,水泵4连接至冷却回路,该冷却回路推动冷却流体通过发动机缸体中的水套至散热器6或阀模块10、210、310、410、510、610、710的第一入口28。流体可以从散热器6经由第三入口30被导引至第一流动室16。根据第一阀体的位置,从发动机的热流体经由第一入口端口28至第一出口端口36并且返回水泵4用于再循环以使发动机缸体更快的升温,或者在发动机缸体达到理想温度时仅已经通过散热器6循环消耗热量的冷却流体经由附加入口端口30循环至第一流动室16并且通过出口端口36返回至水泵4。如果希望保持精确的温度,第一阀体被调节至以下位置:在该位置处从第一入口端口28和附加入口端口30的流动以期望的比例在第一流动室中混合。
与第一流动室隔开的第二流动室18还包括用于从发动机缸体的热的水的第二入口端口32以及接收已经通过散热器6的冷却流体的第四入口34。根据第二阀体的位置,理想温度的流体可然后在再循环返回水泵4之前经由第二出口端口38被导引至乘客隔间热交换器8。该结构允许独立控制通过第一出口端口36和第二出口端口38的冷却流体的出口温度。
使用单个阀体40或60通过独立于彼此的每个流动室16、18具有的多个出口来控制冷却剂至多个热交换器的分配也是可能的。即,通过在阀体40、60的打开控制两个出口,从而在不同的位置处出口中的一者或两者打开和/或关闭。例如,例如为了增加乘客的舒适感,其可以用于在将加热的冷却剂传递至变速器冷却器之前打开客舱加热循环。
因此,已经对本发明进行了详细地描述,对于本领域所属技术人员而言应当理解且明显的是,在不变更发明构思和发明构思中具体体现的原理的情况下可以在装置中做出许多变化,以上详细描述中例示了许多变化中的仅几个变化。还应该理解的是,结合有相对于优选实施方式的部分没有改变的本文中具体体现的本发明概念和原理的仅部分优选实施方式的多种实施方式都是可能的。因此,本实施方式在所有方面被认为是说明性的而非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而非上述描述指示,并且因此落入权利要求的等同物的意义和范围内的所有变化都包含在本发明的范围内。

Claims (20)

1.一种热管理阀模块,包括:
壳体,所述壳体具有至少一个流动室;
第一端口和第二端口,所述第一端口和所述第二端口位于所述壳体上;
第一阀体,所述第一阀体以可旋转的方式定位在所述至少一个流动室中,所述第一阀体包括在第一旋转位置中将所述第一端口连接至所述至少一个流动室、并且在第二旋转位置中阻止从所述第一端口的流动、并且在中间位置中对从所述第一端口至所述至少一个流动室的流动进行限流的流体通路;
第二阀体,所述第二阀体以可旋转的方式定位在所述至少一个流动室中,所述第二阀体包括在所述第二阀体的第一旋转位置中将所述第二端口连接至所述至少一个流动室、并且在所述第二阀体的第二旋转位置中阻止从所述第二端口的流动、并且在所述第二阀体的中间位置中对从所述第二端口的流动进行限流的流体通路;以及
致动器装置,所述致动器装置控制所述第一阀体和所述第二阀体的位置,所述致动器装置包括致动器轴,所述致动器轴沿轴向延伸穿过所述阀体且旋转固定地连接至所述阀体中的一个阀体,并且通过间接连接件而连接至所述阀体中的另一阀体,使得所述致动器轴的运动不要求所述另一阀体的相应运动;
其中,至所述第一阀体为直接连接,并且所述间接连接件包括连接至所述致动器轴的分度臂和在所述第二阀体上与所述分度臂处于同一轴向平面中的定位捕捉件。
2.根据权利要求1所述的热管理阀模块,还包括位于所述壳体中的隔离壁,所述隔离壁将所述壳体分成彼此隔开的第一流动室和第二流动室,其中,所述第一端口是连接至所述第一流动室的第一入口端口,并且所述第二端口是连接至所述第二流动室的第二入口端口。
3.根据权利要求2所述的热管理阀模块,还包括位于所述壳体上的连接至所述第一流动室的第一出口端口和位于所述壳体上的连接至所述第二流动室的第二出口端口,其中,所述第一阀体的旋转位置控制从所述第一流动室的流动,并且所述第二阀体的旋转位置控制从所述第二流动室的流动。
4.根据权利要求3所述的热管理阀模块,其中,在所述壳体上定位有连接至所述第一流动室的附加入口端口;并且在所述第一流动室中,所述第一阀体能够以可旋转的方式运动至第三旋转位置,在所述第三旋转位置中所述流体通路将所述附加入口端口和所述第一出口端口连接;并且所述第一阀体能够以可旋转的方式运动至第二中间位置以提供自所述第一入口端口和所述附加入口端口的流动路径,所述自所述第一入口端口和所述附加入口端口的流动路径允许进入的流在所述第一流动室中混合,并且混合的第一流动室流被输送至所述第一出口端口。
5.根据权利要求4所述的热管理阀模块,其中,在所述壳体上定位有连接至所述第二流动室的附加入口端口;并且在所述第二流动室中,所述第二阀体能够以可旋转的方式运动至第三旋转位置,在所述第三旋转位置中所述流体通路将所述第二流动室的所述附加入口端口和所述第二出口端口连接;并且所述第二阀体能够以可旋转的方式运动至第二中间位置以提供自所述第二流动室的所述第二入口端口和所述附加入口端口的流动路径,所述自所述第二流动室的所述第二入口端口和所述附加入口端口的流动路径允许进入的流在所述第二流动室中混合,并且混合的第二流动室流被输送至所述第二出口端口。
6.根据权利要求1所述的热管理阀模块,其中,所述分度臂适于从所述分度臂接触所述定位捕捉件的第一面的位置旋转至少355°至所述分度臂接触所述定位捕捉件的相反面的位置。
7.根据权利要求3所述的热管理阀模块,其中,所述第二阀体通过由位于所述第二入口端口和所述第二出口端口处的密封件产生的摩擦而旋转固定地就位。
