CN106401727A - 辅助冷却系统 - Google Patents

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Abstract

一种辅助冷却系统，其与发动机冷却通道分开地提供在配备有涡轮增压发动机的车辆中。该辅助冷却系统包括第一管线，该第一管线将散热器与中间冷却器彼此连接，并且电动水泵被安装在该第一管线上。第二管线将该中间冷却器与进气歧管连接。第三管线将该进气歧管与该散热器连接，并且通阀选择性地将在穿过被提供在该第三管线的路径上的涡轮机壳体时被加热的冷却水直接传递至该散热器或者经由发动机缸体或加热器将该冷却水传递至该散热器。从该进气歧管排出的冷却水穿过ETC(电子节气门控制)单元并且因此降低了穿过该ETC单元的进气的温度。

Description

辅助冷却系统
技术领域
本发明涉及一种配备有涡轮增压器的车辆的辅助冷却系统。
背景技术
在该部分中的陈述仅提供与本发明相关的背景信息并且可能不构成现有技术。
近年来，已经进行了各种努力以改善车辆的燃料效率。
作为用于改善燃料效率的各种方法之一，使用了EGR(废气再循环)系统的方法得以使用，该EGR(废气再循环)系统重新利用废气来减小燃料消耗并且因此改善了燃料效率。
在题为“用于发动机废气再循环回路的冷却装置(COOLING DEVICEFOR ENGINE EXHAUST GAS RECIRCULATION CIRCUIT，韩国未审查公开10-2013-0021377(2013-03-05))”的相关技术中提出了一种常规的EGR冷却装置。
该常规技术包括冷却发动机的高温环路以及冷却EGR气体的低温环路，并且利用被分开提供的高温环路和低温环路实现了一种高效的冷却系统。
发明内容
本发明提供了一种辅助冷却系统，该辅助冷却系统可以通过具有分开的冷却结构、(尤其是穿过低温环路)循环冷却水的方法、正时等来改善车辆的燃料效率。
根据本发明的一个实施例，在具有涡轮增压发动机的车辆中提供了一种与发动机冷却通道分开安装的辅助冷却系统。该辅助冷却系统包括将散热器与中间冷却器彼此连接的第一管线，电动水泵被安装在该第一管线上，使得冷却水穿过该第一管线从该散热器朝该中间冷却器流动。第二管线将该中间冷却器与该进气歧管彼此连接并且允许冷却水流动穿其而过。第三管线将该进气歧管与该散热器彼此连接并且允许冷却水流动穿其而过；并且旁通阀选择性地引导将在穿过被提供在该第三管线的路径上的涡轮机壳体时被加热的冷却水传递至该散热器或者经由发动机缸体或加热器将该冷却水传递至该散热器，其中，从该进气歧管排出的冷却水穿过ETC(电子节气门控制)单元并且因此降低了穿过该ETC单元的进气的温度。
第三管线可以将从该进气歧管排出的冷却水供应至EGR(废气再循环)冷却器并且将从该EGR冷却器排出的冷却水供应至该涡轮机壳体。
该第三管线可以将从该进气歧管排出的冷却水供应至压缩机壳体并且将从该压缩机壳体排出的冷却水供应至该涡轮机壳体。
该第三管线可以将从该进气歧管排出的冷却水供应至轴承壳体并且将从该轴承壳体排出的冷却水供应至该涡轮机壳体。
该第三管线可以将从该进气歧管排出的冷却水供应至EGR冷却器，将从该EGR冷却器排出的冷却水供应至压缩机壳体，将从该压缩机壳体排出的冷却水供应至轴承壳体，并且将从该轴承壳体排出的冷却水供应至该涡轮机壳体。
该水泵可以在车辆的点火开启后约15至20秒开始运行并且在车辆的点火关闭后约20至30秒停止运行。该旁通阀可以选择性地将在穿过该涡轮机壳体时被加热的冷却水旁通至该发动机缸体或该加热器。该冷却水可以被旁通至该发动机缸体直到该发动机缸体在该车辆的点火开启后被加热为止，或者经加热的冷却水可以在该加热器运行时被旁通至该加热器，并且当该发动机缸体处于加热状态且该加热器不在运行时，经加热的冷却水可以没有被旁通而直接被传递至该加热器。
进一步的应用领域将从本文提供的说明中变得清楚。应该理解，本说明和具体示例仅旨在用于说明的目的而并非旨在限制本发明的范围。
附图说明
为了可以很好地理解本发明，现将参照附图通过举例的方式给出其各种实施例的描述，在附图中：
图1是示出了根据本发明的一个实施例的辅助冷却系统的构型的视图。
本文中描述的附图仅用于说明的目的而并非旨在以任何方式限制本发明的范围。
具体实施方式
以下说明在本质上仅是示例性的而并非旨在限制本发明、应用或用途。应理解，在整个附图中，对应的附图标记表明类似或对应的部分和特征。
如图1所示，本发明涉及一种辅助冷却系统，该辅助冷却系统与发动机冷却通道分开地安装在具有涡轮增压发动机的车辆中。该辅助冷却系统包括第一管线100，该第一管线将散热器10与中间冷却器20彼此连接，并且电动水泵110被安装在该第一管线上以使冷却水能够流动穿过该第一管线。第二管线200将中间冷却器20与进气歧管30彼此连接并且允许冷却水流动穿其而过。提供了第三管线300，冷却水从进气歧管30排出穿过该第三管线并且穿过ETC(电子节气门控制)单元(未示出)以降低进气的温度，并且提供了旁通阀310，该旁通阀选择性地将已穿过第三管线300和涡轮机壳体70的冷却水直接传递至散热器10或经由发动机缸体1或加热器2将该冷却水传递至散热器10。
在一个实施例中，EGR冷却器40、压缩机壳体50和轴承壳体60等可以被连接至第三管线300上。尽管这些部件在图1中被展示为彼此串联连接，但本发明不受限于这种构型。例如，一个或两个部件可以彼此串联连接。可替代地，这三个部件可以彼此并联连接。
