[發明專利]帶有可變冷卻劑泵驅動的粘性冷卻劑加熱器

有效

• 申請號: 200880003294.6
• 申請日: 2008-02-14
• 公開（公告）號: CN101668960A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發明（設計）人: 大衛·B·羅斯;奧拉夫·E·韋伯
• 申請（專利權）人: 博格華納公司
• 主分類號: F16D35/02
• 分類號: F16D35/02;F01P5/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 譚祐祥

技術領域

本發明涉及用于車輛的補充加熱系統，并且更具體地涉及特別用于 帶有柴油發動機的車輛的補充加熱系統。

背景技術

在帶有內燃發動機的車輛中，在寒冷的環境(冬季)條件下直接在 冷起動之后暖機階段的過程中存在著對于補充熱量一種需求。這在帶有 柴油發動機的車輛中特別是這種情況，因為它們與火花點火式發動機相 比暖機更慢。發動機的快速暖機的主要好處之一是改進的加熱器和除霜 器的性能。而且，與冷發動機相比熱發動機運行更有效率并且產生更低 的排放水平。

另外，當車輛在寒冷的環境條件下陷入交通阻塞時，柴油發動機面 臨提供足夠熱量的額外的挑戰。在某些條件下，發動機也許不能自然地 為冷卻系統排放足夠的熱量以使發動機保持在其設定點上。在這些情況 下，在冷啟動事件之后很長時間時仍可能要求補充熱量。

目前已知的產生補充熱量的方法包括：(1)電阻加熱；(2)額外燃 料燃燒器以及熱交換器；(3)排氣系統熱交換器；以及(4)由發動機 驅動的粘性加熱器。

已知發動機中的一臺直接驅動的冷卻劑循環泵傳送給發動機的冷 卻劑流量要多于在部分油門或部分負載時所需要的量，因為泵的大小是 被確定為在所有的發動機轉速下用于全油門或全負載。因為額外的泵送 工作表示附加損失，不同的系統已被設計為使冷卻劑泵的速度與瞬間的 功率水平相匹配而不是僅與發動機的轉速相匹配。用來提供連續可變的 冷卻劑泵的速度的已知方法為：(1)電動機驅動的冷卻劑泵；(2)可變 機械式驅動器；以及(3)可變粘性驅動器。

由此，對于改進的補充熱量來源以及用于車輛發動機(具體地用于 暖機階段以及用于柴油發動機)的系統存在一種需要。而且，對于一種 可變的(尤其用于為車輛產生補充熱量的)冷卻劑泵存在一種需要。

發明內容

本發明克服了以上問題并且提供了一種改進的補充熱量系統，該系 統具有用于車輛中的柴油發動機的特別用途。本發明包括組合在一個單 元中的一個粘性冷卻劑加熱器(VCH)的功能以及被一個粘性冷卻劑泵 驅動器(VCP)的功能。本發明提供了加熱器輸出以及來自輸入功率源 的冷卻劑泵的百分比的接合的獨立控制。

提供了在每側上具有不同粘性離合器面的一個被驅動的粘性板。該 粘性離合器的這些側之一咬合該發動機結構(接地)以便產生熱量。該 粘性離合器的另一側咬合該冷卻劑泵并且改變該泵的驅動。這兩側是通 過一個閥門來進行送液和控制的，該閥門能夠獨立地改變從一個公共的 儲存器到兩側的粘性流體的供應。本發明的運行總體上由來自發動機控 制單元(ECU又稱發動機計算機)的多個信號所支配并且是優選地基于 瞬間所希望的補充熱量和冷卻劑流量。

具體地，本發明提出一種用于車輛的補充加熱系統，這些車輛具有 一臺發動機以及由該發動機驅動的一根曲軸，所述系統包括：一個泵構 件，用于冷卻提供給該發動機的液體；一個粘性機構，該粘性機構與所 述曲軸以及泵構件可運行地相關聯而定位并且被定位在該發動機與所 述泵構件之間；所述粘性機構包括：一對粘性離合器面以及被定位在所 述一對粘性離合器面之間的一個被驅動的粘性板；一個粘性流體儲存 器；一個第一工作室，該第一工作室用于在所述被驅動的粘性板與所述 一對粘性離合器面的一個面之間提供的粘性流體，以及一個第二工作 室，該第二工作室用于在所述被驅動的粘性板與所述一對粘性離合器面 的另一個面之間提供粘性流體；以及一個與所述儲存器可運行的相關聯 的閥門構件，所述閥門構件將來自所述儲存器的粘性流體選擇性地提供 給所述工作室中的一個或兩個。

本發明也提出一種對帶有一臺內燃發動機的車輛提供補充熱量的 粘性離合器機構，所述機構包括：一個殼體構件；一個在所述殼體 構件內的被驅動的粘性板構件；一個第一粘性離合器面構件，該第一粘 性離合器面構件被定位在所述粘性板構件的形成一個第一工作室的一 側上；一個第二粘性離合器面構件，該第二粘性離合器面構件被定位在 所述粘性板構件的形成一個第二工作室的相反側上；一個粘性流體的儲 存室；以及一個閥門構件，該閥門構件用于將粘性流體選擇性地提供給 所述第一和第二工作室。