CN102953798A - 冷却系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于发动机的冷却系统。该冷却系统包括流量控制元件，该流量控制元件具有与汽缸盖水套的出口流体连通的进口、与热交换器流体连通的第一出口和与发动机汽缸体水套的进口流体连通的第二出口。

Description

冷却系统和方法

相关申请的交叉参考

本申请要求2011年8月23日提交的欧洲专利申请号11178432.8和2011年8月23日提交的欧洲专利申请号11178430.2的优先权，它们的整个内容通过引用并入本文用于所有的目的。

背景技术/概述

内燃机可以包括发动机汽缸体和汽缸盖。每个分开的冷却液回路或至少主要分开的冷却回路可以横过发动机汽缸体和汽缸盖中的每一个。这种发动机冷却设备可以叫做分开式冷却系统。以这种方式，可以热连接于燃烧室壁、进气歧管的汽缸盖，和热连接于摩擦点的发动机汽缸体，如果希望的话，能够被不同地冷却。这种分开式冷却系统（例如，分开式冷却液回路）在预热期期间可以试图冷却汽缸盖，同时减少或在一些情况下防止发动机汽缸体的冷却，因此发动机汽缸体能够更快地达到希望的运行温度。换句话说，分开式冷却回路可以看做用于发动机的单个冷却回路，其中汽缸盖中水套的与发动机汽缸体中的水套通过合适的机构分开。但是，在一些实施方式中，可能存在从汽缸盖水套到发动机汽缸体水套的低水平渗漏，其中渗漏的量如此之小以至于人们仍然能够把它叫做分开式冷却液回路。

FR 2 860 833 A1公开了一种具有至少一个汽缸盖和汽缸壳体的内燃机的冷却回路，所述冷却回路由至少三个冷却通道构成。该回路具有热交换器、用于热交换介质的驱动器、以及至少一个用于控制通过汽缸盖、汽缸壳体或热交换器的热交换介质的流量的控制器。该冷却回路具有用于发动机冷却的至少三个独立的通道，其中第一和第二通道设置在汽缸盖中，而第三通道设置在汽缸壳体中，并且其中所述通道是彼此独立的，并且包括至少一个进口和一个出口，因此它们允许热交换介质独立地流过汽缸盖和汽缸壳体的每个通道。FR 2 860 833A1公开了三个控制器（例如，阀）设置成以便能够调节热交换介质的不同循环。一个控制器设置进口处，并且一个控制器设置在出口处。第三个控制器连接于其他两个控制器。

US 5,385,123公开了一种具有单个恒温器（thermostat）的分开式冷却回路，在一个实施例中，该恒温器设置在汽缸盖到泵的出口侧的出口管路中，该管路开口（open out）在汽缸盖的进口侧。旁路和汽缸体管路（block line）从出口管路分支并且延伸到发动机汽缸体中。该旁路通向泵。在前面提到的实施方式中，该恒温器设置在三个管路的分支中。在预热阶段期间，恒温器关闭汽缸体管路，其中旁路完全打开。当恒温器关闭时，冷却液流过旁路到泵，并且从这里流进汽缸盖中。当冷却液温度升高时，恒温器连续地关闭旁路，使得沿着泵方向的直接流继续减少，并且当旁路完全关闭时被完全阻断。于是冷却液流出汽缸盖通过出口管路和汽缸体管路流进连接于冷却器的发动机汽缸体，并且从这里流向泵。

本发明人已经认识到US 5,385,123中的分开式冷却设计和FR 2860 833公开的冷却系统中的若干缺点。首先，US 5,385,123和FR 2 860833中公开的冷却系统可能是体积大的，因而减少发动机的紧凑性并且增加发动机的尺寸和成本。因此，可以增加发动机的成本。而且，FR 2860 833中的用于控制这三个独立的发动机冷却通道的控制系统可能是复杂的和成本高的。

为了至少解决上面提到的一些问题，提供一种用于发动机的冷却系统。该冷却系统包括流量控制元件，该流量控制元件具有与汽缸盖水套的出口流体连通的进口、与热交换器流体连通的第一出口、和与发动机汽缸体水套的进口流体连通的第二出口。

以这种方式，在一些运行状态期间冷却液可以从汽缸盖水套的出口流向发动机汽缸体水套的进口，和/或在另一些运行状态期间从汽缸盖水套的出口流向热交换器。因此，冷却液可以顺序地流过汽缸盖和发动机汽缸体，旁通该热交换器，如果希望的话，使加热器旁通管路从该冷却系统中省去。而且，可以根据发动机的运行状态利用流量控制元件分开地调节通过汽缸盖水套和发动机汽缸体水套两者的冷却液流。

