RU2679365C2

RU2679365C2 - Расширительный бачок для системы охлаждения двигателя, система охлаждения двигателя, транспортное средство и способ охлаждения двигателя

Info

Publication number: RU2679365C2
Application number: RU2015115470A
Authority: RU
Inventors: Дэвид Брин ДЭВИС; Клифф ПАУНТНИ; Хамиш МАКУИЛЛСОН
Original assignee: ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи
Priority date: 2014-04-24
Filing date: 2015-04-23
Publication date: 2019-02-07
Also published as: US9909487B2; GB2525415B; RU2015115470A3; GB201407223D0; CN105019996B; RU2015115470A; GB2525415A; US20150308326A1; CN105019996A

Abstract

Изобретение относится к расширительным бачкам системы охлаждения двигателей. Расширительный бачок (70) для системы (10) охлаждения двигателя, содержащей первый контур (1) охлаждения и второй контур (2) охлаждения, причем второй контур охлаждения выполнен с возможностью работы на отличной температуре, чем первый контур охлаждения, при этом расширительный бачок выполнен с возможностью приема хладагента и возвращения хладагента в первый и второй контуры охлаждения, при этом расширительный бачок содержит один или более клапанов (74), выполненных с возможностью управления потоком хладагента из второго контура охлаждения в расширительный бачок и/или из расширительного бачка во второй контур охлаждения в зависимости от температуры хладагента. Изобретение обеспечивает расширение арсенала технических средств. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к расширительному бачку для системы охлаждения двигателя и, в частности, но не исключительно, к расширительному бачку, содержащему клапан, который открывается и закрывается в ответ на температуру хладагента в системе охлаждения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Системы охлаждения транспортных средств становятся более сложными с необходимостью охлаждать компоненты, такие как охладители наддувочного воздуха с водяным охлаждением, охладители автоматической трансмиссии и охладители транспортного средства с гибридным приводом, при температурах, ниже которых работает обычная система охлаждения двигателя. В результате необходимости в более холодных температурах хладагента, эти компоненты очень часть охлаждаются отдельным контуром охлаждения. Такой отдельный контур охлаждения типично снабжается хладагентом из электрического водяного насоса и специального теплообменника.

В дополнение, отдельный контур охлаждения может содержать отдельный расширительный бачок, который может предусматривать объем, чтобы хладагент расширялся и дегазировал в нем. Расширительный бачок также может предусматривать местоположение для заправки хладагента в отдельном контуре охлаждения. Однако производители транспортных средств не хотят быть вынужденными заправлять отдельные бачки для хладагента вследствие необходимости в добавочном заправочном оборудовании, а также себестоимости и сложности этих обязанностей. Как результат, производители предпочли бы заправлять контуры охлаждения из единого бачка. К тому же, не удобно, чтобы конечный пользователь должен был контролировать и доливать отдельные расширительные бачки.

Соответственно, некоторые предложенные ранее двухтемпературные системы охлаждения имеют единый расширительный бачок. Оба, высокотемпературный контур охлаждения (для охлаждения двигателя), и низкотемпературный контур охлаждения (для охладителей наддувочного воздуха с водяным охлаждением, аккумуляторных батарей, и т.д.), связаны соединительным шлангом, чтобы предоставлять возможность заправки обоих контуров. Однако есть проблемы у этого типа компоновки, главным образом, обусловленные переносом тепла из одного контура в другой. Например, хладагент в низкотемпературном контуре может нагреваться, давая в результате более высокие температуры, чем требуется, и, тем самым, ухудшая рабочие характеристики зависимых систем. Это могло бы быть нейтрализовано, при повышенной себестоимости, посредством увеличения размера теплообменника и, возможно, размера электрического водяного насоса. Подобным образом, хладагент может охлаждаться посредством взаимодействия с низкотемпературным контуром. Это взаимодействие может ухудшать рабочие характеристики отопителя и экономию топлива двигателя.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно первому аспекту настоящего изобретения, предусмотрен расширительный бачок для системы охлаждения двигателя, система охлаждения содержит первый контур охлаждения и второй контур охлаждения, второй контур охлаждения выполнен с возможностью работы на отличной, например, более низкой, температуре, чем первый контур охлаждения, при этом расширительный бачок выполнен с возможностью приема хладагента и возвращения хладагента в первый и второй контуры охлаждения, при этом расширительный бачок содержит один или более клапанов, выполненных с возможностью управления, например, ограничивать поток хладагента из второго контура охлаждения в расширительный бачок и/или из расширительного бачка во второй контур охлаждения в зависимости от температуры хладагента.

