CN104769247B - 冷却系统和方法及用于航海船舶的冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供多种冷却系统和方法以及用于航海船舶的冷却系统。在一个例子中，系统包括排气再循环冷却器和发动机。所述系统还包括冷却流体回路，所述排气再循环冷却器和所述发动机可串联地定位在冷却流体回路中，其中所述排气再循环冷却器设置在所述发动机的上游。

Description

冷却系统和方法及用于航海船舶的冷却系统

技术领域

本发明公开的主题的实施例涉及发动机系统的冷却回路及对应的冷却系统及冷却方法。

背景技术

发动机可以利用排气从发动机排气系统到发动机进气系统的再循环，被称为排气再循环(Exhaust Gas Recirculation；简称EGR)的过程，以降低规定的排放。EGR系统可以包括EGR冷却器，以便在排气进入进气系统之前冷却排气。在一些例子中，EGR冷却器和发动机可以并联地联接在冷却流体回路中。然而，在这样的例子中，冷却流体的量可能增大和/或冷却流体的流量可能加倍，原因是例如类似流量的冷却流体传送通过发动机和EGR冷却器。在其它例子中，EGR冷却器可以在冷却回路中定位在发动机的下游。因此，发动机操作温度可能由于冷却器冷却流体流过发动机而降低，由此降低发动机的热效率。此外，冷却回路可以被加压，以将冷却流体保持在其沸点之下。在这种情况下，压力水箱盖的劣化可能导致发动机或EGR冷却器失效。

发明内容

因此，在一个实施例中，示例性的冷却系统包括排气再循环冷却器。所述系统还包括冷却流体回路，排气再循环冷却器和发动机可串联地定位在冷却流体回路中，其中排气再循环冷却器设置在发动机的上游。

所述的冷却系统还包括定位在所述冷却流体回路中的船舶冷却器，所述船舶冷却器联接到舱底系统，所述舱底系统将环境海水泵送通过所述船舶冷却器，以冷却所述冷却流体回路中的冷却流体。

其中，所述船舶冷却器是液体-液体热交换器。

所述的冷却系统还包括泵，所述泵定位在所述冷却流体回路中，并且设置在所述排气再循环冷却器的上游，所述泵可操作地向所述排气再循环冷却器供应加压的冷却流体。

其中，所述泵机械地联接到所述发动机的曲轴，以便与所述曲轴一起旋转。

所述的冷却系统还包括与所述发动机联接的高压排气再循环系统，其中所述排气再循环冷却器联接在所述高压排气再循环系统中。

其中，所述发动机还包括供体气缸，所述供体气缸被构造成用以向所述排气再循环系统供应排气。

其中，所述的冷却系统定位在航海船舶中。

其中，所述的冷却系统还包括恒温器，所述恒温器定位在所述冷却流体回路中，并且设置在所述发动机的下游，所述恒温器可操作地保持发动机出口冷却流体温度。

在又一个实施例中，示例性的冷却方法包括：利用泵加压冷却流体；将由所述泵加压的所述冷却流体引导到排气再循环冷却器以冷却来自发动机的再循环排气；以及通过将离开所述排气再循环冷却器的冷却流体在其返回到所述泵之前引导到所述发动机来冷却所述发动机。

所述的冷却方法还包括：通过将冷却流体从所述发动机引导通过船舶冷却器，然后从所述船舶冷却器引导到所述泵，来冷却所述冷却流体。

其中，所述船舶冷却器定位在航海船舶中。

所述的冷却方法还包括：将海水从外部吸取到所述航海船舶，并且在所述船舶冷却器中冷却所述冷却流体之后将所述海水从所述航海船舶排出。

所述的冷却方法还包括：经由恒温器保持离开所述发动机的冷却流体的温度。

所述的冷却方法还包括：将排气从所述发动机的供体气缸供应到所述排气再循环冷却器。

在再一个实施例中，示例性的用于航海船舶的冷却系统包括发动机、排气再循环系统、泵以及船舶冷却器。所述排气再循环系统具有排气再循环冷却器，所述排气再循环冷却器在冷却流体回路中设置在所述发动机的上游。所述泵可操作地向所述排气再循环冷却器提供高压冷却流体。所述船舶冷却器在所述冷却流体回路中设置在所述泵的上游，并且可操作地经由所述航海船舶的舱底系统来冷却所述冷却流体。