从下面单独的或结合附图的详细描述将容易明白本发明的上面的优点和其他优点以及特征。应当明白，提供上面的概述是为了以简单的形式引进选择的构思，这种构思在详述中进一步描述。这并不意味着视为所主张主题的关键的或基本的特征，所主张主题的范围由详述之后的权利要求唯一地限定。而且，所主张的主题不限于解决上面或本公开的任何部分中指出的任何缺点的装置。

附图说明

图1示出分开式冷却液回路的示意图；

图2示出描绘流量控制元件的控制的实例的曲线图；和

图3示出用于运行发动机中的冷却系统的方法；

下面更详细地描述这些附图。

具体实施方式

本文描述一种分开式冷却液回路。该分开式冷却液回路包括设置在汽缸盖水套的出口壳体上的流量控制元件。该流量控制元件可以包括恒温器和与所述恒温器分开的比例阀。而且，该恒温器可以以平行流动的布置与该比例阀连接。此外，该比例阀可以具有与其连接通向发动机汽缸体水套的发动机汽缸体连接冷却液管路，与其连接通向加热器的加热器连接冷却液管路，以及与其连接通向冷却器的冷却器连接管路。此外，恒温器还可以具有与其连接通向冷却器的连接冷却液管路。但是，其他冷却液回路布置也已经预期。

在一些实例中，来自汽缸盖水套的冷却液可以直接流进汽缸体水套。如果希望的话，这种安排能够省去设置在冷却器上游和下游的旁路管道（例如从恒温器到汽缸体进口，旁通散热器）。因此，能够减少分开式冷却液回路的成本。在这样的实例中，如果希望的话，发动机汽缸体水套可以执行前面提到的旁通管路的功能，具体说，旁通冷却器的功能，因此冷却液不被不必要地冷却，例如，在内燃机的预热阶段。这可以导致较高的材料和机油温度，结果摩擦和热损失减少。以这种方式，发动机可以更快地升高到希望的温度，并且在达到希望的温度之后，可调节的冷却量可以提供给汽缸盖和发动机汽缸体两者。因此，可以减少发动机燃料消耗和发动机排放物，因而增加内燃机的寿命。

还有，在一些实例中在两个分开的冷却区（例如，汽缸盖水套和发动机汽缸体水套）中也可以用反向的冷却液流动方式。在汽缸盖水套中，冷却液从进口侧向出口侧流动。相反，冷却液在对应于汽缸盖水套的出口侧的一侧被供应给汽缸体水套。因此，在发动机汽缸体水套中，相对于汽缸盖水套中的流动方向，冷却液事实上沿着相反的方向从出口侧向进口侧流动。

应当明白，汽缸盖水套和发动机汽缸体水套可以不在每个相应的水套的进口和出口之间的位置（point）传输冷却液。具体说，汽缸盖水套和发动机汽缸体水套可以以串联流动的布置连接。而且，通过每个水套的流动可以基本沿着相反的方向。也就是说，在一些实施例中，发动机汽缸体水套的进口与汽缸盖水套的出口在发动机的同一侧上。同样，发动机汽缸体水套的出口与汽缸盖水套的进口在发动机的同一侧上。

泵连接冷却液管路可以将泵连接于汽缸盖水套的进口。以这种方式，冷却液能够由汽缸盖水套流出进入汽缸盖水套的出口（例如，出口壳体）。而且，通向加热器的加热器管路可以从比例阀分支。该加热回流管路在冷却器回流管路中泵的上游开口（open out），所述冷却器回流管路与该泵流体连通。

通向汽缸体水套外面的回流冷却液（例如，水）管路同样在泵的上游同样是与冷却器回流管路流体连通的。相反，通向恒温器外面的连接冷却液管路有利地流进（issue into）冷却器上游的汽缸盖冷却液（例如，水）管路中。可以提供冷却液回路的其它部件。例如，可以提供连接于加热器管路和冷却器的通风装置，以及同样流进泵上游的冷却器回流管路的回流管路。

在一些实例中，用作部分载荷恒温器的恒温器可以通过连接管路连接于冷却器，其中该连接管路流进冷却器上游的但是在比例阀下游的冷却器管路中，其中，发动机汽缸体水套旁通该冷却器并且在冷却器回流管路中直接开口（open out）。

