CN111894769A - 发动机系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发动机系统(1)，其包括内燃发动机(2)、具有用于调和新鲜空气的新鲜空气热交换器(23)的进气管路(20)、在压缩机上游和新鲜空气热交换器(23)下游通入进气管路(20)中的排气再循环管路(27)和布置在压缩机下游的增压空气冷却器(11)。为了允许高能效地避免具有排气再循环的增压发动机中的冷凝，根据本发明，提供了增压空气冷却器(11)通过第一连接管路(30)与新鲜空气热交换器(23)连接，并且在低温加热模式(30)中，可以调节至少一个阀(13，33，34)以便打开通过第一连接管路至新鲜空气热交换器(23)的冷却剂流。

Description

发动机系统
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的发动机系统。
背景技术
机动车辆的内燃发动机对效率和污染物排放的要求变得越来越严格。减少污染物排放的一种措施是所谓的排气再循环(EGR)，其中离开发动机的一部分排气流通过EGR管路转移，并与吸入的新鲜空气一起返回发动机。在许多情况下，排气再循环仅在特定条件下进行，例如充分加热的发动机。然而，在某些国家中，将来将规定也用冷发动机进行这种排气再循环，即例如在发动机起动后立即进行。特别是对于低压EGR系统，由于温度低于露点，因此低温可能导致在再循环排气或供应的新鲜空气中可能包含的湿气凝结。在增压发动机的情况下，在压缩机之前或压缩机的区域中可能发生冷凝甚至结冰，从而可能导致损坏。原则上，可以想到通过用于冷却发动机的冷却剂回路加热进气(即新鲜空气和再循环排气的混合物)。但是，冷起动时相应冷却剂的温度处于环境温度范围内，因此无法以这种方式实现有效加热。在现有技术中还实施的另一种可能的解决方案是用电加热元件加热吸入的新鲜空气或新鲜空气与再循环排气的混合物。但是，该解决方案在技术上非常复杂并且效率极低，特别是从能量方面而言。
US 2017/0306898 A1描述了一种具有增压发动机、高压EGR系统和低压EGR系统的发动机系统。进气是通过合并来自低压EGR系统的排气和吸入的新鲜空气而产生。低压EGR冷却器布置在低压EGR系统的管路中。如果环境空气的温度低于露点，则冷却剂从发动机冷却回路提供给低压EGR冷却器，以防止过度冷却的排气流过低压EGR冷却器。这旨在防止进气中发生冷凝。
US 8015822 B2公开了一种用于减小由涡轮机产生的排气流中液体产物形成的可能性的方法。涡轮机具有用于增加包括入口空气和排气流的入口流体的温度的入口分支加热系统，其中入口空气分支加热系统具有至少一个阀和压缩机，该压缩机接收并压缩来自该入口系统的入口流体。在该方法中，入口分支加热系统用于通过冷凝温度来提高入口流体的温度，并调节EGR流量控制装置，以适应排气流的流速。
US 8 960 166 B2公开了一种用于操作增压内燃发动机的冷却回路的方法，其中根据预压缩机管路的壁中的温度来设置对预压缩机管路的热供应。如果发现温度低于露点温度，则可以通过壁中的电加热元件或通过向壁供应冷却剂来实现温度升高。
US 2017/0002773 A1公开了一种增压内燃发动机，其中EGR装置将返回的排气引入到压缩机上游位置处的供应管路中。收集袋布置在压缩机入口的外周界上，并且配置成收集在压缩机上游的入口管路中形成的冷凝水。收集袋在压缩机的上游方向上打开并且形成为环。提供的是当压缩机被充分加热时，收集袋中的冷凝水逐渐蒸发。
US 9 605 587 B2公开了一种具有排气再循环的增压内燃发动机。控制单元确定在增压空气冷却器的区域中是否会发生液体冷凝。如果是，则将来自发动机冷却回路的加热的冷却剂供应到增压空气冷却器，以抑制冷凝。该系统还检查冷却剂温度是否足够高，否则到增压空气冷却器的供应不会发生。在这种情况下，增压空气冷却器可以由电热源加热。