8.根据权利要求7所述的热管理阀模块,其中,所述第二阀体的保持力通过所述第二阀体上的涂层或表面光洁度来调节。
9.根据权利要求1所述的热管理阀模块,其中,所述分度臂抵靠所述定位捕捉件的接触适于使所述第二阀体旋转。
10.根据权利要求1所述的热管理阀模块,其中,电容传感器连接至所述致动器轴以检测关于所述定位捕捉件的旋转接触位置。
11.根据权利要求1所述的热管理阀模块,其中,沿所述致动器轴定位有旋转位置传感器。
12.根据权利要求1所述的热管理阀模块,其中,至所述第二阀体为直接连接,并且所述间接连接件包括所述致动器轴与所述第一阀体之间的行星齿轮装置。
13.根据权利要求12所述的热管理阀模块,其中,所述行星齿轮装置包括太阳轮、齿圈以及至少一个行星齿轮,所述太阳轮连接至所述致动器轴、所述第一阀体或所述壳体中的一者,所述齿圈连接至所述致动器轴、所述第一阀体或所述壳体中的另一者,所述至少一个行星齿轮接合所述太阳轮并且还接合所述齿圈。
14.根据权利要求13所述的热管理阀模块,其中,所述至少一个行星齿轮定位在从所述致动器轴、所述第一阀体或所述壳体中的其余一者延伸且既不连接至所述太阳轮也不连接至所述齿圈的臂上。
15.根据权利要求14所述的热管理阀模块,其中,支承所述至少一个行星齿轮的所述臂连接至所述壳体。
16.根据权利要求13所述的热管理阀模块,其中,所述第一阀体是中空的并且所述齿圈位于所述第一阀体的内周缘上。
17.根据权利要求13所述的热管理阀模块,其中,所述太阳轮和所述至少一个行星齿轮提供了3:1或更大的减速比。
18.根据权利要求13所述的热管理阀模块,其中,在所述致动器轴上定位有位置传感器。
19.一种热管理阀模块,包括:
壳体;
隔离壁,所述隔离壁位于所述壳体中,所述隔离壁将所述壳体分成彼此隔开的第一流动室和第二流动室;
第一入口,所述第一入口位于所述壳体上且连接至所述第一流动室;
第一出口,所述第一出口位于所述壳体上且连接至所述第一流动室;
第二入口,所述第二入口位于所述壳体上且连接至所述第二流动室;
第二出口,所述第二出口位于所述壳体上且连接至所述第二流动室;
第一阀体,所述第一阀体以可旋转的方式定位在所述第一流动室中,所述第一阀体包括在第一旋转位置中将所述第一入口和所述第一出口连接、并且在第二旋转位置中阻止从所述第一出口的流动、并且在中间位置中对从所述第一入口至所述第一出口的流动进行限流的流体通路;
第二阀体,所述第二阀体以可旋转的方式定位在所述第二流动室中,所述第二阀体包括在所述第二阀体的第一旋转位置中连接所述第二入口和所述第二出口、并且在所述第二阀体的第二旋转位置中阻止从所述第二出口的流动、并且在所述第二阀体的中间位置中对从所述第二入口至所述第二出口的流动进行限流的流体通路;以及
致动器装置,所述致动器装置控制所述第一阀体和所述第二阀体的位置,所述致动器装置包括连接至所述第一阀体的第一致动器轴和连接至所述第二阀体的第二致动器轴,所述第一致动器轴和所述第二致动器轴沿共同的轴线延伸;在所述隔离壁中定位有中央开口,并且所述第一致动器轴包括端部,所述端部延伸穿过所述中央开口并且被接纳在所述第二致动器轴的面对端部中的相应开口中。
20.根据权利要求19所述的热管理阀模块,其中,第一定位传感器和第二定位传感器位于相应的第一致动器轴和第二致动器轴上。
CN201480041465.XA 2013-07-25 2014-07-22 用于多室的热管理阀模块的致动系统 Active CN105408599B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361858157P 2013-07-25 2013-07-25
US61/858,157 2013-07-25
PCT/US2014/047683 WO2015013323A1 (en) 2013-07-25 2014-07-22 Actuation system for multi-chamber thermal management valve module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105408599A CN105408599A (zh) 2016-03-16
CN105408599B true CN105408599B (zh) 2019-02-22

Family

ID=52389449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480041465.XA Active CN105408599B (zh) 2013-07-25 2014-07-22 用于多室的热管理阀模块的致动系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9382833B2 (zh)
CN (1) CN105408599B (zh)
DE (1) DE112014003423B4 (zh)
WO (1) WO2015013323A1 (zh)

Families Citing this family (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9404594B2 (en) 2014-06-04 2016-08-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Multi-chamber thermal management rotary valve module