其中，所述舱底系统可操作地将环境海水泵送通过所述船舶冷却器来冷却所述冷却流体。

其中，所述排气再循环系统是供体气缸排气再循环系统。

所述的系统还包括涡轮增压器，并且其中所述排气再循环系统的排气再循环入口在所述发动机的进气通道中定位在所述涡轮增压器的下游。

其中，所述船舶冷却器是液体-液体热交换器，并且所述船舶冷却器被构造成以经由从外部到所述航海船舶的环境海水来冷却所述冷却流体。。

在另一个实施例中，示例性的冷却系统包括贮存器、排气再循环冷却器、发动机以及冷却流体回路。所述贮存器用于保持冷却流体。所述冷却流体回路将所述贮存器、所述排气再循环冷却器和所述发动机相互连接，其中所述冷却流体回路被构造成用以串联地将冷却流体从所述贮存器引导到所述排气再循环冷却器，再到所述发动机，并且返回到所述贮存器。

所述的冷却系统还包括泵，所述泵与所述贮存器和所述冷却流体回路可操作地联接，其中所述泵被构造成对被引导通过所述冷却流体回路的冷却流体进行加压。在这样的例子中，冷却流体在流过发动机之前流过EGR冷却器。这样，冷却流体的温度在其进入发动机时可以比EGR冷却器定位在发动机下游的情况高。因此，发动机温度可以保持在较高的温度下，并且可以保持热效率。此外，因为冷却流体流过EGR冷却器，然后流过发动机，所以与EGR冷却器和发动机并联联接的系统相比，可能需要较少量的冷却流体和/或较低的流量。

在一些例子中，系统可以定位在航海船舶中。在这样的例子中，航海船舶所处的环境海水可以用来提供对冷却流体的冷却。因此，由于海水相对较冷的温度和海水的较大量供应而可能出现冷却流体的冷却增大。

应当理解，上述简要描述是用来以简化形式引入构思的选择，在下文的具体实施方式中对此做进一步描述。其并不是用来确定要求保护的主题的关键特征或实质特征，所述主题的范围由以下详细描述的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题并不受限于用以解决本公开的任何部分中提到的或上述任何缺陷的具体实施。

附图说明

参考附图，通过阅读以下非限制性实施例的说明将会更好地理解本发明，其中：

图1示出了航海船舶中的具有排气再循环系统的发动机的示意图。

图2示出了包括发动机和排气再循环冷却器的冷却流体回路的示意图。

图3示出了用于冷却流体回路的方法的流程图。

具体实施方式

以下的描述涉及用于冷却发动机系统的方法和系统的多个实施例。在一个示例性实施例中，系统包括排气再循环(EGR)冷却器和发动机。所述系统还包括冷却流体回路，EGR冷却器和发动机串联地定位在冷却流体回路中，并且EGR设置在发动机的上游。在这样的实施例中，冷却流体在冷却发动机之前经由EGR冷却器冷却排气。这样，发动机的温度可以保持在较高的温度下，从而提高热效率。在一些实施例中，所述系统还可以包括在冷却流体回路中设置在EGR冷却器上游的泵。在这样的构造中，泵向EGR冷却器提供高压冷却流体，使得冷却流体保持在沸点以下。因此，可以减少对压力水箱盖(pressure cap)的需要，并且可以减少由于压力水箱盖的劣化而导致的系统各部件的劣化。

在一个实施例中，冷却流体回路可以是定位在车辆(vehicle)中的发动机系统的一部分。在一些实施例中，航海船舶可以用来举例说明一种类型的车辆，冷却流体回路可以为所述车辆的发动机系统提供冷却。其它类型的车辆可以包括机车、公路车辆、以及除了机车或其它轨道车辆之外的越野车辆，例如采矿设备。本发明的其它实施例可以用于与静止发动机联接的发动机系统。发动机可以是柴油发动机，或者可以燃烧另外的燃料或者燃料的组合。这样的可选的燃料可以包括汽油、煤油、生物柴油、天然气和乙醇。合适的发动机可以使用压缩点火和/或火花点火。

图1示出了系统的示例性实施例的方块图，所述系统这里示出为航海船舶100，例如船只，被构造成在水体101中进行操作。航海船舶100包括具有发动机104的发动机系统102，例如推进系统。然而，在其它例子中，发动机104可以是例如发电应用中的静止发动机或者轨道车辆推进系统中的发动机。在图1的示例性实施例中，推进器106机械地联接到发动机104，使得其通过发动机104而转动。在其它例子中，发动机系统102可以包括由发动机驱动的发电机，所述发电机继而驱动马达，所述马达转动例如推进器。

