用於內燃機的冷卻迴路的製作方法

2023-04-27 16:07:46

專利名稱：用於內燃機的冷卻迴路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於內燃機的冷卻迴路，該冷卻迴路尤其是用於如下的內燃機所述內燃機具有被分開流過的氣缸蓋和氣缸體曲軸箱、以及用於冷卻內燃機工作物質 (Betriebsstoff)的換熱器。
背景技術：
這類冷卻迴路在機動車構造中用於內燃機的散熱以及用於冷卻內燃機工作物質， 例如排氣、新鮮氣體或潤滑介質，由此能夠影響內燃機的效率和/或排氣成分。德國專利文獻DE 10 2004 052 137 Al公開了一種用於具有曲軸箱和氣缸蓋的內燃機的雙迴路冷卻系統。曲軸箱接入曲軸箱冷卻介質迴路，而氣缸蓋接入分離的氣缸蓋冷卻介質迴路。這兩個冷卻介質迴路由一公共的冷卻介質泵供給。可通過一控制元件關閉曲軸箱冷卻介質迴路，由此使曲軸箱在冷起動之後更快地升溫。另外，可使這兩個冷卻介質迴路處於不同的溫度水平。德國專利文獻DE 103 32 947 Al也公開了一種具有雙迴路冷卻系統的機動車用內燃機，其中氣缸蓋和氣缸體曲軸箱具有分離的冷卻介質支路，所述冷卻介質支路經由一公共的進口由冷卻介質泵供給。氣缸蓋和氣缸體曲軸箱中的冷卻介質在從相應的部件流出之後再次匯合在一起並被引回冷卻介質泵。在此，可選擇地通過具有排氣冷卻器、加熱式換熱器和油冷卻器的支路將冷卻介質引至冷卻介質泵，或者通過第二支路將冷卻介質選擇性地弓I導至主換熱器或繞過主換熱器直接引導至冷卻介質泵。但其具有如下缺點，在所公開的冷卻介質迴路中，為排氣冷卻器提供的冷卻介質已流經整個發動機——不但流經氣缸蓋而且流經氣缸體曲軸箱——並因此被加熱。由此， 在冷卻排氣時產生功率損失。另外，集成兩個不同的支路以將冷卻介質引回冷卻介質泵需要很大的結構空間。

發明內容
本發明的目的在於，提供一種用於內燃機的冷卻迴路，在該冷卻迴路中，能夠在結構空間需求很小的情況下布置用於冷卻內燃機工作物質的換熱器並儘可能有效地運行該換熱器。所述目的通過權利要求1的特徵實現。根據本發明，用於內燃機的冷卻迴路包括具有至少一個氣缸蓋和曲軸箱的內燃機、冷卻介質泵、主換熱器和用於內燃機工作物質的換熱器，其中，冷卻迴路在冷卻介質泵的下遊在分支部位與連接部位之間分支成，使得所述至少一個氣缸蓋接入氣缸蓋分支線路中而曲軸箱接入曲軸箱分支線路中，其中，在氣缸蓋分支線路中，用於工作物質的換熱器布置在所述至少一個氣缸蓋的下遊。通過在氣缸蓋下遊、連接部位上遊將用於內燃機工作物質的換熱器接入氣缸蓋分支線路中，使得換熱器被比曲軸箱分支線路冷卻介質更冷的氣缸蓋分支線路冷卻介質流過。由此，在相應的換熱器中的工作物質可更好地被冷卻，這對內燃機的效率和/或排氣成分產生正面影響。當然，除冷卻迴路的所述構件外，還可以根據需求集成其它的元件、如加熱式換熱器。在一優選實施方式中，在曲軸箱分支線路中，在曲軸箱的下遊設有截止閥。通過該截止閥可調整曲軸箱分支線路中的冷卻介質體積流量。因此，通過切斷曲軸箱分支線路，可優選地在起動內燃機之後實現曲軸箱的更快升溫。在一優選實施方式中，主換熱器布置在連接部位的下遊。主換熱器具有最大的冷卻能力並且可被輸入來自氣缸蓋和曲軸箱的冷卻介質。在一優選實施方式中，在冷卻介質泵與主換熱器之間設有控制閥。該控制閥調整待引至冷卻介質泵的冷卻介質體積流量。在一優選實施方式中，在主水冷卻器與連接部位之間分出旁通線路，該旁通線路連接到控制閥。該旁通線路用於通過使來自氣缸蓋和曲軸箱的冷卻介質在連接部位下遊分支併到達控制閥，來根據需求繞過主換熱器。控制閥可與溫度相關地在流經旁通線路與流經主換熱器之間進行切換。為此，控制閥優選設計為特性曲線族控制的調溫器 (Kennfeldthermostat) 0在一優選實施方式中，在氣缸蓋分支線路中，兩個或多個氣缸蓋以並行地流過，用於工作物質的換熱器布置在氣缸蓋下遊。在具有V型或W型布置的氣缸列的內燃機中存在多個氣缸蓋。這些氣缸蓋並行地接入氣缸蓋分支線路中，其中，來自氣缸蓋的冷卻介質在被弓I入用於工作物質的換熱器之前再次被聚集在一起。在一優選實施方式中，用於工作物質的換熱器是增壓空氣冷卻器。增壓空氣冷卻器用於對由增壓器壓縮的新鮮空氣進行冷卻，由此實現效率的提高。在一優選實施方式中，用於工作物質的換熱器是排氣冷卻器。從內燃機流出的排氣的至少一部分在該排氣冷卻器中被冷卻，從而將該部分排氣作為惰性氣體輸送給內燃機中的燃燒過程(排氣再循環)。由此引起的燃燒溫度降低使排氣中的氮氧化物成分減少。


由以下參照附圖對一優選實施例的描述可得出本發明的其他細節、特徵和優點。附圖示出內燃機的冷卻迴路的示意圖。附圖標記列表A分支部位B連接部位C旁通分支1冷卻迴路2內燃機3氣缸蓋4曲軸箱5冷卻介質泵6主換熱器7用於工作物質的換熱器
8氣缸蓋分支線路9曲軸箱分支線路10截止閥11控制閥
具體實施例方式根據附圖，內燃機2包括曲軸箱4和氣缸蓋3，曲軸箱4的氣缸各自包含燃燒室；氣缸蓋3包括燃燒室換氣所需的裝置。內燃機2在其運行時將化學能轉化為機械能和熱能， 因此內燃機2接入冷卻迴路1中以為其散熱。在所示的雙迴路冷卻系統中，冷卻介質泵5 將冷卻介質輸送至內燃機2，其中，冷卻介質流在分支部位A處分支成兩個並行的分支線路 8和9。氣缸蓋3接入氣缸蓋分支線路8中，曲軸箱4接入曲軸箱分支線路9中。由於主要是在曲軸箱4的燃燒室中進行的能量轉化，曲軸箱4在內燃機2運行時比氣缸蓋3更快和更強烈地升溫。分支線路8和9分別在氣缸蓋3的下遊和曲軸箱4的下遊在連接部位B處再次合併。在氣缸蓋分支線路8中，在氣缸蓋3與連接部位B之間設有用於內燃機2的工作物質的換熱器7。在此意義下，工作物質是指內燃機2工作所需的氣體或液體，例如排氣、 新鮮氣體或潤滑介質。在曲軸箱分支線路9中，在曲軸箱4與連接部位B之間設有一截止閥10，由此可根據需求切斷曲軸箱分支線路9以使內燃機2、尤其是曲軸箱4更快地升溫。截止閥10優選實施成負壓致動(unterdruclibetaetigt)的迴轉閥。冷卻介質從連接部位B流至主換熱器6，從主換熱器6流至控制閥11。控制閥11的出口與冷卻介質泵 5的入口側連接。在連接部位B與主換熱器6之間，在旁通分支C處分出一旁通線路12，通過該旁通線路使冷卻介質能繞過主水冷卻器6從內燃機2流至控制閥11，進而流至冷卻介質泵5。為此目的，控制閥11優選設計為具有兩個進口和一個出口的轉閥或特性曲線族控制的調溫器。當然，根據本發明的冷卻迴路1不限於所示的元件。更確切的說，在冷卻迴路 1或其分迴路中可集成有其它的加熱式換熱器、油冷卻器、水冷卻器等。
權利要求
1.一種用於內燃機O)的冷卻迴路(1)，所述冷卻迴路(1)包括具有至少一個氣缸蓋 (3)和曲軸箱(4)的內燃機O)、冷卻介質泵(5)、主換熱器(6)和用於內燃機(2)工作物質的換熱器(7)，其中，所述冷卻迴路(1)在所述冷卻介質泵(5)的下遊在分支部位(A)與連接部位(B)之間分支成，使得所述至少一個氣缸蓋C3)接入氣缸蓋分支線路(8)中而所述曲軸箱(4)接入曲軸箱分支線路(9)中，其特徵在於，在所述氣缸蓋分支線路(8)中，所述用於工作物質的換熱器(7)布置在所述至少一個氣缸蓋(3)的下遊。
2.根據權利要求1所述的冷卻迴路，其特徵在於，在所述曲軸箱分支線路(9)中，在所述曲軸箱⑷的下遊設有截止閥(10)。
3.根據權利要求1或2所述的冷卻迴路，其特徵在於，所述主換熱器(6)布置在所述連接部位(B)的下遊。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的冷卻迴路，其特徵在於，在所述冷卻介質泵(5) 與所述主換熱器(6)之間設有一控制閥(11)。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的冷卻迴路，其特徵在於，在所述主水冷卻器(6) 與所述連接部位(B)之間分支出一旁通線路(12)，所述旁通線路(1 與所述控制閥(11) 相連接。
6.根據權利要求4或5所述的冷卻迴路，其特徵在於，所述控制閥(11)設計為特性曲線族控制的調溫器。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的冷卻迴路，其特徵在於，在所述氣缸蓋分支線路 (8)中，兩個或多個氣缸蓋C3)被並行地流過，所述用於工作物質的換熱器(7)布置在所述氣缸蓋(3)的下遊。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的冷卻迴路，其特徵在於，所述用於工作物質的換熱器(7)是增壓空氣冷卻器。
9.根據權利要求1至7中任一項所述的冷卻迴路，其特徵在於，所述用於工作物質的換熱器(7)是排氣冷卻器。
全文摘要
本發明涉及一種用於內燃機(2)的冷卻迴路(1)，該冷卻迴路(1)包括具有至少一個氣缸蓋(3)和曲軸箱(4)的內燃機(2)、冷卻介質泵(5)、主換熱器(6)和用於內燃機(2)工作物質的換熱器(7)，其中冷卻迴路(1)在冷卻介質泵(5)的下遊在分支部位(A)與連接部位(B)之間分支成，使得所述至少一個氣缸蓋(3)接入氣缸蓋分支線路(8)中而曲軸箱(4)接入曲軸箱分支線路(9)中，其中，在氣缸蓋分支線路(8)中，在所述至少一個氣缸蓋(3)的下遊設置用於工作物質的換熱器(7)。
文檔編號F01P7/12GK102191987SQ20111005364
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月7日 優先權日2010年3月8日
發明者H·亨寧, M·洪森, M·科恩, V·博斯特弗萊施 申請人:奧迪股份公司