RU2647349C1

RU2647349C1 - Контур охлаждения для двигателей внутреннего сгорания

Info

Publication number: RU2647349C1
Application number: RU2016145876A
Authority: RU
Inventors: Хироюки НАГАИ
Original assignee: Ниссан Мотор Ко., Лтд.
Priority date: 2014-05-23
Filing date: 2014-05-23
Publication date: 2018-03-15
Also published as: EP3147473A4; EP3147473B1; CN106414941A; US10450938B2; WO2015177930A1; EP3147473A1; JPWO2015177930A1; JP6269825B2; US20170184008A1; CN106414941B

Abstract

Изобретение относится к системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Контур охлаждения для двигателей внутреннего сгорания включает в себя двигатель внутреннего сгорания, блок подачи под давлением для подачи охлаждающей жидкости, которая охлаждает двигатель внутреннего сгорания, под давлением, блок клапанов, имеющий множество теплообменников, соединенных параллельно с ним, систему использования тепла отработавших газов для регенерации тепла из отработавшего воздуха двигателя внутреннего сгорания посредством охлаждающей жидкости, первый контур циркуляции, включающий в себя блок подачи под давлением, блок клапанов и систему использования тепла отработавших газов, и второй контур циркуляции, включающий в себя блок подачи под давлением и систему использования тепла отработавших газов. Изобретение обеспечивает улучшение подачи охлаждающей жидкости в контур охлаждения. 10 з.п. ф-лы, 10 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к контуру охлаждения для двигателей внутреннего сгорания.

Уровень техники

[0002] Двигатель с водяным охлаждением, в котором охлаждающая жидкость периодически течет во время прогрева, раскрыт в JP2007-218115A.

Раскрытие

[0003] В контуре охлаждения для двигателей внутреннего сгорания с контуром циркуляции, включающим в себя блок подачи под давлением для подачи охлаждающей жидкости под давлением, блок клапанов, имеющий множество теплообменников, соединенных параллельно с ним, и систему использования тепла отработавших газов для накопления тепла из отработавшего воздуха двигателя внутреннего сгорания охлаждающей жидкостью, поток охлаждающей жидкости в системе использования тепла отработавших газов может быть остановлен посредством блока клапанов.

[0004] В этом случае, однако, в состоянии, когда поток охлаждающей жидкости останавливается, как описано выше, температура охлаждающей жидкости в системе использования тепла отработавших газов увеличивается чрезмерным образом, и охлаждающая жидкость закипает, что в результате приводит к тому, что в охлаждающей жидкости могут формироваться пузырьки. Сформированные пузырьки могут вызывать нарушение подачи под давлением для блока подачи под давлением.

[0005] Настоящее изобретение было разработано с учетом вышеописанных проблем и нацелено на предоставление контура охлаждения для двигателей внутреннего сгорания, который может предотвращать возникновение нарушения подачи под давлением в блоке подачи под давлением вследствие пузырьков, сформировавшихся в системе использования тепла отработавших газов.

[0006] Контур охлаждения для двигателей внутреннего сгорания согласно одному аспекту настоящего изобретения включает в себя двигатель внутреннего сгорания, блок подачи под давлением для подачи охлаждающей жидкости под давлением, охлаждающую жидкость, охлаждающую двигатель внутреннего сгорания, блок клапанов, имеющий множество теплообменников, соединенных параллельно с ним, систему использования тепла отработавших газов для регенерации тепла из отработавшего воздуха двигателя внутреннего сгорания посредством охлаждающей жидкости, первый контур циркуляции, включающий в себя блок подачи под давлением, блок клапанов и систему использования тепла отработавших газов, и второй контур циркуляции, включающий в себя блок подачи под давлением и систему использования тепла отработавших газов.

Краткое описание чертежей

[0007] Фиг.1 представляет собой схематичный чертеж конфигурации контура охлаждения для двигателей внутреннего сгорания согласно первому варианту осуществления,

Фиг.2 представляет собой чертеж, показывающий систему использования тепла отработавших газов,

Фиг.3 представляет собой чертеж, показывающий мультирегулировочный клапан,

Фиг.4 представляет собой чертеж, показывающий сравнительный пример контура охлаждения для двигателей внутреннего сгорания,

Фиг.5 представляет собой схематичный чертеж конфигурации контура охлаждения для двигателей внутреннего сгорания согласно второму варианту осуществления,

Фиг.6 представляет собой схематичный чертеж конфигурации контура охлаждения для двигателей внутреннего сгорания согласно третьему варианту осуществления,

Фиг.7 представляет собой схематичный чертеж конфигурации контура охлаждения для двигателей внутреннего сгорания согласно четвертому варианту осуществления,

Фиг.8 представляет собой схематичный чертеж конфигурации контура охлаждения для двигателей внутреннего сгорания согласно пятому варианту осуществления,

Фиг.9 представляет собой чертеж, показывающий модификацию мультирегулировочного клапана, и

Фиг.10 представляет собой чертеж, показывающий модификацию системы использования тепла отработавших газов.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

[0008] Далее описываются примерные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. Одинаковые ссылочные позиции, приведенные на нескольких чертежей, обозначают одинаковые или соответствующие компоненты.

[0009] (Первый вариант осуществления)

Фиг.1 - это схематичный чертеж конфигурации контура 1 охлаждения для двигателей внутреннего сгорания согласно первому варианту осуществления. Контур охлаждения для двигателя внутреннего сгорания называется контуром охлаждения ниже. Контур 1 охлаждения включает в себя насос 2, двигатель 3 внутреннего сгорания, EGR-клапан 4, мультирегулировочный клапан 5, систему использования тепла отработавших газов (EHRS) 6, радиатор 7 отопителя, EGR-охладитель 8, охладитель 9 масла, радиатор 10, дроссельное отверстие 11 и соединительные каналы 20. Стрелки вдоль соединительных каналов 20 указывают потоки охлаждающей жидкости для охлаждения двигателя 3 внутреннего сгорания. Контур 1 охлаждения осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости. Антифриз может быть применен в качестве охлаждающей жидкости.

