Охлаждающая система для транспортного средства, в частности для транспортного средства промышленного назначения - RU2706881C2

Чертежи

Описание

Изобретение относится к охлаждающей системе для транспортного средства, в частности, для транспортного средства промышленного назначения, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, к способу работы охлаждающей системы для транспортного средства, в частности, для транспортного средства промышленного назначения, согласно ограничительной части пункта 14 формулы изобретения, а также к транспортному средству, в частности, транспортному средству промышленного назначения, с охлаждающей системой и/или для выполнения упомянутого способа, согласно пункту 15 формулы изобретения.

В транспортных средствах, в частности, в транспортных средствах промышленного назначения, известно наличие высокотемпературного (НТ) контура циркуляции охлаждающего средства и имеющего более низкую температуру, чем высокотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства низкотемпературного (NT) контура циркуляции охлаждающего средства, с помощью которых подлежащие охлаждению компоненты транспортного средства подвергаются жидкостному охлаждению. При этом с помощью высокотемпературного контура циркуляции охлаждающего средства обычно охлаждается двигатель внутреннего сгорания транспортного средства, поскольку для него, в частности по причинам трения, диапазон более высоких температур является оптимальным. Известно также охлаждение с помощью высокотемпературного контура циркуляции охлаждающего средства других подлежащих охлаждению компонентов транспортного средства, например, охладителя отработавших газов системы рециркуляции отработавших газов транспортного средства. С помощью низкотемпературного контура циркуляции охлаждающего средства регулярно охлаждается конденсатор установки кондиционирования воздуха или опосредованно охлаждаемый охладитель наддувочного воздуха транспортного средства, поскольку для этих компонентов, в частности, для повышения их эффективности, оптимальным является диапазон более низких температур.

Кроме того, известно наличие в транспортном средстве, в частности, в транспортном средстве промышленного назначения, устройства рекуперации энергии (ER), с помощью которого из отходящего тепла двигателя внутреннего сгорания транспортного средства извлекается, соответственно, создается полезная энергия. Эта полезная энергия может быть, например, механической, гидравлической или же электрической энергией. При этом устройство рекуперации энергии часто выполнено так, что полезная энергия извлекается, соответственно, создается с помощью вращающегося по часовой стрелке термодинамического циркуляционного процесса. Поэтому устройства рекуперации энергии содержат обычно по меньшей мере один подводящий тепло теплообменник (теплосток), с помощью которого отходящее тепло, соответственно, поток отходящего тепла двигателя внутреннего сгорания вводится в термодинамический циркуляционный процесс, и по меньшей мере один отводящий тепло теплообменник (источник тепла), с помощью которого тепло, соответственно, тепловой поток отводится из термодинамического циркуляционного процесса. Для создания большого количества тепла, соответственно, для обеспечения работы устройства рекуперации энергии с большим коэффициентом полезного действия, требуется возможно более сильное охлаждение отводящего тепло теплообменника, соответственно, удерживание возможно более низкой температуры отводящего тепло теплообменника. Поэтому отводящий тепло теплообменник регулярно охлаждается также с помощью низкотемпературного контура циркуляции охлаждающего средства.

В WO 2012/115 572 приведено, например, описание охлаждающей системы для транспортного средства, в которой предусмотрен высокотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства для охлаждения двигателя внутреннего сгорания транспортного средства и отдельный, соответственно, отделенный от высокотемпературного контура циркуляции охлаждающего средства дополнительный низкотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства для охлаждения многих компонентов транспортного средства. С помощью низкотемпературного контура циркуляции охлаждающего средства в данном случае охлаждается, например, отводящий тепло теплообменник устройства рекуперации энергии, с помощью которого из отходящего тепла двигателя внутреннего сгорания можно извлекать, соответственно, создавать полезную механическую энергию. Дополнительно к этому, с помощью низкотемпературного контура циркуляции охлаждающего средства в данном случае охлаждается также масляный радиатор, конденсатор установки кондиционирования воздуха и по меньшей мере один электрический компонент транспортного средства.

На основании множества подлежащих охлаждению компонентов, охлаждение компонентов, несмотря на применение высокотемпературного контура циркуляции охлаждающего средства и низкотемпературного контура циркуляции охлаждающего средства, часто является не оптимальным, поскольку компоненты имеют различные требования к оптимальному охлаждению. Дополнительно к этому, эти требования изменяются регулярно также во времени, соответственно, в зависимости от рабочего состояния транспортного средства, за счет чего оптимальное охлаждение компонентов дополнительно осложняется.

Задачей изобретения является создание охлаждающей системы для транспортного средства, в частности для транспортного средства промышленного назначения, и способа работы охлаждающей системы для транспортного средства, в частности для транспортного средства промышленного назначения, с помощью которых простым образом оптимизируется охлаждение подлежащих охлаждению с помощью охлаждающей системы компонентов.

Эта задача решена с помощью признаков независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные модификации раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.

