CN110185529A - 内燃机和机动车 - Google Patents

Abstract

一种内燃机，包括燃烧式发动机和冷却系统。冷却系统具有至少一个与燃烧式发动机驱动连接的第一冷却剂泵、冷却剂冷却器、电机驱动的第二冷却剂泵、一个或多个热源和用于在冷却系统中分配冷却剂的分配系统。冷却系统设计为，在燃烧式发动机不运行并且因此第一冷却剂泵也不运行时，冷却剂借助第二冷却剂泵在包括热源和冷却剂冷却器的冷却回路中输送。由此能够为集成在冷却回路中的热源实现再冷却，以便在结束燃烧式发动机的先前以相对较高的功率输出进行的运行后，避免热源的过热和存在于热源中的冷却剂的由于还显著地从热源向冷却剂的热量转移产生的过热，方式是借助电动地并且与燃烧式发动机的运行无关地可驱动的冷却剂泵在冷却回路中输送冷却剂。

Description

内燃机和机动车

技术领域

本发明涉及一种内燃机和具有这种内燃机的机动车。

背景技术

用于机动车的内燃机通常具有冷却系统，在该冷却系统中，冷却剂通过一个或多个冷却剂泵被泵送至至少一个冷却回路中并且在此吸收集成在该冷却回路中的热源、尤其燃烧式发动机以及发动机油冷却器、变速箱油冷却器、废弃涡轮增压器的冷却器和/或增压空气冷却器的热能。该热能随后在冷却剂冷却器中以及暂时在加热装置热交换器中被释放至周围空气中，在是加热装置热交换器的情况下被释放至设置用于机动车的内部空间的空气调节的周围空气中。

具有不同设计方式的用于内燃机的冷却系统在专利文献DE 43 08 002 C1、DE100 00 299 A1、DE 100 47 081 A1、DE 10 2010 015 106 A1、DE 10 2014219 252 A1和EP1 947 308 A1中被描述。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，在具有冷却系统的内燃机中始终确保用于集成在该冷却系统中的热源的足够的冷却功率。

所述技术问题按照本发明通过一种内燃机解决，所述内燃机具有燃烧式发动机和冷却系统，所述冷却系统具有

-与所述燃烧式发动机驱动连接的第一冷却剂泵、

-冷却剂冷却器、

-电机驱动的第二冷却剂泵、

-一个或多个热源以及

-用于在冷却系统中分配冷却剂的分配系统，

其中规定，所述冷却系统如此设计，使得在所述燃烧式发动机不运行时，冷却剂借助所述第二冷却剂泵能够在包括热源和冷却剂冷却器的(第一)冷却回路中被输送。

按照本发明规定一种内燃机，该内燃机包括燃烧式发动机(优选柴油发动机、备选例如汽油发动机)和冷却系统。所述冷却系统具有至少一个与燃烧式发动机驱动连接的第一冷却剂泵、冷却剂冷却器、电机驱动的第二冷却剂泵、一个或多个热源以及用于在冷却系统中分配冷却剂的分配系统。此外，所述冷却系统这样设计，使得在燃烧式发动机不运行并且因此在第一冷却剂泵也不运行时，冷却剂借助第二冷却剂泵在包括或集成有热源和冷却剂冷却器的(第一)冷却回路中可输送或被输送。在此优选地，可输送/被输送经过热源的所有冷却剂也经过冷却剂冷却器可输送/被输送。

通过内燃机的按照本发明的设计方式能够实现用于集成在(第一)冷却回路中的热源的再冷却，以便尤其在结束燃烧式发动机的先前以相对较高的功率输出运行后，避免热源的过热和尤其存在于热源中的冷却剂由于还显著地从热源向冷却剂的热传导产生过热，方式是，借助电动地并且因此与燃烧式发动机的运行无关地可驱动的冷却剂泵在(第一)冷却回路中输送冷却剂。在此，因为冷却剂导引经过冷却剂冷却器，因此同时也可以实现冷却剂充分地向周围空气散热。为了可以改善并且尤其也可以控制从冷却剂向周围空气的热传导，可以优选规定，所述冷却剂冷却器配设有优选电机驱动的风机，当冷却剂为了再冷却在第一冷却回路中输送时，该风机按照需要运行。

集成在(第一)冷却回路中的热源可以优选至少是燃烧式发动机和/或废气涡轮增压器，因为尤其对这些部件而言，在结束燃烧式发动机的运行后的再冷却可能是有意义的。为了将燃烧式发动机集成在(第一)冷却回路或冷却系统中，该燃烧式发动机具有一个或多个能被冷却系统的冷却剂通流的冷却剂通道。废气涡轮增压器、尤其废气涡轮增压器的轴承座的冷却可以借助废气涡轮增压器冷却器实现，废气涡轮增压器冷却器可以优选同样设计为具有至少一个构造在废气涡轮增压器的壳体内的冷却剂通道的形式。

如果(第一)冷却回路的热源或热源之一是内燃机的燃烧式发动机，则可以另外规定，所述燃烧式发动机包括气缸盖和气缸壳体，所述气缸盖和气缸壳体分别包括作为冷却系统的一部分的冷却剂通道，其中，仅气缸盖集成在第一冷却回路中并且因此气缸壳体不集成在第一冷却回路中，因为在燃烧式发动机的运行中气缸盖可能承受更高的热负荷，从而对气缸盖而言，根据按照本发明的方法、也就是说通过在燃烧式发动机不运行时借助第二冷却剂泵输送冷却剂的再冷却可能是有意义的。

根据按照本发明的内燃机的有利的设计方式可以规定，冷却系统还具有至少一个加热装置热交换器、绕过冷却剂冷却器的冷却器旁路、气缸壳体中和气缸盖中的冷却剂通道以及作为分配系统的部件的分配装置，该分配装置具有执行器。在此，所述分配装置可以设计为，在分配装置的零位置中所述分配装置将来自气缸盖的冷却剂通道的冷却剂流全部导引经过所述加热装置热交换器并且随后经过所述冷却剂冷却器。为了按照本发明的再冷却，在此将分配装置设置在所述分配装置的零位置中。

此外，分配装置还可以设计为，

-在第一位置中所述分配装置将来自气缸盖的冷却剂流全部导引经过所述加热装置热交换器并且随后经过所述冷却器旁路；

-在第二位置中所述分配装置将来自气缸盖的冷却剂流的一部分在绕过所述加热装置热交换器的情况下导引流过所述冷却器旁路；

-在第三位置中所述分配装置相对第二位置补充地(优选完全)释放流过气缸壳体的冷却剂流；并且

-在第四位置中所述分配装置与第三位置不同地将所有到达分配装置的冷却剂导引经过所述冷却剂冷却器。

为设置分配装置的不同位置可以优选规定，该分配装置设计为，在借助控制装置控制优选电动、气动或液压的执行器的情况下能以这些位置的提到的顺序(零至四)沿操作方向设置这些不同的位置。

为此，按照本发明的内燃机可以优选这样设计，所述分配装置具有壳体，所述壳体限定出分配室的边界，其中，

-与所述气缸盖的冷却通道连接的第一进口通入所述分配室，

-与所述气缸壳体的冷却通道连接的第二进口通入所述分配室，并且

-与所述加热装置热交换器连接的第三进口通入所述分配室，

并且其中，在通入所述分配室前从所述第一进口分支出与所述加热装置热交换器连接的分支。此外可以规定，从所述分配室伸出

-与所述冷却剂冷却器连接的第一出口和

-与所述冷却器旁路连接的第二出口。

分配装置的不同的位置可以借助优选唯一的封闭体被设置，所述封闭体借助执行器在分配室内可移动并且优选构造为旋转滑阀，其中，在分配装置的零位置中，所述分配室与第一进口以及第二出口之间的连接被所述封闭体(优选完全)封闭，并且所述分配室与第三进口以及第一出口之间的连接(优选完全)开放。分配装置的与气缸壳体的冷却通道连接的第二进口可以在零位置中完全封闭或者完全或部分开放。如果例如优选为第二进口和第一进口规定，借助分配装置仅能设定两个状态、尤其完全封闭和完全开放，则也可以规定，在分配装置的第二位置中周期性地封闭和开放第二进口，以便实现在时间的平均值上的部分开放。因此，分配装置的零位置可以关于第二进口是动态的。

此外则可以规定，

-在分配装置的第一位置中，所述分配室与第一进口、第二进口以及第一出口之间的连接被所述封闭体(优选完全)封闭，并且所述分配室与第三进口以及第二出口之间的连接(优选完全)开放；

-在分配装置的第二位置中，所述分配室与第二进口以及第一出口之间的连接被所述封闭体(优选完全)封闭，并且所述分配室与第一进口、第三进口以及第二出口之间的连接(优选完全)开放；

-在分配装置的第三位置中，所述分配室与第一出口之间的连接被所述封闭体(优选完全)封闭，并且所述分配室与第一进口、第二进口、第三进口以及第二出口之间的连接(优选完全)开放；并且

-在分配装置的第四位置中，所述分配室与第二出口之间的连接被所述封闭体(优选完全)封闭，并且所述分配室与第一进口、第二进口、第三进口以及第一出口之间的连接(优选完全)开放。

在此，分配装置的进口和出口可以优选设计为构造在壳体内或由壳体构造的进口通道和出口通道。

分配装置的第四位置和零位置可以优选分别是封闭体关于借助执行器沿着或反向于按照数字看的操作方向(零至四)操作的终端位置，从而封闭体不再能够由执行器沿着或反向于该操作方向分别继续被操作或移动，而是为了随后借助分配装置影响冷却剂穿过冷却系统的流动必须反转操作封闭体的方向。

在内燃机冷启动后，优选在暖机阶段的第一阶段并且因此例如当冷却剂的例如可以局部地在气缸盖的冷却通道中或紧邻下游测量的温度低于定义的限值(例如90℃)时，可以设置分配装置的第一位置，所述限值又低于预定的运行温度范围，在该运行温度范围内根据定义实现内燃机的正常热运行。在此，由于分配装置的第一位置可以在(第二)冷却回路中输送冷却剂，(第二)冷却回路至少包括气缸盖、分配装置、加热装置热交换器以及第二冷却剂泵。由于冷却剂随后导引经过冷却器旁路，在这种情况下冷却剂冷却器被绕过。优选可以在第二冷却回路中附加地集成废气再循环冷却器和/或废气涡轮增压器和/或发动机油冷却器，必要时附加地仅集成废气再循环冷却器。

当具有处于第一位置的分配装置的冷却系统运行时，可以有利地利用尤其在气缸盖中并且必要时也在废气涡轮增压器中产生的热能，以便由于加热装置热交换器中的热交换实现包括按照本发明的内燃机的(按照本发明的)机动车内部空间尽可能快的升温，气缸盖和废气涡轮增压器可能是内燃机在冷启动后的升温最快的部件。同时阻止气缸壳体的通流，由此可以为气缸壳体实现尽可能快的升温，因为燃烧式发动机的燃烧室转移至气缸壳体的热能不被穿流气缸壳体的冷却剂通道的冷却剂带走。相反，由于冷却剂静止在气缸壳体中可以实现用于气缸壳体的处于冷却通道与燃烧式发动机的一个或多个燃烧室或气缸之间的那个区段的热绝缘效应。

气缸壳体的冷却通道可以优选配设有恒温阀作为分配系统的除了分配装置以外的附加部件，所述恒温阀在最大程度的关闭状态下允许先导流通过。借助该恒温阀可以实现对气缸壳体的冷却通道穿流的控制或调节，该控制或调节独立于借助分配装置对冷却剂流的控制。同时，借助封闭体对第二进口例如在分配装置的第一位置中的封闭造成对先导流的阻止，从而实际上可以实现在气缸壳体的冷却通道中静止的冷却剂。