Первый и второй контуры охлаждения могут находиться в сообщении по текучей среде друг с другом через расширительный бачок. Однако клапан может по существу предотвращать поток между расширительным бачком и одним из первого и второго контуров охлаждения, когда температура хладагента превышает пороговое значение. Как результат, сообщение по текучей среде и, таким образом, тепловой контакт между первым и вторым контурами охлаждения могут ограничиваться.

Расширительный бачок может быть компонентом, отдельным от других компонентов в первом и втором контурах охлаждения, таких как радиаторы, двигатель, насос системы охлаждения и теплообменники. Расширительный бачок может быть предусмотрен в наивысшей точке в контурах охлаждения.

Расширительный бачок может содержать выпускное отверстие для второго контура охлаждения. Один из клапанов может быть выполнен с возможностью избирательного блокирования выпускного отверстия для второго контура охлаждения. Например, один из клапанов может быть предусмотрен смежным к или расположенным выше по потоку от выпускного отверстия.

Расширительный бачок может содержать впускное отверстие для второго контура охлаждения. Один из клапанов может быть выполнен с возможностью избирательного блокирования впускного отверстия для второго контура охлаждения. Например, один из клапанов может быть предусмотрен смежным к или расположенным ниже по потоку от впускного отверстия.

Второй контур охлаждения может быть выполнен с возможностью работы с хладагентом на более низкой температуре, чем первый контур охлаждения. В качестве альтернативы, второй контур охлаждения может быть выполнен с возможностью работы с хладагентом на более высокой температуре, чем первый контур охлаждения.

Клапаны могут содержать затвор клапана и седло клапана. Затвор клапана и седло клапана могут быть предусмотрены во впускном отверстии и/или выпускном отверстии.

Расширительный бачок может содержать первое и второе выпускные отверстия для первого и второго контуров охлаждения соответственно. Подобным образом, расширительный бачок может содержать первое и второе впускные отверстия для первого и второго контуров охлаждения соответственно.

Каждое из впускного и выпускного отверстий для первого и второго контуров охлаждения может быть оснащено клапаном. Однако только впускное и/или выпускное отверстия для второго контура охлаждения могут быть оснащены такими клапанами. В конкретном примере, только выпускное отверстие для второго контура охлаждения может быть оснащено клапаном. В альтернативном примере, только впускное отверстие для второго контура охлаждения оснащено клапаном.

Клапаны могут быть действующими для ограничения, например, предотвращения потока из второго контура охлаждения в расширительный бачок и/или из расширительного бачка во второй контур охлаждения, когда хладагент, например, в расширительном бачке, находится выше пороговой температуры. Клапаны могут начинать закрываться при первой пороговой температуре. Клапаны могут полностью закрываться при второй пороговой температуре.

Клапаны могут быть расположены в расширительном бачке, чтобы быть погруженными в хладагент при использовании. Например, клапан может быть предусмотрен в одном из выпускных отверстий, которые могут находиться на или около дна расширительного бачка.

Расширительный резервуар дополнительно может содержать датчик температуры. Датчик температуры может быть выполнен с возможностью определения температуры хладагента, например, в расширительном бачке. Например, клапаны могут содержать термочувствительный элемент. Термочувствительный элемент может быть выполнен с возможностью открывать или закрывать клапаны в ответ на температуру хладагента, например, в расширительном бачке. В конкретном примере, клапаны могут содержать управляемый термостатом клапан, например, который может автоматически открываться или закрываться в ответ на температуру окружающего хладагента.

Система охлаждения двигателя может содержать первый контур охлаждения и второй контур охлаждения. Второй контур охлаждения может быть выполнен с возможностью работы при отличной температуре, чем первый контур охлаждения. Система охлаждения двигателя дополнительно может содержать вышеуказанный расширительный бачок.