而且，在一些实施例中，流量控制元件（例如，比例阀和恒温器）可以作为内燃机的运行模式的函数是可变换的。当发动机低于预定的阈值温度时，发动机的一种运行模式可以是预热阶段。当发动机已经达到或超过预定的阈值温度时另一种运行模式是“加热”阶段。流量控制元件也可以根据内燃机上的载荷和/或内燃机的功率输出（的函数）被调节。可以存在部分载荷运行模式以及高载荷运行模式。

当发动机以部分载荷运行时，在内燃机的预热模式中，比例阀的所有路径，也就是说比例阀到发动机汽缸体管路的路径、到加热器管路的路径和到冷却器管路的路径以及恒温器到该连接管路的路径，都关闭。在所述状态下，该分开式冷却液回路在汽缸体水套以及汽缸盖水套两者中事实上具有零量级的流动。冷却液温度可以低于60℃。因此，用于预热模式的阈值运行温度可以是60℃。

在一些实施例中，当冷却液温度具有高于60℃并且低于75℃的量级时，比例阀到加热器管路的路径以连续的方式打开，直到它完全打开。在这个实施例中，汽缸盖水套的无流量策略结束，并且冷却液的部分流动经由比例阀流出出口壳体进入加热器管路中。在这个实施例中，到汽缸体水管路的路径保持关闭，因此在汽缸体水套中的冷却液流动具有零量级。在这个实施例中，通过汽缸盖水套的流动可以是也能够流过加热器管路的量级。在这方面，在汽缸盖水套中的冷却液流动比较小，这促进改善预热行为。尽管如此，加热器仍然能够为车厢提供希望的加热。

在一些实施例中，当冷却液温度具有高于75℃并且低于85℃的量级时，到加热器管路的路径完全打开，其中到汽缸体水管路的路径以连续的方式打开。在这个实施例中，在无流量策略结束的情况下，在汽缸体水套中可以允许很小的冷却液流动。在这个实施例中，到冷却器管路的路径保持关闭。

还有，在一些实施例中，当冷却液的温度高于85℃并且低于100℃的量级时，到加热器管路的路径如以前一样完全打开。相反，在这个实施例中，到汽缸体水管路的路径可以由比例阀控制，使得汽缸体温度能够设置成高的量级，例如超过105℃，优选约115℃。在这个实施例中，当在出口壳体处或在汽缸盖水套中的冷却液温度低于例如100℃或优选低于105℃时，恒温器可以继续关闭到连接管路的路径。

在一些实施例中，当预热阶段已经结束时，于是控制部件可以作为“在运行温度和部分载荷的发动机”的运行状态的函数被控制。在所述运行模式中，也就是说在高于阈值温度（例如，“加热”）并且以部分载荷运行的内燃机的情况下，到加热器管路的路径可以被打开，并且到汽缸体水管路的路径可以被调节，使得汽缸体水温度能够设置成例如115℃的高量级。如果汽缸盖水套中的或出口壳体中的冷却液具有高于100℃的量级，到该连接管路的恒温器可以打开。在这个实施例中，在汽缸盖水套中的冷却液流动因此进一步增加。在一些实施例中，由于汽缸盖冷却液流动的附加部分因此经由主冷却器被引导，汽缸盖水套中的温度可以容易被调节，低于打开温度（openingtemperature）。在一些实施例中，当内燃机处在其运行温度并且以部分载荷运行时，冷却液流动可以由恒温器（例如，打开温度例如100℃）和比例阀一起控制。因此，在一些实施例中，恒温器可以构造成部分载荷恒温器，并且构造成当汽缸盖水套或出口壳体中的温度具有高于其打开温度的量级时，在部分载荷运行下打开。但是，其他恒温器运行方案也是预期的。

在一些实施例中，在部分载荷运行中，内燃机可以在两个区域独立地用升高的温度运行。但是，其他控制技术也是预期的。

例如，当内燃机以比较高的载荷运行时，如果需要，比例阀到冷却器管路的路径可以被打开。为了这个目的，该比例阀可以打开到主冷却器的管路以将汽缸盖水套的温度调节到，例如，85℃。于是部分载荷恒温器可以关闭，因为未达到打开温度。在这个实施例中，然后完全打开到汽缸体水套的分支。该路径可以调节成使得汽缸体水套中冷却液温度低于预定的阈值温度，例如，调节到90℃的量级，因为在内燃机的比较高的载荷下发动机汽缸体可以有较大的冷却需要。

在比例阀工作不正常并且因此到主冷却器的冷却液流动不足的情况下，部分载荷恒温器也可以具有保护功能。在这种情况下，在冷却液温度增加到打开温度以上的情况下，部分载荷恒温器可以打开并且引导冷却液到主冷却器。部分载荷恒温器也可以用作安全恒温器，因为在一些实施例中，过分的过热通过在冷却器的方向上打开来防止。

另一种运行状态或运行模式可以是内燃机以高载荷在预热阶段运行。在所述运行模式中，到加热器管路的路径完全打开，其中到汽缸体水管路的路径可以由比例阀调节。该路径可以调节成使得在汽缸体水套中的冷却液温度低于预定的阈值，例如，调节到90℃的量级，因为在内燃机的全载荷下发动机汽缸体可以有高的冷却要求。在汽缸盖水套中的冷却液流动可以由比例阀调节，其中85℃的温度可以设置在汽缸盖水套中。

另一种运行模式可以是内燃机在其运行温度下并且以高载荷或全载荷运行。在所述运行模式中，到加热器管路的路径可以关闭。在一些实施例中，如果，例如在高环境温度下必须产生大的冷却功率，可以执行这种模式。到汽缸体水管路的路径可以由比例阀调节。该路径可以调节成使得汽缸体水套中的冷却液温度低，例如，调节到90℃的量级，因为在内燃机的全载荷下发动机汽缸体可以有高的冷却要求。在一些实施例中，在汽缸盖水套中的冷却液流动可以由比例阀调节，其中85℃的温度可以设置在汽缸盖水套中。因此部分载荷恒温器可以根本不打开，因为温度处在低于其打开温度。在一些实施例中，尽管如此，如果温度上升高于打开温度，该恒温器可以打开并且通过将冷却液附加地引导到冷却器而执行其保护功能。

如果流量控制元件（例如，比例阀和恒温器（例如部分载荷恒温器）两个部件）作为运行模式的函数，控制单元可以用来执行前面提到的控制策略。该控制单元可以包括由处理器可执行的存储器。该控制策略可以经由编码储存在该存储器中。该控制单元可以包括在发动机和/或车辆中。

在一些实施例中，内燃机（例如，汽缸盖水套和发动机汽缸体水套）可以用“无流量策略”运行希望的时间段。换句话说，在发动机汽缸体和汽缸盖中可以基本上禁止冷却液流动。在这种模式期间，车厢加热器可以通过打开对应的比例阀路径来供给。当希望车厢加热时，该“无流量策略”在汽缸盖水套中可以终止，但是在汽缸体水套可以保持。

在一些实施例中，冷却液进口温度当它进入发动机汽缸体时可以升高大约3至5K，因为从汽缸盖回路出口发生输入（in-feed）。而且，发动机汽缸体温度，也就是说材料本身的温度可以升高，因为该温度可以由部分载荷恒温器控制，并且在一些实施例中可以产生减少的冷却液流动通过汽缸体水套。在一些实施例中，根据上面所述的运行模式可变的工作温度可以设置在汽缸盖水套中。在一些实施例中，根据上面所述的运行模式可变的运行温度可以设置在汽缸盖水套中。在一些实施例中，在部分载荷下，如果所述的温度过量，该温度可以升高到高至115℃；部分载荷恒温器可以打开并且因此增加冷却液流动的量，并且经由冷却器引导一部分所述冷却液流。在一些实施例中，在预热阶段期间，通过加热器的冷却液流动也可以是可变的。正如上面所讨论的，在汽缸体水套中的冷却液流动可以沿着与汽缸盖水套中的冷却液流动相反的方向。而且，在一些实施例中，从汽缸盖水套出现的并且事实上已经预热的冷却液供给汽缸体水套的事实可以使发动机汽缸体能够实现热管理，以减少摩擦损失。

在一些实施例中，由于希望的发动机汽缸体冷却可少于（例如30%到50%）汽缸盖的希望的冷却功率，从汽缸盖水套到发动机汽缸体水套比例阀仅仅能够使一部分冷却液流过它。因此，在一些实施例中，发动机汽缸体温度可以通过调节冷却液流来调节。当一部分冷却液流动通过冷却器引导时，加热器回路可以关闭，因为车辆冷却器的冷却功率可以在高环境温度下提供。在这种运行期间车厢加热器可以是暂停不用。在一些实施例中，这可以导致压力状况改变，并且因此导致增加的流动通过主冷却器。由于当内燃机是部分载荷或用于保护的目的时恒温器允许冷却液流动通过冷却器的配置，在一些实施例中恒温器可以设计成在比较高的温度打开的单作用恒温器，以便因而允许增加冷却液温度，特别是在汽缸盖水套中的冷却液温度，其中在其他运行模式中的温度不同于此温度，汽缸盖冷却液温度可以减少，也就是说是可变的。

发动机52中的冷却系统50示于图1。该冷却系统50可以包括分开式冷却液回路1。该分开式冷却液回路1可以包括汽缸盖水套2和发动机汽缸体水套3、泵4、第一热交换器6（例如，冷却器、散热器）、流量控制元件7、汽缸盖水套的出口壳体8、以及第二热交换器9（例如加热器、车厢加热器）。而且，冷却液回路1可以包括通风装置11。该第二热交换器9包括与泵4的进口106流体连通的出口160。

汽缸盖水套2可以与发动机汽缸体水套3流体地分开。也就是说，冷却液可以不在各自水套的进口和出口之间的位置从汽缸盖水套流到汽缸体水套，或反之亦然。汽缸盖水套2可以包括一个或多个冷却液流过的冷却液通道54。箭头56表示通过汽缸盖水套2的冷却液流动的总方向。同样，发动机汽缸体水套3可以包括一个或多个冷却液流过的冷却液通道58。箭头60表示通过发动机汽缸体水套3的冷却液流动的总方向。但是，应当明白，汽缸盖水套和/或发动机汽缸体水套可以具有其他冷却液流动特性。一般而言，该分开式冷却液回路1中的流动方向由箭头表示。汽缸盖水套2包括至少一个进口62和至少一个出口64。该出口64可以叫做汽缸盖出口。

出口64可以包括第一出口66和第二出口68。同样发动机汽缸体水套3包括至少一个进口70和至少一个出口72。进口70和出口72可以分别叫做汽缸体进口和汽缸体出口。流量控制元件7与汽缸盖水套2的出口64流体连通（直接流体连通）。具体说，在一些实施例中，流量控制元件7可以至少部分地设置在出口壳体8中。流量控制元件7可以包括恒温器12和阀13（例如，比例阀）。在一些实施例中，恒温器12和阀13可以是分开的。恒温器12可以与阀13以平行流动的布置排列。也就是说，恒温器12和阀13的进口流体连通并且恒温器12和阀13的出口也流体连通。但是其他流动布置也是预期的。

冷却液（例如水）管路14（例如，汽缸体冷却液管路）与阀13和发动机汽缸体水套流体连通。冷却液管路14包括进口74和出口76。进口74与流量控制元件7的出口78流体连通（例如，直接流体连通）。具体说，出口78在阀13中。但是，其他的出口位置也是预期的。

分开式冷却液回路1还包括与阀13和第二热交换器9流体连通冷却液管路16（例如，加热器冷却液管路）。因此，冷却液管路16包括与流量控制元件7的出口80流体连通的进口81。具体说，出口80位于阀13中。但是其他的阀位置是预期的。冷却液管路16还包括与第二热交换器9的进口108流体连通的出口83。

分开式冷却液回路1还包括与阀13和第一热交换器6（例如冷却器）流体连通的冷却液管路17（例如，冷却器冷却液管路）。因此，冷却液管路17包括与流量控制元件7的出口84流体连通（例如，直接流体连通）的进口82。具体说，出口84位于阀13中。冷却液管路17还包括与第一热交换器96的进口88流体连通（例如，直接流体连通）的出口86。

分开式冷却液回路1还包括与恒温器和第一热交换器6流体连通（例如直接流体连通）的连接冷却液管路18。冷却液管路18包括与流量控制元件7的出口92流体连通的进口90。具体说，出口92位于恒温器12中。在一些实施例中，每个出口（78、80、84和92）根据它们引进的次序可以叫做第一、第二、第三和/或第四出口。冷却液管路18合并或开口在冷却液管路17中。

恒温器包括与汽缸盖水套2的第一出口66流体连通的进口94。同样，阀13包括与汽缸盖水套2的第二出口68流体连通的进口96。

冷却液管路19（例如，泵冷却液管路）将泵4连接于汽缸盖水套2的进口侧21。具体说，冷却液管路19的出口98与汽缸盖水套2的进口62流体连通。冷却液管路19还包括与泵4的出口102流体连通的进口100。在一些实例中，出口102可以是泵4的唯一出口。但是其他泵设计也是预期的。此外，出口102可以叫做泵出口。

第一热交换器6还包括与泵4的进口106流体连通的出口104。进口106可以叫做泵进口。分开式冷却液回路1还包括与泵4的进口106和第一热交换器6的出口104流体连通的回流冷却液管路23（例如，冷却器回流管路）。

分开式冷却液回路1还包括与第二热交换器9的出口160和泵4的进口106流体连通的回流冷却液管路22。在所示的实施方式中，回流冷却液管路22与回流冷却液管路23合并。具体说，回流冷却液管路22开口在回流冷却液管路23中。但是其他布置也是预期的。

分开式冷却液回路1还包括回流冷却液（例如水）管路24。该回流冷却液管路24包括进口110和出口112。该进口110与汽缸体水套3的出口72流体连通（例如直接流体连通），并且出口112与泵4的进口106流体连通（例如直接流体连通）。分开式冷却液回路1还包括回流管路23（例如，冷却器回流管路）。该回流管路23包括与第一热交换器6流体连通（例如，直接流体连通）的进口114和与该回流冷却液管路24流体连通的出口116。因此，该回流管路23和回流冷却液管路24在热交换器下游的位置合并。而且，冷却液管路24从汽缸体水套的出口延伸并且泵的进口在该热交换器的下游的位置合并。应当明白，在一些实施例中，回流冷却液管路24可以开口在回流管路23中，或者反之亦然。而且，通到恒温器外面的连接冷却液管路18与第一热交换器6的上游的管路17流体连通。

通风装置11流体地连接于冷却液管路16和第一热交换器6。此外，所述通风装置的回流管路26与泵4上游的回流管路23流体连通。

应当明白，第一热交换器6的旁通管路已经从所示的实施方式中省去。因此减少冷却系统的复杂性和成本。应当明白，在一些运行状态发动机汽缸体水套3可以用作第一热交换器6的旁通管路。但是，在其他实施方式中可以包括旁通管路。

正如前面所讨论的，根据内燃机的运行模式流出汽缸盖水套2的冷却液可以流到发动机汽缸体水套。此外，在所示的实施方式中汽缸体水套3中的冷却液流动沿着与汽缸盖水套2中的冷却液流动相反的方向流动。但是其他的流动布置也是预期的。

冷却液在相对于汽缸盖水套2中的流动方向的出口侧供给汽缸体水套3。冷却液沿着与汽缸盖水套2中的流动方向相反的方向流过汽缸体水套3，并且在相对于汽缸盖水套2中的冷却液流动的进口侧排出，并且流进冷却器回流管路23中。

在一些实施例中，冷却液温度可以作为运行状态的函数由比例阀调节或控制。应当明白，冷却液温度可以与发动机温度相关或反之亦然。在内燃机的部分载荷运行中，汽缸盖水套2中的冷却液温度可以由恒温器12调节。恒温器12可以例如具有100°C甚至115°C或在它们之间的值的打开温度，因此在汽缸盖水套中的冷却液温度能够设置成所述的升高的值。当内燃机在全载荷时，在汽缸盖水套中的冷却液温度可以设置为大约85°C，并且对于大约90°C的低温设置在汽缸体水套中。在所述的低温下恒温器可以根本不打开，因此冷却液温度由比例阀单独控制。运行模式和温度控制已经在上面被描述。在一些实施例中，当冷却液温度超过阈值时，恒温器12调节通过该恒温器的冷却液流量。以这种方式，在一些实施例中，对应于冷却液温度的增加，流量控制元件可以构造成增加通过出口（84和/或92）的冷却液流量并减少通过出口78的冷却液流量。具有存储由处理器154可读的编码的存储器152的控制器150可以包括在冷却系统50中。上面所述的运行模式可以以编码储存。

图2示出说明示范性冷却液流过第二热交换器（管路72）、流过发动机汽缸体水套（管路28）和流过第一热交换器（管路29）的曲线图。以升/分钟为单位的流速在竖直轴线上画出。以%为单位的比例阀的打开沿着水平轴线画出。

在第一阶段31中，在所有管路和两个水套2和3中的流速具有零的量级（无流量策略）。

在第二阶段32，增加的冷却液流动的量流向第二热交换器9。在发动机汽缸体水套3和第一热交换器6中的冷却液流动为零（在汽缸体中为无流量策略）。在汽缸盖水套中有很小的冷却液流动。比例阀13以连续可变的方式打开加热器管路，直到该路径完全打开。这对应于高达30%的比例阀13的总体打开程度。

在第三阶段33，在汽缸体水套中的无流量策略也结束。比例阀可以以连续的方式打开所述路径。到第一热交换器6的路径如同之前被关闭。在部分载荷运行中这是可能的，因此汽缸盖水套中的温度控制可以由恒温器12实现（例如部分载荷）。

正如能够看到的，汽缸体水套3中的流速从零上升到40升/分钟，其中在所述阶段，通过加热器的流量从25升/分钟减少到大约20升/分钟。在第三阶段结束时，比例阀打开大约50%，也就是说，到汽缸体水套和加热器的路径打开。在部分载荷运行中，汽缸盖水套中的温度可以由部分载荷恒温器调节并且设置成高值。如果达到所述的“阈值温度”，该部分载荷恒温器到冷却器打开。

如果现在检测到内燃机不再以部分载荷而是以全载荷运行，在第四阶段34汽缸盖冷却液温度可以被调节到大约85℃。比例阀13可以以连续的方式打开进入到冷却器的路径中，因此高达120升/分钟的流量通过所述冷却器。到加热器的路径能够被关闭。

所述阈值温度的和比例阀的冷却液流速的所述值不言而喻应当理解为仅仅是示例性的，并且仅仅作为示范性的引导值，无论如何不是想要限制。实际上，在发动机研制过程期间所述值应当确定，但是不是最终固定。

在本发明的上下文内，词语“基本上”或“大约”或“大概”意味着在每种情况下从准确的值偏离+/–10%，优选偏离+/–5%，和/或以在功能方面没有明显的变化形式偏离。

图3示出用于运行发动机的冷却系统的方法300。该方法300可以用关于图1在上面所述的发动机和冷却系统执行或可以由其他合适的发动机和冷却系统执行。

在302，该方法包括使第一冷却液部分通过第一管路从汽缸盖出口向散热器流动。应当明白，在一些实施方式中，该第一部分冷却液流量可以基本为零。

其次，在304该方法包括使第二冷却液部分通过第二管路从汽缸盖出口向汽缸体进口流动，而没有使任何冷却液在绕该散热器的旁路中流动。应当理解，在一些实施方式中该第二部分冷却液流量可以基本为零。

在306，该方法包括根据发动机温度经由与汽缸盖出口连通的阀调节该第一和第二冷却液部分的量级。在一些实施例中，调节该第一和第二冷却液部分的量级包括，当汽缸盖水套中的冷却液低于阈值温度时，阻止冷却液从汽缸盖水套流向发动机汽缸体进口和散热器进口至少其中之一，并且当汽缸盖水套中的冷却液高于阈值温度时，允许冷却液从发动机汽缸盖流向发动机汽缸体进口和散热器进口至少其中之一。而且，在一些实施例中，还根据发动机载荷调节第一和第二冷却液部分的量级。其次在308，该方法包括使冷却液从发动机汽缸体出口向泵进口流动，并且使冷却液从泵出口向汽缸盖进口流动，而没有冷却液流过汽缸盖、发动机汽缸体和散热器的任何其他路径。

在310，该方法可以包括当发动机低于阈值运行温度和发动机载荷至少其中之一时使第三冷却液部分从汽缸盖出口向加热器流动。其次在312，该方法还可以包括使第四冷却液部分能够通过恒温器和第三管路从第二汽缸盖出口向散热器流动。

应当指出，这里包括的示范性的控制和估测程序可以与各种发动机和/或车辆系统布置一起应用。这里描述的具体的程序可以表示任何数目处理策略的其中一个或多个，例如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。因此，所示的各种动作、操作或功能可以以所示的顺序进行，同时进行，或在一些情况下可以省略。同样，为了实现这里所述的示例性实施方式的特征和优点，处理的次序不是必需要求的，而是为了容易示出和描述而提供。一个或多个所示的动作或功能根据所用的特定策略可以重复地进行。而且，所述的动作可以图示地表示被编程为发动机控制系统中的计算机可读的储存介质中的编码。

应当明白，本文所公开的结构和程序在性质上是示范性的，并且这些具体的实施方式不被认为是限制性的，因为许多变化是可能的。例如，上述技术可以用于其他类型的直列式发动机、相对的发动机、V型发动机等。本发明的主题包括本文所公开的各种系统和结构、以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

下面的权利要求具体指出认为新颖的和非显而易见的一些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一种”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合或子组合可以通过修改本权利要求或在本申请和相关申请中提出新权利要求来主张。这些权利要求，比原权利要求在范围上无论是更宽、更窄、相等或不同都被认为包含在本发明的主题内。

Claims (23)

1.发动机中的冷却系统，其包括：

流量控制元件，该流量控制元件包括与汽缸盖水套的出口流体连通的进口、与热交换器流体连通的第一出口和与发动机汽缸体水套的进口流体连通的第二出口。

2.权利要求1的冷却系统，其中该流量控制元件根据冷却液温度调节通过该第一和第二出口的冷却液流量，该冷却系统没有围绕该热交换器的旁路，该旁路从该汽缸盖水套的出口到该发动机汽缸体水套的进口。