US 2017/0022940 A1描述了一种发动机，其中进气管路具有布置在压缩机下游的增压空气冷却器。EGR管路设置有EGR阀和EGR冷却器。控制单元确定在EGR冷却器中的冷凝水的产生、在新鲜空气和再循环排气合并的混合部分中的冷凝水的产生、以及在增压空气冷却器中的冷凝水的产生。如果在这些部分之一中产生了冷凝水，则控制单元将启动相应的对策。
US 2018/0023457 A1公开了一种用于内燃发动机的冷却系统。几条连接管路将发动机冷却回路连接到增压空气冷却器冷却回路。冷却剂供应管路的一侧连接在机械泵的下游和发动机冷却回路的主冷却器的上游，并且另一侧连接在辅助冷却器的下游和增压空气冷却回路的电动泵的上游。冷却剂排放管路的一侧连接在电动泵的下游和辅助冷却器的上游，而另一侧连接在机械泵的下游并且在主冷却器的上游。增压空气冷却器冷却回路阀布置在流入管路中。
鉴于所指出的现有技术，在具有排气再循环的增压发动机中避免冷凝留有改进的余地。特别地，需要一种结构简单且节能的解决方案。
发明内容
本发明基于以下目的，即允许高能效地避免在具有排气再循环的增压发动机中的冷凝物。
根据本发明，该目的通过具有权利要求1所述的特征的发动机系统来实现，其中从属权利要求涉及本发明的有利实施例。
要指出的是，在以下说明中单独指定的特征和措施可以以任何期望的技术上有意义的方式彼此组合，并且公开了本发明的其他配置。本说明书进一步地特别是结合附图来表征和说明本发明。
本发明提供了一种具有内燃发动机的发动机系统。内燃发动机尤其可以是机动车辆的汽油发动机或柴油发动机。更精确地，内燃发动机可以被描述为增压内燃发动机。术语“发动机系统”在此是指属于内燃发动机或允许或支持其功能的各种部件。
发动机系统具有进气管路，该进气管路具有用于调和新鲜空气的新鲜空气热交换器。此处和下文中的术语“管路”是指被配置为引导或导向流体的至少一个部件，在某些情况下为若干部件。就提及的管路而言，其本身优选地是不分支的，这不排除其他管路可以分支或通向该管路的可能性。每条管路均可包括连接在一起的多个单独产生的部分。管路的横截面可以是恒定的，或者也可以在一些部分上变化。管路可以配置为管道(tube)，使得其长度等于横截面尺寸的倍数，但是它也可以例如包括一种在所有方向上具有可比较的尺寸的腔室。通常，相应管路的壁针对流体密封。进气管路用于从环境中抽吸新鲜空气，并沿内燃发动机的方向引导吸入的新鲜空气或进气。进气管路具有新鲜空气热交换器，该新鲜空气热交换器配置为调和新鲜空气。新鲜空气热交换器被配置为液-气热交换器并且被设计成在其内部引导可与新鲜空气进行热交换的液体冷却剂(例如水-乙二醇混合物)，由此发生新鲜空气的温度变化。通常，认为新鲜空气被加热。就此而言，新鲜空气热交换器也可以被视为加热元件。尤其可以将其布置在空气滤清器上或空气滤清器的区域中。更精确地，新鲜空气热交换器可以与空气滤清器一起至少部分地布置在进气管路内部的空气滤清器壳体中。在某些情况下，这种空气滤清器壳体，也可以部分地描述为气箱，其还用于使吸入的新鲜空气的气流平静。在该实施例中，我们也可以说“具有集成加热芯的空气净化器”(ACIHC)，其中新鲜空气热交换器用作加热元件。
此外，发动机系统的排气再循环管路通向在压缩机上游和新鲜空气热交换器下游的进气管路。因此，排气再循环管路打开的位置在新鲜空气热交换器的下游但在压缩机的上游。此处和下文中的术语“上游”和“下游”是指在发动机系统运行期间，相应管路或部件内部的流体的正常和规定的流动方向。压缩机显然是涡轮增压器的一部分，该涡轮增压器用于在将增压空气供应给内燃发动机之前通过压缩产生增压空气。尽管在本文中我们称为“增压空气”，但以下将显而易见的是，增压空气的组成通常可与吸入的新鲜空气不同。压缩机通常经由公共轴耦接至涡轮，该涡轮本身由来自内燃发动机的排气流驱动。换句话说，涡轮布置在排气管路中，该排气管路可以包括各种另外的元件，例如催化剂。排气再循环管路，在下文中也称为EGR管路，从排气管路分支出来并且返回一部分排气，使得这些排气被供应回到内燃发动机。这由于EGR管路通向压缩机上游的进气管路而实现。因此，增压空气通常由进气形成，进气是吸入的新鲜空气和再循环排气的混合物。然而，进气管路在布置有新鲜空气热交换器的EGR管路的开口的上游引导新鲜空气。显然，再循环排气在进入EGR管路之前或在所述管路内部可能已经被催化处理。通常，设置排气再循环阀(EGR阀)，其影响通过EGR管路的排气流。这种排气再循环阀尤其可以设置在排气再循环管路通向进气管路的点处。
另外，发动机系统具有布置在压缩机下游的增压空气冷却器。增压空气冷却器用于调和，通常是冷却由于压缩机中的压缩而被加热的增压空气。换句话说，在增压空气冷却器内部，增压空气的温度(或温度范围)被设置，由此可以毫无问题地将增压空气供应给内燃发动机。在此，增压空气冷却器是液-气热交换器，其配置成引导液体冷却剂。冷却剂和增压空气之间的间接接触导致后者的冷却。
根据本发明，增压空气冷却器经由第一连接管路连接到新鲜空气热交换器，并且在低温加热模式中，至少一个阀可以被调节以便打开通过第一连接管路到达新鲜空气热交换器的冷却剂流。增压空气冷却器与新鲜空气热交换器之间的连接通过第一连接管路实现，该连接特别地包括第一连接管路既直接连接至增压空气冷却器又直接连接至新鲜空气热交换器的可能性。作为这种直接连接的替代方式，第一连接管路也可以经由中间管路或中间管路部分间接地连接至增压空气冷却器和/或新鲜空气热交换器。然而，根据观点，这种中间管路也可以被认为是第一连接管路的一部分。冷却剂可以通过第一连接管路从增压空气冷却器传输到新鲜空气热交换器。在这种情况下，冷却剂至少主要是液体，这包括在第一连接管路内引导一定量的气态物质的可能性，这些气态物质可能对热传递起比例作用。
在低温加热模式下，至少一个阀是可调节的以便打开通过第一连接管路到达新鲜空气热交换器的冷却剂流。显然，相应冷却回路中的冷却剂流实际上是由至少一个泵产生的，该至少一个泵可以作为机械泵耦接到内燃发动机，或者优选地可以作为电动泵运行，例如，通过车辆电池运行。为了打开冷却剂流，通常在第一连接管路内布置至少一个阀。除了简单地打开和阻塞冷却剂流之外，至少一个阀还可以配置成定量地影响冷却剂流，即冷却剂流可以阶段性或无级地变化。
此处及下文中提到的阀可由控制单元控制。相应的控制单元配置成致动所述阀中的至少一个。上述至少一个泵也可以通过控制单元来致动。控制单元被配置成致动至少一个阀，以打开上述冷却剂流。该控制单元可以集成在至少一个阀中，或者它可以是外部控制单元，该外部控制单元通过合适的控制线路连接到至少一个阀。在某些情况下，控制单元可以包括多个相互隔开的部件。控制单元可以至少部分地由软件实现。此外，控制单元可以部分地由实现其他功能以及控制至少一个阀的装置来实现。
在低温加热模式下，流过增压空气冷却器的冷却剂被引导至新鲜空气热交换器。如已经描述的，增压空气在压缩机中被加热并且通常在增压空气冷却器中被冷却。例如，当在较低的外部温度和冷起动时内燃发动机仍然具有相对较低的温度时，这也适用。进入增压空气冷却器时增压空气的温度至少在一定程度上与增压空气冷却器无关。因此，增压空气在一定程度上构成了直接可用的热源，根据本发明，该热源用于将热量传递给新鲜空气热交换器。这是通过流过第一连接管路的冷却剂进行的。特别是在较低的环境温度下，在到达新鲜空气热交换器时，增压空气仍然具有比新鲜空气(即，吸入的环境空气)高得多的温度。因此，通过与新鲜空气热交换器接触而对其进行加热。当吸入的新鲜空气在下游与来自排气再循环管路的排气组合时，至少具有很大的可能性使得所得气体混合物(即进气)的温度高于水的露点。因此，不会发生湿气凝结或结冰的现象，否则会损坏下游的压缩机。