所述恒温阀可以配设有优选单独的、也就是说仅为在需要时绕过恒温阀而设的恒温器旁路。尤其如果在冷却剂温度还相对较低(例如＜94℃)时要实现气缸壳体的冷却通道的通流，则恒温器旁路被开放。尤其在燃烧式发动机运行时要求高负荷并且尤其最大负荷同时冷却剂温度还相对较低时是这种情况。为了实现这点可以规定，恒温器旁路在分配装置的附加位置中开放。为此可以优选规定，所述恒温器旁路通入所述分配室，并且在分配装置的附加位置中，所述封闭体将所述分配室与第一进口、第二进口以及第一出口之间的连接封闭并且使所述分配室与恒温器旁路、第三进口以及第二出口之间的连接开放，所述恒温器旁路优选集成在分配装置的壳体内并且为此在优选集成在第二进口中的恒温阀的上游从分配装置的第二进口分支出。在此可以规定，恒温器旁路仅在分配装置的附加位置中开放，至少不在零位置、第一位置和第二位置中开放。

根据按照本发明的内燃机的优选的设计方式可以规定另外的第三冷却回路，在第三冷却回路中至少集成有分配装置、彼此并行连接的冷却剂冷却器以及所属的冷却器旁路、第一冷却剂泵以及并行连接的气缸壳体的冷却通道和气缸盖的冷却通道，第一冷却剂泵优选与驱动转速无关地关于输送功率可调节。此外，第三冷却回路可以优选与连接管路相结合，所述连接管路在第一冷却剂泵的下游并且在气缸壳体和气缸盖的冷却通道的上游从第二冷却回路中分支出并且在(主)冷却剂泵的上游通入第二冷却回路，在该连接管路中集成有发动机油冷却器和/或变速箱油冷却器，必要时仅集成有发动机油冷却器。按照本发明的内燃机的这种设计能够实现，在分配装置的第一位置中，附加地发动机油冷却器和/或变速箱油冷却器也被通流，由此，在该部件/这些部件中产生的热能也可以有利地用于加热机动车的内部空间。在此，冷却剂冷却器以及气缸壳体由于借助所属的旁路或借助气缸盖的冷却通道被绕开而不被通流。在此也可以规定，连接管路如此与第三冷却回路结合，使得在分配装置的第一位置中，第一冷却剂泵的通流必须被阻止或至少被节流，以便确保发动机油冷却器和/或变速箱油冷却器被通流。在这种情况下，发动机油冷却器和/或变速箱油冷却器可以沿着与在分配装置处于至少几个其余的位置、尤其第二、第三和第四位置时的通流相比的相反方向被通流。

为了按需要阻止或至少节制第一冷却剂泵的通流，可以优选规定，第一冷却剂泵能够可调节地可变地被通流，也就是说可以调节，第一冷却剂泵能够以何种程度被冷却剂通流。在此可以尤其规定，在此提供的可调节性与该冷却剂泵是否被驱动无关。

分配装置的第一位置也可以有利地用于实现在燃烧式发动机不运行时机动车内部空间的调温，这可以基于燃烧式发动机的自动启停功能设置或者也可以在手动结束燃烧式发动机的运行后设置。在此，存储在被通流的部件中的、在通流时转移至冷却剂的热能有利地在加热装置热交换器中用于加热待输入机动车内部空间以便对该内部空间调温的环境空气。该再加热运行与暖机阶段的与分配装置的第一位置相符的第一阶段相比的不同之处可以在于，主冷却剂泵至少以相对较少的量被通流，而这点没有为暖机阶段的第一阶段设置。

优选在暖机阶段的第二阶段期间或原则上当冷却剂的测得的温度处于定义的限值(例如90℃)与为内燃机的正常的热运行而设的运行温度范围(例如＞94℃)之间时，可以设置分配装置的第二位置。通过在此与第一位置相比开放与气缸盖的冷却通道连接的第一进口，由此来自气缸盖的冷却剂流的一部分在绕过加热装置热交换器的情况下被导引穿过分配装置，则可以实现气缸盖的相对较大的冷却功率，该冷却功率尤其也与冷却剂的穿过加热装置热交换器最大可能的流量无关。从而能够准确无误地阻止通流气缸盖的冷却剂的局部的热过载。为此也可以规定，在分配装置的第二位置中，燃烧式发动机驱动的第一冷却剂泵的通流开放，并且如此调节第一冷却剂泵的输送功率，从而调节通过气缸盖的冷却剂的足够大的流量，该流量可以尤其大于在分配装置的第一位置中的流量。冷却剂冷却器的通流也未在分配装置的第二位置中设置，因为引入冷却剂中的热能还应当尽可能完全被用于加热冷却剂或加热内燃机的被冷却剂通流的部件中的一些部件并且必要时也用于调节机动车的内部空间和/或废气再循环冷却器的温度。

分配装置的第三位置区别于第二位置之处(优选仅)在于，释放流过气缸壳体的冷却剂流，对此补充地，分配装置的第二进口被开放。这点可能尤其结合按照本发明的内燃机的优选的如下设计方案是有利的，在该设计方案中，气缸壳体的冷却通道附加地配设有恒温阀，所述恒温阀在最大程度关闭的状态下允许(相对较小的)先导流通过。开放分配装置的与气缸壳体的冷却通道连接的第二进口则可以用于实现这样的先导流，该先导流可以计为在冷却系统运行时冷却剂的穿过气缸壳体的冷却通道最大能输送的流量的例如大约5％。这种先导流可能需要用于为恒温阀提供有关冷却剂的平均温度的信息、也就是说用于调节冷却剂的温度，从而恒温阀可以根据到达的冷却剂的温度控制或调节气缸壳体的冷却通道的通流。与此相反，在分配装置的第一和第二位置中，先导流应当被阻止，以便如同描述的那样实现尽可能快地加热气缸壳体，这关于在燃烧式发动机运行时将由燃烧式发动机的传动机构引起的摩擦功率保持较小，并且因此对燃烧式发动机的效率产生有利的影响。

在分配装置的第四位置中，到达分配装置的所有冷却剂经过冷却剂冷却器被输送，以便实现冷却系统的最大的冷却功率。尤其在热运行的内燃机以相对较高的负荷、尤其结合包括内燃机的机动车的相对较低的行驶速度(热)运行时和/或在环境温度相对较高、也就是说冷却剂冷却器的冷却功率相对较低时设置分配装置的第四位置。

在内燃机的在热运行期间的另外的运行状态下，在第四位置中实现的冷却功率可能如此大，从而可能会将冷却剂冷却至低于预定的运行温度范围。为了避免这点，所述分配装置设计为，一个或多个处于第三位置与第四位置之间的中间位置能被设置，在这些中间位置中，与冷却剂冷却器连接的第一出口和与冷却器旁路连接的第二出口以不同的、彼此相反的程度部分开放和部分封闭。由此可以根据需要控制或调节冷却剂冷却器中的冷却剂的再冷却，以便设定气缸盖的冷却通道中或紧邻下游的冷却剂的尽可能恒定的例如大约95℃的温度。

本发明也涉及一种具有按照本发明的内燃机的机动车，所述内燃机尤其设置用于直接或间接提供用于机动车的行驶驱动功率。按照本发明的机动车可以尤其是有轮的并且不是在轨道上行驶的机动车(优选轿车或货车)。

尤其在说明书中的不定冠词(“一个”、“一种”)应当理解为其本身并且不应当理解为量词。因此，相应地借此具体表示的部件应当如此理解，即，这些部件出现至少一次并且可以多次出现。

附图说明

以下根据在附图中描绘的实施例详细阐述按照本发明的内燃机。在附图中：

图1示出按照本发明的内燃机；

图2示意性地示出按照本发明的内燃机的连接框图；

图3示出按照图2的内燃机的分配装置的第一立体视图；

图4示出分配装置的第二立体视图；

图5示出分配装置的第三立体视图和半透视图；

图6示意性地示出在内燃机的暖机阶段时处于第一位置中的分配装置；

图7示意性地示出处于附加位置中的分配装置；

图8示意性地示出处于第二位置中的分配装置；

图9示意性地示出处于第三位置中的分配装置；

图10示意性地示出处于第四位置中的分配装置；

图11示意性地示出处于中间位置中的分配装置；

图12示意性地示出处于零位置中的分配装置；

图13示意性地示出在内燃机不运行时处于第一位置中的分配装置；和

图14以图表示出处于分配装置的各个位置中的分配装置的进口和出口的开启状态。

具体设计方式

图1简化地示出按照本发明的机动车，其具有按照本发明的内燃机10。按照图2，这种内燃机10可以具有燃烧式发动机12，燃烧式发动机12可以尤其设计为按照柴油机原理工作的往复活塞式燃烧式发动机并且包括气缸壳体14以及气缸盖18，在气缸壳体14中构造有多个气缸16。此外，按照图2的内燃机10还具有冷却系统，该冷却系统具有主冷却系统和副冷却系统。

主冷却系统用于冷却燃烧式发动机12、用于润滑燃烧式发动机12的发动机油、配属于燃烧式发动机12的手动或自动变速箱(未示出)的变速箱油、废气涡轮增压器20、尤其废气涡轮增压器20的轴承座或经由低压或高压废气再循环系统的废气再循环管路(未示出)输送回的废气。

为此，主冷却系统包括气缸壳体14的和气缸盖18的冷却通道22、24、发动机油冷却器26、变速箱油冷却器28、用于废气涡轮增压器20的形式为废气涡轮增压器20的壳体内的冷却通道的(废气涡轮增压器-)冷却器、用于废气再循环阀30或者说废气再循环阀30内的冷却通道的冷却器以及废气再循环冷却器32、也就是既被冷却系统的冷却剂通流又被待输送回的废气通流的热交换器。此外，主冷却系统还包括第一冷却剂冷却器34作为冷却系统的主冷却器、第一冷却剂泵36以下称为主冷却剂泵、第二冷却剂泵38以下称为附加冷却剂泵以及加热装置热交换器40。主冷却器34用于将流过该主冷却器34的冷却剂通过将热能向同样流过该主冷却器34的周围空气转移而进行再冷却。加热装置热交换器40用于在需要时对规定用于对(例如按照图1的)包括内燃机10的机动车的内部空间进行空气调节的周围空气进行加热。主冷却系统的主冷却剂泵36直接或间接地(例如通过齿形皮带)由燃烧式发动机12的输出轴(尤其曲轴；未示出)、也就是说机械地驱动。在这种情况下，主冷却剂泵36可以在单位输送功率(也就是分别相对于驱动转速的输送功率)方面可控制或者可调节以及此外还可关闭、也就是说尽管驱动但不产生重要的或者说有影响的输送功率。此外可以规定，在主冷却剂泵36的被驱动和不被驱动的状态下，主冷却剂泵36的通流都被阻止或以可变程度开放。与此相反地，主冷却系统的附加冷却剂泵38可电动驱动。

不同的热交换部件以及冷却剂泵36、38集成在主冷却系统的不同的冷却回路中。主冷却回路包括气缸盖18的和气缸壳体14的冷却通道22、24、相对彼此并行连接的主冷却器34以及绕开主冷却器34的冷却器旁路42以及主冷却剂泵36。气缸盖18的和气缸壳体14的冷却通道22、24在此同样并行地集成在主冷却回路中。借助自动调节的第一恒温阀44(开启温度：例如大约105℃)以及借助将第一恒温阀44容纳在壳体110中的在图2中仅功能性地示出的分配装置46可以主要影响的是，如果气缸盖18的冷却通道24被通流，则气缸壳体14的冷却通道22是否也被冷却剂通流并且以何种程度被通流。为此，气缸盖18的冷却通道24与分配装置46的第一进口48流体导通地连接，并且气缸壳体14的冷却通道22与第二进口50流体导通地连接。借助分配装置46还可以影响的是，主要在主冷却回路中流动的冷却剂是否被输送经过主冷却器34或者所属的冷却器旁路42，并且如果是的话以何种程度被输送。为此，主冷却器34在进口侧与分配装置46的第一出口52连接，并且冷却器旁路42与分配装置46的第二出口54连接。在此，第二出口54以及整个冷却器旁路42位于分配装置46的壳体110内，为此，该壳体110包括在出口侧与主冷却器34连接的附加进口112。分配装置46的内部的冷却剂管路从该附加进口112延伸至设置用于与主冷却剂泵36流体导通地连接的附加出口114，冷却器旁路42也通入该内部的冷却剂管路。提到的进口和出口48、50、52、54通入分配装置46的分配室56。提到的进口和出口48、50、52、54通入分配室56中的通入口可以借助可移动并且具体而言可旋转的封闭体58或者说旋转滑阀按需要开放或封闭，由此主冷却系统的与提到的进口和出口48、50、52、54直接或间接流体导通地连接的各个部件的通流可以按需要调整。在此，分配装置46这样设计，使得第一进口和第二进口50在不同的位置中或者完全封闭或者完全开放，分配装置46或其旋转滑阀58能被调节至这些位置中，同时，除了完全开放和完全封闭以外，可以为出口52、54调节更多或任意数量的具有部分开放/封闭的中间位置。

