CN103511051B - 带有运转后冷却的液冷式内燃发动机和运行所述类型内燃发动机的方法 - Google Patents

Abstract

发动机包括连接到汽缸体的汽缸盖；包括泵，热交换器，和通风容器的冷却回路；液冷式组件，其通过连接管线被连接到所述冷却回路中并且被安装在所述泵和所述通风容器之间，其在所述发动机没有处于运行状态时被冷却；和被安装在所述泵和所述通风容器之间的连接管线上的阀，所述阀根据冷却剂压力进行自控制，所述阀可在第一工作位置和第二工作位置之间调节，所述第一工作位置具有所述连接管线的第一、相对小的横截面，所述第二工作位置具有所述连接管线的第二、相对大的横截面，所述阀控制冷却剂吞吐量，其中当所述发动机没有处于运行状态并且冷却剂压力降低时，所述阀处于所述第二工作位置以提供增大的流动横截面。

Description

带有运转后冷却的液冷式内燃发动机和运行所述类型内燃发 动机的方法

相关申请

本申请要求在2012年6月19日提交的德国专利申请102012210320.1的优先权，其全部内容为所有目的在此通过引用被结合。

技术领域

本发明涉及一种液冷式内燃发动机。

背景技术

为了成型内燃发动机的单个汽缸，在一个装配端侧，至少一个汽缸盖被连接至汽缸体。为了保持活塞或者汽缸套，至少整体成型了曲轴箱的汽缸体具有对应数目的汽缸孔径。所述活塞以轴向可移动的方式安装在所述汽缸套上，并且与所述汽缸套和所述汽缸盖一起形成所述内燃发动机的燃烧室。

为了保持内燃发动机中热负荷在限制范围之内，液体冷却装置被越来越普遍地应用，在下文中也被称为发动机冷却装置。总体上，冷却装置还可能采用空气冷却装置。然而，由于通过液体冷却装置可以使更多的热量被散掉，所以内燃发动机优选地装配液体冷却装置。根据本公开的内燃发动机也是一种液冷式内燃发动机。

液体冷却装置的成型要求装备有至少一个冷却套的至少一个汽缸盖和/或者汽缸体，也就是说需要设置将冷却剂引导通过汽缸盖或者汽缸体的冷却剂管，这带来了复杂的结构。这里，作为设置冷却剂管的结果，机械和热能高度负载的汽缸盖或者汽缸体首先在它的强度上变弱。其次，热量不需要首先被引到表面被散掉，像空气冷却装置中的情况一样。热量被散到已经在汽缸盖或者汽缸体内部的冷却剂中，冷却剂通常是带有添加剂的水。这里，冷却剂被安装在冷却回路并且通常被牵引机械驱动器机械驱动的泵输送，这样他循环流动。散到冷却剂中的热量从汽缸盖或者汽缸体的内部被以这种方式排出，并且所述热量在热交换器中被再次提取出来。被提供在冷却回路中的通风容器用于使冷却剂或者回路通风。

内燃发动机的液冷式部件已经被证实是问题，所述液冷式部件通过连接管线被连接至所述内燃发动机的冷却回路，并且所述部件需要在发动机未处于运行状态时，也就是说当冷却泵停用时的运转后冷却；这种部件包括例如用于增压内燃发动机的排气涡轮增压器，或者所述排气涡轮增压器的液冷式轴承箱。这个问题将会在下面的排气涡轮增压器的液冷式轴承箱基础上更详细地介绍。

根据以前的系统，内燃发动机曾经更普遍地被增压，其中所述增压是提高功率的主要方法，在所述方法中为发动机的燃烧过程中所需的空气被压缩。用于汽车工业的所述发动机的经济效益曾经得到提升。

为了增压，排气涡轮增压器通常被使用，其中压缩机和涡轮机被安装在同一根轴上。热的排气流被供给至涡轮机并且在涡轮机中膨胀且释放能量，作为结果，安装在轴承箱中的轴被设置成旋转。通过排气流到所述涡轮机并且最终至所述轴所提供的能量用于驱动所述压缩机，所述压缩机同样被安装在所述轴上。所述压缩机传递和压缩供给至它的充量空气，作为结果，汽缸获得增压。

由于平均压力的增加，增压内燃发动机比传统的自然吸气式发动机被更高地热加载，并且因此还体现在冷却装置需求量的增加上，尤其因为这个原因，增压内燃发动机越来越普遍地被装备液体冷却装置。

像内燃发动机本身一样，所述排气涡轮增压器的涡轮机同样被高度的热加载。因此，涡轮机壳体一般被加工成耐热的，通常为含镍材料，或者为了使用较少的抗热材料被装备为液体冷却装置。后者带来相当大的成本优势。EP1384857A2和德国公开的说明书DE102008011257A1描述了液冷式涡轮机和涡轮机壳体。