Система охлаждения двигателя дополнительно может содержать контроллер и один или более датчиков температуры, выполненных с возможностью контролирования температуру хладагента. Контроллер может быть выполнен с возможностью приведения в действие клапана в зависимости от определенной температуры хладагента.

Система охлаждения двигателя дополнительно может содержать первый радиатор для охлаждения хладагента в первом контуре охлаждения и второй радиатор для охлаждения хладагента во втором контуре охлаждения. Первый радиатор может охлаждать хладагент до первой температуры, а второй радиатор может охлаждать хладагент до второй температуры. Вторая температура может быть отличной от первой температуры. В частности, вторая температура может быть более низкой, чем первая температура.

Система охлаждения двигателя дополнительно может содержать охладитель наддувочного воздуха. Охладитель наддувочного воздуха может быть расположен во втором контуре охлаждения, чтобы наддувочный воздух мог охлаждаться хладагентом из второго радиатора.

Двигатель, такой как двигатель внутреннего сгорания, или транспортное средство, такое как моторное транспортное средство, могут содержать вышеуказанный расширительный бачок и/или вышеуказанную систему охлаждения двигателя.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения, предусмотрен способ охлаждения двигателя, включающий в себя этапы, на которых осуществляют:

охлаждение первого контура охлаждения;

охлаждение второго контура охлаждения до температуры, отличной от первого контура охлаждения,

прием хладагента из первого и второго контуров охлаждения в расширительном бачке;

возврат хладагента в первый и второй контуры охлаждения из расширительного бачка, и

управление потоком хладагента из второго контура охлаждения в расширительный бачок и/или из расширительного бачка во второй контур охлаждения посредством клапана в зависимости от температуры хладагента.

Способ дополнительно может содержать ограничение потока хладагента из второго контура охлаждения в расширительный бачок и/или из расширительного бачка во второй контур охлаждения, когда хладагент находится выше заданной температуры.

Клапаны могут быть открыты во время сборки системы охлаждения двигателя, например, чтобы предоставлять системе охлаждения возможность заполняться хладагентом. Клапаны также могут быть открыты во время прогрева двигателя. Клапаны могут закрываться (или начинать закрываться), как только хладагент достигает заданной температуры. Клапаны могут вновь открываться (или завершать открывание), когда хладагент уходит ниже заданной температуры, например, после того, как двигатель был выключен.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для лучшего понимания настоящего изобретения, и чтобы яснее показать, каким образом оно может быть осуществлено, далее будет приведена ссылка, в качестве примера, на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1 - схема системы охлаждения для двигателя согласно примеру настоящего изобретения;

фиг. 2 – общий вид сбоку расширительного бачка согласно примеру настоящего изобретения;

фиг. 3 – вид сбоку в разрезе расширительного бачка согласно примеру настоящего изобретения с клапаном расширительного бачка в открытом положении; и

фиг. 4 – вид сбоку в разрезе расширительного бачка согласно примеру настоящего изобретения с клапаном в закрытом положении.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Со ссылкой на фиг. 1, настоящее изобретение относится к системе 10 охлаждения для охлаждения двигателя 20 внутреннего сгорания транспортного средства. Как изображено, система 10 охлаждения содержит первый контур 1 охлаждения с первым радиатором 11 и второй контур 2 охлаждения со вторым радиатором 12. Первый радиатор 11 выполнен с возможностью охлаждать хладагент до первой температуры, а второй радиатор 12 выполнен с возможностью охлаждать хладагент до второй температуры, которая, в конкретном примере, является более низкой, чем первая температура. Например, в нормальных условиях работы, хладагент в первом контуре 1 охлаждения типично может достигать приблизительно 120°C к моменту времени, когда она возвращается в первый радиатор 11. В противоположность, хладагент во втором контуре 2 охлаждения типично может достигать приблизительно 60°C к моменту времени, когда она возвращается во второй радиатор 12. (Пунктирные и сплошные линии на фиг. 1 обозначают протоки хладагента в первом и втором контурах 1, 2 охлаждения, соответственно, например, с хладагентом приблизительно, соответственно, на первой и второй температурах).

