CN109072732A - 流体供给系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种流体供给系统(1)。根据本发明，设置如下：第一旁路阀(7)，其布置在具有阀体(8)的控制通道(6)中，阀体(8)在第一和第二位置之间能够调节，其中阀体(8)将控制通道(6)分离为第一和第二空间(10、11)，并且具有将第一空间(10)连接至第二空间(11)的泄漏开口(12)，其中第二空间(11)经由泄漏通道(14)连接至流体容器(9)，其中用于至少部分地打开/关闭泄漏通道(14)的可切换的阀(15)布置在泄漏通道(14)中，其中设置有传感装置(16)和控制装置(18)，当达到预定的特性时控制装置(18)关闭阀(15)，并且因此封堵泄漏通道(14)，第二旁路阀(26)，其以至少减少系统起动期间的第一旁路阀(7)的瞬时振荡的方式设计。

Description

流体供给系统
技术领域
根据权利要求1的前序部分，本发明涉及一种具有部件的流体供给系统。本发明还涉及一种具有至少一个这样的流体供给系统的内燃机。
背景技术
从DE19943294A1已知一种普遍的内燃机的流体供给系统，其具有过滤器装置，并且具有能够以依靠温度的方式接合到该过滤器装置的上游的流体回路中的冷却器。在下温度范围和上温度范围中，至少主要的量在此流过冷却器，然而在位于期间的中间温度范围中，至多主要的量流过冷却器。由此，流体的温度能够最优地适用于内燃机的运行条件。
从DE19902408A1已知一种具有液压变矩器的用于车辆的自动变速器，其由油压泵经由主压力阀而供给有油，其中变矩器安全阀在变矩器和润滑油管线从变矩器的进油管线分支前限定油压，所述润滑油管线包含润滑阀，并且其中另外设置有油冷却器。该油冷却器布置在主压力阀与润滑油管线的分支之间的油管线中，并且具有旁路，所述旁路的流过被分别控制或调节。
内燃机中的流体供给系统，例如油过滤器模块，通常装备有冷却器，从而保护流体(尤其是油)免于由于运行期间的高温而损坏。然而，在冷状态下，冷流体的压力损失由于改变的特性而增加，由于此原因通常设置有装备有膨胀元件的第一旁路阀，其在分别降到预定温度以下或达到预定温度时引导流体流过冷却器，例如只在达到预定温度时流过油冷却器。由此，同样在冷状态下，实现充分的润滑，例如内燃机或支承部位的充分的润滑。
普遍的流体供给系统例如控制作为经由传感器检测的一个或多个运行参数的函数的油流量。在此，直接在内燃机的起动时在冷却器附近或过滤器元件附近制造旁路，从而能够总是为内燃机供给润滑油。然而，当内燃机处于停顿时，存在流体供给系统通过泄漏开口排放的危险，这在内燃机的起动期间导致阀起初未根据实际运行数据被控制，而是必须首先具有“瞬时振荡”。
发明内容
本发明因此关于如下的问题：指出具有旁路回路的改进的流体供给系统，其尤其是以结构简单、有益定价的方式构造，并且另外区别在于改进的起动性能。
根据本发明，该问题由独立权利要求1的主题解决。有益的实施例为从属权利要求的主题。
本发明基于如下的主要构思：提供一种第二旁路阀，其以通过第二空间使第一旁路阀的瞬时振荡在系统的开始期间至少被减小，优选地甚至防止的方式设计，并且由此第一旁路阀被更加快速地适当地调节，所述第二空间位于第一旁路阀的下游，在内燃机的起动时被更加快速地填充。同时，可切换阀，尤其是电磁阀，现在被用于旁路回路，但是由于其较小的工作冲程，其没被直接用于切换第一旁路阀的阀体，而是用于分别打开或关闭泄漏通道，这影响切换第一旁路阀的阀体所需的压力条件。