專利名稱：含集成有節溫器的熱交換器的用于發動機的冷卻系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及用于發動機的冷卻系統。
背景技術：
通常通過包括從發動機接收冷卻劑流并從中帶走熱能的散熱器的冷卻系統來實 現內燃發動機的冷卻。然后冷卻劑流體回到發動機，從其吸收熱能，從而在冷卻劑流 體循環回到散熱器之前冷卻發動機。然而，當用與循環回到發動機的冷卻劑流體的溫 度范圍不同的溫度范圍內的冷卻劑流體冷卻其他發動機部件時，這些發動機部件可以 更有效地操作。
這種冷卻系統的一個示例如US 6, 997, 143所述。在US 6， 997, 143所述的冷卻系 統中，散熱器通過入口部分從內燃發動機接收液體冷卻劑。 一部分從發動機接收的液 體冷卻劑可以通過入口部分導入旁通部分，在旁通部分中沒有大量的熱傳遞發生，然 后這部分液體冷卻劑從散熱器流出。 一部分從發動機接收的液體冷卻劑可以通過入口 部分導入熱交換部分，在熱交換部分中熱能從流過熱交換部分的液體冷卻劑中帶走。 在由此降低了液體冷卻劑的溫度后，冷卻劑流然后可以從熱交換部分流出(即從散熱 器流出)并回到發動機。入口部分可以將不定量的冷卻劑流導入旁通部分和/或導入 集成到散熱器的熱交換部分，從而改變通過旁通部分和熱交換部分兩者的體積流量。 通過允許不定量的液體冷卻劑通過旁通部分和熱交換部分兩者(并從而增加或減小通 過它們的體積流量)，可以取決于內燃發動機的當前冷卻要求控制如US 6,997,1" 所述的冷卻系統排出已被冷卻至不同的溫度范圍的液體冷卻劑。
發明人在此認識到上述方案的多種問題。具體地，在任何給定的時間，us 6, 997, 14 3所述的冷卻系統只考慮到特定溫度下的單個冷卻劑流從熱交換部分流出。 這使得如果多個液體冷卻劑流將被輸送到發動機和其他發動機部件以有助于更有效 的全系統范圍冷卻，那么必須有多個節溫器和/或冷卻器定位在散熱器的下游(即并 行)。

實用新型內容
本實用新型的目的包括提供含集成有節溫器的熱交換器的用于發動機的冷卻系 統，將冷卻劑冷卻至不同的溫度范圍而不必使用與熱交換器分離設置的多個節溫器。
在一種方案中，為了解決上述問題和其他問題，提供了一種用于發動機的冷卻系 統。該系統包括熱交換器，該熱交換器具有從流過的冷卻劑流體帶走熱能的第一熱交換部分，及從流過的冷卻劑流體帶走熱量的第二熱交換部分；集成到熱交換器的第一 節溫器，該第一節溫器流體連接且機械連接到第一熱交換部分和第二熱交換部分中的 至少一個；及集成到熱交換器的第二節溫器，該第二節溫器流體連接且機械連接到第 一熱交換部分和第二熱交換部分中的至少一個。
在另一種方案中，提供一種用于發動機的冷卻系統，該冷卻系統包括從流過的 冷卻劑流體帶走熱能的第一熱交換芯部分；從流過的冷卻劑流體帶走熱能的第二熱交 換芯部分；集成到所述第一熱交換芯部分和第二熱交換芯部分的多個接收部分；多個 節溫器模塊，所述多個節溫器模塊中的每個在所述多個接收部分中的一個連接到所述 第一熱交換芯部分和第二熱交換芯部分。
在又一種方案中，提供一種用于發動機的散熱器，該散熱器包括從所述發動機 接收冷卻劑流的冷卻劑流體入口通道；從所述冷卻劑流體入口通道接收冷卻劑流的旁 通部分；從所述旁通部分接收冷卻劑流并從流過的冷卻劑流體帶走熱能的第一熱交換 芯部分；從流過的冷卻劑流體帶走熱能的第二熱交換芯部分，所述第二熱交換芯部分 流體連接到所述第一熱交換芯部分并位于所述第一熱交換芯部分的下游；集成到所述 第一熱交換芯部分的第一節溫器模塊，所述第一節溫器模塊接收通過所述旁通部分和 一部分所述第一熱交換芯部分的冷卻劑流，并從所述冷卻劑流體入口通道接收冷卻劑 流；及集成到所述第二熱交換芯部分的第二節溫器模塊，所述第二節溫器模塊接收通 過所述旁通部分和所述第一熱交換芯部分及所述第二熱交換芯部分兩者的冷卻劑流， 并從所述旁通部分接收冷卻劑流。