Как изображено, хладагент в первом контуре 1 охлаждения из первого радиатора 11 может поступать в двигатель 20 внутреннего сгорания через насос 30 и уходить через выход 40 двигателя. Хладагент, выходящая из выхода 40 двигателя, может возвращаться в насос 30 через первый радиатор 11. Термостат 41 может быть предусмотрен на выходе 40 двигателя, и термостат 41 может избирательно ограничивать или предотвращать поток в первый радиатор 11 в зависимости от температуры хладагента. Хладагент также может возвращаться в насос 30 через охладитель 50 рециркуляции выхлопных газов (EGR) и/или отопитель 60 кабины, расположенные в последовательности потока. Хладагент также может выходить из двигателя 20 на дополнительном выходе 42 и проходить через расширительный бачок 70 перед возвратом в насос 30. Хладагент может возвращаться из расширительного бачка 70 в первый контур 1 охлаждения через первый выход 71 расширительного бачка. В дополнение, хладагент может течь из первого радиатора 11 в расширительный бачок 70 через первый проток 15, который может быть в форме гибкого шланга.

Расширительный бачок 70 может предусматривать объем, чтобы в нем расширялся хладагент. Расширительный бачок 70 также может предусматривать местоположение, чтобы контролировался уровень хладагента, и чтобы система охлаждения доливалась хладагентом, если необходимо. Хладагент может всего лишь частично заполнять расширительный бачок, с оставшейся частью объема, занятой воздухом. По существу, расширительный бачок 70 может быть предусмотрен в или около наивысшей точки в первом и втором контурах 1, 2 охлаждения. Избыточный газ в хладагенте может выходить из жидкого хладагента в расширительном бачке 70. Соответственно, расширительный бачок 70 также может указываться ссылкой как расширительный бак, резервный бак, заправочный бак, бачок для хладагента и/или бачок для обезгаживания

Охладитель 80 наддувочного воздуха может снабжаться во втором контуре 2 охлаждения хладагентом из второго радиатора 12, охлаждающего охладитель 80 наддувочного воздуха. Хладагент может содержать воду, в каком случае, охладитель 80 наддувочного воздуха может быть охладителем наддувочного воздуха с водяным охлаждением (WCCAC). Другие устройства (не показаны) также могут быть предусмотрены во втором контуре 2 охлаждения. Насос 14 может быть предусмотрен в сообщении по потоку с выходом второго радиатора 12. Насос 14 может закачивать поток хладагента, уходящего из второго радиатора 12, в охладитель 80 наддувочного воздуха. Насос 14 может быть электрическим насосом и, по существу, насос может питаться аккумуляторной батареей и/или генератором переменного тока транспортного средства. В противоположность, насос 30 может быть с приводом от коленчатого вала двигателя. Однако, любой из насосов 14, 30 может быть с механическим приводом от электродвигателя или коленчатого вала двигателя.

Второй контур 2 охлаждения также может быть в сообщении по текучей среде с расширительным бачком 70. Например, хладагент может течь из второго радиатора 12 в расширительный бачок 70 через второй проток 16, который может быть в форме гибкого шланга. Хладагент может уходить из расширительного бачка 70 через второй выход 72 расширительного бачка, чтобы возвращаться во второй контур 2 охлаждения, например, в некоторой точке в протоке хладагента между вторым радиатором 12 и насосом 14.

Как показано на фиг. 1, расширительный бачок 70 может быть отдельным и расположенным на определенном расстоянии от других компонентов в системе 10 охлаждения. Соответственно, расширительный бачок 70 может быть присоединен по текучей среде к другим компонентам в системе 10 охлаждения трубопроводами, шлангами, трубками, и т.д.

