Клапан с низким сопротивлением потоку и регулируемым расходом для управления направлением движения текучей среды - RU2674835C2

Чертежи

Показать все 9 чертежа(ей)

Описание

Область техники

Настоящее изобретение относится, в основном, к способам и системам для управления потоком текучей среды через клапан.

Уровень техники/Краткое изложение

Контуры для потоков текучей среды, такие как контуры хладагента, которые могут присутствовать в системах двигателей для охлаждения двигателей и/или обеспечения отопления салона автомобиля, помимо выполнения других функций, могут быть выполнены с одним или несколькими насосами с электрическим приводом и/или приводом от двигателя автомобиля, что обеспечивает циркуляцию текучей среды через указанные контуры. Эти контуры могут содержать один или несколько клапанов управления потоком для регулирования потока текучей среды по двум разным путям прохождения текучей среды. Системы управления могут быть выполнены с возможностью управлять работой клапанов для регулирования потока текучей среды, например посредством направления хладагента по различным путям прохождения текучей среды, с целью обеспечения требуемых параметров нагревания и/или охлаждения.

Обычные клапаны управления потоком могут быть выполнены по Т-образной схеме, с двумя изгибами, расположенными под прямым углом, что может обеспечить разделение потока текучей среды на два различных направления, что, в свою очередь, позволяет регулировать протекание текучей среды по заданным путям, обеспечивая нужные характеристики охлаждения и нагревания, например, для двигателя и других сопутствующих систем. Направлением потока текучей среды в вышеуказанных клапанах могут управлять при помощи клапанных затворов, клапанных пластин и т.д.

Однако авторы настоящего изобретения обнаружили возможные недостатки в таких системах. Например, в Т-образном клапане с двумя изгибами, расположенными под прямым углом, наблюдается значительное падение давления в клапане. Большое падение давления может приводить к увеличению ограничения по передаче в контуре текучей среды. Следовательно, может потребоваться увеличение мощности насоса для перекачивания текучей среды. Увеличение мощности, требуемой для насоса, увеличивает расходы, вызывает необходимость использования большего объема при компоновке агрегатов, и, в некоторых примерах, может привести к увеличению расхода топлива.

Для того чтобы уменьшить проблемы, связанные с высоким падением давления в клапанах для текучей среды, авторы настоящего изобретения разработали узел клапана, содержащий корпус, разделенный канал, присоединенный к корпусу и содержащий первый канал, разделенный на второй канал и третий канал в месте соединения, причем внутренний угол между вторым каналом и первым каналом в месте соединения меньше 90 градусов, и поворотное кольцо, выполненное с возможностью движения относительно корпуса и имеющее набор отверстий, выполненных с возможностью управления потоком текучей среды через разделенный канал.

Таким образом, за счет разделения путей прохождения текучей среды через узел клапана, где внутренний угол в месте разделения меньше 90 градусов, может быть уменьшено падение давления в узле клапана. Разделенный канал может обеспечить первый путь прохождения текучей среды, который может содержать первый канал и второй канал, а также второй путь прохождения текучей среды, который может содержать первый канал и третий канал. Кроме того, поворотное кольцо выполнено с возможностью вращения относительно корпуса для эффективного управления потоком текучей среды через узел клапана. Как первый путь прохождения текучей среды, так и второй путь прохождения текучей среды могут быть постоянными на всем протяжении разделенного канала, независимо от положения поворотного кольца, что уменьшает количество соединений внутри узла клапана и, следовательно, уменьшает вероятность утечек текучей среды из узла клапана.

Кроме того, в некоторых примерах привод, соединенный с поворотным кольцом, могут установить в осевом направлении, что уменьшает компоновочный объем узла клапана.

Следует понимать, что приведенное выше краткое изложение предоставлено для ознакомления в упрощенной форме с выбором концепций, которые далее раскрываются в подробном описании. Краткое изложение не предназначено для идентификации ключевых или основных отличительных признаков предмета настоящего изобретения, определяемого исключительно по формуле изобретения, которая следует за подробным описанием. Кроме того, заявленное существо изобретения не ограничивается реализациями, устраняющими какие-либо указанные выше недостатки или присутствующие в какой-либо части настоящего раскрытия.

Краткое описание иллюстраций

На фиг. 1 показан пример системы хранения и регенерации тепла отработавших газов с контуром хладагента и соответствующими клапанами, регулирующими потоки хладагента.

На фиг. 2 показан узел трехходового клапана.

На фиг. 3 показаны компоненты узла клапана, изображенного на фиг. 2.

На фиг. 4 показан поперечный разрез узла трехходового клапана, изображенного на фиг. 2.

На фиг. 5А показан вид сверху конструкции поворотного кольца, используемого в узле трехходового клапана.

На фиг. 5В показан вид снизу поворотного кольца, изображенного на фиг. 5А.

На фиг. 6 показан трехходовой клапан с установленным поворотным кольцом в первом положении.

На фиг. 7 показан трехходовой клапан с установленным поворотным кольцом во втором положении.

На фиг. 8 показан трехходовой клапан с установленным поворотным кольцом в третьем положении.

На фиг. 9 показан пример алгоритма для направления потока текучей среды через трехходовой клапан с установленным поворотным кольцом.

Подробное описание

Настоящее изобретение относится к системам и способам управления потоком текучей среды с использованием узла трехходового клапана, и, в особенности, к управлению потоком хладагента в системе двигателя.

На фиг. 1 показан пример контура хладагента в системе двигателя, содержащий систему хранения и регенерации тепла отработавших газов. Контур хладагента соединен с клапанами для управления потоком текучей среды, которые могут регулировать поток хладагента в контуре хладагента. Для уменьшения изменения давления в клапане, предназначенном для управления потоком текучей среды, настоящее изобретение предусматривает узел трехходового клапана с одним входом, разделяющимся на два выхода, отличающийся тем, что угол между двумя разделенными выходами трехходового клапана меньше 90 градусов. Узел трехходового клапана содержит корпус с поворотным кольцом и трехходовым разделенным каналом, крышку и привод, соединенный с поворотным кольцом в узле клапана при помощи общего вала, как показано на фиг. 2-4. Поворотное кольцо с набором отверстий для управления путями прохождения текучей среды в трехходовом клапане изображено на фиг. 5А и 5В. Например, как показано на фиг. 6, поворотное кольцо, установленное в трехходовом клапане в первое положение, позволяет текучей среде протекать через первый канал трехходового разделенного канала, распределяя текучую среду на два потока, проходящих через два выходных канала трехходового клапана. На фиг. 7 и 8 показано, что поворотное кольцо, установленное в трехходовом клапане соответственно во второе и третье положения, открывает пути для прохождения текучей среды через один из существующих выходных каналов трехходового клапана при одновременном закрытии другого выходного канала. Пример способа управления потоком, проходящим через трехходовой клапан с поворотным кольцом, показан на фиг. 9.

На фиг. 1 показан пример охлаждающей системы 100, содержащей систему хранения и регенерации тепла отработавших газов с регулировкой потока в контуре хладагента при помощи клапана, причем эта система может входить в систему двигателя. В одной из реализаций охлаждающей системы 100 хладагент циркулирует по линии 102 хладагента при помощи жидкостного насоса 104. Например, жидкостный насос 104 может приводиться в движение при помощи генератора переменного тока или аккумулятора. В другом примере жидкостный насос 104 может приводиться в движение механическим способом, например посредством двигателя. Направление потока хладагента в линии 102 хладагента показано стрелками.

Охлаждающая система 100 соединяет линию 102 хладагента с системой 106 регенерации тепла отработавших газов РТОГ (EGHR), систему 114 хранения тепла на основе теплового аккумулятора и теплообменник 118. Теплообменник 118 может представлять собой какой-либо подходящий теплообменник, такой как теплообменник заднего моста автомобиля для обогрева рабочей жидкости трансмиссии в области заднего моста автомобиля с установленной системой хладагента, обогревателем салона или другим теплообменником.

Направление потока хладагента в линии 102 хладагента и связанных системах могут регулировать при помощи одного или нескольких трехходовых клапанов. В одной из конструкций поток хладагента ниже по потоку от системы 106 РТОГ могут регулировать посредством трехходового клапана 110. Указанный клапан 110 может управлять потоком хладагента в систему 114 хранения тепла на основе теплового аккумулятора. Поток хладагента через теплообменник 118 могут регулировать посредством трехходового клапана 116 хладагента, установленного выше по потоку относительно теплообменника 118. Клапаны 110 и 116 могут представлять собой трехходовые клапаны, распределяющие поток хладагента по двум разным путям прохождения текучей среды, как будет раскрыто более подробно при помощи фиг. 2-10. Линия 102 хладагента может иметь сообщение по текучей среде с расширительным бачком/резервуаром 122. Хладагент после дегазации в расширительном резервуаре может поступать в линию 102 хладагента, соединенную с жидкостным насосом 104, для дальнейшей рециркуляции.

Двигатель внутреннего сгорания выбрасывает горячие отработавшие газы через выпускную систему при помощи выпускных труб. Контур хладагента обеспечивает обмен теплом с отработавшими газами, чтобы забрать тепло у отработавших газов для хранения в системе 114 хранения тепла на основе теплового аккумулятора. Система 106 РТОГ может содержать выпускной теплообменник 108, выполненный с возможностью передавать хладагенту тепло от потока отработавших газов, поступающих из двигателя внутреннего сгорания. Указанный поток горячих газов может представлять собой отработавшие газы из дизельного двигателя, бензинового двигателя или другого подходящего двигателя. Например, отработавшие газы могут проходить через выпускной патрубок 126. Выпускной патрубок 126 может принимать отработавшие газы из выпускного коллектора двигателя или другого компонента выпускной системы. Система 106 РТОГ обеспечивает регенерацию тепла от потока отработавших газов и передает это тепло хладагенту двигателя, протекающему по линии 102 хладагента через теплообменник 108 отработавших газов. Горячие отработавшие газы могут быть направлены из выпускного патрубка 126 в теплообменник 108 отработавших газов через газовый перепускной клапан 128. Перепускным клапаном 128 может управлять контроллер на основе цепи обратной связи с сигналом от устройства измерения температуры, которое может измерять температуру отработавших газов. Контроллер может посылать сигнал для управления перепускным клапаном 128 при заранее заданной температуре отработавших газов, направляя отработавшие газы в теплообменник 108 отработавших газов для обмена теплом с хладагентом. Перепускной клапан 128 изолирует поток отработавших газов от теплообменника 108, когда обмен теплом больше не требуется, например, когда температура отработавших газов ниже порогового значения или когда тепловой аккумулятор заполнен горячим хладагентом. Горячие отработавшие газы могут проходить через теплообменник 108, что может обеспечить передачу тепла от горячих отработавших газов хладагенту в линии 102 хладагента, соединенной с теплообменником 108 отработавших газов. Охлажденные отработавшие газы после обмена теплом с хладагентом в теплообменнике 108 отработавших газов могут быть направлены назад в выпускной патрубок 126 и затем направлены в компоненты, расположенные ниже по потоку, и, в некоторых примерах, в атмосферу.

Ниже по потоку от теплообменника 108 отработавших газов поток хладагента могут регулировать при помощи клапана 110 хладагента. Клапан 110 хладагента может представлять собой трехходовой клапан, имеющий вход для приема потока хладагента через линию 102 хладагента из системы 106 РТОГ, и два раздельных и несовпадающих выходных канала. Например, первый выходной канал клапана 110 хладагента могут установить в линии 102 хладагента, для направления потока хладагента в теплообменник 118 и насос 104 хладагента. Второй выход клапана 110 хладагента может направлять поток хладагента в систему 114 хранения тепла через впускное отверстие 115а системы хранения тепла. Система 114 хранения тепла на основе теплового аккумулятора может сохранять избыточную тепловую энергию хладагента. Система 114 хранения тепла на основе теплового аккумулятора может обеспечить подачу сохраненной избыточной тепловой энергии назад в линию 102 хладагента через выпускное отверстие 115b системы хранения тепла. Клапан 116 хладагента может регулировать поток хладагента, проходящего через теплообменник 118. Подобно клапану 110 хладагента, клапан 116 хладагента может иметь один впускной канал и два несовпадающих выпускных канала. Первый выпускной канал может направлять хладагент в теплообменник 118, в то время как второй выпускной канал может направлять хладагент к насосу 104, для обхода теплообменника 118.

Охлаждающая система 100 может содержать несколько температурных датчиков, используемых для управления указанной системой. В одной из конструкций охлаждающая система 100 может содержать первый температурный датчик 112 и второй температурный датчик 120 для измерения температуры хладагента в линии 102 хладагента. В одной из конструкций температурный датчик 112 могут поместить в линию 102 хладагента ниже по потоку от теплообменника 108 отработавших газов и системы 114 хранения тепла на основе теплового аккумулятора. Второй температурный датчик 120 могут поместить в линию хладагента ниже по потоку от теплообменника 118. Температурные датчики 112 и 120 могут электрически соединить с контроллером, причем указанные датчики могут быть выполнены с возможностью посылать в контроллер сигнал с информацией о температуре хладагента.

Контроллер 12 показан на фиг. 1 как микрокомпьютер, содержащий микропроцессорное устройство 14, порты 16 ввода/вывода, электронный носитель данных для выполняемых программ и калибровочных значений, показанный в этом конкретном примере в виде микросхемы 18 постоянного запоминающего устройства для хранения выполняемых инструкций, оперативное запоминающее устройство 20, энергонезависимое запоминающее устройство 22 и шину данных. Контроллер 12 может получать различные сигналы от датчиков, установленных в системе хладагента, в дополнение к ранее указанным сигналам. Контроллер 12 получает сигналы от различных датчиков в соответствии с фиг. 1 и использует различные приводы в соответствии с фиг. 1 для управления работой системы на основе полученных сигналов и инструкций, хранимых в памяти контроллера. Например, контроллер может получать сигнал от температурного датчика 112 и определять, не является ли измеренная температура хладагента меньшей, равной или большей, чем предустановленная температура. Затем модуль управления посылает сигналы управляющему клапану 110 на основе данных о том, что температура хладагента двигателя меньше, равна или больше, чем предустановленная температура, для того чтобы направить поток хладагента двигателя по одному или более пути прохождения текучей среды в теплообменник 118 или по второму пути прохождения текучей среды в систему 114 хранения тепла на основе теплового аккумулятора.

Подобным образом, контроллер может получать сигнал от температурного датчика 120, измеряющего температуру хладагента ниже по потоку от теплообменника 118, и может определять, является ли измеренная температура хладагента меньшей, равной или большей, чем предустановленная температура. Затем модуль управления может сигналы управляющему клапану 116 для того, чтобы направить поток хладагента двигателя по одному или более пути прохождения текучей среды в теплообменник 118 для обмена теплом или по второму пути прохождения текучей среды в обход теплообменника, как показано на схеме на фиг. 1. Пример метода для управления потоком текучей среды через трехходовой жидкостный клапан изображен на фиг. 9.

На фиг. 2-8 показано, что узел 200 трехходового клапана разделяет один вход для текучей среды на два несовпадающих выхода для текучей среды. Узел 200 трехходового клапана представляет собой не ограничивающий пример клапана 110 хладагента и/или клапана 116 хладагента, которые изображены на фиг. 1. Для удобства рассмотрения фиг. 2-8 будут обсуждаться совместно. Как показано на фиг. 2-8, корпус 208 клапана содержит внутри себя неподвижный трехходовой разделенный канал 202 и подвижное поворотное кольцо 204. Трехходовой разделенный канал 202 может содержать первый входной канал 202а, который может разделяться на второй канал 202b и третий канал 202с в месте соединения 202d каналов, причем внутренний угол между вторым каналом 202b и третьим каналом 202с в месте соединения меньше 90 градусов. Трехходовой разделенный канал 202 может находиться внутри камеры 220 каналов, которую могут установить внутрь корпуса 208. Поворотное кольцо 204, вставленное в корпус 208, может иметь набор отверстий 222, выполненных с возможностью открывать или блокировать трехходовой разделенный канал 202 для управления потоком текучей среды через узел 200 трехходового клапана. Корпус 208 может иметь крышку 218 корпуса, выполненную с возможностью установки на верхнюю часть корпуса 208. Крышка 218 корпуса закрепляет трехходовой разделенный канал 202 и подвижное поворотное кольцо 204 внутри корпуса 208. Крышка 218 корпуса также может служить промежуточным элементом, связанным с приводом 212, и имеющим уплотнение 210 между указанным приводом и крышкой 218 корпуса. Общий вал 214, проходящий через привод 212, уплотнение 210 и крышку 218 корпуса, вставляют в подвижное поворотное кольцо 204, соединяя поворотное кольцо 204 с приводом 212, как показано на схеме узла клапана на фиг. 2-4.

Корпус 208 узла 200 клапана может содержать круглую камеру 216 корпуса и три отверстия, расположенные на прямоугольном внешнем периметре корпуса 208 и соединенные с камерой 216 корпуса внутри. В конструкции, показанной на фиг. 2-4, первое отверстие 208а корпуса находится на первой стенке 209 корпуса 208, а второе отверстие 208b и третье отверстие 208с находятся на второй стенке 211 корпуса, напротив первой стенки 209 корпуса. Отверстия корпуса могут иметь сообщение по текучей среде с контуром текучей среды и также могут иметь сообщение по текучей среде с трехходовым разделенным каналом 202, установленным внутри камеры 216 корпуса. Камера 216 корпуса может иметь круглую форму для соответствия форме и возможности размещения внутри подвижного поворотного кольца 204 и камеры 220 каналов с трехходовым разделенным каналом 202. Трехходовой разделенный канал 202 внутри камеры 220 каналов закреплен внутри камеры 216 корпуса таким образом, что отверстия корпуса 208 могут совмещаться и образовывать сообщение по текучей среде с трехходовым разделенным каналом 202, как показано на фиг. 6-8. Первый канал 202а трехходового разделенного канала может совмещаться и образовывать сообщение по текучей среде с первым отверстием 208а корпуса. Второй канал 202b трехходового разделенного канала может совмещаться и образовывать сообщение по текучей среде со вторым отверстием 208b, а третий канал 202с трехходового клапана может совмещаться и образовывать сообщение по текучей среде с третьим отверстием 208с корпуса. Набор уплотнений, соединенных с внутренними частями корпуса вокруг первого отверстия 208а, второго отверстия 208b и третьего отверстия 208с корпуса, могут взаимодействовать с соответствующим трехходовым разделенным каналом 202, формируя непроницаемое для жидкостей уплотнение. В других конструкциях внешний периметр корпуса 208 может иметь круглую, треугольную, удлиненную и т.д. форму, а три отверстия в корпусе могут быть расположены таким образом, чтобы иметь возможность совмещаться и образовывать сообщение по текучей среде с трехходовыми разделенными каналами, вставленными внутрь камеры 216 корпуса.

Трехходовой разделенный канал 202 узла 200 клапана содержит первый канал 202а, разделенный в месте соединения 202d каналов на второй канал 202b и третий канал 202с, как показано на фиг. 3. Трехходовой разделенный канал 202 может направлять поток текучей среды через входной первый канал 202а и разделять поток текучей среды, направляя его во второй канал 202b и третий канал 202с. В одной из конструкций, показанной на фиг. 3, трехходовой разделенный канал 202 могут установить внутрь камеры 220 каналов таким образом, что камера 220 каналов не может блокировать поток текучей среды, проходящей через трехходовой разделенный канал 202. Камеру 220 каналов с трехходовым разделенным каналом 202 могут установить внутрь камеры 216 корпуса таким образом, что камера 220 каналов и камера 216 корпуса взаимодействуют с целью прикрепления трехходового разделенного канала 202 к камере 216 корпуса. Например, могут использовать клей для закрепления камеры 220 каналов внутри камеры 216 корпуса, выравнивая трехходовой разделенный канал 202 относительно соответствующих отверстий 208 корпуса. В других примерах камеру 220 каналов могут присоединить к корпусу 208 при помощи болтов, сварки или иным способом. В других примерах камеру 220 каналов могут не использовать, и разделенный канал могут непосредственно прикрепить к корпусу.

На фиг. 6-8 показано, что угол между вторым каналом 202b и третьим каналом 202с в месте соединения 202d может быть меньше 90 градусов, что уменьшает падение давления в узле 200 клапана. Например, угол А1 между вторым каналом 202b и третьим каналом 202с может составлять 60 градусов, а угол А2 между первым каналом 202а и вторым каналом 202b может быть больше 90 градусов и может быть равным углу A3 между первым каналом 202а и третьим каналом 202с. В другом примере угол А2 между первым каналом 202а и вторым каналом 202b и угол A3 между первым каналом 202а и третьим каналом 202с могут отличаться, в то время как угол А1 между вторым каналом 202b и третьим каналом 202с могут составлять 60 градусов. Угол между трехходовыми разделенными каналами может быть таким, что указанные каналы могут совмещаться и создавать сообщение по текучей среде с соответствующими отверстиями в корпусе 208, как показано на фиг. 6-8.

Второй канал 202d и третий канал 202с расходятся в месте соединения 202d под углом меньше 90 градусов. Например, после разделения в месте соединения 202d под углом меньше 90 градусов, второй канал 202b и третий канал 202с трехходового разделенного канала 202 могут быть параллельными друг другу, как показано на фиг. 6-8. В других примерах после разделения под углом меньше 90 градусов, в месте соединения 202d, второй канал 202b и третий канал 202с могут сходиться по направлению друг к другу или расходиться в направлении друг от друга, с последующим совмещением и созданием сообщения по текучей среде со вторым отверстием 208b корпуса и третьим отверстием 208с корпуса соответственно. В других примерах угол А1 между вторым каналом и третьим каналом в месте соединения может быть равен или больше 90 градусов, поскольку величины углов А2 и A3 остаются больше порогового значения угла, что позволяет обеспечить относительно низкое падение давления в узле клапана. Например, угол А1 может быть равен 90 градусов, при условии, что оба угла А2 и A3 больше 90 градусов (например, 135 градусов).

Диаметр трехходового разделенного канала 202 может определять объем текучей среды, проходящей через первый канал 202а, второй канал 202b и третий канал 202с. Например, диаметр первого канала 202а может быть больше диаметра второго канала 202b и диаметра третьего канала 202с. В другом примере диаметр второго канала 202b и диаметр третьего канала 202с могут быть равны. В другом примере, диаметр второго канала 202b может быть больше диаметра третьего канала 202с, причем во второй канал 202b может поступать больший объем текучей среды по сравнению с третьим каналом 202с. И наоборот, диаметр третьего канала 202с может быть больше диаметра второго канала 202b, в результате чего больший объем текучей среды может поступать в третий канал 202с по сравнению со вторым каналом 202b. Диаметры трехходовых разделенных каналов могут совпадать с диаметрами соответствующих отверстий корпуса, поэтому совмещение и создание сообщения по текучей среде происходит без каких-либо утечек жидкости из мест соединения трехходового разделенного канала и соответствующих отверстий корпуса, как показано на фиг. 2-3. Могут существовать уплотнения в местах взаимодействия отверстий корпуса 208с трехходовыми разделенными каналами 202 для обеспечения соединения, не допускающего утечки.

Поворотное кольцо 204, показанное на фиг. 5А и 5В, могут соединить с трехходовым разделенным каналом 202 узла 200 клапана, как показано на фиг. 3-8. Поворотное кольцо 204 вставлено внутрь корпуса 208с возможностью смещаться относительно камеры 216 корпуса, содержащей неподвижный трехходовой разделенный канал 202 и камеру 220 каналов. Подвижное поворотное кольцо 204 может определять и регулировать путь прохождения текучей среды через трехходовой разделенный канал 202. В конструкции, показанной на фиг. 5А и 5В, поворотное кольцо 204 может иметь цилиндрическую стенку 228с набором отверстий 222 поворотного кольца. Отверстия 222 поворотного кольца выполняют с возможностью совмещения с каналами трехходового разделенного канала 202 внутри камеры 216 корпуса узла 200 клапана. Например, отверстия 222 поворотного кольца могут разместить на равном расстоянии вдоль окружности цилиндрической стенки 228. В другом примере отверстия 222 поворотного кольца могут разместить на неравном расстоянии вдоль окружности цилиндрической стенки 228. Например, диаметры всех отверстий 222 на поворотном кольце 204 могут быть одинаковыми. В другом примере, диаметры отверстий 222 поворотного кольца могут отличаться для разных отверстий. Поворотное кольцо 204 имеет первую открытую сторону 230 и вторую закрытую сторону 232, находящуюся напротив первой открытой стороны 230 поворотного кольца. Вторая закрытая сторона 232 поворотного кольца может иметь центральное отверстие 236 для пропуска общего вала 214 узла 200 клапана. Общий вал 214, установленный в отверстии 236 поворотного кольца, может соединять поворотное кольцо 204с приводом 212, как показано на фиг. 2 и 3. Окружность поворотного кольца 204 может быть выполнена таким образом, что поворотное кольцо 204 могут вставить внутрь камеры 216 корпуса с возможностью вращения относительно корпуса 208 и неподвижного трехходового разделенного канала 202. Поворотное кольцо могут приводить в движение при помощи привода 212, соединенного при помощи вала 214с поворотным кольцом 204. Например, внешний периметр цилиндрической стенки 228 поворотного кольца 204 может находиться в поверхностном контакте со стенкой камеры 216 корпуса таким образом, что осуществляется возможность для поворотного кольца вращаться в направлении по часовой стрелке и/или против часовой стрелки за счет присоединенного привода. В другом примере уплотнение могут поместить между поворотным кольцом 204 и камерой 216 корпуса таким образом, что поворотное кольцо может поворачиваться относительно камеры 216 корпуса.

В одной из конструкций поворотное кольцо 204с первым отверстием 222а поворотного кольца, вторым отверстием 222b поворотного кольца и третьим отверстием 222b поворотного кольца могут вставить в камеру 216 корпуса с трехходовым разделенным каналом 202 в узле 200 клапана. Поворотное кольцо 204 может приводиться в движение при помощи присоединенного привода 212 таким образом, что отверстия 222 поворотного кольца могут совмещаться с трехходовым разделенным каналом 202 для открытия или закрытия конкретных проходов для потока текущей среды, движущейся по трехходовому разделенному каналу 202. Пример, иллюстрирующий управление потоком текучей среды через трехходовой разделенный канал 202 посредством поворота поворотного кольца 204 в первое положение, во второе положение и в третье положение, обсуждается ниже в отношении фиг. 6-8.

Привод 212 соединяют с поворотным кольцом 204 при помощи вала 214 узла 200 клапана, как показано на фиг. 2-4. Вал 214 соединяет привод 212с поворотным кольцом 204 за счет прохождения через уплотнение 210, крышку 218 корпуса и вхождения в отверстие 236 поворотного кольца на второй закрытой стороне поворотного кольца. Например, привод 212 может представлять собой электрический привод, такой шаговый двигатель. В другом примере приводом может служить электромагнит. Например, контуром текучей среды с узлом 200 клапана и приводом 212 могут управлять при помощи контроллера, получающего сигналы от датчиков, установленных в контуре текучей среды, в том числе, температурных датчиков. Контроллер может управлять приводом для поворота поворотного кольца 204 в требуемое положение на основе сигналов датчиков в контуре текучей среды. Пример, иллюстрирующий управление потоком текучей среды через трехходовой разделенный канал 202 при помощи подвижного поворотного кольца 204 узла 200 клапана, показан на фиг. 6-8. Изображен поперечный разрез узла 200 клапана в корпусе 208с подвижным поворотным кольцом 204 и трехходовым разделенным каналом 202. Узел 200 клапана могут соединить с контуром текучей среды. Например, контур текучей среды может представлять собой контур хладагента двигателя. В другом примере связанным контуром текучей среды может быть контур хладагента в системе хранения и регенерации тепла отработавших газов, как раскрыто выше в отношении фиг. 1. Однако, фактически, узел 200 клапана могут соединить с любым контуром текучей среды, в том числе жидкостными контурами и газовыми контурами.

Первое отверстие 208а корпуса находится на первой стенке 209 корпуса 208 и может иметь сообщение по текучей среде с контуром текучей среды, выполняя функцию входного отверстия для подачи текучей среды внутрь узла 200 клапана по входному пути F1 для прохождения текучей среды. Второе отверстие 208b корпуса и третье отверстие 208с корпуса на второй стенке 211 корпуса могут выполнять функцию двух несовпадающих выходных отверстий для текучей среды, соединенных с контуром текучей среды. Трехходовой разделенный канал 202, заключенный внутри камеры 216 корпуса, выполнен с возможностью соединяться с отверстиями корпуса 208. Первый канал 202а, второй канал 202b и третий канал 202с трехходового разделенного канала 202 может совмещаться и образовывать сообщение по текучей среде с первым отверстием 208а, вторым отверстием 208b и третьим отверстием 208с корпуса соответственно. Поворотное кольцо 204 могут вставить в камеру 216 корпуса соединить с приводом 212 при помощи вала 214, как показано на фиг. 2-4. В конструкции, показанной на фиг. 6-8, поворотное кольцо 204 может иметь первое отверстие 222а, второе отверстие 222b и третье отверстие 222с.

Показанное на фиг. 6 поворотное кольцо 204 находится в первом положении 500, причем первое отверстие 222а поворотного кольца обеспечивает сообщение по текучей среде первого канала 202а трехходового разделенного канала с первым отверстием 208а корпуса, создавая входной путь F1 для прохождения текучей среды. Второе отверстие 222b поворотного кольца обеспечивает сообщение по текучей среде второго канала 202bс соответствующим вторым отверстием 208b корпуса, создавая первый выходной путь F2 для прохождения текучей среды. Третье отверстие 222с поворотного кольца обеспечивает сообщение по текучей среде третьего канала 202с с третьим отверстием 208с корпуса, создавая второй выходной путь F3 для прохождения текучей среды. Поворотное кольцо 204 может также иметь четвертое отверстие 222d, пятое отверстие 222е и шестое отверстие 222f, которые не могут совмещаться с каким-либо путем для прохождения текучей среды, когда поворотное кольцо находится в первом положении 500, как показано на фиг. 6. Когда поворотное кольцо 204 находится в первом положении 500, текучая среда может проходить через первый канал 202а трехходового клапана по входному пути F1 для прохождения текучей среды. В месте соединения 202d трехходового разделенного канала поток текучей среды могут направить через второй канал 202b по первому выходному пути F2 и через третий канал 202с по второму выходному пути F3. Например, во второй канал 202b трехходового клапана и третий канал 202с трехходового клапана могут направить равные объемы текучей среды. В другом примере объем текучей среды, направляемой во второй канал 202b трехходового клапана, может отличаться от объема текучей среды, направляемой в третий канал 202 с трехходового клапана. Разница в объемах текучей среды, проходящей по первому выходному пути F2 и второму выходному пути F3, может возникать вследствие различия диаметров второго канала 202b трехходового клапана и третьего канала 202с трехходового клапана. В другом примере, отверстие 222b поворотного кольца может только частично совмещаться со вторым каналом 202b трехходового клапана, создавая препятствие на первом выходном пути F2 для прохождения текучей среды, в то время как второй выходной путь F3 для прохождения текучей среды может быть полностью открыт.В другом примере третье отверстие 222с поворотного кольца может частично совмещаться с третьим каналом 202с трехходового клапана, частично перекрывая второй выходной путь F3 для прохождения текучей среды, что приводит к различию в объемах текучей среды, проходящей по первому выходному каналу F2 и второму выходному каналу F3. В другом примере отверстия 222b и 222с поворотного кольца могут только частично совмещаться со вторым каналом 202b и третьим каналом 202с, что обеспечивает только частичное создание первого выходного пути F2 для прохождения текучей среды и второго выходного пути F3 для прохождения текучей среды.

Показанное на фиг. 7 подвижное поворотное кольцо 204 находится во втором положении 550. Поворотное кольцо 204 может перемещаться из первого положения 500 во второе положение 550 при помощи связанного с ним привода 212. Когда подвижное поворотное кольцо 204 находится во втором положении 550, входной путь F1 для прохождения текучей среды и первый выходной путь F2 для прохождения текучей среды открыты, в то время как второй выходной путь F3 для прохождения текучей среды заблокирован поворотным кольцом 204. Например, поворотное кольцо 204 могут сдвинуть при помощи привода 212 из первого положения 500 во второе положение 550 посредством вращения поворотного кольца 204 в направлении по часовой стрелке таким образом, что третье отверстие 222с поворотного кольца может повернуться в направлении по часовой стрелке, нарушив соединение с третьим каналом 202с трехходового разделенного канала 202 и третьим отверстием 208с корпуса. Движение третьего отверстия 222с поворотного кольца в направлении по часовой стрелке может привести к тому, что цилиндрическая стенка 228 поворотного кольца 204 заблокирует второй выходной путь F3 для прохождения текучей среды. Движение поворотного кольца 204 в направлении по часовой стрелке во второе положение 550 может также привести к тому, что первое отверстие 222а поворотного кольца и второе отверстие 222b поворотного кольца сдвинутся в направлении по часовой стрелке, в сторону от входного пути F1 для прохождения текучей среды и первого выходного пути F2 для прохождения текучей среды соответственно. Например, когда поворотное кольцо сдвигается во второе положение 550, четвертое отверстие 222d может совместиться и открыть второй путь F2 для прохождения текучей среды, а пятое отверстие 222е поворотного кольца может сдвинуться и совместиться для образования открытого входного пути F1 для прохождения текучей среды, как показано на фиг. 7. Первое отверстие 222а, второе отверстие 222b третье отверстие 222с и шестое отверстие 222f поворотного кольца 204 не могут совместиться с каким-либо путем для прохождения текучей среды, когда поворотное кольцо находится во втором положении 550, как показано на фиг. 7. Распределение отверстий 222 поворотного кольца вдоль цилиндрической стенки 228 поворотного кольца может определять угол вращения поворотного кольца 204, необходимый для того, чтобы указанное кольцо могло переместиться из первого положения 500 во второе положение 550. Поворотное кольцо 204 может также перемещаться из первого положения 500 во второе положение 550 посредством вращения в направлении против часовой стрелки таким образом, что поворотное кольцо может поворачиваться на заданный угол в направлении против часовой стрелки для совмещения отверстий поворотного кольца и образования открытого входного пути F1 для прохождения текучей среды, открытого первого выходного пути F2 для прохождения текучей среды, при одновременной блокировке второго выходного пути F3 для прохождения текучей среды. Таким образом, поворотное кольцо 204 может направить весь входящий поток текучей среды от входного пути F1 к первому выходному пути F2, без какого-либо направления потока текучей среды по второму выходному пути F3.

Поворотное кольцо 204 могут повернуть с помощью присоединенного привода в третье положение 552, как показано на фиг. 8. Когда поворотное кольцо 204 находится в третьем положении 552, входной путь F1 для прохождения текучей среды и второй выходной путь F3 для прохождения текучей среды могут быть открыты, в то время как первый выходной путь для прохождения текучей среды может быть заблокирован. Например, поворотное кольцо 204 при движении из первого положения 500 в третье положение 552 может вращаться в направлении по часовой стрелке таким образом, что сообщение по текучей среде второго канала 202b и второго отверстия 208b корпуса нарушается при помощи цилиндрической стенки 228 поворотного кольца 204. Одновременно, шестое отверстие 222f поворотного кольца может заменять собой отверстие 222а поворотного кольца, поддерживая открытым входной путь F1 для прохождения текучей среды. Подобным образом, второй выходной путь F3 для прохождения текучей среды поддерживается открытым за счет совмещения второго отверстия 222b поворотного кольца с третьим каналом 202с и отверстием 208с корпуса. Первое отверстие 222а, третье отверстие 222с, четвертое отверстие 222d и пятое отверстие 222е поворотного кольца 204 не могут совмещаться с каким-либо путем для прохождения текучей среды, когда поворотное кольцо находится во втором положении 550, как показано на фиг. 8. Возможность поворотного кольца занимать первое положение, второе положение и третье положение могут обеспечить за счет определенного распределения отверстий поворотного кольца, в соответствии с углом вращения поворотного кольца при помощи привода. Например, вращение для движения поворотного кольца между первым положением, вторым положением и третьим положением могут обеспечить посредством вращения указанного кольца в направлении по часовой стрелке. В другом примере определенные положения при движении поворотного кольца могут обеспечить посредством вращения указанного кольца в направлении против часовой стрелки. В еще одном примере перемещение указанного кольца между указанными тремя положениями могут обеспечить посредством комбинации вращения в направлении по часовой стрелке и в направлении против часовой стрелки. Например, поворотное кольцо могут устанавливать в первое положение, второе положение и третье положение во время одного вращения поворотного кольца. Поворотное кольцо могут также удерживать в положении, дающем возможность закрыть оба выходных пути для прохождения текучей среды, полностью прекращая выход потока текучей среды из узла 200 клапана.

Пример способа 600 управления потоком текучей среды при помощи узла трехходового клапана с подвижным поворотным кольцом показан на фиг. 9. Способ 600 позволяет регулировать поток текучей среды, проходящий через трехходовой клапан, такой как узел 200 клапана, раскрытый выше. Трехходовой клапан может содержать поворотное кольцо и разделенный канал с одним входом для текучей среды, разделяющимся на первый и второй выходы для текучей среды под углом меньше 90 градусов в месте соединения разделяющихся первого и второго выходов. Поворотное кольцо могут соединить с приводом, позволяющим сдвигать поворотное кольцо для открытия или закрытия проходов для движения текучей среды через трехходовые разделенные каналы. Приводом могут управлять при помощи контроллера, имеющего возможность принимать входные сигналы от набора датчиков, в том числе температурных датчиков, расположенных ниже по потоку и/или выше по потоку относительно трехходового клапана. Способ 600 представляет собой не ограничивающий пример способа для узла трехходового клапана, соединенного с контуром текучей среды. Способ 600 могут применить для регулирования потока текучей среды через три канала в любом контуре текучей среды, в том числе в контурах текучей среды, входящих в состав двигателя и не входящих в состав двигателя. Инструкции для выполнения способа 600 могут быть выполнены контроллером на основе инструкций, хранимых в памяти контроллера, и в соответствии с сигналами, получаемыми от датчиков системы, таких как датчики, раскрытые выше в отношении фиг. 1. Контроллер может использовать приводы системы для управления работой системы, в соответствии с раскрытыми ниже способами.

На шаге 602 способ 600 определяет параметры работы, такие как температура текучей среды, давление текучей среды, расход текучей среды и т.д. для текучей среды, находящейся в контуре текучей среды. На шаге 604 способ 600 определяет, выполняется ли первое условие. Например, первое условие может быть температурой текучей среды, соответствующей или превышающей пороговое значение температуры, ниже по потоку относительно трехходового клапана. Если первое условие выполняется, способ 600 переходит к шагу 612, на котором привод, соединенный с поворотным кольцом трехходового клапана, вращает поворотное кольцо клапана, устанавливая кольцо в первое положение. После установки поворотного кольца в первое положение, способ переходит к шагу 614, на котором текучая среда выходит из первого и второго выходов трехходового клапана. Пример трехходового клапана в первом положении показан на фиг. 6. Например, трехходовой клапан 110 контура хладагента двигателя, показанный на фиг. 1, может быть установлен в первое положение, что обеспечивает прохождение хладагента в систему теплового аккумулятора СТА (TBS) через первый выход, а через второй выход - в контур хладагента, расположенный ниже по потоку. Указанное первое положение позволяет разделить входной поток хладагента на два выходных пути для прохождения текучей среды таким образом, что хладагент могут частично направить в СТА для поддержания оптимального температурного диапазона СТА, что может помочь поддерживать требуемую температуру СТА. Оставшийся хладагент может обходить СТА и проходить в линию хладагента по направлению к насосу хладагента. В некоторых примерах первое условие может дополнительно содержать требуемое количество хладагента ниже по потоку, поэтому по меньшей мере часть хладагента могут направлять к компонентам контура хладагента, расположенным ниже по потоку. В примере контура, показанного на фиг. 1, теплообменник может требовать некоторое количество хладагента (например, может потребоваться передача тепла между хладагентом и другой текучей средой, находящейся в теплообменнике) на основе потребностей отопления салона, нагрева текучей среды в дифференциале или других параметров. Кроме того, первое условие может содержать по меньшей мере в некоторых примерах, уменьшение количества запасаемого в СТА хладагента ниже требуемого значения.

Если первое условие не выполнено, способ 600 переходит к шагу 606 для определения, выполняется ли второе условие, например, находится ли температура текучей среды выше порогового значения температуры и отсутствует ли потребность в хладагенте ниже по потоку. Если второе условие выполняется, способ 600 переходит к шагу 616, на котором привод вращает поворотное кольцо, устанавливая во второе положение. Способ 600 переходит к шагу 618, на котором текучая среда выходит через первый выход, в то время как второй выход остается закрытым. В примере контура 102 хладагента, показанного на фиг. 1, клапан 110 могут установить во второе положение, когда температура хладагента относительно высока, и, таким образом, хладагент, нагретый до высокой температуры, направляют в СТА при помощи первого выхода трехходового клапана 110 для запасания избыточной тепловой энергии хладагента в СТА, в то время как второй выход трехходового клапана может оставаться закрытым. Таким образом, могут быстро наполнить СТА. В некоторых примерах второе условие может дополнительно содержать уменьшение количества запасаемого в СТА хладагента ниже требуемого значения. Пример трехходового клапана во втором положении показан на фиг. 7.

Если второе условие не выполнено, способ 600 переходит к шагу 608 для определения, выполняется ли третье условие. Если третье условие выполнено, способ 600 переходит к шагу 620, на котором привод перемещает соединенное с ним поворотное кольцо в третье положение таким образом, что на шаге 622 текучая среда может выходить через третий выход, в то время как первый выход остается заблокированным. Например, третье условие может заключаться в том, что температура текучей среды ниже порогового значения температуры. Пример узла трехходового клапана, находящегося в третьем положении, показан на фиг. 8. Например, температурный датчик 112, определяющий температуру хладагента, может быть установлен в линии 102 хладагента ниже по потоку от клапана 110 хладагента, как показано на фиг. 1. Если температура хладагента ниже порогового значения температуры, хладагент может обходить СТА и проходить ниже по потоку, по направлению к жидкостному насосу 104, показанному на фиг. 1. В другом примере, если возникают немедленные потребности в хладагенте ниже по потоку, в линии хладагента, то хладагент может обходить СТА, направляясь ниже по потоку в направлении насоса хладагента. В других примерах, если количество запасенного в СТА хладагента достаточное, клапан могут установить в третье положение. Если третье условие не выполнено, способ 600 может поддерживать текущие параметры работы на шаге 610. Текущие параметры работы могут содержать, в некоторых примерах, закрытый трехходовой клапан или другую подходящую конфигурацию.

Таким образом, двумя путями прохождения текучей среды в трехходовом клапане с одним входом, разделенным на два выхода, имеющих внутренний угол меньше 90 градусов, могут управлять при помощи присоединенного поворотного кольца с набором отверстий. Привод, соединенный с поворотным кольцом, может вращать поворотное кольцо для открытия и/или закрытия проходов для текучей среды, движущейся через трехходовой клапан. Отверстия поворотного кольца могут быть выполнены таким образом, чтобы обеспечивать требуемые соединения по текучей среде в пределах одного оборота поворотного кольца в одном направлении. Однако, в некоторых примерах, требуемые соединения по текучей среде могут быть получены путем вращения поворотного кольца в двух направлениях. Например, если узел клапана находится в первом положении, когда оба выхода открыты, вращение поворотного кольца в одном направлении может установить узел клапана во второе положение, а вращение поворотного кольца в другом направлении может установить узел клапана в третье положение.

Например, узел клапана в настоящем раскрытии содержит только один вход и два выхода. В таком примере текучая среда, протекающая через узел клапана, может поступать в узел клапана только через вход. Кроме того, текучая среда, протекающая через узел клапана, может покидать узел клапана только через один или оба выхода. Когда текучая среда поступает внутрь узла клапана, эта текучая среда может выходить из узла клапана только через один или оба выхода и не может выходить из узла клапана через какие-либо другие проходы, отверстия или выходы. Когда выход второго канала заблокирован, а выход третьего канала открыт (например, когда поворотное кольцо находится в третьем положении, как раскрыто выше), текучая среда, поступающая внутрь узла клапана, входит только через первый канал и выходит через третий канал узла клапана. Когда выход третьего канала заблокирован, а выход второго канала открыт (например, когда поворотное кольцо находится во втором положении, как раскрыто выше), текучая среда, поступающая внутрь узла клапана, входит только через первый канал и выходит через второй канал узла клапана. Когда выход третьего канала открыт и выход второго канала открыт (например, когда поворотное кольцо находится в первом положении, как раскрыто выше), текучая среда, поступающая внутрь узла клапана, входит только через первый канал и выходит через второй канал узла клапана и через третий канал узла клапана.

Несмотря на то, что узел клапана в настоящем раскрытии заявлен выше как имеющий один вход для текучей среды, соединенный с двумя выходами для текучей среды, следует понимать, что в некоторых примерах узел клапана может содержать один выход, соединенный с двумя входами для текучей среды. Кроме того, в некоторых примерах могут использовать больше чем два входа или два выхода. Например, узел клапана может содержать один вход для текучей среды, соединенный с тремя выходами для текучей среды. В каждом примере поворотное кольцо имеет возможность вращения для управления потоком через каждый путь для прохождения текучей среды.

Технический эффект от управления потоком текучей среды через трехходовой клапан, имеющий внутренний угол между двумя разделенными выходами меньше 90 градусов, заключается в уменьшении падения давления в указанном клапане и увеличении КПД клапана вследствие уменьшения мощности насоса, требуемой для прокачивания текучей среды через клапан.

Узел клапана содержит корпус, разделенный канал, прикрепленный к корпусу и содержащий первый канал, разделяющийся на второй канал и третий канал в месте соединения, причем внутренний угол между вторым каналом и третьим каналом в месте соединения меньше 90 градусов. Поворотное кольцо имеет возможность перемещения относительно корпуса и содержит набор отверстий, выполненных с возможностью управлять потоком текучей среды через разделенный канал. В первом примере узла клапана разделенный канал определяет первый путь прохождения текучей среды, содержащий первый канал и второй канал, и второй путь прохождения текучей среды, содержащий первый канал и третий канал. Как первый путь прохождения текучей среды, так и второй путь прохождения текучей среды постоянны на всем протяжении разделенного канала независимо от положения поворотного кольца. Второй пример узла клапана опционально содержит первый пример и дополнительно содержит корпус с первым отверстием, находящимся на первой стенке, а также вторым отверстием и третьим отверстием, каждое их которых находится на второй стенке, противоположной первой стенке, причем разделенный канал и поворотное кольцо установлены внутри корпуса. Третий пример узла клапана опционально содержит первый пример и/или второй пример и отличается тем, что поворотное кольцо имеет возможность поворота по меньшей мере в первое положение, второе положение и третье положение. Четвертый пример узла клапана опционально содержит один или несколько примеров, с первого по третий, и отличается тем, что при нахождении поворотного кольца в первом положении первое отверстие соединено по текучей среде с первым каналом, второе отверстие соединено по текучей среде со вторым каналом и третье отверстие соединено по текучей среде с третьим каналом. Пятый пример узла клапана опционально содержит один или несколько примеров, с первого по четвертый, и отличается тем, что при нахождении поворотного кольца во втором положении первое отверстие соединено по текучей среде с первым каналом, второе отверстие соединено по текучей среде со вторым каналом, и поворотное кольцо блокирует сообщение по текучей среде между третьим отверстием и третьим каналом. Шестой пример узла клапана опционально содержит один или несколько примеров, с первого по пятый, и отличается тем, что при нахождении поворотного кольца в третьем положении первое отверстие соединено по текучей среде с первым каналом, третье отверстие соединено по текучей среде с третьим каналом, и поворотное кольцо блокирует сообщение по текучей среде между вторым отверстием и вторым каналом. Седьмой пример узла клапана опционально содержит один или несколько примеров, с первого по шестой, и отличается тем, что поворотное кольцо имеет возможность поворота в первое положение, второе положение и третье положение в течение одного оборота поворотного кольца.

Восьмой пример узла клапана опционально содержит один или несколько примеров, с первого по седьмой, и отличается тем, что дополнительно содержит привод, соединенный с поворотным кольцом при помощи вала. Девятый пример узла клапана опционально содержит один или несколько примеров, с первого по восьмой, и отличается тем, что дополнительно содержит крышку, соединенную с верхней частью корпуса, причем крышка расположена между поворотным кольцом и приводом, причем вал проходит через крышку. Десятый пример узла клапана опционально содержит один или несколько примеров, с первого по девятый, и дополнительно содержит первое уплотнение, присоединенное между крышкой и приводом, причем первое уплотнение расположено вокруг вала, и набор дополнительных уплотнений, причем каждое соответствующее дополнительное уплотнение присоединено к внутренней части корпуса вокруг первого отверстия, второго отверстия или третьего отверстия соответственно.

В одной из конструкций система содержит первый проход для текучей среды, второй проход для текучей среды, третий проход для текучей среды и узел клапана, соединяющий первый проход для текучей среды со вторым проходом для текучей среды и третьим проходом для текучей среды. Узел клапана содержит корпус, разделенный канал, прикрепленный к корпусу и содержащий первый канал, разделяющийся на второй канал и третий канал в месте соединения, причем внутренний угол между вторым каналом и третьим каналом в месте соединения меньше 90 градусов, и поворотное кольцо, выполненное с возможностью движения относительно корпуса и имеющее набор отверстий, выполненных с возможностью управлять потоком текучей среды, проходящей через разделенный канал. Привод установлен в осевом направлении и соединен с поворотным кольцом при помощи вала. В первом примере системы привод выполнен с возможностью поворота поворотного кольца в первое положение, в котором первый канал соединен по текучей среде с первым проходом для текучей среды, второй канал соединен по текучей среде со вторым проходом для текучей среды и третий канал соединен по текучей среде с третьим проходом для текучей среды. Второй пример системы опционально содержит первый пример и отличается тем, что привод выполнен с возможностью поворота поворотного кольца во второе положение, в котором первый канал соединен по текучей среде с первым проходом для текучей среды, второй канал соединен по текучей среде со вторым проходом для текучей среды и третий канал не имеет сообщения по текучей среде с третьим проходом для текучей среды. Третий пример системы опционально содержит первый пример и/или второй пример и отличается тем, что привод выполнен с возможностью поворота поворотного кольца в третье положение, в котором первый канал соединен по текучей среде с первым проходом для текучей среды, второй канал не имеет сообщения по текучей среде со вторым проходом для текучей среды и третий канал соединен по текучей среде с третьим проходом для текучей среды.

Способ для узла клапана содержит, при выполнении первого условия, включение привода для поворота поворотного кольца узла клапана в первое положение для направления текучей среды через вход узла клапана и выпуска ее через первый выход и второй выход узла клапана, причем движение потока текучей среды поддерживают вдоль по существу параллельных путей при поступлении на вход и выпуске через первый выход и второй выход. При выполнении второго условия включают привод для поворота поворотного кольца во второе положение для направления текучей среды через вход и выпуска ее через первый выход и, при выполнении третьего условия, включают привод для поворота поворотного кольца в третье положение для направления текучей среды через вход и выпуска ее через второй выход. Первый пример способа дополнительно содержит поворот поворотного кольца посредством привода в четвертое положение для блокирования потока текучей среды через первый выход и второй выход. Второй пример способа опционально содержит первый пример и отличается тем, что при нахождении поворотного кольца во втором положении блокируют второй выход, а при нахождении поворотного кольца в третьем положении блокируют первый выход. Третий пример способа опционально содержит первый и второй примеры и отличается тем, что узел клапана устанавливают в контур хладагента, причем первое условие и второе условие содержат повышение температуры хладагента в контуре хладагента выше порогового значения, а третье условие содержит понижение температуры хладагента ниже порогового значения. Четвертый пример способа опционально содержит с первый по третий примеры и отличается тем, что включение привода для поворота поворотного кольца во второе положение содержит включение привода для поворота поворотного кольца в направлении по часовой стрелке во второе положение, причем включение привода для поворота поворотного кольца в третье положение содержит включение привода для поворота поворотного кольца в направлении против часовой стрелки в третье положение. Пятый пример способа опционально содержит с первого по четвертый примеры и отличается тем, что привод включают при помощи контроллера, получающего входной сигнал от датчика температуры текучей среды.

Следует отметить, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут быть использованы с разнообразными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Способы и алгоритмы управления, раскрытые в настоящей заявке, могут быть сохранены как исполняемые инструкции в долговременной памяти и выполнены управляющей системой, состоящей из контроллера в сочетании с различными датчиками, приводами и другими средствами двигателя. Конкретные алгоритмы, раскрытые в настоящей заявке, могут представлять собой одну или более стратегий обработки, таких как управляемые по событиям, управляемые по прерываниям, многозадачные, многопоточные и т.п. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут быть выполнены в указанной последовательности, параллельно или в некоторых случаях могут быть пропущены. Аналогично, указанный порядок обработки не обязателен для достижения отличительных признаков и преимуществ раскрываемых в настоящей заявке вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или несколько из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут быть выполнены повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, раскрытые действия, операции и/или функции могут представлять в графическом виде код, который должен быть запрограммирован в долговременную память машиночитаемой среды хранения данных в управляющей системе двигателя, при этом раскрытые действия могут быть выполнены посредством исполнения инструкций в системе, содержащей различные компоненты обеспечения двигателя совместно с электронным контроллером.

Следует понимать, что конфигурации и алгоритмы, раскрытые в настоящей заявке, носят иллюстративный характер, и что эти конкретные варианты осуществления изобретения не следует рассматривать в качестве ограничения, так как возможны многочисленные модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена в двигателях с конфигурацией цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, а также другие отличительные признаки, функции и/или свойства, раскрытые в настоящей заявке.

В нижеследующей формуле изобретения, в частности, указаны определенные комбинации и подкомбинации, которые считаются новыми и неочевидными. В таких пунктах формулы изобретения ссылка может быть сделана на «некоторый» элемент или «первый» элемент или эквивалент такого элемента. Следует понимать, что такие пункты формулы изобретения могут включать в себя один или более указанных элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Иные комбинации и подкомбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть включены в формулу путем изменения имеющихся пунктов формулы изобретения или путем представления новых пунктов формулы изобретения в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются ли они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема идеи первоначальной формулы изобретения, также считаются включенными в предмет настоящего изобретения.

Реферат

Изобретение относится к системам управления потоком текучей среды через клапан. Представлены способы и системы для управления потоком текучей среды через узел трехходового клапана, содержащего трехходовой разделенный канал, соединенный с подвижным поворотным кольцом с набором отверстий. Например, трехходовой разделенный канал может содержать один входной канал для текучей среды, разделяющийся на два выходных канала, внутренний угол между которыми меньше 90°. Подвижное поворотное кольцо, соединенное с трехходовым разделенным каналом, могут вращать при помощи привода для открытия или блокирования каналов в трехходовом разделенном канале, что позволяет управлять проходами для текучей среды внутри узла трехходового клапана. Изобретение обеспечивает уменьшение падения давления в узле клапана. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 10 ил.

Формула