通過提供一種具有集成到熱交換器自身設置的多個節溫器的熱交換器，可以實現 能夠使在不同的溫度范圍下的多個冷卻劑流流出到多個發動機部件的用途更多的冷 卻系統。
此外，在一個實施例中，在這種系統中的熱交換部分和節溫器之間的端口可以集 成到熱交換器。因此，可以減少管子、軟管、連接器以及關聯的泄漏路徑。換言之， 與多個節溫器與熱交換器分離設置的系統不同，如下文公開的本實用新型的實施例考 慮到更緊湊、更簡單、更可靠及更容易地制造的發動機冷卻系統。從而可以減少本文 所述的冷卻系統的總成本。


圖l示出根據本實用新型的實施例的用于冷卻發動機和至少一個分離的發動機 部件的冷卻系統。
圖2以縱向橫截面更詳細地示出根據本實用新型的實施例的圖1的冷卻系統的正 視圖。
圖3以縱向橫截面更詳細地示出根據本實用新型的實施例的具有節溫器和端口 的圖1的冷卻系統的側視圖。施例的圖1的冷卻系統輸送和處理冷卻劑流體 的流程。
圖5示出通過根據本實用新型的實施例的圖1的冷卻系統的節溫器處理冷卻劑流 體的流程。
具體實施方式
圖1示意性地示出用于冷卻發動機102和至少一個分離的發動機部件(未示出) 的冷卻系統IOO。作為一個非限制性的示例，發動機102包括通過燃燒空氣和柴油燃 料混合物產生機械輸出的柴油發動機。替代地，發動機102可包括其他類型的發動機， 例如燃燒汽油的發動機等等。此外，發動機102可以配置在車輛的推進系統中。替代 地，發動機102可以操作在固定式發動機應用中，例如作為發電機。雖然冷卻系統 100可用于固定式發動機應用，但應理解本文所述的冷卻系統ioo特別適用于車輛發 動機應用。
冷卻系統100可以包括以下部件中的一個或多個用于從自發動機102接收的冷 卻劑流體中帶走熱能的熱交換器104,允許特定溫度范圍下的冷卻劑通過的多個節溫 器106和108。冷卻系統IOO還可包括在熱交換器104周圍并通過熱交換器104吹送 空氣從而可以對流冷卻通過熱交換器的冷卻劑流體的風扇(未示出)。熱交換器1(M 可以包括單個熱交換部分或多個熱交換部分，和/或旁通部分(圖1中未示出，但參 考圖2-圖3詳細描述)。在一些實施例中， 一部分由熱交換器104接收的冷卻劑流 體可以經旁通部分繞過集成到熱交換器104的任何熱交換部分，因此一部分例如從發 動機102 (冷卻劑流體從該發動機吸收熱能)接收的冷卻劑流體可以轉移到分離的冷 卻劑通道(在圖1中未示出)，該冷卻劑通道傳遞熱能到被吹入乘員艙的空氣。
如參考圖2-圖4詳細描述，節溫器106可以允許通過一部分熱交換器104的冷 卻劑流體通過節溫器106并流至發動機102。節溫器106可配置為溫度敏感，從而只 允許特定溫度范圍的冷卻劑流體通過節溫器106。類似地，節溫器108可以允許通過 一部分熱交換器104的冷卻劑流體通過節溫器108并流至分離的發動機部件(圖1中 未示出)。此外，節溫器108可配置為溫度敏感，從而只允許特定溫度范圍的冷卻劑 流體通過節溫器108。另外，冷卻系統100可包括流體連接各冷卻系統部件的多個冷 卻劑輸送通道。例如，如圖1所示，發動機102可經冷卻劑輸送通道101流體連接到 熱交換器104。類似地，第一節溫器106可經冷卻劑輸送通道105流體連接到發動機 102。類似地，第二節溫器108可經冷卻劑輸送通道107流體連接到分離的發動機部 件(圖l中未示出)。此外，應理解冷卻系統100可包括例如一個節溫器，三個節溫 器或四個節溫器。還應理解各個分離的節溫器可以將多個冷卻劑流輸送至相同的發動 機部件或輸送至不同的發動機部件。
通過將多個節溫器集成地設置到(和/或直接連接到)熱交換器104,不同溫度的多個冷卻劑流可,|^1^吝^" 部件。換言之，可以向需要約2(TC的冷卻劑流 的第一發動機部件和需要約30'C的冷卻劑流的第二發動機部件兩者提供該發動機部 件需要的特定溫度范圍內的冷卻劑流體。替代地，為了實現該效果，多個與熱交換器 分離的節溫器可以安裝到發動機艙的其他位置處；然而，這種設置會增加裝配要求、 成本等。