Из вышеприведенного будет очевидно, что расширительный бачок 70 находится в сообщение по текучей среде как с первым, так и вторым контурами 1, 2 охлаждения. Однако, для ограничения смешивания хладагента из первого и второго контуров охлаждения, и, таким образом, переноса тепловой энергии из более горячего первого контура 1 охлаждения в более холодный второй контур 2 охлаждения, клапан 74 может быть предусмотрен во втором выходе 72. Клапан 74 выполнен с возможностью избирательно ограничивать, например, предотвращать поток хладагента из расширительного бачка 70 во второй контур 2 охлаждения. Клапан 74 открывается или закрывается в зависимости от температуры хладагента в расширительном бачке 70. Например, клапан 74 сконфигурирован, чтобы клапан был открыт, когда температура хладагента находится ниже порогового значения, и чтобы клапан был закрыт, когда температура хладагента находится выше порогового значения. Как результат, сообщение по текучей среде и, таким образом тепловой контакт между первым и вторым контурами охлаждения могут ограничиваться, когда температура хладагента находится выше порогового значения, и когда перенос тепла между двумя контурами 1, 2 иначе мог быть наибольшим.

Далее, со ссылкой на фиг. 2-4, будут описаны подробности расширительного бачка 70. Как изображено, расширительный бачок 70 может быть по существу сферическим. Однако, следует принимать во внимание, что расширительный бачок 70 может быть любой другой формы. Расширительный бачок 70 может содержать первую и вторую части 70a, 70b, которые могут быть соединены, например, скреплены друг с другом для формирования расширительного бачка. Первая и вторая части 70a, 70b могут быть соединены на соответствующих первой и второй закраинах 75a, 75b. Каждая из первой и второй частей 70a, 70b могут быть по существу полусферическими. Первая и вторая части 70a, 70b могут быть литыми и могут быть сделаны из формуемого материала, такого как пластмасса. Более того, расширительный бачок может быть по меньшей мере частично сделан из полупрозрачного или прозрачного материала, так что уровень хладагента может легко контролироваться.

Как показано на фиг. 2, расширительный бачок 70 может содержать заправочное впускное отверстие 73, которое может быть предусмотрено около верхней части расширительного бачка 70. Заправочное впускное отверстие 73 может содержать резьбовую часть 73’ для приема крышки (не показана). Более того, расширительный бачок 70 может содержать монтажную опору 78 для установки расширительного бачка на подрамник (не показан) транспортного средства.

Кроме того, со ссылкой на фиг. 2, расширительный бачок 70 содержит первый и второй выходы 71, 72 для возврата хладагента, соответственно, в первый и второй контуры 1, 2 охлаждения. В дополнение, расширительный бачок 70 содержит первый и второй входы 76, 77, которые принимают хладагент из первого и второго контуров 1, 2 охлаждения. Например, первый вход 76 может принимать хладагент из первого радиатора 11 через первый проток 15, а второй вход 77 может принимать хладагент из второго радиатора 12 через второй проток 16. Хладагент из дополнительного выхода 42 может проходить в расширительный бачок 70 через любой из первого и второго входов 76, 77, или через дополнительный вход (не показан). Следует принимать во внимание, что другие компоновки входов также могут быть предусмотрены, такие как общий вход для всех источников хладагента в расширительный бачок.

Далее, со ссылкой на фиг. 3 и 4, расширительный бачок 70 может содержать клапан 74, который может быть расположен, чтобы избирательно блокировать поток хладагента через второй выход 72. Первый и второй выходы 71, 72 могут находиться на или около дна расширительного бачка 70. Более того, клапан 74 может быть расположен в бачке 70 для хладагента ниже минимального уровня 79 хладагента, чтобы клапан был погружен в хладагента при использовании.

Как изображено, клапан 74 может содержать затвор 74a клапана и седло 74b клапана. Затвор 74a клапана может быть выполнен с возможностью уплотнять седло 74b клапана, когда клапан 74 находится в закрытом положении (как показано на фиг. 4). Затвор 74a клапана и/или седло 74b клапана могут содержать уплотнитель для уплотнения с другим из седла клапана и затвора клапана. Седло 74b клапана может быть сформировано частью внутренней поверхности расширительного бачка, которая расположена вокруг второго выхода 72. Затвор и седло 74a, 74b клапана могут быть по существу круглыми. Подобным образом, второй выход 72 также может иметь круглое поперечное сечение.

