汽缸盖与汽缸体冷却套内串联连接的冷却剂回路制造技术

本发明专利技术涉及一种使燃烧式发动机的分离式冷却剂回路运转的方法，其中汽缸盖冷却套和汽缸体冷却套以串联的形式提供，而且泵将冷却剂输送至汽缸盖冷却套的入口，没有被直接连接至汽缸体冷却套的入口。对于各种发动机工况而言，这允许100%的泵流速在冷却剂流的分开发生之前被输送给汽缸盖冷却套。

【技术实现步骤摘要】
汽缸盖与汽缸体冷却套内串联连接的冷却剂回路相关申请的交叉引用本申请要求2013年1月29日提交的德国专利申请No.102013201361.2的优先权，为了所有目的，其整个内容通过引用被并入本文。
本专利技术涉及汽缸盖与汽缸体冷却套内串联连接的冷却剂回路。
技术介绍
与传统冷却剂回路相比，分离式冷却剂回路意图是，在燃烧发动机的暖机阶段期间冷却汽缸盖，而最初不冷却汽缸体。这能更好地使汽缸体温度更快地升高至运转温度。分离式冷却剂回路是通过合适的装置使汽缸盖的冷却套与汽缸体的冷却套分开的一个冷却回路。在一种方法中，通过第一泵将冷却剂输送通过汽缸盖冷却套，而通过第二泵将冷却剂输送通过汽缸体冷却套。两个冷却套在燃烧式发动机内不具有连接，但在出口侧都通向主循环管道系统。在另一种方法中，基于阈值温度90℃，固定冷却剂流在汽缸盖与汽缸体冷却套之间的分布。专利技术人认识到这种布置方式的一些问题源于具有这样的冷却剂流分布，即在液流被引导至汽缸盖之前，可以使一部分流至汽缸体。另外，利用多个泵和/或回流通道会是笨重的，由此降了低发动机的紧凑性，并且增加了发动机的尺寸和成本。
技术实现思路
为了至少部分地解决这些问题，一个示例包括燃烧式发动机的分离式冷却剂回路，其包含：汽缸盖冷却套，其具有出口罩壳，汽缸盖冷却套的排出冷却套和入口冷却套通向出口罩壳；汽缸体冷却套；泵，其将冷却剂输送至汽缸盖冷却套的入口，没有被直接连接至汽缸体冷却套的入口；散热器；控制元件；加热器；汽缸体管路，其不具有控制元件，被直接布置在出口罩壳上，并且通向汽缸体冷却套的入口侧，冷却剂沿与通过汽缸盖冷却套相同的流动方向被引导通过汽缸体冷却套；汽缸体回流管路，其直接通向被布置在汽缸体冷却套的出口侧上的控制元件；汽缸体切断阀，其被布置在汽缸体回流管路中；加热器管路，其通向被布置在控制元件上的车厢加热器；以及加热器切断阀，其在车厢加热器的加热器回流管路中。以此方式，分离式冷却剂回路包含一个泵，从而减小发动机的庞大体积。在另一示例中，一种用于控制分离式冷却系统中的冷却剂流的方法，其包含：使冷却剂从泵流至汽缸盖冷却套的入口侧，其中<5%在并联的管路中流至涡轮增压器，泵与汽缸体冷却套的入口侧之间没有任何连接；并且然后使冷却剂从汽缸盖冷却套流至出口罩壳和控制元件；并且然后使第一冷却剂部分从出口罩壳流过汽缸体管路、流至汽缸体冷却套的入口侧，然后经由汽缸体回流管路流至控制元件，以便沿与汽缸盖冷却套相同的流动方向引导冷却剂；以及基于发动机温度，通过汽缸体切断阀，调整第一冷却剂部分的量值。这可以以最适于发动机工况的方式完成，从而提供可以减少燃料消耗的分离式冷却回路的益处，减少排放并增加发动机的使用寿命。另外，冷却剂仅在到其他区域的分布发生之后流过汽缸盖，从而能在各种发动机工况下更好地实现最热发动机零部件的冷却。附图说明图1示出了根据现有技术的汽缸盖冷却套和汽缸体冷却套中的分离式冷却剂回路流动。图2示出了根据现有技术的冷却剂回路的示意图。图3示出了汽缸盖冷却套和汽缸体冷却套串联布置的冷却剂回路的示意图。图4示意地示出了用于使冷却剂流运行的一种示例方法。具体实施方式本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的燃烧式发动机的分离式冷却剂回路，其中提供了汽缸盖冷却套和汽缸体冷却套，其中分离式冷却剂回路包含至少一个共同的泵、至少一个散热器、至少一个控制元件和至少一个加热器，并且其中汽缸盖冷却套具有出口罩壳。例如，EP0038556B1描述了用于燃烧式发动机的冷却系统。通过第一泵将冷却剂输送通过汽缸盖冷却套。第二泵将冷却剂输送通过汽缸体冷却套。两个冷却套在燃烧式发动机内没有连接，但在出口侧都通向主循环管道系统。散热器旁通管道系统从该主循环管道系统分出，并且通向汽缸盖冷却套的汽缸盖入口，并且通向汽缸体冷却套的汽缸体入口。通过控制阀，阻止到散热器的冷却剂流，而允许通过散热器旁通管道系统的冷却剂流。通过第二控制阀中断通过汽缸体冷却套的冷却剂流。冷却剂回路的冷却剂流有利地分开或至少大部分分开流过燃烧式发动机的汽缸体和汽缸盖。以此方式，可以以不同的方式冷却主要热耦接至燃烧室壁、热耦接至进气道和排气道的汽缸盖和主要热耦接至摩擦区域的汽缸体。通过这种所谓的分离式冷却系统（分开的冷却剂回路），意图是，在燃烧式发动机的暖机阶段期间冷却汽缸盖，而最初不冷却汽缸体，以便汽缸体可以更快地上升至所需的运转温度；也就是说，分离式冷却回路不应当被理解为意味着两个冷却回路，而是意味着通过合适的装置使汽缸盖的冷却套与汽缸体的冷却套分开的燃烧式发动机的一个冷却回路。然而，对于一些设计，可以提供从汽缸盖冷却套到汽缸体冷却套的微小泄露，但是泄漏量如此之小使得人们可以称之为分离式冷却回路。在现有技术中，与传统的冷却剂回路相比，分开的冷却回路（分离式冷却系统）的优势和设计很早就是已知的，如例如在本申请人的DE102010002082和EP2128399中描述的。不利地是，冷却剂流在汽缸盖与汽缸体水套之间的分布在两个阶段是固定的（在90℃之下恒温器关闭，在90℃之上恒温器打开），从而引起不必要的高热耗散和对汽缸体和沿汽缸衬垫的油膜的少量加热。试图尽可能长久地阻止冷却剂流过汽缸体冷却套（用于汽缸体冷却套的所谓的“无流策略”），以便在暖机阶段期间，特别是在燃烧式发动机的冷启动之后，减少摩擦损失。例如，已知的是，建立汽缸体冷却套与汽缸盖冷却套之间的内部连接，以便无流期间汽缸体冷却套中产生的冷却剂蒸汽能够被引导到汽缸盖冷却套内，优选被引导到入口侧上的汽缸盖冷却套内。通过转移热气体或热蒸汽（其自然而然地在上部区域中聚集），用于汽缸体冷却套的无流策略可以被维持更长，因为冷却剂能够流过热蒸汽要不然聚集的这些区域，因此有利地避免了这些区域中的热损害。还已知的是，绕过散热器或主散热器的旁路从恒温器分出，以便冷却剂能够流经散热器，该冷却剂因此不必被冷却，这在暖机阶段是有利的。然而，发动机舱中极其受限的安装空间被旁路占用。鉴于上述内容，本专利技术的目标是利用单个装置改善序言中提到的类型的分离式冷却剂回路。根据本专利技术，通过具有权利要求1的特征的冷却剂回路实现这个目标，其中共同的泵将冷却剂输送至汽缸盖冷却套的入口，没有被直接连接至汽缸体冷却套的入口。泵不具有到汽缸体冷却套的直接连接，并且经由其泵管路仅连接至汽缸盖冷却套的入口，通过并联管路连接至使用可忽略的冷却剂的量的涡轮增压器。然而，第二泵不需要在汽缸体冷却套中实现流动。相反，自汽缸盖冷却套出口出来的冷却剂流经由汽缸体管路进入汽缸体冷却套，因此两个冷却套的共同的泵然后产生冷却剂在冷却套中的流动。汽缸体管路可以被实施为分开的外部管路，但汽缸体管路例如作为通道被集成在汽缸盖和/或汽缸体中是可能的。汽缸体冷却套仅在冷却剂流过汽缸盖冷却套之后接收冷却剂。汽缸盖冷却套可以具有带有相应分开的冷却套的入口侧和排出侧，其还可以包括集成的排气收集器冷却套。排出侧和入口侧的冷却套可以直接通向出口罩壳。如果汽缸体管路（优选不具有控制元件）被布置在出口罩壳上，并且通向汽缸体冷却套的入口侧，以便冷却剂能够沿与通过汽缸盖冷却套相同的流动方向被引导通过汽缸体冷却套，这是有利的。如果出口管路或回流管路被布置在汽缸体冷却套的出口侧，并且直接通向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃烧式发动机的分离式冷却剂回路，其包含：汽缸盖冷却套，其具有出口罩壳，所述汽缸盖冷却套的排出冷却套和入口冷却套通向所述出口罩壳；汽缸体冷却套；泵，其将冷却剂输送至所述汽缸盖冷却套的入口，没有被直接连接至所述汽缸体冷却套的入口；散热器；控制元件；加热器；汽缸体管路，其不具有汽缸体控制元件，被直接布置在所述出口罩壳上，并且通向所述汽缸体冷却套的入口侧，冷却剂沿与通过所述汽缸盖冷却套相同的流动方向被引导通过所述汽缸体冷却套；汽缸体回流管路，其直接通向被布置在所述汽缸体冷却套的出口侧上的所述控制元件；汽缸体切断阀，其被布置在所述汽缸体回流管路中；加热器管路，其通向被布置在所述控制元件上的车厢加热器；以及加热器切断阀，其在所述车厢加热器的加热器回流管路中。

【技术特征摘要】
2013.01.29 DE 102013201361.21.一种用于发动机操作的方法，其包含：使冷却剂从泵流至汽缸盖冷却套的入口侧，其中<5％在并联的管路中流至涡轮增压器，所述泵与汽缸体冷却套的入口侧之间没有任何连接；使冷却剂从所述汽缸盖冷却套流至出口罩壳和控制元件；使第一冷却剂部分从所述出口罩壳流过汽缸体管路，流至所述汽缸体冷却套的所述入口侧，然后经由汽缸体回流管路流至所述控制元件，以便沿与所述汽缸盖冷却套相同的流动方向引导冷却剂；以及基于发动机温度，通过汽缸体切断阀，调整所述第一冷却剂部分的量值。2.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述第一冷却剂部分的流量还基于发动机负荷。3.根据权利要求1所述的方法，还包含；使第二冷却剂部分从所述出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·斯坦，J·梅林，M·维尔斯，B·布林克曼，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US