[發明專利]用于保持發動機缸體冷卻劑套內無流動策略的被單獨冷卻的渦輪增壓器

有效

• 申請號: 201110158385.0
• 申請日: 2011-06-07
• 公開（公告）號: CN102269037A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: K·庫荷爾巴茨;B·施泰納;J·梅林
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F01P3/00
• 分類號: F01P3/00;F01P3/12;F01P3/02;F01D25/14;F02G5/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

技術領域

本發明涉及一種內燃發動機，其具有發動機缸體冷卻劑套和汽缸蓋冷卻劑套，且具有被設置成其渦輪機處于排氣通道中的渦輪增壓器。

背景技術

發動機缸體冷卻劑套和汽缸蓋冷卻劑套已被開發用于為發動機去熱而提高發動機運行。例如，EP?0?038?556B1描述了內燃發動機的冷卻系統。借助于第一泵，傳送冷卻劑穿過汽缸蓋冷卻劑套。第二泵傳送冷卻劑穿過汽缸體冷卻劑套。雖然兩個冷卻劑套在內燃發動機內沒有任何關聯，但均在主回路管路系統的出口側打開。冷卻器旁路系統從主回路管路系統中分支出，該冷卻器旁路系統通向汽缸蓋冷卻劑套的汽缸蓋進口并且通向汽缸體冷卻劑套的汽缸體進口。借助控制閥，阻止冷卻劑流動至冷卻器并且允許冷卻劑流動穿過冷卻器旁路系統。借助第二控制閥，中斷穿過汽缸體冷卻劑套的冷卻劑流動。

已知內燃發動機的發動機汽缸體和汽缸蓋在各自情況下被彼此單獨地由冷卻劑回路的冷卻劑橫穿。以此方式，主要熱連接至燃燒室壁和排氣傳導裝置的汽缸蓋和主要熱連接至摩擦部位的發動機汽缸體能夠被區別性地冷卻。這種所謂的“分離冷卻劑系統(split?cooling?system)”(分離冷卻劑回路)的目標是：在內燃發動機的預熱階段冷卻汽缸蓋，且同時最開始不冷卻發動機汽缸體(無流動策略)，以便發動機汽缸體可更迅速地升溫至所需工作溫度。

例如，申請人的EP?1?900?919A1公開了內燃發動機的分離冷卻劑回路(split?coolant?circuit)，提供了汽缸蓋冷卻劑套和發動機缸體冷卻劑套，其中分離冷卻劑回路具有泵、冷卻器、控溫器和加熱裝置，并且冷卻劑在分離冷卻劑回路中循環。控溫器被設置成使得在冷卻劑超過預定溫度時，控制穿過發動機缸體冷卻劑套及穿過冷卻器的冷卻劑流動。

通過這些措施(分開冷卻)，預熱階段的摩擦損失可被降低，然而，還已知更迅速地加熱了發動機油、加熱了冷卻劑或者加熱了活塞裙的表面。

試圖盡可能長地保持阻止冷卻劑流動穿過汽缸體冷卻劑套(汽缸體冷卻劑套的所謂“無流動策略”)，以便減少預熱階段期間的摩擦損失，具體是在內燃發動機的冷起動之后的摩擦損失。例如，已知在汽缸體冷卻劑套和汽缸蓋冷卻劑套之間制造內部聯系，從而在汽缸體冷卻劑套中零流動期間形成的冷卻劑蒸氣可被引導至汽缸蓋冷卻劑套，優選地進入進口側汽缸蓋冷卻劑套。通過排出熱氣(這些熱氣自然地收集在上部區域)，汽缸體冷卻劑套的無流動策略可被保持更長時間，因為熱蒸汽聚集的所述區域可被冷卻劑橫穿，從而有利地阻止了所述區域中的熱損壞。

在汽缸體冷卻劑套的無流動策略的情況下，或在分開冷卻概念的情況下，可導致很少熱量傳到例如機艙加熱裝置以便例如預熱機艙或者以便為窗戶除霜的情況。

渦輪增壓器具有渦輪機和壓縮機，其中渦輪機借助排氣流被驅動，從而壓縮機側能夠產生被壓縮的空氣，所述被壓縮的空氣被供給至內燃發動機。渦輪機殼體由例如高合金鑄鋼制造，以便承受排氣的高溫負載。生產鑄鋼是非常昂貴的，特別是由于它的合金元件，例如37wt.％的鎳。然而，鑄鋼不僅昂貴而且具有相對大的重量，整體上來講，任何額外的重量在機動車輛的燃料消耗上都具有不利的影響。

發明內容

因此，本發明基于使用簡單裝置改進在背景技術中描述的內燃發動機類型的目的，從而在所述內燃發動機中，即便在汽缸體冷卻劑套的無流動策略下，仍能獲得例如用于機艙加熱裝置的適量熱流動，其中還試圖獲得關于降低具體為渦輪增壓器重量的優點，以便降低燃料的消耗。

根據本發明，通過具有本發明特征的內燃發動機來實現該目的，其中渦輪增壓器，優選地是其渦輪機殼體具有冷卻回路，所述冷卻回路與汽缸體冷卻劑套獨立并被聯接至公共泵，至少通向渦輪增壓器的旁路被提供在泵的下游和汽缸體水冷進口的上游。

應指出，不是僅在專利權利要求中獨立限定的特征可通過任何期望的易于理解的技術方式與另一特征組合并且公開了本發明的其他實施例。具體結合附圖的說明書進一步描述并且指明了本發明。