[发明专利]导向压力控制的流量阀和包含该流量阀的流体系统

说明书

在一种热流体系统中，控制阀包含流量阀和螺线管导向阀。流量阀具有入口和出口、用于接收导向压力的控制室、以及通过导向压力可操作以选择性地打开和关闭从入口到出口的流体路径的阀构件。导向压力沿关闭流量阀的方向作用。导向阀向控制室提供导向压力并且是3/2通阀，该导向阀具有与控制室流体连通的第一端口、连接到压力源的第二端口以及第三端口。导向阀具有将第一端口连接到第二端口的第一位置和将第一端口连接到第三端口的第二位置。

政府许可权利

本发明是在美国能源部授予的批准号DE-EE0006840的政府支持下完成的。政府拥有本发明的某些权利。

技术领域

本申请涉及一种由螺线管致动的导向阀提供的导向压力控制的液压阀。本申请还涉及一种用于加热或冷却机动车辆中的功能部件的加热和冷却的流体系统。

背景技术

在许多例如热系统的汽车流体系统中，电致动的阀用于控制导向压力或者直接控制流体流动。虽然直接螺线管流量阀操作简单—在螺线管中需要连续的直流电流以允许或阻止流体通过—由螺线管致动的导向阀提供的导向压力控制的液压流量阀有时被用于替换直接流量阀，以减少功耗和阀门尺寸。在这些导向压力控制流量阀中，致动导向阀的螺线管提供了流量阀的操作的间接控制。在间接控制的流量阀中，致动螺线管所需的电流低很多，并且用于打开或关闭到流量阀控制室的导向流体线路，以用入口压力来打开或关闭流量阀。在协助流量阀操作的流体压力的使用允许使用显著更低的电功率以及更小的螺线管。间接控制的流量阀具有显著的能量优势。然而，在流体系统中，间接控制的流量阀需要其适当的预定操作、在其两端必须有一定值的连续正压差，即，阀的入口压力必须比出口压力高出最小正值。该最小值由流量阀内的有效区域和作用在流量阀的可移动阀构件上的弹簧的弹性系数确定。如果流体系统处于动态状态，其中压差至少暂时低于保持流量阀关闭所需的最小压力，则间接控制的流量阀将不会完全关闭或仅间歇地关闭，并且流量阀可以在其入口和出口之间渗漏流体，从而影响系统功能。

发明内容

根据本发明的第一方面，一种流体系统包括：用于通过至少一个闭环流体路径输送冷却剂的至少一个热流体回路；用于使冷却剂循环通过回路的泵；形成布置在闭环流体路径中的形成散热器或热源的消耗设备，使得由泵循环的流体可以流经消耗设备。流体系统还包括包含流量阀和导向阀的控制阀。

流量阀布置在泵的压力侧和消耗设备之间的流体回路中。流量阀具有与泵的压力侧流体连通的入口、与消耗设备的入口流体连通的出口、以及用于接收导向压力的控制室。可以操作流量阀以允许由泵循环的冷却剂到达消耗设备或阻止由泵循环的冷却剂到达消耗设备。导向阀配置成由螺线管致动，用于向控制室提供导向压力。

导向压力沿关闭流量阀的方向作用在流量阀上。导向阀具有第一设定，其中加压的冷却剂流入控制室以将流量阀移动到关闭位置并且保持在关闭位置上，只要导向阀处于第一设定，从流量阀的入口到出口的流体路径就被切断。导向阀还具有第二设定，在该第二设定中导向压力低于在第一设定中进入控制室的加压的冷却剂的压力。

导向阀可以实现为3/2通阀，其具有与控制室流体连通的第一端口、与压力源流体连通的第二端口、以及与低压管道流体连通的第三端口。

为了建立期望的导向压力，第三端口可以与流量阀的出口流体连通，并且第二端口可以与流量阀的入口流体连通。

在这种阀中，导向阀可以在第一设定中在第一端口和第二端口之间建立流体连通，并且可以在第二设定中在第一端口和第三端口之间建立流体连通。

控制阀还可以包含止回阀，该止回阀紧靠在第二端口的上游布置，以允许加压的冷却剂流向导向阀并且防止冷却剂经由第二端口离开导向阀。

当螺线管断电时，导向阀可以处于第一设定，并且当螺线管通电时，导向阀可以处于第二设定，反之亦然。