发动机104从诸如进气歧管115的进气装置接纳用于燃烧的进气。所述进气装置可以是任何合适的管道或多个管道，气体流动通过这些管道而进入发动机。例如，进气装置可以包括进气歧管115和进气通道114等。进气通道114接纳来自空气过滤器(未示出)的环境空气，所述空气过滤器过滤来自发动机104所处的车辆的外部的空气。发动机104中燃烧产生的排气被供应到排气装置，例如排气通道116。所述排气装置可以是任何合适的管道，气体从发动机流过所述管道。例如，排气装置可以包括排气歧管117和排气通道116等。排气流过排气通道116。

在图1所示的示例性实施例中，发动机104是具有十二个气缸的V-12发动机。在其它例子中，发动机可以是V-6、V-8、V-10、V-16、I-4、I-6、I-8、对置4缸或其它发动机类型。如图所示，发动机104包括：非供体(non-donor)气缸105的子集，所述子集包括专门地将排气供应到非供体气缸排气歧管117的六个气缸；以及供体气缸107的子集，所述子集包括专门地将排气供应到供体气缸排气歧管119的六个气缸。在其它实施例中，发动机可以包括至少一个供体气缸和至少一个非供体气缸。例如，发动机可以具有四个供体气缸和八个非供体气缸，或者三个供体气缸和九个非供体气缸。应当理解，发动机可以具有任何期望数量的供体气缸和非供体气缸，供体气缸的数量通常小于非供体气缸的数量。

如图1所示，非供体气缸105联接到排气通道116，以将排气从发动机引导到大气(在其穿过排气处理系统130和涡轮增压器120之后)。提供发动机排气再循环(EGR)的供体气缸107专门地联接到EGR系统160的EGR通道162，所述EGR通道162将排气从供体气缸107引导到发动机104的进气通道114，而不是引导到大气。通过将冷却的排气引导到发动机104，可获取的用于燃烧的氧气量减少，由此降低了燃烧火焰温度，并且减少了氮氧化物(例如NO_x)的形成。

在图1所示的示例性实施例中，当第二阀170打开时，从供体气缸107流到进气通道114的排气穿过诸如EGR冷却器166的热交换器，以便在排气返回到进气通道之前降低排气的温度(例如冷却)。EGR冷却器166可以是例如空气-液体热交换器。在这样的例子中，设置在进气通道114中(例如在再循环排气进入的EGR入口的上游)的一个或多个增压空气冷却器134可以进行调节，以进一步增加增压空气的冷却，从而增压空气和排气的混合物温度保持在期望温度下。在其它例子中，EGR系统160可以包括EGR冷却器旁通装置。

此外，EGR系统160包括设置在排气通道116和EGR通道162之间的第一阀164。第二阀170可以是由控制器180控制的开/关阀(用于打开或关闭EGR的流动)，或者其可以控制例如可变量的EGR。在一些例子中，第一阀164可以被致动，使得EGR量减小(排气从EGR通道162流到排气通道116)。在其它例子中，第一阀164可以被致动，使得EGR量增大(例如排气从排气通道116流到EGR通道162)。在一些实施例中，EGR系统160可以包括多个EGR阀或其它流动控制元件，以控制EGR量。

如图1所示，发动机系统102还包括EGR混合器172，所述EGR混合器172将再循环排气与增压空气混合，使得排气可以均匀地分布在增压空气和排气混合物中。在图1所示的示例性实施例中，EGR系统160是高压EGR系统，所述高压EGR系统将排气从排气通道116中的涡轮增压器120的涡轮机上游的位置引导到进气通道114中的涡轮增压器120的压缩机下游的位置。在其它实施例中，发动机系统100可以额外地或作为另外一种选择包括低压EGR系统，所述低压EGR系统将排气从排气通道116中的涡轮增压器120的下游引导到进气通道114中的涡轮增压器120上游的位置。应当理解，与低压EGR系统相比，高压EGR系统向进气通道114提供相对较高压力的排气，原因是传送到高压EGR系统中的进气歧管114的排气没有穿过涡轮增压器120的涡轮机121。

