CN111727308A - 机动车辆冷却回路的脱气罐 - Google Patents

Abstract

根据本发明的热交换回路(1)包括：‑管道回路(2)，液体(8)在该管道回路中循环，该液体旨在输送热量以进行热调节；‑连接到该管道回路(2)的脱气罐(3)，该脱气罐被配置为储备膨胀体积，在该膨胀体积中，所述液体之上是一定体积的气体(9)。该脱气罐(3)有利地配备有加热元件(5，6)，该加热元件被放置成在计划的使用条件下保持在该液体(8)之外，并且被配置为使得能够直接加热在该液体(8)之上的气体(9)。

Description

机动车辆冷却回路的脱气罐

技术领域

本发明的主题是流体热交换回路。在这种回路中传热流体的沸腾会引起回路的流体管线的过早侵蚀，因此存在流体泄漏的风险。存在使得能够延迟这种回路中的传热液体的沸腾的需要。

背景技术

例如，必须在热力发动机的冷却回路中限制冷却剂的沸腾。存在于冷却回路上的许多部件会局部地添加大量的热能，从而增加沸腾的风险。一个示例是用于减少燃烧过程中NOx(氮氧化物)的产生的EGR(排气再循环)系统。该EGR系统需要对再循环的排气进行冷却。在热交换器中沸腾的风险很高，这意味着在这些热交换器中必须具有相应的冷却剂流量。流量的增加会增加车辆的整体能耗以及其燃料消耗。

发明内容

为此，本发明提出了对整个冷却回路的快速加压，以限制冷却回路中、特别是在EGR交换器中沸腾的风险，并因此限制了对冷却剂流量的需要。

为此，一种热交换回路可以包括：

-管道回路，液体在该管道回路中循环，该液体旨在输送热量以进行热调节；

-连接到该管道回路的脱气罐，该脱气罐被配置为储备膨胀体积，在该膨胀体积中，所述液体之上是一定体积的气体。

该一定体积的气体优选地被配置为使得能够在液体温度的使用范围内吸收所述液体的膨胀。

有利地，该热交换回路还被配置为能够相对于外部环境密封，从而对所述液体和所述气体是密封的，同时允许液体以环路的形式从脱气罐、优选地经过至少一个热交换器循环流向脱气罐。

该脱气罐配备有加热元件，该加热元件被放置成在计划的使用条件下保持在液体之外，并且被配置为使得优选地不与液体接触的情况下可以直接加热在液体之上的气体。

根据一个实施例，如果该加热元件在交换回路的整个使用范围内没有完全保持在液体之外，则至少该加热元件被配置为当该加热元件被激活时，在交换回路的使用范围内引起的气体温度上升要比该加热元件引起的交换回路中循环的液体的温度上升更快。

加热元件通常可以包括电阻，但是可以设想其他类型的加热元件，例如具有第二流体的第二循环的热交换器。

该罐可以在罐的顶部包括密封塞，该塞承载加热元件。

根据可以与前一实施例组合的另一实施例，该加热元件的至少一部分放置成与罐的壁的不同于该塞的一部分平齐。

该回路还可以包括：

-该液体所穿过的热交换器；

-液体压力传感器；

-与该加热元件和该压力传感器连接的电子控制单元。

优选地，该液体压力传感器比该脱气罐更靠近该热交换器。

该电子控制单元可以被配置为在该压力传感器向该电子控制单元传输偏离压力设定值的测量值时或者在经由预定义的压力波分布检测到沸腾时致动该加热元件。

高频压力波可以是例如液体开始沸腾的指示，应避免这种情况，以限制空化对热交换回路的侵蚀。

该回路还可以包括连接到该控制单元的液体温度传感器或估计器。

优选地，该液体压力传感器比该脱气罐更靠近该热交换器。该温度估计器可以包括例如放置在该液体回路上的温度传感器。

如果使用该温度估计器和使用该压力传感器获得的一对值(压力，温度)位于记录的阈值曲线的预定义侧，即相对于阈值曲线而言较高温度和较低压力的一侧，则该电子控制单元可以被配置为触发由该加热元件进行加热。该阈值曲线可以对应于液体沸腾阈值曲线。

例如，该电子控制单元可以被配置为在激活该加热元件时，引起在预定义的加热时间内发送预定义水平的恒定加热功率。因此，在由控制单元进行新的评估之前，并且如果必要的话，如果液体沸腾的风险仍然有效，则在触发另一等量能量的发送之前，加热元件可以传输给定量的能量。

根据可以与前一实施例组合的另一实施例，该电子控制单元可以被配置为估计使用该温度估计器和使用该压力传感器获得的一对值(压力，温度)相对于包括一系列阈值曲线或包括阈值表面的映射的位置，并且该控制单元可以被配置为在激活该加热元件时，针对该映射上该点的至少两个不同位置引起发送至少两个不同的加热功率。

平均而言，例如可以通过发送若干连续量的能量来获得不同的加热功率，每个量对应于用同一个电功率为加热元件供电持续相同时间段，这些量的数量和分隔这些量的时间间隔适于平均而言获得期望的加热功率。

根据另一实施例，可以通过在预定义的时间段内用根据从映射确定的加热功率来适配的电功率为加热元件供电来获得不同的加热功率。

本发明还涉及一种具有废气再循环系统的机动车辆，该废气再循环系统通过如前所述的热交换回路被冷却。

附图说明

通过阅读单纯作为非限定性示例并参考附图所给出的以下说明将明了本发明的几个目标、特征和优点，在附图中：

图1展示了根据本发明的热交换回路，更具体地是EGR交换器的冷却回路；

图2展示了根据本发明的热交换回路的另一变型实施例的脱气罐。

具体实施方式

如图1所展示的，根据本发明的热交换回路包括热交换器10，该热交换器由液体8穿过，该液体通过管道2使用泵14从热交换器10被输送到该回路的脱气罐3，然后再次被输送到热交换器10。优选地，在热交换回路1中，液体8至少穿过第二热交换器(图中未表示出)，以便给出/相应地回收在交换器10处存储/相应地给出的至少一些热量。

作为示例，所述第二热交换器可以是空气加热器，其使得可以重新加热以脉冲方式输送到车辆内部的空气。

罐3包括密封塞4。罐3配备有加热元件，在图1中用附图标记5表示。在图1的实施例中，加热元件由塞4承载。

根据图2所展示的另一实施例，在图2中由附图标记6表示的加热元件可以在液体8的液面上方由罐的壁承载。

在图1和图2中，确定脱气罐的尺寸，并以使得罐中存在的液体8之上是气态体积9的方式将脱气罐放置在热回路中。

返回图1，加热元件(这里标记为5)连接到电子控制单元7，该电子控制单元根据由压力传感器11和温度传感器12递送的值(分别为P、T)触发和/或调节加热元件的供电。由电子控制单元7发送给加热元件5的设定点Qcons使得可以触发气体体积9的温度和压力的升高，因此可以对液体8进行快速加压，从而延迟其沸腾。

为此，电子控制单元7可以将值P、T与存储在映射13中的值进行比较，以便确定液体8是否处于接近沸腾的状态。

根据一个实施例，热交换回路1可以包括发动机(未示出的发动机)的冷却回路，该冷却回路连接到热交换器10。因此，在脱气罐中循环的液体8可以是在车辆的发动机中循环以交换热量的液体。

配备有根据本发明的脱气罐的热交换回路使得可以容忍在较高温度下使用传热液体，因此限制了其流量，最终使得可以限制配备有热交换回路的车辆的燃料消耗。

Claims (10)

1.一种热交换回路(1)，包括：

-管道回路(2)，液体(8)在该管道回路中循环，该液体旨在输送热量以进行热调节；

-连接到该管道回路(2)的脱气罐(3)，该脱气罐被配置为储备膨胀体积，在该膨胀体积中，所述液体之上是一定体积的气体(9)，

其特征在于，该脱气罐(3)配备有加热元件(5，6)，该加热元件被放置成在计划的使用条件下保持在该液体(8)之外，并且被配置为使得能够直接加热在该液体(8)之上的气体(9)。

2.如权利要求1所述的热交换回路，该罐(3)包括在该罐的顶部的密封塞(4)，该塞(4)承载该加热元件(5)。

3.如权利要求1或2所述的热交换回路，其中，该罐(3)在该罐的顶部包括密封塞(4)，并且其中，该加热元件(6)的至少一部分被放置成与该罐的壁的不同于该塞(4)的一部分平齐。

4.如权利要求1至3之一所述的热交换回路，还包括：

-该液体所穿过的热交换器(10)；

-液体压力传感器(11)；

-与该加热元件(5)和该压力传感器(11)连接的电子控制单元(7)。

5.如权利要求4所述的热交换回路，其中，该电子控制单元(7)被配置为当该压力传感器(11)向该电子控制单元传输具有预定义的压力波分布的测量值时致动该加热元件(5，6)。

6.如权利要求4或5之一所述的热交换回路，还包括连接到该电子控制单元(7)的液体温度传感器(12)或估计器。

7.如权利要求6所述的热交换回路，其中，如果使用该温度估计器(12)和该压力传感器(11)获得的一对压力和温度值(P，T)位于映射(13)中记录的阈值曲线的预定义侧，即相对于该阈值曲线处于较高温度和较低压力的一侧，则该电子控制单元(7)被配置为触发由该加热元件(5，6)进行加热。

8.如权利要求4至7之一所述的热交换回路，其中，该电子控制单元(7)被配置为在激活该加热元件(5，6)时，引起在预定义的加热时间内发送预定义水平的恒定加热功率。

9.如权利要求7所述的热交换回路，其中，该电子控制单元(7)被配置为估计使用该温度估计器(12)和使用该压力传感器(11)获得的一对压力和温度值(P，T)相对于包括一系列阈值曲线或包括阈值表面的映射(13)的位置，并且该控制单元(7)被配置为在激活该加热元件(5，6)时，针对该映射上该点(P，T)的至少两个不同位置引起发送至少两个不同的加热功率。

10.一种具有废气再循环系统的机动车辆，该废气再循环系统包括如前述权利要求中任一项所述的用于冷却所述废气再循环系统的热交换回路(1)。

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