CN110617162A - 用于内燃机的冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机(1)、尤其是机动车辆的内燃机的冷却系统(2)，所述冷却系统具有：配属于所述内燃机(1)的用于燃料的至少一个喷射阀(12)；布置在所述喷射阀(12)前面的至少一个高压泵(14)，用于将燃料输送至所述喷射阀(12)；和水喷射装置(23)，其具有布置在所述高压泵(14)前面的配量阀(20)，用于将水配量到在所述燃料中：设置成，使得所述配量阀(20)配属有至少一个压力阻尼器(26)。

Description

用于内燃机的冷却系统
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机、尤其是机动车辆的内燃机的冷却系统，所述冷却系统具有：配属于所述内燃机的用于燃料的至少一个喷射阀；布置在所述喷射阀前面的至少一个高压泵以用于将燃料输送至所述喷射阀；和水喷射装置，该水喷射装置具有布置在所述高压泵前面的配量阀以用于将水配量到所述燃料中。
背景技术
由现有技术已知开头所述类型的冷却系统。对机动车辆的内燃机关于有害物质排放方面的要求持续增加。CO2排放尤其应进一步减少，因此内燃机在其消耗方面日益优化。为此，例如已知借助于涡轮增压器或废气涡轮增压器提高新鲜空气的压缩。然而，在具有高负载的运行点中，这种内燃机在其消耗方面不会在最佳的运行点中运行，因为该运行不仅受到爆震倾向的限制而且受到内燃机的高的废气温度的限制。用于减少爆震倾向的一种措施是调节延迟点火角，由此在所要求的发动机功率相同的情况下增加了燃料消耗。为了降低废气温度，还已知通过增加燃料量来实现混合物的富燃(Anfettung)，这也增加了燃料消耗。
此外已知，为了减少爆震倾向并且为了降低废气温度，将水加入燃烧混合物中。为此已知，将水要么直接喷射到燃烧室中，要么喷射到内燃机的进气管段中。如果将水直接喷射到燃烧室中，则通常在配属于燃烧室的喷射阀上游将水与燃料混合。通常借助于高压泵将燃料输送到内燃机的燃烧室中。为了确保水与燃料的简单混合，将水供应给高压泵，从而通过高压泵实现燃料与水的混合，之后通过喷射阀将该混合物供应给燃烧室。
通过高压泵的转速变化和/或机械或电动操作的压力调节器或压力限制器确保供水的压力调节并因而确保了水量的调节。
发明内容
根据本发明的冷却系统具有：配属于内燃机的用于燃料的至少一个喷射阀；布置在所述喷射阀前面的至少一个高压泵以用于将所述燃料输送至所述喷射阀；和水喷射装置，该水喷射装置具有布置在所述高压泵前面的配量阀以用于将水配量到所述燃料中，其中，所述配量阀配属有至少一个压力阻尼器。
根据本发明的冷却系统具有以下优点：在冷却系统中实现提高的配量精度，并且在水喷射运行期间将恒定的量的水添加到燃料中。根据本发明，这通过以下方式实现：配量阀配属有至少一个压力阻尼器。通过压力阻尼器必要时减小尤其在配量阀下游的水管线中的压力脉冲，从而确保恒定的水流，其中，由此基于更精确的水量配量来确保配量精度。由此，通过冷却系统优化内燃机的冷却，因为改善了供水或冷却的精度并且同时可以避免伴随着潜在的构件损坏和/或增加的磨损的压力峰值。
优选地，压力阻尼器配属于配量阀的出口，使得靠近配量阀的可能存在的压力脉冲被补偿或平衡。替代地，压力阻尼器优选地配属于高压泵的入口。
特别优选地，配量阀配属有压力传感器装置。借助于压力传感器装置能够监测配量阀的运行，并且必要时影响配量阀的驱控，以便尤其使通过配量阀引导的实际水流与为了内燃机的冷却所要求的额定水流相匹配。特别优选地，传感器装置具有布置在配量阀后面的至少一个压力传感器。借助于压力传感器，可以容易且准确地检测从配量阀通向高压泵的水管线中的水压。
此外替代地，压力传感器布置在压力阻尼器下游，使得压力传感器检测水管线中已经通过压力阻尼器平衡的压力，从而之后考虑该压力来驱控配量阀。
