用于车辆的系统的制作方法

用于车辆的系统的制作方法
【专利摘要】本申请提供用于具有发动机系统和功率耗散系统的车辆的系统。一个示例性实施例包括，引导来自气流产生装置的气流以冷却功率耗散系统的部件，并且引导来自气流产生装置的气流以冷却发动机系统的部件。
【专利说明】用于车辆的系统

【技术领域】
[0001 ] 本文中所公开的主题的实施例涉及用于冷却包括内燃机在内的车辆中的各种部件的系统。

【背景技术】
[0002]用于车辆的推进系统可以包括一个或多个牵引马达，以产生牵引输出从而推进和阻止车辆的向前和反向运动。在一些例子中(例如轨道车辆应用中)，牵引马达可以用于动态制动，其中牵引马达将车辆的动能转化成电能，转化而成的电能被传输至使电能以热的形式耗散的一个或多个电阻元件网格(grid)。这样一来，可以提供气流产生装置，以随着动态制动操作期间一个或多个电阻元件网格的温度升高，在动态制动操作期间冷却一个或多个电阻元件网格。
[0003]此外，在车辆操作期间，各种其它的发动机部件可能需要冷却。作为一个例子，在满负荷发动机操作期间，发动机冷却剂温度可能升高并且可以需要来自额外的气流产生装置以产生额外气流来协助由热交换器等提供的对发动机冷却剂的冷却。然而，在一些车辆中，包封限制(packaging constraints)可能使可获得的用于额外的气流产生装置的空间量减少。
实用新型内容
[0004]在一个实施例中，提供一种用于具有发动机系统和功率耗散系统的车辆的系统。该系统用于导来自气流产生装置的气流以冷却功率耗散系统的部件，并且引导来自气流产生装置的气流以冷却发动机系统的部件。
[0005]在一个实施例中，可以在车辆的动态制动操作期间使用对功率耗散系统的部件(例如一个或多个电阻元件网格)的冷却，在该动态制动操作期间，发动机负荷例如较低。相比而言，当发动机冷却剂的温度可能升高时的满发动机负荷条件期间，对发动机系统的部件(例如热交换器)进行冷却。由于可以在不同时间执行对功率耗散系统部件的冷却和对发动机系统部件的冷却，因此单个气流产生装置可以至少在选定的操作条件期间，提供对功率耗散系统部件和发动机系统部件二者的冷却。此外，在另一个实施例中，一种方法可以根据操作条件来调节气流产生装置以使通向一个部件的气流增加，同时使通向另一个部件的气流减少，以最有效地提供冷却。在又一个实施例中，可以在一些操作条件期间保持通向两个部件的流，因此同时提供对功率耗散系统部件和发动机系统部件的冷却。这样一来，由于可以在不向车辆增加气流产生装置的情况下执行对发动机系统部件的额外冷却，因此可以保持包封空间，尽管如果需要的话，额外的气流装置也是可以使用的。
[0006]应当理解，提供以上的简要描述是为了以简化形式介绍在详细描述中进一步描述的理念选择。并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本的特征，所述关键或基本的特征的范围由详细描述之后的权利要求限定。此外，所要求保护的主题不限于解决了上文或本实用新型中的任何部分提到的任何缺点的实施方式。

【专利附图】

【附图说明】
[0007]通过阅读下文参照附图对非限制性实施例的描述，本实用新型将变得更好理解，其中:
[0008]图1示出了根据本实用新型的实施例的轨道车辆的示意图。
[0009]图2示出了大致成比例的根据本实用新型的实施例的功率耗散系统的透视图。
[0010]图3示出了根据本实用新型的实施例的功率耗散系统的横截面的示意图。
[0011]图4示出了大致成比例的根据本实用新型的实施例的功率耗散系统的透视图。
[0012]图5示出了根据本实用新型的实施例的功率耗散系统的横截面的示意图。
[0013]图6示出了根据本实用新型的实施例的用于发动机系统的冷却回路。
[0014]图7示出了流程图，该流程图示出了用于根据本实用新型的实施例的系统的方法。

【具体实施方式】
[0015]以下描述涉及用于具有发动机系统和功率耗散系统的车辆的方法和系统的各个实施例。在一个示例性实施例中，一种方法包括引导来自气流产生装置的气流以冷却功率耗散系统的部件，以及引导来自所述气流产生装置的气流以冷却发动机系统的部件。在这种实施例中，可以通过单个气流产生装置向功率耗散系统的部件和发动机系统的部件提供冷却，原因是每一个部件的冷却需要可能在不同的时间。作为例子，当发动机负荷低并且电能被传输至功率耗散系统时，可能需要在动态制动操作期间对功率耗散系统的部件进行冷却。另一方面，当发动机负荷高并且发动机系统部件的温度可能相对较高时，可能需要对发动机系统的部件进行冷却。在一些例子中，可以调节气流产生装置，使得一部分气流被引导至一个部件，而其余部分被引导至另一个部件。可以响应于相应的排气再循环(EGR)温度、网格温度、发动机操作条件和/或如本文中所描述的其它参数来调节部件之间的相对的流。通过该方式，如果需要的话，气流产生装置可以同时向功率耗散系统的部件和发动机系统的部件提供冷却。
