连接器的制作方法

本申请要求在2018年2月2日提交的英国专利申请号1801758.2的优先权。出于所有目的，上述申请的全部内容通过引用结合于此。

本公开涉及一种用于发动机冷却系统的连接器，并且该连接器改善发动机预热。

背景技术：

包括机动车辆的发动机的发动机冷却系统通常包括冷却剂泵，其由发动机驱动以将冷却剂泵送通过发动机的壳体以便冷却发动机。在通过发动机壳体之后，冷却剂通常被引导成流动通过冷却系统的散热器，在散热器处热量从冷却剂被排出到流经散热器的空气流中。

当发动机最初启动并且在铰低温度下运行时，与发动机在正常运行温度下运行时相比，发动机的一个或多个系统(诸如发动机润滑系统)可能无法有效地运行。因此可能降低发动机的效率。

因此，通常希望在发动机冷启动之后允许发动机的温度快速增加，以便在较短的时间段内达到正常运行温度。可能希望减少发动机预热期间由发动机冷却系统提供的冷却量。

然而，如果机动车辆的驾驶员通过在发动机正升温时请求更大的功率或扭矩来运行发动机，则在发动机正供应大功率或扭矩的同时发动机的一个或多个部件的温度会快速增加。所述一个或多个部件的温度会在发动机的整体温度不会显着增加的情况下增加。

因此，在控制发动机冷却系统以在冷启动之后允许发动机快速升温和当发动机正运行以在发动机预热期间提供高功率或扭矩时提供足够的冷却之间存在冲突。

技术实现要素：

根据本公开的一个方面，提供了一种用于发动机冷却系统的连接器，该连接器包括：第一入口；第二入口；出口；与第一入口、第二入口和出口流体连通的腔室；设置在腔室内的恒温阀，该恒温阀被配置成选择性地限制从第一入口到出口的流动，其中，恒温阀被布置成使得来自第二入口的流体穿过腔室到达出口并与恒温阀热连通，使得恒温阀响应于来自第二入口的流体的温度而打开或闭合；以及减压阀，其设置在腔室内并且在从第一入口至出口的流动路径内，该减压阀响应于第一入口处的流体压力而打开以绕过恒温阀，并且其中，减压阀被集成在恒温阀中。因此，从第一入口到出口的流动路径被恒温阀选择性地限制。阀响应于温度而打开至出口的流动。此外，恒温阀的独立减压阀响应于压力而打开。

减压阀可以集成到恒温阀中。减压阀可以布置成当减压阀打开时允许从第一入口通过恒温阀的流体流动，以便绕过恒温阀。

恒温阀和/或腔室可以形成堰(weir)，以允许通过或经过恒温阀的流体泄流(bleedflow)，诸如当恒温阀闭合时。

恒温阀可以包括阀元件以用于选择性地限制通过恒温阀的流动。阀元件可以在恒温阀的打开位置和闭合位置之间移动，诸如当恒温阀打开和闭合时。恒温阀可以包括偏置元件以用于将阀元件偏置到闭合位置。

可以在阀元件中设置排放开口(bleedopening)，以允许通过恒温阀的流体泄流，诸如当阀元件处于打开位置和闭合位置时。恒温阀可以至少部分地响应于通过恒温阀流出的流体的温度而打开或闭合。

阀元件可包括阀开口。减压阀可以被配置成选择性地限制通过阀开口的流动。例如，减压阀可以包括被配置成选择性地阻挡阀开口的另一阀元件。阀元件可以(诸如通过另一偏置元件)被偏置到减压阀的闭合位置。

当减压阀闭合时，减压阀可以限制通过阀开口的流动。当减压阀打开时，减压阀可以允许通过阀开口的流动。

减压阀可以被配置成响应于在第一入口处的流体和在第二入口处的流体之间的压力差而打开。例如，如果在第一入口处的流体压力大于在第二入口处的流体压力达阈值，则减压阀可以打开。

连接器可以为t形连接器。

发动机冷却系统可以包括上述连接器。

发动机冷却系统可以包括发动机恒温器以用于控制至冷却系统的散热器(诸如从发动机壳体至散热器)以及冷却系统的旁路通道的冷却剂流动，该旁路通道绕过散热器。

连接器可以设置在发动机恒温器下游的管道中，诸如直接位于发动机恒温器的下游。发动机恒温器可以被布置在发动机冷却系统的泵和连接器之间，诸如相对于通过发动机冷却系统的冷却剂流动。连接器可以设置在发动机冷却系统的旁路通道中。

连接器的第二入口可以与发动机冷却系统的辅助部件流体连通。连接器可以被布置成从发动机冷却系统的辅助部件接收流体流动，诸如冷却剂流动。在通过发动机冷却系统的冷却剂泵之后，至第二入口的流体流动可以不通过发动机恒温器。

连接器的第二入口可以与发动机冷却系统的油冷却器流体连通。附加地或另选地，第二入口可以与加热器(诸如用于机动车辆的气候控制系统的驾驶室空气加热器)流体连通。

诸如机动车辆的车辆可以包括上述连接器或上述发动机冷却系统。

为了避免在说明书中不必要的重复劳动和文本的重复，仅关于本发明的一个或多个方面或实施例描述了某些特征。然而，应当理解，在技术上可行的情况下，关于本发明的任何方面或实施例描述的特征也可以与本发明的任何其他方面或实施例一起使用。

附图说明

为了更好地理解本发明，并且为了更清楚地示出如何实现本发明，现在将通过示例的方式参考附图。

图1为根据本公开的布置的包括发动机冷却系统的发动机组件的示意图；

图2为根据本公开的布置的处于闭合状态的用于发动机冷却系统的连接器的示意性剖视图；

图3为处于第一打开状态的连接器的示意剖视图；以及

图4为处于第二打开状态的连接器的示意剖视图。

具体实施方式

参考图1，发动机组件1(诸如用于机动车辆的发动机组件1)包括：发动机2，发动机2具有一个或多个发动机壳体4，诸如汽缸体和/或汽缸盖；以及发动机冷却系统100。

发动机冷却系统100包括冷却剂泵102以用于在冷却系统100周围泵送冷却剂流动。冷却剂泵102可以由发动机2驱动，诸如直接驱动。另选地，冷却剂泵102可以由设置在车辆上的另一个发动机或马达电驱动或驱动。

由冷却泵102泵送的冷却剂可以流动通过发动机壳体4，以便冷却发动机2。冷却剂可以经由第一出口4a离开发动机壳体4并且朝向冷却系统100的散热器104流动。

在散热器104中，热量从冷却剂排出到经过散热器104的空气流动中。离开散热器104的冷却剂可以经由返回管道103返回到冷却剂泵102，以在冷却系统100周围再循环。

当发动机2最初启动时，发动机2可以处于比发动机的正常运行温度更低的温度。在这种情况下，可能希望允许发动机快速升温到正常运行温度。在发动机预热期间，冷却系统100可以被配置成操作使得由冷却系统向发动机提供的冷却量(诸如由冷却系统从发动机壳体4移除的热量)降低。

冷却系统100还可包括发动机恒温器106。如图所示，发动机恒温器106可以设置在发动机2上，诸如设置在发动机壳体4上，并且可以控制从第一出口4a离开发动机壳体4的冷却剂流动。

当离开发动机壳体4的冷却剂的温度处于或高于第一阈值温度时，诸如当发动机2在其正常运行温度下操作时，发动机恒温器106可以引导离开发动机壳体4的冷却剂流动经由散热器管道105流动通过散热器104。由此如上所述，冷却系统100有效地操作以从发动机2移除热量。

当经由第一出口4a离开发动机壳体4的冷却剂的温度低于第一阈值温度或第二阈值温度时，诸如在发动机预热期间，发动机恒温器106可引导离开发动机壳体的冷却剂流动进入被布置成绕过散热器104的旁路管道108。通过旁路管道108的冷却剂可以返回冷却剂泵102而不穿过散热器104。如图所示，旁路管道108可以将冷却剂从发动机恒温器106运送到返回管道103。

当绕过散热器104时，被泵送到发动机壳体4中的冷却剂可以处于比它通过散热器104时的温度更高的温度。因此，可以通过冷却剂从发动机2移除较少的热量。因此，发动机2可以更快地预热到正常运行状态。

如图1所示，流动通过发动机壳体4的冷却剂的一部分可以被引导成流动通过发动机组件2的辅助部件6，诸如油冷却器或加热器，诸如用于机动车辆的气候控制系统的加热器，以便冷却辅助部件6。

如图所示，冷却剂的所述一部分可以流动通过发动机壳体4，并且可以在流动通过辅助部件6之前经由第二出口4b离开发动机壳体。因此，通过辅助部件6的冷却剂流动不受发动机恒温器106的操作的控制，诸如辅助部件6基本上不受恒温器106影响。

冷却系统100还包括连接器200。如图所示，连接器200可以设置在旁路管道108中，诸如直接位于发动机恒温器106的下游。如图1所示，连接器200可以为t形连接器。

参考图2，连接器200包括第一入口202、第二入口204、出口206和与第一入口202和第二入口204以及出口流体连通的腔室208。换句话说，腔室208可以设置在第一入口202和第二入口204以及出口206之间。

如图1所示，连接器200被布置在冷却系统100内，使得第一入口202接收经由发动机恒温器106来自发动机壳体4的冷却剂流动，诸如通过旁路管道108的冷却剂流动。

连接器200的第二入口204被布置成与辅助部件6(诸如辅助部件的冷却通道出口)流体连通。已经通过辅助部件6的冷却剂可以流入连接器200的第二入口204中。

连接器的出口206与旁路管道108流体连通，使得从第一入口202和第二入口204通过连接器200的冷却剂进入旁路管道108中。换句话说，发动机恒温器106和辅助部件6可以通过连接器200连接到旁路管道108。

返回图2，连接器200包括设置在腔室208内的恒温阀210。恒温阀210被配置成选择性地限制从第一入口202至出口206的冷却剂流动。因此，选择性地限制从发动机壳体4至旁路管道108的冷却剂流动。

恒温阀210可包括阀元件212、温度敏感元件214、支撑件216和偏置元件218。

如图2所示，偏置元件218可以被配置成将阀元件212偏置到闭合位置，以便限制从第一入口202至出口206的冷却剂流动。因此，阀的默认位置限制从发动机壳体4至旁路管道108的流动。

如图2所示，恒温阀210被布置成使得来自第二入口204的流体通过腔室208到达出口206并且与恒温阀210热连通。例如，来自第二入口204的冷却剂可以围绕温度敏感元件214或支撑件216流动，支撑件216本身可以与温度敏感元件214热连通。

参考图2和图3，恒温阀210可以响应于来自第二入口204的流体的温度而打开和闭合。例如，如图3所示，当温度敏感元件214达到第三阈值温度时，销214a可被迫离开温度敏感元件214以推动支撑件216并使阀元件212抵抗偏置元件218移动，使得提供通过恒温阀210的流动路径，诸如从第一入口202至出口206的流动路径。

第三阈值温度可以与第一和/或第二阈值温度近似相同。除非另有说明，否则近似被解释为该值的正或负百分之十的范围。另选地，第三阈值温度可以不同于、诸如小于第一和/或第二温度，使得恒温阀210允许冷却剂以低于发动机恒温器106将冷却剂引向散热器104时的温度的温度流动通过旁路管道108。

