冷却结构以及配备有所述冷却结构的机动车辆的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于冷却机动车辆的燃式发动机的冷却系统。本发明还涉及一种配备有所述冷却系统的机动车辆。

背景技术：

机动车辆的燃式发动机通常利用在连接到燃式发动机的冷却回路中循环的液体冷却剂协助冷却，其中由燃式发动机驱动的液体冷却剂泵耦连到冷却回路中以使得液体冷却剂循环。这种被机械地驱动的液体冷却剂泵包括泵转子，所述泵转子经由机械力传递结构连接到燃式发动机的旋转轴，以便由所述燃式发动机驱动。泵转子从而将会以一转速旋转，所述转速取决于燃式发动机的每分钟转数，以及通过液体冷却剂泵在冷却回路中产生的液体冷却剂流从而取决于燃式发动机的每分钟转数。恒温器通常用于调节循环液体冷却剂的温度。恒温器根据液体冷却剂的温度控制液体冷却剂从燃式发动机流动到液体冷却剂散热器，以在液体冷却剂返回燃式发动机之前在所述液体冷却剂散热器中冷却，或在不经过液体冷却剂散热器的情况下直接地回到燃式发动机。流动通过液体冷却剂散热器的液体冷却剂借助于当机动车辆处于运动中时通过相对于液体冷却剂散热器的迎面风吹动的空气冷却。风扇能够与冷却功率增加有关、例如与重发动机负载和高环境温度有关而启动，以便产生通过液体冷却剂散热器的附加稳健空气流。

在冷启动期间，期望的是实现燃式发动机的快速升温，以便能够满足排气净化方面的适用要求，并且最小化燃料消耗。为在冷启动期间尽可能快速地实现燃式发动机的快速升温，能够期望的是减少通过燃式发动机的液体冷却剂流，以使得液体冷却剂流少于由通过燃式发动机驱动的液体冷却剂泵产生的液体冷却剂流。此外，燃式发动机驱动的液体冷却剂泵能够产生相对于低发动机负载的已升温的燃式发动机中所需的冷却功率而言不必要的大量液体冷却剂流。在冷启动期间和低发动机负载下，从而有利的是能够维持液体冷却剂流少于由通过燃式发动机驱动的液体冷却剂泵产生的液体冷却剂流。

根据权利要求1前序部分的冷却系统此前从US 8196553B2中已知。这种已知的冷却系统包括两个不同的液体冷却剂泵，以使得液体冷却剂在连接到燃式发动机的冷却回路中循环。这些液体冷却剂泵中的一个是燃式发动机驱动的液体冷却剂泵，所述液体冷却剂泵能够借助于连接装置从燃式发动机脱离连接，而其他液体冷却剂泵是电动的液体冷却剂泵。在具有低冷却需求的冷启动期间和低发动机负载下，前一种液体冷却剂泵能够在电动的液体冷却剂泵以适于产生期望的低液体冷却剂流的转速驱动的同时从燃式发动机脱离连接。

