[发明专利]用于内燃发动机的冷却系统和预热内燃发动机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于内燃发动机预热的方法，特别是在其冷起动之后，其中排气再循环系统的排气冷却器获得的热量供给至发动机冷却回路，所述排气冷却器设置在排气冷却回路中。

背景技术

在内燃发动机中，产生的一定比例的燃烧气体被再次提供至燃烧室。这通过已知的排气再循环系统(EGR系统)来实现。以此方式例如可降低内燃发动机的污染物排放。可以例如通过排气/冷却剂热交换器形式的排气冷却器实现再循环排气的提前冷却也是已知的。还已知在内燃发动机的冷起动期间和/或之后，利用排气冷却器更快速地加热或预热内燃发动机的冷却剂，以便由此缩短预热阶段。在此方面，在内燃发动机正常的工作状态下排气冷却器用作排气冷却元件，其中相同的元件用作在预热阶段中加热或预热冷却剂的装置。

EP 0 814 255 A1基于以下问题：首先保持内燃发动机预热阶段短，其次确保可供内燃发动机使用的冷却剂回路的冷却性能对于发动机恒定负载运转达到足够的程度。为此目的，EP 0 814 255 A1提出排气冷却器被设置在内燃发动机的下游和冷却回路中实际冷却器的上游。

DE 33 28 000 A1公开了通过液体冷却剂起作用并且具有通过冷却剂起作用的分离腔室的冷却装置。被设置在分离腔室中的冷却剂通过燃烧气体加热，其中以此方式加热的冷却剂被混合至实际的冷却剂回路，以缩短预热阶段。

DE 101 15 594 A1涉及同样被称为缩短内燃发动机预热阶段的排气再循环系统。

DE 0 935 060 A2涉及一个EGR系统，在该EGR系统中排气再循环率通过记录流动方向上止回阀上游的温度而被控制，其中排气再循环控制 阀在其通过量方面可相应改变。

EP 1 903 193 A1公开了具有冷却剂泵的冷却装置。冷却剂泵是电操作的。在内燃发动机的预热阶段，冷却剂泵的功率被相应地控制，从而根据工作状态来提供需要的体积流量。

同样地，在EP 2 050 938 A1中，依靠供给至冷却剂的排气的热量实现缩短预热阶段，然而，其中提供了额外的用于热冷却剂的存储箱。

JP 09096471A、JP 63120814A和JP 2009085094A的摘要公开了通过燃烧气体的热回收使冷却剂预热以便由此缩短预热阶段。相比之下，KR1020010002382A的摘要公开了用于缩短预热阶段的汽缸盖的冷却回路。

US 4,391,235同样公开了使用排气热量来缩短预热阶段，其中排气流被分流。

为了产生相对少的热量已经研发了现代内燃发动机，从而不可避免地导致了相对延长的预热阶段，因此提供热回收系统以便缩短预热阶段。然而，所述热回收系统必须使用额外的部件，这反过来增加了整体重量并且还增加了车辆的成本。

发明内容

本发明基于改进在背景技术中介绍的类型的方法的目标，以通过利用EGR系统进行热回收作为起点，利用简单的装置使得内燃发动机的预热阶段可被缩短，同时避免以上指明的缺点。

根据本发明，利用具有如下描述的特征的方法来实现此目标，其中被设计为比例阀的控制元件被设置在内燃发动机的出口侧，该控制元件被连接至发动机冷却回路和排气冷却回路，所述排气冷却回路在排气冷却器的下游展开/连接到发动机冷却回路中，并且在内燃发动机的冷起动期间，该控制元件将通过排气冷却回路和通过发动机冷却回路两者的冷却剂流量设置为在每种情况下相同的值，优选阻止所述冷却剂流量，并且当达到冷却剂的第一阈值温度时，该控制元件增加通过排气冷却回路的冷却剂流量，并且当达到第二阈值温度时，该控制元件除了允许通过排气冷却回路的流 量外，还允许通过发动机冷却回路的旁通管路的冷却剂流量，并且仅当达到冷却剂的工作温度时，该控制元件打开发动机冷却回路。在此，可有利地利用已经存在的被设计为比例阀的控制元件，该控制元件已经用作通过切断穿过发动机的冷却剂流量来缩短预热阶段的措施。