通过在旁路管道108中的连接器200内提供恒温阀210，当发动机恒温器106正控制离开发动机的冷却剂流动通过旁路管道108时，可以限制通过发动机壳体4的冷却剂流动。因此，与没有设置恒温阀210相比，发动机壳体4内的冷却剂的温度可以更快地增加。具体地，当冷却剂的温度处于第三阈值温度和第一阈值温度之间时，冷却剂的温度可以比没有设置恒温阀210时更快地增加。

流入第二入口204的冷却剂的温度可以代表发动机2的温度。例如，因为第二入口204可以接收在通过辅助部件6之前的已经通过发动机壳体4或发动机的另一个壳体的冷却剂。此外，如上所述，通过辅助部件的冷却剂流动可以基本上不受发动机恒温器106的影响。因此，当发动机温度变化(诸如增加)时，恒温阀210可以快速地反应，以允许从第一入口202至出口206(诸如通过旁路管道108)的冷却剂流动。

会不希望通过发动机恒温器106和旁路管道108的冷却剂流动处于阈值流速以下。因此，当恒温阀210闭合时，恒温阀210可以被配置成允许从第一入口202到出口206的冷却剂泄流。

在图2所示的布置中，阀元件212包括一个或多个排放孔212a，以允许冷却剂泄流通过阀元件212。在另一些布置中，腔室208和/或恒温阀210可被配置成形成堰，而不是允许来自第一入口202的冷却剂泄流绕过恒温阀210，诸如当恒温阀210闭合时。例如，阀元件212的尺寸可以设定成在闭合位置中限制流动但不完全阻挡流动。

冷却剂泄流可以在温度敏感元件214和/或支撑件216上或周围流动。因此，恒温阀210可以至少部分地响应于冷却剂泄流的温度而打开和闭合。

连接器200还包括设置在腔室208内的减压阀220。减压阀220设置在从第一入口202到出口206的流动路径内。减压阀220被配置成响应于第一入口202处的冷却剂的压力而打开和闭合，以选择性地允许来自第一入口的冷却剂绕过恒温阀210。

如上所述，如果驾驶员操作发动机2以在发动机预热期间提供高功率和/或扭矩，则发动机2的一个或多个部件(诸如壳体4或壳体4的部分)的温度会增加。在这种情况下，希望冷却系统100有效地操作以冷却发动机壳体4。

因此，当发动机2操作以提供高功率和/或扭矩而发动机恒温器106正将冷却剂流动引导到旁路管道108中时，会不希望通过旁路管道108的冷却剂流动受到限制，诸如受恒温阀210限制。

当发动机2提供高功率和/或扭矩时，由冷却剂泵102泵送的冷却剂的压力会增加，这增加了(诸如经由第一出口4a和第二出口4b)离开发动机壳体4的冷却剂的压力。

第一入口202处的冷却剂的压力可以比第二入口204处的冷却剂的压力增加更多，因为第二入口204处的冷却剂已经通过辅助部件6。因此，第一入口202和第二入口204处的冷却剂之间的压力差能够使减压阀220打开，从而允许来自第一入口202的冷却剂绕过恒温阀流到出口206。

如图2、图3和图4所示，减压阀220可以被集成到恒温阀210中。在所示的布置中，恒温阀210的阀元件212包括一个或多个减压开口212b，其用于在减压阀220打开时允许冷却剂流过阀元件212。

减压阀220包括另一阀元件222和另一偏置元件224。如图所示，另一阀元件222可以由恒温阀(诸如由恒温阀的温度敏感元件214)可移动地(诸如可滑动地)支撑。另一偏置元件224可以围绕温度敏感元件214布置。例如，另一偏置元件224可包括围绕温度敏感元件214布置的螺旋弹簧或弹性材料。

如图2和图3所示，当减压阀220处于闭合位置时，诸如当第一入口202处和第二入口204处的冷却剂之间的压力差低于阈值时，另一偏置元件224保持另一阀元件222抵靠阀元件212以限制通过减压开口212b的流动。

如图4所示，当第一入口202和第二入口204处的冷却剂之间的压力差等于或高于阈值时，作用在另一阀元件222上的压力抵抗偏置元件224迫使该另一阀元件222进入减压阀220的打开位置，使得冷却剂能够流动通过减压开口212b。因此，来自第一入口202的冷却剂能够绕过恒温阀210流到出口206。当减压阀220处于打开位置时，通过连接器200(诸如通过恒温阀210)的冷却剂流动可以基本上不受限制。

在所示的布置中，减压阀220被集成到恒温阀210中。然而，在另一些布置中，减压阀220可以与恒温阀210分离。例如，减压阀220可以被设置成在腔室208内与恒温阀210相邻。

来自发动机恒温器106与辅助部件6的冷却剂之间的压力差可以根据发动机2的运转速度而变化。因此，压力差的阈值可以被选择为使得当发动机2达到期望运转速度时减压阀220打开，以便针对处于期望发动机运转速度以及期望发动机运转速度以上(诸如在发动机预热期间)的发动机提供增加的冷却。

尽管在图3中恒温阀210打开而减压阀220闭合，并且在图4中减压阀220打开而恒温阀210闭合，但是应当理解，在某些情况下，诸如在某些发动机运行条件下，恒温阀210和减压阀220可以同时至少部分地打开。

类似于附图中所示实施例的恒温阀将限制处于低温和低压的流体流动，从而使发动机更快地达到运行温度。在冷启动期间，这种恒温阀将处于闭合位置。在闭合位置，配有排放孔的恒温阀将允许少量流体流动绕过恒温阀。限制通过旁路通道的流动将使流体保持在发动机壳体中并允许冷却剂和发动机更快地升温。使发动机快速地达到运行温度提高燃料经济性并减少发动机磨损。

当流体达到阈值温度时，温度敏感元件的实施例将使恒温阀移动到打开位置。恒温阀的打开位置允许流体相对不受限制地流动并允许发动机的适当冷却。

恒温阀的一种实施例可以用在t形接头中。通过在t形接头中使用阀，当恒温阀处于闭合位置时，流体流动能够与温度敏感元件热连通。如果在线性通道中使用恒温阀，则阀后方的温度敏感元件将不接触流体。排放孔和堰也可用于增加与温度敏感材料的流体连通。此外，无论阀处于打开位置还是闭合位置，t形接头的一个入口均可以使流体流动到温度敏感材料。温度敏感元件的一种实施例为蜡恒温器。流体的温度穿透蜡恒温器，这致使阀的位置变化超过温度阈值。

恒温阀还可包括减压阀。如果流体压力升高到阈值压力以上，则减压阀将移动到打开位置。因此，流体将能够流动通过减压通道，该减压通道绕过恒温阀。减压阀允许流体在高压条件期间流动，诸如当要求大量扭矩时。减压阀通过防止在流体流动增加之前温度达到危险水平来防止可能的发动机损坏。与处于打开位置的恒温阀相比，减压阀的实施例允许近似百分之五十的流动。

而且，减压阀和恒温阀可以独立地操作。因此，两个阀可以都处于打开位置或闭合位置。类似地，一个阀可以处于打开位置而另一个阀闭合。阀的独立作用和位置允许许多不同的流动配置。仅作为一种示例，恒温阀和减压阀可以都处于打开位置，这提供了通过恒温阀的最大流速。

诸如蜡恒温器的装置具有打开阀的响应时间。t形接头、排放孔、堰和减压阀可防止由于恒温阀保持在闭合位置且发动机温度上升到过于危险水平所导致的发动机损坏。传统的阀通过在低阈值打开阀来解决这个问题。然而，这种方法增加了发动机预热所需的时间。本申请的恒温阀允许比传统阀更长时间地限制流体流动，同时还将发动机保持在安全温度。

本领域技术人员将理解，尽管已经通过示例的方式参考一个或多个示例性示例描述了本发明，但是本发明不限于所公开的示例，而是可以在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，构造替代示例。