第一恒温阀44集成在分配装置46的构成第二进口50的进口通道中(参见图3和图6至图13)，其中，在第一恒温阀44的上游分支出恒温器旁路60，该恒温器旁路60同样通入分配室56中并且可以借助旋转滑阀58按需要被封闭或开放。

此外，主冷却系统包括第一支路段，该第一支路段是第一副冷却回路和第二副冷却回路的一部分。第一支路段从与气缸盖18的冷却通道24连接的第一进口48分支出，其中，该分支62还(沿冷却剂通过气缸盖18的冷却通道24的规定的流动方向)布置在第一进口48向分配装置46的分配室56的过渡区域前方，从而已流过气缸盖18的冷却通道24的冷却剂始终可以流入第一支路段。第一支路段在分配装置46的第三进口64处终止，第三进口64同样通入分配室56。在此，该通入口永久地、也就是说与旋转滑阀58的具体位置无关地开放。此外，附加冷却剂泵38集成在第一支路段中。在附加冷却剂泵38的下游，第一支路段分成两条并行延伸的线路，其中，在第一线路中集成有废气再循环冷却器32及其下游的加热装置热交换器40，并且在第二线路中集成有废气涡轮增压器20的冷却通道。第一支路段的两条线路在其向分配装置46的第三进口64的过渡区域前方重新汇合。

此外，主冷却系统包括第三副冷却回路。第二支路段是第三副冷却回路的一部分。在该第二支路段中集成有废气再循环阀30的冷却通道并且在气缸盖18的冷却通道24的出口的邻近处分支出。第二支路段在主冷却剂泵36的上游以及在主冷却器34的下游并且在冷却器旁路42的通入口的上游通入主冷却回路的区段。

第四副冷却回路包括第三支路段，该第三支路段在气缸壳体14与气缸盖18的冷却通道22、24之间的分岔区域分支出并且在主冷却剂泵36的上游以及在主冷却器34和冷却器旁路42的通入口的下游重新通入主冷却回路的区段中。发动机油冷却器26集成在该第三支路段中。

第五副冷却回路包括第四支路段，第四支路段从第三支路段分支出并且集成有第二恒温阀66(开启温度：例如75℃)以及变速箱油冷却器28。第四支路段在主冷却剂泵36的上游以及在主冷却器34的下游和冷却器旁路42的通入口的上游通入主冷却回路的区段。

副冷却系统用于冷却至少借助废气涡轮增压器20的压缩机增压的新鲜气体(增压空气)，该新鲜空气经由内燃机10的(未示出的)新鲜气体线路被输入燃烧式发动机12中。此外，副冷却系统还用于冷却计量阀68，通过计量阀68可以将还原剂引入流过内燃机10的(未示出的)废气线路的废气中，以便通过选择性的催化还原实现减少废气中的有害物质、尤其氮氧化物。并且最后，副冷却系统还用于冷却可电驱动的压缩机的电气的驱动装置70，压缩机设置用于压缩待输入燃烧式发动机12的新鲜气体。在此，该电气的驱动装置70可以配属于废气涡轮增压器20或附加的压缩机(未示出)。为冷却增压空气而设的增压空气冷却器72、为冷却计量阀68而设的冷却通道和为冷却电气的压缩机驱动装置70而设的冷却通道集成在副冷却系统的冷却回路的三条平行的线路中。此外，在该冷却回路的未分成三条线路的区段中集成有可电驱动的冷却剂泵74以及另外的冷却剂冷却器(附加冷却器)76，该附加冷却器76用于对穿流副冷却系统的冷却回路的冷却剂进行再冷却。借助冷却器旁路78可绕开附加冷却器76，其中，穿流副冷却系统的冷却回路的冷却剂向附加冷却器76或者所属的冷却器旁路78的分配通过控制阀80可改变。

在内燃机10的常规运行期间，冷却剂的温度可以在主冷却系统中至少在部分区段明显高于在副冷却系统中的温度，从而主冷却系统也可以被称为高温冷却系统，并且副冷却系统也可以被称为低温冷却系统。

此外，冷却系统包括两个整体构造的补偿容器82、84，补偿容器82、84部分用冷却剂并且部分用空气装满。分别通过从每个补偿容器82、84的容纳冷却剂的(下部)区段分出的连接管路86，补偿容器82、84中的第一补偿容器(82)与主冷却系统的主冷却回路导流地连通，并且第二补偿容器84与副冷却系统的冷却回路导流地连通。此外，通风管路88在中间接入或者止回阀90或者节流阀92的情况下将主冷却系统和副冷却系统的冷却回路与各自所属的补偿容器82、84的容纳空气的(上部)区段连接。

按照图2的冷却系统的主冷却系统可以按照如下方式被运行。

在暖机阶段的第一阶段中、尤其在燃烧式发动机12的冷启动后，如果因此整个冷却系统中的冷却剂具有基本上与环境温度一致的温度，则规定，阻止主冷却剂泵36的通流。在暖机阶段的第一阶段中，仅借助能够以可变的输送功率运行的附加冷却剂泵38产生冷却剂在主冷却系统中的输送。由此，结合分配装置46的按照图6的第一位置94，将冷却剂在第一副冷却回路中输送，在第一位置94中，与气缸盖18的冷却通道24连接的第一进口48、与气缸壳体14的冷却通道22连接的第二进口50、与主冷却器34连接的第一出口52和恒温器旁路60通过旋转滑阀58(完全)封闭，同时，除了永久开放的第三进口64以外，也(完全)开放与冷却器旁路42连接的第二出口54。在此，冷却剂例如以大约10升/分钟的(总)体积流量流过集成在第一支路段中的废气涡轮增压器冷却器20、废气再循环冷却器32和加热装置热交换器40。此外，该冷却剂通流同样是第一副冷却回路的区段的冷却器旁路42，此外，该冷却剂还(沿与内燃机的热运行时的流动方向相反的流动方向；参见图2中的空心箭头)通流具有集成在其中的发动机油冷却器26的第三支路段以及气缸盖18的冷却通道24。气缸壳体14的冷却通道22的通流在此完全被阻止。根据通流第一副冷却回路的冷却剂的温度，在暖机阶段借助第二恒温阀66至少在开始时阻止第四支路段的通流和因此变速箱油冷却器28的通流。由于气缸盖18的同样是第一副冷却回路的区段的冷却通道24的通流，具有集成在其中的废气再循环阀30的冷却通道的第二支路段或者说第三副冷却回路被穿流。

在主冷却系统基于分配装置46的第一位置94运行时可以有利地利用尤其在气缸盖18和废气涡轮增压器20中产生的热能，以便由于加热装置热交换器40中的热交换实现机动车的内部空间的尽可能快的升温以及废气再循环冷却器32的确定的调温。同时阻止气缸壳体14的冷却通道22的通流，由此可以为气缸壳体14实现尽可能快的升温，因为从由气缸16界定的燃烧室转移至气缸壳体14的热能不被通流气缸壳体14的冷却剂通道22的冷却剂导出。

如果尽管冷却剂还温度相对较低但要实现气缸壳体14的冷却通道22的通流，则恒温器旁路60在分配装置的按照图7的附加位置100中被开放，附加位置100除此以外与第一位置94一致。尤其在燃烧式发动机12运行时要求高负荷并且尤其最大负荷同时冷却剂温度还相对较低时是这种情况。

分配装置46的第一位置94也可以有利地用于实现在燃烧式发动机12不运行时机动车的内部空间的调温，这可以基于燃烧式发动机的自动启停功能设置或者也可以在手动结束燃烧式发动机12运行后设置。在此，存储在主冷却系统的另外被通流的部件中的热能有利地在加热装置热交换器40中用于加热用于调节机动车的内部空间的温度的周围空气。该补充加热运行与暖机阶段的第一阶段相比的不同之处在于，主冷却剂泵36至少以相对较少的量被通流(参见图13)，而这点没有在暖机阶段的第一阶段设置。

在暖机阶段的第二阶段期间设置分配装置的按照图8的第二位置96。通过在此与第一位置94相比开放与气缸盖18的冷却通道24连接的第一进口48，由此来自气缸盖18的冷却剂流的一部分在绕开加热装置热交换器40的情况下通过冷却器旁路42被输送，可以实现气缸盖18的重要的冷却功率，从而准确无误地阻止通流气缸盖18的冷却剂的已经有威胁的、局部的热过载。为此也可以规定，在分配装置46的第二位置96中，被燃烧式发动机12驱动的主冷却剂泵的通流开放并且如此调节该主冷却剂泵的输送功率，从而调节通过气缸盖的冷却剂的例如大约50升/分钟的足够的流量。主冷却器34的通流也未在分配装置46的第二位置96中设置，因为引入冷却剂中的热能还不应通过主冷却器34中的冷却剂的再冷却被导出。

在暖机阶段的第三阶段期间设置分配装置46的第三位置98，该第三位置98与第二位置96的不同之处仅在于，分配装置46释放流过气缸壳体14的冷却剂流，对此补充地，分配装置46的第二开口50(完全)开放(参见图9)。由此能够实现流过气缸壳体14的冷却通道22的至少一个先导流，该先导流用于调节第一恒温阀44的温度，以便使第一恒温阀44能够在冷却剂继续升温时自动调节气缸壳体14的冷却通道22的通流。

在内燃机的热运行期间并且因此当冷却剂的温度处于预定的运行温度范围内或至少不低于该运行温度范围时，设置分配装置46的第四位置102，在该第四位置102中，所有到达分配装置46处的冷却剂经过主冷却器34被输送，方式是，与主冷却器34连接的第一出口52完全开放并且与冷却器旁路42连接第二出口54完全封闭(参见图10)。在这种情况下实现主冷却系统的最大冷却功率。尤其在燃烧式发动机12以相对较高的负荷、尤其结合包括内燃机10的机动车的相对较低的行驶速度运行时和/或在环境温度相对较高并且因此主冷却器34的冷却功率相对较低时设置分配装置46的第四位置102。

在内燃机10热运行期间的另外的运行状态下，在第四位置102中实现的冷却功率可能如此大，从而可能将冷却剂冷却至低于预定的运行温度范围。为了避免这点，则将分配装置46调节至按照图11的处于第三位置98与第四位置102之间的多个中间位置104中的一个中间位置中，在这些中间位置104中，与主冷却器34连接的第一出口52和与冷却器旁路42连接的第二出口54以不同的、彼此相反的程度部分开放和部分封闭。由此可以根据需要控制或调节主冷却器34中的冷却剂的再冷却，以便设定气缸盖18的冷却通道24中或紧邻下游的冷却剂的尽可能恒定的例如大约95℃的温度。