[0016]在一些实施例中，该方法可以被构造成用于车辆(例如机车或其它的轨道车辆)中的发动机。例如，图1示出了车辆系统100 (在此被示为轨道车辆106)的示例性实施例的示意图，该车辆系统100被构造成通过多个轮112在轨道102上运行。如图所示，轨道车辆106包括具有发动机108 (例如内燃机)的发动机系统104。在其它的非限制性实施例中，发动机108可以是固定发动机(例如在电厂应用中)、船或非公路车辆推进系统中的发动机。此外，图1中示出了 12缸发动机中的6缸。在其它实施例中，发动机108可以是V-6、V-8、V-10、V-12、V-16、1-4、1-6、1-8、对置 4 (opposed4)、或者另一种发动机类型。
[0017]发动机108从进气通道114接收进入空气以用于燃烧。进气通道114从空气滤清器(未示出)接收环境空气，该空气滤清器对来自轨道车辆106外侧的空气进行过滤。由于发动机108中的燃烧而形成的排放气体被供给至排气通道116。排放气体流过排气通道116,并且流出轨道车辆106的排气筒(exhaust stack)(未示出)。在一个实施例中，发动机108是通过压缩点火来燃烧空气和柴油燃料的柴油发动机。在其它的非限制性实施例中，发动机108可以通过压缩点火(和/或火花点火)来燃烧燃料(包括汽油、煤油、生物柴油、或者其它的具有类似密度的石油馏分)。
[0018]在一个实施例中，轨道车辆106是柴油电动车辆。备选地，机车可以是全电动的。如图1中所示，发动机108联接至电功率产生系统，该电功率产生系统包括交流发电机/发电机132和电动牵引马达134。例如，发动机108是柴油发动机，该柴油发动机所产生的转矩输出被传递至机械联接于发动机108的发电机132。发电机132所产生的电功率可以存储和应用，以用于随后传播至多个下游电气部件。作为例子，发电机132可以通过电传动系统138电联接至多个牵引马达134，并且发电机132可以向多个牵引马达134提供电功率。电传动系统138可以包括变频器，例如整流器。
[0019]如图所示，多个牵引马达134安装在车架136上，并且每一个均连接至多个轮112中的一个轮112以提供牵引功率从而推进或阻止轨道车辆106的运动。一个示例性轨道车辆构造包括具有轮的一个牵引马达。如本文中所描述的，六对牵引马达与轨道车辆的六对轮中的每一对相对应。牵引马达134可以通过直流总线(未示出)从发电机132接收电功率，以向轨道车辆106提供牵引功率。如本文中所描述的，每一个牵引马达134都可以是交流马达。因此，可以使逆变器与牵引马达配对，以将直流输入转化成合适的交流输入(例如三相交流输入)，以用于随后被牵引马达使用。在备选实施例中，每一个牵引马达134都可以是直流马达，该直流马达可以直接采用整流之后且沿直流总线传输的交流发电机/发电机132的输出。一个示例性机车构造包括每个轮轴一个逆变器/牵引马达对。
[0020]牵引马达134可以用作发电机，从而提供动态制动以降低轨道车辆106的速度。具体而言，在动态制动期间，牵引马达可以沿与滚动方向相对的方向提供转矩，由此产生电力，所产生的电力被连接至电总线的一个或多个电阻器网格作为热耗散，所述电阻器网格布置成一个或多个堆栈(stack)。在一个例子中，车辆系统100包括功率耗散系统140,该功率耗散系统140具有直接串联连接至电总线的三个堆栈142的电阻元件网格。在其它实施例中，车辆系统可以包括另一种合适数量堆栈的电阻元件网格。如图1中所示，功率耗散系统可以定位成接近轨道车辆106的引擎罩的顶棚，以便有利于空气冷却和从网格热耗散。如将在下文更详细地描述的，功率耗散系统可以通过气流产生装置进行额外或替代的强迫通风冷却，该气流产生装置可以联接至功率耗散系统140。备选地，可以实施其它合适的功率耗散系统构造。
[0021 ] 在一些实施例中，可以结合空气制动来执行动态制动。这样一来，可以在车辆系统100中提供使用压缩空气的空气制动器(未示出)作为车辆制动系统的一部分。
