冷却系统技术方案

本发明专利技术提供一种发动机冷却系统。在一个实施例中，内燃发动机包含：舱室热交换器回路，其包括在进口侧通向汽缸体冷却剂套的连接管路；主冷却剂泵，其布置在舱室热交换器回路中；辅助冷却剂泵，其布置在连接管路中；以及止回阀。这样，可通过辅助冷却剂泵向发动机及关联的组件提供额外的冷却和/或加热。

【技术实现步骤摘要】
冷却系统相关申请本申请要求2010年11月3日提交的德国专利申请102010060319.8的权益，其全部内容通过引用包括在此。
本公开涉及具有冷却剂回路的内燃发动机。
技术介绍
传统的冷却系统具有至少一个汽缸盖冷却剂套、一个汽缸体冷却剂套、通常为机械泵的主冷却泵、通常为电动泵的辅助冷却泵、散热器、恒温器、热交换器、蒸汽分离器以及进一步组件和相应的连接管路。在特定冷却剂温度例如90℃以下，冷却剂流过主冷却泵、冷却剂套、热交换器、油冷却器、蒸汽分离器和恒温器，即通过“小冷却回路”。一旦已达到特定温度，恒温器就开启，结果冷却剂又流过与热交换器并联的散热器。已知这样的实践，即分别允许冷却剂回路中的冷却剂流过内燃发动机的汽缸体和汽缸盖。这样，就能够不同地冷却具体通过燃烧室和通道壁来耦合至助燃空气的汽缸盖和具体热耦合至摩擦点的汽缸体。“分离冷却概念”(单独的冷却剂回路)意图确保当内燃发动机处于预热阶段时汽缸盖被冷却，该意图为开始应不冷却汽缸体，因而允许使汽缸体更快达到要求的运行温度。为了提高内燃发动机的预热性能，能够使用“无流策略”，其中无冷却剂流过汽缸体水套。为了该目的，提供另外的截止阀，而恒温器由比例阀代替，并且机械泵进一步由电动泵代替。机械泵由内燃发动机驱动，而电动泵由可控电动马达驱动。作为替换，因此能够通过结合分离冷却概念和无流策略而提高预热性能，结果是汽缸体不被冷却而汽缸盖被冷却。然而，现有系统也可包括提供具有辅助冷却剂泵的内燃发动机以便提高内燃发动机的耐久性的实践，尤其是其涡轮增压器在“热浸阶段”的耐久性，即发动机已被在暖环境中关掉的阶段。依照当前传统构造，排气涡轮增压器包括具有压缩机叶轮和涡轮旋转轮以及轴的转子，轴布置在压缩机叶轮和涡轮旋转轮之间，并且在相应转子轴承中可转动地安装在涡轮侧和压缩机侧上。转子轴承通常可为具有油润滑的滑动轴承或滚动接触轴承。通常轴承被提供有润滑剂(例如发动机油)，其例如通过压力管路传至各个轴承位置。除了润滑轴承，润滑剂的目的也是为了冷却后者。冷却非常重要，尤其对于涡轮侧轴承来说更是如此，因为通过热涡轮旋转轮将大量的热引入该轴。因为该原因而特别难以处理的运行状态是将内燃发动机从高负荷运行状态快速关闭。停止时中断润滑剂的供应，并且不再确保热从该轴消散。结果是由于热涡轮引起的轴的持续传热，残留在轴承组件的暴露部分中的润滑油过热以及关联的润滑油碳化。最后，润滑油碳化引起转子轴承积碳，而这常常引起对涡轮增压器的损害。尤其能够在具有“自动起动/停止系统”的机动车辆上观察上述关键运行状态，即内燃发动机从具有高负荷的运行状态快速关闭，因为如果不需要动力驱动机动车辆(停止状态)时，例如在红绿灯处停止时，该系统自动关闭内燃发动机。为了避免该情况，通过将冷却剂流引入涡轮壳而将涡轮壳包括到冷却剂回路中并借助于电动辅助冷却剂泵对其进行冷却。然而，电动辅助冷却剂泵也应该在内燃发动机的停止阶段向舱室热交换器提供冷却剂。在以下情况下使用另外的热源有用，例如涡轮壳和/或排气歧管被整合在汽缸盖中。然而，在预热阶段，相对于其他区域(例如汽缸体和/或汽缸盖的新鲜空气侧)例如涡轮壳中和/或排气歧管的冷却剂限制温度(指定温度)可更快达到。因而，由于高冷却剂温度，即使例如汽缸套仍未被加热并且因此实际上为冷的情况下，例如也放弃“无流策略”。
技术实现思路
专利技术人在此已认识到上述方法的问题，并且提供一种发动机系统，从而至少部分解决这些问题。在一个实施例中，内燃发动机包含：舱室热交换器回路，其包括通往出口侧进入汽缸体冷却剂套的连接管路；主冷却剂泵，其布置在舱室热交换器回路中；辅助冷却剂泵，其布置在连接管路中；以及止回阀。这样，可通过辅助冷却器泵补充加热乘客舱室以及冷却发动机和/或涡轮，而同时提供一种简化系统，因而增加发动机效率，并且进一步提高内燃发动机的冷却和/或预热性能。当单独考虑或结合附图考虑时，将通过以下具体实施方式详细说明更容易明白上述优点和其他优点以及本专利技术的特征。应明白，提供上述专利技术从而以引出一系列方案的简化形式，后者将在详细说明中进一步描述。并不试图指出所要求保护的主题的关键或本质特征，其范围由所附权利要求唯一限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上述部分和本公开任何部分提到的缺点的实施方式。附图说明图1示出车辆系统布局的例子，其包括汽车动力传动系统。图2示出局部发动机视图。图3示出用于内燃发动机的依照本公开的冷却剂回路。图4示出流程图，其图解依照本公开的实施例冷却发动机的一种方法。具体实施方式图1示出车辆系统100，其包括通过曲轴40耦合至变矩器11的内燃发动机10。发动机10可为汽油发动机。在替换实施例中，可使用其他的发动机构造，例如柴油发动机。发动机10可通过发动机起动系统24起动，后者包括起动器以及一个或更多起动器齿轮。在一个例子中，起动器可为马达驱动(例如电池驱动或电容器驱动)。在另一例子中，起动器可为动力传动系统驱动马达，例如通过耦合装置连接发动机的混合发电装置。耦合装置可包括变速器、一个或更多齿轮和/或任何其他适当的耦合装置。起动器可经配置从而支持发动机在低但非零的发动机转速下重新起动，例如50rpm或更低。可替换地，发动机可在低转速范围内重新起动，例如50-100rpm之间。可替换地，发动机可在更高的转速范围内重新起动，例如高于200rpm。变矩器11也通过涡轮轴17耦合至变速器15。变矩器11具有旁路离合器(未示出)，后者能够啮合、脱开或部分啮合。当该离合器脱开或者正在脱开时，就称变矩器处于非锁止状态。涡轮轴也被认为是变速器输入轴。在一个实施例中，变速器15包含具有多个可选择离散齿轮比的电子控制变速器。变速器15也可包含多个其他的例如最终传动比的齿轮。可替换地，变速器15可为连续可变变速器(CVT)。变速器15可进一步通过轮轴21耦合至轮胎19。轮胎19使车辆(未示出)接触道路23。注意，在一个例示实施例中，该动力传动系统耦合在行驶在道路上的客车中。虽然可使用各种车辆构造，但是在一个例子中，发动机为单动力源，并且因此该车辆不是混合动力电动车辆、插电混合动力车辆等等。在其他实施例中，可在混合动力汽车中包含本方法。图2描述内燃发动机10(图1)的燃烧室或汽缸的例示性实施例。发动机10可从包括控制器12的控制系统接收控制参数，并且通过输入装置132从车辆操作者130接收输入。在该例子中，输入装置132包括加速器踏板和踏板位置传感器134，其用于产生成比例的踏板位置信号PP。发动机10的汽缸(在此也为“燃烧室”)14可包括具有定位在其中的活塞138的燃烧室壁136。活塞138可耦合至曲轴140，以便活塞的往复运动被转化为曲轴的转动运动。曲轴140可通过传动系统耦合至客车的至少一个驱动轮。此外，起动器马达可通过飞轮耦合至曲轴140，从而能够进行发动机10的起动操作。汽缸14能够通过一系列进气道142、144和146接收进气。进气道146除了与汽缸14相通，还能与发动机10的其他汽缸相通。在有些实施例中，一个或更多进气道可包括增压装置例如涡轮增压器或机械增压器。例如，图2示出配置有涡轮增压器的发动机10，其中涡轮增压器包括布置在进气道142和144之间的压缩机174，以及沿排气道148布置的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2010.11.03 DE 102010060319.81.一种具有分离冷却类型的冷却系统的内燃发动机，其包含：舱室热交换器回路，其包括在进口侧通向汽缸体冷却剂套的连接管路；第一冷却剂循环，其包括主冷却剂泵，所述主冷却剂泵泵送冷却剂通过汽缸盖冷却剂套；第二冷却剂循环，其包括流体连接至汽缸体冷却剂套的进口的所述连接管路；辅助冷却剂泵，其布置在所述连接管路中；以及冷却剂压力开启的止回阀，其设置在流体连接至所述汽缸体冷却剂套的出口的管路中，所述管路在所述主冷却剂泵和所述汽缸盖冷却剂套的进口之间的位置流体连接至所述第一冷却剂循环的冷却剂管路，所述止回阀基于来自所述汽缸体冷却剂套的所述冷却剂的压力，控制从所述汽缸体冷却剂套到所述第一冷却剂循环的冷却剂的流动。2.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述第一冷却剂循环包括舱室热交换器，其中所述止回阀是简单的球形和弹簧止回阀。3.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述第一冷却剂循环使冷却剂流动通过涡轮增压器的涡轮壳。4.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述止回阀在通往所述热交换器回路的管路中布置在所述汽缸体的出口侧。5.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述主冷却剂泵为机械泵，而所述辅助冷却剂泵为电动泵。6.根据权利要求1所述的内燃发动机，其进一步包含控制系统，所述控制系统包括指令，从而：依照内燃发动机的运行状态激活或停用所述主冷却剂泵和所述辅助冷却剂泵。7.根据权利要求6所述的内燃发动机，其中在预热阶段如果不需要舱室加热或探测需要中等舱室加热，所述主冷却剂泵就传送冷却剂，而不激活所述辅助冷却剂泵。8.根据权利要求7所述的内燃发动机，其中如果在所述预热阶段探测到大量的舱室加热需求，就激活所述主冷却剂泵和所述辅助冷却剂泵。9.根据权利要求6所述的内燃发动机，其中如果所述内燃发动机处于停止状态，并且探测到舱室加热的需求，和/或如果探测到“吸热阶段”，就不激活所述主冷却剂泵并且以最大功率运行所述辅助冷却剂泵，以便冷却剂在所述第一冷却剂循环和所述第二冷却剂循环中循环，流过汽缸体。10.根据权利要求6所述的内燃发动机，如果探测到高需求运行状态和/或如果系统探测到所述内燃发动机在高负荷或转速下运行，就运行所述主冷却剂泵和所述辅助冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·梅林，K·S·库尔贝奇，B·施泰纳，M·托贝尔格特，H·G·奎科斯，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：