增压式内燃发动机的热排气还导致轴承箱的高热负荷并且因此增压器轴承受高热负荷。与之相关的是相应的大量热进入油的引入，所述油被供应至轴承用于润滑。由于所述增压器轴的高速旋转，所以所述轴承通常不是滚动轴承，而是滑动轴承。作为在轴和轴承箱之间相对移动的结果，在所述轴和所述轴承孔之间形成能够承受载荷的液体动力润滑膜。

所述油不能超出最大允许温度，因为粘度会随着温度的增加而降低，并且当超出一定温度时，摩擦属性会受损。太高的油温还加快油的老化，其中所述油的润滑特性也会受损。因为油的改变，这两种现象缩短了服务间隔，并且能够造成轴承的功能性能力的风险，其中甚至不可逆的轴承毁坏和因此的涡轮增压器毁坏也是有可能的。

因为上述原因，涡轮增压器的轴承箱通常装配有液体冷却装置。这里，在所述轴承箱的液体冷却装置和上面提到的所述涡轮壳体的液体冷却装置有区别。然而，这两种液体冷却装置可——如果适当地仅仅间歇式地——被连接到另一个上，也就是说与另一个连通。

对比所述发动机冷却或者所述涡轮壳体冷却，为了可靠地阻止热过载带来的不可逆转的损伤，所述轴承箱的冷却会至少在内燃发动机已经被关闭后的一段时间内继续进行，甚至在车辆已经被关闭时候，也就是说内燃发动机已经被关闭。因此，所述轴承箱是这样一种液冷式部件，所述部件需要在内燃发动机处于没有处于运行状态状态时的运转后冷却。

这基本上通过附加电子运行泵实现，至所述电子运行泵的电力例如通过车载电池被加载，所述泵在所述内燃发动机已经被关闭时借助连接管线输送冷却剂穿过所述轴承箱，并且由此甚至当所述内燃发动机处于没有处于运行状态状态，确保所述轴承箱和轴承的冷却。附加泵的设置无论如何是一个相对昂贵的措施。

还已知无需附加泵的概念。德国专利DE3407521C1描述了这样一种内燃发动机液体冷却装置。这里，一条上升管线被铺设通过所述排气涡轮增压器的轴承箱，所述上升管线的功能作用为连接管线，并且从所述发动机冷却装置的冷却回路穿过所述轴承箱至所述通风容器。当所述内燃发动机被关闭时，所述冷却剂的输送是通过所谓的热虹吸管效应实现，这大体上基于两个机制。

因为所引入的热——甚至当内燃发动机被关闭后继续——从所述被加热的轴承箱进入位于上升管线的冷却剂，所述冷却剂的温度上升，作为结果，所述冷却剂的密度下降并且被所述冷却剂占据的体积增大。所述冷却剂的过热还会导致冷却剂部分蒸发，这样冷却剂进入气相。在这两种情况下，所述冷却剂占据更大的体积，作为结果，最终更多冷却剂在通风容器的方向上被移位，也就是说输送。

然而，使用上升管线并且利用热虹吸管效应所构成的轴承箱冷却装置不能根据需求输送冷却剂到所述轴承箱中，这产生了缺点。

无其他措施，冷却剂将借助所述上升管线被输送穿过所述轴承箱进入所述通风容器，甚至在冷启动后的预热阶段期间，尽管这时候所述轴承箱不需要冷却。不期望的冷却剂输送也抑制期望的内燃发动机的快速预热。因为上述原因，DE3407521C1在轴承箱和通风容器之间的上升管线中提供了一种电磁阀，所述电磁阀仅当内燃发动机停止工作时被打开或者处于打开状态。而且，在内燃发动机的预热阶段，所述轴承箱依靠恒温控制阀和自身的发动机冷却装置分离，其目的是为了在预热期间阻止冷却剂从所述轴承箱被混合进入到内燃发动机的冷却回路并且因此放缓预热。

通过所述通风容器的冷却剂吞吐量应该尽可能低，尤其是在低冷却剂温度下。只要所述冷却剂温度没有超出预设的最低温度，吞吐量应该有利地被完全阻止。首先，脱气过程，也就是说通风过程，需要所述冷却剂在所述通风容器中停留一段时间，因为这个原因，吞吐量应该从根本上被限制。第二，低的冷却剂温度，或者因为低温而较高的冷却剂粘度，有如下效果，所述效果为当所述冷却剂流出所述通风容器时，冷却剂再次充满空气——与真实的目标相反。后者是使用通风容器时通风的基本问题，但是在低的冷却剂温度时尤其显著，然而转向更高温度时，冷却剂的再次充满空气没有发生，或者说所述效果可以被忽略。所述冷却剂吞吐量同样——虽然第二次——对冷却剂充满空气有影响，其中吞吐量的增加会强化这个效果。