此外，通過將多個節溫器集成地設置到熱交換器104 (而沒有任何中間的軟管和 /或連接器)，從熱交換器到每個節溫器的冷卻劑流體交換可以由集成的端口測量。 因此，可以減少附加的軟管和管道的數目，并減少制造根據本實用新型的這種系統的 總成本。此外，通過減少用于輸送冷卻劑流體的軟管/管子及連接器的數目，可以減 少泄漏路徑的數目，從而提高冷卻系統的整體質量。如上所述，各個節溫器可以連接 到各種部件，例如用于增壓發動機的EGR (廢氣再循環)冷卻器、進氣冷卻器等。
圖2以縱向橫截面示出根據本實用新型的實施例的冷卻系統200的正視圖。如圖 所示，冷卻系統200可包括用于從自內燃發動機(圖2中未示出)接收的冷卻劑流體 和/或自其他發動機部件(圖2中也未示出)接收的冷卻劑流體中帶走熱能的熱交換 器2G2。在這個示例中，從熱交換器202安裝到的車輛前方的有利位置觀看該熱交換 器202。冷卻系統200還可包括集成到熱交換器202的節溫器204和節溫器212。在 這個示例中，節溫器204如圖所示位于熱交換器202的乘員側(即節溫器212安裝到 的車輛的根據美國駕駛習慣的乘員側)。相應地，節溫器212如圖所示位于熱交換器 2 02的駕駛員側。雖然圖示配置有集成到熱交換器202的兩個節溫器，但是其他實施 例可以包括具有一個、三個、四個或其他合適數目的集成到熱交換器的節溫器。如圖 所示，熱交換器202可以經由冷卻劑流體入口通道206從內燃發動機接收冷卻劑流體。 在其他實施例中，多個冷卻劑流體通道可以輸送冷卻劑流體至單個節溫器。在另外的 實施例中，多個節溫器可以從單個冷卻劑流體通道或從多個冷卻劑流體通道接收冷卻 劑流體。
熱交換器202可配置有熱交換部分203和熱交換部分2Q5,該熱交換部分2Q3和 熱交換部分205從通過其中的冷卻劑流體中帶走熱能。雖然如圖所示具有兩個熱交換 部分，但是其他的實施例可以具有例如三個、四個或五個熱交換部分。熱交換部分 203可以經流體通道(圖2中未示出)流體連接到熱交換部分205 。在其他的實施例 中，熱交換部分203可以經集成到節溫器212的流體通道(即跨接管)流體連接到熱 交換部分205。通過考慮到集成到節溫器212的跨接管，可以實現更簡單、更可靠及
較少成本的熱交換器裝配。
熱交換器202還可包括旁通部分201。旁通部分201例如可配置為從節溫器204 接收冷卻劑流，并將冷卻劑流輸送到流體出口通道207而不主動地從冷卻劑流體中帶 走任何熱能。換言之，希望基本上保持熱交換器202接收并處理的冷卻劑流體的溫度。 通過使冷卻劑流體通過繞過集成到熱交換器的熱交換部分的旁通部分(即僅通過旁通部分)，通過熱交換器的冷卻劑流體的溫度可以基本上保持。電子控制器(圖2中未 示出)控制的控制閥(圖2中未示出)可被驅動以使一部分流過旁通部分201的冷卻 劑流體直接從旁通部分輸送到流體出口通道207,從而離開熱交換器202。由熱交換 部分203接收但不允許離開熱交換器(經旁通部分201和流體出口通道207 )的冷卻 劑流體的任何部分然后可經跨接管(圖2中未示出)輸送到熱交換部分205。
由熱交換部分2 0 3接收的冷卻劑流體可以通過熱交換部分2 0 3中包括的熱交換管
(圖2中未示出)。在一些示例中，集成到熱交換部分203 (和熱交換部分205 )的 熱交換管可配置為金屬管，其可允許熱能從(流過其中的)冷卻劑流體通過金屬管壁 對流地傳遞到基本上圍繞熱交換管的空氣流。從而降低了流過其中的冷卻劑流體的溫 度。可被冷卻(至節溫器204允許從其通過的溫度范圍內)的一部分通過至少一部分 熱交換部分203的冷卻劑流體可例如經由電控閥(未示出)轉移到節溫器204。例如， 節溫器2(M可配置為允許約"。C的冷卻劑流體從其通過(從而離開熱交換器202 )。 作為一個非限制性的示例，通過節溫器204的冷卻劑流體的體積流量可以為37.85 、 56. M或".7升每分鐘(=10、 15或20加侖每分鐘)。如圖所示，冷卻劑流可以通 過多個可輸送冷卻劑流體至不同發動機部件的流體出口通道210和213。然而，在其 他的實施例中，冷卻劑流體可以僅經由單個流體出口通道或經由兩個以上流體出口通 道離開節溫器204。通過節溫器204的冷卻劑流體可以導入安裝在熱交換器202所安 裝的車輛的乘員側上的部件。例如，經由節溫器204離開的冷卻劑流體可以并行地并 且在基本上相同溫度的分離的冷卻劑流中分別轉移到EGR冷卻器和變速器冷卻器。然 而，應理解，在一些實施例中，通過節溫器204的冷卻劑流體還可輸送到安裝在車輛 的駕駛員側上的部件，或可僅輸送到安裝在車輛的駕駛員側上的部件。