Клапан 74 может содержать шток 74c, присоединенный к затвору 74a клапана. Шток 74c может быть расположен с возможностью скольжения в корпусе 74d клапана, чтобы затвор 74a клапана мог скользить между открытым и закрытым положениями, как показано на фиг. 3 и 4, соответственно. Шток 74c может быть расположен вне протока 82 сквозь клапан 74 и во второй выход 72. Например, шток 74c может быть предусмотрен выше второго выхода 72. Компоновка штока 74c таким образом может доводить до максимума проходное сечение для протока 82 и, тем самым, минимизирует потерю давления на клапане 74.

Расширительный бачок 70 дополнительно может содержать одно или более креплений для установки клапана 74 на внутреннюю поверхность 83 расширительного бачка. Например, крепление 84 может быть по меньшей мере частично расположено по окружности вокруг выхода 72. Крепление 84 может выступать из внутренней поверхности 83 расширительного бачка, например, по существу в направлении внутрь. Например, крепление может выступать из внутренней поверхности 83 в направлении, которое может быть по существу параллельным продольной оси штока 74c клапана. Крепление 84 может быть цельным, например, единым с расширительным бачком 70. Например, крепление 84 может быть литым признаком расширительного бачка 70, например, первой части 70a.

Клапан 74 может содержать фланец 74e, который присоединяется к креплению 84. Фланец 74e может продолжаться от корпуса 74d клапана до крепления 84. Фланец 74e может содержать один или более проемов, чтобы допускать поток между корпусом 74d клапана и креплением 84.

Расширительный бачок 70 дополнительно может содержать датчик температуры, выполненный с возможностью определения температуры хладагента, например, в расширительном бачке. В показанном конкретном примере, клапан 74 может содержать термочувствительный элемент 90. Термочувствительный элемент 90 может быть выполнен с возможностью находиться ниже минимального уровня 79 хладагента, чтобы термочувствительный элемент находился в тепловом контакте с хладагентом при использовании. Термочувствительный элемент 90 может быть погружен в хладагент, например, хладагент может свободно течь вокруг термочувствительного элемента. Термочувствительный элемент 90 может быть предусмотрен в корпусе 74d клапана. Хладагент может быть способен поступать в корпус 74d клапана через один или более проемов, чтобы термочувствительный элемент 90 находился в тепловом контакте с хладагентом.

Термочувствительный элемент 90 может быть выполнен с возможностью открывать или закрывать клапан 74 в ответ на температуру хладагента. В конкретном примере, клапан 74 может состоять из управляемого термостатом клапана, например, который может автоматически открываться или закрываться в ответ на окружающую температуру. Термочувствительный элемент 90 может быть оперативно присоединен к затвору 74a клапана, например, через шток 74c клапана. Термочувствительный элемент 90 может содержать часть, которая реагирует, например, расширяется, сжимается или изгибается, в зависимости от температуры хладагента, и такая часть может быть выполнена с возможностью открывать и закрывать клапан 74. Например, термочувствительный элемент 90 может содержать биметаллическую пластину, которая изгибается в ответ на окружающую температуру. Клапан 74 может быть регулируемым, например, посредством регулировки термочувствительного элемента 90, так что может выбираться температура приведения в действие клапана, или может исправляться любой износ в клапане.

В показанном конкретном примере, термочувствительный элемент 90 может содержать жидкость или твердое вещество, которые могут расширяться или сжиматься в зависимости от температуры, например, по мере того, как жидкость или твердое вещество изменяют состояние. В качестве примера, термочувствительный элемент 90 может содержать парафин. Парафин может удерживаться в камере в пределах клапана 74. Парафин может плавиться вследствие повышающейся температуры хладагента и, по мере того, как парафин плавится, он может расширяться. Расширение парафина может непосредственно или опосредованно приводить в действие шток 74c клапана, чтобы закрывать клапан. Более того, затвору 74a и/или штоку 74c клапана может оказываться сопротивление пружиной, которая возвращает затвор клапана в закрытое состояние, например, как только парафин повторно затвердел.