在图1的示例性实施例中，涡轮增压器120布置在进气通道114和排气通道116之间。涡轮增压器120增大被吸入到进气通道114中的环境空气的空气压力，以便在燃烧期间提供较大的充气密度，从而增大功率输出和/或发动机操作效率。涡轮增压器120包括沿着进气通道114布置的压缩机122。压缩机122至少部分地由布置在排气通道116中的涡轮机121(例如通过轴123)驱动。虽然在这种情况下示出了单个涡轮增压器，但是所述系统可以包括多个涡轮机和/或压缩机级。在图1所示的例子中，涡轮增压器120设置有排气阀128，所述排气阀128允许排气绕过涡轮增压器120。排气阀128可以打开，例如以将排气流转移离开涡轮机121。这样，在稳态工况期间，可以调节压缩机122的旋转速度，并由此调节由涡轮增压器120提供给发动机104的增压。

发动机系统100还包括联接在排气通道中的排气处理系统130，以便减少规定的排放。如图1所示，排气处理系统130设置在涡轮增压器120的涡轮机121的下游。在其它实施例中，排气处理系统可以额外地或作为另外一种选择设置在涡轮增压器120的上游。排气处理系统130可以包括一个或多个部件。例如，排气处理系统130可以包括柴油颗粒过滤器(DPF)、柴油氧化催化剂(DOC)、选择性的催化还原(SCR)催化剂、三元催化剂、NO_x捕集器和/或多种其它排放控制装置或它们的组合中的一者或多者。

发动机系统100还包括控制器180，所述控制器180被设置和构造成用以控制与发动机系统100相关的各种部件。在一个例子中，控制器180包括计算机控制系统。控制器180还包括非瞬态计算机可读存储介质(未示出)，包括用于能够进行发动机操作的车载监测和控制的代码。控制器180虽然监测发动机系统102的控制和管理，但是可以被构造成用以接收来自多个发动机传感器的信号，如本发明中进一步描述的，以便确定操作参数和操作条件，并且相应地调节各个发动机致动器，以控制发动机系统102的操作。例如，控制器180可以接收来自各种发动机传感器的信号，包括但不限于发动机速度、发动机负荷、增压压力、环境压力、排气温度、排气压力等。相应地，控制器180可以通过向诸如交流发电机、气缸阀、节气门、热交换器、排气阀或其它阀或者流动控制元件等的多种部件发送命令，来控制发动机系统102。

作为另外一个例子，控制器180可以接收来自设置在整个发动机系统中各个位置中的各种温度传感器和压力传感器的信号。在其它例子中，第一阀164和第二阀170可以进行调节，以调节流过EGR冷却器的排气量，从而控制歧管空气温度或者将期望量的排气引导到进气歧管以用于EGR。作为另外一个例子，控制器180可以接收来自冷却流体回路中各个位置处的表明冷却流体的温度和/或压力的温度和/或压力传感器的信号，所述冷却流体回路为例如以下参考图2所述的冷却流体回路216。例如，控制器可以基于发动机出口冷却流体温度控制冷却流体流过恒温器。

航海船舶100还包括舱底系统(bilge system)190，所述舱底系统190至少部分地从航海船舶100的船体中去除水。舱底系统190可以包括泵、通用于使泵运行的马达以及控制系统。例如，控制器180可以与舱底系统190通信。如图1所示，舱底系统190包括第一泵“A”192，其将环境海水从水体101吸取到航海船舶上。环境海水可以具有比围绕航海船舶100的空气的温度低的温度。因此，环境海水可以为冷却流体回路提供增强的冷却，如以下参照图2将要更加详细地描述的。舱底系统还包括泵“B”194，其将水从航海船舶100泵送到水体101中。舱底系统190可以包括过滤系统(未示出)，例如以便在水被泵送到水体101中之前从水中去除污染物。

图2示出了系统200，所述系统200具有发动机202，例如参考以上图1所述的发动机104。如图所示，空气(由图2中的实线表示)在经由进气通道208进入发动机202之前流过增压空气冷却器206，例如中间冷却器。作为一个例子，进气的温度在穿过增压空气冷却器206之后可以为大约43℃。从发动机202排出的某些排气经由排气通道210排出。例如，如上所述，经由排气通道210排出的排气可以来自于发动机202的非供体气缸。例如，排气可以经由排气通道212排出，以用于排气再循环。经由排气通道212排出的排气可以来自于发动机202的供体气缸，如上所述。作为一个例子，从发动机经由供体气缸或非供体气缸排出的排气可以具有大约593℃的温度。

由排气通道212引导的排气在进入发动机202的进气通道208之前流过EGR冷却器214。EGR冷却器214可以是例如气体-液体热交换器，其通过将热传递到冷却流体(例如液态冷却流体)来冷却排气。在穿过EGR冷却器之后，排气的温度可以降低到例如大约110℃。一旦排气进入进气通道208并与冷却的进气混合，增压空气的温度就可以为大约65℃。增压空气的温度例如可以根据EGR量以及由增压空气冷却器206和EGR冷却器214实施的冷却量而改变。

如图2所示，系统200还包括冷却流体回路216。冷却流体回路216将冷却流体(在图2中用虚线表示)引导通过EGR冷却器214和发动机202，以冷却EGR冷却器214和发动机202。流过冷却流体回路216的冷却流体例如可以是发动机油或水或者另外的合适的流体。在图2的示例性实施例中所示的冷却流体回路216中，泵218设置在EGR冷却器214的上游。在这样的构造中，泵218可以在期望的温度下向EGR冷却器214供应冷却流体。作为一个例子，基于冷却流体的沸点以及由于与EGR冷却器214中的排气进行热交换和与发动机202进行热交换而导致的冷却流体的温度增加，可以确定冷却流体的压力。在一个例子中，离开泵218的冷却流体的压力可以为大约262,001Pa(38psi)，流量为大约每分钟1703升(每分钟450加仑)，温度为大约68℃。通过向EGR冷却器214供应被泵218加压的冷却流体，可以减少冷却流体的沸腾。此外，因为冷却流体被泵218加压，所以减少了系统中压力水箱盖的需要，并且可以减少诸如发动机202和EGR冷却器214的各种部件由于压力水箱盖的劣化而导致的劣化。在一些实施例中，泵218可以机械地联接到发动机的曲轴，以便与曲轴一起旋转，使得泵218由所述曲轴驱动。在其它实施例中，泵218可以是电驱动的泵，其例如由发动机系统的交流发电机驱动。

在图2所示的示例性实施例中，冷却流体回路冷却高压EGR系统的EGR冷却器214，所述高压EGR系统为例如以上参考图1所述的高压EGR系统160。在其它实施例中，冷却流体回路可以额外地或作为另外一种选择为低压EGR系统的EGR冷却器提供冷却。

如图所示，冷却流体从泵218流到EGR冷却器214。穿过EGR冷却器214的排气将热传递到冷却流体，使得排气在进入发动机202的进气通道208之前被冷却。在图2所示的示例性实施例中，EGR冷却器214和发动机202串联地定位。因此，在EGR冷却器214中冷却了排气之后，冷却流体离开EGR冷却器214并进入发动机202，在这里冷却流体冷却发动机。因为发动机202设置在EGR冷却器214的下游，所以进入发动机202的冷却流体的温度比进入EGR冷却器214的冷却流体的温度高。作为一个例子，离开EGR冷却器214的冷却流体的温度可以具有大约84℃的温度，所述温度可以根据进入EGR冷却器214之前的冷却流体温度和穿过EGR冷却器214的EGR量等而变化。这样，发动机可以保持处于较高温度下，原因是冷却流体温度较高并且较少发生冷却。因此，可以增大发动机的热效率。

系统200还包括恒温器220，所述恒温器定位在冷却流体回路中，处于发动机的下游。恒温器220可以进行调节，以例如保持冷却流体的发动机出口温度(例如冷却流体在离开发动机时的温度)。在一些例子中，恒温器220可以是电子恒温阀；而在其它例子中，恒温器220可以是机械恒温阀。在一些实施例中，控制系统包括控制器204，例如参考以上图1所述的控制器180，所述控制系统可以根据发动机出口冷却流体温度控制恒温器220的位置。作为一个例子，发动机出口冷却流体温度可以是大约93℃。例如，作为一个例子，恒温器可以进行调节，使得例如在发动机暖机期间没有冷却流体离开发动机(例如冷却流体滞留在发动机中)。作为另外一个例子，恒温器220可以进行调节，以将由发动机202升温的冷却流体在不被船舶冷却器222冷却的引导到EGR冷却器214。在这样的例子中，升温的冷却流体可以与被船舶冷却器222冷却的冷却流体混合，使得进入EGR冷却器214的冷却流体的温度相对较高。这样，当例如存在较少量的排气再循环且EGR冷却器214将较少的热传递到冷却流体时，可以保持发动机202的热效率。作为另一个例子，恒温器220可以进行调节，使得基本上所有的离开发动机202的冷却流体被引导到船舶冷却器222。这样，恒温器222可操作地保持发动机出口冷却出口冷却流体温度。

船舶冷却器222可以是例如液体-液体热交换器。如图2所示，来自发动机202的冷却流体在其被引导到泵218之前穿过热交换器。穿过船舶冷却器222的冷却流体经由与环境海水(例如来自航海船舶所处的水体中的水)进行热交换而被冷却。例如，船舶冷却器可以流体地联接到航海船舶的舱底系统，例如参考以上图1所述的舱底系统190。在这样的构造中，泵A 224可以将环境海水从外部吸取到航海船舶(由图2中的点划线表示)并穿过船舶冷却器222。通过与冷却流体进行热交换而升温的海水离开船舶冷却器222，并且经由例如泵B226而排出航海船舶。环境海水的温度可以低于围绕航海船舶的空气的温度；因此，在冷却流体和海水之间可能出现较多的热交换。此外，冷却流体的冷却更加均匀，原因是船舶冷却器222是液体-液体热交换器，并且液体-液体热交换器提供比液体-空气热交换器高的传热速率。另外，因为存在大量的海水并且海水不需要冷却，所以冷却流体能够保持低温。然而，在其它实施例中，船舶冷却器可以是液体-空气热交换器，例如在机车、越野车辆中，或者在静止实施例中。

因此，由于较低的环境海水温度以及液体-液体热传递，所以与基于空气的冷却系统相比，海水可以为冷却流体提供增强的冷却。因此，可以使用较小的EGR冷却器，由此例如降低冷却系统的尺寸和成本。此外，因为EGR冷却器214与发动机202串联地定位，所以可以减少流过冷却流体回路的冷却流体的量。例如，当EGR冷却器和发动机并联地定位时，需要以类似的冷却流体流将较大量的冷却流体供应到EGR冷却器和发动机。

一个实施例涉及一种方法(例如用于冷却流体回路的方法)。所述方法包括：利用泵加压冷却流体；以及将被泵加压的冷却流体引导到排气再循环冷却器，以便冷却来自发动机的再循环排气。所述方法还包括：通过将离开排气再循环冷却器的冷却流体在其返回到泵之前引导到发动机来冷却发动机。图3的流程图中示出了一种方法(用于冷却流体回路)的另一个实施例的例子。具体地，方法300将冷却流体引导通过定位在航海船舶中的冷却流体回路，例如以上参考图2所述的冷却流体回路216。

在方法的步骤302处，向泵供应冷却流体。冷却流体可以例如是来自船舶冷却器的冷却的冷却流体。在一些例子中，来自船舶冷却器的冷却的冷却流体可以与离开发动机的冷却流体混合，使得冷却流体的温度升高。

在步骤304处，冷却流体经由所述泵进行加压。泵的输出压力可以根据冷却流体的沸点以及冷却流体与EGR冷却器和/或发动机的期望量的热传递而改变。例如，冷却流体可以被加压，使得冷却流体不会超过其沸点。

加压的冷却流体在步骤306处从泵引导到EGR冷却器，以冷却穿过EGR冷却器的排气以用于进行排气再循环。例如，热从排气传递到冷却流体，使得排气被冷却，并且冷却流体升温。在步骤308处，离开EGR冷却器的冷却流体被引导到发动机以冷却发动机，所述发动机与EGR冷却器串联地定位。例如，热从发动机的各部件传递到冷却流体，使得冷却流体的温度升高，而发动机被冷却。

在步骤310处，确定发动机出口冷却流体温度。作为一个例子，冷却流体回路可以包括在发动机冷却流体出口处的温度传感器。作为另外一个例子，冷却流体的温度可以在恒温器处确定。

在步骤312处，确定发动机出口冷却流体温度是否小于第一阈值温度。如果确定冷却流体温度小于第一阈值温度，那么所述方法继续到步骤314，在所述步骤处，关闭恒温器，使得流过发动机的冷却流体减少。另一方面，如果发动机出口冷却流体温度大于第一阈值温度，那么方法移动到步骤316，在所述步骤处，确定温度是否小于第二阈值温度，其中第二阈值温度大于第一阈值温度。

