CN88100453A - 循环冷却系统 - Google Patents

Abstract

用于增压内燃机的循环冷却系统，有一含内燃机高温回路与一含一或多个增压空气冷却器及一回流冷却器的低温回路。两回路通过分立输送装置从公共室取出冷却介质又重导回其间混合。通过出入管道间的连接管道将发动机直接出来的热冷却介质跟从公共室来的较凉冷却介质混合，促进入发动机的冷却介质有够高的温度供内燃机最佳运行，而混合室内的温度较低。增压空气在内燃机任何工作状态下均能得最佳冷却。设计虽简单却能使循环支路独立地进行分调。

Description

本发明涉及一种用于增压内燃机的循环冷却系统，带有一个内燃机在其内的循环支路-高温回路，和一个带有至少一个增压空气冷却器及一个沿流动方向在增压空气冷却器的前面的回流冷却装置的循环支路-低温回路，该回流冷却装置带有一个通过定温调节阀控制的短路管道，借助于一个输送装置，从两个循环支路连接在其上的一个共用的空间-混合室-中吸出冷却介质并重又引回那里以进行混合。这从例如德国专利OS-22    45    257中成为公知。

在德国专利OS    22    45    257中描述的冷却系统中，内燃机和增压空气冷却器位于一封闭回路的不同循环支路上。冷却系统的散热通过在带有增压空气冷却器的循环支路上的回流冷却装置来完成。两循环支路连接在一公共的管道段上，两循环支路的冷却介质借助于一个两循环支路共用的输送装置从该管道段中取得，而且该管道段又用作回流的冷却介质的混合室。发动机入口处的冷却介质的温度，相当于由两个不同循环支路回流而来的冷却介质的混合体的温度。因为回流冷却装置装在增压空气冷却器的前面，所以增压空气冷却器入口处的冷却介质温度水平要低于发动机入口处的冷却介质温度水平。但是因为增压空气冷却循环回路中冷却介质的温度水平，由于在混合室里冷却介质流的混合，也就确定了直接从混合室里吸出的、流向发动机的冷却介质的起始温度，也因为，为取得最佳燃烧条件和避免不必要的散热和损耗，起始温度不得低于一定的限值，所以，在内燃机的所有工作范围内，都不可能实现对增压空气的最佳冷却。

在德国专利OS    20    14    169中，描述了一种带有彼此完全不相关的、内燃机与增压空气冷却器的冷却循环回路的冷却系统，并没有规定要把冷却循环回路的冷却介质流加以混合。两循环回路配有各自的输送装置和回流冷却装置。缺点是，带分立的回流冷却装置的分立循环回路制造成本高。还有一个缺点，在分立的循环回路上进行循环的冷却介质的量较大。

本发明的目的在于，提供一种带有多个彼此通过一共同的混合室相连的循环支路的冷却系统，在该系统中，不同循环支路的冷却介质的量和温度在内燃机任何工作状态下都能彼此不影响地独立地加以调节，虽然只使用唯一的一部中间冷却装置。

这一目的通过具有以下各项特征的一个这种类型的装置达到。通过分立的输送泵，各循环支路中所需的冷却介质从对不同循环支路的冷却介质流进行混合的混合室吸出。通过适当安排配量在高温回路上的输送泵，例如安排在连接发动机注入和回流管道的并联管道跟注入管道的接合点和内燃机之间的发动机注入管道上，就可以使至少一部分在内燃机内被加热的冷却介质，在它们在混合室进行混合以前被导回至发动机入口处，并在发动机注入管道中与从混合室里吸出的冷却介质混合。因为从混合室出来流向发动机入口处的冷却介质流的温度，藉着一个分立的泵通过跟热的冷却介质混合而提高了，混合室内冷却介质的温度可调节到有利于最佳增压空气冷却的水平。显而易见，各循环支路在温度和流量方面是彼此并不相关的。这样，就可能以最佳的配合发动机运行状态的方式对发动机和增压空气进行冷却。特别有利的是，用分立的输送装置，在高温和低温回路中，可以简单的方式在部分负荷的情况及在预运转阶段对增压空气进行预热。在这种工作状态下，加热的冷却水在发动机内流动，通过相应的增压空气冷却器。为控制冷却介质流，设置有一合适的、可开关的阀门。

附图展示本发明的一个实施例，下面将对该实施例作详细阐述;唯一的一张图是带增压空气冷却器的内燃机的、带两个循环支路的冷却系统的原理图。

在原理图中描述的、用于至少带一个增压空气冷却器3、如有需要可带另一个增压空气冷却器4的发动机2的冷却系统1中，两个循环支路5和6的混合室7由公共管道段构成。混合室7也可具有一个容器的形状，循环的管道通入其中。借助于分立的、两个循环支路5和6的输送装置8和9，冷却介质-例如冷却水，从混合室7中被引出，并又被重新导回其中。为了消除各循环支路中不同压力水平的影响，在不同的管道段上，设有节流装置15、16、23与24。

在循环支路5-低温回路-上设置有单一的回流冷却器10，它位于管道11中，管道11的流量按循环支路5中冷却介质的温度通过定温调节阀12加以调节。箭头表明，一种回流冷却介质流过回流冷却装置10。尽管没有绘出，为使该回流冷却介质能进行循环，自然也需要一输送泵。

