具有集成加热装置的增压空气中间冷却器系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及具有集成加热装置的增压空气中间冷却器系统。提供用于发动机的增压空气冷却系统的方法和系统。在一个示例中，涡轮增压器布置包括内燃发动机、用于机械增压内燃发动机的涡轮增压器、位于涡轮增压器和内燃发动机之间的进气道中的增压空气中间冷却器以及辅助冷却系统，辅助冷却系统包括用于将第一冷却剂供给至增压空气中间冷却器的第一供送管路，该第一供送管路被设置在增压空气中间冷却器的上游和冷却元件的下游，第一供送管路包括热回收元件。热回收元件可交换第一冷却剂和传热介质之间的热，该传热介质包括发动机冷却剂或排气中的一个。

【技术实现步骤摘要】
具有集成加热装置的增压空气中间冷却器系统相关申请的交叉参考本申请要求在2013年3月4日提交的德国专利申请N0.102013203643.4的优先权，该申请全部内容为所有目的合并至此以供参考。
本专利技术大体涉及用于具有内燃发动机和增压空气中间冷却器的涡轮增压器布置的方法和系统，其中内燃发动机可以通过至少一个涡轮增压器机械增压，增压空气中间冷却器位于涡轮增压器和内燃发动机之间的进气道内，并且被布置在冷却系统内，其中该增压空气中间冷却器包括用于供给冷却系统的冷却剂的冷却剂入口管路。
技术介绍
增压空气中间冷却器以本领域已知的方式用于冷却通过涡轮增压器压缩的空气，或者由再循环的排气和新鲜空气组成的空气混合物。在空气或空气混合物湿气冷却期间，例如，来自空气或空气混合物的水可以在内燃发动机的进气道中尤其是在增压空气中间冷却器中冷凝。为了防止液体冷凝物从进气道逸出到内燃发动机并且例如因腐蚀而引起对内燃发动机和/或其子系统的损坏，必须从进气道中移除冷凝物。解决在增压空气中间冷却器内的冷凝物形成的其他尝试包括在冷凝物容器内收集在增压空气冷却期间所产生的冷凝物，然后将其排出。例如，US2010/0229549A1、US2009/0031999A1 以及 CN201916043U 已示出该尝试。例如，如 W02009/130083A1 和DE102006050806A1所述，另一种可能是通过供应热，也就是说通过热增压空气或热新鲜空气/排气混合物来使冷凝物蒸发，使得水蒸气被供送至含有空气/气体混合物的内燃发动机。EP1724453A1也描述了冷凝物的热处理。以三个步骤执行冷凝物的热处理。第一步是提供用于加热冷凝物的排气加热的热交换器。第二步是提供热反应器，其包括PTC加热元件且在无冷凝物聚集时自动关闭。第三步是提供另一热反应器用于为剩余的加热，汽化的冷凝物被电加热至450°c，使得硝酸蒸汽转换成其无害的成分。DE102006033314A1描述了避免冷凝物形成的装置和方法。本文中，例如，通过将冷却剂温度保持在待被冷却的介质的露点以上，避免了热交换器的表面的任何冷却在限值以下。这可通过减少增压空气中间冷却器内的冷却剂数量，例如，在极端情况中，甚至将冷却剂流量减少至零而实现，直到冷却剂温度再次超过较低温度限值。EP2418370A2描述了一种用于调节内燃发动机的气体系统的温度的方法，其中在涡轮增压器中压缩再循环的排气和新鲜空气。按顺序和/或同时执行第一方法、第二方法和/或第三方法，其中第一方法用于调节进气歧管内的增压空气的温度，第二方法用于调节排气再循环率，第三方法用于根据内燃发动机的运行状态来调节再循环的排气的温度。EP2213859A2关于一种用于调节增压空气中间冷却器的方法，其中与再循环的排气混合的增压空气通过将其引入增压空气中间冷却器而被冷却，在内燃发动机操作期间，增压空气中间冷却器的冷却能力根据增压空气中间冷却器的增压空气温度的两个阈值而被调节。
