发动机冷却系统的蓄热装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于内燃发动机的加热和冷却系统，以及一种控制该系统的方法。所述系统包括蓄热回路，该回路又包括蓄热容器。发动机冷却介质存储在所述蓄热容器中并允许其流入和流出该容器。
【背景技术】
[0002]如今，存在多种用于车辆内燃发动机中的不同配置和类型的冷却系统，包括热量蓄存器或蓄热容器，以用来在发动机停机后预热该发动机。在发动机运转过程中，该蓄热容器通过填充热的冷却介质被使用，在发动机起动过程中，通过放出所存储的热的冷却介质并使其在发动机中循环用于预热发动机，该蓄热容器被排空。
[0003]类似蓄热系统的一个示例已经在专利文献US 2010/0186685A1中公开。
[0004]但是，在内燃发动机冷起动时降低有害废气排放及燃料消耗特性方面持续增长的需求显示，利用现有技术中的蓄热系统对停机后的发动机进行预热，效果仍然不理想。
【发明内容】
[0005]本发明的一个目的是克服至少一些上面提到的问题和缺陷。
[0006]这些及进一步的目的都是通过一种用于内燃发动机的加热和冷却系统实现的。所述加热和冷却系统包括蓄热回路和散热回路，其中所述蓄热回路包括蓄热容器，发动机冷却介质存储于所述蓄热容器中，并可以流入和流出所述蓄热容器，所述蓄热容器具有经由例如一容器管道与发动机的第一冷却介质出口相连的容器入口，以及经由例如一容器管道与发动机的第一冷却介质入口相连的容器出口。所述散热回路包括用于发动机冷却介质流动的散热器，所述散热器具有散热器入口和散热器出口。所述散热器入口，例如经由上游散热器管道，与发动机的第二冷却介质出口相连，所述散热器出口，例如经由下游的散热器管道，与发动机的第二冷却介质入口相连。所述上游散热器管道和下游散热器管道之间由旁通管道连接，该旁通管道允许冷却介质旁通绕过所述散热器；以及设置在所述第二冷却介质出口处所述上游散热器管道中并连接到所述旁通管道的恒温控制阀，其中所述恒温控制阀适于将冷却介质流导至散热器和/或导至旁通管道，其中所述旁通管道中设有截止阀。
[0007]这些及进一步的目的还通过一种控制上述加热和冷却系统的方法来实现。所述加热和冷却系统包括蓄热回路和散热回路，其中所述蓄热回路包括存储有发动机冷却介质并允许其流入和流出的蓄热容器。所述蓄热容器具有经由例如一容器管道与发动机的第一冷却介质出口相连的容器入口，以及经由例如一容器管道与发动机的第一冷却介质入口相连的容器出口。所述散热回路包括用于发动机冷却介质流动的散热器，所述散热器具有散热器入口和散热器出口，所述散热器入口，例如经由上游散热器管道，与发动机的第二冷却介质出口相连，所述散热器出口，例如经由下游散热器管道，与发动机的第二冷却介质入口相连。所述上游散热器管道和下游散热器管道之间由旁通管道连接，该旁通管道允许冷却介质旁通绕过所述散热器；以及设置在所述第二冷却介质出口处所述上游散热器管道中并连接到所述旁通管道的恒温控制阀，所述恒温控制阀利用设置在旁通管道中用于控制所有流经所述旁通管道和所述恒温控制阀的冷却介质流的截止阀将冷却介质流导至散热器和/或导至旁通管道。
[0008]在一些实施例中，所述截止阀用来切断所有流经所述旁通管道的发动机冷却介质流，直到所述蓄热容器被预定温度的发动机冷却介质再次填充。
[0009]在一些实施例中，当发动机冷却介质的温度等于或高于预定温度时，所述截止阀适于打开用于使发动机冷却介质流过所述旁通管道，以使得打开所述恒温控制阀。
