用于冷却内燃机的技术制造技术

介绍一种内燃机(100)。该内燃机(100)包括冷却液体回路(106‑1、106‑2)，该冷却液体回路与内燃机(100)的气缸盖(102)和发动机组(104)连接且包括冷却液体泵(108)。该冷却液体泵(108)包括驱动轴(112)且能够输送冷却液体回路(106‑1、106‑2)中的冷却液体(114)。该内燃机(100)还包括粘性离合器(120)。该粘性离合器(120)被设置用于被内燃机(100)驱动(122)。该粘性离合器(120)包括用于传递扭矩的离合器流体(124)。该粘性离合器(120)在输出侧与冷却液体泵(108)的驱动轴(112)连接。冷却液体泵(108)的驱动轴(112)包括至少一个热管(130)。该热管(130)与作为热源的离合器流体(124)和作为热阱的冷却液体(114)处于热交换中。

【技术实现步骤摘要】
用于冷却内燃机的技术
本专利技术涉及一种例如用于驱动汽车的内燃机。特别是介绍一种用于冷却内燃机的粘性离合器(硅油离合器)的技术。
技术介绍
汽车特别是商用车采用粘性离合器来可控地驱动内燃机冷却液体回路的冷却液体泵。载重车(LKW)的与内燃机刚性地耦接的冷却液体泵具有例如7kW的平均功耗。对于利用内燃机的冷却液体充分地排出热量来说，冷却液体泵的全部功率(例如在水平的行驶路线和高速行驶情况下)通常并非是必需的。通过对冷却液体泵的按需控制，可以节省例如0.5％-1.5％的燃料。对冷却液体泵的这种常规控制的例子在“FrankfurterAllgemeinenZeitung”(法兰克福通用报纸)的2013年4月29日的文章“Einfachmalabschalten”(“简易切断”)中介绍过。可控的冷却液体泵的粘性离合器利用粘性离合器的可控的扭矩传递。这种扭矩传递基于在粘性离合器中的离合器流体的流体特性。例如，采用粘性硅油作为离合器流体。由于在粘性离合器的驱动轴与输出轴之间的不同的转速，离合器流体受到剪切，剪切力借助离合器流体把扭矩从驱动轴传递至输出轴。由于剪切力基于离合器流体的粘度、即内部的摩擦，所以粘性离合器的扭矩传递牵涉到能量耗散，这种能量作为热量既向内传递(即传递到离合器流体中)，又向外传递(即通过粘性离合器的壳体传递至外界)。然而，内部的热传递会使得离合器流体的液压特性恶化，因为粘稠度和扭矩传递的效率通常随着离合器流体温度的上升而减小。由此，为了不缩短粘性离合器的寿命，传统的粘性离合器的控制区域受到限制，在发动机转速高的情况下尤其如此。这会导致矛盾的控制状况：为了防止粘性离合器过热，可控的粘性离合器在发动机转速高的情况下不能被控制成使得冷却液体泵的减小的转速。也就是说，冷却液体泵必须在根本就不需要冷却内燃机的功率下工作。用于冷却粘性离合器的替代的措施，比如增大粘性离合器壳体上的散热片，并不会达到目的。一方面，增大散热片会增加粘性离合器的旋转质量，加大所需要的安装空间。另一方面，这种空气冷却恰恰不够用，因为冷却液体泵在发动机负载较大时会接通，由此，布置在散热器后面的粘性离合器就会经受冷却空气的同样提高的温度。
技术实现思路