由熱交換部分203接收并集中但不轉移到節溫器204的冷卻劑流體可以經跨接管
(圖2中未示出)通到熱交換部分205。經集成到熱交換部分2 05的熱交換管(圖2 中未示出)可以從通過熱交換部分205的冷卻劑流體中帶走額外的熱能。因此，通過 熱交換部分203和至少一部分熱交換部分205的冷卻劑流體可被冷卻至比通過一部分 熱交換部分2 03然后轉移到節溫器204 (例如不輸送到熱交換部分205 )的冷卻劑流 體的溫度范圍低的溫度范圍。從而可降低從熱交換部分203接收并通過熱交換部分 205的冷卻劑流體的溫度。如圖2所示，通過熱交換部分205并由熱交換部分205冷 卻的冷卻劑流體然后可由節溫器212接收，冷卻劑的溫度被冷卻至節溫器212配置為 允許從其通過的溫度范圍。例如，節溫器212可配置為允許約l(TC的冷卻劑流體從 其通過(從而離開熱交換器202 )。作為一個非限制性的示例，通過節溫器212的冷 卻劑流體的體積流量可以在7. 57至37. 85升每分鐘(=2至10加侖每分鐘)的范圍 內。如圖所示，冷卻劑流可以通過多個可輸送冷卻劑流體至不同發動機部件的流體出 口通道214和215。然而，在其他的實施例中，冷卻劑流體可以僅經由單個流體出口 通道或經由兩個以上流體出口通道離開節溫器212。通過節溫器的冷卻劑流體可以導入安裝在熱交換器202所安裝的車輛的駕駛員側上的部件。例如，經由節溫器 212離開的冷卻劑流體可以作為單個冷卻劑流離開節溫器，分離成基本上相同溫度的 分離的冷卻劑流，然后分別轉移到進氣冷卻器和燃料冷卻器。然而，應理解，在一些 實施例中，通過節溫器212的冷卻劑流體還可輸送到安裝在車輛的乘員側上的部件， 或可僅輸送到安裝在車輛的乘員側上的部件。
通過考慮到將使用具有類似溫度范圍的冷卻劑流體可更有效地操作的部件接近 彼此設置在車輛的兩側之一上(即駕駛員側或乘員側)，熱交換器的相應惻上的節溫 器可接近于這些部件設置。因此，可以減少流動距離，例如管子長度、軟管長度或管 道長度，并可以節省整體發動機艙空間。
此外，雖然如圖所示配置有基本上垂直于附圖的平面(即橫向流動配置)的空氣 流，但在其他實施例中，熱交換器202可配置有基本上平行于流過其中的冷卻劑流體 的方向流動的空氣流。例如，熱交換器202可配置有基本上平行于通過熱交換部分的 冷卻劑流的空氣流。這表現為平行流動設置(即通過熱交換部分的冷卻劑流的方向與 通過特定熱交換部分的空氣流的方向基本上一致)或反向流動設置(即流過熱交換部 分的冷卻劑流的方向與通過特定熱交換部分的空氣流的方向基本上相反)。
如上所述，通過如圖2所示設置集成到熱交換部分的節溫器，熱交換部分和節溫 器之間的端口可以集成到冷卻系統。在一些實施例中，節溫器可配置為包括以卡扣、 螺旋或其他方式直接緊固到熱交換部分的模塊殼體的模塊。相應地，在一些實施例中， 熱交換部分可包括可配置為接收以卡扣、螺旋或其他方式直接緊固到熱交換部分的節 溫器模塊的接收位置。這種配置可增加制造便利性并考慮到更簡單的系統維護和節溫 器更換。在一個實施例中，每個節溫器和/或熱交換部分使用可進一步增加整體冷卻 系統的模塊性的共同的殼體結構。此外，用于流體連接熱交換部分的跨接管可集成到 節溫器設置。因此，可以減少管子、軟管、連接器和關聯的泄漏路徑的數目。換言之， 相比于在發動機艙內的不同位置處分離于熱交換器設置的多個節溫器，本文所述的本 實用新型的示例實施例考慮到更緊湊、更簡單、更可靠且更容易制造的冷卻系統。從 而降低了本文所述的冷卻系統的總成本。
