[发明专利]用于增压燃烧发动机的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于增压燃烧发动机的装置。

背景技术

能够被供给至增压燃烧发动机的空气的量不仅取决于空气压力而且取决于空气温度。供给最大可能的量的空气至燃烧发动机需要空气在其被引导至燃烧发动机时处于高压和低温下。当空气需要压缩至高压时，有利的是，其以两个阶段被压缩。这可以包括使空气接受第一压缩步骤的第一涡轮单元的压缩机，以及使空气接受第二压缩步骤的第二涡轮单元中的压缩机。使空气在两个压缩步骤之间冷却是已知的实践。空气在其已经承受第一压缩步骤之后的冷却使得空气处于较低的比容下、即每单位重量占据较小的容积。由于压缩机通常具有在其中接收和压缩空气的定容空间，因此这种中间冷却使得较大量的空气可以被抽吸进第二压缩机中并且接受第二压缩步骤。因此期望的是，在所述压缩之间将空气冷却至尽可能低的温度。还期望的是，在第二压缩步骤之后，将空气冷却至使得尽可能大量的压缩空气可以被引入燃烧发动机中的低温。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于增压燃烧发动机的装置，由此压缩空气在其被引导至燃烧发动机之前可以被冷却至非常低的温度。

所述目的利用在引言中提到的类型的装置而实现，所述装置的特征在于权利要求1的特征部分中所指出的特征。当空气被压缩时，其获得升高的温度，这与空气的被压缩到的压力相关。当空气被压缩至高压时，为了使空气可以在其被引导至燃烧发动机之前被冷却至低温，因此需要对空气进行有效的冷却。因此根据本发明，使用了带有可以被称作低温冷却系统的第二冷却系统的装置。因此冷却增压空气冷却器中的空气的冷却剂可以在其被引导通过增压空气冷却器时处于低温。增压空气冷却器有利地是称为逆流式热交换器的类型，以使得被引入增压空气冷却器的冷的冷却剂接触到从增压空气冷却器被引出的空气。利用合适地设定尺寸的增压空气冷却器，增压空气在此可以被冷却至接近冷却剂温度的温度。因此增压空气可以在其被引导至燃烧发动机之前获得低温。

根据本发明的一个优选实施方式，所述第二冷却系统中的冷却剂预定为在第一散热器元件中被空气冷却。这为冷却剂提供了简单的方式以在第一散热器元件中承受良好的冷却。散热器风扇有利地适于提供通过第一散热器元件的强制空气流，以使得冷却剂的冷却更有效。然而，如果空气处于对应于环境温度的温度，以使得在第一散热器元件中实现冷却剂尽可能有效的冷却，则是有利的。第二冷却系统中的冷却剂有利地适于在第二散热器元件中被处于环境温度的空气冷却。冷却剂因此能够被冷却至接近环境温度的温度。同样，散热器风扇有利地适于提供通过第二散热器元件的强制空气流，以使得冷却剂的冷却更有效。

根据本发明的另一个优选实施方式，所述第二冷却系统包括带有已经通过第一散热器元件接受第一步冷却的冷却剂的第一管线、以及带有已经通过第二散热器元件接受第二步冷却的冷却剂的第二管线。因此第二冷却系统具有在第一管线中处于第一温度的冷却剂和在第二管线中处于第二温度的冷却剂。处于不同温度的冷却剂可以用于冷却具有不同冷却需求的构件和介质。第二冷却系统有利地包括在冷却剂使用之后将其引导回到所述第一散热器元件的管线。这种管线可以汇集到一起并且从多个冷却器引导暖(热)的冷却剂，在所述多个冷却器中冷却剂已经用于冷却。管线将暖的冷却剂引导至第一散热器元件，在其中冷却剂再次冷却。

根据本发明的另一个优选实施方式，第二冷却系统包括适于将冷却剂引导至第一增压空气冷却器的管线、以及适于将冷却剂引导至其它增压空气冷却器的管线，所述管线将处于大致相同温度的冷却剂引导至相应的增压空气冷却器。当空气被压缩至高压时，有利的是，使其在多个增压空气冷却器中接受多于一个的冷却步骤。在这种情况下，来自第二冷却系统的冷却剂因此被用于在两个增压空气冷却器中冷却空气。第二冷却系统可以包括至少一个适于将冷却剂引导至增压空气冷却器的管线、以及至少一个适于将冷却剂引导至散热器以冷却空气以外的其它一些介质的管线。例如在车辆中，存在有利地被处于低温的冷却剂冷却的大量构件和介质，例如为油冷却器中的变速箱机油、空调系统中的制冷剂和电控单元。

根据本发明的另一个优选实施方式，第一冷却系统适于冷却燃烧发动机。可有利的是，使用所述已有冷却系统中的冷却剂使压缩空气在空气已经被压缩之后接受第一步冷却。冷却剂在常规运行期间当然处于80-100℃的温度，但是所述温度通常明确地低于压缩空气的温度。此后第二冷却系统中的冷却剂可以使空气接受第二步冷却至低温。