[0022]如图1中所示，车辆系统100还包括控制器148，以控制与车辆系统100相关的各个部件。作为例子，车辆系统的各个部件可以通过通信信道或数据总线联接至控制器148。在一个例子中，控制器148包括计算机控制系统。控制器148可以额外或替代地包括非瞬态计算机可读存储介质(未示出)，其中包括用于使得能够对轨道车辆操作进行机载监测和控制的代码。如本文中进一步阐述的，在监督车辆系统100的控制和管理的同时，控制器148可以被构造成从各种发动机传感器接收信号，以便确定操作参数和操作条件并且相应地调节各个发动机致动器以控制轨道车辆106的操作。例如，控制器148可以从各种发动机传感器接收信号，其中包括但不限于发动机速度、发动机负荷、进气歧管空气压力、冷却剂温度、排气温度、环境压力、环境温度、排气温度等。相应地，控制器148可以通过向各个部件(例如牵引马达134、交流发电机/发电机132、气缸阀、燃料喷射器等)发送命令来控制车辆系统100。其它的致动器可以联接在轨道车辆中的各个位置处。
[0023]在一个例子中，控制器可以从温度传感器接收指示一个堆栈或多个堆栈142的电阻元件的温度大于阈值温度的通信。作为响应，控制器可以控制气流产生装置以将气流引导至所述堆栈142，从而从电阻元件吸收热，如将在下文更详细地描述的。
[0024]在一些实施例中，车辆系统还可以包括控制模块。该控制模块可以是具有如上所描述的控制功能的硬件和/或软件。硬件和/或软件模块指的是在非暂时性介质上分类的、执行或造成执行一种或多种指定功能的一个或多个电子部件和/或机器可读指令集。控制模块可以是独立单元、或者车辆控制器的部件(例如控制器148)、或者车辆上的其它控制单元或系统。
[0025]在一些例子中，发动机系统104还可以包括排气再循环(EGR)系统(未示出)，该排气再循环(EGR)系统将排放气体从排气通道116引导至进气通道114。通过将排放气体引向发动机108，可获得的用于燃烧的氧气的量减少，由此降低燃烧火焰温度并且减少氮氧化物(例如，NOx)的形成。在一些实施例中，EGR系统可以包括EGR冷却器，以在排放气体进入进气通道114之前降低其温度。
[0026]在其它例子中，发动机系统104还可以包括涡轮增压器，该涡轮增压器布置于进气通道114与排气通道116之间。可以提供涡轮增压器以增加被抽入进气通道114中的环境空气的空气进气(air charge)，以便在燃烧期间提供更大的进气密度，从而提高功率输出和/或发动机操作效率。
[0027]在一个例子中，用于车辆的系统包括气流引导装置，该气流引导装置包括增压室和至少一个可调叶片，其中该增压室具有内部、输入、以及第一输出和第二输出，并且其中所述至少一个可调叶片在输入与第一输出和第二输出之间在内部中连接至增压室。该系统还包括控制模块，该控制模块被构造成基于车辆的操作条件来将至少一个可调叶片操作至该至少一个可调叶片的第一位置以及操作至该至少一个可调叶片的第二位置，其中在第一位置中，该至少一个可调叶片被构造成将进入输入的气流引导至第一输出，并且其中在第二位置中，该至少一个可调叶片被构造成将气流引导至第二输出。
[0028]在一个例子中，该系统还包括第一管道和第二管道，该第一管道被构造成流体联接第一输出与车辆的功率耗散系统的部件，并且该第二管道被构造成流体联接第二输出与车辆的发动机系统的部件。
[0029]在一些实施例中，用于车辆的系统可以包括动态制动组件，该动态制动组件包括气流引导装置，该气流引导装置包括增压室和至少一个可调叶片，其中该增压室具有内部、输入、以及第一输出和第二输出，并且其中所述至少一个可调叶片在输入与第一输出和第二输出之间在内部中连接至增压室。该系统还包括控制模块，该控制模块被构造成基于车辆的操作条件来将至少一个可调叶片操作至所述至少一个可调叶片的第一位置以及操作至所述至少一个可调叶片的第二位置，其中在第一位置中，所述至少一个可调叶片被构造成将进入输入的气流引导至第一输出，并且其中在第二位置中，所述至少一个可调叶片被构造成将气流引导至第二输出。动态制动组件还可以包括多个电阻元件，所述多个电阻元件被构造成使电作为热耗散成热，并且第一管道流体联接第一输出与多个电阻元件。