圖3以縱向橫截面更詳細地示出根據本實用新型的實施例的具有節溫器和端口 的冷卻系統200的側視圖。如圖所示，冷卻系統200可包括用于從自內燃發動機(圖 3中未示出)接收的冷卻劑流體和/或自其他發動機部件(圖3中也未示出)接收的 冷卻劑流體中帶走熱能的熱交換器202。在一些實施例中，熱交換器202可配置為具 有一個、兩個或其他合適數目的熱交換芯部分的散熱器。冷卻系統200還可包括集成 到熱交換器2 02的節溫器204和節溫器"2。冷卻系統200還可包括可配置為響應于 至少一個發動機搡作參數控制節溫器204和212內部的閥(即電磁閥)的電子控制單 元(ECU)(未示出)。雖然圖示配置有集成到熱交換器202的兩個節溫器，但是其 他實施例可以包括具有一個、三個、四個或其他合適數目的集成到熱交換器的節溫器。如圖所示，熱交換器202可以經由冷卻劑流體入口通道303從內燃發動機接收冷卻劑 流體。在其他實施例中，多個冷卻劑流體通道可以輸送冷卻劑流體至單個節溫器。在 另外的實施例中，多個節溫器可以從單個冷卻劑流體通道或從多個冷卻劑流體通道接 收冷卻劑流體。
如圖3所示，冷卻劑流可以經由冷卻劑流體入口通道303從泵接收。 一部分該冷 卻劑流可經由冷卻劑流體通道308轉移至節溫器204。該冷卻劑流的剩余部分可被轉 移至旁通部分201。 一部分由旁通部分201接收的冷卻劑流然后可經由冷卻劑流體出 口通道312通過熱交換器202離開(從而離開熱交換器202而不通過任何熱交換部 分)。此外， 一部分經由冷卻劑流體出口通道312通過熱交換器202離開的冷卻劑流 體可經冷卻劑流體通道313轉移至節溫器212。
如圖3所示，一部分通過旁通部分201的冷卻劑流體可被轉移至熱交換部分203, 在此熱能可從通過熱交換部分203的冷卻劑流體中帶走。 一部分通過熱交換部分203 的冷卻劑流體可經冷卻劑流體通道310轉移至節溫器204。在一些實施例中，節溫器 204可配置(或由ECU控制)以僅允許單個溫度范圍的流體從中通過。例如，經冷卻 劑流體通道308和冷卻劑流體通道310由節溫器204接收的冷卻劑流體可在節溫器 204中混合以產生具有與經冷卻劑流體通道308和310接收的冷卻劑流的溫度不同的 溫度的冷卻劑流。節溫器204從而可配置為允許僅當這兩個分離的冷卻劑流在節溫器 204中(或在一些實施例中在節溫器204的上游)混合時才可達到的溫度范圍內的冷 卻劑流體通過節溫器204。在其他實施例中，節溫器204可配置為允許不同溫度范圍
的冷卻劑流從中通過。例如，除了允許結合了兩個分離的冷卻劑流(從冷卻劑流體通 道308和310接收)的冷卻劑流，節溫器204可配置(或由ECU控制)以當由電子控 制單元接收的控制信號控制時允許從冷卻劑流體通道3 0 8或從冷卻劑流體通道310接
收的冷卻劑流的典型溫度范圍內的冷卻劑流通過節溫器204。
應理解，雖然如圖3所示能夠從兩個分離的冷卻劑流體通道308和310接收冷卻 劑流，但在其他的實施例中，節溫器204可配置為從一個、三個、四個或其他合適數 目的冷卻劑流體通道接收冷卻劑流。還應理解，雖然如圖所示與熱交換器202分離， 但在一些實施例中，節溫器204 (以及冷卻劑流體通道308和310)可以集成到一個 (或多個)殼體中，該殼體集成到熱交換器202。因此，可以減少冷卻劑流體通道的 長度，可以減少冷卻劑流體通道連接點的數目，可以提高制造的整體便利性。此外， 節溫器2 04、冷卻劑流體通道308 、冷卻劑流體通道310和冷卻劑流體入口通道303
可以集成到模塊殼體單元，在一些實施例中，該模塊殼體單元可作為單個單元安裝在 熱交換器202上。另外，本文所述的冷卻劑流體通道可配置為例如管道、管子或軟管。 相應地，本文所述的冷卻劑流體通道的橫截面形狀可為圓形、橢圓形、矩形、六邊形、 八邊形或其他合適的橫截面形狀。