如果确定发动机出口冷却流体温度小于第二阈值温度，那么所述方法继续到步骤318，在所述步骤处，调节恒温器进行使得冷却流体的至少一部分绕过船舶冷却器。这样，即使当EGR量减少而导致从EGR冷却器中的排气到冷却流体的热传递减少时，发动机的温度也可以保持在较高温度下，以例如保持发动机效率。相比之下，如果确定发动机出口冷却流体温度大于第二阈值温度，那么方法移动到步骤320，在所述步骤处，所有冷却流体被引导到船舶冷却器。

因此，通过将EGR冷却器和发动机串联地定位在冷却流体回路中，可以减少流过冷却流体回路的冷却流体的量，原因是冷却流体流过EGR冷却器，然后流过发动机。因为冷却流体在进入发动机之前被EGR冷却器升温，所以在发动机中可能出现较少的热交换，从而产生较高的发动机操作温度和较大的发动机热效率。此外，因为冷却流体在进入EGR冷却器之前被泵加压，所以可以减小冷却流体沸腾的可能性。

另一个实施例涉及一种系统，例如，用于航海船舶或其它车辆的系统。系统包括用于保持冷却流体的贮存器、排气再循环冷却器、发动机和冷却流体回路。(贮存器可以是罐，但是也可以是回流管线或其它管道，也就是贮存器并不是必须保持大量的冷却流体。贮存器大致在图2中用216指示出。)冷却流体回路将贮存器、排气再循环冷却器和发动机相互连接。冷却流体回路被构造成用以串联地将冷却流体从贮存器引导到排气再循环冷却器，再引导到发动机，并且返回到贮存器。例如，在操作中，冷却流体以从上游到下游的顺序行进：通过冷却流体回路的第一管道而从贮存器的出口到排气再循环冷却器的入口；通过排气再循环冷却器；通过冷却流体回路的第二管道而从排气再循环冷却器的出口到发动机的冷却系统(例如冷却夹套)的入口；通过发动机的冷却系统；以及通过冷却流体回路的第三管道而从发动机冷却系统的出口到贮存器的入口。在另一个实施例中，系统还包括泵，所述泵与贮存器和冷却流体回路可操作地联接，泵被构造成用以将被引导通过冷却流体回路的冷却流体加压。

另一个实施例涉及一种系统，例如，用于航海船舶或其它车辆的系统。系统包括泵、排气再循环冷却器、发动机和冷却流体回路。冷却流体回路将泵、排气再循环冷却器和发动机相互连接。冷却流体回路被构造成将被串联的泵加压的冷却流体从泵引导到排气再循环冷却器，再引导到发动机，并且返回到泵(或者返回到用于接纳冷却流体的回流管线或其它贮存器，泵可操作地联接到所述回流管线或其它贮存器)。例如，在操作中，被泵加压的冷却流体以从上游到下游的顺序行进：通过冷却流体回路的第一管道而从泵的出口到排气再循环冷却器的入口；通过排气再循环冷却器；通过冷却流体回路的第二管道而从排气再循环冷却器的出口到发动机的冷却系统(例如冷却夹套)的入口；通过发动机的冷却系统；以及通过冷却流体回路的第三管道而从发动机冷却系统的出口到泵(或贮存器)的入口。

如在此所用的，以单数形式引用的且以词语“一”表示的元件或步骤应当理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确地表明了这样的排除。此外，参考本发明的“一个实施例”并不是解释为排除也结合有记载的特征的另外的实施例的存在。此外，除非明确相反地表明，否则实施例“包括”、“包含”或“具有”带特定特性的元件或多个元件可以包括额外的不具有所述特性的这种元件。术语“包括”和“在……中”用作相应术语“包含”和“其中”的简单语言等同形式。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅仅用作标签，而并不是用来给出其对象的数字要求或特定位置顺序。

书写的说明书利用实例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得相关领域任何普通技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域普通技术人员能够想到的其它例子。如果这样的其它例子具有与权利要求的文字语言不是不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的文字语言差别不太明显的等同结构元件，那么它们将处于权利要求的范围内。

Claims (22)