发明目的

本发明的目的是提供一种在上文中描述类型的具有新颖和有利设计的冷却系统。

技术实现要素：

所述目的根据本发明借助于具有在权利要求1中限定的特征的冷却系统实现。

根据本发明的冷却系统包括：

-冷却回路，以便借助于在冷却回路中流动的液体冷却剂冷却机动车辆的燃式发动机，

-第一液体冷却剂泵，以便使得液体冷却剂在冷却回路中循环，其中所述第一液体冷却剂泵设置在冷却回路的第一管线中，并且所述第一液体冷却剂泵设置成由燃式发动机驱动，

-连接装置，第一液体冷却剂泵能够借助于所述连接装置从燃式发动机脱离连接，以及

-第二液体冷却剂泵，以便使得液体冷却剂在冷却回路中循环，其中所述第二液体冷却剂泵是电动的并且设置在冷却回路的第二管线中。

所述第二管线具有入口和出口，所述入口在第一管线中的第一点处连接到第一管线，所述出口在第一管线的所述第一点下游的第二点处连接到第一管线。止回阀设置在所述第二点处，其中所述止回阀包括可枢转地安装的阀瓣，所述阀瓣能够在第一终位与第二终位之间枢转，在所述第一终位，阀瓣枢转远离第一管线并且覆盖第二管线的出口，以便由此防止液体冷却剂在第二管线中的回流，在第二终位，阀瓣枢转远离第二管线的出口并且横贯第一管线延伸，以便由此防止液体冷却剂在第一管线的所述第一点与所述第二点之间延伸的部段中的回流。阀瓣设置成在液体冷却剂在第一液体冷却剂泵的作用下流动通过第一管线的所述部段并且同时第二液体冷却剂泵关闭的情况下，所述阀瓣采取所述第一终位，并且在液体冷却剂在第二液体冷却剂泵的作用下流动通过第二管线并且同时第一液体冷却剂泵关闭的情况下，所述阀瓣采取所述第二终位。

利用根据本发明的解决方案，同一阀瓣在无需借助于需要应用的控制装置对阀瓣进行任何主动控制的情况下用在第一操作状况中，以防止回流通过第二管线，并且用在第二操作状况中，以防止回流通过第一管线的部段。阀瓣还允许以下有利流动情况，使得在仅第一液体冷却剂泵在操作中的操作状况中以及在第二液体冷却剂泵在操作中的操作状况中，液体冷却剂的路径均经过第二管线连接到第一管线的出口处的区域。

根据本发明的一个实施方式，第一液体冷却剂泵设置在第一管线的所述第一点与所述第二点之间延伸的部段中，以及在这种情况下，两个液体冷却剂泵从而与彼此并联连接，以及阀瓣将会在液体冷却剂在电动的第二液体冷却剂泵的作用下流动通过第二管线并且同时第一液体冷却剂泵从燃式发动机脱离连接的情况下防止液体冷却剂流动通过第一液体冷却剂泵。作为结果，第一液体冷却剂泵当所述液体冷却剂泵不工作时将不会引起循环液体冷却剂中的任何压力下降，这继而导致第二液体冷却剂泵所需以实现期望的液体冷却剂流的泵功率输出下降，并且从而导致驱动第二液体冷却剂泵所消耗的能量下降。

根据本发明的冷却系统的其他有利特征在从属权利要求中并且在下文中的具体实施方式中呈现。

本发明还涉及一种具有在权利要求8中限定的特征的机动车辆。

附图说明

本发明将会在下文中利用实施方式的协助并且参照附图更详细地描述，所述附图示出：

图1是根据本发明的第一实施方式的冷却系统的框图，

图2a是根据图1的冷却系统的一部分的示意图，其中示出被包括在冷却系统中的止回阀中的阀瓣处于第一终位，

图2b是对应于图2a的示意图，但其中示出阀瓣处于第二终位，

图3是所述止回阀的更大比例的示意图，

图4是根据本发明的第二实施方式的冷却系统的框图，以及

图5是根据本发明的第三实施方式的冷却系统的框图。

具体实施方式

图1展示根据本发明的一个实施方式的冷却系统1。冷却系统1包括冷却回路2，所述冷却回路用于借助于流动通过冷却回路、优选地呈具有可选的凝固点降低添加剂(诸如乙二醇)的水的形式的液体冷却剂冷却机动车辆4的燃式发动机3。液体冷却剂散热器5耦连到冷却回路2中以冷却所述液体冷却剂。

冷却系统1包括用于使得液体冷却剂在冷却回路2中循环的第一液体冷却剂泵10，其中所述第一液体冷却剂泵10设置在冷却回路2的第一管线9中，并且所述第一液体冷却剂泵设置成由燃式发动机3经由机械力传递结构11驱动。第一液体冷却剂泵10配备有泵转子，所述泵转子经由所述力传递结构11连接到燃式发动机3的旋转轴，以便允许泵转子在燃式发动机的所述旋转轴的作用下旋转。