此外，从进气歧管30排出的冷却水被供应至该ETC的热水接套(未示出)以便降低流动穿过该ETC的进气的温度，因此增强了燃料效率。已被用于冷却该ETC的冷却水流动至第三管线300并且随后被供应至EGR冷却器40、压缩机壳体50以及轴承壳体60。
第三管线300被划分为若干部段。在这一个实施例中，第三管线300可以被划分为第一部段，在该第一部段中从进气歧管30排出的冷却水被供应至EGR冷却器40、压缩机壳体50和轴承壳体60。提供了第二部段，在该第二部段中从轴承壳体60排出的冷却水被传递至涡轮机壳体70；并且提供了第三部段，该第三部段将涡轮机壳体70与旁通阀310彼此连接；并且提供了第四部段，该第四部段将旁通阀310与散热器10彼此连接。在此，流动穿过该第一部段的冷却水穿过该ETC。
在常规技术中，发动机冷却水被用于冷却EGR冷却器40、轴承壳体60等。然而，存在的问题在于，冷却效率相对较低，因为发动机冷却水的温度非常高，即95℃或更高。
实际上，在将使用发动机冷却水的常规方法用于冷却这些部件的情况中，已穿过EGR冷却器40的EGR气体温度处于从约105℃至约110℃的范围内，并且轴承壳体60的出口的温度处于从150℃至160℃的范围水平内。因此，限制了EGR冷却器40和轴承壳体60的温度的下降。
鉴于此，在本发明中，已穿过中间冷却器20和进气歧管30的冷却水被直接传递至EGR冷却器40、压缩机壳体50以及轴承壳体60，由此可以提高借助于冷却水的冷却效果。即使已被散热器10冷却过的冷却水穿过中间冷却器20和进气歧管30，其温度也仅处于从45℃至50℃的范围水平内。因此，可以获得令人满意的冷却性能。
已经沿第三管线300穿过EGR冷却器40、压缩机壳体50以及轴承壳体60的冷却水(约100℃)被供应至涡轮机壳体70并且被用于冷却废气。从涡轮机壳体70排出的冷却水被散热器10再冷却并且随后循环至中间冷却器20。
在此，已经穿过涡轮机壳体70的冷却水的温度约150℃，并且其热量可以被再利用。也就是说，可以提供旁通阀310以控制冷却水的运动，使得从涡轮机壳体70排出的冷却水在移动至散热器10之前被供应至发动机缸体1或加热器2并且因此将热量传递至其中。流动穿过第三管线300的冷却水被旁通阀310旁通至旁路供应管并且因此被供应至发动机缸体1或加热器2。已将发动机缸体1或加热器2加热的冷却水穿过旁路排出管返回至旁通阀310并且随后被供应至散热器10。
在一个实施例中，旁通阀310被配置从而使得经加热的冷却水被旁通至该发动机缸体直到发动机缸体1在车辆的点火开启后被加热为止，并且经加热的冷却水在加热器2运行时被旁通至加热器2。
具体地，因为在发动机点火刚刚开启后发动机缸体1处于冷态，其摩擦相对较大。如此，在摩擦大的情况下，其起到阻碍发动机运行的作用，由此降低了燃料效率。因此，如果发动机缸体1在早期阶段迅速加热，则摩擦减小，由此可以改善燃料效率。
然而，在发动机缸体1被加热至预定程度之后，因为发动机自身产生热量，在点火之后经过一段预定时间之后冷却水的作用为冷却发动机缸体1而不是加热发动机缸体1。此外，由于在冷却水穿过发动机缸体1时很多热量被传递至冷却水，散热器10可能无法将冷却水充分地冷却。因此，在一个实施例中，冷却水被供应至发动机缸体1的时间被限制在开启点火后的早期阶段中的几秒至几分钟的范围内。
在一个实施例中，安装在第一管线100上的水泵110作为用于循环冷却水的动力源在点火已经开启后约15至20秒开始运行。此外，水泵110优选地在车辆的点火已经关闭后约20至30秒停止运行。
如果冷却水从点火开始时循环，则废气在穿过涡轮机壳体70时被过量冷却，并且由废气的热量激活的废气催化剂不能被可靠地激活。鉴于此，如果冷却水在涡轮机壳体70已经加热至预定程度之后而不是在点火刚刚开启时开始循环，则可以迅速激活废气催化剂。
此外，在点火刚刚关闭之后，涡轮机叶轮处于比较高的温度状态。如果冷却水的循环在点火关闭后立即停止，则涡轮机叶轮可能会因热量而损坏。为此，水泵110在点火关闭后使冷却水循环约20至30秒，由此防止了涡轮机叶轮因高温热量而损坏。
在一个实施例中，电动泵而不是与发动机相互作用的机械泵被用作水泵110，从而使得该水泵甚至在点火关闭并且发动机停机时也可以使冷却水循环。因为机械泵在发动机停机后立即停止运行，所以机械泵的使用可能不适用于本发明。
如已描述的，根据本发明的辅助冷却系统具有以下效果。
首先，通过冷却EGR气体改善了爆震特性，由此增强了燃料效率。
其次，在开启点火后的早期阶段中被加热的冷却水被供应至发动机缸体以加热该发动机缸体，由此减小了发动机缸体的摩擦。因此，可以进一步改善燃料效率。
第三，甚至在关闭点火后，水泵仍运行一段预定时间以冷却涡轮壳体。由此，可以增长涡轮机壳体的使用寿命。
第四，在开启点火后经过了一段预定时间之后，水泵开始运行。因此，废气热量可以在冷却运行开始之前激活催化剂。
尽管已经披露了本发明的各种不同实施例，本领域技术人员应理解的是，在不脱离如所附权利要求书披露的本发明的范围和精神的情况下的各种修改、增加和替换是可能的。
因此，应理解的是，所披露的实施例仅用于说明性目的而并不限制本发明的界限。旨在由所附权利要求书来限定本发明的界限，并且能够从所附权利要求书的范围和等效概念导出的各种修改、增加和替换落入本发明的界限内。

Claims (6)

1.一种辅助冷却系统，该辅助冷却系统与发动机冷却通道分开地安装在配备有涡轮增压发动机的车辆中，该辅助冷却系统包括：
一条第一管线，其将散热器与中间冷却器彼此连接，电动水泵被安装在该第一管线上，从而使得冷却水穿过该第一管线从该散热器朝该中间冷却器流动；
第二管线，其将该中间冷却器与进气歧管彼此连接并且允许冷却水穿其而过进行流动；
第三管线，其将该进气歧管与该散热器彼此连接并且允许冷却水流动穿其而过；以及
旁通阀，其选择性地引导将在穿过被设置在该第三管线的路径上的涡轮机壳体时被加热的冷却水传递至该散热器，或者经由发动机缸体或加热器将该冷却水传递至该散热器，
其中，从该进气歧管排出的冷却水穿过电子节气门控制单元并且因此降低了穿过该电子节气门控制单元的进气的温度。
2.根据权利要求1所述的辅助冷却系统，其中，该第三管线将从该进气歧管排出的冷却水供应至废气再循环冷却器并且将从该废气再循环冷却器排出的冷却水供应至该涡轮机壳体。
3.根据权利要求1所述的辅助冷却系统，其中，该第三管线将从该进气歧管排出的冷却水供应至压缩机壳体并且将从该压缩机壳体排出的冷却水供应至该涡轮机壳体。
4.根据权利要求1所述的辅助冷却系统，其中，该第三管线将从该进气歧管排出的冷却水供应至轴承壳体并且将从该轴承壳体排出的冷却水供应至该涡轮机壳体。
5.根据权利要求1所述的辅助冷却系统，其中，该第三管线将从该进气歧管排出的冷却水供应至废气再循环冷却器，将从该废气再循环冷却器排出的冷却水供应至压缩机壳体，将从该压缩机壳体排出的冷却水供应至轴承壳体，并且将从该轴承壳体排出的冷却水供应至该涡轮机壳体。
6.根据权利要求1所述的辅助冷却系统，其中，该水泵在该车辆的点火开启后约15至20秒开始运行并且在车辆的点火关闭后约20至30秒停止运行，并且
该旁通阀选择性地将在穿过该涡轮机壳体时被加热的冷却水旁通至该发动机缸体或该加热器，其中，冷却水被旁通至该发动机缸体直到该发动机缸体在该车辆的点火开启后被加热为止，或者经加热的冷却水在该加热器运行时被旁通至该加热器，并且当该发动机缸体处于加热状态且该加热器没有运行时，经加热的冷却水没有被旁通而直接被传递至该加热器。
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