因此目的是，提出一种伴有高能效冷却的内燃机。替代的或另一个目的是，提高粘性离合器的可控性，而不会限制粘性离合器的寿命。替代的或另一个目的是，不管粘性离合器的机械负荷和环境温度如何，都能保证离合器流体的尽可能恒定的温度。这个或这些目的通过具有独立权利要求的特征的内燃机和相应的汽车得以实现。本专利技术的有利的实施方式和应用是从属权利要求的主题，并将在下面的说明中部分地参照附图予以详述。根据本专利技术的一个方面，提出一种内燃机。该内燃机包括冷却液体回路，其与内燃机的气缸盖和/或发动机组连接或可连接。冷却液体回路包括冷却液体泵，该冷却液体泵包括驱动轴，且被构造用于输送冷却液体回路中的冷却液体。内燃机还包括粘性离合器，该粘性离合器被设置用于或可设置用于被内燃机驱动，包括用于传递扭矩的离合器流体，且在输出侧与冷却液体泵的驱动轴连接。冷却液体泵的驱动轴包括至少一个热管，该热管与作为热源的离合器流体和作为热阱的冷却液体处于或可处于热交换中。通过在可控的冷却液体泵的驱动轴中设置至少一个热管，可以把废热流从作为热源的离合器流体有效地传递至作为热阱的冷却液体。至少一个热管可以经由纵向孔插入驱动轴中，作为一封装单元。替代地或补充地，至少一个热管可以在驱动轴的纵向孔中与驱动轴一体地整体实现。离合器流体可以包括机油，例如硅油。作为液力的工作介质，离合器流体可以具有用于传递扭矩的特定液压特性，例如具有一特定的与温度相关的粘稠度。冷却液体可以包括水、防冻剂和/或防腐剂。粘性离合器可包括被离合器流体冲刷的叠片。这些叠片可以抗扭地与驱动轴连接。通过这些叠片可以使得热管与作为热源的离合器流体处于热交换中。例如，这些叠片在驱动轴的离合器侧的端部环绕地布置。热管的热源侧的端部可以对应于驱动轴的离合器侧的端部。冷却液体泵可以包括被冷却液体冲刷的工作轮(例如叶轮)。该工作轮可以抗扭地与驱动轴连接。通过工作轮，热管可以与作为热阱的冷却液体处于热交换中。例如，工作轮在驱动轴的泵侧的端部环绕地布置。热管的热阱侧的端部可以对应于驱动轴的泵侧的端部。冷却液体回路还可以包括散热器和调温器。冷却液体泵可以在输入侧与散热器和/或调温器连接。冷却液体泵可以在输出侧与气缸盖和/或发动机组连接。散热器和/或调温器可以在冷却液体回路中布置在发动机组的下游。热管可以包括一个毛细管或多个毛细管，这些毛细管在驱动轴的纵向上延伸，例如从驱动轴的离合器侧的端部延伸至其泵侧的端部。优选地，该毛细管或至少一个毛细管可以与驱动轴同轴地布置。替代地或补充地，热管可以包括多个毛细管(例如通过多孔的结构)，并且同轴地布置在驱动轴中。通过同轴的布置，可以减小或者避免作用到热管上的离心力。热管(例如至少一个毛细管)可以包括冷却介质(简称介质)。冷却介质可以被设计用来通过与热源(例如位于驱动轴的离合器侧的端部)的热接触而蒸发，并且通过与热阱(例如位于驱动轴的泵侧的端部)的热接触而冷凝。热管可以是一种封闭式的含有冷却介质的系统。冷却介质可以例如包括水或氨。冷却介质可以利用毛细力在液态的物态下从热阱(例如位于驱动轴的泵侧的端部)流动至热源(例如位于驱动轴的离合器侧的端部)，例如在毛细管或多孔的结构中流动。冷却介质在气态的状态下从热源流动至热阱，其可以在空间上与冷却介质的在液态的物态下的反向流动解耦。例如，热管可以包括无离心力的冷凝通道(其同轴地布置在驱动轴中)和包围该冷凝通道的蒸发通道。驱动轴的金属中的热传导的热阻可以比在热管中的热量输送的热阻大多倍。例如，由于热管中的冷却介质的液相和气态相共同存在，驱动轴的离合器侧的端部和驱动轴的泵侧的端部几乎是等温的。该装置还可以包括控制单元，该控制单元控制粘性离合器的离合度。例如，该离合度可以根据冷却液体的温度和/或在发动机组和/或气缸盖中的温度梯度予以控制。冷却液体的热容可以比离合器流体的热容大多倍。由于这些热容不相等，且由于热管的热阻小，所以，离合器流体的温度可以跟随或者几乎等于冷却液体的温度。对冷却液体的控制可以涉及/暗含着对离合器流体的控制。由于离合器流体通过至少一个热管与冷却液体的受控温度热关联，可以防止在粘性离合器中的粘稠度、进而扭矩传递的热致下降。由此可以相比于传统的空气冷却的粘性离合器增大可控的粘性离合器的控制范围，例如可包括内燃机的整个转速范围。根据另一方面，提出一种交通工具，例如陆上交通工具或水上交通工具，其包括根据前述方面所述的内燃机。该陆上交通工具可以特别是商用车，例如公交车、载重车或牵引车。附图说明下面参照附图介绍本专利技术的其它特征和优点。其中：图1所示为内燃机的第一实施例的示意性的框图；图2所示为内燃机的第二实施例的示意性的框图；图3所示为用于控制可控的粘性离合器的转速曲线图，这种控制可在每个实施例中实施。具体实施方式图1示出整体标有附图标记100的内燃机的第一实施例。内燃机100包括气缸盖102和发动机组104，它们与整体标有附图标记106的冷却液体回路连接。内燃机100还包括冷却液体泵108，其在入口侧与冷却液体回路1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种特别是汽车的内燃机(100)，包括：冷却液体回路(106‑1、106‑2)，其与所述内燃机(100)的气缸盖(102)和/或发动机组(104)连接或能够与之连接，且包括冷却液体泵(108)，该冷却液体泵包括驱动轴(112)且被构造用于输送所述冷却液体回路(106‑1、106‑2)中的冷却液体(114)；和粘性离合器(120)，该粘性离合器被设置用于或能够设置用于被所述内燃机(100)驱动(122)，包括用于传递扭矩的离合器流体(124)，且在输出侧与所述冷却液体泵(108)的驱动轴(112)连接，其特征在于，所述冷却液体泵(108)的驱动轴(112)包括至少一个热管(130)，该热管与作为热源的所述离合器流体(124)和作为热阱的所述冷却液体(114)处于处于热交换中或能够处于热交换中。

【技术特征摘要】
2017.09.29 DE 102017122700.81.一种特别是汽车的内燃机(100)，包括：冷却液体回路(106-1、106-2)，其与所述内燃机(100)的气缸盖(102)和/或发动机组(104)连接或能够与之连接，且包括冷却液体泵(108)，该冷却液体泵包括驱动轴(112)且被构造用于输送所述冷却液体回路(106-1、106-2)中的冷却液体(114)；和粘性离合器(120)，该粘性离合器被设置用于或能够设置用于被所述内燃机(100)驱动(122)，包括用于传递扭矩的离合器流体(124)，且在输出侧与所述冷却液体泵(108)的驱动轴(112)连接，其特征在于，所述冷却液体泵(108)的驱动轴(112)包括至少一个热管(130)，该热管与作为热源的所述离合器流体(124)和作为热阱的所述冷却液体(114)处于处于热交换中或能够处于热交换中。2.如权利要求1所述的内燃机，其中，所述粘性离合器(120)包括被所述离合器流体(124)冲刷的叠片(126)，所述叠片抗扭地与所述驱动轴(112)连接，通过所述叠片使得所述热管(130)与作为热源的所述离合器流体(124)处于热交换中。3.如权利要求1或2所述的内燃机，其中，所述冷却液体泵(108)包括被所述冷却液体(114)冲刷的工作轮(110)，该工作轮抗扭地与所述驱动轴(112)连接，通过工作轮，所述热管(130)与作为热阱的所述冷却液体(114)处...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·斯驰亚罗，罗伯特·玛顿斯，
申请(专利权)人：曼卡车和巴士股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE