CN201486636U - 内燃发动机的冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及内燃发动机(1)的冷却系统(22)，该内燃发动机(1)具有带汽缸盖的液体冷却的发动机汽缸体，该冷却系统(22)包括从发动机汽缸体的冷却剂出口(2)导出并通过至少一个热交换器(4)和冷却剂泵(5)回到发动机汽缸体的冷却剂入口(6)的第一连接管路(3)，还包括设置在冷却剂出口(2)和冷却剂入口(6)之间以便冷却剂流至少有时绕过内燃发动机(1)流动的旁通管路(11)。通过本实用新型可以改进冷却系统。

Description

内燃发动机的冷却系统
技术领域
本实用新型涉及内燃发动机的冷却系统，该内燃发动机具有带汽缸盖的液体冷却的发动机汽缸体，该冷却系统包括从发动机汽缸体的冷却剂出口导出并通过至少一个热交换器和冷却剂泵回到发动机汽缸体的冷却剂入口的第一连接管路、及通过第一连接管路中的车辆散热器从冷却剂泵导出的第二连接管路。
背景技术
在所称的“无流”策略中，冷却剂不流过内燃发动机或其发动机汽缸体水套，以便发动机汽缸体加热更快，特别是在冷起动之后，即在预热阶段。一旦内燃发动机达到要求的工作温度，冷却剂流过此处。冷却剂然后将在内燃发动机中吸收的热量传递到热交换器，例如油热交换器(在第一连接管路中的热交换器)。
然而，在冷起动中若乘员要求通过内部加热系统(例如在第一连接管路中的热交换器)加热乘员舱，则同时放弃“无流”策略，以便即使未达到要求的工作温度，冷却剂也流过发动机汽缸体。为仅以此方式有可能将冷却剂通过内部加热系统，以便可以传递在其中存储的热量。
然而，为更快地加热冷却剂，在第一连接管路中可以设置附加的热源。然而，将失去无流策略的优点，因为在冷起动之后冷却剂还流过发动机汽缸体水套，以便能够流过附加的热源，从而加热的冷却剂可以至少供应油热交换器。
实用新型内容
因此本实用新型的目标包括通过简单的方式改进上述类型的冷却系统，以便当流体通过热交换器，同时无流通过发动机汽缸体时，保持“无流”策略。
根据本实用新型，通过一种内燃发动机的冷却系统可以实现该目标，所述内燃发动机具有带汽缸盖的液体冷却的发动机汽缸体，所述冷却系统包括从发动机汽缸体的冷却剂出口导出并通过至少一个热交换器和冷却剂泵回到发动机汽缸体的冷却剂入口的第一连接管路，其中还包括设置在冷却剂出口和冷却剂入口之间以便冷却剂流至少有时绕过内燃发动机流动的旁通管路。冷却剂优选地通过设置在冷却系统中的附加的热源加热。在优选的实施例中，还包括设置在冷却剂出口和冷却剂入口之间的旁通管路中的附加的热源。这用来减少发动机汽缸体中的热损耗和摩擦损耗以及燃料消耗，改进在内燃发动机的起动之后的发动机油的加热，及允许乘员舱的更快加热。对于在通过旁通管路绕过内燃发动机时，有可能保持无流策略，同时允许加热的冷却剂流过热交换器，冷却剂通过附加的热源加热。在此附加的热源还可以设置在第一连接管路中在旁通管路的外部。这意味着甚至在预热阶段油热交换器可以加热发动机油，从而减少摩擦损耗。同时流体可以通过内部加热系统，以便当乘员要求时乘员舱可以加热。
还包括从冷却剂的流向看，有利地设置在冷却剂泵出口的下游和冷却剂入口的上游的可以防止冷却剂流流向内燃发动机并进入到内燃发动机中的入口阀。旁通管路有利地设置有在冷却剂泵出口和入口阀之间的入口路径，以便通过冷却剂泵输送的冷却剂可以流到旁通管路中。在旁通管路出口路径旁通管路在内燃发动机的出口端连通在第一连接管路中。入口阀还可以自然地设置在冷却剂出口和旁通管路的出口路径的开口之间。
旁通管路优选地具有温度传感器和旁通阀。在优选的实施例中，从冷却剂的流向看，旁通阀设置在附加的热源的上游，温度传感器设置在附加的热源的下游。例如，温度传感器可以用来控制旁通阀。若附加的热源设置在第一连接管路中，温度传感器可以自然地设置在连接管路中的附加的热源的下游或在旁通阀的下游的旁通管路中。