通过根据本发明提供的阀，因此没有带来阀体本身的调节，而是只有压力条件的影响，这导致第一旁路阀的阀体的快速调节。根据本发明的流体供给系统在此具有部件，例如用于过滤流体的过滤器装置，或者用于冷却流体的冷却器，以及使该部件旁通的旁路通道。在控制通道中，第一旁路阀在此布置有阀体，其至少在第一和第二位置之间能够调节，并且其在第一位置封堵流入至部件的流体，并且在第二位置封堵流过旁路通道的流体，反之亦然。在两个位置之间，当然在此也能够是中间位置，其中部分流体流量流至部件，并且部分流体流量流过旁路通道。第一旁路阀的阀体在此将控制通道分离为第一和第二空间，并且具有泄漏开口，其将第一空间与第二空间连接。在第二空间中布置有弹簧元件，其优选地将阀体预加应力到其第二位置，其中第二空间经由泄漏通道而与流体容器连接。在该泄漏通道中，设置有根据本发明的可切换阀，尤其是电磁阀，通过其泄漏通道能够分别被打开或关闭。还设置有传感装置，其检测流体的特性，例如温度，并且将其传送至控制装置，其转而以在达到预定温度时关闭阀并且由此封堵泄漏通道的方式构造。传感装置和控制装置当然也能够在此接合在膨胀元件中。通过根据本发明的流体供给系统，因此能够以结构简单并且定价有利的方式创建快速切换的第一旁路阀，其切换移动只依靠弹簧元件的弹性力、阀的位置以及第一和第二空间中的流体的压力。相比于经由膨胀元件而能够切换的第一旁路阀，甚至对于没有构造为电磁阀而是具有膨胀元件的情况，阀在此能够较快地切换，因为其只具有小的阀冲程，并且由此快速地影响存在于第二空间中的压力条件，凭此转而由于例如存在于第一和第二空间之间的压力差和弹性力，阀体的快速切换以及由此的第一旁路阀的快速切换是可能的。在此非常有益的是，为了封堵泄漏通道阀的非常小的阀冲程是足够的，这能够由这样的阀带来，因为相比于控制通道泄漏通道具有非常小的截面。另外，通过第二旁路阀，在内燃机的起动期间，位于第一旁路阀下游的第二空间能够比只经由泄漏开口的排放系统的情况更加快速地填充是可能的，凭此没有发生第一旁路阀的阀体的瞬时振荡，而是快速地进行适当的运行。
在根据本发明的有益的另外的发展中，第二旁路阀布置在阀体的泄漏开口处，或者布置在阀的区域中。为了分别防止第一旁路阀或者其阀体在排放的系统之后的内燃机起动期间的瞬时振荡，第二旁路阀的布置部位是不重要的，只要其能够实现内燃机起动期间的第二空间的快速填充即可。
如果，例如第二旁路阀布置在阀体的泄漏开口中，这优选地具有弹簧负荷阀体，其与密封元件紧密地抵靠作为阀座的泄漏开口的边缘，并且具有小于泄漏开口的节流开口。这提供了如下的益处：第二旁路阀能够专门通过第一旁路阀的阀体的变型而实现，没有其他需要的变化，凭此结构简单和有利定价的制造是可能的。
对其替代地，还能够想到第二旁路阀布置在阀的区域中，其中第二旁路阀具有例如弹簧预加应力的筒状的阀体，其在壳体侧具有多个开口，并且在面向侧具有一个开口。在该情况下，第二旁路阀还具有膨胀元件和联接在其中的活塞，所述活塞在超过流体的预定特性时，例如在超过预定温度时关闭面向侧开口，并且由此封堵泄漏通道。弹簧预加应力的筒状的阀体在此抵靠阀座而被预加应力，并且以其从阀座以依靠压力的方式上升并由此打开第二旁路阀的方式构造。由此，尤其是在排放后的流体供给系统以及起动的内燃机的情况下，能够实现第二空间的快速填充，并且能够实现适当的运行的快速接合。
以相同的方式，这也发生在替代例中，其中第二旁路阀具有弹簧预加应力的筒状的阀体，所述阀体具有环形肩部，并且构造为使得以依靠压力的方式释放将第二空间与控制通道连接的平衡通道，并且由此打开第二旁路阀。