3.权利要求1的冷却系统，其中该流量控制元件响应冷却液温度的增加而增加通过该第一出口的冷却液流量并减少通过该第二出口的冷却液流量。

4.权利要求1的冷却系统，其中该流量控制元件由控制器控制。

5.权利要求1的冷却系统，其中该流量控制元件包括恒温器和阀，该阀调节到该发动机汽缸体水套的进口和该热交换器的进口至少其中之一的冷却液流量，并且恒温器调节到该热交换器的进口的冷却液流量。

6.权利要求5的冷却系统，其中该恒温器包括第四出口并且该阀调节到该发动机汽缸体水套的进口和该热交换器的进口的冷却液流量。

7.权利要求5的冷却系统，其中该汽缸盖水套的出口包括与该恒温器直接流体连通的第一出口和与该阀直接流体连通的第二出口。

8.权利要求1的冷却系统，其中从该发动机汽缸体水套的出口和该热交换器的出口引出的冷却液管路流体地合并并且通向泵的进口。

9.权利要求8的冷却系统，其中该泵包括与该汽缸盖水套的进口流体连通的唯一出口。

10.内燃机中的分开式冷却液回路，其包括：

泵；

汽缸盖水套，该汽缸盖水套包括与该泵的出口流体连通的进口；

发动机汽缸体水套，该发动机汽缸体水套包括与该汽缸盖水套的出口流体连通的进口；

热交换器，该热交换器包括与该泵的进口流体连通的出口以及与该汽缸盖水套的出口流体连通的进口；及

流量控制元件，该流量控制元件连接于该汽缸盖水套的出口，该流量控制元件包括与该汽缸体水套的进口流体连通的第一出口、与第一热交换器的进口流体连通的第二出口和与第二热交换器的进口流体连通的第三出口。

11.权利要求10的分开式冷却液回路，其中该发动机汽缸体水套中的冷却液沿着与发动机汽缸体水套中的冷却液流动相反的方向流动。

12.权利要求10的分开式冷却液回路，还包括连接冷却液管路，该连接冷却液管路与该发动机汽缸体水套的出口和泵的进口流体连通，该连接冷却液管路开口在该第一热交换器下游的管路中。

13.权利要求10的分开式冷却液回路，其中流量控制元件包括与该汽缸盖水套的出口平行流体连通的恒温器和比例阀，该比例阀包括第一出口、第二出口和第三出口，并且其中该汽缸盖水套的出口包括与该恒温器直接流体连通的第一出口和与该比例阀直接流体连通的第二出口。

14.权利要求13的分开式冷却液回路，其中该恒温器包括与第一热交换器的进口流体连通的第四出口，并且其中来自该第二出口和第四出口的连接冷却液管路在该第一热交换器的上游流体地合并。

15.权利要求13的分开式冷却液回路，其中该恒温器和比例阀是独立地可调的。

16.权利要求13的分开式冷却液回路，其中当冷却液温度超过阈值时该恒温器调节通过该恒温器的冷却液流量。

17.权利要求13的分开式冷却液回路，其中该第二热交换器是车厢加热器并且该第一热交换器是散热器。

18.一种方法，其包括

使第一冷却液部分通过第一管路从汽缸盖出口向散热器流动；

使第二冷却液部分通过第二管路从汽缸盖出口向发动机汽缸体进口流动，而没有使任何冷却液在绕该散热器的旁路中流动；和

根据发动机温度经由与该汽缸盖出口连通的阀调节该第一和第二冷却液部分的量级。

19.权利要求18的方法，还包括使冷却液从该发动机汽缸体出口向泵的进口流动并且使冷却液从泵的出口向汽缸盖进口流动，而没有使冷却液流动通过该汽缸盖、发动机汽缸体和散热器的任何其他路径。

20.权利要求18的方法，还包括当发动机低于阈值运行温度和发动机载荷至少其中之一时使第三冷却液部分从该汽缸盖出口向加热器流动。

21.权利要求18的方法，其中调节该第一和第二冷却液部分的量级包括，当该汽缸盖水套中的冷却液低于阈值温度时，阻止冷却液从该汽缸盖水套流向该发动机汽缸体进口和散热器进口至少其中之一，并且当该汽缸盖水套中的冷却液高于阈值温度时，允许冷却液从该汽缸盖水套流向该发动机汽缸体进口和该散热器进口至少其中之一。

22.权利要求18的方法，其中还根据发动机载荷调节该第一和第二冷却液部分的量级。

23.权利要求18的方法，还包括使第三冷却液部分通过恒温器和第三管路从第二汽缸盖出口向该散热器流动。