[0030]图2至5示出了功率耗散系统200，例如以上实施例中所描述的功率耗散系统。功率耗散系统200包括两个堆栈202和204的电阻元件网格203，这两个堆栈202和204的电阻元件网格203可以以热的形式来耗散由牵引马达产生的电能。作为例子，功率耗散系统可以是包括一个或多个电子部件(例如，电阻元件)的电功率耗散系统。如上文所描述的，来自牵引马达的电能可以通过电总线被发送至堆栈202和204。例如，堆栈202和204的电阻元件网格203可以串联连接，使得如果需要的话，一次可以使用一个堆栈的网格。在一些实施例中，功率耗散系统可以包括不成网格和/或堆栈形式的多个电阻元件。在其它实施例中，功率耗散系统可以包括形成单个网格的多个电阻元件。应当理解，提供图2作为示例性功率耗散系统，并且功率耗散系统可以包括任何合适数量的电阻元件，并且电阻元件可以形成或可以不形成一个或多个网格。
[0031]功率耗散系统200还包括气流产生装置206，该气流产生装置206向功率耗散系统200提供强制空气冷却。如图2至5中所示，气流产生装置206包括具有两个风扇210和212或吹风器的双端电机208。在一些例子中，气流产生装置206可以由被供给至电阻元件网格203的电流来驱动。在其它例子中，气流产生装置206可以由电联接至车辆的电功率产生系统的接触器来控制。在另一个例子中，气流产生装置206可以由变速驱动器来驱动。在替代实施例中，单个马达可以向单个风扇提供功率。在进一步其它的实施例中，马达可以具有单一速度(例如，开和关)或者风扇可以具有三个速度(例如，四分之一、半、或全)。应当注意到，在具有多于两个堆栈的电阻元件网格的实施例中，可以提供多于一个的气流产生装置；因此，车辆系统中可以包括任何合适数量的气流产生装置。
[0032]如图2至5中所示，进入空气218从功率耗散系统200的两侧进入风扇210和212。例如，进入空气可以是来自功率耗散系统定位在其中的车辆的外侧的环境空气。此外，功率耗散系统200包括两个气流引导装置，这两个气流引导装置的每一个包括增压室和至少一个可调节叶片。在图2中所示的例子中，功率耗散系统200包括具有增压室214的气流引导装置213和具有增压室216的气流引导装置215，所述气流引导装置213和215分别从风扇210和212接收气流。如图2至3中所示，增压室214和216将来自风扇210和212的气流引导至电阻元件网格的堆栈202和204，由此冷却电阻元件。例如，风扇210向增压室214提供气流220，该增压室214将气流220引导至电阻元件网格的堆栈202，并且风扇212向增压室216提供不同的气流222，该增压室216将气流222引导至电阻元件网格的堆栈204。
[0033]图3示出了功率耗散系统200的横截面图的示意图。如图3中所示，每一个增压室都包括多个叶片230，所述多个叶片230将来自风扇的气流弓I导至功率耗散系统200的部件。在其它实施例中，每一个增压室都可以包括一个可调叶片。例如，所述叶片可以是能够由控制模块操作的可调叶片，以沿多于一个的方向引导气流。例如，图3示出了处于第一位置的可调叶片230，在该第一位置中，气流被引导至电阻元件网格的堆栈202和204。控制器可以在各个操作条件期间调节叶片230的位置。例如，叶片可以在第一条件期间被调节至第一位置，在该第一条件中，发动机负荷小于阈值，或者功率耗散系统的部件(例如，电阻元件)的温度超过阈值温度时。图5示出了处于第二位置的可调叶片230，在该第二位置中，气流被引导至发动机系统的部件232和234，如将在下文描述的。例如，叶片230可以在第二条件期间被调节至第二位置，在该第二条件中，发动机负荷大于阈值，或者部件232或234的温度大于阈值温度时。
[0034]在一些实施例中，可以独立于增压室216中的多个可调叶片230来调节增压室214中的多个可调叶片230。在这种实施例中，其中一个风扇可以用于冷却功率耗散系统中的部件并且另一个风扇可以同时用于冷却发动机系统的部件。
[0035]图4示出了功率耗散系统200，其中来自风扇210和212的气流220和气流222分别被引导远离堆栈202和204。增压室214和216将来自风扇210和212的气流引导至发动机系统的部件，由此冷却发动机的部件。例如，如图5中所示，风扇210向增压室214提供气流220，该增压室214将气流220引导至发动机系统的部件232，并且风扇212向增压室216提供不同的气流222，该增压室216将气流222引导至发动机系统的部件234。
[0036]在一些例子中，发动机系统的部件232可以与发动机系统的部件234相同。在其它例子中，发动机系统的部件232可以与发动机系统的部件234不同。作为非限制性例子，发动机系统的部件232和234可以是热交换器，例如空气-空气热交换器、空气-油热交换器、或者空气-水热交换器。例如，发动机系统的部件232和234可以是冷却排气再循环的EGR冷却器、在进入空气进入发动机之前对其进行冷却的中冷器或后冷器、或者冷却发动机冷却剂或发动机油的发动机散热器。
