[发明专利]内燃机的冷却系统的热量管理模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机的冷却系统的热量管理模块，其具有：至少一个布置在阀门壳体中的、用于旁路回路冷却水的第一输入接口；以及至少一个相邻的用于冷却器回路冷却水的第二输入接口，所述第一输入接口和第二输入接口可以根据安置在阀门壳体中的阀门件的位置与输出接口连接，其中，在阀门壳体上设置有用于操作阀门件的驱动装置。此外，本发明也涉及一种冷却系统，该冷却系统包括这样的热量管理模块。

背景技术

内燃机的冷却系统通常包括两个冷却介质回路。旁路回路(或称为短接回路)将未经冷却的冷却水再次输入内燃机。在冷却器回路中，在冷却水再度输入内燃机之前，冷却水事先穿流被称为冷却器的热量交换器。在该热量交换器中，将多余的热量输出，并且排出至第二冷却机构。内燃机的两个冷却回路可以被同时地或者在时间上延迟地接通。通过将冷却水流有针对性地分配到两个回路上，内燃机在最佳的冷却介质温度范围中得到调节。由此，首要的是，确保遵守马达和传动装置的允许的极限温度。此外，关于消耗优化的热车(Warmlauf)与快速的内部空间空调的相互进行竞争的要求必须得到顾及。在现有技术状态下的现代冷却系统中，这一点通常通过可灵活地控制的构件来执行，所述构件例如为电的冷却介质泵，所述冷却介质泵的转速不固定地与曲轴转速相关联，以及所述构件为可电控制的特征曲线调温器、电鼓风机和加热件阀(Heizungsventil)。由此，冷却系统依据前述边界条件的、包括灵活的热量管理器的设计方案是可行的。此外，通过智能的热量管理器，可以降低燃料消耗和污染物排放。对此尤其适合的是：在外部冷却的废气回引，以及通过冷却介质静止而缩短热车阶段和与热源(thermischen Massen)分开。通过借助热量管理模块而将冷却介质温度与内燃机的现有的负载区域相匹配，而能达到所述目标。

这样的热量管理模块源自US 4,644,909。所述热量管理模块包括如下的阀门机构，利用该阀门机构可以对冷却系统的冷却器回路和/或旁路回路进行切换。这利用电动马达的帮助来进行，该电动马达可通过电子控制件来控制，该电子控制件在输入端侧对冷却水温度传感器的信号加以评估，以使得阀门机构依赖于所存在的冷却水温度被操作，因此，在两个冷却回路之间冷却水的混合比例结合所预设的冷却水温度得到调整。阀门机构包括阀门闸件，该阀门闸件要么实施线性的切换运动，要么实施旋转式切换运动。与其相应的是，电动驱动装置要么实施为线性驱动装置，例如呈比例磁体的形式，要么实施为电的步进马达，用于产生旋转式切换运动。

另一种热量管理模块源自DE 198 49 492 A1，该热量管理模块具有用于对冷却系统的旁路回路以及冷却器回路进行切换的阀门件。该阀门件在现有技术状态下实施为转动闸件，该转动闸件被以电动的方式来驱动。利用该电动驱动装置，阀门件能被可选地送入冷却器回路的以及旁路回路的闭塞位置中，或被送入在冷却器回路或者旁路回路之间的打开位置中。此外，同样可行的是，混合运行通过将冷却器回路和旁路回路与输出接口同时连接而产生，以使得在冷却系统内部的热量管理通过依照特征曲线调节的冷却来实现。通过选择阀门机械机构合适的切换位置，为内燃机的每个运行状态实现最佳的冷却介质温度，这在对内燃机同时进行保护的情况下，导致上述燃料消耗降低以及污染物排放降低。

但在前面讨论的现有技术中不利的是，阀门机械机构的电动驱动装置产生影响。因为在具有冷却水穿流的阀门机械机构的热量管理模块中，电动驱动装置必须实现的是，使冷却水穿流的构件区域与电的/机械的构件区域可靠而持久密封的分隔。否则，例如无意地通过密封泄漏而泄漏到电动驱动件的区域之中的溢出的冷却介质，而可能会在那里引起电短路或进一步的磨损，该电短路或者磨损会导致用于热量管理模块的驱动装置失灵。此外，鉴于冷却系统的区域中所存在的环境条件，对汽车构造中电机械部件的要求大多只能通过高花费的构造来实现，这些高花费的构造能够满足：特定的较高温度、各自所必需的密封属性、期望的功率需求以及使用寿命。

例如已经被尝试的是，将热量管理模块的阀门机械机构的电动驱动装置安置在被分隔开的壳体中，并且通过圆柱齿轮段传递到阀门机械机构上。通过该分隔开的壳体，虽然阻止了冷却水由于密封泄漏而渗入电动驱动装置中，但这种空间的分隔要求：用于力传递的附加的传动装置段的高技术花费，以及总体上相当大的结构空间。

发明内容

因此，本发明基于以下任务，即，完成一种用于内燃机的冷却系统的热量管理模块，该热量管理模块得以结构紧凑地并且稳定耐用地构造，并且同时，在整个使用寿命中在该冷却系统中无泄漏危险地运行。