在发动机停机后使冷却剂流过排气热回收系统的方法技术方案

技术编号:17774531 阅读:36 留言:0更新日期:2018-04-22 02:01
本发明专利技术涉及在发动机停机后使冷却剂流过排气热回收系统的方法。提供了用于调整通过冷却剂系统的冷却剂的流的方法和系统,所述冷却剂系统包括后车桥热交换器。在一个示例中,方法包括在发动机不运转时使冷却剂流过冷却剂系统。在另一个示例中,方法包括在发动机不运转时,当后车桥油温度超过阈值温度时,增加到后车桥热交换器的冷却剂的流。

【技术实现步骤摘要】
在发动机停机后使冷却剂流过排气热回收系统的方法
本说明书总体上涉及使冷却剂流过发动机系统的排气热储存再利用系统的方法和系统。
技术介绍
发动机系统(诸如车辆的发动机系统)可以包括流体地联接至一个或多个冷却剂系统的一个或多个热交换器。在发动机系统的发动机处于运转模式时,发动机系统内的部件的温度可能升高。流过冷却剂环路的冷却剂可以从发动机和发动机系统的其他部件中吸收热能,并且可以将热能传递至热交换器,以便降低发动机和其他部件的温度。当发动机从运转模式调整到非运转模式时,可能会降低冷却剂系统内的冷却剂的流率,从而导致冷却剂在冷却剂系统的热交换器处和冷却剂管路内积聚。然后来自热交换器和发动机系统的部件的残余热能可以使积聚的冷却剂的温度升高到高于冷却剂的沸腾温度并导致冷却剂沸腾,这样可能导致冷却剂从冷却剂系统中泄漏和/或热交换器的劣化。为了解决发动机系统内的残余热能的问题,美国专利8,069,827中示出了一种示例性方法,其中,电动水泵被安装在发动机舱中并且在发动机停止之后由驱动部件进行驱动,以便降低冷却剂温度升高到高于沸腾温度的可能性。然而,本文的专利技术人已经认识到这样的系统的潜在问题,包括缺少防止发动机舱外的冷却剂系统(诸如车辆的后车桥(rearaxle)的冷却系统)中的冷却剂沸腾的方法。此外,虽然这样的系统可以降低冷却剂沸腾的可能性,但来自冷却剂的热能是由冷却剂系统来消散的,由此浪费了在发动机冷启动期间发动机系统可能使用的能量。例如,传统的后轮驱动车辆中的动力传动系包括后车桥或差速器系统,所述后车桥或差速器系统可以包括车桥构件和齿轮组,将动力从驱动轴传递至车桥构件以推进车辆。后车桥齿轮组可以通过润滑油进行润滑,以确保后车桥差速器的平稳运转。润滑油的粘度和其他流体特性根据温度而变化的,并且影响后车桥系统的效率和性能并因而影响车辆的效率和性能。后车桥润滑油随着温度的升高粘度可能较低,随着温度的降低可能会更粘稠。例如,在发动机冷启动下,润滑油可能是冷的,因此比期望的更粘稠。相反地,例如,在高发动机负荷下,后车桥润滑油可能会过热,并且可能比期望的粘度低。为了使摩擦损失最小化并降低后车桥齿轮的磨损(这样可能会导致燃料效率降低),期望监测后车桥润滑油温度并使润滑油温度保持在指定的温度范围以便在发动机运转时使后车桥齿轮润滑最佳。还期望在发动机冷启动期间快速升高后车桥润滑油温度,以便使后车桥润滑油温度达到指定的温度范围。
技术实现思路
在一个示例中,可以通过一种方法来解决上述问题,所述方法包括:在发动机不运转时使冷却剂流过冷却剂系统,同时响应于后车桥油温度调整所述冷却剂流过后车桥热交换器(rearaxleheatexchanger,RAHX)的流率。以这种方式,在发动机不运转时,冷却剂流过冷却剂系统的后车桥热交换器,以便降低冷却剂沸腾的可能性。作为一个示例,冷却剂系统包括后车桥热交换器、排气热交换器以及热储存容器(thermalstoragevessel,TSV)。在发动机不运转时,响应于排气热交换器流体出口温度来调整冷却剂通过排气热交换器的流率,并且响应于热储存容器的温度来调整冷却剂通过热储存容器的流率。以这种方式,通过使热能离开后车桥热交换器或排气热交换器中的至少一者而传递到冷却剂中来降低冷却剂沸腾的可能性。