US10480391B2 (en) * 2014-08-13 2019-11-19 GM Global Technology Operations LLC Coolant control systems and methods to prevent coolant boiling
JP6380073B2 (ja) * 2014-12-12 2018-08-29 アイシン精機株式会社 冷媒制御バルブ装置
DE102015106639A1 (de) * 2015-04-29 2016-11-03 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Pumpe
WO2017007235A1 (ko) * 2015-07-06 2017-01-12 인지컨트롤스 주식회사 차량용 멀티밸브
KR101683530B1 (ko) * 2015-11-18 2016-12-07 현대자동차 주식회사 냉각수 제어밸브를 갖는 엔진시스템
CN107339146B (zh) * 2016-04-28 2021-03-19 舍弗勒技术股份两合公司 热管理模块
US10519963B2 (en) * 2016-06-20 2019-12-31 United Technologies Corporation Engine bleed air system with waste gate valve for compressor surge management
JP6724874B2 (ja) * 2017-07-24 2020-07-15 株式会社デンソー バルブ装置、および、冷却システム
DE102018214174A1 (de) 2017-08-24 2019-02-28 Continental Automotive Systems, Inc. Kombinationsventil mit mehreren anschlüssen
US11168797B2 (en) 2017-08-24 2021-11-09 Vitesco Technologies USA, LLC Combination multi-port valve
CN108252791A (zh) * 2017-12-21 2018-07-06 重庆长安汽车股份有限公司 一种汽车发动机热管理模块
DE102018106298B4 (de) 2018-03-19 2022-07-14 Hanon Systems Vorrichtungen zum Regeln eines Durchflusses und Verteilen eines Fluids in einem Fluidkreislauf
CN108468832B (zh) * 2018-04-19 2023-10-13 厦门融技精密科技有限公司 冲洗盖板用水路控制阀结构
US11060628B2 (en) 2018-05-16 2021-07-13 Bradley Fixtures Corporation Housing for multiple mixing valves
USD886236S1 (en) 2018-05-16 2020-06-02 Bradley Fixtures Corporation Housing for multiple valves
DE102018214805A1 (de) * 2018-08-31 2020-03-05 Magna Powertrain Bad Homburg GmbH Fördereinrichtung
DE102018219098A1 (de) 2018-11-08 2020-05-14 Audi Ag Fluidtechnische Ventileinrichtung sowie Verfahren zum Betreiben einer fluidtechnischen Ventileinrichtung
EP3680525B1 (en) * 2019-01-14 2023-08-30 Illinois Tool Works, Inc. Adjustable valve
EP3680526B1 (en) * 2019-01-14 2023-08-09 Illinois Tool Works, Inc. Valve
CN111434960A (zh) * 2019-01-14 2020-07-21 伊利诺斯工具制品有限公司 调节阀
US10808863B2 (en) * 2019-02-05 2020-10-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Valve arrangement
KR20200112150A (ko) * 2019-03-21 2020-10-05 현대자동차주식회사 통합유량제어밸브 및 통합유량제어밸브를 갖는 엔진 냉각 시스템
KR20210157414A (ko) * 2019-05-17 2021-12-28 램 리써치 코포레이션 액츄에이팅 에어를 사용한 에어 액츄에이팅된 밸브의 냉각
US11719350B2 (en) 2019-06-12 2023-08-08 Vitesco Technologies USA, LLC Coolant flow control module
JP2021004670A (ja) * 2019-06-27 2021-01-14 株式会社デンソー バルブ装置