根据本发明的用于避免这种不期望的冷凝的解决方案在结构上相对简单，并且特别是非常节能的，因为不需要额外的电加热元件。
原则上，所有吸入的新鲜空气可以沿着新鲜空气热交换器或通过新鲜空气热交换器进行引导。然而，在某些情况下，如果在部分时间没有加热至少一部分吸入的新鲜空气，那也可能是有利的。根据相应的实施例，绕过新鲜空气热交换器的新鲜空气旁通管路在新鲜空气热交换器的上游和下游连接到进气管路，其中进气管路和新鲜空气旁通管路之间的空气流量比可以被至少一个新鲜空气旁通阀影响。新鲜空气旁通管路显然被配置成与进气管路一样，以引导新鲜空气。它首先在新鲜空气热交换器的上游并且然后在新鲜空气热交换器的下游连接到进气管路，因此可以说它在新鲜空气热交换器的上游从进气管路分支出来，并在新鲜空气热交换器下游再次通入进气管路。换句话说，流过新鲜空气旁通管路的空气绕过新鲜空气热交换器。进气管路和新鲜空气旁通管路之间的空气流量比可以受到至少一个新鲜空气旁通阀的影响。空气流量比是首先在新鲜空气旁通管路中然后在进气管路中的空气流量的比。新鲜空气旁通阀可以执行多种功能。例如，它可以配置为可选地阻塞或打开新鲜空气旁通管路。可替代地或附加地，其可以配置成可选地阻塞或打开进气管路的被新鲜空气旁通管路旁通的部分。另外，新鲜空气旁通管路和/或进气管路的打开状态的定量改变是可能的，使得所述管路中的至少一个也可以被部分地打开。
根据一个优选实施例，增压空气冷却器经由第一低温管路连接至低温热交换器，其中在低温加热模式中，至少一个阀可以被调节，以减少从增压空气冷却器流向低温热交换器的冷却剂流。在此上下文中，不应将术语“低温”理解为限制性的，但是在工作状态下描述为“低温”的部件中的最高冷却剂温度通常低于描述为“高温”的部件中的最高温度。低温热交换器和第一低温管路可被描述为低温冷却回路的一部分，其中在增压空气冷却器中加热的冷却剂可在低温热交换器中被冷却。该冷却的冷却剂可以经由第二低温管路返回到增压空气冷却器。在低温加热模式中，规定供应给增压空气冷却器中的冷却剂的热量特别用于加热进气管路中的新鲜空气。从这个方面出发，如果在任何情况下都将少量的经加热的冷却剂供应给不能有助于加热新鲜空气的低温热交换器，这是有利的。从增压空气冷却器到低温热交换器的冷却剂流在此至少被减少，优选被完全抑制。术语“减少”应被认为与通过至少一个阀的其他设置可以实现的最大热流量有关。通常，这种可能的最大量在下面将更详细介绍的标准模式下设置。如上所述的控制单元可以被配置成致动至少一个阀，以便如所描述的那样对其进行设置。
优选地，新鲜空气热交换器通过第二连接管路连接到增压空气冷却器的下游，并且在低温加热模式中，至少一个阀可以被调节以打开通过第二连接管路到增压空气冷却器的冷却剂流。同样，第二连接管路可以直接连接到新鲜空气热交换器和增压空气冷却器。可替代地，可以想到经由中间管路或管路部分的间接连接。在一定程度上，第二连接管路补充第一连接管路，使得至少当适当地设置至少一个阀时，在增压空气冷却器和新鲜空气热交换器之间存在冷却回路。应当理解，由于新鲜空气热交换器中的散热，第二连接管路中的冷却剂通常具有比第一连接管路中的冷却剂更低的温度。在第二连接管路和第二低温管路用于向增压空气冷却器供应冷却剂的情况下，第二连接管路可以通向第二低温管路，反之亦然。阀优选地布置在打开点处。如上所述的控制单元可以被配置成致动至少一个阀，以便如所描述的那样对其进行设置。