从而升高冷却剂的温度,并且冷却剂可以流过热储存容器,以便将热能从冷却剂传递至热储存容器,从而将热能储存在热储存容器内。储存的热能可以被保留以供以后使用,诸如在发动机冷启动期间,以便对后车桥润滑油进行加温,以使摩擦损耗最小化并减少后车桥齿轮的磨损。应当理解,提供以上概述是为了以简化的形式介绍对在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这并不旨在识别所要求保护的主题的关键或重要特征,其范围由随附的权利要求唯一地限定。此外,所要求保护的主题并不限于解决以上或在本公开的任何部分中所提到的任何缺点的实现方式。附图说明图1示出了冷却剂系统的示例,所述冷却剂系统包括联接至排气热回收与储存系统和后车桥热交换器的冷却剂环路。图2示出了当发动机运转时在第一模式下以及当发动机不运转时在第二模式下对通过冷却剂系统的冷却剂流进行调整的方法。图3示出了图2的方法的延续,包括当发动机不运转时在第二模式下对通过冷却剂系统的冷却剂流进行调整。图4展示了示例性曲线图,示出了当冷却剂系统从第一模式调整到第二模式时的冷却剂系统的泵的运转和阀的位置。具体实施方式以下描述涉及用于使冷却剂流过发动机系统的后车桥的冷却剂系统的系统和方法。后车桥的冷却剂系统,诸如图1所示的冷却剂系统,可以包括EGHR系统。EGHR系统可以包括与发动机系统的排气通道和冷却剂系统的冷却剂管路联接的排气热交换器(EGHX)、与冷却剂管路和发动机系统的后车桥联接的后车桥热交换器(RAHX)、与冷却剂管路联接的热储存容器(TSV)以及被构造成使冷却剂流过冷却剂系统的冷却剂管路的冷却剂泵。冷却剂系统可以在发动机运转(例如,运行)时在第一模式下运转,并且可以在发动机不运转时(例如,在发动机休息时)在第二模式下运转,如图2所示。在冷却剂系统在第二模式下运转时,发动机系统的控制器可以致动冷却剂系统的阀,以便响应于后车桥润滑油温度、TSV温度和EGHX温度来调整通过冷却剂系统的冷却剂的流量,如图3所示。在一个示例中,控制器可以在发动机停机(shutoff)之后调整通过冷却剂系统的冷却剂的流动,以便降低冷却剂的温度超过沸腾温度的可能性。图4示出了发动机停机之前和之后的冷却剂系统的示例性运转。图1示出了冷却剂系统100的示例,所述冷却剂系统包括排气热储存与回收(EGHR)系统106,所述排气热储存与回收系统用阀调整通过冷却剂环路的冷却剂流,所述冷却剂环路可以包括在发动机系统141中。在图1所示的冷却剂系统100的实施例中,冷却剂(例如,水、丙二醇、乙二醇等)通过冷却剂泵104经由冷却剂管路102进行循环。在一个示例中,冷却剂泵104可以例如经由发动机系统141的交流发电机或电池(未示出)被电驱动。在另一个示例中,冷却剂泵104可以例如经由发动机140被机械地驱动。箭头指示冷却剂管路102中的冷却剂流的方向。冷却剂系统100将冷却剂管路102联接至EGHR系统106,EGHR系统106包括热储存容器(TSV)114、排气热交换器(EGHX)108以及后车桥热交换器(RAHX)118。RAHX118可以在安装有冷却剂系统100的车辆的后车桥132处对差速器润滑剂(又称为后车桥润滑油)进行加温。可由一个或多个三通阀调节沿着冷却剂管路102和相关系统的冷却剂流的方向。在一个实施例中,由第一三通阀110来调节EGHX108下游的冷却剂的流。第一三通阀110可以调节到TSV114的冷却剂的流。例如,第一三通阀110的致动器(未示出)可以接收来自发动机系统141的控制器12(如下所描述)的电信号,以将第一三通阀110移动到完全打开位置、完全关闭位置或相对于冷却剂系统100的一个或多个冷却剂管路在完全打开与完全关闭之间的多个位置。第一三通阀110包括用于接收来自冷却剂管路102的第一部分150的冷却剂流的入口以及两个分开的且不同的出口导管,其中第一出口被适配成用于将冷却剂递送至冷却剂管路102的第二部分115a本文档来自技高网
