[发明专利]机动车辆的热交换系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于机动车辆的热交换系统。

背景技术

车辆制造商处于改善由其车辆的标准驾驶循环测试所产生的燃料消耗和排放数据的压力之下。驾驶循环测试例如欧洲驾驶循环(NEDC)以低温下的发动机和变速器发动。以低温发动机和燃料消耗及排气排放开始的大多数旅程对于低温动力传动系来说比其在正常工作温度下时更糟糕。从低温发动，发动机金属、冷却剂、发动机润滑油和变速器润滑油以及排气处理系统需要非常大量的时间来预热。这些组件因此在驾驶循环的很大一部分中不能在它们的最佳温度下工作，这对燃料节约和排放具有不利的影响。

在低温发动或早期预热操作中，发动机将不需要任何冷却，并且为了在尽可能最短的时间内达到最大的燃料效率，提供用于将润滑剂例如发动机润滑油和变速器润滑油加热到某一最佳温度的装置是有利的。

GB-A-2429763公开了一种车辆冷却系统，其中来自排气的热量被用于预热冷却剂，继而冷却剂又被用于预热发动机润滑油。

具有排气再循环(EGR)系统的车辆也是公知的。例如参见US2006/0005791。其中描述了一种冷却系统，在将尾气分流到发动机的进气歧管之前，发动机冷却剂凭借该冷却系统循环通过排气热交换器以达到冷却排气的目的。

发动机润滑油在内燃发动机内预热缓慢，导致较大的摩擦，尤其是从环境温度发动时。在已知的系统中，润滑油温度最初与冷却剂温度有关，并且冷却剂在低温时比发动机较热时有更好的冷却效果。除非装配了旁路，水冷EGR系统也将在驾驶循环的较早阶段保持低温。低温EGR气体易于导致比期望更高的一氧化碳和碳氢化合物水平。

发明内容

本发明包含用于具有内燃发动机和排气系统的机动车辆的热交换系统，该热交换系统包括：平行连接的第一排气热交换器和第二排气热交换器，第一排气热交换器用于在排气和发动机润滑油之间交换热量，而第二排气热交换器用于在排气和循环液体冷却剂之间交换热量；以及用于调节两个热交换器之间的排气流量的阀装置。

该阀装置可以包含分流阀。可选地，该阀装置可以包含用于控制通过第一排气热交换器的排气流量的第一阀以及用于控制通过第二排气热交换器的排气流量的第二阀。

该热交换系统可以形成排气再循环(EGR)系统的一部分。

在这种情况下，第一阀和第二阀可以包含常规EGR阀。可选地，分流阀可以和EGR阀一起被用于调节进入发动机进气歧管的EGR气体流量。

如果排气热交换器是只有当气体在其中流过时才有效的类型，那么阀位于发动机的排气侧还是进气侧没有什么不同。

液体冷却剂可以是流过发动机和常规散热器的发动机冷却剂。可替换地，液体冷却剂可以流过与发动机冷却系统分离的环路。便利地，液体冷却剂是可以包含一种或多种添加剂例如防冻剂或阻蚀剂的水。

发动机润滑油可以被引导绕行包括泵的环路，该泵用于迫使润滑油以独立于发动机速度的可变速率通过第一热交换器。该泵可以是这样的类型，即其速度可以电动变化。可替换地，该泵可以是机械驱动泵，其流动速率可以通过电动或液动地改变其位移来改变。润滑油环路还可以包括水冷润滑油冷却器和润滑油冷却器旁通管路和阀。

可以通过阀装置来控制流过第二排气热交换器的冷却剂流量。

本发明允许不同程度地从EGR气体吸取热量以适应EGR冷却需要，并且在驾驶循环的较早阶段使用EGR气体热量来预热发动机润滑油。相比于已知系统中冷却剂温度和润滑油温度被广泛地联系在一起，该装置允许它们相互独立。因此本发明具有降低一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物(CO、HC和NOx)排放和润滑油摩擦并由此导致较低的燃料消耗的优点。

附图说明

现在将以示例的方式参照附图描述本发明的一些实施例，其中

图1为根据本发明的第一实施例的热交换系统的示意框图。

图2为合并到EGR和发动机润滑油环路内的图1的系统的示意框图。

图3为合并到EGR和发动机润滑油环路内的热交换系统的第二实施例的示意框图。

具体实施方式

参照图1和图2，热交换系统包含两个排气热交换器1、2和分流阀3。在该具体示例中，该系统是排气再循环(EGR)系统的一部分，本发明对该系统具有显著有利的应用。来自发动机5的排气歧管区域4的排气被引导经由管路6通过该系统，然后经由EGR阀7到进气歧管区域8而反馈给发动机5。这两个热交换器1、2平行连接以使排气可以穿过一个或两个交换器(取决于分流阀3的设置)并且然后在它们的出口再结合。EGR阀7控制流入进气口8的EGR气体的体积。