DE102019005163A1 (de) * 2019-07-25 2021-01-28 Voss Automotive Gmbh Massenstromsteuerungseinheit, Schaltventilelement für eine solche sowie Kühlmittelsystem mit zumindest einer solchen Massenstromsteuerungseinheit
KR20220040475A (ko) * 2019-07-29 2022-03-30 아벤틱스 코포레이션 이중 밸브 부재 작동에 적합한 클러치를 구비한 밸브 어셈블리
DE102020201190A1 (de) * 2019-10-14 2021-04-15 Vitesco Technologies GmbH Fluidventil
KR102276255B1 (ko) * 2019-11-11 2021-07-12 현대위아(주) 차량 통합 열관리 멀티포트 밸브
US11598441B2 (en) 2019-12-03 2023-03-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Coolant control valve with non-coaxial rotary valve bodies
DE102020130486A1 (de) * 2019-12-16 2021-06-17 ECO Holding 1 GmbH Vorrichtung zur Handhabung von Fluid innerhalb eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs
EP4077988B1 (de) * 2019-12-19 2024-08-21 Hella Gmbh & Co. Kgaa Ventilsystem
GB201919194D0 (en) * 2019-12-23 2020-02-05 Eaton Intelligent Power Ltd Ball valve with integral gear
CN113280152A (zh) * 2020-02-19 2021-08-20 伊利诺斯工具制品有限公司
DE102020123912A1 (de) 2020-09-14 2022-03-17 Illinois Tool Works Inc. Ventilvorrichtung zur Steuerung des Durchflusses von Fluiden in zwei Temperierkreisläufen, Ausgleichsbehältervorrichtung mit einer solchen Ventilvorrichtung und Temperierkreislaufvorrichtung mit einer solchen Ausgleichsbehältervorrichtung
DE102020213985A1 (de) 2020-11-06 2022-05-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Ventilvorrichtung zum Verbinden von Fluidleitungen sowie Temperiersystem
CN114517843A (zh) * 2020-11-20 2022-05-20 浙江三花汽车零部件有限公司 控制阀和控制阀系统
EP4015881A1 (en) * 2020-12-15 2022-06-22 Ningbo Geely Automobile Research & Development Co. Ltd. A valve unit for a vehicle thermal management system, a vehicle thermal management system, and a method for operating a valve unit
KR102663081B1 (ko) * 2020-12-30 2024-05-07 한온시스템 주식회사 밸브 조립체
US11796073B2 (en) * 2021-02-03 2023-10-24 Robertshaw Controls Company Six port valve
DE102021204164A1 (de) * 2021-04-27 2022-10-27 Mahle International Gmbh Ventileinheit
WO2022243676A1 (en) * 2021-05-18 2022-11-24 Norgren Gt Development Llc Rotary valve
DE102021002702A1 (de) 2021-05-22 2022-11-24 Pass Gmbh & Co. Kg Steuervorrichtung für einen Fluidkreislauf eines Fahrzeugs sowie Verfahren zum Betrieb einer solchen Steuervorrichtung und Fahrzeug
CN113404896A (zh) * 2021-08-09 2021-09-17 江苏神通阀门股份有限公司 一种八通换向蝶阀
US11989043B2 (en) 2021-08-30 2024-05-21 Kalsi Engineering, Inc. Miniature passive thermal control valve for mixing or splitting single-phase fluid with adjustable thermal actuator
