[发明专利]用于具有废气再循环系统的内燃机的冷却循环回路和用于运行具有这种冷却循环回路的内燃机的方法

说明书

本发明涉及一种用于带有废气再循环系统(AGR)的内燃机尤其是用于柴油机的冷却循环回路。所述内燃机具有冷却剂入口和冷却剂出口。冷却循环回路还包括带有冷却器入口和冷却器出口的主冷却器、带有用于冷却剂的废气再循环冷却器入口和用于冷却剂的废气再循环冷却器出口的废气再循环冷却器以及沿冷却剂的流动方向布置在内燃机之前的主调节装置，尤其是主恒温器。

本发明还涉及一种用于运行具有这种冷却循环回路的内燃机的方法。

废气再循环系统用于将废气从内燃机的废气侧回引至内燃机的新鲜空气侧。为此，通过废气再循环管路导引废气。对于废气再循环系统的冷却，在废气再循环管路中设置废气再循环冷却器。

所述类型的方法和设备由专利文献DE10 2006 023 855A1已知。所述专利文献显示了一种用于内燃机的废气再循环装置，其具有废气再循环管路和装在废气再循环管路中的废气再循环冷却器，所述废气再循环冷却器连接在通过液态冷却剂工作的冷却循环回路上。废气再循环冷却器具有可使冷却剂流通的冷却器壳体，其具有至少一个废气入口、废气出口、冷却剂入口和冷却剂出口。为了能够更好地改变冷却效率，废气再循环冷却器在其冷却器壳体内包含第一和第二冷却管装置，其中，第二冷却管装置能够比第一冷却管装置在废气和冷却剂之间产生更大的热流。

此外，由专利文献DE103 58 311A1已知，废气再循环冷却器的流通可以由阀和恒温器控制地进行。在此，所述阀用于提高燃料热交换器中的低温保存的燃料的体积流量，并且恒温器用于改善燃料热交换器的加热性能。

几乎所有新制造的内燃机，尤其是柴油机，按照当前的现有技术均具有冷却的废气再循环系统。在此主要用来自内燃机气缸盖的冷却剂加载废气再循环冷却器。然而，为了提高废气再循环冷却器的效率，越来越多地使用来自主冷却器的冷却器出口的冷却剂，主冷却器中的冷却剂具有比内燃机冷却剂出口中的冷却剂更低的温度。

在废气再循环冷却器中的冷却剂温度高于50摄氏度时，确保了废气再循环冷却器在积碳和腐蚀方面的运行安全性。也就是说在所述温度范围内，废气再循环冷却器中废气侧的沉淀形成减少。这种沉淀由液化的碳氢化合物、有机和无机的酸以及水组成。因为通过废气侧几乎不会无漏地连接的废气再循环阀，由于漏流和/或脉冲而总有废气进入废气再循环冷却器中，在该处的冷却剂可能被加热至沸点范围。然而，由来自主冷却器的冷却器出口的冷却剂尤其是在内燃机冷启动之后和/或在较低的环境温度时流过废气再循环冷却器，可能导致废气再循环冷却器中的冷却剂温度下降至50摄氏度以下或者甚至降至环境温度，随之产生开头所述的积碳和腐蚀的风险。

在此背景下，本发明所要解决的技术问题在于，这样设计和运行开头所述类型的内燃机冷却循环回路，使得一方面废气再循环冷却器可以提供所需的功率，并且另一方面确保防止积碳和腐蚀、防止在冷却循环回路内形成局部最热点(尤其存在废气再循环冷却器损坏的风险)以及防止冷却剂沸腾的最大运行安全性。

该技术问题按本发明通过一种按照权利要求1所述特征的用于内燃机的冷却循环回路解决。从属权利要求涉及本发明特别适宜的扩展设计。

按照本发明规定一种冷却循环回路，其包括沿冷却剂的流动方向布置在废气再循环冷却器之后的副调节装置，和/或沿冷却剂的流动方向布置在废气再循环冷却器之前的废气再循环调节装置。由此，废气再循环冷却器可以持久地供冷却剂流通，其中，废气再循环冷却器中的冷却剂温度总是50摄氏度或者只与该废气再循环冷却器的运行温度有微小偏差。这样一方面可以确保废气再循环冷却器所要求的效率，另一方面确保了防止积碳和腐蚀、防止在冷却循环回路内形成局部最热点(尤其存在废气再循环冷却器损坏的风险)以及防止冷却剂沸腾的最大运行安全性。在冷却循环回路的一种变型实施形式中，所述冷却剂入口与尤其布置在主调节装置和内燃机之间的主冷却剂泵相连。主调节装置优选设计为恒温器。

有利的是，所述废气再循环调节装置设计用于将废气再循环冷却器入口与冷却器出口或者冷却剂出口相连。由此，废气再循环冷却器可以持久地供冷却剂流通。在此，废气再循环调节装置可以具有恒温器、混合装置和/或阀(尤其是二位二通阀或者二位三通阀)的功能。

有利的是，所述副调节装置设计用于将废气再循环冷却器出口与冷却器入口和/或冷却剂入口相连，或者设计用于将废气再循环冷却器出口和冷却剂出口与冷却器入口相连。由此，可以在冷却循环装置中针对不同的运行状态接通不同的冷却剂路径。首先可以借助副调节装置根据冷却剂温度将回流的冷却剂导引至各个设备，如内燃机、主冷却器和/或废气再循环冷却器。