如圖3所示，通過熱交換部分205的冷卻劑流體然后可經冷卻劑流體通道3"由節溫器212接收。在一些實施例中，節溫器212可配置(或由ECU控制)以僅允許單 個溫度范圍的流體從中通過。例如，經冷卻劑流體通道313和冷卻劑流體通道314由 節溫器212接收的冷卻劑流體可在節溫器212中混合以產生具有與經冷卻劑流體通道 31 3和314接收的冷卻劑流的溫度不同的溫度的冷卻劑流。節溫器212從而可配置(或 由ECU控制)以允許僅當這兩個分離的冷卻劑流在節溫器212中(或在一些實施例中 在節溫器212的上游)混合時可達到的溫度范圍內的冷卻劑流體通過節溫器212。在 其他實施例中，節溫器212可配置為允許不同溫度范圍的冷卻劑流從中通過。例如， 除了允許結合了兩個分離的冷卻劑流(從冷卻劑流體通道313和314接收)的冷卻劑 流，節溫器212可配置(或由BCU控制)以允許從冷卻劑流體通道313或從冷卻劑流 體通道314接收的冷卻劑流的典型溫度范圍內的冷卻劑流通過節溫器212。
應理解，雖然如圖3所示能夠從兩個分離的冷卻劑流體通道313和314接收冷卻 劑流，但在其他的實施例中，節溫器212可配置為從一個、三個、四個或其他合適數 目的冷卻劑流體通道接收冷卻劑流。還應理解，雖然如圖所示與熱交換器202分離， 但在一些實施例中，節溫器212 (以及冷卻劑流體通道313和314)可以集成到一個
(或多個)模塊殼體中，該模塊殼體集成到熱交換器202。因此，可以減少冷卻劑流 體通道的長度，可以減少冷卻劑流體通道連接點的數目，可以提高制造和維護的整體 便利性。此外，節溫器212、和/或冷卻劑流體通道313、和/或冷卻劑流體通道314、 和/或冷卻劑流體出口通道312可以集成到模塊殼體單元，在一些實施例中，該模塊 殼體單元可作為單個單元安裝在熱交換器202上。
圖4示出通過冷卻系統200(如圖2所示)輸送和處理冷卻劑流體的流程。在402， 冷卻劑流體可由熱交換器從發動機或發動機部件經泵和冷卻劑流體入口通道接收。在 404，冷卻劑流可被接收并通過旁通部分(該旁通部分繞過集成到熱交換器的熱交換 部分從而不主動地從流過其中的冷卻劑流體中帶走熱能)。在406, —部分通過旁通 部分的冷卻劑流體可經冷卻劑流體出口通道從熱交換器流出。冷卻劑流的剩余部分
(即在通過旁通部分之后沒有立即從熱交換器流出的部分冷卻劑流)然后可在408被 轉移通過第一熱交換部分，第一熱交換部分從流過其中的冷卻劑流中帶走熱能。在通 過第一熱交換部分的至少一部分后，足夠量的熱能可從冷卻劑流中帶走，以使冷卻劑 流體的溫度可被冷卻至第一節溫器允許可在410被轉移至第一節溫器的冷卻劑流體 通過第一節溫器的溫度范圍內。
冷卻劑流的剩余部分(即在通過旁通部分之后沒有立即從熱交換器流出的部分冷 卻劑流)或通過第一節溫器的部分然后可被轉移通過第二熱交換部分，第二熱交換部 分從流過其中的冷卻劑流中帶走熱能。在通過第二熱交換部分的至少一部分后'足夠 量的熱能可從冷卻劑流中帶走，以使冷卻劑流體的溫度可被冷卻至第二節溫器允許
(可在412被轉移至第二節溫器的)冷卻劑流體通過第二節溫器的溫度范圍內。
圖5示出通過節溫器處理冷卻劑流體的流程。在502,節溫器可接收在整個冷卻系統的當前循環中未通過熱交換部分的第一冷卻劑流。例如，該節溫器可配置為直接 從冷卻系統的上游的泵接收冷卻劑流或該節溫器可配置為從集成到熱交換器的旁通 部分接收冷卻劑流。在5(M,該節溫器可接收已通過至少一個熱交換部分的一部分的 第二冷卻劑流，然后可以和在502由節溫器接收的冷卻劑流混合。應理解，在其他實 施例或操作模式中，節溫器可配置為接收單個冷卻劑流或三個、四個或其他合適數目 的冷卻劑流并使這樣的冷卻劑流從中通過。