如上所述，低温加热模式适用于上述所有情况：首先，内燃发动机没有被加热或尚未被充分加热，并且环境温度也相对较低。然而，在环境温度足够高以至于在吸入的新鲜空气和再循环排气混合时不太可能形成冷凝水的情况下，经由新鲜空气热交换器加热吸入的新鲜空气是不必要的，甚至会适得其反。考虑到这些情况，至少一个阀可以是可调节的，以便在标准模式下打开增压空气冷却器和低温热交换器之间的冷却剂流，并至少减少流经第一连接管路的冷却剂流。换句话说，在该标准模式下，在增压空气冷却器中加热的冷却剂在一定程度上以常规方式在低温热交换器中被冷却，而在任何情况下减少了经由第一连接管路供应到新鲜空气热交换器的冷却剂。在此再一次地，术语“减少”应被理解为与通常在低温加热模式下认为的通过至少一个阀的冷却剂流的最大可能大小有关。如上所述的控制单元可以被配置成致动至少一个阀，以便如所描述的那样对其进行设置。
与供应给增压空气冷却器内的冷却剂的热相比，新鲜空气热交换器中的冷却剂吸收的热量可能要少得多。这将导致不希望的温度升高，从而导致增压空气冷却不充分。为了避免这种情况，根据一种有利的实施例，规定第三连接管路从第二连接管路分支出来并且至少间接地与低压热交换器连接，其中恒温器单元配置成至少以低温加热模式影响流经第三连接管路的冷却剂流。第三连接管路可以例如是通入上述第一低温管路中。可替代地，第三连接管路可以独立于第一低温管路而被直接引导至低温交换器。恒温器单元可以例如在第三连接管路与第二连接管路分支的点处被布置在第二连接管路上。恒温器单元具有至少一个阀，该阀可以影响通过第三连接管路的冷却剂流。阀在此可以连续地或不连续地调节。在最简单的情况下，阀只能阻塞或打开流经第三连接管路的冷却剂流。定性地，如果恒温器单元在第二连接管路内建立了升高的温度，则冷却剂流增加。然而，恒温器单元也可以以更复杂的方式设计并且具有若干单独的部件，其中例如温度传感器可以被布置得远离第二连接管路内的所述阀，或者甚至直接布置在新鲜空气热交换器上。恒温器单元的一些控制功能也可以由上述控制单元执行。
通常，发动机系统具有用于冷却内燃发动机的高温冷却回路。在这种高温冷却回路中，使用液体冷却剂来冷却内燃发动机，其中例如分开冷却一侧的汽缸盖和另一侧的发动机缸体是可能的。冷却剂在通过内燃发动机或其冷却套时吸收热量，从而冷却内燃发动机。通常，该热量被传递到与上述低温热交换器不同的高温热交换器。根据一个优选的实施例，第四连接管路将高温冷却回路至少间接地连接到内燃发动机下游的新鲜空气热交换器，并且在高温加热模式中，至少一个阀可以被调节以便打开经由第四连接管路从高温冷却回路至新鲜空气热交换器的冷却剂流。高温加热模式适合于上述所有情况：其中内燃发动机已经被充分加热，但是环境温度是如此之低，以至于除非加热吸入的新鲜空气，否则恐怕在压缩机区域中发生大量冷凝。在这些情况下，新鲜空气热交换器中所需的热量可以从高温冷却回路中获取。如上所述的控制单元可以被配置成致动至少一个阀，以便如所描述的那样对其进行设置。在新鲜空气热交换器中冷却的冷却剂首先通过第二连接管路排出。第五连接管路可以从该分支管路分支出来，该第五连接管路至少间接地连接到高温热交换器。
高温冷却回路必须具有从内燃发动机(或其水套)到高温热交换器延伸的至少一条第一高温管路和从高温热交换器延伸回到内燃发动机的第二高温管路。确保液体冷却剂在高温冷却回路中循环的泵可以布置在两条管路之一中。该泵可以作为机械泵直接耦接到内燃发动机，或者该泵可以配置为电动泵。通常，除了上述高温管路之外，还设置有绕过高温热交换器的高温旁通管路。例如，该旁通管路可以从第一高温管路分支并通入第二高温管路中，或者可以独立于所述高温管路中的至少一个而连接到内燃发动机。通常，提供发动机恒温器，该发动机恒温器布置在高温旁通管路从第一高温管路分支的点处。发动机恒温器影响通过一侧的高温旁通管路和另一侧的第一高温管路的冷却剂流的比。定性地，如果第一高温管路中的冷却剂温度高，则通过高温旁通管路的冷却剂的比例增加。根据一个实施例，第四连接管路从高温旁通管路分支。
优选地，在低温加热模式下，至少减少通过第四连接管路的冷却剂流。特别地，可以阻塞流经第四连接管路的冷却剂流。以这种方式，特别是防止或最小化了来自一侧的高温冷却回路的和另一侧的低温冷却回路的冷却剂的混合，这通常是有利的。
