CN102748116A - 用于内燃发动机的冷却系统 - Google Patents

Abstract

一种用于内燃发动机的冷却系统包括管状导管，所述管状导管被构造为将冷却剂引导至所述内燃发动机的各种组件以及从所述内燃发动机的各种组件引导冷却剂，以去除来自其的过量的热。罩部分流体地结合在所述管状导管的线路内并设置在热源和较冷的操作组件之间。扩展部分还包括冷却主体、进口和出口，所述进口与所述管状导管流体连通并被构造为将冷却剂引导到所述冷却主体中，所述出口与所述管状导管流体连通并被构造为将冷却剂从所述冷却主体引导出。

Description

用于内燃发动机的冷却系统

技术领域

本发明的示例性实施例涉及用于内燃发动机的冷却系统，且更具体地，涉及一种用于冷却系统的冷却剂线路或导管，其被构造为用于内燃发动机的组件的热罩/热沉。

背景技术

消费者对更小的且燃料更加高效的机动车辆的需求已经使设计者考虑利用能量高效装置的更小的动力系。示例包括在许多车辆应用中还未传统地被视为“普通”的涡轮增压器。另外，对于会需要独特解决方案来解决诸如冷却的问题的所有类型的动力系来说，较小的车辆存在封装挑战；特别是当热组件必须靠近可能不会很好地适合于高温的组件时。

通常在热的和较冷的操作组件之间利用热罩来保护较冷的运行组件免于热损坏。然而，热罩是占用空间的“额外组件”，对其而言可能没有安装空间，并且其会增加整个系统的成本和复杂性。

发明内容

在示例性实施例中，一种用于内燃发动机的冷却系统包括管状导管，所述管状导管被构造为将冷却剂引导至所述内燃发动机的各种组件并从所述内燃发动机的各种组件引导冷却剂，以去除来自其的过量的热。扩展的罩部分流体地结合在所述管状导管的线路内并设置在热源和较冷的操作组件之间。扩展的罩部分还包括中空的冷却主体、进口和出口，所述进口与所述管状导管流体连通并被构造为将冷却剂引导到所述中空的冷却主体中，所述出口与所述管状导管流体连通并被构造为将冷却剂从所述中空的冷却主体引导出。

在另一示例性实施例中，一种内燃发动机包括：气缸盖、相邻于所述气缸盖设置的排气驱动涡轮增压器以及包括设置在所述排气驱动涡轮增压器和所述气缸盖之间的管状导管的冷却系统。所述冷却系统还包括扩展的罩部分，所述扩展的罩部分流体地结合在所述管状导管的线路内并在所述排气驱动涡轮增压器和所述气缸盖之间。所述扩展的罩部分具有中空的冷却主体、进口和出口，所述进口与所述管状导管流体连通并被构造为将冷却剂引导到所述中空的冷却主体中，所述出口与所述管状导管流体连通并被构造为将冷却剂从所述冷却主体引导出。

根据结合附图的本发明的以下详细描述，本发明的以上特征和优点以及其它特征和优点将更加明显。

附图说明

其它特征、优点和细节在实施例的以下详细描述中仅通过举例方式呈现，参照附图进行了详细描述，在附图中：

图1是体现出本发明特征的内燃发动机的示意图；以及

图2是体现出本发明特征的冷却系统的一部分的放大图。

具体实施方式

下面的描述本质上仅是示例性的并且决不是要限制本发明、其应用或用途。应当理解的是，在整个附图中，相应的附图标记指示相同的或相应的部件和特征。

参照图1和图2，本发明的示例性实施例涉及用于内燃发动机12的冷却系统10。在示例性实施例中，冷却系统10包括管状冷却线路或导管14，其将来自诸如散热器的冷却储存器15的冷却剂引导至内燃发动机12的需要从其去除过量的热的各种高温组件。在图1中示出的实施例中，这样的高温组件的示例是排气驱动涡轮增压器16，其被构造为从内燃发动机12的排气歧管或导管18接收废气17。废气驱动可旋转地支撑在涡轮增压器壳体20的排气侧21内的涡轮机叶轮19，这继而通过可旋转轴（未示出）使压缩机叶轮25旋转，从而将压缩的燃烧空气23供给到内燃发动机12的进气系统。排气驱动涡轮增压器16的一般操作在本领域中是众所周知的，并且这里将不再进一步讨论。

进气系统27通常至少部分地容纳在内燃发动机12的气缸盖组件22内。气缸盖组件22被气门盖24封闭，气门盖24封闭并保护发动机气门机构（未示出）以免于暴露于元件；因为根据内燃发动机12的应用，它们可能存在于机动车辆的发动机舱内或其它位置。出于本发明的以下描述的目的，当与涡轮增压器16的操作温度比较时，气缸盖组件22可以被视为冷温度组件或较冷的操作组件。继而，涡轮增压器16可以被视为内燃发动机12的热源或较热的操作组件。

如在图1和图2的示例性实施例中所示出的，管状导管14被布置为在内燃发动机12的排气驱动涡轮增压器16和气缸盖组件22之间。由于排气驱动涡轮增压器16与内燃发动机12的气缸盖组件22的紧密靠近安装，所以从涡轮增压器壳体20辐射的高温会导致跨气缸盖组件22的显著温度差（“ΔT”），从而导致气缸盖组件22和相关组件的多个部分的变形。

在图2中示出的示例性实施例中，管状导管14包括罩部分28，后者被构造为在热源和较冷的操作组件之间延伸，在该示例中，热源为热的涡轮增压器壳体20，在该示例中，较冷的操作组件为气缸盖组件22。罩部分28包括进口31、出口32以及分别在进口31和出口32之间限定冷却剂流动通路36的冷却主体34。这样，罩部分28流体地结合在管状导管14的路线内。在优选的实施例中，罩部分28的相应进口31和出口32与冷却主体34的冷却剂流动通路36的上部33流体连通，从而防止在冷却主体34中形成空气或蒸气袋。如果允许蒸气或空气在下部35累积，则这会阻碍冷却剂37穿过其的高效流动，并且会阻碍高效的热传递。这样的空气或蒸气袋会影响冷却剂37穿过冷却主体34的冷却剂流动通路36和管状导管14的高效流动。冷却主体34的冷却剂流动通路36优选地构造为具有与管状导管14的水力直径基本相等的水力直径，以确保冷却剂37通过冷却系统10的充分流动。另外，尽管将冷却主体34示为具有大表面积、中空的矩形截面或形状，但是预料到，该形状可以改变以适合具体的屏蔽应用，并可以包括用于使穿过其的冷却剂湍流的挡板（未示出）或其它装置，从而由此提高热传递速率。

在示例性实施例中，在具有有限空间的应用中，罩部分28被构造为在热的和较冷的组件之间延伸，由此用作热交换器以及热罩而不需要两个单独的组件。另外，与用于此类用途的典型热罩不同，罩部分28具有使穿过其的冷却剂37连续流动的优点，这将从屏蔽区域去除过量的热而不是简单地使热转向或阻止其从热的组件向较冷的组件的移动。通过经由管状导管14并因而经由罩部分28改变冷却剂流动速率，去除的热的速率和量也可以改变。热的这种去除具有下述优点：其降低了设置扩展的罩部分28的区域中的总体热浓度。

尽管已经参照示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以做出各种改变，并且等价物可以代替其元件。另外，在不脱离本发明的实质范围的情况下，可以进行许多修改，以使具体的情形或材料适应本发明的教导。因此，本发明并不意图局限于用于实施本发明所公开的具体实施例，而是本发明将包括落在当前应用的范围内的所有实施例。

Claims (10)

1.一种用于内燃发动机的冷却系统，其包括：

管状导管，所述管状导管被构造为将冷却剂引导至所述内燃发动机的各种组件以及从所述内燃发动机的各种组件引导冷却剂，以去除来自其的过量的热；

罩部分，所述罩部分流体地结合在所述管状导管的线路内并设置在热源和较冷的操作组件之间，所述罩部分还包括：

冷却主体；

进口，所述进口与所述管状导管流体连通并被构造为将冷却剂引导到所述冷却主体中；以及

出口，所述出口与所述管状导管流体连通并被构造为将冷却剂从所述冷却主体引导出。

2.如权利要求1所述的冷却系统，其中，所述冷却主体包括大表面积、中空的矩形截面。

3.如权利要求1所述的冷却系统，其中，所述进口和所述出口设置在所述冷却主体的上部处。

4.如权利要求1所述的冷却系统，其中，中空的冷却主体被构造为具有与所述管状导管的水力直径基本相等的水力直径。

5.如权利要求1所述的冷却系统，其中，穿过所述管状导管和所述罩部分流动的冷却剂的速率是可变的。

6.一种内燃发动机，其包括：

气缸盖；

排气驱动涡轮增压器，所述排气驱动涡轮增压器相邻于所述气缸盖设置，

冷却系统，所述冷却系统包括设置在所述排气驱动涡轮增压器和所述气缸盖之间的管状导管，并且还包括：

罩部分，所述罩部分流体地结合在所述管状导管的线路内并设置在所述排气驱动涡轮增压器和所述气缸盖之间，并具有冷却主体，所述冷却主体具有与所述管状导管流体连通并被构造为将冷却剂引导到所述冷却主体中的进口和与所述管状导管流体连通并被构造为将冷却剂从所述冷却主体引导出的出口。

7.如权利要求6所述的内燃发动机，其中，所述冷却主体大表面积、中空的矩形截面。

8.如权利要求6所述的内燃发动机，其中，所述进口和所述出口设置在所述冷却主体的上部处。

9.如权利要求6所述的内燃发动机，其中，所述冷却主体被构造为具有与所述管状导管的水力直径基本相等的水力直径。

10.如权利要求6所述的内燃发动机，其中，穿过所述管状导管和所述罩部分流动的冷却剂的速率是可变的。

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