[发明专利]用于内燃发动机的冷却系统

说明书

本发明的实施例提供用于内燃发动机(110)的冷却系统(1,1’)，该发动机包括发动机体(120)、汽缸盖(130)和集成在汽缸盖中的排气歧管(225)，该冷却系统包括用于在冷却液和环境空气之间交换热量的散热器(2)，用于循环冷却剂的冷却剂泵(3)，在冷却剂泵和发动机体、汽缸盖和排气歧管之间的第一组流体连接部分支(12、13、14、15)，在发动机体、汽缸盖和排气歧管和散热器和/或冷却剂泵之间的第二组流体连接分支(16、17、18、19、20)，用于拦截冷却剂向散热器使得冷却剂向冷却剂泵重新再循环的第一控制阀(4)，用于拦截来自汽缸体的冷却剂的第二控制阀(5)，以及用于拦截来自集成排气歧管的冷却剂的第三控制阀(6)。

技术领域

本发明涉及用于内燃发动机的冷却系统。特别地，该冷却系统为先进的“分离(split)”冷却系统，并且该内燃发动机提供有集成在汽缸盖上的排气歧管。

背景技术

公知的是，内燃发动机通过从热流中提取能量，产生机械能。发动机是低效率的，所以进入发动机的热量大于转化为的机械能；该差值为废热(waste heat)必须被去除。内燃发动机通过冷的进气空气、热的排气气体以及显式(explicit)发动机冷却，去除废热。冷却也是需要的，因为高温损坏发动机材料和润滑剂。内燃发动机将燃料燃烧至高于发动机材料熔点的温度，并且足够热以点燃润滑剂。发动机冷却足够快地去除能量，以保持低温，这样该发动机可继续使用(survive)。大多数内燃发动机为流体冷却的，使用液体冷却剂流过由空气冷却的热交换器(散热器(radiator))。液冷发动机通常具有循环泵。

现代内燃发动机使用分离冷却系统，该冷却系统的特征为分离汽缸盖和汽缸体的回路，使更快的预热(warm-up)成为可能。特别地，在预热中，分离冷却布局可允许首先单独冷却汽缸盖，并且只有在给定的时间间隔后单独冷却汽缸体。原因是汽缸盖具有比汽缸体更低的热容，并且暴露在非常高的温度。因此，汽缸盖变得比汽缸体更热，以及需要更早地冷却。借助于这样的分离冷却系统可以达到的优势是：优化的油温度、更好的燃烧状态、更快的预热以及减少特定的消耗和排放。

此外，最近的研究和产品开发已经表明，通过使用集成排气歧管的汽缸盖的涡轮增压发动机，有重大的潜力被开发出(be tapped)。它提供科技的双赢工作，在相关属性提供进步，也提供花费的减少，特别地，当减少排放时达到更好的燃料经济。通过靠近发动机排气点的催化转换器，排放减少过程开始得更迅速，导致更低的排放。由于更小的表面积，这样的解决方式也有助于减小发动机在空转时的噪音。

另一方面，具有集成的排气歧管的内燃发动机分离冷却系统不适合于需要对排气线进行快速温度预热的发动机，如柴油发动机。对于这样的发动机，尽可能快地达到所谓的起燃(light-off)温度是非常重要的，该起燃温度即催化反应在催化转换器内发起的温度。

因此，存在适合于预见集成排气歧管的发动机架构的新分离冷却系统的需求。

本发明实施例的目的是提供用于具有集成在汽缸盖上的排气歧管的内燃发动机的分离冷却系统。

这些目的通过独立权利要求中所述特征的冷却系统和发动机来实现。

从属权利要求描绘了优选的，和/或特别有利的方面。

发明内容

本公开的实施例提供用于内燃发动机的冷却系统，发动机包括发动机体、汽缸盖和集成在汽缸盖中的排气歧管，冷却系统包括用于在冷却剂和环境空气之间交换热量的散热器，用于循环冷却剂的冷却剂泵，在冷却剂泵和发动机体、汽缸盖和排气歧管之间的第一组流体连接部(fluid connection)分支，在发动机体、汽缸盖和排气歧管和散热器和/或冷却剂泵之间的第二组流体连接部分支，用于拦截冷却剂流向散热器使得冷却剂向冷却剂泵再循环的第一控制阀，用于拦截来自汽缸体的冷却剂的第二控制阀以及用于拦截来自集成排气歧管的冷却剂的第三控制阀。