出于相同的原因，优选地，在高温加热模式下，至少减少通过第一连接管路来自增压空气冷却器的冷却剂流。换句话说，在低温加热模式下，新鲜空气热交换器全部或主要由高温冷却器供热，而在高温加热模式下，新鲜空气热交换器则全部或主要由内燃发动机(或其水套)供热。可以说，新鲜空气热交换器可以可选地连接至高温冷却回路或低温冷却回路。
附图说明
下面参考附图中所示的示例性实施例更详细说明了本发明的其他有利的细节和效果。该附图显示了：
图1是根据本发明的处于标准模式的发动机系统的实施例；
图2是处于第一状态的低温加热模式中的图1的发动机系统；
图3是处于第二状态的低温加热模式中的图1的发动机系统；
图4是处于高温加热模式的图1的发动机系统。
在各个附图中，相同的部分始终具有相同的附图标记，因此通常只被描述一次。
具体实施方式
图1示出了具有内燃发动机2(例如机动车辆的柴油发动机或汽油发动机)的发动机系统1的示意图。内燃发动机2连接到高温冷却回路3中的高温热交换器5。液体冷却剂(如水-乙二醇混合物)流过其在那里吸收热量的内燃发动机2的水套(在此未更详细示出)。然后，液体冷却剂流过发动机恒温器6，第一高温管路4和高温旁通管路7连接到该发动机恒温器6。第一高温管路4通入高温热交换器5中，该高温热交换器例如可以布置在机动车辆的散热器格栅的后面。冷却剂在那里被环境空气冷却。冷却的冷却剂通过第二高温管路8返回到内燃发动机2，在第二高温管路8中布置有第一泵9。第一泵9可以例如机械地耦接至内燃发动机2。可替代地，也可以想到经由车辆电池的电动操作。高温旁通管路7绕过高温热交换器5并通入高温热交换器5下游的第二高温管路8中。发动机恒温器6在此调节通过第一高温管路4和高温热交换器5引导的和通过高温旁通管路7引导的冷却剂流的比例。
内燃发动机2是通过涡轮增压器的压缩机(在此未示出)向其供给压缩的增压空气的增压发动机。在被供给到内燃发动机2之前，在压缩机中被加热的增压空气借助于增压空气冷却器11被冷却，该增压空气冷却器11被连接到低温冷却回路10中的低温热交换器14。低温冷却回路10中使用与高温冷却回路3中相同的液体冷却剂。第一低温管路12离开增压空气冷却器11并通入低温热交换器14中。在第一低温管路12中布置有第一阀13。第二低温管路15从低温热交换器14延伸回到增压空气冷却器11。第二泵16输送低温冷却回路10中的冷却剂并且被布置在第二低温管路15中。这通常是电动泵。
在所示的发动机系统1中，新鲜空气从车辆的环境被吸入，并通过进气管路20在压缩机的方向上被引导。排气再循环管路或EGR管路27在排气再循环阀或EGR阀26处通入进气管路20中。经由EGR管路27，在内燃发动机2中产生的部分排气可以(在一些情况下经过催化处理后)与新鲜空气一起再次被供应至内燃发动机2。在进气管路20中布置有具有空气滤清器22的壳体21。此外，在壳体21的内部布置有新鲜空气热交换器23。新鲜空气旁通管路25离开也布置在壳体21中的进气旁通阀24。所述管路通过从进气管路20的上游分支并再通入进气管路20下游而绕过新鲜空气热交换器23。
新鲜空气热交换器23通过第一连接管路30连接到增压空气冷却器11。在这里示出的示例性实施例中，第一连接管路30从第一低温管路12分支。第二阀33布置在第一低温管路30中。此外，新鲜空气热交换器23经由第二连接管路31连接至增压空气冷却器11，其中在该示例性实施例中，第二连接管路31在第三阀34处通入第二低温管路15中。恒温器32被布置在第二连接管路31中，并且第三连接管路35从该恒温器出发并且通入第一阀13和低温热交换器14之间的第一低温管路12中。此外，第四连接管路36离开高温旁通管路7，并在第二阀33处通入第一连接管路30中。最后，第五连接管路37离开第二连接管路31并通入第二高温管路8中。