技术实现思路
然而，本专利技术人已认识到这些系统所存在的潜在问题。作为一个示例，一些系统可能不能减少冷凝物形成，而只是将冷凝物转移至另一位置(例如，冷凝物容器)。进一步地，增加增压空气中间冷却器处的露点温度将需要产生额外的热能。然而，这可增加发动机的能量消耗。在一个示例中，上述问题可通过涡轮增压器布置解决，所述涡轮增压器布置包括内燃发动机、用于机械增压内燃发动机的涡轮增压器以及位于涡轮增压器和内燃发动机之间的进气道内的增压空气中间冷却器。涡轮增压器布置还包括辅助冷却系统，其包括用于将第一冷却剂供应至增压空气中间冷却器的第一供送管路，该第一供送管路被放置在增压空气中间冷却器的上游和冷却元件的下游，该第一供送管路包括热回收元件。热回收元件可以交换第一冷却剂和传热介质之间的热，该传热介质包括发动机冷却剂或排气中的一个。在一个示例中，来自主要冷却系统的第二冷却剂可被供送至热回收元件，其中第二供送管路从避开主要散热器的旁路分支，并通向热回收元件，回流管路将从旁路抽取的第二冷却剂从热回收元件运送至冷却剂泵。在该示例中，热回收元件是冷却剂-冷却剂热交换器。类似地，第一冷却剂可通过热回收元件内的较热的发动机冷却剂加热。在另一个示例中，内燃发动机的排气可被供送至热回收元件中。在该示例中，热回收元件是气体-冷却剂热交换器，并且较热的排气可加热热回收元件内的第一冷却剂。以这种方式，通过增加第一冷却剂(例如，增压空气中间冷却器冷却齐?)的温度，可减少增压空气中间冷却器内的冷凝物的形成，而无需 产生额外的热能。应理解提供以上概要以便以简化的形式介绍在【具体实施方式】中进一步描述的一系列概念。这并不意味着识别要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围仅由所附权利要求限定。此外，要求保护的主题不限于解决上述或在本专利技术的任何部分指出的任何缺点的实施方式。【附图说明】图1A示出增压空气中间冷却器的冷却系统的第一发展的示意图，图1B示出不带控制管路的图1中的示例性实施例，图1C示出带有避开热回收元件的旁路的附图1中的示例性实施例，图2Α示出增压空气中间冷却器的冷却系统的第二发展的示意图，图2Β示出不带控制管路的图2中的示例性实施例，以及图2C示出带有避开热回收元件的旁路的附图2中的示例性实施例，图3示出用于调节在辅助冷却系统中冷却剂的加热的方法的流程图。 【具体实施方式】以下描述涉及用于发动机的增压空气冷却系统的系统和方法。涡轮增压器布置可包括可通过至少一个涡轮增压器机械增压的内燃发动机，尤其是机动车辆的火花点火发动机或柴油发动机。该布置还包括增压空气中间冷却器，其位于涡轮增压器和内燃发动机之间的进气道内。如图1-2所示，增压空气中间冷却器被布置在冷却系统内。冷却系统包括用于将冷却系统的冷却剂提供至增压空气中间冷却器的冷却剂入口管路。在增压空气中间冷却器的上游和冷却元件的下游，冷却剂入口管路包括热回收元件。热回收元件用于将流入增压空气中间冷却器的冷却剂加热至超过将在增压空气中间冷却器中被冷却的介质(例如，增压空气)的露点的温度。冷却元件可采取辅助冷却系统的低温冷却器的形式。图1A-C示出第一实施例，其中热回收元件是气体-冷却剂热交换器，其经由通过热回收元件的加热的排气将热传递至冷却剂。图2A-C示出第二实施例，其中热回收元件是冷却剂-冷却剂热交换器，其从主要发动机冷却系统的加热的发动机冷却剂将热传递至增压空气中间冷却器冷却系统的冷却剂。以这种方式，通过使冷却剂和加热的介质均经过热回收元件，已被加热的介质(例如，从发动机中排出的热排气或离开发动机的热发动机冷却齐U)可将热传递至增压空气中间冷却器冷却剂。图3示出用于调节一个或更多个控制元件和/或泵从而调节冷却剂和/或被加热的介质流经热回收元件的方法。供应至增压空气中间冷却器冷却剂的加热量可基于流经增压空气中间冷却器的增压空气的露点温度、增压空气中间冷却器冷却剂的温度、排气的温度和/或主要发动机冷却剂的温度中的一个或更多个。以这种方式，增压空气中间冷却器冷却剂的温度可维持在露点温度以上，从而减少增压空气中间冷却器内的冷凝物形成。同时，增压空气中间冷却器冷却剂的温度可维持在阈值温度以下，使得在进入发动机的进气歧管之前，为增压空气提供充分的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮增压器布置，其包括：内燃发动机；涡轮增压器，其用于机械增压所述内燃发动机；增压空气中间冷却器，其位于所述涡轮增压器和所述内燃发动机之间的进气道中；辅助冷却系统，其包括用于将第一冷却剂供给至所述增压空气中间冷却器的第一供送管路，所述第一供送管路被设置在所述增压空气中间冷却器的上游和冷却元件的下游，所述第一供送管路包括热回收元件。

【技术特征摘要】
2013.03.04 DE 102013203643.41.一种涡轮增压器布置，其包括: 内燃发动机； 涡轮增压器，其用于机械增压所述内燃发动机； 增压空气中间冷却器，其位于所述涡轮增压器和所述内燃发动机之间的进气道中； 辅助冷却系统，其包括用于将第一冷却剂供给至所述增压空气中间冷却器的第一供送管路，所述第一供送管路被设置在所述增压空气中间冷却器的上游和冷却元件的下游，所述第一供送管路包括热回收元件。2.根据权利要求1所述的涡轮增压器布置，其中所述热回收元件交换所述第一冷却剂和传热介质之间的热，所述传热介质包括发动机冷却剂或排气中的一个。3.根据权利要求1所述的涡轮增压器布置，其中来自主要冷却系统的第二冷却剂被供送至所述热回收元件，第二供送管路从避开主要散热器的旁路分支，并且通向所述热回收元件，回流管路将从所述旁路抽取的所述第二冷却剂从所述热回收元件运送至冷却剂泵。4.根据权利要求3所述的涡轮增压器布置，其中控制元件被布置在所述热回收元件上游的所述第二供送管路中。5.根据权利要求3所述的涡轮增压器布置，其中所述热回收元件是冷却剂-冷却剂热交换器。6.根据权利要求1所述的涡轮增压器布置，其中所述内燃发动机的排气被供送至所述热回收元件。7.根据权利要求6所述的涡轮增压器布置，其中所述热回收元件是气体-冷却剂热交换器。8.一种发动机的冷却系统，其包含: 增压空气中间冷却器，其被布置在涡轮增压器和所述发动机之间； 主要冷却系统，其包括用于将第一冷却剂循环至所述发动机的冷却剂泵； 辅助冷却系统，其包括低温冷却器和用于将第二冷却剂循环至所述增压空气中间冷却器的热回收元件，所述热回收元件被布置在所述增压空气中间冷却器的上游和所述低温冷却器的下游的冷却剂入口管路中；以及 分支管路，其被布置在所述发动机的排气壳体和所述热回收元件之间，用于使来自所述发动机的排气路径的排气的一部分转向并传送到所述热回收元件。9.根据权利要求8所述的冷却系统，其还包括回流管路，其被布置在所述热回收元件和所述排气壳体之间，用于使排气返回至所述发动机的所述排气路径。10.根据权利要求8所述的冷却系统，其还包括具有计...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·库斯克，A·索梅沃夫，H·G·奎克斯，
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