在506，可確定節溫器內的結合的冷卻劑流(即第一冷卻劑流和第二冷卻劑流的 結合)是否在允許通過該節溫器的溫度范圍內。如果在5 06的回答為否，則可調節第 一冷卻劑流的體積流量和/或第二冷卻劑流的體積流量，因此增加或降低了結合的冷 卻劑流的溫度以使其處在節溫器允許從中通過的溫度范圍內。在508的流量調節后， 可再次在506確定節溫器內的結合的冷卻劑流是否在允許通過該節溫器的溫度范圍 內。如果在506的回答仍為否，則例程執行另一次迭代(并繼續如此)直到結合的冷 卻劑流的溫度在適合的溫度范圍內。當確定結合的冷卻劑流的溫度在適合的溫度范圍 內時(即在506的回答為是)，結合的冷卻劑流可在510從節溫器流出并導入發動機 或發動機部件。
通過如上所述設置集成到熱交換器的節溫器和相關的冷卻劑流體通道，可以減少 冷卻劑流體通道的長度(和現有技術中節溫器與熱交換器基本上空間分離的情況相 比)。因此，由于熱交換器旁通部分與節溫器自身之間的較小的距離，經節溫器離開 的冷卻劑流體的溫度可更精密地控制。從而通過本文所述的本實用新型的實施例可實 現更可靠而有效的冷卻系統。
應注意，對于車輛應用，連接各冷卻系統部件的各冷卻劑流體通道可包括一個或 多個彎曲或彎道以適應具體的車輛設置。此外，各冷卻系統部件和連接各冷卻系統部 件的冷卻劑流體通道的橫截面形狀可為圓形、橢圓形、矩形、六邊形或任何其他合適 的形狀。此外，應理解，在一些實施例中，冷卻系統100可包括圖1-圖3中未示出 的另外的部件或可省略本文所述的部件。
應理解，本文所述的配置本質上是示例性的，且這些具體的實施例不視為具有限 制意義，因為各種變形是可能的。本實用新型的主題包括本文所述的各種系統和配置 和其他特征、功能、和/或屬性的所有新穎和非顯而易見的組合和子組合。
本申請的權利要求特別指出視為新穎和非顯而易見的特定組合和子組合。這些權利要 求可能涉及"一個"元素或"第一"元素或其等價。這些權利要求應理解為包括一個 或一個以上這種元素的結合，而不要求或排除兩個或兩個以上這種元素。所公開的特 征、功能、元素和/或屬性的其他組合和子組合可通過本申請權利要求的修改或通過 本申請或相關申請提供新的權利要求來請求保護。這些權利要求，無論比原權利要求 范圍寬、窄、相等或不同都視為包括在本實用新型的主題中。
權利要求1.一種用于發動機的冷卻系統，其特征在于，所述冷卻系統包括熱交換器，所述熱交換器包括從流過的冷卻劑流體帶走熱能的第一熱交換部分，和從流過的冷卻劑流體帶走熱能的第二熱交換部分；集成到所述熱交換器的第一節溫器，所述第一節溫器流體連接且機械連接到所述第一熱交換部分和第二熱交換部分中的至少一個；及集成到所述熱交換器的第二節溫器，所述第二節溫器流體連接且機械連接到所述第一熱交換部分和第二熱交換部分中的至少一個。
2. 如權利要求1所述的冷卻系統，其特征在于，所述第一節溫器和第二節溫器 相對于所述第一熱交換部分并相對于所述第二熱交換部分設置在不同位置上。
3. 如權利要求1所述的冷卻系統，其特征在于，所述熱交換器還包括允許至少 一部分流過所述熱交換器的冷卻劑流體繞過所述第一熱交換部分和所述第二熱交換 部分的旁通部分。
4. 如權利要求2所述的冷卻系統，其特征在于，所述第一節溫器從所述第一熱 交換部分接收冷卻劑流并轉移一部分所述冷卻劑流至變速器冷卻器。
5. 如權利要求4所述的冷卻系統，其特征在于，還包括響應于搡作參數改變所 述第一節溫器從所述第一熱交換部分接收的冷卻劑流體的量的控制器。
6. 如權利要求2所述的冷卻系統，其特征在于，所述第一節溫器從所述第一熱 交換部分接收冷卻劑流并從所述旁通部分接收冷卻劑流，且轉移一部分接收的冷卻劑 流至變速器冷卻器。
7. 如權利要求4所述的冷卻系統，其特征在于，所述第二節溫器接收通過所述 第一熱交換部分及至少部分所述第二熱交換部分的冷卻劑流，并轉移一部分接收的冷 卻劑流至進氣冷卻器。
8. 如權利要求3所述的冷卻系統，其特征在于，所述第二節溫器接收通過所述 第一熱交換部分及至少部分所述第二熱交換部分的冷卻劑流，并從所述旁通部分接收 冷卻劑流。
9. 如權利要求7所述的冷卻系統，其特征在于，所述第二節溫器接收的通過所 述第一熱交換部分及至少部分所述第二熱交換部分的冷卻劑流處在比所述第一節溫 器從所述第一熱交換部分接收的冷卻劑流的溫度范圍低的溫度范圍中。