Клапан 74, описанный выше, может работать независимо, например, от системы управления или любого другого датчика температуры. Однако, в альтернативных компоновках, может быть предусмотрен контроллер, и контроллер может быть выполнен с возможностью приведения в действие клапана 74 в зависимости от определенной температуры хладагента. Контроллер может быть выполнен с возможностью контролирования температуру хладагента в первом контуре 1 охлаждения, втором контуре 2 охлаждения и/или расширительном бачке 70 посредством одного или более датчиков температуры. Контроллер также может быть выполнен с возможностью управления интенсивностью потока хладагента в первом и/или втором контуре охлаждения, например, в силу одного или более клапанов (не показаны) и/или насосов 14, 30.

Когда клапан 74 открыт, хладагент из первого и второго контуров 1, 2 охлаждения может смешиваться посредством общего расширительного бачка 70, и тепловая энергия может переноситься между двумя контурами охлаждения. фиг. 3 показывает клапан 74 в таком положении. Клапан 74 может быть открытым, когда двигатель 20 работает на холостом ходу, и, во время сборки системы 10 охлаждения двигателя, например, чтобы предоставлять первому и второму контурам 1, 2 охлаждения возможность заправляться хладагентом. По мере того, как двигатель 20 прогревается, температура хладагента в первом контуре 1 охлаждения может оставаться низкой и, таким образом, перепад температур между хладагентом в первом и втором контурах 1, 2 охлаждения может быть небольшим. Смешивание между первым и вторым контурами 1, 2 охлаждения, поэтому, может допускаться во время прогрева двигателя, к примеру, клапан 74 может оставаться открытым во время прогрева двигателя. Позволение хладагента течь из расширительного бачка 70 во второй контур 2 охлаждения во время прогрева и холостого хода двигателя предоставляет хладагента во втором контуре охлаждения возможность обезгаживаться и расширяться в расширительном бачке.

Клапан 74 может начинать закрываться, когда хладагент в расширительном бачке 70 достигает первой пороговой температуры (например, приблизительно 50°C). При такой температуре, хладагент в первом и втором контурах 1, 2 охлаждения может начинать расходиться, и может возникать большая скорость переноса тепла между двумя контурами охлаждения. Как только клапан 74 начинает закрываться, он будет ограничивать поток хладагента из расширительного бачка 70 во второй контур 2 охлаждения, тем самым, ограничивая смешивание между двумя контурами охлаждения и уменьшая перенос тепла между ними. Клапан 74 может полностью закрываться, когда хладагент находиться на второй пороговой температуре (например, приблизительно 60°C). Как только клапан 74 полностью закрыт, поток хладагента из расширительного бачка 70 во второй контур 2 охлаждения предотвращается, и фиг. 4 показывает клапан в закрытом положении. Клапан 74 может открываться (или начинать открываться) вновь, когда хладагент заходит ниже второй пороговой температуры, например, после того, как двигатель был выключен. Дополнительная благоприятная возможность, чтобы хладагент во втором контуре 2 охлаждения дегазировался, предоставляется, как только клапан 74 начинает открываться.

В альтернативной компоновке (не показана), дополнительный клапан может быть выполнен с возможностью избирательного блокирования второго впускного отверстия 77 в расширительный бачок для второго контура 2 охлаждения. Такой дополнительный клапан может быть взамен или в дополнение к клапану 74. Дополнительный клапан может быть расположен и может работать подобным описанному для клапана 74 образом.

В дополнительной альтернативной компоновке (не показана), первый вход 76 и/или первый выход 71 для первого контура 1 охлаждения могут быть оснащены клапаном. Такие клапаны могут быть расположены и могут работать подобным описанному для клапана 74 образом. Другими словами, такие клапаны могут избирательно изолировать первый контур 1 охлаждения от второго контура 2 охлаждения в зависимости от температуры хладагента. Более того, клапан(ы) дополнительной альтернативной компоновки могут быть предусмотрены вместо или в дополнение к альтернативной компоновке, описанной в предыдущем параграфе, или клапану 74 для второго выхода 72, описанному выше.

Специалистами в данной области техники следует понимать, что, хотя изобретение было описано в качестве примера со ссылкой на один или более примеров, оно не ограничено раскрытыми примерами, и что альтернативные примеры могли бы быть созданы, не выходя из объема изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения.