此外，优选地设置成，使得压力传感器构造为差压传感器，所述差压传感器与配量阀的入口和出口在流体技术上连接，使得通过该差压传感器能容易且准确地求出经过配量阀的压力下降。尤其地，差压传感器在配量阀上游和压力阻尼器下游与水管线耦合，以便检测差压。根据差压监测配量阀是否有老化现象以及通过配量阀输送的水流是否对应于额定水流。
此外，传感器装置优选具有配属于高压泵的至少一个燃料压力传感器，该燃料压力传感器尤其布置在高压泵前面，以便检测供应给高压泵的燃料的压力。在已知燃料和供应给高压泵的水的压力的情况下，能够优化地配量用于冷却内燃机的水。
优选地，压力阻尼器集成到配量阀中。由此得到传感器装置的紧凑的实施方式。
此外，优选设置成，使得压力阻尼器和压力传感器集成到配量阀中，由此实现传感器装置的特别紧凑的构造，该构造还允许冷却系统的简单的装配。
此外，优选设置成，使得压力阻尼器具有被加载弹簧力的至少一个活塞，该活塞抵抗水压地起作用。由此提供了自动阻尼系统，通过该系统可以平衡高压泵上游的水管线中的水压，从而消除压力峰值并确保均匀的水流。作用在活塞上以使该活塞逆着水压运动的弹簧力优选通过机械弹簧元件或气体弹簧提供。
附图说明
下面应参考附图详细阐明本发明。
为此示出：
图1内燃机的有利的冷却系统的简化示图，
图2冷却系统的另一个实施例的另一个简化示图，和
图3冷却系统的另一个实施例的相应的简化示图。
具体实施方式
图1示出了具有有利的冷却系统2的内燃机1的简化示图。内燃机1具有多个缸3，在所述缸中分别有一个活塞4可纵向移动地受支承并且通过连杆5与曲轴耦合。各个缸3通过缸盖6封闭，入口通道7和出口通道8穿过该缸盖通到相应地通过缸3、缸盖6和活塞4构成的燃烧室9中。入口通道7和出口通道8分别配属有一个能操作的入口阀10或出口阀11。此外，配属于所述缸3中的每个缸的缸盖6分别具有一个喷射阀12，根据本实施例，该喷射阀与用于燃料喷射的高压轨13连接。高压泵14布置在高压轨13前面。高压泵14在抽吸侧通过管线15与在此未详细示出的低压燃料系统连接。低压燃料系统具有低压泵，借助于该低压泵输送、尤其是抽吸来自燃料箱的燃料，并且将其供应给高压泵14。如图1中简化示出的那样，高压泵14在此尤其通过与内燃机1机械式耦合的凸轮驱动装置驱动。
冷却系统2具有自己的箱16，水作为冷却剂保存在该箱中。箱16配属有水泵17，该水泵在抽吸侧通过管线18且可选地通过过滤器19与箱16连接，以便从箱中抽吸水并且供应给一个燃烧室9或多个燃烧室9。为此，水泵17在压力侧与配量阀20连接，该配量阀能通过控制器21操作。配量阀20布置在水管线22中，该水管线从水泵17导向高压泵14。因此，由水泵通过配量阀20供应给高压泵14的来自箱16的水与燃料一起通过相应的喷射阀12喷射到相应的燃烧室9中，从而降低燃烧温度，并且由此减小爆震倾向并且也降低废气温度。因此，箱16、水泵17、配量阀20和高压泵14与喷射阀12一起构成冷却系统2或者说内燃机1的有利的水喷射系统23。
可选地，从配量阀20上游的水管线22导出旁路管线22’，所述旁路管线供应给水喷射阀24，借助于该水喷射阀，能将水喷射到缸3上游、尤其在节流阀25下游的入口通道7中。
根据图1的实施例，压力阻尼器26布置在配量阀20后面，该压力阻尼器在配量阀20和高压泵14之间起作用。压力阻尼器26例如具有可轴向移位的活塞，该活塞能够抵抗弹簧元件的力、尤其抵抗机械弹簧元件或气体弹簧的力移位。通过使活塞22回退，在水管线22中避免压力峰值并确保到高压泵14的均匀的水流。通过压力阻尼器26避免水流中的压力脉冲，所述压力脉冲也会影响燃料输送系统。由此得到以下优点：可以更精确地调节与燃料混合的水量，并且通过消除压力峰值避免潜在的构件损坏和/或增大的磨损。
根据图1的当前实施例，压力阻尼器26构造成集成到配量阀20中，如图1中通过虚线框所示。
图2示出有利的冷却系统2的另一实施例，其中，由图1已知的元件配有相同的附图标记，从而在这方面参考上述说明。下面应主要讨论不同之处。