[0037]在一个示例性实施例中，在多个可调叶片处于第二位置时，气流产生装置206可以提供气流以冷却EGR冷却器。在这种实施例中，EGR可以受到控制从而被冷却至两个不同的温度。作为例子，EGR冷却器可以单独将排放气体冷却至第一温度，并且EGR冷却器利用来自功率耗散系统的气流产生装置的额外空气，可以将排放气体冷却至第二较低温度。通过该方式，再循环至发动机的排放气体的温度可以在一定范围的发动机操作条件下受到控制，使得在减少EGR对特定燃料消耗的影响的同时减少NOx排放物。
[0038]因此，功率耗散系统可以包括一个或多个堆栈的电阻元件网格，所述一个或多个堆栈的电阻元件网格将在车辆的动态制动期间所产生的电能作为热耗散。功率耗散系统还可以包括通过增压室联接在一个或多个堆栈电阻元件网格与发动机系统的热交换器之间的气流产生装置。该增压室可以包括多个可调叶片，所述多个可调叶片能够操作以基于操作条件将来自气流产生装置的气流引导至电阻元件的堆栈或者引导至热交换器。这样一来，功率耗散系统的气流产生装置可以用于冷却功率耗散系统的部件和发动机系统的部件，原因是对功率耗散系统的部件进行冷却的需求和对发动机系统的部件进行冷却的需求可能在不同时间出现。通过该方式，可以保持车辆系统的包封空间，原因是减少了对用于发动机系统部件的第二气流产生装置的需要。
[0039]在另一个示例性实施例中，多个可调叶片可以被构造成使得其连续可调。在这种实施例中，叶片的连续调节可以响应于操作条件来提供对功率耗散系统部件和发动机冷却系统部件的混合冷却，以调节两个系统之间的总体流的分配，其中分配比可以调节以在动态制动和/或发动机低负荷条件下向功率耗散系统提供更多的流，并且在发动机负荷增大的条件和/或EGR温度升高的条件期间向发动机冷却系统提供更多的流。例如，可以以连续模式调节叶片以便将一定百分比的气流引导至功率耗散系统的部件，并且将一定百分比的气流引导至发动机系统的部件，由此同时但是在或多或少的程度上取决于选定的百分比来冷却两个部件。作为另一个例子，可以调节多个叶片使得多个叶片中的一部分定位成将气流引导至功率耗散系统的部件，并且多个叶片中的其余部分定位成将气流引导至发动机系统的部件。通过该方式，可以同时对功率耗散系统的部件和发动机的部件进行冷却。
[0040]在一个例子中，可以从气流产生装置选择性地引导气流的不同部分，以基于车辆的操作条件来冷却功率耗散系统部件或发动机系统部件中的至少一个。
[0041]在另一个例子中，基于车辆的操作条件，可以从气流产生装置选择性地引导气流部分:在第一模式中，以仅冷却功率耗散系统的部件；在第二模式中，以仅冷却发动机系统的部件；并且在第三模式中，引导相应的部分以冷却功率耗散系统的部件和发动机系统的部件。
[0042]在一些例子中，可以通过如本文中的实施例中的任何实施例中所描述的功率耗散系统来翻新车辆系统。作为非限制性例子，可以提供模块或套件(kit)，以用于安装包括电流产生装置(current generating device)的功率耗散系统,该电流产生装置可以将空气引导至功率耗散系统的部件和发动机系统的部件。在一个实施例中，套件可以包括可调叶片，以代替功率耗散系统的增压室中的现有叶片。在另一个实施例中，套件可以包括具有可调叶片的增压室以代替现有的增压室。
[0043]在一些实施例中，可以安装如本文中的实施例中的任何实施例中所描述的功率耗散系统，以提供对燃料电池系统中部件的同时冷却。
[0044]继续参照图6，示出了用于发动机系统(例如上文参照图1所描述的发动机系统104)的冷却回路600。在图6的示例性实施例中，图6中所示的实线表示发动机冷却剂624 (例如，水)的流动路径，虚线指示被涡轮增压器压缩的进入空气602的流动路径，并且点划线指示发动机油614的流动路径。
[0045]如图所示，经过压缩的进入空气602 (例如，已通过涡轮增压器的压缩机的空气)在进入发动机608以用于燃烧之前，通过水基中冷器604 (例如，空气-水热交换器)和空气-空气中冷器606 (例如，空气-空气热交换器)。发动机608可以是通过压缩点火燃烧空气和柴油燃料的柴油发动机，例如上文参照图1所描述的发动机108。来自空气-空气中冷器606的空气可以被提供给气流产生装置610 (例如风扇或吹风器)，以例如向发动机系统的另一个部件提供冷却。冷却回路还可以包括定位在空气-空气中冷器606与发动机608之间的歧管空气温度传感器612，以测量空气进气的温度。