Claims

1. Расширительный бачок для системы охлаждения двигателя, содержащей первый контур охлаждения и второй контур охлаждения, причем второй контур охлаждения выполнен с возможностью работы на отличной температуре, чем первый контур охлаждения, при этом расширительный бачок выполнен с возможностью приема хладагента из и возвращения хладагента в первый и второй контуры охлаждения, причем расширительный бачок содержит один или более клапанов, выполненных с возможностью управления потоком хладагента из второго контура охлаждения в расширительный бачок и/или из расширительного бачка во второй контур охлаждения в зависимости от температуры хладагента.

2. Расширительный бачок по п. 1, содержащий выпускное отверстие для второго контура охлаждения, причем один из клапанов выполнен с возможностью избирательного блокирования выпускного отверстия для второго контура охлаждения.

3. Расширительный бачок по п. 1 или 2, содержащий впускное отверстие для второго контура охлаждения, причем один из клапанов выполнен с возможностью избирательного блокирования впускного отверстия для второго контура охлаждения.

4. Расширительный бачок по п. 3, в котором клапаны содержат затвор клапана и седло клапана, причем затвор клапана и седло клапана предусмотрены на соответствующем отверстии.

5. Расширительный бачок по п. 1, содержащий первое и второе выпускные отверстия для первого и второго контуров охлаждения соответственно.

6. Расширительный бачок по п. 1, в котором клапаны выполнены с возможностью ограничения потока хладагента из второго контура охлаждения в расширительный бачок и/или из расширительного бачка во второй контур охлаждения, когда хладагент находится выше заданной температуры.

7. Расширительный бачок по п. 1, в котором клапаны выполнены с возможностью погружения в хладагент при использовании.

8. Расширительный бачок по п. 1, дополнительно содержащий датчик температуры, выполненный с возможностью определения температуры хладагента.

9. Расширительный бачок по п. 1, в котором клапаны содержат термочувствительный элемент, выполненный с возможностью открывания или закрывания клапанов в ответ на температуру хладагента.

10. Система охлаждения двигателя, содержащая первый контур охлаждения и второй контур охлаждения, причем второй контур охлаждения выполнен с возможностью работы на отличной температуре, чем первый контур охлаждения, причем система охлаждения двигателя дополнительно содержит расширительный бачок по любому из пп. 1-9.

11. Система охлаждения двигателя по п. 10, дополнительно содержащая контроллер и один или более датчиков температуры, выполненных с возможностью контролирования температуры хладагента, причем контроллер выполнен с возможностью приведения в действие клапана в зависимости от определенной температуры хладагента.

12. Система охлаждения двигателя по п. 10 или 11, дополнительно содержащая первый радиатор для охлаждения хладагента в первом контуре охлаждения и второй радиатор для охлаждения хладагента во втором контуре охлаждения, при этом первый радиатор охлаждает хладагент до первой температуры, а второй радиатор охлаждает хладагент до второй температуры, причем вторая температура является отличной от первой температуры.

13. Система охлаждения двигателя по п. 12, дополнительно содержащая охладитель наддувочного воздуха, который расположен во втором контуре охлаждения для охлаждения наддувочного воздуха хладагентом из второго радиатора.

14. Транспортное средство, содержащее расширительный бачок по любому из пп. 1-9 и/или систему охлаждения двигателя по любому из пп. 10-13.

15. Способ охлаждения двигателя, способ включает в себя этапы, на которых:

охлаждают первый контур охлаждения;

охлаждают второй контур охлаждения до температуры, отличной от первого контура охлаждения,

принимают хладагент из первого и второго контуров охлаждения в расширительном бачке;

возвращают хладагент в первый и второй контуры охлаждения из расширительного бачка, и

управляют потоком хладагента из второго контура охлаждения в расширительный бачок и/или из расширительного бачка во второй контур охлаждения посредством клапана в зависимости от температуры хладагента.

16. Способ по п. 15, дополнительно включающий в себя этап, на котором:

ограничивают поток хладагента из второго контура охлаждения в расширительный бачок и/или из расширительного бачка во второй контур охлаждения, когда хладагент находится выше заданной температуры.