[0010]在一些实施例中，所述截止阀适于切断所有流经所述旁通管道的发动机冷却介质流，直到达到所述蓄热容器的预定填充温度，所述温度高于恒温控制阀的开启温度。
[0011]在一些实施例中，所述截止阀适于切断所有流经所述旁通管道的发动机冷却介质流，直到所述蓄热容器的预定(或目标)填充温度稳定/达到。
[0012]在一些实施例中，所述蓄热回路和散热回路之间连接中间管道，并且在所述中间管道中设置有第二截止阀。
[0013]在一些实施例中，所述第二截止阀适于切断所有从发动机的油冷却器流向所述散热回路的发动机冷却介质流，直到所述蓄热容器再次填充预定温度高于恒温控制阀的开启温度的发动机冷却介质。
[0014]在一些实施例中，所述第二截止阀适于切断所有从发动机的油冷却器流向所述散热回路的发动机冷却介质流，直到发动机冷却介质的温度等于或高于所述预定温度。
[0015]在一些实施例中，控制加热和冷却系统的方法是这样实现的，利用所述截止阀切断所有流经所述旁通管道的发动机冷却介质流，直到所述蓄热容器再次填充预定温度高于恒温控制阀的开启温度的发动机冷却介质。
[0016]在一些实施例中，控制加热和冷却系统的方法是这样实现的，当发动机冷却介质的温度等于或高于所述恒温控制的开启温度时，打开所述截止阀，使发动机冷却介质流经所述旁通管道，以使得打开所述恒温控制阀。
[0017]在一些实施例中，控制加热和冷却系统的方法是这样实现的，通过所述截止阀切断所有流经所述旁通管道的发动机冷却介质流，直到达到所述蓄热容器的预定填充温度。该温度高于所述恒温控制的开启温度。
[0018]上述创造性的系统、控制所述系统的方法及其实施方式具有如下的效果和优点。在发动机的启动和预热期间，通过限制恒温器区域的流量，即围绕所述恒温器的流量，来阻止热的冷却介质到达散热系统中的恒温器，由此可以达到一个明显更高的填充保温瓶(即蓄热容器)的温度，所述温度高于所述恒温控制阀的开启温度。根据本发明，所述截止阀切断所有流经所述旁通管道的发动机冷却介质，直到至少一个用于蓄热容器的控制阀关闭。关闭之后，即热的冷却介质不再流入和流出所述蓄热容器后，在蓄热容器中的温度达到高于所述恒温控制阀的开启温度的预定温度后，可以在蓄热容器中的特定体积/重量中存储比目前可能存储的更多的热能量，且可以提高容器(即保温瓶)填充的时间，直到不再有热量可用为止，典型地，可以比现有技术中的系统延长24小时。
[0019]本发明的构思是，在当今现代车辆中的组装空间稀缺，也就是说，所有蓄热容器的尺寸无法增加，至少不能很大程度地增加或花费更多成本地增加的情况下，利用系统中的蓄热容器，并从蓄热容器占有的空间中获得最多的能量。因此，当对所述创造性的冷却系统中的蓄热容器进行填充时，在打开恒温器让冷却介质流入车辆中较大的散热系统之前，进入蓄热容器的冷却介质可以达到可能的最高温度。发明者已经意识到，由于冷却介质存储器或保温瓶的尺寸大致上是固定的，存储冷却介质的保温瓶中的温度就决定了存储热量的多少，温度越高，存储的热量就越多，以在下次启动时用来改善发动机的排放和燃油消耗。
[0020]现有的系统在低于恒温器开启温度的温度，典型的在85°C (如果恒温器在90°C时开启)对蓄热容器，即存储冷却介质的保温瓶进行填充。通过将蓄热容器的填充温度提高到上面的温度，也就是说，高于本发明中恒温控制阀的开启温度，如果环境温度大约为20°C，那么存储的能量将从(85-20 = ΔΤ，摄氏度/开氏温度)*(乘以)m(质量