在根据本发明的技术方案的有益的另外的发展中，流体供给系统构造为润滑剂供给系统，尤其是构造为油供给系统。尤其是在油过滤器模块的情况下，由于冷状态下的油的速率，明确地避免了其通过油冷却器，出于该原因，根据本发明的第一旁路阀在此能够以有益的方式被使用，从而在冷暖两种状态下带来快速且有效的润滑，例如内燃机或其他支承部位的快速且有效的润滑。
在根据本发明的技术方案的另外的有益的实施例中，传感装置构造为温度传感装置，并且控制装置构造为使得其在达到大于等于117℃的温度T时关闭阀。另一方面，在温度T≤117℃时，阀保持打开，凭此泄漏流量流动至流体容器，尤其是流动至油容器，并且通过控制通道中的第一和第二空间之间的压力差，第一旁路阀的阀体与弹性力相反地被压入到其第一位置。在达到117℃的预定温度时，阀关闭泄漏通道，使得不再经由其发生流体外流到流体容器中。在泄漏通道的封堵之后，压力在第二空间中上升，直到后者达到第一空间中的压力，因此只有弹簧元件的弹性力是阀体的调节的原因。第一和第二空间中的两个压力在该情况下抵消。由于弹簧元件的弹性力，第一旁路阀的阀体被调节到其第二位置，其中旁路通道被向旁路关闭，并且流体通道向部件打开。在该情况下，流体流量因此经由部件被引导。
在根据本发明的技术方案的另外的有益的实施例中，阀体构造为阀活塞，其具有向旁路通道的壳体侧第一开口以及向部件的壳体侧第二开口。这仅代表根据本发明的阀体的可能的实施例，然而其能够以较简单且有利定价的方式制造，并且同时使得能够以较简单的方式实现第一和第二空间中的压力条件。为此，例如，泄漏开口布置在阀活塞的活塞顶中。
在根据本发明的技术方案的有益的另外的发展中，阀活塞或阀体本身由金属制成或由塑料制成，其中由金属制成的结构尤其是还能够实现相对于侵蚀性流体的高耐久性。经比较，通过由塑料制成的阀活塞/阀体的结构，能够实现比较有利定价的制造。
在根据本发明的技术方案的有益的另外的发展中，阀具有电磁阀、电开关、双金属和/或膨胀元件，或者像这样构成。尤其是作为电磁阀、作为双金属或作为电开关的实施例使得能够实现较快速的切换并由此实现快速反应。
有利地，部件能够构造为冷却器，齿轮或过滤器装置。该非穷举性的列表暗示为根据本发明的流体供给系统而存在的各种使用的可能性，尤其是在内燃机中。本发明的进一步重要的特征和益处从从属权利要求、附图以及通过附图的辅助的相关附图描述显现。
应当理解的是，在没有脱离本发明的范围的情况下，上述的特征以及留待在下文中进一步说明的特征不仅能够用于分别指示的结合中，而且还能够用于其他结合中或者独立地使用。
附图说明
本发明优选的示例实施例图示在附图中，并且在接下来的描述中更加详细地说明，其中相同的附图标记指代相同或相似或功能上相同的部件。
在此分别示意性地示出有
图1为具有预定的特性以下的流体特性的根据本发明的流体供给系统，其具有集成到第一旁路阀中的第二旁路阀，
图2为如图1中的图示，只是具有预定的特性以上的流体特性，
图3为根据图1和图2的第二旁路阀的详细图示，
图4为具有第二旁路阀而没有布置在第一旁路阀的阀体上的实施例，
图5为图4的替代实施例。
具体实施方式
根据图1、图2和图4以及图5，根据本发明的流体供给系统1，尤其是内燃机2的流体供给系统，例如润滑剂供给系统并且尤其是油供给系统3，具有部件5和将部件5旁通的旁路4。部件5能够例如构造为冷却器、齿轮或过滤器装置。根据图1、图2、图4和图5，在此只示出了向部件5的流体通道21以及向旁路4的旁路通道22，使得实际的部件5位于示出的图像平面下方。在此，在控制通道6中布置有具有阀体8的第一旁路阀7，其在第一位置(参见图1)和第二位置(参见图2、图4和图5)之间能够调节，并且其在第一位置封堵向部件5的流体通道21，并且在第二位置封堵旁路通道22，反之亦然。控制通道6在此经由未示出的流体泵间接地通向流体容器9。在图1中，阀体8在第一位置布置在上方，而在图4和图5中在第一位置布置在下方，反之亦然。为此原因，在图1、图2和图4以及图5中，弹簧元件13在此实现为压缩弹簧。