冷却系统1还包括用于使得液体冷却剂在冷却回路2循环的第二液体冷却剂泵12，其中所述第二液体冷却剂泵12是电动的并且设置在冷却回路的第二管线13中。第二液体冷却剂泵12配备有泵转子，所述泵转子连接到电机的输出轴以允许泵转子在所述电机的作用下旋转。第二管线13具有入口13a和出口13b，所述入口在第一管线的第一点P1处连接到第一管线9，所述出口在第一管线的所述第一点P1下游的第二点P2处连接到第一管线9。在冷却回路2中循环的液体冷却剂能够被引导，以便经由第一管线9的在点P1与P2之间延伸的部段14绕过第二液体冷却剂泵12。

液体冷却剂散热器5的液体冷却剂出口7b经由所述第一管线9连接到燃式发动机3的液体冷却剂入口8a，以及燃式发动机3的液体冷却剂出口8b经由冷却回路2的第三管线15连接到液体冷却剂散热器5的液体冷却剂入口7a。所述第三管线15经由冷却回路的第四管线16连接到所述第一管线9。所述第四管线16在第一管线的所述第一和第二点P1，P2上游的第三点P3处连接到第一管线9，并且设置成允许液体冷却剂在液体冷却剂不经过液体冷却剂散热器5的情况下从燃式发动机的液体冷却剂出口8b返回到燃式发动机的液体冷却剂入口8a。第四管线16从而构成旁通管线，在冷却回路2中循环的液体冷却剂能够通过所述旁通管线被引导，以便在所述液体冷却剂在燃式发动机3的液体冷却剂出口8b与液体冷却剂入口8a之间经过期间绕过液体冷却剂散热器5。液体冷却剂通过燃式发动机内部的液体冷却剂管道在燃式发动机3的液体冷却剂入口8a与液体冷却剂出口8b之间循环，同时从燃式发动机吸收热量。

恒温器17耦连到第三管线15中。所述恒温器17设置成根据液体冷却剂的温度调节液体冷却剂到液体冷却剂散热器5和到所述第四管线16的流动。

流动通过液体冷却剂散热器5的液体冷却剂借助于当机动车辆处于运动中时通过相对于液体冷却剂散热器的迎面风吹动的空气冷却。冷却系统1还能够包括风扇(未示出)，所述风扇设置成根据需要产生通过液体冷却剂散热器5的空气流。所述风扇能够设置成由电机驱动，或连接到燃式发动机3，以便由所述燃式发动机驱动。

第一液体冷却剂泵10能够借助于电控制的连接装置18从燃式发动机3脱离连接。

止回阀20设置在前述的第二点P2处。所述止回阀20包括可枢转地安装的阀瓣21，所述阀瓣能够围绕枢转周线22在第一终位(参见图2a)与第二终位(参见图2b)之间枢转，在所述终位，阀瓣21枢转远离第一管线9并且覆盖第二管线13的出口13b，以便由此防止液体冷却剂在第二管线13中的回流，在所述第二终位，阀瓣21枢转远离第二管线13的出口13b并且横贯第一管线9延伸，以便由此防止体冷却剂在第一管线9的所述第一点P1与所述第二点P2之间延伸的部段14中的回流。在图3中，阀瓣21在第二终位t利用实线描绘，并且在第一终位t利用虚线描绘。阀瓣21设置成在液体冷却剂在第一液体冷却剂泵10的作用下流动通过第一管线9的所述部段14并且同时第二液体冷却剂泵12关闭的情况下，所述阀瓣采取所述第一终位，并且在液体冷却剂在第二液体冷却剂泵12的作用下流动通过第二管线13并且同时第一液体冷却剂泵10从燃式发动机3脱离连接并且从而关闭的情况下，所述阀瓣采取第二终位。在两个液体冷却剂泵10，12均在操作中的状况中，阀瓣21将会采取两个终位之间的某个位置。