US11988290B2 (en) 2021-11-02 2024-05-21 Vitesco Technologies USA, LLC Coolant flow control valve
CN114151579B (zh) * 2021-11-12 2023-09-01 江苏亿阀股份有限公司 一种具有按压式顶部调节机构的多通道换向球阀
US11703135B2 (en) 2021-12-03 2023-07-18 Vitesco Technologies USA, LLC Multi-port coolant flow control valve assembly
DE102021213979A1 (de) 2021-12-08 2023-06-15 Mahle International Gmbh Ventileinheit
KR102429374B1 (ko) * 2022-03-15 2022-08-04 지엠비코리아 주식회사 다중 포트 밸브 장치 및 이를 이용한 열관리 시스템
DE102023115758A1 (de) 2022-07-13 2024-01-18 Illinois Tool Works Inc. Ventilvorrichtung
US20240068481A1 (en) * 2022-08-24 2024-02-29 Cooper-Standard Automotive Inc Multiport fluid pump with reserve capacity impeller
DE102023124760A1 (de) 2022-09-14 2024-03-14 Illinois Tool Works Inc. Ventilvorrichtung sowie Kühlsystem mit einer solchen Ventilvorrichtung

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1503926A (fr) * 1966-10-19 1967-12-01 Legris Fils Robinet multiple à boisseaux sphériques
US3570806A (en) * 1969-01-14 1971-03-16 Bell Aerospace Corp Balanced electromechanical control valve
US6027098A (en) * 1994-03-10 2000-02-22 Nevrekar; Venkatesh R. Rotary valve
CN102029111A (zh) * 2009-09-30 2011-04-27 株式会社东芝 流道转换设备
CN102954259A (zh) * 2011-08-24 2013-03-06 通用汽车环球科技运作有限责任公司 带有单致动器和接口的多端口可变流量控制阀

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1223038A (en) * 1915-10-07 1917-04-17 Beverage Machine And Bottle Co Inc Liquid-valve.
US2076841A (en) * 1936-12-19 1937-04-13 Ed D Ligon Valve
US2249090A (en) * 1937-10-16 1941-07-15 Israel Xyel Kestenbaum Geyser
US2392880A (en) * 1943-11-15 1946-01-15 Wedgeplug Valve Company Valve
US3405601A (en) * 1966-03-23 1968-10-15 Autoquip Corp Single rotary valve for hydraulic fluid and air
US3499467A (en) * 1967-04-12 1970-03-10 Lunkenheimer Co Multiple flow-pattern valve
US4655252A (en) 1980-03-24 1987-04-07 Krumhansl Mark U Valves
US4355659A (en) * 1981-01-08 1982-10-26 The Hilliard Corp. Rotary plug valve
US4445540A (en) * 1981-10-27 1984-05-01 Water Services Of America, Inc. Sleeve-type fluid flow diverter
US4774977A (en) * 1987-02-10 1988-10-04 Performance Pool Products, Limited Full flow multiport butterfly valve
US4823843A (en) * 1988-06-01 1989-04-25 Aptec, Inc. Valve apparatus
FR2673991B1 (fr) * 1991-03-15 1993-07-09 Europ Propulsion Vanne redondee a la fermeture.
US5167254A (en) * 1991-04-23 1992-12-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Adsorber switching valve
US5269347A (en) * 1992-12-22 1993-12-14 Keystone International Holdings Corp. Fluid pressure isolator apparatus
US6568428B2 (en) * 1998-07-23 2003-05-27 Laars, Inc. Backwash valve
US6565067B1 (en) * 1999-11-01 2003-05-20 Denso Corporation Valve system for intake air controller for internal combustion engine and manufacturing the same
FR2844571B1 (fr) * 2002-09-18 2008-02-29 Valeo Thermique Moteur Sa Vanne de commande pour un circuit de fluide et circuit comportant cette vanne
US6994316B2 (en) * 2003-01-16 2006-02-07 General Electric Company Rotor valve and seal
US6939074B2 (en) * 2003-02-04 2005-09-06 Fisher Controls International Llc Stem connector assembly
DK1601448T3 (da) * 2003-03-12 2007-04-10 Ksb Ag Armatur til anlæg med trykvekslere
US20060065313A1 (en) * 2004-09-30 2006-03-30 Sebastiano Saleri Regulator and mixer ball valve
US8671982B2 (en) * 2006-10-27 2014-03-18 Audi Ag Rotary slide valve, in particular for a coolant circuit, which has a plurality of branches, of an internal combustion engine; electromechanical assembly
DE102006055536A1 (de) 2006-11-24 2008-06-19 Audi Ag Drehschieber mit mehreren Querschnittsverstellgliedern
US8757202B2 (en) * 2009-06-29 2014-06-24 David Deng Dual fuel heating source
US8413684B2 (en) * 2009-09-16 2013-04-09 Schneider Electric Buildings, Llc Ball valve with anti-rotational pressure plate
FR2956181B1 (fr) * 2010-02-09 2012-02-24 Defontaine Dispositif de vanne multivoies pour la circulation de fluides
DE102011119237B4 (de) 2011-11-23 2015-10-29 Audi Ag Drehschieber
DE102011119139A1 (de) 2011-11-23 2013-05-23 Gustav Wahler Gmbh U. Co. Kg Ventil, insbesondere Niederdruckventil, zur Steuerung einer Abgasrückführung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1503926A (fr) * 1966-10-19 1967-12-01 Legris Fils Robinet multiple à boisseaux sphériques
US3570806A (en) * 1969-01-14 1971-03-16 Bell Aerospace Corp Balanced electromechanical control valve
US6027098A (en) * 1994-03-10 2000-02-22 Nevrekar; Venkatesh R. Rotary valve
CN102029111A (zh) * 2009-09-30 2011-04-27 株式会社东芝 流道转换设备
CN102954259A (zh) * 2011-08-24 2013-03-06 通用汽车环球科技运作有限责任公司 带有单致动器和接口的多端口可变流量控制阀

Also Published As

Publication number Publication date
CN105408599A (zh) 2016-03-16
DE112014003423T5 (de) 2016-05-12
WO2015013323A1 (en) 2015-01-29
US9382833B2 (en) 2016-07-05
US20150027575A1 (en) 2015-01-29
DE112014003423B4 (de) 2023-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105408599B (zh) 用于多室的热管理阀模块的致动系统
US9500299B2 (en) Thermal management valve module with isolated flow chambers
CN106574543A (zh) 具有用于旋转阀控制的同心轴的热管理阀模块
US9404594B2 (en) Multi-chamber thermal management rotary valve module
US10247317B2 (en) Rotary valve with an isolating distribution body
JP6588646B2 (ja) 複数の動作モードを伴うマルチポートバルブ
CN111692381B (zh) 流量控制阀以及冷却系统
JP6571179B2 (ja) 流量制御弁
CN104728462B (zh) 具有多流量控制阀的发动机
CN105569794B (zh) 具有冷却液控制阀的发动机系统
CN104769514B (zh) 用于燃烧发动机的恒温器阀
CN109252937A (zh) 用于热管理系统的阀组件
US8485226B2 (en) Three-way valve integrated with radiator
CN109139222A (zh) 控制阀
WO2023112738A1 (ja) 制御バルブ
CN110359997A (zh) 控制阀
CN104395579B (zh) 流体循环阀,特别是用于机动车辆的流体循环阀,以及包括这种阀的热调节装置
CN117052951A (zh) 一种多通阀、热管理装置、储能设备和车辆
WO2023112600A1 (ja) 制御バルブ
JP6258300B2 (ja) 二流路調量装置およびその用途
JP2023087314A (ja) 制御バルブ
WO2024165737A1 (en) A valve assembly for thermal management systems in vehicles
JP2023087316A (ja) 制御バルブ
CN118856049A (zh) 集成阀、冷却系统及集成阀控制方法
CN118647522A (zh) 热管理系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant