技术领域
[0001] 本发明涉及用于控制发动机组件中的热量的热控制模块。
相关背景技术
[0002] 车辆部件通常经受依赖于天气条件的高温或寒冷。在操作车辆的过程中，可以控制热量以便控制不同车辆部件的温度。例如，可以加热或冷却内燃机以便维持最佳发动机温度。
具体实施方式
[0031] 在参考附图时，其中同样的附图标记对应遍及各图中同样的或相似的部件，并且从图1开始，发动机组件12可以是车辆10(例如轿车、卡车或摩托车)的一部分。在图示的实施例中，发动机组件12包括发动机缸盖14，联接至发动机缸盖14的发动机缸体16，以及联接至发动机缸体16的油底盘18。发动机组件12可以进一步包括与发动机缸盖14整合的排气歧管20。除排气歧管20之外，发动机组件12包括直接联接(例如栓接)至发动机缸盖14的热控制模块22。具体地，热控制模块22可以直接联接至发动机缸盖14的前面或后面。
[0032] 热控制模块22允许利用来自任何合适的车辆热源24(图5)的热量尽可能快地加热发动机或向车辆10的乘客舱室提供热量。热源24可以是从排气歧管20中的排气提取的热量，来自排气再循环(ESR)系统中的排气的热量，产生于涡轮增压器冷却过程的热量，来自发动机冷却系统的附带产出的热量(该附带产出的热量可另外地传导至散热器26(图5))，或以上的组合。
[0033] 参考图1-5，热控制模块22可以直接联接至发动机缸盖14，借此允许冷却剂C从发动机缸盖14流动到热控制模块22。如图2所示，发动机缸盖14限定了位于其前外表面15(或后外表面)的多个入口和出口，从而允许冷却剂在发动机缸盖14和热控制模块22之间流动，并且使由软管产生的混乱最小化。在图示的实施例中，发动机缸盖14限定了用于冷却发动机缸体16的缸体冷却剂管道的缸体冷却剂入口28。缸体冷却剂入口28可被构造成贯穿发动机缸盖14延伸的孔洞。发动机缸盖14还限定了缸体冷却剂管道的缸体冷却剂出口30。冷的冷却剂C可流入缸体冷却剂入口28，并且流经缸体冷却剂管道，从而冷却发动机缸体16。在冷却发动机缸体16之后，冷却剂C通过缸体冷却剂出口30从缸体冷却剂管道离开。因此，进入缸体冷却剂入口28的冷却剂是冷的，并且离开缸体冷却剂出口30的冷却剂是热的。
[0034] 发动机缸盖14进一步限定了被构造成冷却发动机缸盖14的缸盖冷却剂管道的缸盖冷却剂出口32。冷却剂C流过缸盖冷却剂管道，从而冷却发动机缸盖14，并且随后通过缸盖冷却剂出口32离开。因此，流过缸盖冷却剂出口32的冷却剂C是热的。
[0035] 除缸盖冷却剂出口32之外，发动机缸盖14限定了发动机油冷却器(engine oil cooler,EOC)38的EOC入口34和EOC出口36(图5)。冷却剂C可以流过EOC入口34并且流入EOC 38以便冷却发动机油。在冷却发动机油之后，冷却剂从EOC 38流过，并且通过EOC出口36离开发动机缸盖14。因此，通过EOC出口36的冷却剂是热的。
[0036] 发动机缸盖14进一步限定了热冷却剂出口40，该热冷却剂出口40运送从一个或多个热源24提取热量的冷却剂。如下文所述，离开发动机缸体14的冷却剂已经从任何合适的热源24提取了热量，例如来自排气歧管20中的排气的热量，来自排气再循环(ESR)系统中的排气的热量，产生于涡轮增压器冷却过程的热量，来自发动机冷却系统的附带产生的热量(该附带产生的热量可另外地传导至散热器26(图5))，或以上的组合。
[0037] 热控制模块22可与形成于发动机缸盖14的正面外表面15的所有缸盖端口(即缸体冷却剂入口28、缸体冷却剂出口30、缸盖冷却剂出口32、EOC入口34、EOC出口36、热冷却剂出口40)流体地联接，由此用作所有端口的单一界面，端口与热能从热源到所有潜在冷源的传递过程相关。在图示的实施例中，热控制模块22栓接至发动机缸盖14。然而可设想，热控制模块22可通过其他合适的方法机械地并且直接地联接至发动机缸盖14。
[0038] 热控制模块22包括支持体42，其全部或部分由硬质材料(例如硬质金属)制成。除支持体42之外，热控制模块22包括热的冷却剂流道44、冷的冷却剂流道46，以及流体地联接于热的冷却剂流道44和冷的冷却剂流道46之间的旁通管道48。支持体42支持热的冷却剂流道44、冷的冷却剂流道46和旁通管道48。热控制模块22进一步包括流体地联接至冷的冷却剂流道46的泵50(例如电动泵)。泵50也由支持体42支持，并且可以沿冷的冷却剂流道46让冷却剂C运动。
[0039] 热的冷却剂流道44包括主热管线(main hot line)45以及从主热管线45伸出的第一热端口47。第一热端口47与主热管线45流体连通，并且可以流体地联接至缸盖冷却剂出口32。热控制模块22进一步包括沿第一热端口47而联接的第一阀门52。第一阀门52流体地联接于热的冷却剂流道44和缸盖冷却剂出口32之间，以便控制在缸盖冷却剂出口32和热的冷却剂流道44之间的冷却剂流动。第一阀门52可以是控制阀门(例如双通比例阀门)，其能够控制冷却剂从缸盖冷却剂出口32流动到热的冷却剂流道44的流量。因此，第一阀门52可以是完全打开的、部分打开的或完全关闭的。在完全关闭位置，第一阀门52阻止冷却剂在缸盖冷却剂出口32和热的冷却剂流道44之间的流动。在完全打开位置和部分打开位置，第一阀门52允许冷却剂通过第一热端口47在缸盖冷却剂出口32和热的冷却剂流道44之间流动。
[0040] 热的冷却剂流道44进一步包括从主热管线45伸出的第二热端口49。第二热端口49与主热管线45流体连通，并且可以流体地联接至缸体冷却剂出口30。因此，热的冷却剂流道44与缸体冷却剂出口30流体连通。热控制模块22包括沿第二热端口49联接的第二阀门54。
第二阀门54流体地联接于热的冷却剂流道44和缸体冷却剂出口30之间，以便控制冷却剂在缸体冷却剂出口30和热的冷却剂流道44之间的流动。第二阀门54可以是控制阀门(例如双通比例阀门)，其能够控制冷却剂从缸体冷却剂出口30流动到热的冷却剂流道44的流量。因此，第二阀门54可以是完全打开的、部分打开的或完全关闭的。在完全关闭位置，第二阀门
54阻止冷却剂在缸体冷却剂出口30和热的冷却剂流道44之间流动。在完全打开位置和部分打开位置，第二阀门54允许冷却剂通过第二热端口49在缸体冷却剂出口30和热的冷却剂流道44之间流动。
[0041] 热的冷却剂流道44还包括从主热管线45伸出的第三热端口56。第三热端口56与主热管线45流体连通，并且可以流体地联接至加热器芯部58。在本发明中，术语“加热器芯部”指用于加热车辆乘客舱室的散热器类的装置。热控制模块22包括沿第三热端口56联接的第三阀门60。第三阀门60流体地联接于热的冷却剂流道44和加热器芯部58之间，以便控制冷却剂在加热器芯部58和热的冷却剂流道44之间的流动。第三阀门60可以是控制阀门(例如双通比例阀门)，其能够控制冷却剂从热的冷却剂流道44流动到加热器芯部58的流量。因此，第三阀门60可以是完全打开的、部分打开的或完全关闭的。在完全关闭位置，第三阀门60阻止冷却剂从热的冷却剂流道44流动到加热器芯部58。在完全打开位置和部分打开位置，第三阀门60允许冷却剂通过第三热端口56在热的冷却剂流道44和加热器芯部58之间流动。如下文所述，加热器芯部58还与旁通管道48流体连通。
[0042] 热控制模块22包括第四阀门62，其流体地联接于热的冷却剂流道44和冷的冷却剂流道46之间。第四阀门62还流体地联接至变速器油冷却器(TOC)64。第四阀门62可以是控制阀门(例如三通比例阀门)，其能够控制冷却剂从热的冷却剂流道44和冷的冷却剂流道46流动到TOC 64的流量。因此，第四阀门62可以完全打开的、部分打开的或完全关闭的，并且可以控制从热的冷却剂流道44或冷的冷却剂流道46流动到TOC 64的冷却剂的量。在完全关闭位置，第四阀门62阻止冷却剂从热的冷却剂流道44和冷的冷却剂流道46流动到TOC 64。在完全打开状位置和部分打开位置，第四阀门62允许冷却剂从热的冷却剂流道44和/或冷的冷却剂流道46流动到TOC64。如下文所述，TOC 64还与旁通管路48流体连通。
[0043] 热控制模块22包括第五阀门66，其流体地联接于热的冷却剂流道44和冷的冷却剂流道46之间。第五阀门66还流体地联接至EOC 38。第五阀门66可以是控制阀门(例如三通比例阀门)，其能够控制冷却剂从热的冷却剂流道44和冷的冷却剂流道46流动到EOC 38的流量。因此，第五阀门66可以完全打开的、部分打开的或完全关闭的，并且可以控制从热的冷却剂流道44或冷的冷却剂流道46流动到EOC 38的冷却剂的量。在完全关闭位置，第五阀门66阻止冷却剂从热的冷却剂流道44和冷的冷却剂流道46流动到EOC 38。在完全打开位置和部分打开位置，第四阀门62允许冷却剂从热的冷却剂流道44和/或冷的冷却剂流道46流动到EOC 38。EOC 38还与旁通管道48流体连通。
[0044] 热控制模块22包括第六阀门68，其流体地联接于热的冷却剂流道44和旁通管道48之间。第六阀门68可以是控制阀门(例如双通比例阀门)，其能够控制冷却剂从热的冷却剂流道44流动到旁通管道48的流量。因此，第六阀门68可以是完全打开的、部分打开的或完全闭合的，并且可以控制从热的冷却剂流道44流动到旁通管道48的冷却剂的量。在完全关闭位置，第六阀门68阻止冷却剂从热的冷却剂流道44流动到旁通管道48。在完全打开位置和部分打开位置，第六阀门68允许冷却剂从热的冷却剂流道44流动到旁通管道48。
[0045] 热的冷却剂流道44还包括从主热管线45伸出的第四热端口70。第四热端口70与主热管线45流体连通，并且可以流体地联接至散热器26。热控制模块22包括沿第四热端口70联接的第七阀门72。第七阀门72流体连联接于热的冷却剂流道44和散热器26之间，以便控制冷却剂从热的冷却剂流道44到散热器26的流动。第七阀门72可以是控制阀门(例如双通比例阀门)，其能够控制冷却剂从热的冷却剂流道44流动到散热器26的流量。因此，第七阀门72可以是完全打开的、部分打开的或完全关闭的。在完全关闭位置，第七阀门72阻止冷却剂从热的冷却剂流道44流动到散热器26。在完全打开位置和部分打开位置，第七阀门72允许冷却剂通过第四热端口70从热的冷却剂流道44流动到散热器26。
[0046] 热的冷却剂流道44进一步包括从主热管线45伸出的第五热端口74。第五热端口与主热管线45流体连通，并且可以流体地联接至发动机缸盖14的热冷却剂出口40。因此，热的冷却剂流道44与发动机缸盖14的热冷却剂出口40流体连通。
[0047] 旁通管道48使热的冷却剂流道44和冷的冷却剂流道46流体地互相连接，并且包括主旁通线76和从主旁通线76伸出的第一旁通端口78。第一旁通端口78与主旁通线路76流体连通，并且可以流体地联接至EOC 38。因此，冷却剂C可以经过第一旁通端口78在旁通管道48和EOC 38之间流动。旁通管道48进一步包括从主旁通线76伸出的第二旁通端口80。第二旁通端口80与主旁通线76流体连通，并且可以流体地联接至TOC 64。因此，冷却剂C可以经过第二旁通端口80在旁通管道48和TOC 64之间流动。旁通管道48还包括从主旁通线76伸出的第三旁通端口82。第三旁通端口82与主旁通线76流体连通，并且可以流体地联接至加热器芯部58。因此，冷却剂C可以在旁通管道48和加热器芯部58之间流动。
[0048] 冷的冷却剂流道46流体地联接至旁通管道48，并且包括主冷管线84以及从主冷管线84伸出的第一冷端口86。第一冷端口86与主冷管线84流体连通，并且可以流体地联接至缸体冷却剂入口28。因此，冷却剂C可以通过第一冷端口86从冷的冷却剂流道46流动到缸体冷却剂入口28。
[0049] 冷的冷却剂流道46进一步包括从主冷管线84伸出的第二冷端口88。第二冷端口88与主冷管线84流体连通，并且可以通过EOC入口34流体地联接至EOC 38(图2)。因此，第二冷端口88可以直接联接至EOC入口34。
[0050] 尽管已经详细描述了实行本发明的最佳模式，但是本领域技术人员应理解，用于实施本发明的多种可选设计和实施例均处于所附权利要求书的范围。
[0051] 相关申请的交叉引用
[0052] 本申请要求2015年3月4日提交的美国临时申请No.62/128,200的权益,该申请通过引用整体合并于本发明。