发明内容

本发明人在这里已经认识到上面的问题并且提供了一种液冷式内燃发动机，所述发动机至少部分地解决了这些问题。相应地，液冷式内燃发动机包括用于在组件端侧处连接至汽缸体的至少一个汽缸盖；冷却回路，所述冷却回路包括用于输送冷却剂的泵；热交换器，和通风容器；至少一个液冷式组件，所述组件在内燃发动机没有处于运行状态时通过连接管线连接进内燃发动机的冷却回路并且被装配在所述泵和所述通风容器之间而被冷却；和阀，所述阀随着被装配在所述泵和所述通风容器之间的连接管线上的冷却剂压力的变化而自控制，所述阀可在第一工作位置和第二工作位置之间可调节，在所述第一工作位置时，所述连接管线的第一、相对较小的横截面被打开，所述第二工作位置时，所述连接管线的第二、相对较大的横截面被打开，所述阀控制冷却剂的吞吐量，其中当所述内燃发动机没有处于运行状态并且冷却剂压力降低时，所述阀处于第二工作位置以便提供增大的流动横截面。

用这种方法，这样的液冷式内燃发动机是被最佳化的，其中运转后冷却在所述内燃发动机没有处于运行状态时需要冷却的至少一个液冷式组件。

根据本公开，穿过至少一个液冷式组件的连接管线的横截面是可变的，并且当内燃发动机在运行时减小，因为，在冷却剂泵打开时由于高冷却剂压力，通过与压力有关的方式进行调节的所述阀位于第一工作位置并且仅仅打开相对较小的连接管线横截面管线。不管怎样，借助冷却剂高压时相对小的横截面，所述组件的足够冷却被确保。

作为从第二工作位置进入第一工作位置转变的结果，当所述内燃发动机在运行时，所述阀减少冷却剂经由连接管线减少冷却剂传送管线。冷却剂减少输送尤其在冷却剂于通风容器中再次充满空气的问题上有优势。

当所述内燃发动机被关闭，由于降低的冷却剂压力，所述阀从第一工作位置转到第二工作位置，其中相对较大的连接管线横截面被打开。作为横截面增大的结果，连接管线中的流动阻力减小。用这种方式，依次，当所述内燃发动机被关闭时，通过热虹吸效应产生的冷却剂输送被辅助和在所述内燃发动机没有运行也就是说关闭时，足够的继续转动冷却被保证。

根据本公开，作为阀，使用了根据冷却剂压力进行控制的自控阀，改变连接管线的流动横截面并且因此控制穿过至少一个液冷式组件的冷却剂吞吐量，特别是以横截面随着冷却剂压力的增加而减小的方式。因此，在根据本公开的内燃发动机中，通过打开所述阀，不仅在所述内燃发动机运行时所述冷却剂输送被减少，而且在所述内燃发动机停止运行时，所述冷却剂输送和从而得到的冷却被加强，也就是说被增大，由此改进的运转后冷却被实现。这使得冷却剂根据需求供应到至少一个液冷式组件，其中所述冷却剂的输送是基于热虹吸效应。

本说明书以上的优点和其它优点，和特征在被单独或者关联附图考虑时，将从以下的具体实施方式变得明显。

上面所述的发明内容应该被理解为提供了简化形式引入的概念选择，其在具体实施方式中被进一步描述。这不意味着指明所要求保护主题的关键或者本质的特征，其范围被具体实施方式之后的权利要求唯一限定。而且，所要求保护的主旨不被限制为解决任何本公开上面标记的或者任何部分的实施方式。

附图说明

图1在一个示意图中示意性地显示液冷式内燃发动机与冷却剂流动一起的第一实施例。

图2a示意性地显示图1中图示说明的实施例处于第一工作位置的阀。

图2b示意性地显示图1中图示说明的实施例处于第二工作位置的阀在。

图3是根据本公开的实施例用于冷却发动机组件的方法的流程图。

具体实施方式

为了按需给发动机提供冷却剂，甚至在发动机关闭后，压敏阀可以被安装在冷却泵和所述发动机组件之间而被冷却。在泵工作期间，冷却剂可以从所述泵流至所述阀和所述组件。然后，在所述发动机被关闭后并且所述泵停止运行后，冷却剂因为热虹吸效应可以继续流动。所述阀可以移动到如下位置，所述位置为在低的冷却剂压力下工作期间具有增大的横截面，以便为所述发动机组件提供足量的冷却剂。所述阀可以被定位在通风容器的发动机上游冷却回路的连接管线上。