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在发动机停机后使冷却剂流过排气热回收系统的方法

【技术保护点】
一种方法,其包括:在发动机不运转时,使冷却剂流过冷却剂系统,同时响应于后车桥油温度调整所述冷却剂通过后车桥热交换器即RAHX的流率。

【技术特征摘要】
2016.10.12 US 15/291,9651.一种方法,其包括:在发动机不运转时,使冷却剂流过冷却剂系统,同时响应于后车桥油温度调整所述冷却剂通过后车桥热交换器即RAHX的流率。2.如权利要求1所述的方法,其中,调整所述冷却剂通过所述RAHX的流率包括:响应于所述后车桥油温度高于第一阈值温度,维持或增大所述冷却剂通过所述RAHX的流率;以及响应于所述后车桥油温度低于所述第一阈值温度,降低所述冷却剂通过所述RAHX的流率。3.如权利要求2所述的方法,其进一步包括:响应于与所述冷却剂系统流体地联接的热储存容器即TSV的温度,调整所述冷却剂通过所述TSV的流率。4.如权利要求3所述的方法,其中,调整所述冷却剂通过所述TSV的流率包括:在所述TSV的温度低于第二阈值温度和第三阈值温度两者时,维持或增大所述冷却剂通过所述TSV的流率。5.如权利要求4所述的方法,其中,调整所述冷却剂通过所述TSV的流率包括:在所述TSV的温度高于所述第二阈值温度或所述第三阈值温度中的任一者时,降低所述冷却剂通过所述TSV的流率。6.如权利要求5所述的方法,其中,所述第二阈值温度对应于所述TSV的期望储存温度,并且其中所述第三阈值温度对应于与所述冷却剂系统流体地联接的排气热交换器即EGHX的流体出口温度。7.如权利要求6所述的方法,其中,在所述发动机不运转时,使所述冷却剂流过所述冷却剂系统包括:在自发动机停机以来的时间量小于阈值时间量时,维持或增大与所述冷却剂系统流体地联接的冷却剂泵的冷却剂泵送速率。8.如权利要求7所述的方法,其中,当所述发动机不运转时,使所述冷却剂流过所述冷却剂系统包括:在所述EGHX的所述流体出口温度高于第四阈值温度时,维持或增大所述冷却剂泵的所述冷却剂泵送速率。9.如权利要求8所述的方法,其中,在所述发动机不运转时,使冷却剂流过所述冷却剂系统包括:在自发动机停机以来的所述时间量大于所述阈值时间量并且所述EGHX的所述流体出口温度低于所述第四阈值温度时,减小所述冷却剂泵的所述冷却剂泵送速率。10.一种用于发动机的冷却剂系统的方法,其包括:响应于发动机停机,使冷却剂流过冷却剂管路,所述冷却剂管路流体地联接至排气热交换器即EGHX、后车桥热交换器即RAHX和热储存容器即TSV;响应于后车桥油温度调整所述冷却剂通过所述RAHX的流率;以及响应于所述TSV的温度调整所述冷却剂通过所述TSV的流率。11.如权利要求10所述的方法,其中,使所述冷却剂流过所述冷却剂管路包括至少使所述冷却剂流过所述EGHX。12.如权利要求11所述的方法,其中,响应于所述后车桥油温度调整所述冷却剂通过所述RAHX的流率包括:在所述后车桥油温度高于第一阈值温度时,维持或增大所述冷却剂通过所述RAHX的流率,并且在所述后车桥油温度低于所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员:P·本可夫斯基D·K·拜德尼W·C·科尔J·L·拉塞尔J·罗林格
申请(专利权)人:福特环球技术公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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