Согласно пункту 1 формулы изобретения, предлагается охлаждающая система для транспортного средства, в частности для транспортного средства промышленного назначения, содержащая высокотемпературный (ВТ) контур циркуляции охлаждающего средства для жидкостного охлаждения по меньшей мере одного подлежащего охлаждению высокотемпературного компонента транспортного средства, в частности двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, и имеющий более низкую температуру, чем высокотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства, низкотемпературный (НT) контур циркуляции охлаждающего средства для жидкостного охлаждения по меньшей мере одного подлежащего охлаждению низкотемпературного компонента транспортного средства, в частности, охладителя наддувочного воздуха транспортного средства. Согласно изобретению, предусмотрен имеющий более низкую температуру, чем высокотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства, и более высокую температуру, чем низкотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства среднетемпературный (СТ) контур циркуляции охлаждающего средства, с помощью которого обеспечивается возможность жидкостного охлаждения по меньшей мере одного подлежащего охлаждению среднетемпературного компонента транспортного средства, в частности, по меньшей мере одного электрического компонента транспортного средства.

Тем самым простым образом оптимизируется охлаждение подлежащих охлаждению с помощью охлаждающей системы компонентов, поскольку дополнительно к высокотемпературному контуру циркуляции охлаждающего средства и низкотемпературному контуру циркуляции охлаждающего средства применяется среднетемпературный контур циркуляции охлаждающего средства для охлаждения компонентов. Таким образом, можно множество подлежащих охлаждению компонентов значительно проще удерживать в оптимальном для них диапазоне температур. Также обусловленные конструктивным пространством препятствия, которые препятствуют часто оптимальному охлаждению компонентов, можно обходить простым образом. Такие обусловленные конструктивным пространством препятствия могут быть, например, требуемым пространством для радиатора контура циркуляции охлаждающего средства или расположение подлежащего охлаждению компонента на транспортном средстве. При этом среднетемпературный контур циркуляции охлаждающего средства особенно пригоден для охлаждения подлежащих охлаждению электрических компонентов транспортного средства, поскольку они при охлаждении с помощью высокотемпературного контура циркуляции охлаждающего средства часто слишком сильно нагреваются, а при охлаждении с помощью низкотемпературного контура циркуляции охлаждающего средства часто слишком сильно охлаждаются. С помощью среднетемпературного контура циркуляции охлаждающего средства их можно удерживать в оптимальном для них диапазоне температур, за счет чего значительно повышается надежность электрических компонентов и коэффициент полезного действия всей системы.

Кроме того, понятие высокотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства, низкотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства и среднетемпературный контур циркуляции охлаждающего средства следует понимать так, что их минимальные температуры по сравнению друг с другом преобладающим образом, соответственно, в среднем ниже или выше. Поэтому минимальная температура низкотемпературного контура циркуляции охлаждающего средства может быть, например, в короткие интервалы времени также равной или ниже минимальной температуры высокотемпературного контура циркуляции охлаждающего средства или среднетемпературного контура циркуляции охлаждающего средства. Также минимальная температура высокотемпературного контура циркуляции охлаждающего средства в короткие интервалы времени может быть равной или меньше минимальной температуры среднетемпературного контура циркуляции охлаждающего средства или низкотемпературного контура циркуляции охлаждающего средства.

В одном предпочтительном варианте выполнения охлаждающей системы, согласно изобретению, транспортное средство имеет устройство рециркуляции отработавших газов, с помощью которого по меньшей мере часть отработавших газов двигателя внутреннего сгорания транспортного средства можно снова подавать в двигатель внутреннего сгорания. В этом случае по меньшей мере один подлежащий охлаждению с помощью высокотемпературного контура циркуляции охлаждающего средства высокотемпературный компонент является охладителем возвращаемых отработавших газов для охлаждения возвращаемых с помощью устройства рециркуляции отработавших газов. Высокотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства особенно пригоден для охлаждения охладителя возвращаемых отработавших газов, поскольку с помощью высокотемпературного контура циркуляции охлаждающего средства горячие отработавшие газы эффективно охлаждаются в устройстве рециркуляции отработавших газов, и одновременно другие контуры циркуляции охлаждающего средства не нагружаются высоким вводом тепла отработавших газов. При этом предпочтительно, если с помощью высокотемпературного контура циркуляции охлаждающего средства охлаждается двигатель внутреннего сгорания транспортного средства, охладитель возвращаемых отработавших газов - если смотреть в направлении потока высокотемпературного охлаждающего средства - согласован с высокотемпературным контуром циркуляции охлаждающего средства ниже по потоку двигателя внутреннего сгорания, чтобы обеспечить возможность отвода большого потока тепла от двигателя внутреннего сгорания.

По меньшей мере один низкотемпературный компонент предпочтительно является опосредованно охлаждаемым с помощью охлаждающего средства конденсатором установки для кондиционирования воздуха, поскольку он должен быть переведен в особенно низкий диапазон температур, с целью надежного обеспечения работы установки для кондиционирования воздуха.