与前述实施例不同的是，根据另一实施例，配量阀20配属有差压传感器27，该差压传感器在水泵和配量阀20之间(即在配量阀20上游)并且在压力阻尼器26和高压泵14之间(即在配量阀20和压力阻尼器26下游)与水管线22连接，以便检测经由配量阀20和压力阻尼器26下降的压力。在已知压力下降的情况下，通过控制器21修正或适配配量阀20的驱控，以便例如抵抗配量阀20的老化现象。为此，借助于差压传感器27求出受引导经过配量阀20的水量并且将其与应添加到燃料中的额定水量进行比较。根据该比较，增大或减小配量阀20的打开时间或打开宽度，以便使实际水量值匹配于额定水量。优选地，差压传感器27同样集成到配量阀20中。
图3示出有利的冷却系统的另一实施例，其中，在此已知的特征也配有相同的附图标记，并且在此参考上述说明。与图1的实施例不同，现在设置成使得有压力传感器28布置在压力阻尼器26后面。该压力传感器检测在压力阻尼器26和高压泵14之间的水管线22中的水压。借助于压力传感器28，尤其能监测压力阻尼器26的作用，其中，为此尤其监测由压力传感器28检测到的压力变化曲线。
优选地，存在另外的压力传感器29，其布置在配量阀20上游、即尤其布置在水泵17和配量阀20之间。两个压力传感器28、29能够替代差压传感器27地用于检测经由配量阀20的压力降低，并且如上所述那样影响配量阀20的驱控。压力传感器28和29或压力传感器27构成有利的传感器装置以用于求出通过配量阀20输送的水量。
可选地，该另外的压力传感器29在图1的实施例中也存在于水泵17和配量阀20之间、尤其存在于可选的旁路22’上游，以便监测运行期间的水压。根据另一实施例，压力传感器29在这里也构造成集成到配量阀20中。

Claims (10)

1.一种用于内燃机(1)、尤其是机动车辆的内燃机的冷却系统(2)，所述冷却系统具有：配属于所述内燃机(1)的用于燃料的至少一个喷射阀(12)；布置在所述喷射阀(12)前面的至少一个高压泵(14)以用于将所述燃料输送至所述喷射阀(12)；和水喷射装置(23)，该水喷射装置具有布置在所述高压泵(14)前面的配量阀(20)以用于将水配量到所述燃料中，其特征在于，所述配量阀(20)配属有至少一个压力阻尼器(26)。
2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述压力阻尼器(26)配属于所述配量阀(20)的出口。
3.根据前述权利要求中任一项所述的冷却系统，其特征在于，设置有配属于所述配量阀(20)的传感器装置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的冷却系统，其特征在于，所述传感器装置具有布置在所述配量阀后面的至少一个压力传感器(28)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的冷却系统，其特征在于，所述压力传感器(28)布置在所述压力阻尼器(26)下游。
6.根据前述权利要求之一所述的冷却系统，其特征在于，所述压力传感器(27)构造为差压传感器，所述差压传感器与所述配量阀(20)的入口和出口在流体技术上连接。
7.根据前述权利要求中任一项所述的冷却系统，其特征在于，所述高压泵(14)配属有至少一个燃料压力传感器。
8.根据前述权利要求中任一项所述的冷却系统，其特征在于，所述压力阻尼器(26)集成到所述配量阀(20)中。
9.根据前述权利要求中任一项所述的冷却系统，其特征在于，所述压力阻尼器(26)和至少一个压力传感器(27、28、29)集成到所述配量阀(20)中。
10.根据前述权利要求中任一项所述的冷却系统，其特征在于，所述压力阻尼器(26)具有被加载弹簧力的至少一个活塞，该活塞抵抗水压地起作用。
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