[发明专利]内燃机的分流式冷却系统

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机的冷却系统，更具体地，涉及内燃机的分流式冷却系统，其包括用于将汽缸体的水套内的冷却水分流的分流式冷却器以改进内燃机的冷却效率，由此去除单独的分流式冷却阀。

背景技术

通常，汽车制造商在研发汽车的过程中致力于实现燃料效率的改进和排放的减少。在它们中，为了符合排放规定，已经应用了用于增加排放系统的催化剂负载量或增加排放气体再循环(EGR)冷却器的容量的方法，尽管制造成本和汽车重量显著增加。

通常，为了防止发动机过度加热并适当地保持发动机的温度，已经使用在汽缸体和发动机的汽缸盖中形成冷却通道并通过水泵的操作迫使冷却水循环至冷却通道的方法。

具体地，安装节温器或单独的流动控制阀以进行发动机缸盖和发动机缸体的分流式冷却，并在发动机的冷却水的最后出口处安装整合流控制阀以最优地控制在散热器、加热器芯、油冷却器和EGR冷却器中流动的冷却水的流速。

在此情况中，整合流控制阀是基于4向控制方案的单一组件，其整体地控制在散热器、加热器芯、油冷却器和EGR冷却器中流动的冷却水的流速。通过这样做，对应于发动机缸盖或发动机缸体中流动的冷却水的温度，在四个组件中流动的冷却水的流速关闭或打开或者向着四个组件的通道的横截面面积相应变化，由此最优地分配冷却水的流速。

然而，基于4向控制方案的整合流控制阀以及节温器的成本负担的问题增加，并可能引起复杂布局。此外，作为受控物体的冷却水仅为穿过发动机的冷却水，因此在EGR冷却器和油冷却器中流动的冷却水的温度相对地增加，使得冷却器的冷却性能可能变差。

图6、图7和图8为显示现有发动机行为以及显示车辆速度和发动机负载的变换的图表。

[表1]

如果确定取决于每个范围是否需要进行加热器侧冷却水(加热条件)和油侧冷却水之间的热交换，从上表1中可以理解除了区域2的情况之外，它们相互矛盾。因此，需要将用于加热的冷却水和油冷却水的通道分开。

图7为显示取决于发动机RPM的扭矩的图表，图8是显示取决于阀位置的阀打开度的图表。为了控制冷却水的温度，开口需要设置在控制散热器开口的区域A或B附近。然而，在车辆驱动时重复突然加速/减速时，因为发动机的负载条件，重复A和B条件。在此情况下，分流式冷却口通过分流式冷却操作映射而重复地打开和关闭。在此情况中，为了控制冷却水的温度，口需要在A和B之前往复。然而，由于在A和B条件下冷却水在各个部分的流速分布的差异而使冷却水的温度控制不稳定，冷却水控制延迟是由于在A时重复地操作B时的时间差，以及在A时重复地操作B时冷却水的流速分布的差异。

因此，对于用于实现可变分流冷却的整合流控制阀来说，需要应用4口规格，但在整合流控制阀限制在安装在发动机中的尺寸中时，存在需要应用3口可变控制规格的情况。在此情况中，可变控制口通常与散热器控制、用于分流式冷却的缸体流速控制、油系统+加热系统流速控制相结合，但当油和加热控制结合为一个时，存在可能不能进行有效加热管理的问题。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面旨在提供一种内燃机的分流式冷却系统，其配置成用于使用整合流控制阀通过将加热通道和油通道分开有效地进行加热管理，并且通过去除可变分流式冷却口并应用机械分流式冷却来解决在应用可变分流式冷却时发生的冷却水的温度的控制不稳定性。

根据本发明的示例性实施方案，提供一种内燃机的分流式冷却系统，其包括：水泵，其配置成循环冷却水；汽缸盖和汽缸体，其配置成供应有来自水泵的冷却水；整合流控制阀，其配置成包括入口、多个阀、加热器芯和散热器，设置所述入口以提供有汽缸盖的冷却水，所述多个阀配置成打开或关闭以分配通过入口引入至油热交换器的冷却水；分流式冷却器，其配置成安装在汽缸体处以在汽缸体和汽缸盖中提供分流式冷却通道。

分流式冷却器可以插在汽缸体的水套中，并可以包括：基部，其配置成沿着汽缸的形状包围汽缸的外部；联接沟槽，其形成为在基部的内表面凹入；以及密封构件，其配置成填充在联接沟槽中，并在供应进入水套中的冷却水的温度等于或高于预设温度时膨胀以切断基部与汽缸之间的通道，从而由此增加冷却水的流动阻力并减小传热速度，由此进行分流式冷却。

基部可以由汽缸体的底侧形成至汽缸体的高度的2/3的位置。