所述阀被安装在所述连接管线上，其中在当本公开的背景中，在所述泵和所述通风容器之间的全部线段被称为连接管线，尤其不管所述管线是否引导穿过部件或者组件，例如汽缸盖，汽缸体或者排气涡轮增压器的轴承箱。

为增压内燃发动机，至少一个排气涡轮增压器被提供，其中压缩机和涡轮机被安装在同一根轴上，这样的内燃发动机实施例是有利的。

例如相对机械增压器，排气涡轮增压器的优点是在增压器和内燃发动机之间没有用于传递功的机械管线。机械增压器从所述内燃发动机获取能量驱动自身，并且因此降低了输出功率并且从而不利地影响了效率，而废气涡轮增压器利用热排气中排气能量。

增压内燃发动机通常装备有增压空气冷却装置，借助增压空气冷却装置，增压的燃烧空气在进入汽缸之前被冷却。用这种方式，被供给的增压空气的密度被进一步增大。用这种方式，冷却同样对压缩和改进燃烧室的充气有贡献，也就是说改进了容积效率。

增压作用是一种在保持扫气容积不变情况下，增加内燃发动机功率的合适方法，或者是一种在保持功率不变情况下，降低扫气容积的合适方法。无论如何，增压导致容积功率输出的增加和功率/重量比提升。因此，对于相同车辆的边界条件，向更高负载移动负载集合是有可能的，同时单位燃油消耗量更低。

所述排气涡轮增压器的结构上遇到问题，其中主要是为了在所有转速范围内获得显著的性能提升。严重的扭矩下降通常在特定的转速不足的时候被观察到。各种措施已经被尝试用于改进增压式内燃发动机的扭矩性能，例如凭借多个增压器——排气涡轮增压器和/或者机械增压器——以并联和/或串联方式被安装在排气排放系统。

如下内燃发动机的实施例是有利的，其中在至少一个排气涡轮增压器是所述至少一个液冷式组件，所述组件在所述内燃发动机没有处于运行状态时需要运转后冷却。

在这一点上，如下内燃发动机实施例是有利的，其中至少一个排气涡轮增压器的轴被可转动地安装在液冷式轴承箱中。然后，所述连接管线穿过所述液冷式轴承箱。

如下内燃发动机实施例也是有利的，其中被整合至所述至少一个汽缸盖中的排气歧管是所述至少一个液冷式组件，所述液冷式组件在所述内燃发动机没有处于运行状态时需要运转后冷却。

在内燃发动机具有至少两个汽缸的情况下，其中每个汽缸具有至少一个排出口用于将排气从汽缸中排出，并且每个排出口通过排气管相连，如下实施例是有利的，特别是其中所述至少两个汽缸的排气管合并以在所述汽缸盖中形成至少一个整体排气管，以便形成至少一个排气歧管。

作为在所述汽缸盖内合并排气管的结果，排气管整体的长度减小，并且排气歧管的管线容积减小。在汽缸盖内合并的排气管线允许密集地布置驱动单元。

在排气涡轮增压情况下，优点可以被获得，因为所述涡轮机可以被安装在紧邻联接的位置，由此主要由排气压力和排气温度决定的热排气中的排气焓，可被最佳地利用，并且涡轮机或者涡轮增压器的快速响应行为可以被保证，。而且，热排气通向不同排气后处理系统的路径是短的，由此，排气没有足够的时间冷却并且排气后处理系统快速地达到各自的运转温度或者起燃温度，尤其在所述内燃发动机的冷启动之后。

上面所述的内容还应用到包括三个和更多汽缸的内燃发动机，其中，至少三个汽缸被配置成这样一种方式，以便形成两个组，每个组中至少有一个汽缸，并且每个汽缸组中汽缸的排气管线在每种情况下合并为整体排气管，以便形成排气歧管。

所述实施例特别适合于双通道涡轮机的使用，所述双通道涡轮具有包含两个入口管的入口区域。如果适当地，在整体排气管中被引导的两个排气流动的合并会发生在涡轮机的下游。

然而，所述汽缸或者排气管的分组还对多个涡轮机或者排气涡轮增压器的使用，提供优点，其中，在每种情况下，整体排气管可以被连接到涡轮机上。

如下内燃发动机实施例是有利的，其中所述阀被整合在至少一个液冷式组件中。在所述实施例中，所述阀随组件中的压力变化而改变。所述阀的部件，例如阀的壳体，可以被通过组件被连接地形成。这带来更多的优点，尤其在紧凑设计和重量减轻上。

在排气涡轮增压器的轴承箱是液冷式的实施例中，有利的是所述阀被整合到液冷式轴承箱中。

如下内燃发动机实施例也是有利的，其中所述阀被整合在所述内燃发动机中。在封装和重量方面获得了优点，如已经连同上面的实施例一起被描述的，因为这些，对相应的描述做出参考。

如下内燃发动机实施例是有利的，其中所述连接管线被形成上升管线。为了利用或者改进热虹吸效应，至少在所述组件的上游将所述连接管线形成为测量学高度持续增大的上升管线是有益的。

如下内燃发动机实施例是有利的，其中连接管线通向所述通风容器，所述通风容器除了液体冷却剂的容积还在充有液体冷却剂的位置包括气体容积。。

在目前情况下，所述连接管线通至在通风容器中冷却剂的表面水平以下，也就是说，穿过所述组件的强烈过热并且可能气相的冷却剂利用热虹吸效应被输送进入位于通风容器中的冷却剂的容积中。然而在冷却剂水平以上的过热冷却剂的引入将导致所述通风容器的内壁直接遭遇高的热载荷并且有可能受损，这就是如果所述过热冷却剂被输送至平面水平以下，与设备中的已经存在的冷却剂直接混合发生的情况，其中生成的所述混合物的温度明显比过热的冷却剂温度低。因此，通过所提出的措施，特别是所述连接管线的结构，这样它通至通风容器中的冷却剂平面水平以下的冷却液体中，设备的热载荷明显减小。

然而，如下实施例可以是有利的，其中所述连接管线通向所述通风容器的气体容积。

如下内燃发动机实施例是有利的，其中所述阀被安装在所述连接管线上的至少一个液冷式组件的上游。

根据本公开所使用的阀被冷却剂压力致动，也就是说被控制。具体地，如果所述连接管线被形成为上升管线并且所述压力在流动方向也就是说在所述通风容器的方向上降低，那么当所述内燃发动机处于运行状态时，所述阀被安装在所述连接管线上的至少一个液冷式组件的上游以增加冷却剂流量是有利的。

在阀被安装在所述组件的下游时，由于下游压力水平低和上游压力水平高的事实，必然有一个较小的冷却剂流量。

然而，如下内燃发动机实施例也可以是有利的，其中所述阀被安装在所述连接管线的至少一个液冷式组件的下游。

如下内燃发动机实施例是有利的，其中所述连接管线通向所述汽缸体。

在安装位置，所述汽缸体通常安装低于发动机舱，也就是说在比所述通风容器低的测量高度处。然后如果所述连接管线在组件上游穿过汽缸体，这尤其在热虹吸管效应的利用和构成连接管线为上升管线方面上是有利的。

然而，如下内燃发动机实施例也是有利的，其中所述连接管线通向所述汽缸盖。

在内燃发动机例如排气涡轮增压器的涡轮机被安装在所述汽缸体的上部的情况中，在装配端侧朝向汽缸盖的那一侧，所述连接管线也可以从所述汽缸盖通到所述涡轮机的轴承箱，无需除去形成所述管线为上升管线。所述涡轮机在所述装配端线以上的设置使得甚至大体积的排气后处理系统能够以紧凑联接方式被安装在涡轮机下游。

如下内燃发动机实施例是有利的，其中所述阀是连续可调的。连续可调阀相应地随着当前存在在连接管线中的冷却剂压力变化而变化，并且连续地改变冷却剂吞吐量。

然而，如下内燃发动机实施例的是有利的，其中所述阀以两级方式被切换。所述实施例中所述阀仅在第一工作位置和第二工作位置之间能够被切换，也就是说可以假设只有两个切换状态。相对于上面的实施例有成本优势。

运行上面所述类型的液冷式内燃发动机的方法可以通过如下运行方法获得，在所述方法中所述阀是根据冷却剂压力自调节，借此冷却剂吞吐量被控制和改变，被所述阀打开的流动横截面随着冷却剂压力的降低在尺寸上增大。

已经关于根据本公开的内燃发动机说明的同样应用在根据本公开的方法中。

依靠根据本公开的方法，当内燃发动机被关闭时运转后冷却被改进。当内燃发动机没有处于运行状态时，需要冷却的被高热度负载的组件的过热，例如完整歧管和/或排气涡轮增压器或者关于它的轴承箱的组件的过热被可靠地阻止。

在所有运行状况中，从所述组件获得最大可能量的热不是液冷式冷却装置的目的和目标。而是根据需要的冷却是期望的。在当前情况下，在所述内燃发动机运行期间，在冷却剂压力高的情况下，通过阀位于第一工作位置使得所述冷却剂流经所述组件被减少或者被限制。当所述内燃发动机被关闭，凭借阀位于第二工作位置，相对大的连接管线横截面被打开，这样在连接管线中的流阻减小，并且因此在冷却剂压力低的情况下冷却剂的输送被加强。

如下运行方法实施例是有利的，其中当所述内燃发动机没有处于运行状态时，所述阀由于冷却剂压力的降低位于第二工作位置用于增大冷却剂流经所述连接管线的吞吐量。

现在转向附图，图1在示意图中示意性地示出伴有冷却剂流动（由箭头指示）的液冷式内燃发动机的第一实施例。在本公开的背景下，表述“内燃发动机”包括柴油发动机，火花点火发动机和混合动力发动机。

为了形成发动机冷却回路2，泵5被安装在发动机缸体1a的上游，借助泵5，泵中冷却剂被输送通过冷却回路2。在这里，所述冷却剂流过发动机缸体1a并且，在发动机缸体1a的下游，经过回流管6返回到泵5中，并且所述冷却回路2因此被关闭。在回流罐6中设置散热器4，所述散热器4作用为热交换器4并且从所述冷却剂获得热量。如果所述冷却剂还没有超出可预订的最小温度，例如，在所述内燃发动机1冷启动后，回流管6依靠恒温控制阀3被阻止并且，替代所述回流管，旁通管6a被打开，所述旁通管绕过热交换器4将冷却剂提供给泵5，这样所述内燃发动机1的预热被加速。通过将冷却剂在泵5上游被引入冷却回路2，冷却回路2，在当前情况下，发动机缸体1a经过连接管线10被连接到通风容器9，冷却剂从通风容器9经过通风管11返回到冷却回路2。

为了增压内燃发动机1，排气涡轮增压器8被提供，所述涡轮增压器包括同轴的压缩机和涡轮机。所述轴被可旋转地安装在液冷式轴承箱8a中。轴承箱8a是需要运转后冷却的液冷式组件。

为了构成运转后冷却装置，轴承箱8a被连接到内燃发动机1的冷却回路2并且被安装在泵5和通风容器9之间。在图1图示说明的实施例中，其中设置轴承箱10a的连接管线10通向发动机缸体1a。阀7是根据冷却剂压力进行控制的自控阀，被安装在轴承箱8a上游的连接管线10中，所述阀作用为控制流动横截面Q和因此的冷却剂吞吐量。

阀7的运行模式将根据图2a和2b做更详细的解释。图2a示意性地显示图1中图示说明的内燃发动机中位于第一工作位置的阀7，而图2b示意性显示位于第二工作位置的相同阀7。

阀7是根据冷却剂压力进行控制的自控阀7，用于打开更大或者更小的连接管线10的流动横截面Q。

阀7包括阀壳体12，其具有用于冷却剂的进口15和出口16，并且控制活塞13被安装在阀壳体12中，这样它可以以平移方式移动。控制活塞13具有截头圆锥形状，这样由冷却剂作用在控制活塞13上的压力形成在移动方向上沿轴线作用的合力。所述合成压力抵消弹簧元件14的弹力，控制活塞13被支持在所述弹簧元件14上。由于截头圆锥控制活塞13在所述两端面之间移动的其侧面有凹槽的事实，控制活塞13打开小的流动横截面Q_small甚至在抵靠所述凹槽时，所述凹槽接收弹簧元件14。当所述内燃发动机处于运行状态时，所述位置特征为阀7的第一工作位置。当所述冷却泵被驱动时，由于冷却剂压力高，阀7被定位在所述第一工作位置。凭借高的冷却剂压力与相对小的横截面Q_small相互作用，轴承箱的充足冷却被确保。

当所述内燃发动机被关闭时，阀7由于冷却剂压力的降低，从第一工作位置（图2a）切换到第二工作位置（图2b），相对大的流动横截面Q_large被打开。作为流动横截面增大的结果，阀7自身的流阻和因此连接管线中的流阻减小，由此在热虹吸效应基础上的冷却剂吞吐量增大。在所述内燃发动机被关闭时，改进的运转后冷却被实现。

图3展示了根据本公开的实施例，在冷却剂回路中引导冷却剂的方法300。方法300可以在发动机冷却回路中被执行，例如图1所示回路2，用于冷却发动机组件，例如涡轮增压器8。在302方框中，方法300包括确定发动机是否运转。确定发动机是否运转可以包括确定发动机速度，点火开关状态，燃料喷射状态，或者其他用于确定发动机是否工作的合适措施（例如，燃烧是否正在发生和发动机是否正在旋转）。如果所述发动机没有运转，方法300返回。

如果发动机正在运转，在304中，冷却剂泵（例如，泵5）运行并且冷却剂在第一压力下被引导经过回路至发动机组件。例如，根据图1的配置，泵5运行（凭借马达转动或者机械联接发动机）并且冷却剂在返回泵5之前（流过通风容器9之后），流过连接管线10经过阀7至涡轮增压器8。因为泵的运行，冷却剂在相对高的压力下流动。因此，如306所示，阀在第一工作位置并伴有第一较高量的限制量。

在308，确定发动机关闭事件是否被检测到。这可以包括开关关闭事件的检测。如果发动机关闭事件没被检测到，方法300进行至310以继续运行泵并且在阀位于第一位置下引导冷却剂通过所述回路。如果发动机关闭事件被检测到，方法300进行至312，在此所述泵被停用。所述泵可因驱动所述泵马达的停用而被停用，或者可能因为发动机的关闭而停用（并且因此所述泵不能再被机械联接至发动机而被驱动）。作为泵停用的结果，在314中，所述冷却剂压力降低至第二，更低的压力。根据先前的解释，没有冷却泵的运行，，冷却剂可以至少最初以低的压力继续流经所述回路。在316中，所述阀移到第二位置。所述第二位置有第二，更小的阻力。换句话说，更低的冷却剂压力导致所述阀从第一位置移向第二位置。所述第二位置具有更大的横截面并且因此对冷却剂流动提供一个更小量的阻力。在318中，冷却剂继续流向所述发动机组件。

因此，上面描述的方法300用于在冷却回路中引导冷却剂以冷却发动机组件，例如涡轮增压器轴承箱。这个发动机组件可能需要在发动机停止运行时需要继续冷却。为了提供继续冷却，位于所述发动机组件上游的的冷却回路中定位的阀可响应发动机停止工作（和因此被禁用的冷却泵驱动流动通过所述冷却回路）导致的冷却剂压力降低而增大其孔口的横截面。由于热虹吸效应，冷却剂可能紧接着发动机关闭而继续流入回路。阀横截面的增加和因此当前流动阻力的减少，确保了足够的冷却剂到达所述发动机组件。

在一个实施例中，方法包括，在发动机运转期间，根据第一限制量限制冷却剂的流动，冷却剂流入冷却回路到达发动机组件；并且在发动机关闭事件之后，根据小于所述第一阻力的第二限制量限制冷却剂流动。

发动机组件可以是合适的组件，所述组件甚至在发动机关闭后被提供冷却剂，例如涡轮增压器涡轮，涡轮增压器轴承箱，等等。当冷却剂压力由于所述冷却泵的运行为高时，为了以第一量限制冷却剂流动，位于冷却回路的阀可在发动机运行期间位于第一位置。然后，当冷却剂压力在所述泵被停用后降低时，为了以第二量限制冷却剂流动，所述阀移到第二位置。所述第二位置比所述第一位置具有更大的横截面，因此对冷却剂的流动提供一个更小的限制。

当方法300通过压敏阀在冷却回路中被执行时，所述压敏阀机械地对应冷却剂压力的变化（如相对图2a和图2b所描述的），在一些实施例中，所述阀在发动机运行期间可以被发动机控制器控制在第一位置，并且然后响应于发动机关闭，所述控制器可以移动所述阀到第二位置。

注意本文包括的示例控制和估计程序可以被使用于各种各样的发动机和/或者车辆系统结构中。本文描述的特定程序可以代表一个或者更多任何数量的过程策略，例如事件驱动，中断驱动，多任务，多线程，等等。因此，所说明的各种动作，运行，和/或者功能按照所说明的顺序、并行或者在某些情况下被省略地执行。同样地，过程顺序对于获得在这里描述的实施例举例的特性和优点不是必要的，仅为易于说明和描述而被提供。根据被使用的具体策略，一个或者更多的所说明的动作，运行和/或者功能可以被重复的执行。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。

应当理解，本文公开的结构和程序在性质上是示例性的，并且这些具体的实施例并不被认为具有限制意义，因为许多种变化是可能的。例如，上述技术可以用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置四缸发动机以及其他发动机类型。本发明的主题包括这里公开各种系统和结构，以及其他特征、功能和/或特性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。

本文的权利要求具体指出认为是新颖的和非显而易见的一些组合及子组合。这些权利要求涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这种权利要求应当理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不需要或也排除两个或更多的这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合及子组合可以通过本权利要求的修改或通过本申请或相关申请中的新的权利要求来主张。这些权利要求无论其范围比原权利范围更宽、更窄、等同或不同，都被认为包括在所发明的主题内。

Claims (20)

1.一种液冷式内燃发动机，包括：

至少一个汽缸盖，所述至少一个汽缸盖被配置为在装配端侧连接至汽缸体；

冷却回路，所述冷却回路包括用于传输冷却剂的泵、热交换器和通风容器；

至少一个液冷式组件，在所述内燃发动机没有处于运行状态时，所述至少一个液冷式组件凭借连接管线被连接至所述内燃发动机的冷却回路中并且被安装在所述泵和所述通风容器之间而被冷却；和