附加的热源可以是由电气加热的或是由排气加热的。然而，附加的热源还可以具有蓄热器或设置为蓄热器。
还包括有利地设置以便记录发动机汽缸体的结构温度和/或冷却剂的温度的温度传感器。该温度传感器可以设置在内燃发动机的下游的第一连接管路中或在内燃发动机本身中。当温度传感器检测到要求的温度时，其控制入口阀以便冷却剂流过发动机汽缸体。换言之，结束预热阶段以便可以放弃无流策略。然而，同时旁通阀仍然保持暂时开启。
仅在热动开关(thermostat)开启第二连接管路(到车辆散热器)时关闭旁通阀。这在经历户外低温的年份的区域或季节特别地有利，其中车辆散热器的热动开关可能不会开启，因为冷却剂的温度未达到热动开关的触发温度。尽管放弃无流策略，在优选的实施例中设置在旁通管路中的附加的热源意味着其附加的热能还有利地用来加热冷却剂。
本实用新型的整个贡献是保持无流策略(在冷起动阶段无流通过发动机汽缸体)，同时向热交换器供应加热的冷却剂。显然仅在冷起动时优选地实施无流策略。然而，尽管有利地保持无流策略，以此方式有利地减少在发动机汽缸体中的热损耗和摩擦损耗以及燃料消耗，特别是在冷起动中，从而改进在内燃发动机的起动之后的发动机油的加热，且允许乘员舱的更快速的加热。
其中附加的热源设置为蓄热器，在内燃发动机的起动中在蓄热器中存储的冷却剂还首先引入到发动机汽缸体中。因此，几乎直接向发动机汽缸体供应较热的冷却剂，从而用来更快地加热发动机汽缸体。然后一旦“涌过”发动机汽缸体之后，回流将形成为无流策略，该过程已描述。
此外，在下文中还公开了本实用新型的其他优选的实施例。
附图说明
图1示意性地示出内燃发动机的冷却系统；
具体实施方式
图1示出内燃发动机1的示例冷却系统22，第一连接管路3从内燃发动机1的冷却剂出口2导出，通过至少一个热交换器如油热交换器4、及冷却剂泵5回到内燃发动机1的冷却剂入口6。
可由阀7切断的旁通管路8从第一连接管路3分支用于又一个热交换器，如乘员舱的加热系统9。两个热交换器4、9还可以自然地串联设置。入口阀10定位于冷却剂泵5和冷却剂入口6之间。
此外旁通管路11在冷却剂泵5和冷却剂入口6之间优选地在入口阀10的上游分支。旁通管路11连通在第一连接管路3中的内燃发动机1的下游且具有附加的热源12，这在表示的实施例中紧接内燃发动机1设置。旁通管路11具有温度传感器13和旁通阀14。附加的热源12还可以设置在第一连接管路3中。入口阀10还可以设置在第一连接管路3中冷却剂出口2和旁通管路11的开口之间。
在起动内燃发动机1之后，随着旁通阀14开启和入口阀10关闭，由冷却剂泵5直接输送冷却剂经附加的热源12到第一连接管路3中到达油热交换器4，且若需要的话到达乘员舱的加热系统9。
在此方面冷却剂流过所述热交换器4和热交换器9，尽管在冷起动之后无流优选地通过内燃发动机1(无流策略)。同时无流通过内燃发动机1，在附加的热源12中或通过附加的热源12加热冷却剂。
记录结构温度和/或冷却剂温度的温度传感器17可以设置在内燃发动机1中。尽管无流通过内燃发动机1，但是有冷却剂存在于其冷却剂套或水套中。若温度传感器17检测到要求的温度，这同时导致入口阀10的开启。在该情况中旁通阀14仍保持暂时开启。温度传感器17还可以自然地设置在内燃发动机1的出口端上的第一连接管路3中(由图1中的虚线表示)，在优选的实施例中旁通管路11然后连通在第一连接管路3中的温度传感器17的下游。
热动开关18设置在冷却剂泵5的入口中，热动开关18在预定温度通过第二连接管路16引导部分的冷却剂流，通过车辆散热器15进入到第一连接管路3中。
仅在热动开关18开启时旁通阀14关闭。这在经历户外低温年份的区域或季节特别有利，其中车辆散热器15的热动开关18不必开启，因为冷却剂的温度未达到热动开关18的触发温度。然而因此，旁通管路11保持开启。尽管放弃无流策略，在优选的实施例中设置在旁通管路11中的附加的热源12意味着其附加的热能有利地用来加热冷却剂，以便冷却剂达到由于外部低温将不可达到的要求的温度。然而，若热动开关18开启，旁通管路11关闭，因为附加的热源12输送的热量将通过第二回路16(车辆散热器15)再次消散。
此外，有利地提供排气装置20的第三连接管路19，阀21设置在第三连接管路19中。第三连接管路19如同旁通管路8也可以称为旁通管路，且可以在第一连接管路3中切断、连通。
在旁通管路11中的附加的热源12的优选的设置例如意味着发动机油可以更快速地加热，从而还减少内燃发动机1中的摩擦损耗以及热损耗，有可能实施无流策略，特别是在内燃发动机1的冷起动阶段。
因此，加热的发动机油可被引入到内燃发动机1中，以便特别是在冷起动中，同时无冷却剂流通过内燃发动机时减少摩擦损耗。同时可以操作内部加热系统，而没有冷却剂流通过内燃发动机1。
通过示例所示的冷却系统22基本上允许在内燃发动机1的起动之前或起动中开启入口阀10和旁通阀14，以便从附加的热源12供给加热的冷却剂到内燃发动机1或其发动机汽缸体水套。这改进预热特征，因为冷却剂在内燃发动机1的冷起动时已经预热。若传感器13和传感器17检测到接近相等的温度，则关闭入口阀10，实施无流策略。当传感器17检测到临界部件温度或相应的冷却剂温度时，入口阀10开启。只要热能供应到冷却系统22(加热系统9、油热交换器4)，旁通阀开启或保持开启。例如，若传感器13检测到高于热动开关18的触发温度的温度和/或若传感器13测量的温度高于附加的热源12的入口温度。
虽然上述工况(热动开关18开启)，若要求内燃发动机1的高负载/转速，即内燃发动机1在临界工作点操作，则旁通阀14也关闭。在此冷却剂的高体积流量应通过内燃发动机1，以便能够因此冷却内燃发动机1和避免热损害。
仅当达到内燃发动机1的工作温度时，阀21应该开启，以便减少冷却系统22的热量。相等地，仅当乘员要求内部加热时，阀7应开启。
显然，若可能的话，在冷却系统22的填充中应开启所有的阀。
还可能在阀或发动机控制系统中存储相应的温度模型，而不是测量所述温度。

Claims (7)

1.一种内燃发动机(1)的冷却系统(22)，所述内燃发动机(1)具有带汽缸盖的液体冷却的发动机汽缸体，所述冷却系统(22)包括从发动机汽缸体的冷却剂出口(2)导出并通过至少一个热交换器(4)和冷却剂泵(5)回到发动机汽缸体的冷却剂入口(6)的第一连接管路(3)，其特征在于，还包括设置在冷却剂出口(2)和冷却剂入口(6)之间以便冷却剂流至少有时绕过内燃发动机(1)流动的旁通管路(11)。
2.如权利要求1所述的冷却系统(22)，其特征在于，还包括设置在旁通管路(11)中的附加的热源(12)。
3.如权利要求2所述的冷却系统(22)，其特征在于，还包括从冷却剂的流向看，设置在冷却剂泵出口的下游和冷却剂入口(6)的上游的入口阀(10)。
4.如权利要求3所述的冷却系统(22)，其特征在于，旁通管路(11)具有温度传感器(13)和旁通阀(14)。
5.如权利要求4所述的冷却系统(22)，其特征在于，设置在冷却系统(22)中的附加的热源(12)是电气加热的，或附加的热源(12)配置为由排气加热。
6.如权利要求4所述的冷却系统(22)，其特征在于，设置在冷却系统(22)中的附加的热源(12)具有蓄热器或设置为蓄热器。
7.如权利要求4所述的冷却系统(22)，其特征在于，还包括设置以便可以记录内燃发动机(1)的结构温度和/或冷却剂温度的温度传感器(17)。
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