[0010] Насос 2 подает охлаждающую жидкость под давлением. Механический насос, приводимый в действие посредством мощности двигателя 3 внутреннего сгорания, может быть применен в качестве насоса 2. Насос 2 включает в себя впускное отверстие 21 для охлаждающей жидкости. Впускное отверстие 21 для охлаждающей жидкости расположен в корпусе насоса 2. На фиг.1 впускное отверстие 21 охлаждающей жидкости показано в положении, находящемся на расстоянии от насоса 2, для удобства описания. Впускное отверстие 21 охлаждающей жидкости может не быть частью насоса 2.

[0011] Двигатель 3 внутреннего сгорания является двигателем внутреннего сгорания водяного охлаждения, который должен охлаждаться охлаждающей жидкостью. Двигатель 3 внутреннего сгорания расположен с охлаждающим каналом, в котором охлаждающая жидкость должна протекать. EGR-клапан 4 регулирует расход выхлопного газа, протекающего обратно из выхлопной системы в систему впуска двигателя 3 внутреннего сгорания, т.е. EGR-газа. Дроссельное отверстие 11 составляет дроссель для регулирования расхода протекающей охлаждающей жидкости.

[0012] Мультирегулировочный клапан 5 изменяет состояние потока охлаждающей жидкости в каждом из множества теплообменников. Мультирегулировочный клапан называется MCV ниже. Радиатор 7 отопителя, охладитель 9 масла и радиатор 10 соединяются параллельно с MCV 5 в виде множества теплообменников. Радиатор 7 отопителя соединяется с MCV 5 через систему 6 использования тепла отработавших газов. Таким образом, каждый из множества теплообменников, соединенных параллельно с MCV 5, может быть соединен с MCV 5 через другую конфигурацию.

[0013] Система 6 использования тепла отработавших газов использует охлаждающую жидкость, чтобы регенерировать тепло из отработавшего воздуха двигателя 3 внутреннего сгорания. Таким образом, система 6 использования тепла отработавших газов регенерирует тепло отработавших газов двигателя 3 внутреннего сгорания, выполняя теплообмен между отработавшим воздухом двигателя 3 внутреннего сгорания и охлаждающей жидкостью. Система 6 использования тепла отработавших газов расположен в выпускном канале двигателя 3 внутреннего сгорания.

[0014] Радиатор 7 отопителя нагревает воздух, используемый, чтобы нагревать внутреннее пространство салона транспортного средства, в котором установлен двигатель 3 внутреннего сгорания, через излучение тепла от охлаждающей жидкости. Радиатор 7 отопителя нагревает воздух, выполняя теплообмен между воздухом и охлаждающей жидкостью. EGR-охладитель 8 охлаждает EGR-газ, выполняя теплообмен между охлаждающей жидкостью и EGR-газом. EGR-охладитель 8 расположен вместе с EGR-клапаном 4 в канале обратного потока выхлопа двигателя 3 внутреннего сгорания.

[0015] Охладитель 9 масла охлаждает смазочное масло трансмиссии для изменения скорости вращения на выходе двигателя 3 внутреннего сгорания через тепловое излучение в охлаждающую жидкость. Охладитель 9 масла охлаждает смазочное масло, выполняя теплообмен между смазочным маслом и охлаждающей жидкостью. Бесступенчатая трансмиссия может применяться в качестве трансмиссии. Трансмиссия может быть автоматической трансмиссией или механической трансмиссией.

[0016] Радиатор 10 излучает тепло от охлаждающей жидкости. В частности, радиатор 10 излучает тепло от охлаждающей жидкости, выполняя теплообмен между нагнетаемым, подаваемым воздухом или ветром от движения и охлаждающей жидкостью.

[0017] Соединительные каналы 20 формируют контуры C11 и C12 циркуляции. Контур C11 циркуляции является контуром циркуляции, включающим в себя насос 2, MCV 5 и систему 6 использования тепла отработавших газов. Контур C12 циркуляции является контуром циркуляции, включающим в себя насос 2 и систему 6 использования тепла отработавших газов.

[0018] Контур C11 циркуляции осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости через насос 2, двигатель 3 внутреннего сгорания, MCV 5, систему 6 использования тепла отработавших газов, радиатор 7 отопителя и EGR-охладитель 8 в таком порядке. MCV 5 расположен выше по потоку от системы 6 использования тепла отработавших газов в контуре C11 циркуляции. В частности, MCV 5 расположен между двигателем 3 внутреннего сгорания и системой 6 использования тепла отработавших газов. Радиатор 7 отопителя расположен ниже по потоку от системы 6 использования тепла отработавших газов в контуре C11 циркуляции. В частности, радиатор 7 отопителя расположен между системой 6 использования тепла отработавших газов и впускным отверстием 21 для охлаждающей жидкости.

[0019] Контур C12 циркуляции осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости через насос 2, двигатель 3 внутреннего сгорания, дроссельное отверстие 11, систему 6 использования тепла отработавших газов, радиатор 7 отопителя и EGR-охладитель 8 в таком порядке. Контур C12 циркуляции осуществляет циркуляцию в состоянии, когда насос 2 подает охлаждающую жидкость под давлением. Таким образом, контур C12 циркуляции направляет охлаждающую жидкость через систему 6 использования тепла отработавших газов в состоянии, когда насос 2 подает охлаждающую жидкость под давлением.

[0020] Контур C12 циркуляции соединяется с контуром C11 циркуляции в положении выше по потоку от системы 6 использования тепла отработавших газов. В частности, контур C12 циркуляции соединяется с контуром C11 циркуляции между MCV 5 и системой 6 использования тепла отработавших газов. Контур C12 циркуляции ответвляется от контура C11 циркуляции в положении выше по потоку от MCV 5. В частности, контур C12 циркуляции ответвляется от контура C11 циркуляции между насосом 2 и MCV 5. Более конкретно, контур C12 циркуляции ответвляется от контура C11 циркуляции между двигателем 3 внутреннего сгорания и MCV 5.