图1示出了标准模式下的发动机系统1。这例如可以在经由进气管路20供应的外部空气的温度相对高的情况下实现。在该模式下，第一阀13打开，第二阀33关闭，而第三阀34设置成使得至少第二低温管路15打开。所述阀13、33、34可通过控制单元(未示出)致动。因此，高温冷却回路3和低温冷却回路10可以分开地操作，并且没有冷却剂流到新鲜空气热交换器23。新鲜空气通过进气管路20被吸入，在空气滤清器22中被净化，并且最后在大致为环境温度的情况下到达EGR阀26，在此与来自EGR管路27的再循环排气混合。排气具有高温并且包含湿气，应尽可能防止其冷凝以避免损坏压缩机。冷凝可能会发生在与来自进气管路20的较冷的新鲜空气混合时。然而，在如图1所示的标准模式下，新鲜空气的温度足够高，因此排气中的湿气不会冷凝。
图2和图3示出了处于低温加热模式的发动机系统1。例如，这种情况可以在外部温度低于特定值并且内燃发动机2没有达到或尚未达到规定的最低温度时实现，例如，在冷起动时。在这种情况下，第一阀13关闭，第二阀33打开第一连接管路30，但阻塞与第四连接管路36的连接，并且第三阀34打开第二连接管路31和第二低温管路15的入口。因此，阻塞了冷却剂流从增压空气冷却器11通过第一低温管路12流向低温热交换器14。为此，从增压空气冷却器11经由第一连接管路30到新鲜空气热交换器23的冷却剂流打开。冷却剂流过新鲜空气热交换器23，并且然后通过第二连接管路31流回增压空气冷却器11。增压空气的加热主要是由压缩机中的压缩引起的，并因此在起动内燃发动机2后立即开始。因此，增压空气冷却器11中的冷却剂实际上在冷起动之后立即被加热。经由第一连接管路30将冷却剂供应到新鲜空气热交换器23。最初冷却的新鲜空气流动到该新鲜空气热交换器23上，并通过与液体冷却剂的间接热接触而在与新鲜空气热交换器23接触时被加热。并行地，液体冷却剂被冷却，并且然后通过第二连接管路31返回，并且在增压空气冷却器11中被重新加热。通过加热新鲜空气，可以避免湿气与再循环排气混合时的冷凝。如果例如发现新鲜空气过热或在新鲜空气热交换器23中冷却剂过冷，则新鲜空气旁通阀24可以完全或部分地打开，使得一部分新鲜空气通过新鲜空气旁通管路25绕过新鲜空气热交换器23。
然而，也可能发生仅新鲜空气热交换器23中的液体冷却剂未被充分冷却。这可能不利地影响其返回增压空气冷却器11的功能。这通过恒温器32和与其连接的第三连接管路35来防止。如果恒温器32记录的冷却剂温度高于特定极限值，则它会打开接入第三连接管路35的通道，以便至少一部分冷却剂通过该管路供应到第一低温管路12并因此供应给低温热交换器14。在图3中示出了这种状态。低温热交换器14因此在一定程度上补充了新鲜空气热交换器23的冷却功能。在低温热交换器14中被冷却的冷却剂经由第二低温管路15返回到增压空气冷却器11。
图2和图3所示的低温加热模式在低外部温度以及同时在未加热或加热不充分的内燃发动机2都是有利的。如果外部温度低但是内燃发动机2被充分加热，可替换地可以使用图4所示的高温加热模式。在此，第一阀13打开，第二阀33阻塞第一连接管路30，但是打开第一连接管路13至第四连接管路36的连接，并且第三阀34打开第二低温管路15，但是阻塞与第二连接管路31的连接。因此，新鲜空气热交换器23与低温冷却回路10隔离，但是经由第四连接管路36和第一连接管路30从高温冷却回路3供给加热的冷却剂。冷却剂在新鲜空气热交换器23中冷却，并且经由第二连接管路31和第五连接管路37被引导至第二高温管路8，并且由此返回至高温冷却回路3。
附图标记列表：
1 冷却系统
2 内燃发动机
3 高温冷却回路
4、8 高温管路
5 高温热交换器
6 发动机恒温器
7 高温旁通管路
9、16 泵
10 低温冷却回路
11 增压空气冷却器
12、15 低温管路
13、33、34 阀
14 低温热交换器
20 进气管路
21 壳体
22 空气滤清器
23 新鲜空气热交换器
24 新鲜空气旁通阀
25 新鲜空气旁通管路
26 EGR阀
27 EGR管路
30、31、35、36、37 连接管路
32 恒温器

Claims (10)

1.一种发动机系统(1)，其包括内燃发动机(2)、具有用于调和新鲜空气的新鲜空气热交换器(23)的进气管路(20)、在压缩机上游和所述新鲜空气热交换器(23)下游通入所述进气管路(20)中的排气再循环管路(27)、以及在所述压缩机下游布置的增压空气冷却器(11)，
其特征在于：
所述增压空气冷却器(11)通过第一连接管路(30)连接到所述新鲜空气热交换器(23)，并且在低温加热模式(30)中，至少一个阀(13，33，34)能够被调节以打开通过所述第一连接管路到所述新鲜空气热交换器(23)的冷却剂流。
2.根据权利要求1所述的发动机系统，
其特征在于：
绕过所述新鲜空气热交换器(23)的新鲜空气旁通管路(25)在所述新鲜空气热交换器上游和下游连接到所述进气管路(20)，其中所述进气管路(20)和所述新鲜空气旁通管路(25)之间的空气流量比能够被至少一个新鲜空气旁通阀(24)影响。
3.根据前述权利要求中任一项所述的发动机系统，
其特征在于：
所述增压空气冷却器(11)经由第一低温管路(12)连接到低温热交换器(14)，其中在所述低温加热模式中，至少一个阀(13，33，34)能够被调节以减少从所述增压空气冷却器(11)到所述低温热交换器(14)的冷却剂流。
4.根据前述权利要求中任一项所述的发动机系统，
其特征在于：
所述新鲜空气热交换器(23)通过第二连接管路(31)在下游连接到所述增压空气冷却器(11)，并且在所述低温加热模式中，至少一个阀(13，33，34)能够被调节以打开通过所述第二连接管路(31)到所述增压空气冷却器(11)的冷却剂流。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的发动机系统，
其特征在于：
在标准模式中，至少一个阀(13，33，34)能够被调节，以便打开所述增压空气冷却器(11)和所述低温热交换器(14)之间的冷却剂流，并且至少减少通过所述第一连接管路(30)的所述冷却剂流。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的发动机系统，
其特征在于：
第三连接管路(35)从所述第二连接管路(31)分支并且至少间接地连接到所述低温热交换器(14)，其中至少在所述低温加热模式中，恒温器单元(32)被配置成影响通过所述第三连接管路(35)的冷却剂流。
7.根据前述权利要求中任一项所述的发动机系统，
其特征在于：
其具有用于冷却所述内燃发动机(2)的高温冷却回路(3)，其中第四连接管路(36)将所述高温冷却回路(3)至少间接地连接至所述内燃发动机(2)下游的所述新鲜空气热交换器(23)，并且在高温加热模式中，至少一个阀(13，33，34)能够被调节以便打开经由所述第四连接管路(36)从所述高温冷却回路(3)到所述新鲜空气热交换器(23)的冷却剂流。
8.根据权利要求7所述的发动机系统，
其特征在于：
所述第四连接管路(36)从绕过高温热交换器(5)的高温旁通管路(7)分支。
9.根据权利要求7或8所述的发动机系统，
其特征在于：
在所述低温加热模式中，至少减少通过所述第四连接管路(36)的所述冷却剂流。
10.根据权利要求7至9中的任一项所述的发动机系统，
其特征在于：
在所述高温加热模式中，至少减少从所述增压空气冷却器(11)经由所述第一连接管路(30)至所述新鲜空气热交换器(23)的冷却剂流。
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