此外，分配装置46可以被调节至按照图12的零位置106中，在该零位置106中，来自气缸盖18的冷却剂流全部经过加热装置热交换器40并且随后经过主冷却器34被输送。为此，第一进口48、恒温器旁路60和第二出口54的通入口被旋转滑阀58封闭，同时除了永久开放的第三进口64以外，第一出口52也完全开放。在此，分配装置46的与气缸壳体14的冷却通道22连接的第二进口50可以完全封闭或完全或部分开放。因为关于第二进口50借助分配装置46仅能设定两个状态、即完全封闭和完全打开，因此关于部分开放可以规定，周期性地封闭和开放第二进口50向分配室56的过渡区域。如果燃烧式发动机12在先以相对较高的负荷运行之后不运行时，用于确定部件或冷却系统的热源、尤其废气涡轮增压器20和气缸盖18的再冷却有意义，则设定零位置。为此则借助附加冷却剂泵38将冷却剂在第二副冷却回路中输送，该第二副冷却回路除了第一支路段以外，也包括主冷却回路的包含主冷却器34的支路以及包含气缸盖18的冷却通道24的支路并且此外也包括具有集成在其中的发动机油冷却器26的第三支路段。可选地，通过至少部分开放主冷却剂泵36的通流，主冷却回路的包括主冷却剂泵36的区段也可以在冷却系统的用于再冷却的运行中按照分配装置46的零位置被通流。在冷却系统的这种运行中，冷却剂主要通流气缸盖18和废气涡轮增压器20，它们在燃烧式发动机12的先前的运行中承受高的热负荷，由此，这些热源的余热通过冷却剂被带走并且在同样被通流的主冷却器34中被传递至周围空气中。在这种情况下，配属于主冷却器34的、电驱动的风机116同样可以运行，以便确保通过主冷却器34充分散热。

图14以图表示出随旋转滑阀58的旋转位置(沿水平轴)变化的用于分配装置46的三个进口48、50、64、恒温器旁路60以及两个出口52、54的开启状态和多个位置，分配装置46可以被调节至这些位置中，以便实现对通过主冷却系统的各个部件的冷却剂流的所述影响。在此，在图14最左侧示出的零位置106表示用于旋转滑阀58的可移动性的第一止动端，并且在最右侧示出的第四位置102表示另一止动端。在位置106、102之间可以对旋转滑阀借助所属的执行器108(参见图1至图4)进行调节。

如同已经描述的那样，与第一支路段的下游的端部连接的第三进口64在分配装置46的所有的位置中都完全开放。对此附加地，在零位置106中，与主冷却器34连接的第一出口52完全开放，同时与冷却器旁路42连接的第二出口54、与气缸盖18的冷却通道24连接的第一进口48、与气缸壳体14的冷却通道22通过第一恒温阀44连接的第二进口50以及恒温器旁路60完全封闭。

在位于零位置106与第一位置94之间的附加位置100中，除了永久开放的第三进口64以外，恒温器旁路60以及与冷却器旁路42连接的第二出口54完全开放，同时其余的进口和出口48、50和52完全封闭。

第一位置94区别于附加位置100的地方仅在于，恒温器旁路60(重新)封闭。

第二位置96区别于第一位置94的地方在于，与气缸盖18的冷却通道24连接的第一进口48开放。

与此相比，在第三位置98中，附加地，通过恒温阀44与气缸壳体14的冷却通道22连接的第二进口50开放，并且恒温器旁路60也部分开放。

与第三位置98不同，在第四位置102中，与主冷却器34连接的第一出口52完全开放，并且与冷却器旁路42连接的第二出口54完全封闭。

附图标记列表

10 内燃机

12 燃烧式发动机

14 气缸壳体

16 气缸

18 气缸盖

20 废气涡轮增压器

22 气缸壳体的冷却通道

24 气缸盖的冷却通道

26 发动机油冷却器

28 变速箱油冷却器

30 废气再循环阀

32 废气再循环冷却器

34 主冷却系统的冷却剂冷却器/主冷却器

36 第一冷却剂泵/主冷却系统的主冷却剂泵

38 第二冷却剂泵/主冷却系统的附加冷却剂泵

40 加热装置热交换器

42 主冷却系统的冷却器旁路

44 第一恒温阀

46 分配装置

48 分配装置的第一进口

50 分配装置的第二进口

52 分配装置的第一出口

54 分配装置的第二进口

56 分配装置的分配室

58 封闭体/旋转滑阀

60 恒温器旁路

62 第一支路段的分支

64 分配装置的第三进口

66 第二恒温阀

68 计量阀

70 电气的压缩机驱动装置

72 增压空气冷却器

74 副冷却系统的冷却剂泵

76 副冷却系统的冷却剂冷却器/附加冷却器

78 副冷却系统的冷却器旁路

80 控制阀

82 第一补偿容器

84 第二补偿容器

86 连接管路

88 通风管路

90 止回阀

92 节流阀

94 分配装置的第一位置

96 分配装置的第二位置

98 分配装置的第三位置

100 分配装置的附加位置

102 分配装置的第四位置

104 中间位置

106 零位置

108 执行器

110 分配装置的壳体

112 分配装置的附加进口

114 分配装置的附加出口

116 风机

ZK 气缸盖

TS 恒温阀开启温度

Claims (14)

1.一种内燃机(10)，具有燃烧式发动机(12)和冷却系统，所述冷却系统具有

-与所述燃烧式发动机(12)驱动连接的第一冷却剂泵(36)、

-冷却剂冷却器(34)、

-电机驱动的第二冷却剂泵(38)、

-一个或多个热源以及

-用于在冷却系统中分配冷却剂的分配系统，

其特征在于，所述冷却系统如此设计，使得在所述燃烧式发动机(12)不运行时，冷却剂借助所述第二冷却剂泵(38)能够在包括热源和冷却剂冷却器的(第一)冷却回路中被输送。

2.按照权利要求1所述的内燃机(10)，其特征在于，所述热源至少是燃烧式发动机(12)和/或废气涡轮增压器(20)。

3.按照权利要求1或2所述的内燃机(10)，其特征在于，所述燃烧式发动机(12)包括气缸盖(18)和气缸壳体(14)，所述气缸盖(18)和气缸壳体(14)包括冷却剂通道，这些冷却剂通道分别是所述冷却系统的一部分，其中，仅气缸盖(18)作为燃烧式发动机(12)的部件是所述热源或所述热源中的一个。