1.一种用于发动机的冷却系统，其包括：

排气再循环冷却器；以及

冷却流体回路，所述排气再循环冷却器和发动机可串联地定位在所述冷却流体回路中，其中所述排气再循环冷却器设置在所述发动机的上游，进入发动机的所有到发动机的冷却流体来自于所述排气再循环冷却器。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述排气再循环冷却器在所述冷却流体回路中定位成在所述发动机的上游接收进入所述排气再循环冷却器的入口的冷却流体。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括定位在所述冷却流体回路中的船舶冷却器，所述船舶冷却器联接到舱底系统，所述舱底系统将环境海水泵送通过所述船舶冷却器，以冷却所述冷却流体回路中的冷却流体。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述船舶冷却器是液体-液体热交换器。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括泵，所述泵定位在所述冷却流体回路中，并且设置在所述排气再循环冷却器的上游，所述泵可操作地向所述排气再循环冷却器供应加压的冷却流体。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述泵机械地联接到所述发动机的曲轴，以便与所述曲轴一起旋转。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括与所述发动机联接的高压排气再循环系统，其中所述排气再循环冷却器联接在所述高压排气再循环系统中。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述发动机还包括供体气缸，所述供体气缸被构造成用以向所述排气再循环系统供应排气。

9.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统定位在航海船舶中。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括恒温器，所述恒温器定位在所述冷却流体回路中，并且设置在所述发动机的下游，所述恒温器可操作地保持发动机出口冷却流体温度。

11.一种用于发动机的冷却方法，其包括：

利用泵加压冷却流体；

将由所述泵加压的所述冷却流体引导到排气再循环冷却器以冷却来自发动机的再循环排气，所述冷却流体在所述发动机的上游进入所述排气再循环冷却器；以及

通过将离开所述排气再循环冷却器的冷却流体在其返回到所述泵之前引导到所述发动机来冷却所述发动机，进入发动机的所有到发动机的冷却流体来自于所述排气再循环冷却器。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：通过将冷却流体从所述发动机引导通过船舶冷却器，然后从所述船舶冷却器引导到所述泵，来冷却所述冷却流体。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述船舶冷却器定位在航海船舶中。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：将海水从外部吸取到所述航海船舶，并且在所述船舶冷却器中冷却所述冷却流体之后将所述海水从所述航海船舶排出。

15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：经由恒温器保持离开所述发动机的冷却流体的温度。

16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：将排气从所述发动机的供体气缸供应到所述排气再循环冷却器。

17.一种用于航海船舶的冷却系统，其包括：

发动机，所述发动机具有供体气缸和非供体气缸；

排气再循环系统，所述排气再循环系统具有排气再循环冷却器，所述排气再循环冷却器在冷却流体回路中设置在所述发动机的上游，所述排气再循环系统被供应来自所述供体气缸的排气，从所述排气的供应通过第一阀和第二阀进行控制，进入发动机的所有到发动机的冷却流体来自于所述排气再循环冷却器；

泵，所述泵可操作地向所述排气再循环冷却器提供高压冷却流体；以及

船舶冷却器，所述船舶冷却器在所述冷却流体回路中设置在所述泵的上游，并且可操作地经由所述航海船舶的舱底系统来冷却所述冷却流体。

18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述舱底系统可操作地将环境海水泵送通过所述船舶冷却器来冷却所述冷却流体。

19.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，还包括涡轮增压器，并且其中所述排气再循环系统的排气再循环入口在所述发动机的进气通道中定位在所述涡轮增压器的下游。

20.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述船舶冷却器是液体-液体热交换器，并且所述船舶冷却器被构造成以经由从外部到所述航海船舶的环境海水来冷却所述冷却流体。

21.一种用于发动机的冷却系统，其包括：

贮存器，所述贮存器用于保持冷却流体；

排气再循环冷却器；

发动机；以及

冷却流体回路，所述冷却流体回路将所述贮存器、所述排气再循环冷却器和所述发动机相互连接，其中所述冷却流体回路被构造成用以串联地将冷却流体从所述贮存器引导到所述排气再循环冷却器，再到所述发动机，并且返回到所述贮存器，所述发动机被供应的冷却流体来自于所述排气再循环冷却器。

22.根据权利要求21所述的系统，其特征在于，还包括泵，所述泵与所述贮存器和所述冷却流体回路可操作地联接，其中所述泵被构造成对被引导通过所述冷却流体回路的冷却流体进行加压。