在所述第一终位，阀瓣21抵靠设置在第二管线13的出口13b处的第一肩部23(参见图3)，以及在所述第二终位，阀瓣21抵靠设置在第一管线9中的第二肩部24。

阀瓣21有利地设置成在两个液体冷却剂泵10，12均关闭并且没有液体冷却剂流动通过第一和第二管线9，13的情况下在重力和/或作用在阀瓣21上的弹簧元件25的弹簧力的作用下(参见图3)，所述阀瓣采取所述第二终位，于是阀瓣21在这种情况下能够在由第一液体冷却剂泵10产生的通过第一管线9的所述部段14的液体冷却剂流的作用下从所述第二终位沿朝向所述第一终位的方向枢转。

作为替代例，阀瓣21能够设置成在两个液体冷却剂泵10，12均关闭并且没有液体冷却剂流动通过第一和第二管线9，13的情况下在重力和/或作用在阀瓣21上的弹簧元件25的弹簧力的作用下，所述阀瓣采取所述第一终位，于是阀瓣21在这种情况下能够在由第二液体冷却剂泵12产生的通过第二管线13的液体冷却剂流的作用下从所述第一终位沿朝向所述第二终位的方向枢转。

连接装置18和第二液体冷却剂泵12借助于电子控制装置30根据预定控制算法控制，所述电子控制装置能够除其他事项之外设置考虑到燃式发动机3的发动机负载以及液体冷却剂的温度。在具有燃式发动机3的低冷却需求的燃式发动机3的冷启动期间和低发动机负载下，电子控制装置30设置成将连接装置18置于脱离接合位置，以使得第一液体冷却剂泵10从燃式发动机3脱离接合并且由此停机，并且同时引起第二液体冷却剂泵12以适于产生冷却回路2中的期望的低液体冷却剂流的每分钟转数被驱动。阀瓣21将会从而自动地采取前述的第二终位t，由此防止到第一管线9的所述部段14中的回流。当燃式发动机3的冷却需求接下来降低到预定等级时，电子控制装置30设置成将连接装置18带入接合位置，以使得第一液体冷却剂泵10连接到燃式发动机3并且由此启动，并且同时使得第二液体冷却剂泵12停机。阀瓣21将会接下来自动地从第二终位t枢转到第一终位t，由此防止到第二管线13中的回流。

电子连接装置30能够借助于机动车辆中的单一电子控制单元实现，如图1，4和5所示。然而，电子控制装置30能够替代地借助于机动车辆中的两个或更多相互作用的电子控制单元实现。

在图1中展示的实施方式中，第一液体冷却剂泵10设置在第一管线9的部段14中，所述部段在所述第一与第二点P1，P2之间延伸。在这种情况下，第一液体冷却剂泵10和第二液体冷却剂泵12与彼此并联连接。然而，第一液体冷却剂泵10能够替代地在第一管线9中设置在所述第二点P2下游，如图4所示。作为替代例，第一液体冷却剂泵10能够在第一管线9中设置在所述第一点P1上游，如图5所示。

如上所示，电动的第二液体冷却剂泵12能够用于在冷启动期间或与低发动机负载有关地维持冷却回路2中的低液体冷却剂流。第二液体冷却剂泵12还能够用于：

-在燃式发动机3已关闭之后维持冷却回路2中的液体冷却剂流，

-在由燃式发动机3驱动的第一液体冷却剂泵10由于功能故障停止工作的状况中维持冷却回路2中的液体冷却剂流，或

-与第一液体冷却剂泵10一起被驱动，以便在涉及极高发动机负载和对于燃式发动机3的极高冷却需求的状况中产生冷却回路2中的稳健的液体冷却剂流，于是阀瓣21采取前述的终位之间的位置。

根据本发明的冷却系统具体适于用于重型机动车辆，诸如公交车、拖拉机或货运车辆。本发明本身不以任何方式被限制到在上文中描述的实施方式中，与此相反，所述实施方式的多种潜在改型应当对于本领域中的技术人员而言显然，而不从在所附权利要求中限定的本发明的基本思想脱离。