4.按照前述权利要求之一所述的内燃机(10)，其特征在于，所述冷却系统还具有

-加热装置热交换器(40)、

-绕过冷却剂冷却器(34)的冷却器旁路(42)、

-在气缸壳体(14)和气缸盖(18)中的冷却剂通道(22、24)以及

-作为分配系统的部件的分配装置(46)，

其中，所述分配装置(46)设计为，

-在零位置(106)中所述分配装置将来自气缸盖(18)的冷却剂通道(24)的冷却剂流全部导引经过所述加热装置热交换器(40)并且随后经过所述冷却剂冷却器(34)；

-在第一位置(94)中所述分配装置将来自气缸盖(18)的冷却剂流全部导引经过所述加热装置热交换器(40)并且随后经过所述冷却器旁路(42)；

-在第二位置(96)中所述分配装置将来自气缸盖(18)的冷却剂流的一部分在绕过所述加热装置热交换器(40)的情况下导引流过所述冷却器旁路(42)；

-在第三位置(98)中所述分配装置相对第二位置(96)补充地释放流过气缸壳体(14)的冷却剂流；并且

-在第四位置(102)中所述分配装置与第三位置(98)不同地将所有到达分配装置(46)的冷却剂导引经过所述冷却剂冷却器(34)。

5.按照权利要求4所述的内燃机(10)，其特征在于，所述气缸壳体(14)的冷却通道(22)配设有恒温阀(44)，所述恒温阀(44)在最大程度的关闭状态下允许先导流通过。

6.按照权利要求5所述的内燃机(10)，其特征在于，所述恒温阀(44)配有恒温器旁路(60)，所述恒温器旁路(60)在分配装置(46)的附加位置(100)中开放。

7.按照权利要求4或从属于权利要求4的权利要求之一所述的内燃机(10)，其特征在于，所述分配装置(46)如此设计，使得能够设置一个或多个处于第三位置(98)与第四位置(102)之间的中间位置(104)。

8.按照前述权利要求之一所述的内燃机(10)，其特征在于，所述(第一)冷却回路附加地包括加热装置热交换器(40)。

9.按照权利要求4或从属于权利要求4的权利要求之一所述的内燃机(10)，其特征在于，设有冷却系统的另外的冷却回路，所述另外的冷却回路集成有

-分配装置(46)、

-并行连接的冷却剂冷却器(34)和冷却器旁路、

-第一冷却剂泵(36)以及

-并行连接的气缸壳体(14)的冷却通道(22)和气缸盖(18)的冷却通道(24)。

10.按照权利要求9所述的内燃机(10)，其特征在于，所述另外的冷却回路与支路段相结合，该支路段在属于另外的冷却回路的冷却剂泵(36)的下游并且在气缸壳体(14)和气缸盖(18)的冷却通道(22、24)的上游从另外的冷却回路中分支出并且在上述冷却剂泵(36)的上游通入所述另外的冷却回路，在所述支路段中集成有发动机油冷却器(26)和/或变速箱油冷却器(28)。

11.按照权利要求9或10所述的内燃机(10)，其特征在于，所述第一冷却剂泵(36)设计为在可流通性方面能够可变地调节。

12.按照权利要求4或从属于权利要求4的权利要求之一所述的内燃机(10)，其特征在于，所述分配装置(46)具有壳体(110)，所述壳体(110)限定出分配室(56)的边界，其中，

-与所述气缸盖(18)的冷却通道(24)连接的第一进口(48)通入所述分配室(56)，

-与所述气缸壳体(14)的冷却通道(22)连接的第二进口(50)通入所述分配室(56)，并且

-与所述加热装置热交换器(40)连接的第三进口(64)通入所述分配室(56)，

其中，在通入所述分配室(56)前从所述第一进口(48)分支出与所述加热装置热交换器(40)连接的分支(62)，并且从所述分配室(56)伸出

-与所述冷却剂冷却器(34)连接的第一出口(52)和

-与所述冷却器旁路(42)连接的第二出口(54)，

并且其中，封闭体(58)借助执行器(108)在所述分配室(56)内能够移动，通过所述封闭体(58)，

-在分配装置(46)的零位置(106)中，所述分配室(56)与第一进口(48)以及第二出口(54)之间的连接被所述封闭体(58)封闭，并且所述分配室(56)与第三进口(64)以及第一出口(52)之间的连接开放；

-在分配装置(46)的第一位置(94)中，所述分配室(56)与第一进口(48)、第二进口(50)以及第一出口(52)之间的连接被所述封闭体(58)封闭，并且所述分配室(56)与第三进口(64)以及第二出口(54)之间的连接开放；

-在分配装置(46)的第二位置(96)中，所述分配室(56)与第二进口(50)以及第一出口(52)之间的连接被所述封闭体(58)封闭，并且所述分配室(56)与第一进口(48)、第三进口(64)以及第二出口(54)之间的连接开放；

-在分配装置(46)的第三位置(98)中，所述分配室(56)与第一出口(52)之间的连接被所述封闭体(58)封闭，并且所述分配室(56)与第一进口(48)、第二进口(50)、第三进口(64)以及第二出口(54)之间的连接开放；并且

-在分配装置(46)的第四位置(102)中，所述分配室(56)与第二出口(54)之间的连接被所述封闭体(58)封闭，并且所述分配室(56)与第一进口(48)、第二进口(50)、第三进口(64)以及第一出口(52)之间的连接开放。

13.按照权利要求6或从属于权利要求6的权利要求之一或按照权利要求12所述的内燃机(10)，其特征在于，所述恒温器旁路(60)通入所述分配室(56)，并且在分配装置(46)的附加位置(100)中，所述封闭体(58)将所述分配室(56)与第一进口(48)、第二进口(50)以及第一出口(52)之间的连接封闭并且使所述分配室(56)与恒温器旁路(60)、第三进口(64)以及第二出口(54)之间的连接开放。

14.按照权利要求12或13所述的内燃机(10)，其特征在于，所述封闭体(58)设计为旋转滑阀。