10. —種用于發動機的冷卻系統，其特征在于，所述冷卻系統包括 從流過的冷卻劑流體帶走熱能的第一熱交換芯部分； 從流過的冷卻劑流體帶走熱能的第二熱交換芯部分； 集成到所述第一熱交換芯部分和第二熱交換芯部分的多個接收部分； 多個節溫器模塊，所述多個節溫器模塊中的每個在所述多個接收部分中的一個連接到所述第一熱交換芯部分和第二熱交換芯部分。
11. 如權利要求10所述的冷卻系統，其特征在于，所述多個節溫器模塊中的每 個相對于所述第一熱交換芯部分并相對于所述第二熱交換芯部分設置在不同位置上。
12. 如權利要求10所述的冷卻系統，其特征在于，還包括允許至少一部分冷卻 劑流體繞過所述第一熱交換芯部分并繞過所述第二熱交換芯部分的旁通部分。
13. 如權利要求10所述的冷卻系統，其特征在于，所述多個節溫器模塊中的一個從所述第一熱交換芯部分接收冷卻劑流。
14. 如權利要求13所述的冷卻系統，其特征在于，還包括響應于搡作參數改變 所述多個節溫器模塊中的一個從所述第一熱交換芯部分接收的冷卻劑流體的量的控制器。
15. 如權利要求12所述的冷卻系統，其特征在于，所述多個節溫器模塊中的一 個從所述第一熱交換芯部分接收冷卻劑流并從所述旁通部分接收冷卻劑流。
16. 如權利要求10所述的冷卻系統，其特征在于，所述多個節溫器模塊中的一 個接收通過所述第一熱交換芯部分及至少部分所述第二熱交換芯部分的冷卻劑流，并 轉移一部分所述冷卻劑流至燃料冷卻器。
17. 如權利要求12所述的冷卻系統，其特征在于，所述多個節溫器模塊中的一 個接收通過所述第一熱交換芯部分及至少部分所述第二熱交換芯部分的冷卻劑流，并 從所述旁通部分接收冷卻劑流。
18. —種用于發動機的散熱器，其特征在于，所述散熱器包括 從所述發動機接收冷卻劑流的冷卻劑流體入口通道；從所述冷卻劑流體入口通道接收冷卻劑流的旁通部分；從所述旁通部分接收冷卻劑流并從流過的冷卻劑流體帶走熱能的第一熱交換芯 部分； .從流過的冷卻劑流體帶走熱能的第二熱交換芯部分，所述第二熱交換芯部分流體 連接到所述第一熱交換芯部分并位于所述第一熱交換芯部分的下游；集成到所述第一熱交換芯部分的第一節溫器模塊，所述第一節溫器模塊接收通過 所述旁通部分和一部分所述第一熱交換芯部分的冷卻劑流，并從所述冷卻劑流體入口 通道接收冷卻劑流；及集成到所述第二熱交換芯部分的第二節溫器模塊，所述第二節溫器模塊接收通過 所述旁通部分和所述第一熱交換芯部分及所述第二熱交換芯部分兩者的冷卻劑流，并 從所述旁通部分接收冷卻劑流。
19. 如權利要求18所述的散熱器，其特征在于，所述旁通部分允許至少一部分 冷卻劑流體繞過所述第一熱交換芯部分并繞過所述第二熱交換芯部分。
20. 如權利要求19所述的散熱器，其特征在于，所述第一節溫器模塊接收的通 過所述旁通部分和一部分所述第一熱交換芯部分的冷卻劑流處在比所述第二節溫器 模塊接收的通過所述旁通部分和所述第一熱交換芯部分及所述第二熱交換芯部分兩 者的冷卻劑流的溫度范圍高的溫度范圍中。
專利摘要本實用新型涉及含集成有節溫器的熱交換器的用于發動機的冷卻系統。提供了一種用于發動機的冷卻系統。該系統包括熱交換器，該熱交換器包括從流過的冷卻劑流體帶走熱能的第一熱交換部分，和從流過的冷卻劑流體帶走熱能的第二熱交換部分；集成到熱交換器的第一節溫器，該第一節溫器流體連接且機械連接到第一熱交換部分和第二熱交換部分中的至少一個；及集成到熱交換器的第二節溫器，該第二節溫器流體連接且機械連接到第一熱交換部分和第二熱交換部分中的至少一個。本實用新型可以減少管子、軟管、連接器以及關聯的泄漏路徑從而實現更緊湊、更簡單、更可靠及更容易地制造的發動機冷卻系統并減少總成本。
文檔編號F01P3/12GK201433814SQ20092014954
公開日2010年3月31日 申請日期2009年4月23日 優先權日2008年4月29日
發明者羅伯特·霍恩布洛爾·梅爾 申請人:福特環球技術公司