В особенно предпочтительном варианте выполнения электрический компонент является батареей, в частности стартерной батареей транспортного средства, для надежного обеспечения возможности запуска транспортного средства. Кроме того, предпочтительно, что электрический компонент является компонентом электрического приводного устройства, в частности гибридного приводного устройства, транспортного средства. За счет этого может быть значительно улучшена эффективность электрического приводного устройства. Предпочтительно, по меньшей мере один среднетемпературный компонент является охладителем наддувочного воздуха транспортного средства, с целью обеспечения эффективного охлаждения подаваемого в двигатель внутреннего сгорания транспортного средства воздуха сгорания. За счет охлаждения воздуха сгорания значительно повышается коэффициент полезного действия двигателя внутреннего сгорания.

Предпочтительно, предусмотрено устройство рекуперации энергии (РЭ), с помощью которого обеспечивается возможность возврата и/или создания из отходящего тепла двигателя внутреннего сгорания транспортного средства энергии, при этом устройство рекуперации энергии имеет по меньшей мере один подводящий тепло теплообменник рекуперации энергии, с помощью которого можно подводить отходящее тепло двигателя внутреннего сгорания в устройство рекуперации энергии, и при этом устройство рекуперации энергии имеет по меньшей мере один отводящий тепло теплообменник рекуперации энергии, с помощью которого можно отводить тепло от устройства рекуперации энергии. В этом случае отводящий тепло теплообменник устройства рекуперации энергии образует подлежащий охлаждению среднетемпературный компонент и/или подлежащий охлаждению низкотемпературный компонент. За счет охлаждения отводящего тепло теплообменника рекуперации энергии с помощью среднетемпературного контура циркуляции охлаждающего средства и/или с помощью низкотемпературного контура циркуляции охлаждающего средства обеспечивается, что от устройства рекуперации энергии отводится возможно больший поток тепла. Таким образом, повышается коэффициент полезного действия устройства рекуперации энергии. При этом устройство рекуперации энергии предпочтительно выполнено так, что энергия возвращается, соответственно, создается с помощью термодинамического процесса, в частности, с помощью замкнутого термодинамического кругового процесса. При этом замкнутый термодинамический круговой процесс может быть, например, циклом Клаузиуса-Ранкина.

В другом предпочтительном варианте выполнения по меньшей мере два из контуров циркуляции охлаждающего средства выполнены гидравлически отдельно друг от друга, с целью обеспечения простой и надежной работы этих контуров циркуляции охлаждающего средства. В качестве альтернативного решения и/или дополнительно, по меньшей мере два из контуров циркуляции охлаждающего средства могут быть также гидравлически соединены друг с другом, с целью создания этих контуров циркуляции охлаждающего средства с меньшим количеством конструктивных элементов. Кроме того, в качестве альтернативного решения и/или дополнительно, по меньшей мере два из контуров циркуляции охлаждающего средства могут быть также предназначены для гидравлического соединения друг с другом или гидравлического отделения друг от друга с помощью клапанного устройства. За счет этого эти контуры циркуляции охлаждающего средства являются особенно гибкими в применении.

Если по меньшей мере два контура циркуляции охлаждающего средства выполнены гидравлически отдельно друг от друга и/или с возможностью гидравлического отделения друг от друга, то предпочтительно два гидравлически отделенных друг от друга контура циркуляции охлаждающего средства предназначены и/или соединены друг с другом с возможностью передачи тепла друг с другом с помощью по меньшей мере одного теплообменника. С помощью такого теплообменника значительно повышается эффективность охлаждающей системы, поскольку, например, возможно имеющиеся резервы охлаждения одного из соединенных с возможностью передачи тепла контуров циркуляции охлаждающего средства можно применять также для охлаждения другого из соединенных друг с другом с возможностью передачи тепла контуров циркуляции охлаждающего средства, если это требуется. За счет этого особенно простым образом оптимируется охлаждение подлежащих охлаждению с помощью контуров циркуляции охлаждающего средства компонентов.

Особенно предпочтительно, при этом по меньшей мере один теплообменник выполнен так, что он соединен с возможностью передачи тепла по меньшей мере с одним подлежащим охлаждению среднетемпературным компонентом и/или с возможностью передачи тепла по меньшей мере с одним подлежащим охлаждению низкотемпературным компонентом, и/или с возможностью передачи тепла по меньшей мере с одним подлежащим охлаждению высокотемпературным компонентом, с целью обеспечения возможности охлаждения компонентов также с помощью нескольких контуров циркуляции охлаждающего средства.

Кроме того, предпочтительно, высокотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства имеет, в частности, работающее независимо от скорости вращения двигателя внутреннего сгорания высокотемпературное подающее устройство, в частности насос, с помощью которого высокотемпературное охлаждающее средство можно транспортировать через высокотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства. С помощью высокотемпературного подающего устройства можно простым и надежным образом транспортировать высокотемпературное охлаждающее средство через высокотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства. При этом работа высокотемпературного подающего устройства независимо от скорости вращения двигателя внутреннего сгорания транспортного средства имеет то преимущество, что высокотемпературный поток охлаждающего средства через высокотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства можно устанавливать желаемым образом независимо от скорости вращения двигателя внутреннего сгорания. За счет этого высокотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства является особенно гибким в применении. Таким образом, охлаждение подлежащих охлаждению с помощью высокотемпературного контура циркуляции охлаждающего средства компонентов можно согласовывать с изменяющимися во времени требованиями к охлаждению компонентов, например, двигателя внутреннего сгорания, так что компоненты всегда охлаждаются оптимальным образом. Для обеспечения возможности работы высокотемпературного подающего устройства независимо от скорости вращения двигателя внутреннего сгорания, высокотемпературное подающее устройство может приводиться в действие, например, электрически. Возможно также включение вязкостной муфты между двигателем внутреннего сгорания и высокотемпературным подающим устройством. Кроме того, высокотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства предпочтительно имеет высокотемпературное охлаждающее устройство, в частности радиатор, с помощью которого можно охлаждать высокотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства. С помощью высокотемпературного охлаждающего устройства можно охлаждать высокотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства простым и надежным в работе образом.