在包括内燃机2在内的另一循环支路6-高温回路-上设有一个与内燃机2并联的并联管道13，由于输送装置9的空吸作用，总有一部分从内燃机2中流出的热的冷却介质不经混合室7而经过并联管道13向发动机注入管道14回流。输送装置9在发动机注入管道14上，而且是沿流动方向，在并联管道13和发动机注入管道14接合处的后面。它也可以在发动机回流管道17中定温调节阀22的前面。因为在导向混合室的管道中冷却介质压力必须大致相同，所以输送装置8的位置应作相应调整。从并联管道13中吸出的热的冷却介质的量，也可跟定温调节阀22共同确定，该冷却介质由于输送装置9的输送作用而和从混合室里吸出的较冷的冷却介质混和，使冷却介质取得所需的起始温度，而同时在混合室7中的冷却介质仍保持比较低的温度水平，这样，增压空气冷却器的总体尺寸可保持较小，并可达到增压空气的最佳冷却。因为，尽管两个循环支路相互连系，而且只使用一个回流冷却装置，但就通过它们的冷却介质的温度和量而言，它们是完全彼此无关的。

在图示的阀门19-6/2换向阀-的转换位置上，内燃机2处在正常运行状态，即负荷中等或较高。低温回路的冷却介质流过增压空气冷却器3，可能情况下也流过另一个增压空气冷却器4和油冷却器25。跟阀门19连接的管道18从发动机回流管道17分路。管道18的接头之间，在发动机回流管路17上装置了一个活门20，其作用在于，即使在内燃机正常运行时也能把冷却介质导向阀门19中的通道，并又立即从那里导回。该通道设计成使其流阻与在预运转阶段流过的增压空气冷却器3及其连接管道21的流阻相适应。由此可做到，开关阀门19不会出现压力波动。

在阀门19处于另一个转换位置时，发动机冷却水经过管道18、阀门19及连接管道21，流过增压空气冷却器3，这样，在内燃机2负荷较轻的情况下增压空气被加热。在用中间冷却装置多级增压时，最好采用高压增压空气冷却器来对增压空气加热。这时增压空气冷却器3相当于一个高压增压空气冷却器，而设置在用短断线表示的并联管道26中的增压空气冷却器4则相当于一个低压增压空气冷却器。在预运转阶段，发动机回流管道17被定温调节阀22封闭，使得全部流过增压空气冷却器3和活门20的发动机冷却水经过并联管道13直接回流到发动机入口。输送装置8所输送的冷却介质经阀门19的一个通道流经增压空气冷却器3，再直接流向油冷却器25，然后回到混合室7内。

油冷却器25也可以如虚线那样地配置，使其在预运转阶段被发动机冷却水贯流，从而使润滑油在内燃机2的这种工作状态下被加热。这样做的优点是，可以无需用温度调节器来控制最低油温。把油冷却器如前所述地配置在低温回路内的优点是，油冷却器25可造得尽可能小。但那样就不可舍弃油温调节器了。

如果在定温调节阀12和22上配置一个未画出的、在预运转阶段或在低负荷下关闭通往回流冷却装置10和并联管道13的通道的控制装置，则阀门19和发动机回流管道17及增压空气冷却器3之间的连接管道可去掉，这样，在低温回路的冷却介质的温度就上升，增压空气也就被加热。如高温冷却回路的温度的温度及可能还有其它的发动机负荷数据，如增压压力，空气或/及废气温度等，在控制装置中处理。

自然可配置多于两个的循环支路，例如增压空气冷却器组可配置分立的循环支路。在低温冷却介质的循环支路上就配置了一个共用的、必要时从混合室流出的冷却介质贯流其中的回流冷却装置。

图示的冷却系统是仅带有两个接头的封闭的循环回路，一个用于连接外来水-例如在航海器上内燃机装置的海水，另一个用于连接回流冷却器。循环回路在结构上可以有利方式设计成可让回流冷却器附加在发动机上。定温调节器12和22连同节流装置15、16、23、24可与混合室连接成一个紧凑的构件。

Claims (4)

1、用于增压内燃机的循环冷却系统，带有一个内燃机在其内的循球支路-高温回路，和一个带有至少一个增压空气冷却器及一个沿流动方向在增压空气冷却器的前面的回流冷却装置的循环支路-低温回路，该回流冷却装置带有一个通过定温调节阀控制的短路管道，借助于一个输送装置，从两个循环支路连接在其上的一个共用的空间-混合室-中吸出冷却介质并重又引回那里以进行混合，这样的循环冷却系统的特征在于，在内燃机(2)并联设有并联管道(13)，它连接高温回路的发动机注入管道(14)和发动机回流管道(17)，并且，每个循环支路(5、6)上配置有分立的输送装置(8、9)，配置在高温回路上的输送装置(9)，在内燃机(2)正常工作状态下，不经混合室(7)而通过并联管道(13)不断把一部分从内燃机(2)中流出流向发动机回流管道(17)的冷却介质送回到发动机注入管道(14)中去。

2、按权利要求1的装置，其特征在于，在内燃机（2）处于预运转阶段和部分负荷的情况下，进出混合室（7）的冷却介质被中断、或至少受到很大限制，流过内燃机（2）的所有冷却介质流经过并联管道（13）回流到发动机入口处，另一特征是设置了阀门（19），它在预运转阶段和部分负荷的情况下打开发动机冷却介质从高温回路流向增压空气冷却器（3）的通路，同时截断冷却介质从低温回路流向增压空气冷却器（3）的流入。

3、按权利要求2的装置，其特征在于，在发动机回流管道（17）上在通向阀门（19）的管道（18）的各接头之间装有活门（20），在内燃机（2）正常运转时，高温回路的冷却介质从发动机回流管道（17）经管道（18）流向阀门（19）的一个通道，并立即回流到发动机回流管道（17），阀门（19）内的通道的流阻相当于预运转阶段流过增压空气冷却器（3）及其连带的、与阀门（19）连接的连接管道（21）的流阻。

4、按权利要求2或3的装置，其特征在于，阀门（19）设计为6/2-换向阀。

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