[0046]发动机油614可以循环通过板式热交换器616(例如，油-水热交换器)，以冷却油并且循环通过滤油器618，以在循环通过发动机608之前对油进行清洁。此外，油温度传感器620可以沿油流动路径被包括，以测量油通过板式热交换器之后的温度。
[0047]冷却回路还包括水箱622，以用于保持通过冷却回路600的冷却剂。尽管图6中示出了一个水箱，但是在其它实施例中，冷却回路可以包括任何合适数量的水箱。冷却剂624从水箱622流向发动机608。如图6的示例性实施例中所示，冷却回路可以包括定位在水箱622与发动机608之间的发动机冷却剂温度传感器642，以在发动机冷却剂进入发动机608之前测量其温度。
[0048]在通过发动机608之后，发动机冷却剂624通过单通散热器626 (例如，水对空气热交换器)。通过散热器626的发动机冷却剂的一部分返回冷却剂水箱622，并且通过散热器626的冷却剂的其余部分通过第一单通过冷器628 (例如，水-空气热交换器)，其后是第二单通过冷器630 (例如，水-空气热交换器)，以便降低发动机冷却剂的温度。在其它实施例中，发动机冷却剂可以仅通过散热器或者其可以仅通过散热器和第一单通过冷器。发动机冷却剂的温度可以通过来自气流产生装置(例如风扇或吹风器632)的气流被进一步降低。接下来，发动机冷却剂在通过水基中冷器604并且与通向发动机608的发动机冷却剂624结合之前,通过板式热交换器616。
[0049]来自冷却剂水箱622的冷却剂还被供给至EGR冷却器634 (例如，空气-水中冷器)，以在通过EGR冷却器的排放气体进入发动机的气缸以用于燃烧之前对其进行冷却。冷却剂随后通过第一单通散热器636 (例如，空气-水中冷器)和第二单通散热器638 (例如，空气-水中冷器)，使得冷却剂在返回水箱622之前被冷却。在一些操作条件(例如满发动机负荷)期间，当通过单通散热器636和638时，冷却剂可以通过来自气流产生装置640 (例如上文所描述的功率耗散系统200的气流产生装置206)的气流被进一步冷却。在一些实施例中，EGR冷却器634以及单通散热器636和638可以具有与冷却剂回路的其它部件不同的单独冷却剂水箱，使得通过EGR冷却器634的冷却剂可以保持在与通过发动机的冷却剂不同的温度。
[0050]因此，来自功率耗散系统的气流产生装置的气流可以用于随着发动机冷却剂通过发动机冷却剂回路而对其进行进一步冷却。
[0051]图7示出了流程图，该流程图示出了用于控制车辆系统中的气流产生装置(例如上文参照图2至5所描述的气流产生装置206)的示例性方法700。具体而言，该方法确定当前操作条件并且相应地调节气流产生装置的气流的方向。
[0052]在方法700的702处，车辆系统的操作条件被确定。操作条件可以包括发动机负荷、发动机冷却剂温度、动态制动操作、歧管空气温度等。
[0053]一旦发动机操作条件被确定，方法700就继续到704，在704处，确定电阻元件网格的一个或多个堆栈的温度是否大于第一阈值温度。例如，网格堆栈的温度可以在动态制动操作期间升高。
[0054]如果已确定一个或多个堆栈的电阻元件网格的温度超过第一阈值温度，则方法700进行至706，并且调节联接在热交换器与电阻元件网格堆栈之间的增压室的可调叶片，以使通向电阻元件网格堆栈的气流增加。在一个例子中，可以调节多个叶片中的一个或多个叶片而不是所有的多个叶片，以使通向电阻元件网格堆栈的气流增加(并且相应地使通向发动机冷却部件的流减少)。通过该方式，电阻元件网格堆栈可以被冷却，同时仍然向发动机系统的热交换器提供至少一些冷却。在另一个例子中，多个叶片中的每一个叶片都可以移动至第一位置，例如图3中的第一位置，以将基本所有的来自气流产生装置的气流引导至电阻元件网格堆栈。
[0055]在方法700的708处，功率被供给至气流产生装置以使得产生气流。如上文所描述的，功率可以通过从牵引马达流向电阻元件的电流被供给至气流产生装置。在其它例子中，功率可以通过切换电功率产生系统中的接触器而被供给至气流产生装置。
[0056]另一方面，如果已确定电阻元件网格的一个或多个堆栈的温度小于第一阈值温度，则方法700移动至710，在710处，确定发动机冷却剂的温度是否大于第二阈值温度。例如，在高发动机负荷下，发动机冷却剂温度可能超过阈值温度。在一些例子中，第一阈值温度和第二阈值温度可以是相同的温度。在其它例子中，第一阈值温度可以大于第二阈值温度。在进一步其它的例子中，第二阈值温度可以大于第一阈值温度。
[0057]如果已确定发动机冷却剂的温度小于第二阈值温度并且不期望对热交换器进行冷却，则方法700移动至716并且通向气流产生装置的功率减少。相比之下，如果已确定发动机冷却剂的温度超过第二阈值温度，则方法700继续到712，在712处，调节联接在热交换器与电阻元件网格堆栈之间的增压室的可调叶片，以使通向热交换器的气流增加。在一个例子中，可以调节多个叶片中的一个或多个叶片而不是多个叶片中的全部，以使通向热交换器的气流增加(并且相应地使通向电阻元件网格的流减少)。通过该方式，热交换器可以被冷却，同时仍然向功率耗散系统的电阻兀件网格堆栈提供至少一些冷却。在另一个例子中，多个叶片中的每一个叶片都可以移动至第二位置(例如图5中所示的位置)，以将基本所有来自气流产生装置的气流引导至热交换器。在方法700的714处，功率被供给至气流产生装置，使得产生气流以对发动机系统的热交换器进行冷却。
[0058]因此，可以通过单个气流产生装置来实现对功率耗散系统的一个或多个堆栈的电阻元件网格的冷却，以及对发动机系统的热交换器的冷却，原因是对各部件的冷却可能在不同的条件下或者以减小的速率发生。通过该方式，例如，可以保持车辆系统的包封空间，原因是减少了对用于发动机系统部件的第二气流产生装置的需要。
[0059]尽管本文中已将本实用新型的某些实施例示为涉及发动机系统部件和功率耗散系统部件的选择性冷却，但是这种实施例还能够应用于对发动机系统部件和电子系统部件的选择性冷却。此外，在一个方面中，功率耗散系统包括用于或以其它方式涉及电功率耗散的一个或多个电子部件(例如，电阻元件)。
[0060]一些实施例被示为包括多个可调叶片。在另一个实施例中，系统具有至少一个可调叶片，例如单个叶片。例如，单个叶片能够是门。
[0061]如本文中所使用的，以单数形式列举并且通过词语“一个”来描述的元件或步骤应当被理解成不排除多个所述元件或步骤，除非这种排除已明确表述。此外，不期望对本实用新型的“一个实施例”的参照被理解成排除同样结合了所列举特征的额外实施例的存在。此夕卜，除非明确地相反地表述，否则“包括”或“具有”拥有特定性能的元件或多个元件可以包括额外的不具有该性能的这种元件。术语“包括(including) ”和“其中(in which)”用作相应的术语“包含(comprising) ”和“其中(wherein) ”的普通语言等同形式。此外，术语“第一”、“第二”、和“第三”等仅仅用作标识，并且不期望对其目标施加数字要求或特定的位置顺序。
[0062]本书面描述使用例子对本实用新型进行了公开(其中包括最佳模式)，并且还使本领域普通技术人员能够实施本实用新型(其中包括制造和使用任何装置或系统并且执行所包含的任何方法)。本实用新型的可专利范围通过权利要求进行限定，并且可以包括本领域技术人员能够想到的其它的例子。如果这种其它的例子具有与权利要求的字面语言没有区别的结构元件，或者如果这种其它的例子包括与权利要求的字面语言没有实质区别的等同结构元件，则期望这种其它的例子落入权利要求的范围内。
【权利要求】
1.一种用于车辆的系统，所述系统包括: 发动机系统； 功率耗散系统； 气流产生装置，所述气流产生装置被构造成产生气流；以及 气流引导装置，所述气流引导装置与所述发动机系统、所述功率耗散系统、和所述气流产生装置的输出流体联接，其中所述气流引导装置能够操作以引导来自所述气流产生装置的气流从而冷却所述功率耗散系统的部件并且引导来自所述气流产生装置的气流从而冷却所述发动机系统的部件。
2.一种用于车辆的系统，所述系统包括: 发动机系统； 功率耗散系统； 气流产生装置，所述气流产生装置通过增压室联接在所述发动机系统的部件与所述功率耗散系统的部件之间，所述增压室包括多个可调叶片，所述多个可调叶片能够操作以调节所述功率耗散系统的部件与所述发动机系统的部件之间的气流；以及 控制模块，所述控制模块被构造成响应于操作条件来操作所述叶片，以用于调节气流。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统定位在车辆中，并且其中所述功率耗散系统的部件包括多个电阻元件，所述多个电阻元件将在所述车辆的动态制动期间所产生的电能作为热耗散。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制模块被构造成操作所述叶片以用于在所述功率耗散系统的部件的温度大于阈值温度时使通向所述功率耗散系统部件的气流增加，并且相应地使通向所述发动机系统的部件的气流减少。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第二增压室，其中所述气流产生装置定位在两个增压室之间，并且其中所述气流产生装置包括两个风扇和双端马达，所述双端马达向所述两个风扇提供功率，所述两个风扇中的每一个风扇将气流引导至所述两个增压室中的相应的一个增压室。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述发动机系统的部件是空气-空气热交换器、空气-油热交换器、和空气-水热交换器中的一种。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述控制模块被构造成操作所述叶片，以用于在通过所述热交换器的空气、油、或水的温度大于阈值温度时使通向所述发动机系统的热交换器的气流增加，并且相应地使通向所述功率耗散系统的部件的气流减少。
8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述多个可调叶片能够操作至第一位置以使通向所述功率耗散系统的部件的气流增加，并且所述多个可调叶片能够操作至第二位置以使通向所述发动机系统的部件的气流增加。
9.一种用于车辆的系统，所述系统包括: 发动机系统，所述发动机系统包括具有热交换器的冷却回路； 多个电阻元件，所述多个电阻元件将在所述车辆的动态制动期间所产生的电能作为热耗散； 增压室，所述增压室包括多个可调叶片； 气流产生装置，所述气流产生装置通过所述增压室联接在所述电阻元件与所述热交换器之间；以及 控制器，所述控制器被构造成基于所述电阻元件的温度和所述热交换器的温度将所述增压室的多个可调叶片调节至第一位置以引导来自所述气流产生装置的气流从而冷却所述电阻元件，或者将所述增压室的多个可调叶片调节至第二位置以将来自所述气流产生装置的气流引导至所述热交换器。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述热交换器是排气再循环冷却器、散热器、和发动机油冷却器中的一种。
11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述热交换器的温度包括通过所述热交换器的空气、油、或水的温度。
12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述车辆是轨道车辆。
13.一种用于车辆的系统，所述系统包括: 气流引导装置，所述气流引导装置包括增压室和至少一个可调叶片，其中所述增压室具有内部、输入、以及第一输出和第二输出，并且其中所述至少一个可调叶片在所述输入与所述第一输出和所述第二输出之间在所述内部中连接至所述增压室；以及 控制模块，所述控制模块被构造成基于车辆的操作条件将所述至少一个可调叶片操作至所述至少一个可调叶片的第一位置，以及操作至所述至少一个可调叶片的第二位置，其中在所述第一位置中，所述至少一个可调叶片被构造成将进入所述输入的气流引导至所述第一输出，并且其中在所述第二位置中，所述至少一个可调叶片被构造成将气流引导至所述第二输出。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述操作条件包括所述车辆的功率耗散系统的部件的温度和所述车辆的发动机系统的部件的温度。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第一管道和第二管道，所述第一管道被构造成流体联接所述第一输出与所述车辆的功率耗散系统的部件，并且所述第二管道被构造成流体联接所述第二输出与所述车辆的发动机系统的部件。
16.一种用于车辆的动态制动组件,所述动态制动组件包括: 根据权利要求13所述的系统； 多个电阻元件，所述电阻元件被构造成将电能作为热耗散；以及 第一管道，所述第一管道流体联接所述第一输出与所述多个电阻元件。
【文档编号】B61C17/04GK203937673SQ201290000614
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2012年6月13日 优先权日:2011年6月17日
【发明者】T.A.普塔塞克, S.罗伊特, P.艾伦 申请人:通用电气公司