[0021] Дроссельное отверстие 11 делает расход охлаждающей жидкости, протекающей через систему 6 использования тепла отработавших газов по контуру C12 циркуляции, меньше, чем расход охлаждающей жидкости, протекающей через систему 6 использования тепла отработавших газов по контуру C11 циркуляции. Дроссельное отверстие 11 расположено в части контура C12 циркуляции, которая не является общей с контуром C11 циркуляции.

[0022] Соединительные каналы 20 также формируют контуры C13, C14 и C15 циркуляции. Контур C13 циркуляции является контуром циркуляции, включающим в себя насос 2 и EGR-клапан 4. Контур C14 циркуляции является контуром циркуляции, включающим в себя насос 2 и охладитель 9 масла. Контур C15 циркуляции является контуром циркуляции, включающим в себя насос 2 и радиатор 10.

[0023] Контур C13 циркуляции осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости через насос 2, двигатель 3 внутреннего сгорания, EGR-клапан 4 и EGR-охладитель 8 в таком порядке. Контур C14 циркуляции осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости через насос 2, двигатель 3 внутреннего сгорания, MCV 5 и охладитель 9 масла в таком порядке. Контур C15 циркуляции осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости через насос 2, двигатель 3 внутреннего сгорания, MCV 5 и радиатор 10 в таком порядке.

[0024] В таком контуре 1 охлаждения контуры C11, C14 и C15 циркуляции ответвляются друг от друга в MCV 5 и соединяются друг с другом во впускном отверстии 21 для охлаждающей жидкости.

[0025] Фиг.2 - это чертеж, показывающий систему 6 использования тепла отработавших газов. Система 6 использования тепла отработавших газов включает в себя блок 61 теплообмена для выполнения теплообмена между отработавшим воздухом и охлаждающей жидкостью. Блок 61 теплообмена расположен в системе 6 использования тепла отработавших газов. Отработавший воздух и охлаждающая жидкость протекают через блок 61 теплообмена, как указано стрелками. Система 6 использования тепла отработавших газов конфигурируется как система использования тепла без обхода, чтобы заставлять втекающий отработавший воздух протекать через блок 61 теплообмена. Контур C12 циркуляции использует блок 61 теплообмена совместно с контуром C11 циркуляции.

[0026] Фиг.3 - это схема, показывающая MCV 5. MCV 5 является поворотным клапаном и включает в себя отверстия 51, 52, 53 и 54 в качестве множества отверстий, корпус 55 поворотного клапана, гильзу 56, перепускной канал 57 и клапан 58 сброса давления.

[0027] Отверстие 51 соединяется с двигателем 3 внутреннего сгорания. Отверстие 52 соединяется с радиатором 7 отопителя, отверстие 53 - с охладителем 9 масла, а отверстие 54 - с радиатором 10. В частности, отверстие 52 соединяется с радиатором 7 отопителя через систему 6 использования тепла отработавших газов.

[0028] Отверстие 51 является отверстием, где отверстия 52, 53 и 54 соединяются и ответвляются. Отверстия 52, 53 и 54 соответствуют радиатору 7 отопителя, охладителю 9 масла и радиатору 10. Отверстия 51, 52, 53 и 54 размещаются на гильзе 56. Гильза 56 имеет трубчатую форму.

[0029] Корпус 55 поворотного клапана расположен в гильзе 56. Корпус 55 поворотного клапана открывает и закрывает отверстия 51, 52, 53 и 54 посредством поворотного движения. Корпус 55 поворотного клапана приводится в действие посредством актуатора для приведения в действие корпуса 55 поворотного клапана. Шаговый электромотор может быть применен в качестве этого актуатора.

[0030] Перепускной канал 57 является каналом, обходящим корпус 55 поворотного клапана и размещенным, чтобы предоставлять возможность сообщения между отверстиями 51 и 54, при этом отверстия 51, 52 и 54 перекрыты корпусом 55 поворотного клапана. Следует отметить, что перепускной канал 57 может быть размещен, чтобы предоставлять возможность сообщения между частью гильзы 56 не в соприкосновении с корпусом 55 поворотного клапана и отверстием 54 вместо сообщения между отверстиями 51 и 54.

[0031] Клапан 58 сброса давления расположен в перепускном канале 57. Клапан 58 сброса давления открывается и закрывается согласно действующему давлению охлаждающей жидкости. Клапан 58 сброса давления может быть использован в качестве клапана перепада давления, который открывается, когда перепад давления охлаждающей жидкости до и после этого клапана не ниже заданного давления, и закрывается, когда перепад давления охлаждающей жидкости до и после этого клапана ниже заданного давления.

[0032] MCV 5 имеет множество режимов открытия клапанов, которые должны быть описаны позже согласно поворотному положению корпуса 55 поворотного клапана.

[0033] Первый режим открытия клапанов является режимом перекрывания всех контуров циркуляции, проходящих через MCV 5, включающих в себя контур C11 циркуляции, в частности, контуры C11, C14 и С15 циркуляции здесь. В первом режиме открытия клапанов отверстия 52, 53 и 54 перекрываются. В качестве другого примера, отверстие 51 может также быть перекрыто в первом режиме открытия клапанов. Следует отметить, что режимы открытия клапанов также включают в себя случай, когда все контуры циркуляции, проходящие через MCV 5, перекрываются таким образом.

[0034] Второй режим открытия клапанов является режимом для того, чтобы направлять охлаждающую жидкость через радиатор 7 отопителя в обход радиатора 7 отопителя, охладителя 9 масла и радиатора 10. Третий режим открытия клапанов является режимом для того, чтобы направлять охлаждающую жидкость через радиатор 7 отопителя и охладитель 9 масла в обход радиатора 7 отопителя, охладителя 9 масла и радиатора 10. Четвертый режим открытия клапанов является режимом для того, чтобы направлять охлаждающую жидкость через радиатор 7 отопителя, охладитель 9 масла и радиатор 10. Во втором - четвертом режимах открытия клапанов охлаждающая жидкость может выборочно протекать, по меньшей мере, через любой один из радиатора 7 отопителя, охладителя 9 масла и радиатора 10.

[0035] Пятый режим открытия клапанов является режимом для того, чтобы направлять охлаждающую жидкость через радиатор 10 в обход радиатора 7 отопителя, охладителя 9 масла и радиатора 10. Пятый режим открытия клапанов включает в себя случай, когда охлаждающая жидкость выборочно протекает через радиатор 10 в обход радиатора 7 отопителя, охладителя 9 масла и радиатора 10, и случай, когда клапан 58 сброса давления открывается, в то время как выбрана первый режим открытия клапанов. В случае настоящего варианта осуществления охлаждающая жидкость может быть направлена только через радиатор 10 в обход радиатора 7 отопителя, охладителя 9 масла и радиатора 10 в пятом режиме открытия клапанов.

[0036] Далее описываются основные функции и действия контура 1 охлаждения согласно настоящему варианту осуществления. Фиг.4 - это схема, показывающая контур 1' охлаждения в качестве сравнительного примера контура 1 охлаждения. По сравнению с контуром 1 охлаждения контур 1' охлаждения не включает в себя дроссельное отверстие 11 и контур C12 циркуляции. В таком контуре 1' охлаждения поток охлаждающей жидкости в систему 6 использования тепла отработавших газов может быть остановлен посредством MCV 5. MCV 5 останавливает поток охлаждающей жидкости к системе 6 использования тепла отработавших газов, например, в случае перекрывания отверстий 52, 53 и 54 посредством первом режиме открытия клапанов, чтобы способствовать прогреву двигателя.

[0037] В этом случае расход охлаждающей жидкости, протекающей через двигатель 3 внутреннего сгорания, уменьшается посредством перекрывания всех контуров циркуляции, проходящих через MCV 5, т.е. контуров C11, C14 и C15 циркуляции. В результате стимулируется прогрев двигателя. В этом случае прогрев двигателя стимулируется также посредством предотвращения излучения тепла охлаждающей жидкости в радиаторе 10.

[0038] Однако, в контуре 1' охлаждения, температура охлаждающей жидкости чрезмерно увеличивается в системе 6 использования тепла отработавших газов, и охлаждающая жидкость закипает в состоянии, когда поток охлаждающей жидкости к системе 6 использования тепла отработавших газов останавливается, как описано выше, что приводит в результате к тому, что в охлаждающей жидкости могут формироваться пузырьки.

[0039] Такая ситуация может возникать, например, когда большой объем отработавшего воздуха двигателя 3 внутреннего сгорания течет в систему 6 использования тепла отработавших газов, в состоянии, описанном выше, когда контуры C11, C14 и C15 циркуляции перекрываются посредством MCV 5. Дополнительно, это может происходить, когда MCV 5 больше не может приводиться в действие вследствие механической проблемы, такой как фиксация, или электрической, или проблемы управления. Когда пузырьки формируются в охлаждающей жидкости, сформировавшиеся пузырьки могут вызывать нарушение подачи под давлением насоса 2.

[0040] Принимая во внимание такую ситуацию, контур 1 охлаждения включает в себя двигатель 3 внутреннего сгорания, насос 2, MCV 5, систему 6 использования отработавших газов и контуры C11 и C12 циркуляции.

[0041] Контур 1 охлаждения, сконфигурированный, как описано выше, предоставляет возможность охлаждающей жидкости циркулировать в контуре C12 циркуляции, в то же время обеспечивая минимальный расход, который является расходом, который не вызывает нарушения подачи под давлением насоса 2, даже если пузырьки сформировались в системе 6 использования тепла отработавших газов, в состоянии, когда контур C11 циркуляции перекрыт посредством MCV 5. Таким образом, представляется возможным предотвращать возникновение нарушения подачи под давлением в насосе 2 вследствие пузырьков, сформировавшихся в системе 6 использования тепла отработавших газов. Контур 1 охлаждения, сконфигурированный, как описано выше, может показывать вышеописанные функции и действия, когда контур C12 циркуляции осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости в состоянии, когда насос 2 подает охлаждающую жидкость под давлением.

[0042] В контуре 1 охлаждения MCV 5 расположен выше по потоку от системы 6 использования тепла отработавших газов в контуре C11 циркуляции. Дополнительно, контур C12 циркуляции ответвляется от контура C11 циркуляции в положении выше по потоку от MCV 5 и соединяется с контуром C11 циркуляции в положении ниже по потоку от MCV 5 и выше по потоку от системы 6 использования тепла отработавших газов (в частности, между MCV 5 и системой 6 использования тепла отработавших газов) в контуре C11 циркуляции. В случае наличия такой конфигурации контур 1 охлаждения предоставляет возможность охлаждающей жидкости циркулировать в контуре C12 циркуляции, в то же время обеспечивая минимальный расход в состоянии, когда контур C11 циркуляции перекрывается посредством MCV 5. В результате представляется возможным предотвращать возникновение нарушения подачи под давлением в насосе 2 вследствие пузырьков, сформировавшихся в системе 6 использования тепла отработавших газов.

[0043] В контуре 1 охлаждения расход охлаждающей жидкости, проходящей через систему 6 использования тепла отработавших газов по контуру C12 циркуляции, меньше расхода охлаждающей жидкости, проходящей через систему 6 использования тепла отработавших газов по контуру C11 циркуляции. Это обусловлено тем, что возникновение нарушения подачи под давлением в насосе 2 может быть предотвращено, если может быть обеспечен минимальный расход. В случае наличия такой конфигурации контур 1 охлаждения может предотвращать возникновение нарушения подачи под давлением в насосе 2 вследствие пузырьков, сформировавшихся в системе 6 использования тепла отработавших газов, в то же время соответствуя первому и пятому режимам открытия клапанов без формирования резкого структурного изменения или изменения управления.

[0044] В контуре 1 охлаждения множество теплообменников, соединенных параллельно с MCV 5, включают в себя радиатор 7 отопителя, и контур C11 циркуляции включает в себя радиатор 7 отопителя. Контур 1 охлаждения, сконфигурированный таким образом, предоставляет возможность дополнительного улучшения радиатора 7 отопителя. Контур 1 охлаждения, сконфигурированный таким образом, может, в частности, содействовать нагреву воздуха, используемого, чтобы обогревать внутреннее пространство салона, когда радиатор 7 отопителя расположен ниже по потоку от системы 6 использования тепла отработавших газов в контуре C11 циркуляции.

[0045] В контуре 1 охлаждения MCV 5 имеет первый режим открытия клапанов. Контур 1 охлаждения подходит в случае такой конфигурации, принимая во внимание формирование пузырьков в охлаждающей жидкости, как описано выше с помощью контура 1' охлаждения.

[0046] В контуре 1 охлаждения множество теплообменников, соединенных параллельно с MCV 5, включают в себя радиатор 7 отопителя, охладитель 9 масла и радиатор 10. MCV 5 дополнительно имеет второй, третий и четвертый режимы открытия клапанов. В случае наличия такой конфигурации контур 1 охлаждения может предотвращать возникновение нарушения подачи под давлением в насосе 2 вследствие пузырьков, сформировавшихся в системе 6 использования тепла отработавших газов.

[0047] Пятый режим открытия клапанов выбирается, когда температура охлаждающей жидкости является высокой. Дополнительно, пятый режим открытия клапанов выбирается посредством открытия клапана 58 сброса давления как отказоустойчивый, когда механическая, электрическая или проблема управления возникает в MCV 5, в то время как выбран первый режим открытия клапанов. Когда пятый режим открытия клапанов, включающий в себя предохранительное средство, выбирается таким способом, температура охлаждающей жидкости является высокой, и пузырьки вероятно должны формироваться в системе 6 использования тепла отработавших газов. В свете такой ситуации контур 1 охлаждения является подходящим, когда MCV 5 дополнительно имеет пятый режим открытия клапанов.

[0048] В контуре 1 охлаждения система 6 использования тепла отработавших газов конфигурируется как безотходная система использования тепла отработавших газов. В этом случае отработавший воздух, втекающий в систему 6 использования тепла отработавших газов, протекает через блок 61 теплообмена. В результате, если рабочее состояние двигателя является состоянием высокой нагрузки с высокой скоростью вращения, температура охлаждающей жидкости, вероятно, должна быть чрезмерно увеличенной за счет большого объема отработавшего воздуха. Соответственно, пузырьки вероятно должны формироваться в системе 6 использования тепла отработавших газов. Таким образом, контур 1 охлаждения подходит, когда система 6 использования тепла отработавших газов конфигурируется, как описано выше.

[0049] Расход охлаждающей жидкости, проходящей через систему 6 использования тепла отработавших газов по контуру C12 циркуляции, может быть задан в диапазоне от 1/30 до 1/10 расхода охлаждающей жидкости, выпускаемой насосом 2. В частности, в контуре 1 охлаждения расход охлаждающей жидкости, выпущенной насосом 2, составляет приблизительно 10 л/мин, когда частота вращения двигателя 3 внутреннего сгорания составляет от 1000 об/мин до 2000 об/мин. Когда расход охлаждающей жидкости, выпускаемой насосом 2, составляет 10 л/мин, расход охлаждающей жидкости, проходящей через систему 6 использования тепла отработавших газов по контуру C12 циркуляции, задается в диапазоне от 0,3 л/мин до 1 л/мин.

[0050] Таким образом, даже в ситуации, когда задается выходное ограничение двигателя 3 внутреннего сгорания, когда выбран пятый режим открытия клапанов, соответствующий отказоустойчивому средству, например, отношение пузырьков, содержащихся в охлаждающей жидкости, втекающей в насос 2, может быть задано ниже 0,5%, при котором работа насоса 2 становится неустойчивой.

[0051] (Второй вариант осуществления)

Фиг.5 - это схематичный чертеж конфигурации контура 1 охлаждения согласно второму варианту осуществления. В настоящем варианте осуществления соединительные каналы 20 формируют следующие контуры C11 и C12 циркуляции. В настоящем варианте осуществления контур C12 циркуляции дублируется как контур C13 циркуляции. Контуры C14 и C15 циркуляции формируются как в первом варианте осуществления.

[0052] Контур C11 циркуляции осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости через насос 2, двигатель 3 внутреннего сгорания, MCV 5, радиатор 7 отопителя, систему 6 использования тепла отработавших газов и EGR-охладитель 8 в таком порядке. Таким образом, радиатор 7 отопителя расположен выше по потоку от системы 6 использования тепла отработавших газов в контуре C11 циркуляции. В частности, радиатор 7 отопителя расположен между MCV 5 и системой 6 использования тепла отработавших газов. Контур C12 циркуляции осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости через насос 2, двигатель 3 внутреннего сгорания, EGR-клапан 4, систему 6 использования тепла отработавших газов и EGR-охладитель 8 в таком порядке.

[0053] Контур 1 охлаждения согласно настоящему варианту осуществления не включает в себя дроссельное отверстие 11. Вместо этого в контуре 1 охлаждения согласно настоящему варианту осуществления соединительный канал 20 контура C12 циркуляции в части, которая не является общей с контуром C11 циркуляции, частично или полностью конфигурируется следующим образом. В частности, расход охлаждающей жидкости, протекающей через систему 6 использования тепла отработавших газов по контуру C12 циркуляции, задается ниже расхода охлаждающей жидкости, протекающей через систему 6 использования тепла отработавших газов по контуру C11 циркуляции.

[0054] Далее описываются основные функции и действия контура 1 охлаждения согласно настоящему варианту осуществления. Контур 1 охлаждения согласно настоящему варианту осуществления также предоставляет возможность охлаждающей жидкости циркулировать в контуре C12 циркуляции, в то же время обеспечивая минимальный расход в состоянии, когда контур C11 циркуляции перекрыт посредством MCV 5. Таким образом, представляется возможным предотвращать возникновение нарушения подачи под давлением в насосе 2 вследствие пузырьков, сформировавшихся в системе 6 использования тепла отработавших газов.

[0055] В настоящем варианте осуществления радиатор 7 отопителя расположен выше по потоку от системы 6 использования тепла отработавших газов в контуре C11 циркуляции. Контур 1 охлаждения, сконфигурированный таким образом, предоставляет возможность улучшения радиатора 7 отопителя. В частности, в случае наличия такой конфигурации, контур 1 охлаждения может предотвращать скапливание пузырьков, сформировавшихся в системе 6 использования тепла отработавших газов, в радиаторе 7 отопителя, приводящее к снижению эффективности теплообмена.

[0056] Контур 1 охлаждения может также задавать расход охлаждающей жидкости, протекающей через систему 6 использования тепла отработавших газов по контуру C12 циркуляции вышеописанным способом вместо включения в себя дроссельного отверстия 11.

[0057] (Третий вариант осуществления)

Фиг.6 - это схематичный чертеж конфигурации контура 1 охлаждения согласно третьему варианту осуществления. В настоящем варианте осуществления двигатель 3 внутреннего сгорания включает в себя выпускное отверстие 31 для охлаждающей жидкости. На фиг.6 выпускное отверстие 31 для охлаждающей жидкости показано в положении, расположенном на расстоянии от двигателя 3 внутреннего сгорания для удобства описания. Выпускное отверстие 31 для охлаждающей жидкости может не быть частью двигателя 3 внутреннего сгорания. В настоящем варианте осуществления насос 2 не включает в себя впускное отверстие 21 для охлаждающей жидкости, чтобы вынуждать контуры C11, C14 и C15 циркуляции соединяться друг с другом. В настоящем варианте осуществления MCV 5 выполнен с возможностью соединяться с впускной стороной насоса 2. Контур 1 охлаждения не включает в себя дроссельное отверстие 11, как во втором варианте осуществления.

[0058] В настоящем варианте осуществления соединительные каналы 20 формируют следующие контуры C11, C12, C14 и C15 циркуляции. В настоящем варианте осуществления контур C12 циркуляции дублируется как контур C13 циркуляции.

[0059] Контур C11 циркуляции осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости через насос 2, двигатель 3 внутреннего сгорания, систему 6 использования тепла отработавших газов, радиатор 7 отопителя, EGR-охладитель 8 и MCV 5 в таком порядке. Таким образом, MCV 5 расположен ниже по потоку от системы 6 использования тепла отработавших газов в контуре C11 циркуляции. Контур C12 циркуляции осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости через насос 2, двигатель 3 внутреннего сгорания, систему 6 использования тепла отработавших газов, радиатор 7 отопителя и EGR-клапан 4 в таком порядке.

[0060] Контур C12 циркуляции ответвляется от контура C11 циркуляции в положении ниже по потоку от системы 6 использования тепла отработавших газов. В частности, контур C12 циркуляции ответвляется от контура C11 циркуляции между системой 6 использования тепла отработавших газов и MCV 5. Контур C12 циркуляции соединяется с контуром C11 циркуляции в положении ниже по потоку от MCV 5. В частности, контур C12 циркуляции соединяется с контуром C11 циркуляции между MCV 5 и насосом 2.

[0061] Контур C14 циркуляции осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости через насос 2, двигатель 3 внутреннего сгорания, охладитель 9 масла и MCV 5 в таком порядке. Контур C15 циркуляции осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости через насос 2, двигатель 3 внутреннего сгорания, радиатор 10 и MCV 5 в таком порядке.

[0062] В таком контуре 1 охлаждения контуры C11, C14 и C15 циркуляции ответвляются друг от друга в выпускном отверстии 31 для охлаждающей жидкости и соединяются друг с другом в MCV 5.

[0063] Далее описываются основные функции и действия контура 1 охлаждения согласно настоящему варианту осуществления. В контуре 1 охлаждения согласно настоящему варианту осуществления MCV 5 расположен ниже по потоку от системы 6 использования тепла отработавших газов в контуре C11 циркуляции. Дополнительно, контур C12 циркуляции ответвляется от контура C11 циркуляции в положении ниже по потоку от системы 6 использования тепла отработавших газов и выше по потоку от MCV 5 (т.е. между системой 6 использования тепла отработавших газов и MCV 5) в контуре C11 циркуляции и соединяется с контуром C11 циркуляции в положении ниже по потоку от MCV 5. Также в случае наличия такой конфигурации контур 1 охлаждения предоставляет возможность охлаждающей жидкости циркулировать в контуре C12 циркуляции, в то же время обеспечивая минимальный расход в состоянии, когда контур C11 циркуляции перекрыт посредством MCV 5. Таким образом, представляется возможным предотвращать возникновение нарушения подачи под давлением в насосе 2 вследствие пузырьков, сформировавшихся в системе 6 использования тепла отработавших газов.

[0064] (Четвертый вариант осуществления)

Фиг.7 - это схематичный чертеж конфигурации контура 1 охлаждения согласно четвертому варианту осуществления. В настоящем варианте осуществления MCV 5 расположен выше по потоку от системы 6 использования тепла отработавших газов в контуре C11 циркуляции, как в первом и втором вариантах осуществления. В настоящем варианте осуществления система 6 использования тепла отработавших газов расположен выше по потоку от охладителя 9 масла. В частности, система 6 использования тепла отработавших газов расположен между MCV 5 и охладителем 9 масла. Контур 1 охлаждения не включает в себя дроссельное отверстие 11, как во втором варианте осуществления.

[0065] В настоящем варианте осуществления соединительные каналы 20 формируют следующие контуры C11, C12 и C16 циркуляции. Контур C11 циркуляции дублируется как контур C14 циркуляции. Контуры C13 и C15 циркуляции формируются, как в первом варианте осуществления.

[0066] Контур C11 циркуляции осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости через насос 2, двигатель 3 внутреннего сгорания, MCV 5, систему 6 использования тепла отработавших газов и охладитель 9 масла в таком порядке. Контур C12 циркуляции осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости через насос 2, двигатель 3 внутреннего сгорания, систему 6 использования тепла отработавших газов и охладитель 9 масла в таком порядке. Таким образом, контуры C11, C12 циркуляции включают в себя охладитель 9 масла. Контур C16 циркуляции является контуром циркуляции, включающим в себя радиатор 7 отопителя. Контур C16 циркуляции осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости через насос 2, двигатель 3 внутреннего сгорания, MCV 5, радиатор 7 отопителя и EGR-охладитель 8 в таком порядке.

[0067] В контуре 1 охлаждения, сконфигурированном таким образом, контуры C11, C15 и C16 циркуляции ответвляются друг от друга в MCV 5 и соединяются друг с другом во впускном отверстии 21 для охлаждающей жидкости.

[0068] Далее описываются основные функции и действия контура 1 охлаждения согласно настоящему варианту осуществления. Контур 1 охлаждения согласно настоящему варианту осуществления также предоставляет возможность охлаждающей жидкости циркулировать в контуре C12 циркуляции, в то же время обеспечивая минимальный расход в состоянии, когда контур C11 циркуляции перекрыт посредством MCV 5. Таким образом, представляется возможным предотвращать возникновение нарушения подачи под давлением в насосе 2 вследствие пузырьков, сформировавшихся в системе 6 использования тепла отработавших газов.

[0069] В контуре 1 охлаждения согласно настоящему варианту осуществления множество теплообменников, соединенных параллельно с MCV 5, включают в себя охладитель 9 масла. Дополнительно, контуры C11 и C12 циркуляции включают в себя охладитель 9 масла, и система 6 использования тепла отработавших газов расположен выше по потоку от охладителя 9 масла. Контур 1 охлаждения, сконфигурированный таким образом, может использовать тепло, регенерированное системой 6 использования тепла отработавших газов, чтобы нагревать смазочное масло в охладителе 9 масла. Это дополнительно предоставляет возможность прогрева трансмиссии для изменения скорости вращения на выходе двигателя 3 внутреннего сгорания. В частности, контур 1 охлаждения может улучшать топливную экономичность двигателя 3 внутреннего сгорания посредством прогрева трансмиссии.

[0070] (Пятый вариант осуществления)

Фиг.8 - это схематичный чертеж конфигурации контура 1 охлаждения согласно пятому варианту осуществления. В настоящем варианте осуществления соединительные каналы 20 формируют следующий контур C12 циркуляции. Контуры C11, C13, C14 и C15 циркуляции формируются, как в первом варианте осуществления. Контур 1 охлаждения не включает в себя дроссельное отверстие 11, как во втором варианте осуществления.

[0071] В настоящем варианте осуществления контур C12 циркуляции осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости через насос 2, двигатель 3 внутреннего сгорания, MCV 5, систему 6 использования тепла охлаждающей жидкости, радиатор 7 отопления и EGR-охладитель 8 в таком порядке. Контур C12 циркуляции, сконфигурированный таким образом, дополнительно включает в себя MCV 5 в дополнение к системе 6 использования тепла отработавших газов. Дополнительно, охлаждающая жидкость направляется через отверстие 54.

[0072] В настоящем варианте осуществления MCV 5 не имеет первом режиме открытия клапанов, в то же время имея второй, третий, четвертый и пятый режимы открытия клапанов в качестве множества режимов открытия клапанов. В настоящем варианте осуществления охлаждающая жидкость направляется также через радиатор 7 отопителя по контуру C12 циркуляции в случае выборочного направления охлаждающей жидкости через радиатор 10 в обход радиатора 7 отопителя, охладителя 9 масла и радиатора 10 в пятом режиме открытия клапанов.

[0073] Далее описываются основные функции и действия контура 1 охлаждения настоящего варианта осуществления. Контур 1 охлаждения настоящего варианта осуществления конфигурируется, как описано выше. В результате, представляется возможным осуществлять циркуляцию охлаждающей жидкости по контуру C12 циркуляции, в то же время обеспечивая минимальный расход, в то время как выбран пятый режим открытия клапанов, включающий в себя предохранительное средство. Таким образом, контур 1 охлаждения, сконфигурированный таким образом, может предотвращать возникновение нарушения подачи под давлением в насосе 2 вследствие пузырьков, сформировавшихся в системе 6 использования тепла отработавших газов, в то время как выбран пятый режим открытия клапанов, включающий в себя предохранительное средство.

[0074] Хотя варианты осуществления настоящего изобретения были описаны выше, вышеописанные варианты осуществления являются просто иллюстрацией некоторых примеров применения настоящего изобретения и не предназначены, чтобы ограничивать технические рамки настоящего изобретения конкретными конфигурациями вышеописанных вариантов осуществления.

[0075] В вышеописанных вариантах осуществления был описан случай, когда система 6 использования тепла отработавших газов соединяется последовательно с любым из множества теплообменников, соединенных параллельно с MCV 5. Однако система 6 использования тепла отработавших газов может быть не соединена последовательно ни с одним из множества теплообменников. В частности, система 6 использования тепла отработавших газов может быть отдельно размещена в качестве теплообменника в контуре C11 циркуляции.

[0076] Как показано на фиг.9, MCV 5 может быть сконфигурирован, чтобы включать в себя электромагнитные клапаны 591-593, которые являются множеством электромагнитных клапанов. MCV 5, показанный на фиг.9, включает в себя электромагнитные клапаны 591-593 вместо корпуса 55 поворотного клапана по сравнению с множеством МСV 5 вышеописанных вариантов осуществления, и электромагнитные клапаны 591-593 отдельно управляются, чтобы открываться и закрываться, чтобы соответствовать вышеупомянутым первому-пятому режимам открытия клапанов. Электромагнитные клапаны 591-593 соответственно размещаются в отверстиях 52, 53 и 54. Множество теплообменников могут быть соединены параллельно такому MCV 5 также.

[0077] Как показано на фиг.10, система использования тепла отработавших газов с обходом, дополнительно включающая в себя перепускной канал 62, обходящий блок 61 теплообмена, и перепускной клапан 63 для открытия и перекрывания перепускного канала 62, может также быть применена в качестве системы 6 использования тепла отработавших газов. Клапан, чтобы направлять отработавший воздух через блок 61 теплообмена в случае перекрывания перепускного канала 62, может быть применен в качестве перепускного клапана 63.

[0078] Также в этом случае контур 1 охлаждения может предотвращать возникновение нарушения подачи под давлением в насосе 2 вследствие пузырьков, сформировавшихся в системе 6 использования тепла отработавших газов, например, когда отказ возникает с перепускным клапаном 63 в состоянии, когда перепускной канал 62 удерживается перекрытым.

Claims

1. Контур охлаждения для двигателей внутреннего сгорания, содержащий:

двигатель внутреннего сгорания;

блок подачи под давлением для подачи охлаждающей жидкости под давлением, при этом охлаждающая жидкость охлаждает двигатель внутреннего сгорания;

блок клапанов, имеющий множество теплообменников, соединенных параллельно с ним;

систему использования тепла отработавших газов для регенерации тепла из отработавшего воздуха двигателя внутреннего сгорания посредством охлаждающей жидкости;

первый контур циркуляции, включающий в себя блок подачи под давлением, блок клапанов и систему использования тепла отработавших газов; и

второй контур циркуляции, включающий в себя блок подачи под давлением и систему использования тепла отработавших газов;

причем расход охлаждающей жидкости, протекающей через систему использования тепла отработавших газов по второму контуру циркуляции, меньше расхода охлаждающей жидкости, протекающей через систему использования тепла отработавших газов по первому контуру циркуляции.

2. Контур охлаждения для двигателей внутреннего сгорания по п. 1, в котором:

блок клапанов расположен выше по потоку от системы использования тепла отработавших газов в первом контуре циркуляции; и

второй контур циркуляции ответвляется от первого контура циркуляции в положении выше по потоку от блока клапанов и соединяется с первым контуром циркуляции в положении выше по потоку от системы использования тепла отработавших газов.

3. Контур охлаждения для двигателей внутреннего сгорания по п. 1, в котором:

блок клапанов расположен ниже по потоку от системы использования тепла отработавших газов в первом контуре циркуляции; и

второй контур циркуляции ответвляется от первого контура циркуляции в положении ниже по потоку от системы использования тепла отработавших газов и соединяется с первым контуром циркуляции в положении ниже по потоку от блока клапанов.

4. Контур охлаждения для двигателей внутреннего сгорания по п. 1, в котором:

множество теплообменников включает в себя отопитель для нагрева воздуха, используемого, чтобы нагревать внутреннее пространство салона транспортного средства, в котором установлен двигатель внутреннего сгорания, посредством излучения тепла от охлаждающей жидкости;

при этом первый контур циркуляции дополнительно включает отопитель.

5. Контур охлаждения для двигателей внутреннего сгорания по п. 1, в котором:

множество теплообменников включают в себя охладитель для охлаждения смазочного масла трансмиссии для изменения скорости вращения на выходе двигателя внутреннего сгорания посредством излучения тепла в охлаждающую жидкость; и

первый и второй контуры циркуляции дополнительно включают в себя охладитель, и система использования тепла отработавших газов расположена выше по потоку от охладителя.

6. Контур охлаждения для двигателей внутреннего сгорания по п. 2 или 3, в котором:

блок клапанов имеет режим открытия клапанов для перекрывания всех контуров циркуляции, проходящих через блок клапанов, включая первый контур циркуляции.

7. Контур охлаждения для двигателей внутреннего сгорания по п. 6, в котором:

множество теплообменников включают в себя:

отопитель для нагрева воздуха, используемого, чтобы нагревать внутреннее пространство салона транспортного средства, в котором установлен двигатель внутреннего сгорания, посредством излучения тепла от охлаждающей жидкости;

охладитель для охлаждения смазочного масла трансмиссии для изменения скорости вращения на выходе двигателя внутреннего сгорания посредством излучения тепла в охлаждающую жидкость; и

радиатор для излучения тепла охлаждающей жидкости; и

блок клапанов дополнительно имеет:

режим открытия клапанов, чтобы направлять охлаждающую жидкость через отопитель в обход множества теплообменников;

режим открытия клапанов, чтобы направлять охлаждающую жидкость через отопитель и охладитель в обход множества теплообменников; и

режим открытия клапанов, чтобы направлять охлаждающую жидкость через отопитель, охладитель и радиатор, в обход множества теплообменников.

8. Контур охлаждения для двигателей внутреннего сгорания по п. 7, в котором:

блок клапанов дополнительно имеет режим открытия клапанов, чтобы направлять охлаждающую жидкость только через радиатор в обход множества теплообменников.

9. Контур охлаждения для двигателей внутреннего сгорания по п. 1, в котором:

второй контур циркуляции дополнительно включает в себя блок клапанов и направляет охлаждающую жидкость через отверстие блока клапанов, охлаждающая жидкость протекает через радиатор через отверстие.

10. Контур охлаждения для двигателей внутреннего сгорания по п. 1, в котором:

система использования тепла отработавших газов включает в себя блок теплообмена для выполнения теплообмена между отработавшим воздухом и охлаждающей жидкостью;

система использования тепла отработавших газов выполнена в виде безобходной системы использования тепла для направления втекающего отработавшего воздуха через блок теплообмена.

11. Контур охлаждения для двигателей внутреннего сгорания по п. 1, в котором:

второй контур циркуляции осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости в состоянии, когда блок подачи под давлением подает охлаждающую жидкость под давлением.