[发明专利]用于内燃机的冷却系统

说明书

本发明涉及一种公开了一种用于内燃机(110)的冷却系统(600)，包括用于使冷却剂回路(605)中的冷却剂循环的冷却剂泵(610)、被设置在该冷却剂回路(605)中的散热器(615)、被设置在该冷却剂回路(605)中在该散热器(615)下游的增压空气冷却器(260)、以及被设置在该冷却剂回路(605)中在该增压空气冷却器(260)下游和散热器(615)上游的长距离废气再循环冷却器(310)。

技术领域

本发明总体上涉及一种用于内燃机的冷却系统，典型地涉及一种机动车内燃机。更具体地，本发明涉及所谓的“低温”冷却系统，其通常被用于通过增压空气冷却器降低被引入发动机的空气助燃物的温度。

背景技术

已知内燃机、比如压缩点火内燃机(例如柴油机)或火花点火内燃机(例如汽油机)，通过周期地点燃在发动机气缸内的空气/燃料混合物运行。空气/燃料混合物的燃烧产生热废气，废气的膨胀引起被耦合以转动曲轴的发动机活塞的往复运动。

燃料燃烧产生的热量被所谓的“高温”冷却系统部分地消散，该“高温”冷却系统包括循环冷却剂典型地为水和防冻剂的混合物通过多个设置在发动机缸体和气缸盖上的冷却通道的冷却剂泵。离开这些通道的冷却剂在返回冷却剂泵之前被引向“高温”散热器，在这里冷却剂将从发动机接收到的热量与环境空气进行热交换。

为了增强发动机功率，内燃机还可以装备涡轮增压器，其包括旋转联接到涡轮机的压缩机。涡轮机由离开发动机气缸的废气转动，并驱动压缩机，压缩机被布置以提高被引入发动机气缸的助燃空气的压力。

因为压缩也具有增加空气温度的效果，所以离开压缩机的空气可以被引入水冷增压空气冷却器(WCAC)，其被设置用于在到达发动机气缸之前降低空气温度。为了实现该功能，WCAC通常被设置在“低温”冷却系统中，与用于冷却发动机的“高温”冷却系统分开。“低温”冷却系统包括使冷却剂典型地为水和防冻剂的混合物先循环通过WCAC再通过用于在返回冷却剂泵之前降低冷却剂温度的“低温”散热器的额外冷却剂泵。

内燃机还可以装备“长距离”(long-route，LR)EGR系统(也被已知为低压EGR系统)，其被设置用于将部分废气再循环回到发动机气缸内，从而基本上减少氮氧化物(NO_X)排放。

LR-EGR系统通常包括从涡轮增压器的涡轮机的下游的废气管分支的LR-EGR管道，并使废气进入压缩机上游的进气管。LR-EGR系统还包括位于LR-EGR管道内的LR-EGR冷却器(用于在废气到达进气管之前降低废气温度)、以及被设置用于调节再循环废气量的LR-EGR阀。

LR-EGR冷却器通常被设置在“高温”冷却系统内，从而使流过“长距离”EGR系统的废气被用于降低发动机温度的相同冷却剂冷却。由于这种布置，进入LR-EGR冷却器的冷却剂的温度一般在90℃或更高，这使得LR-EGR冷却器需要被选择和/或被定尺寸以具有针对这些相对高冷却剂温度值的良好热效率。

但是，在内燃机的暖机阶段，“高温”冷却系统中的冷却剂的温度可能低得多，例如大约20℃或更低。在这些条件下，LR-EGR冷却器的作用导致超高增强或过度增强，废气被过度冷却，这可能导致废气中的蒸汽凝结成水滴。在到达进气管时，这些水滴被进气流加速并以高速被射出，撞击压缩机的叶轮。

为了防止这些撞击导致的潜在损坏，LR-EGR系统可以包括旁通阀，在发动机暖机期间，将来自废气管的废气偏转到旁通LR-EGR冷却器的辅助管道内。但是这种方案通常复杂且增加了LR-EGR系统的成本，且不能保证彻底杜绝冷凝。作为替代，LR-EGR阀可以被控制以使废气的再循环在发动机暖机阶段尽可能最小。但是这种方案极大地限制了LR-EGR系统的功能性，这导致发动机在这些运行阶段的污染物排放增加。

发明内容

本发明的实施例所要解决的技术问题是解决或者至少切实地减少上述提及的与LR-EGR冷却器内侧的水凝结相关的缺陷。