阀，所述阀根据冷却剂压力进行自控制，并被安装在所述泵和所述通风容器之间的所述连接管线中，所述阀能够基于冷却剂压力在第一工作位置和第二工作位置之间调节，在所述第一工作位置时，所述连接管线的第一、相对小的横截面被打开以提供具有第一限制量的冷却剂流动至所述至少一个液冷式组件，在所述第二工作位置时，所述连接管线的第二、相对大的横截面被打开以提供具有第二限制量的冷却剂流动至所述至少一个液冷式组件，所述阀控制冷却剂吞吐量，其中当所述内燃发动机处于运行状态时，所述阀位于所述第一工作位置，且当所述内燃发动机没有处于运行状态并且冷却剂压力降低时，所述阀位于所述第二工作位置以便提供增大的流动横截面。

2.根据权利要求1所述的液冷式内燃发动机，还包括至少一个排气涡轮增压器，所述至少一个排气涡轮增压器包括在同一轴上安装的压缩机和涡轮机。

3.根据权利要求2所述的液冷式内燃发动机，其中在所述内燃发动机没有处于运行状态时被冷却的所述至少一个液冷式组件包括所述至少一个排气涡轮增压器。

4.根据权利要求3所述的液冷式内燃发动机，其中所述至少一个排气涡轮增压器的所述轴可旋转地安装在液冷式轴承箱中。

5.根据权利要求4所述的液冷式内燃发动机，其中所述阀被整合到所述轴承箱中。

6.根据权利要求1所述的液冷式内燃发动机，其中所述阀被整合到所述至少一个液冷式组件中。

7.根据权利要求1所述的液冷式内燃发动机，其中所述阀被整合到所述内燃发动机中。

8.根据权利要求1所述的液冷式内燃发动机，其中在所述内燃发动机没有处于运行状态时被冷却的所述至少一个液冷式组件包括排气歧管，所述排气歧管被整合到所述至少一个汽缸盖中。

9.根据权利要求1所述的液冷式内燃发动机，其中当所述内燃发动机没有处于运行状态时，所述冷却剂通过热虹吸管效应流动至所述至少一个液冷式组件。

10.根据权利要求1所述的液冷式内燃发动机，其中所述连接管线被形成为上升管线，且其中所述阀被安装在所述连接管线中的所述至少一个液冷式组件的上游。

11.根据权利要求1所述的液冷式内燃发动机，其中所述阀被安装在所述连接管线中的所述至少一个液冷式组件的下游。

12.根据权利要求1所述的液冷式内燃发动机，其中所述连接管线通过所述汽缸体。

13.根据权利要求1所述的液冷式内燃发动机，其中所述连接管线通过所述汽缸盖。

14.根据权利要求1所述的液冷式内燃发动机，其中所述阀是连续可调的。

15.根据权利要求1所述的液冷式内燃发动机，其中所述阀被配置为以两级方式被切换。

16.一种液冷式内燃发动机的冷却回路的阀的运行方法，所述阀被安装在冷却泵和通风容器之间的连接管线中并且被配置为控制冷却剂流向至少一个液冷式组件，所述至少一个液冷式组件在所述内燃发动机没有处于运行状态时凭借所述连接管线被连接到所述冷却回路中并且被安装在所述冷却泵和所述通风容器之间而被冷却，所述方法包括：

经由在第一工作位置的所述阀使冷却剂流动至所述至少一个液冷式组件；

根据冷却剂压力自动调节所述阀从所述第一工作位置至第二工作位置，由此控制和改变冷却剂吞吐量，并且其中被所述阀打开的流动横截面随着冷却剂压力的降低而在尺寸上增大。

17.根据权利要求16所述的运行方法，其中，当所述内燃发动机没有处于运行状态时，响应于降低的冷却剂压力，自动调节所述阀至第二工作位置以便增大经过所述连接管线的所述冷却剂吞吐量，所述阀未由控制器电控制。

18.一种发动机运行方法，包括：

在发动机运转状况期间，使在冷却回路中的冷却剂流至发动机组件，同时，限制所述冷却剂的流动第一限制量；以及

在发动机关闭事件之后，以第二限制量限制冷却剂的流动，所述第二限制量比所述第一限制量限制较少。

19.根据权利要求18所述的发动机运行方法，其中所述发动机组件包括涡轮增压器的轴承箱，且所述第二限制量是比所述第一限制量更大的开口面积。

20.根据权利要求18所述的发动机运行方法，其中以所述第二限制量限制冷却剂的所述流动包括，响应于在所述发动机关闭之后的冷却剂压力降低，打开位于所述冷却回路中所述发动机组件上游的阀。