Также низкотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства может иметь работающее, в частности, независимо от скорости вращения двигателя внутреннего сгорания транспортного средства низкотемпературное подающее устройство, в частности насос, с помощью которого низкотемпературное охлаждающее средство транспортируется через низкотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства. Дополнительно к этому, низкотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства может иметь также низкотемпературное охлаждающее устройство, в частности радиатор, с помощью которого можно охлаждать низкотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства.

Также среднетемпературный контур циркуляции охлаждающего средства может иметь работающее, в частности, независимо от скорости вращения двигателя внутреннего сгорания транспортного средства среднетемпературное подающее устройство, в частности насос, с помощью которого среднетемпературное охлаждающее средство транспортируется через среднетемпературный контур циркуляции охлаждающего средства. Дополнительно к этому, среднетемпературный контур циркуляции охлаждающего средства может иметь также среднетемпературное охлаждающее устройство, в частности радиатор, с помощью которого можно охлаждать среднетемпературный контур циркуляции охлаждающего средства.

Предпочтительно, предусмотрено регулировочное и/или управляющее устройство, с помощью которого можно регулировать и/или управлять по меньшей мере одним охлаждающим исполнительным устройством транспортного средства для установки и/или регулирования охлаждения в зависимости по меньшей мере от одного параметра транспортного средства, при этом предпочтительно предусмотрено, что по меньшей мере один параметр транспортного средства является фактическим рабочим состоянием двигателя внутреннего сгорания транспортного средства и/или является по меньшей мере одной измеренной в заданной зоне высокотемпературного контура циркуляции охлаждающего средства температурой высокотемпературного охлаждающего средства, и/или по меньшей мере одной измеренной в заданной зоне низкотемпературного контура циркуляции охлаждающего средства температурой низкотемпературного охлаждающего средства, и/или по меньшей мере одной измеренной в заданной зоне среднетемпературного контура циркуляции охлаждающего средства температурой среднетемпературного охлаждающего средства, и/или расходом топлива транспортного средства. С помощью такого регулировочного и/или управляющего устройства можно оптимировать охлаждение подлежащих охлаждению с помощью охлаждающей системы компонентов автоматически в зависимости по меньшей мере от одного параметра транспортного средства.

Предпочтительно, охлаждающее исполнительное устройство является подающим устройством контура циркуляции охлаждающего средства транспортного средства. В качестве альтернативного решения и/или дополнительно, охлаждающее исполнительное устройство может быть также охлаждающим устройством контура циркуляции охлаждающего средства транспортного средства. С помощью таких охлаждающих исполнительных устройств можно устанавливать, соответственно, регулировать охлаждение подлежащих охлаждению компонентов простым и эффективным образом.

Кроме того, в качестве альтернативного решения и/или дополнительно, охлаждающее исполнительное устройство может быть также вентиляторным элементом для охлаждения по меньшей мере одного контура циркуляции охлаждающего средства транспортного средства. Кроме того, охлаждающее исполнительное устройство может быть также клапанным устройством контура циркуляции охлаждающего средства и/или контура циркуляции масла транспортного средства. Также охлаждающее исполнительное устройство может быть смещаемым заслоночным элементом транспортного средства, за счет перемещения которого можно по меньшей мере частично закрывать и открывать путь прохождения воздушного потока через передний вход для воздуха, в частности через решетку радиатора транспортного средства. С помощью выполненного так охлаждающего исполнительного устройства можно также просто и эффективно устанавливать, соответственно, регулировать охлаждение подлежащих охлаждению компонентов.

Особенно предпочтительно, отводящий тепло теплообменник выполнен так, что через него для теплопередачи могут проходить охлаждающие средства соединенных посредством теплообменника с возможностью передачи тепла контуров циркуляции охлаждающего средства, с целью простого и надежного выполнения теплообменника. Предпочтительно, при этом предусмотрено клапанное устройство в качестве охлаждающего исполнительного устройства, с помощью которого обеспечивается возможность установки и/или регулирования потока по меньшей мере одного из этих охлаждающих средств через теплообменник, в частности бесступенчато. Таким образом, отводящий тепло теплообменник является особенно гибким в применении, поскольку передачу тепла теплообменником можно устанавливать, соответственно, регулировать по желанию, соответственно, в зависимости от потребности.

Кроме того, для решения указанной выше задачи предлагается способ работы охлаждающей системы транспортного средства, в частности транспортного средства промышленного назначения, содержащей высокотемпературный (ВТ) контур циркуляции охлаждающего средства для жидкостного охлаждения по меньшей мере одного подлежащего охлаждению высокотемпературного компонента транспортного средства, в частности двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, и имеющий более низкую температуру, чем высокотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства, низкотемпературный (НT) контур циркуляции охлаждающего средства для жидкостного охлаждения по меньшей мере одного подлежащего охлаждению низкотемпературного компонента транспортного средства, в частности охладителя наддувочного воздуха транспортного средства. Согласно изобретению, предусмотрен имеющий более низкую температуру, чем высокотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства, и более высокую температуру, чем низкотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства, среднетемпературный (СT) контур циркуляции охлаждающего средства, с помощью которого осуществляется жидкостное охлаждение по меньшей мере одного подлежащего охлаждению компонента транспортного средства, в частности, по меньшей мере одного электрического компонента транспортного средства.

Обеспечиваемые с помощью способа, согласно изобретению, преимущества идентичны указанным выше преимуществам охлаждающей системы, согласно изобретению, так что их повтор здесь не приводится.

Кроме того, предлагается также транспортное средство, в частности транспортное средство промышленного назначения, содержащее охлаждающую систему, согласно изобретению, и/или предназначенное для выполнения способа, согласно изобретению. Обеспечиваемые с помощью транспортного средства, согласно изобретению, преимущества идентичны указанным выше преимуществам охлаждающей системы, согласно изобретению, и способа, согласно изобретению, так что их повтор здесь не приводится.

Указанные выше и/или содержащиеся в зависимых пунктах формулы изобретения варианты выполнения и/или модификации изобретения можно применять по отдельности или же в любых комбинациях друг с другом, за исключением, например, случаев однозначной зависимости и/или не совместимых альтернатив.

Ниже приводится более подробное пояснение изобретения и его предпочтительных вариантов выполнения и/или модификаций, а также преимуществ, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

фиг.1 - грузовой автомобиль с охлаждающей системой, согласно изобретению, на виде спереди;

фиг.2 - схема выполнения охлаждающей системы; и

фиг.3 - схема выполнения теплообменника охлаждающей системы.

На фиг.1 показано на виде спереди в качестве примера выполненное в виде грузового автомобиля 1 транспортное средство. Грузовой автомобиль 1 имеет обозначенную штриховыми линиями охлаждающую систему 3. Схема выполнения охлаждающей системы 3 показана на фиг.2.

Как показано на фиг.2, охлаждающая система 3 имеет высокотемпературный (ВТ) контур 4 циркуляции охлаждающего средства, с помощью которого в данном случае охлаждается, например, двигатель 5 внутреннего сгорания, охладитель 7 возвращаемых отработавших газов и теплообменник 9 грузового автомобиля 1. Двигатель 5 внутреннего сгорания образует приводное устройство грузового автомобиля 1. С помощью охладителя 7 возвращаемых отработавших газов охлаждаются возвращаемые с помощью не изображенного на фигурах устройства рециркуляции отработавших газов отработавшие газы двигателя 5 внутреннего сгорания. Теплообменник 9 является составляющей частью изображенного на фиг.2 штриховыми линиями устройства 11 рекуперации энергии (РЭ), с помощью которого возвращается, соответственно, создается из отходящего тепла двигателя 5 внутреннего сгорания полезная энергия. При этом теплообменник 9 образует отводящий тепло теплообменник (теплосток), с помощью которого отводится тепло от устройства 11 рекуперации энергии. Устройство 11 рекуперации энергии имеет также подводящий тепло теплообменник 13 (источник тепла), с помощью которого отходящее тепло двигателя 5 внутреннего сгорания подается в устройство 11 рекуперации энергии. При этом отходящее тепло двигателя 5 внутреннего сгорания может быть, например, накопленным в отработавших газах двигателя 5 внутреннего сгорания теплом. Возврат, соответственно, создание энергии с помощью устройства 11 рекуперации энергии может осуществляться, например, с помощью замкнутого термодинамического цикла, например цикла Клаузиуса-Ранкина, при этом с помощью теплообменника 9 выводится тепло из цикла, и при этом с помощью теплообменника 13 тепло вводится в цикл.

Кроме того, как показано на фиг.2, охладитель 7 возвращаемых отработавших газов - если смотреть в направлении потока высокотемпературного охлаждающего средства - в данном случае лишь в качестве примера расположен после (ниже по потоку) двигателя 5 внутреннего сгорания в высокотемпературном контуре 4 циркуляции охлаждающего средства. После охладителя 7 возвращаемых отработавших газов в данном случае расположен радиатор 15 для охлаждения высокотемпературного охлаждающего средства в высокотемпературном контуре 4 циркуляции охлаждающего средства. Между охладителем 7 возвращаемых отработавших газов и радиатором 15 в данном случае расположен, например, выполненный в качестве термостата многоходовой клапан 17. При этом, если температура высокотемпературного охлаждающего средства превышает заданное значение, то с помощью многоходового клапана 17 открывается путь прохождения потока высокотемпературного охлаждающего средства из охладителя 7 возвращаемых отработавших газов к радиатору 15, и закрывается путь прохождения потока высокотемпературного охлаждающего средства через байпасное устройство 19, с помощью которого поток высокотемпературного охлаждающего средства направляется в обход радиатора 15. Если температура высокотемпературного охлаждающего средства меньше заданного значения, то закрывается путь прохождения потока высокотемпературного охлаждающего средства через радиатор 15, и открывается путь прохождения потока высокотемпературного охлаждающего средства через байпасное устройство 19. Кроме того, - если смотреть в направлении потока высокотемпературного охлаждающего средства - в данном случае после радиатора 15 и байпасного устройства 19 в высокотемпературном контуре 4 циркуляции охлаждающего средства расположен отводящий тепло теплообменник устройства 11 рекуперации энергии. По потоку после отводящего тепло теплообменника 13 в данном случае дополнительно в контуре 4 циркуляции охлаждающего средства расположен приводимый в действие независимо от скорости вращения двигателя 5 внутреннего сгорания насос 21, с помощью которого высокотемпературное охлаждающее средство транспортируется через высокотемпературный контур 4 циркуляции охлаждающего средства.

Кроме того, охлаждающая система 3 имеет также, например, гидравлически отделенный от высокотемпературного контура 4 циркуляции охлаждающего средства, имеющий более низкую температуру, чем высокотемпературный контур 4 циркуляции охлаждающего средства, низкотемпературный (НT) контур 23 циркуляции охлаждающего средства. С помощью низкотемпературного контура 23 циркуляции охлаждающего средства в данном случае охлаждаются, например, масляный охладитель 25, опосредовано охлаждаемый охладитель 29 наддувочного воздуха, конденсатор 27 установки для кондиционирования воздуха и теплообменник 9 грузового автомобиля 1. При этом с помощью масляного охладителя 25 охлаждается проходящий в контуре циркуляции масла грузового автомобиля 1 поток масла. С помощью конденсатора 27 отводится тепло из охлаждающего средства установки для кондиционирования воздуха, соответственно, конденсируется охлаждающее средство установки для кондиционирования воздуха. Охладитель 29 наддувочного воздуха согласован с впускным трактом грузового автомобиля 1 так, что проходящий через впускной тракт, сжимаемый компрессором турбокомпрессора, работающего на отработавших газах, воздух сгорания охлаждается с помощью охладителя 29 наддувочного воздуха.

Кроме того, как показано на фиг.2, конденсатор 27 установки для кондиционирования воздуха - если смотреть в направлении потока низкотемпературного охлаждающего средства - расположен в данном случае в качестве примера в низкотемпературном контуре 23 циркуляции охлаждающего средства перед (выше по потку) масляным охладителем 25. Охладитель 29 наддувочного воздуха - если смотреть в направлении потока низкотемпературного охлаждающего средства - расположен в данном случае в качестве примера в низкотемпературном контуре 23 циркуляции охлаждающего средства перед конденсатором 27 установки для кондиционирования воздуха. Ниже по потоку охладителя 29 наддувочного воздуха в низкотемпературном контуре 23 циркуляции охлаждающего средства расположен радиатор 31, с помощью которого охлаждается низкотемпературный контур 23 циркуляции охлаждающего средства. Ниже по потоку радиатора 31 в низкотемпературном контуре 23 циркуляции охлаждающего средства расположен отводящий тепло теплообменник 9 устройства 11 рекуперации энергии. Между отводящим тепло теплообменником 9 и масляным охладителем 25 в данном случае дополнительно расположен предпочтительно приводимый в действие независимо от скорости вращения двигателя 5 внутреннего сгорания насос 33, с помощью которого через низкотемпературный контур 23 циркуляции охлаждающего средства транспортируется низкотемпературное охлаждающее средство.

Кроме того, охлаждающая система 3 имеет также в данном случае в качестве примера гидравлически отдельный, соответственно, отделенный от высокотемпературного контура 4 циркуляции охлаждающего средства и низкотемпературного контура 23 циркуляции охлаждающего средства среднетемпературный (СТ) контур 35 циркуляции охлаждающего средства. Среднетемпературный контур 35 циркуляции охлаждающего средства имеет более низкую температуру, чем высокотемпературный контур 4 циркуляции охлаждающего средства, и более высокую температуру, чем низкотемпературный контур 23 циркуляции охлаждающего средства. С помощью низкотемпературного контура 35 циркуляции охлаждающего средства охлаждаются в данном случае в качестве примера опосредовано охлаждаемый охладитель 37 наддувочного воздуха, стартерная батарея 39 и теплообменник 9 грузового автомобиля 1. При этом охладитель 37 наддувочного воздуха, также как и охладитель 29 наддувочного воздуха, согласован со впускным трактом грузового автомобиля 1 так, что проходящий через впускной тракт, сжимаемый с помощью компрессора работающего на отработавших газах турбокомпрессора воздух сгорания охлаждается с помощью охладителя 37 наддувочного воздуха. При этом охладитель 29 наддувочного воздуха - если смотреть в направлении потока воздуха сгорания - предпочтительно расположен после компрессора первого работающего на отработавших газах турбокомпрессора во впускном тракте грузового автомобиля 1. Ниже по потоку охладителя 29 наддувочного воздуха затем расположен компрессор второго работающего на отработавших газах турбокомпрессора грузового автомобиля 1, и еще дальше вниз по потоку во впускном тракте грузового автомобиля 1 расположен охладитель 37 наддувочного воздуха. Таким образом, можно особенно эффективно сжимать и охлаждать воздух сгорания.

С помощью стартерной батареи 39 грузового автомобиля 1 можно запускать двигатель 5 внутреннего сгорания грузового автомобиля 1, когда он выключен. За счет охлаждения стартерной батареи с помощью среднетемпературного контура 35 циркуляции охлаждающего средства, стартерная батарея 39 удерживается в оптимальном для неё диапазоне температуры, за счет чего значительно увеличиваются зарядные свойства, срок службы и надежность стартерной батареи. Вместо или дополнительно к стартерной батарее 39, с помощью среднетемпературного контура 35 циркуляции охлаждающего средства можно охлаждать, естественно, также другие электрические компоненты грузового автомобиля 1, для которых предпочтительно охлаждение с помощью среднетемпературного контура 35 циркуляции охлаждающего средства.

Кроме того, как показано на фиг.2, стартерная батарея - если смотреть в направлении потока среднетемпературного охлаждающего средства - в данном случае расположена в среднетемпературном контуре 35 циркуляции охлаждающего средства после охладителя 37 наддувочного воздуха. Дополнительно к этому, ниже по потоку стартерной батареи 39 в данном случае в среднетемпературном контуре 35 циркуляции охлаждающего средства расположен радиатор 41, с помощью которого охлаждается среднетемпературный контур 35 циркуляции охлаждающего средства. Ниже по потоку радиатора 41 со среднетемпературным контуром 35 циркуляции охлаждающего средства согласован в данном случае отводящий тепло теплообменник 9 устройства 11 рекуперации энергии. Кроме того, - если смотреть в направлении потока среднетемпературного охлаждающего средства - между отводящим тепло теплообменником 9 и охладителем 37 наддувочного воздуха в среднетемпературном контуре 35 циркуляции охлаждающего средства расположен предпочтительно приводимый в действие независимо от скорости вращения двигателя 5 внутреннего сгорания насос 33, с помощью которого через среднетемпературный контур 35 циркуляции охлаждающего средства транспортируется среднетемпературное охлаждающее средство.

На фиг.3 показана в качестве примера конструкция отводящего тепло теплообменника 9. Отводящий тепло теплообменник 9 имеет первый проточный канал 45, через который может проходить поток высокотемпературного охлаждающего средства высокотемпературного контура 4 циркуляции охлаждающего средства. Дополнительно к этому, отводящий тепло теплообменник 9 имеет в данном случае также второй проточный канал 47, через который может проходить поток низкотемпературного охлаждающего средства низкотемпературного контура 23 циркуляции охлаждающего средства. Кроме того, отводящий тепло теплообменник 9 имеет также третий проточный канал 49, через который может проходить поток среднетемпературного охлаждающего средства среднетемпературного контура 35 циркуляции охлаждающего средства. Дополнительно к этому, отводящий тепло теплообменник 9 имеет также четвертый проточный канал 51, через который может проходить поток подлежащего охлаждению рабочего средства устройства 11 рекуперации энергии. Проточные каналы 45, 47, 49, 51 проходят в данном случае в качестве примера параллельно друг другу и выполнены с прямолинейным прохождением. Дополнительно к этому, отводящий тепло теплообменник 9 в данном случае соединен с контурами 4, 23, 35 циркуляции охлаждающего средства и устройством 11 рекуперации энергии так, что через проточные каналы 45, 47, 49 охлаждающее средство контуров 4, 23, 35 циркуляции охлаждающего средства проходит в первом направлении потока, а через проточный канал 51 поток рабочего средства устройства 11 рекуперации энергии проходит в противоположном первому направлению потока втором направлении потока. За счет конструкции теплообменника 9, отделенные гидравлически друг от друга контуры 4, 23, 35 циркуляции охлаждающего средства и устройство 11 рекуперации энергии соединены или могут быть соединены друг с другом с возможностью передачи тепла.

Кроме того, как показано на фиг.3, отводящий тепло теплообменник 9 согласован в данном случае с высокотемпературным байпасным устройством 53, с помощью которого поток высокотемпературного охлаждающего средства по меньшей мере частично можно направлять в обход отводящего тепло теплообменника 9. Дополнительно к этому, высокотемпературное байпасное устройство 53 в данном случае согласовано с клапанным устройством, в данном случае в качестве примера с бесступенчато регулируемым проходным клапаном 55, с помощью которого можно устанавливать, соответственно, регулировать поток высокотемпературного охлаждающего средства через высокотемпературное байпасное устройство 53 и тем самым через отводящий тепло теплообменник 9. Кроме того, с отводящим тепло теплообменником 9 согласовано также низкотемпературное байпасное устройство 57, с помощью которого можно направлять поток низкотемпературного охлаждающего средства по меньшей мере частично в обход отводящего тепло теплообменника 9. Кроме того, в данном случае с низкотемпературным байпасным устройством 57 согласовано клапанное устройство, в данном случае в качестве примера бесступенчато регулируемый проходной клапан 59, с помощью которого можно устанавливать, соответственно, регулировать поток низкотемпературного охлаждающего средства через низкотемпературное байпасное устройство 57 и тем самым через отводящий тепло теплообменник 9. Дополнительно к этому, отводящий тепло теплообменник 9 согласован в данном случае также со среднетемпературным байпасным устройством 61, с помощью которого поток среднетемпературного охлаждающего средства по меньшей мере частично можно направлять в обход отводящего тепло теплообменника 9. Кроме того, в данном случае со среднетемпературным байпасным устройством 61 согласовано клапанное устройство, в данном случае в качестве примера бесступенчато регулируемый проходной клапан 63, с помощью которого можно устанавливать, соответственно, регулировать поток среднетемпературного охлаждающего средства через среднетемпературное байпасное устройство 61 и тем самым через отводящий тепло теплообменник.

Таким образом, с помощью проходных клапанов 55, 59, 63 можно в данном случае устанавливать, соответственно, регулировать также передачу тепла между отдельными контурами 4, 23, 35 циркуляции охлаждающего средства, за счет чего охлаждающая система, согласно изобретению, является особенно гибкой в применении. Как показано на фиг.2, проходные клапаны 55, 59, 63 регулируются, соответственно, управляются с помощью регулировочного и/или управляющего устройства 65. С помощью регулировочного и/или управляющего устройства 65 осуществляется в данном случае дополнительно регулирование, соответственно, управление насосами 25, 33, 43 охлаждающей системы и вентиляторным элементом 67 грузового автомобиля 1 для поддержки охлаждения контуров 4, 23, 35 циркуляции охлаждающего средства грузового автомобиля 1. Дополнительно к этому, с помощью регулировочного и/или управляющего устройства 65 можно управлять, соответственно, регулировать также перемещаемые, не изображенные на фигурах заслоночные элементы грузового автомобиля 1, за счет перемещения которых открывается или закрывается путь прохождения потока воздуха через переднюю радиаторную решетку 69 (см. фиг.1) грузового автомобиля 1. При этом управление, соответственно, регулирование с помощью регулировочного и/или управляющего устройства 65 происходит в зависимости по меньшей мере от одного параметра транспортного средства. При этом по меньшей мере один параметр транспортного средства может быть, например, фактическим рабочим состоянием двигателя 5 внутреннего сгорания грузового автомобиля 1 или температурой охлаждающего средства в контурах 4, 23, 35 циркуляции охлаждающего средства.

Перечень позиций

1 Грузовой автомобиль

3 Охлаждающая система

4 Высокотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства

5 Двигатель внутреннего сгорания

7 Охладитель возвращаемых отработавших газов

9 Теплообменник

11 Устройство рекуперации энергии

13 Теплообменник

15 Радиатор

17 Многоходовой клапан

19 Байпасное устройство

21 Насос

23 Низкотемпературный контур циркуляции охлаждающего средства

25 Масляный охладитель

27 Конденсатор

29 Опосредованно охлаждаемый охладитель наддувочного воздуха

31 Радиатор

33 Насос

35 Среднетемпературный контур циркуляции охлаждающего средства

37 Опосредованно охлаждаемый охладитель наддувочного воздуха

39 Стартерная батарея

41 Радиатор

43 Насос

45 Проточный канал

47 Проточный канал

49 Проточный канал

51 Проточный канал

53 Высокотемпературное байпасное устройство

55 Проходной клапан

57 Низкотемпературное байпасное устройство

59 Проходной клапан

61 Среднетемпературное байпасное устройство

63 Проходной клапан

65 Регулировочное и/или управляющее устройство

67 Вентиляторный элемент

69 Радиаторная решетка

Реферат

Изобретение относится к охлаждающей системе для транспортного средства, в частности для транспортного средства для перевозки грузов и пассажиров, содержащей высокотемпературный контур (4) циркуляции охлаждающего средства для жидкостного охлаждения по меньшей мере одного подлежащего охлаждению высокотемпературного компонента (5, 7, 9) транспортного средства (1), в частности двигателя внутреннего сгорания транспортного средства (1), и имеющий более низкую температуру, чем высокотемпературный контур (4) циркуляции охлаждающего средства, низкотемпературный контур (23) циркуляции охлаждающего средства для жидкостного охлаждения по меньшей мере одного подлежащего охлаждению низкотемпературного компонента (9, 25, 27, 29) транспортного средства (1), в частности охладителя наддувочного воздуха транспортного средства (1). Согласно изобретению предусмотрен имеющий более низкую температуру, чем высокотемпературный контур (4) циркуляции охлаждающего средства, и более высокую температуру, чем низкотемпературный контур (23) циркуляции охлаждающего средства, среднетемпературный (МТ) контур (35) циркуляции охлаждающего средства, с помощью которого обеспечивается возможность жидкостного охлаждения по меньшей мере одного подлежащего охлаждению среднетемпературного компонента (9, 37, 39) транспортного средства (1), в частности, по меньшей мере одного электрического компонента транспортного средства (1). Изобретение обеспечивает упрощение удерживания охлаждаемых компонентов в оптимальном диапазоне температур. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула