用于车辆的流体输送系统

技术领域

本发明涉及车辆领域，尤其是涉及一种用于车辆的流体输送系统。

背景技术

近年来，随着车辆的普及和环保意识的增强，人们越来越多地追求通过充分回收利用车辆行驶过程中的各种能量以降低车辆的能耗，从而改善环境并且增加车辆的续航里程。

对于具有发动机的车辆而言，在车辆行驶期间，发动机在燃烧做功行程中由于发动机的活塞连杆机构与曲轴的往复惯性力以及曲轴在圆周循环中的离心惯性力等因素产生不可避免的规律性震动。但在现有的车辆中，发动机的震动能量并没有得到有效利用，这造成了明显的能量浪费。

发明内容

因此，本发明的目的在于提出一种改进的用于车辆的流体输送系统，所述流体输送系统能够利用发动机的规律性震动来驱动用于车辆的流体，从而避免发动机的震动能量的浪费，由此节约车辆的行驶成本并且在一定程度上增大车辆的续航里程。

根据本发明，提出一种用于车辆的流体输送系统，所述流体输送系统至少包括：

-至少一个活塞组件，所述活塞组件具有活塞缸和布置在所述活塞缸中的活塞，其中，所述活塞能够相对于所述活塞缸运动；

-流体管路，所述流体管路与所述活塞组件连接并且共同形成用于容纳流体的流体回路；

-至少一个阀结构，所述阀结构布置在所述流体回路中并且作为单向阀起作用，

其中，所述活塞组件被配置成适于借助所述车辆的发动机的规律性震动发生所述活塞和所述活塞缸的相对运动，以驱动所述流体在所述流体回路中流动。

根据本发明，活塞组件的活塞缸和活塞基于车辆发动机的震动能量发生相对运动，由此驱动流体在流体回路中流动，并且通过阀结构防止流体的逆流。在此，能够充分地利用车辆发动机的震动能量并且基于所述震动能量有效地促进用于车辆的流体在流体回路中的流动，从而避免发动机的震动能量的浪费并且增大车辆的续航里程。

附图说明

下面，通过参看附图更详细地描述本发明，可以更好地理解本发明的原理、特点和优点。附图包括：

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于车辆的流体输送系统的示意性视图；

图2a和图2b分别示出了根据本发明的示例性实施例的用于车辆的流体输送系统的阀结构中的流体流动情况；

图3a和图3b分别示出了根据本发明的示例性实施例的用于车辆的流体输送系统的活塞的俯视图；

图4a和图4b分别示出了根据本发明的另外的示例性实施例的用于车辆的流体输送系统的示意性视图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在此，出于简要性的原因，具有相同附图标记的元件在附图中仅标出一次。

应理解，在本文中，表述“第一”、“第二”等仅用于描述性目的，而不应理解为指示或暗示相对重要性，也不应理解为隐含指明所指示的技术特征的数量。限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地表示包括至少一个该特征。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于车辆的流体输送系统100的示意性视图。

如图1所示，流体输送系统100包括至少一个活塞组件10，所述活塞组件10具有活塞缸11和布置在活塞缸11中的活塞12，其中，活塞12能够相对于活塞缸11运动、尤其是沿第一方向R1和第二方向R2往复运动，所述第一方向R1和所述第二方向R2在活塞12的中心轴线的方向上彼此相反地定向。

如图1所示，流体输送系统100还包括流体管路20，所述流体管路20与活塞组件10连接并且共同形成用于容纳车辆的流体的流体回路，所述流体能够在所述流体回路中流动。示例性地，所述流体是用于冷却车辆的部件的冷却剂。但也可以考虑，所述流体是润滑液或另外的本领域技术人员认为适用的流体。

如图1所示，流体输送系统100还包括至少一个阀结构30，所述阀结构30布置在由活塞组件10和流体管路20形成的流体回路中并且允许所述流体沿仅一个方向流动。在此，阀结构30作为单向阀起作用并且控制流体的流动方向。

在此，在流体回路中的流体在活塞缸11和活塞12的相对彼此的相对运动的驱动下流动，其中，活塞组件10借助车辆的发动机的规律性震动发生活塞缸11和活塞12的相对彼此的相对运动，由此有效地回收发动机的震动能量并且利用所述震动能量实现流体在流体回路中的流动，从而避免发动机的震动能量的浪费并且增大车辆的续航里程。为此，活塞组件10布置成与车辆的发动机接触。

示例性地，活塞组件10的活塞缸11与车辆的发动机固定连接，而活塞12可以在活塞缸11中自由运动。在这种情况下，当车辆行驶时，车辆的发动机规律性地震动，由此带动活塞缸11产生震动、即沿第一方向R1和第二方向R2的往复运动，而活塞12由于惯性相对于活塞缸11滞后，从而产生活塞缸11和活塞12的相对彼此的相对运动，活塞12通过所述相对运动驱动活塞缸11中的流体运动。例如当活塞缸11沿第一方向R1运动时，活塞12相对于活塞缸11沿第二方向R2运动并且驱动流体同样沿第二方向R2运动。

示例性地，活塞组件10的活塞缸11布置在车辆的稳固部件上，并且活塞12通过连杆13与车辆的发动机固定连接。在此，“稳固部件”应理解为车辆在正常行驶过程中不发生规律性震动的部件，例如车架、车盖等。在这种情况下，当车辆行驶时，车辆的发动机规律性地震动，所述规律性震动通过连杆13传递给活塞12，由此带动活塞12产生震动、即沿第一方向R1和第二方向R2的往复运动，而活塞缸11保持不动，从而产生活塞缸11和活塞12的相对彼此的相对运动，活塞12通过所述相对运动驱动活塞缸11中的流体运动。例如当活塞12沿第一方向R1运动时，活塞12相对于活塞缸11沿第一方向R1运动并且驱动流体同样沿第一方向R1运动。

如图1所示，阀结构30构造为特斯拉阀，所述特斯拉阀是具有固定几何形状并且不具有活动部件的被动单向导通阀，其中，流体仅能够从阀结构30的入口1流至出口2，而无法从阀结构30的出口2沿相反的方向流至入口1，由此允许流体沿仅一个方向流经阀结构30，关于特斯拉阀的原理具体参见图2a和图2b。

图2a和图2b分别示出了根据本发明的示例性实施例的用于车辆的流体输送系统100的阀结构30中的流体流动情况。

如图2a和图2b所示，构造为特斯拉阀的阀结构30具有入口1和出口2，其中，在所述特斯拉阀中设置有主通道3和关于主通道3在两侧交替布置的、弯曲成回环形式的分岔通道4，所述分岔通道4在一端与主通道3形成锐角并且在另一端与主通道3形成钝角，其中，在所述主通道3和分岔通道4之间布置有固定的分隔件5。

如图2a所示，当流体沿第一方向R1从入口1流入时，流体主要通过主通道3流至出口2，流入分岔通道4中的少量流体也并不会对主通道3中的流体造成不利影响，因此流体能够无阻碍地从入口1流至出口2。

如图2b所示，当流体沿第二方向R2从出口2流入时，流体的一部分流入到主通道3中，而流体的另一部分流入到分岔通道4中，当所述另一部分流体从分岔通道4流出时，所述另一部分流体的流动方向逆着主通道3中的部分流体的流动方向，由此阻碍主通道3中的部分流体的流动。在经过多个分岔通道4之后，几乎没有流体能够达到入口1，由此实现流体止回或者说倒流的作用。

示例性地，构造为特斯拉阀的阀结构30布置在流体管路20中，由此能够实现流体在流体回路中的沿仅一个流动方向的流动。

示例性地，构造为特斯拉阀的阀结构30直接集成在活塞组件10的活塞12中。如图1所示，在活塞12中集成有多个构造为特斯拉阀的阀结构30，这些阀结构30的入口1例如均布置在活塞12的下侧上，而出口2均布置在活塞12的上侧上。当活塞12相对于活塞缸11沿第一方向R1运动时，存在于活塞12上方的流体受挤压并且流入到集成在活塞12中的阀结构30的出口2中，但流体由于阀结构30的止回作用不能从出口2回流至入口1，由此活塞12有效地推动流体沿第一方向R1流动。相反地，当活塞12相对于活塞缸11沿第二方向R2运动时，存在于活塞12下方的流体受挤压并且流入到集成在活塞12中的阀结构30的入口1中，流体能够从入口1顺畅地流至出口2，在这种情况下活塞12并不能驱动流体沿第二方向R2流动，由此防止流体回路中的流体发生逆流。在车辆的行驶过程中，发动机的规律性震动引发活塞12相对于活塞缸11的往复运动，所述往复运动促使流体回路中的流体以不连续地、有规律的时间间隔地沿单个方向流动。在此，通过多个阀结构30在活塞12中的集成能够增大流体的流量并且尽可能地防止流体回路中的逆向流动，对此具体参见图3a和图3b。当然也可以考虑，将仅一个阀结构30集成在活塞12中。

图3a和图3b分别示出了根据本发明的示例性实施例的用于车辆的流体输送系统100的活塞12的俯视图，其中，沿图3a和图3b的剖面线A-A剖开的剖面图可以是图1中示出的活塞12的视图。在此，在活塞12中集成有多个构造为特斯拉阀的阀结构30。

如图3a和图3b所示，活塞12圆柱形地构造。由此能够简单地并且成本有利地制造活塞12。但也可以考虑本领域技术人员认为有意义的其它构型，例如方柱形。

示例性地，如图3a所示，在活塞12中集成有多个阀结构30，所述阀结构30在活塞12的周向方向上不连续地或者说彼此间隔开地构造并且均匀地分布在活塞12中。由此能够使流经活塞12中的阀结构30的流体从出口2尤其以成点束的形式均匀分布地流出，这有效地避免从出口2流出的流体在活塞缸11中形成涡流并且防止对流体流动的扰动。当然也可以考虑阀结构30在活塞中的另外的分布形式。

示例性地，如图3b所示，在活塞12中集成有多个阀结构30，所述阀结构30围绕活塞12的中心轴线环形地并且彼此同心地构造。由此能够使使流经活塞12中的阀结构30的流体从出口2以成环束的形式均匀地流出并且能够增大阀结构30的流量，从而在避免形成涡流的情况下有效地实现构造为特斯拉阀的阀结构30的单向阀的功能。

示例性地，阀结构30、尤其是集成有阀结构30的活塞12由塑料通过注塑工艺制造，由此能够简单地并且成本有利地制造阀结构30或集成有阀结构30的活塞12。但也可以考虑，阀结构30、尤其是集成有阀结构30的活塞12由金属通过切削或钻孔的机械加工工艺制造，这能够增大阀结构30或活塞12的机械强度。

示例性地，活塞组件10、尤其是活塞12的直径根据流体的输送流量设定。在此，活塞12的直径构造得越大，能输送的流体的流量越大。

示例性地，流体输送系统100包括多个活塞组件10，这些活塞组件10彼此并联地布置在流体回路中。由此能够增大流体的输送流量。

示例性地，流体输送系统100还包括泵送装置，所述泵送装置附加于活塞组件10用于驱动流体在流体回路中流动，以满足对于流体输送量和/或输送速度的需求。在此，泵送装置例如可以由电能驱动。但也可以考虑，泵送装置基于热能、尤其是发动机的热能运行。

示例性地，如图1所示，流体输送系统100还包括用于所述车辆的散热器40并且流体是冷却剂。在此，所述流体在发动机的震动能量的作用下由活塞组件10驱动并且由阀结构30控制，从而在流体管路20中间断地流动至散热器40，所述流体在散热器40处吸收热量，从而达到降低车辆温度的效果。

图4a和图4b分别示出了根据本发明的另外的示例性实施例的用于车辆的流体输送系统100的示意性视图。

如图4a和图4b所示，流体输送系统100包括四个阀结构30，这些阀结构30布置在流体管路20中，其中，四个阀结构30以桥式整流器的形式布置，其中，流体管路20包括四个管路区段，即第一管路区段21、第二管路区段22、第三管路区段23和第四管路区段24，其中，四个阀结构30中的每一个阀结构分别与流体管路20的各两个管路区段连接。具体地，第一阀结构31的入口与流体管路20的连接至活塞组件10的第一管路区段21连接，并且第一阀结构31的出口与流体管路20的连接至散热器40的第二管路区段22连接；第二阀结构32的入口与流体管路20的连接至活塞组件10的第三管路区段23连接，并且第二阀结构32的出口与第二管路区段22连接；第三阀结构33的入口与流体管路20的连接至散热器40的第四管路区段24连接，并且第三阀结构33的出口与第三管路区段23连接；第四阀结构34的入口与第四管路区段24连接，并且第四阀结构34的出口与第一管路区段21连接。在这种情况下，第一阀结构31和第三阀结构33串联导通，第二阀结构32和第四阀结构34串联导通并且相对于第一阀结构31和第三阀结构33反向偏置。

在此，阀结构30示例性地构造为特斯拉阀。但也可以考虑，阀结构30构造为另外的本领域技术人员认为有意义的单向阀，例如弹簧式单向阀。

在此，在活塞组件10的活塞12可以实心体地构造并且不集成有阀结构30。在这种情况下，活塞12实施相对于活塞缸11的往复运动并且驱动活塞缸11中的流体沿第一方向R1或第二方向R2运动。

如图4a所示，当流体沿第一方向R1流动时，所述流体通过第一管路区段21流动至第一阀结构31的入口和第四阀结构34的出口处，由于第四阀结构34的反向截止作用，所述流体仅能够流经第一阀结构31并且通过第二管路区段22达到散热器40。然后所述流体通过第四管路区段24流动至第三阀结构33的入口和第四阀结构34的入口处，由于在第四阀结构34的入口和出口处均存在流入的流体并且流体压强相同，所述流体并不能流经第四阀结构34，因此所述流体仅能够流经第三阀结构33。然后所述流体通过第三管路区段23回流到活塞组件10的活塞缸11中。所述流体的流动方向由图4a的箭头标明。

如图4b所示，当流体沿第二方向R2流动时，所述流体通过第三管路区段23流动至第二阀结构32的入口和第三阀结构33的出口处，由于第三阀结构33的反向截止作用，所述流体仅能够流经第二阀结构32并且通过第二管路区段22达到散热器40。然后所述流体通过第四管路24流动至第三阀结构33的入口和第四阀结构34的入口处，由于在第三阀结构33的入口和出口处均存在流入的流体并且流体压强相同，所述流体并不能流经第三阀结构33，因此所述流体仅能够流经第四阀结构34。然后所述流体通过第一管路区段21回流到活塞组件10的活塞缸11中。所述流体的流动方向由图4b的箭头标明。

在图4a和图4b示出的流体输送系统100中，在活塞12相对于活塞缸11的往复运动过程中，作为冷却剂的流体可以持续不断地流动至散热器40，从而使散热器40稳定地工作。由此能够充分地利用车辆发动机的震动能量。

示例性地，流体输送系统100的四个阀结构30在结构上完全相同地构造。但也可以考虑，选择不同的阀结构，所述阀结构的流量根据发动机的震动形式或整流方式相应地适配。此外还可以考虑，流体输送系统100具有数量超过四个的阀结构30，并且根据需要将多个阀结构集成为阀结构组件。

前面对于实施方式的阐释仅在所述示例的框架下描述本发明。当然，只要在技术上有意义，实施方式的各个特征能够自由地相互组合，而不偏离本发明的框架。

对于本领域的技术人员而言，本发明的其他优点和替代性实施方式是显而易见的。因此，本发明就其更宽泛的意义而言并不局限于所示和所述的具体细节、代表性结构和示例性实施例。相反，本领域的技术人员可以在不脱离本发明的基本精神和范围的情况下进行各种修改和替代。