更仔细地观看控制通道6，能够看出，阀体8将控制通道6划分为第一空间10和第二空间11，并且同时具有将第一空间10与第二空间11连接的泄漏开口12。而且，在第二空间11中，布置有弹簧元件13，其将阀体8预加应力到根据图2、图4和图5所示的第二位置中。而且，第二空间11经由泄漏通道14连接至流体容器9，其中在泄漏通道14中，阀15，尤其是电磁阀，为了至少部分地打开/关闭泄漏通道14而布置。根据图1、图4和图5，阀15在此示出处于其打开位置，其中第二空间11经由泄漏通道14而与无压力的流体容器9连接。通过比较，图2示出阀15处于其关闭位置。通常在此阀15能够具有电磁阀、电开关、双金属和/或膨胀元件23。尤其是作为电磁阀、作为双金属和作为电开关的实施例使得能够较快速地切换并且由此使得能够快速反应。
而且，根据本发明的流体供给系统1具有传感装置16，例如为具有温度传感器的温度传感装置，其检测流体17(例如油或润滑剂)的特性，尤其是温度，并且将其传送至控制装置18，其转而以在达到预定特性(例如预定温度T)时关闭阀15并且由此封堵泄漏通道14的方式构造。为此目的，控制装置18当然也连接至阀15。传感装置16和控制装置18当然也能够在此结合在膨胀元件23中。
在图1和图2中，传感装置16构造为温度传感装置，并且因此检测流体17的温度。预定温度T在此例如能够处于≥117℃，使得根据图1根据本发明的流体供给系统1被示出处于温度T<117℃，并且根据图2处于T≥117℃。
更仔细地观看根据图1至图3的阀体8，能够看出后者构造为具有壳体侧第一开口19和壳体侧第二开口20的阀活塞，其中根据阀体8的切换位置，第一开口19与向旁路4的旁路通道22对齐，或者第二开口20与向部件5的流体通道21对齐。开口19、20在相同的高度布置在阀体8的中心轴周围。在阀活塞位移时，开口19、20行进，使得它们或者释放通道21或者释放通道22。在根据图4和图5的阀体8的情况下，阀体8只具有一个壳体侧开口19。泄漏开口12在此布置在阀体8的基部。阀活塞本身能够由金属或塑料制成，其中由金属制成的结构尤其是提供了相对于全部流体17的高阻力，而由塑料制成的实施例能够以较有利的成本制造。
根据本发明的流体供给系统1在此与构造为温度传感装置的传感装置16如下地起作用：
在温度T<117℃时发生根据图1图示的情况，其中温度传感装置16检测温度，将其传至控制装置18，并且依据后者保持阀15打开。流入到控制通道6中的流体17因此在第一空间10中产生压力P1，其中其能够经由节流开口25而流入到第二空间11中，并且经由后者和打开的泄漏通道14而流入到流体容器9中。第二旁路阀26只在具体操作状态打开并且释放泄漏开口12。流体容器9在此通常是无压力的，然而，其中阀15的阀体8a能够例如构造为节流阀，使得在第二空间11中不产生环境压力，而是只产生关于出现在第一空间10中的压力P1减小的压力P2。在第一空间10与第二空间11之间因此产生压力差ΔP，所述压力差抵消弹簧元件13的弹力。从下方作用在阀体9上的力F1在本情况下在此以如下公式测量：
F1＝P·A(阀体)-ΔP·A(阀体)
然而从上方作用在阀体8上的力F2测量如下：
F2＝ΔP·A(阀体)+F弹簧
并且其中
F1>F2
由此，阀体8向上移动，直到第一壳体侧开口19与通向过滤器装置4的旁路通道22对齐并且流体17能够流入到旁路4中。流体17的小的泄漏流量也能够经由节流开口25而到达到第二空间11中，并且经由泄漏通道14而到达到流体容器9中。
在达到大于等于117℃的预定温度T时，第一旁路阀7较快地切换到根据图2所示的位置，因此在达到预定温度T时控制装置18将对应的信号传送至阀15，并且依据后者将阀体8a转移到其关闭位置，并且快速封堵泄漏通道14。由于泄漏通道14具有相比于控制通道6明显减小的截面，所以也能够使用只具有小的阀冲程，但同时快速切换的阀15。在阀15关闭之后，第二空间11中的压力P2上升至第一空间10中的压力P1，尤其产生为零的ΔP。在该情况下，因此根本没有产生第一旁路阀7的阀体8的根据压力的调节，因为以产生压力的方式从下方作用到阀体8上的力F1对应于从上方作用到阀体8上的专门压力产生的力F。然而，当然，从上方作用到阀体8上的力F2大于F1，因为另外从上方还有弹簧元件13的力F(弹簧)作用在阀体8上。因此，针对根据图2所示的状态应用如下：
F2>F1以及
F2＝P·A(阀体)+F弹簧；并且F1＝P·A(阀体)
通过根据本发明的第一旁路阀7以及根据本发明的流体供给系统1，经由弹性力F弹簧、经由流体压力P1、P2并且经由阀15的阀体8a的位置，第一旁路阀7的阀体8的控制是可能的。依据阀15是否打开或关闭，经由弹簧元件13的弹性力F(弹簧)的目标构造，阀体8能够分别打开或关闭向旁路4的旁路通道22。
观看根据图1至图3的流体供给系统1，能够看出第二旁路阀26布置在阀体8的泄漏开口12处/布置在阀体8的泄漏开口12中。另外，第二旁路阀26具有弹簧负荷阀体8b，其布置在泄漏开口12中并且通过紧密抵靠泄漏开口12而被预加应力。第二旁路阀26的阀体8b具有小于泄漏开口12的节流开口25。由此，尤其是能够防止内燃机2的停止之后流体17从空间11的快速排放。
观看根据图4和图5的流体供给系统1，能够看出第二旁路阀26布置在阀15的区域中。在此，根据图4的第二旁路阀26具有弹簧预加应力的筒状的阀体8c，其具有圆周环槽27，在所述圆周环槽27中油能够在阀体8c周围流动，并且能够流入到向流体容器9的泄漏通道14中。而且，阀体8c还另外具有开口32和面向侧开口28，所述开口32布置在环槽27中并且贯通阀体8c。
在根据图4和图5的阀15的实施例中，第二旁路阀26具有膨胀元件23，以及根据图4，与其联接的活塞29，其在超过流体17的预定特性时关闭面向侧开口28，并且由此封堵在该情况下贯通阀体8c的泄漏通道14。
弹簧预加应力的筒状的阀体8c抵抗阀座30而被预加应力，并且构造为使得其从阀座30以依靠压力的方式上升，并且由此打开第二旁路阀26。
在根据图5的旁路阀26的情况下，其具有弹簧预加应力的筒状的阀体8d，所述阀体8d具有环形肩部31，并且构造为使得其以依靠压力的方式释放将第二空间11与控制通道6连接的平衡通道33，并且由此打开第二旁路阀26。
与分别选择的第二旁路阀26的实施例无关，在内燃机2的重新起动时，同时通过空的空间11能够实现其快速填充，并且由此能够实现快速的适当运行。
至于阀15构成为电磁阀或电切换阀，当然能够构造为使得其满足所谓的故障保护功能，即，其必须供给有电流，从而转换到图1所示的(打开)状态。阀15在关闭状态保持无电流，使得流体17或油分别总是经由部件5引导，并且能够防止损坏。
图1和图2所示的预定温度T＝117℃当然只代表例如适用于作为流体17的油的可能的温度。其他参数当然也能够用作检测值。
通过根据本发明的流体供给系统1，因此，第一旁路阀7的较快速的切换是可能的，而没有为此需要具有较大阀冲程的致动装置，因为为了影响压力条件P1、P2并且由此控制第一旁路阀7，用于控制泄漏通道14中的阀体8的阀15的阀冲程是完全足够的。

Claims (12)

1.一种具有部件(5)的流体供给系统(1)，
其特征在于
-第一旁路阀(7)，其布置在具有阀体(8)的控制通道(6)中，所述阀体(8)至少在第一和第二位置之间能够调节，
-其中所述阀体(8)将所述控制通道(6)分离为第一和第二空间(10、11)，并且具有将所述第一空间(10)连接至所述第二空间(11)的泄漏开口(12)，
-其中所述第二空间(11)经由泄漏通道(14)连接至流体容器(9)，
-其中用于至少部分地打开/关闭所述泄漏通道(14)的可切换的阀(15)布置在所述泄漏通道(14)中，
-其中至少设置有传感装置(16)，其感测流体(17)的特性并且将其传送至控制装置(18)，所述控制装置(18)转而以当达到预定特性时其关闭所述阀(15)并因此封堵所述泄漏通道(14)的方式构造，
-第二旁路阀(26)，其以至少减少系统起动期间的所述第一旁路阀(7)的瞬时振荡的方式构造。
2.根据权利要求1所述的流体供给系统，
其特征在于
所述第二旁路阀(26)布置在所述阀体(8)的所述泄漏开口(12)处，或布置在所述阀体(8)的所述泄漏开口(12)中。
3.根据权利要求2所述的流体供给系统，
其特征在于
所述第二旁路阀(26)具有弹簧负荷的阀体(8b)，其
-布置在所述泄漏开口(12)中，
-与密封元件(24)紧密地抵靠所述泄漏开口(12)的边缘而被预加应力，
-具有小于所述泄漏开口(12)的节流开口(25)。
4.根据权利要求1所述的流体供给系统，
其特征在于
所述第二旁路阀(26)布置在所述阀(15)的区域中。
5.根据权利要求4所述的流体供给系统，
其特征在于
所述第二旁路阀(26)具有弹簧预加应力的筒状的阀体(8c)，所述阀体(8c)具有圆周环形沟槽(27)，并且具有布置在其中的开口(32)，其中后者贯通所述阀体(8c)。
6.根据权利要求5所述的流体供给系统，
其特征在于
所述第二旁路阀(26)具有膨胀元件(23)和与其联接的活塞(29)，其在超过所述流体(17)的预定特性时关闭面向侧开口(28)并且由此封堵所述泄漏通道(14)。
7.根据权利要求5或6所述的流体供给系统，
其特征在于
所述弹簧预加应力的筒状的阀体(8c)抵靠阀座(30)而被预加应力，并且构造为使得其以依靠压力的方式从所述阀座(30)上升，并由此打开所述第二旁路阀(26)。
8.根据权利要求4所述的流体供给系统，
其特征在于
所述第二旁路阀(26)具有弹簧预加应力的筒状的阀体(8d)，所述阀体(8d)具有环形肩部(31)，并且构造为使得以依靠压力的方式释放将所述第二空间(11)与所述控制通道(6)连接的平衡通道(33)，并由此打开所述第二旁路阀(26)。
9.根据前述权利要求中的一项所述的流体供给系统，
其特征在于
所述传感装置(16)构造为温度传感装置，并且所述控制装置(18)构造为使得其在达到大于等于117℃的温度T时关闭所述阀(15)。
10.根据前述权利要求中的一项所述的流体供给系统，
其特征在于
所述部件(5)构造为冷却器、齿轮或过滤器装置。
11.根据前述权利要求中的一项所述的流体供给系统，
其特征在于
所述流体供给装置(1)构造为润滑剂供给系统，尤其是构造为油供给系统(3)。
12.一种内燃机(2)，其具有根据前述权利要求中的一项所述的流体供给系统(1)。
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