内燃机和机动车制造技术

本发明专利技术涉及一种内燃机，其具有内燃发动机和冷却系统，所述冷却系统包括冷却剂泵、主冷却器(30)、暖气热交换器(28)、绕过所述暖气热交换器(28)的旁路(34)、内燃发动机中的冷却剂通道以及调节设备，所述调节设备具有用于根据至少一个局部冷却剂温度受控地分配冷却剂的执行器，其中，调节设备在沿一个方向控制执行器时‑在第一位置(72)中允许冷却剂流过内燃发动机和暖气热交换器(28)并且阻止冷却剂流过旁路(34)以及主冷却器(30)；‑在第二位置(88)中附加地允许冷却剂流过旁路(34)；并且‑在第三位置(96)中附加地允许冷却剂流过主冷却器(30)，其特征在于，调节设备(16)在处于第一位置(72)之前的零点位置(58)中阻止冷却剂流过内燃发动机(10)并且允许冷却剂流过暖气热交换器(28)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】内燃机和机动车本专利技术涉及一种内燃机和具有这种内燃机的机动车。用于机动车的内燃机通常具有冷却系统，在所述冷却系统中，冷却剂借助一个或多个泵在至少一个冷却循环中泵送并且在此吸收集成在冷却循环中的部件、尤其是内燃发动机以及油冷却器和/或增压空气冷却器的热能。所述热能接着在周围环境热交换器、所谓的主(水)冷却器以及暂时地在暖气热交换器中排放到环境空气中，对于暖气热交换器的情况排放到设置用于调节机动车内部空间的空气的环境空气中。现代机动车的冷却系统具有更多的冷却循环。例如已知的是，设置所谓的大或者主冷却循环以及小冷却循环，它们区段性地设计为整体，并且其中，借助恒温控制的阀将冷却剂导引通过大冷却循环或者小冷却循环。这根据冷却剂的温度进行，因此例如在内燃机的热机阶段，当冷却剂尚未到达规定的运行温度范围时，使冷却剂在小冷却循环内输送，由此绕过主冷却器，亦即将冷却剂通过热传导主要冷却至环境空气温度的环境热交换器。而如果冷却剂达到运行温度范围，则借助恒温控制的阀使冷却剂按大冷却循环被输送，因此通过从冷却剂向环境空气的热传递避免了冷却系统过热。而暖气热交换器作为第二环境热交换器通常集成在小冷却循环中，由此在内燃机的热机阶段也可以实现对机动车内部空间的加热。在常规驱动的、行驶驱动功率只借助内燃机产生的机动车中，通常使用所谓的机械驱动式冷却剂泵，它们由内燃发动机本身驱动。这种机械驱动式冷却剂泵可以具有简单的结构设计并且因此能够成本低廉地制造。然而，机械驱动式冷却剂泵的缺点可能体现在冷却剂泵的驱动转速与所属内燃发动机的输出轴(例如曲轴或者凸轮轴)的转速的关联。在常规驱动的机动车中这种关联就已经可能产生不利影响，使得冷却剂泵在转速相对较低时的足够输送功率方面的设计可能导致在内燃机输出轴的转速较高时输送功率设计冗余。然而，这种问题可以通过机械驱动式冷却剂泵的可调节设计避免或者至少减弱。这种可调节的机械驱动式冷却剂泵例如由DE102010044167A1已知。因此在现代机动车的冷却系统中，冷却剂体积流的主要调节可以借助可调节的冷却剂泵实现，而体积流在单独的、分别具有不同冷却需求的部件上的分配可以借助主动地并且尤其通过恒温器控制的阀进行控制。例如DE10342935A1公开了一种具有冷却循环的内燃机，所述冷却循环包括由内燃发动机机械驱动的泵。因此，泵的输送体积流取决于内燃发动机的转速。为了针对多个集成在冷却循环中的热交换器，如尤其是内燃发动机的气缸盖和气缸曲轴箱的冷却通道以及用于由内燃机驱动的机动车的内部空间暖气的暖气热交换器，实现单独适配的冷却剂体积流，将多个可分别单独控制的调节阀集成在冷却循环中。因此，由DE10342935A1已知的冷却系统在结构设计上较耗费。按照权利要求1的前序部分所述的内燃机在迄今未公开的德国专利申请102014219252.8中描述。内燃机包括调节设备，其借助使第一闭锁阀运动的执行器和阶段性地由第一闭锁阀带动的第二闭锁阀以相对简单的方式实现了与运行适配地将冷却剂输入内燃机的冷却系统的不同部件中。在此使用机械地，也就是由内燃机的内燃发动机的轴驱动的冷却剂泵。在混合动力车，也就是具有混合行驶驱动器的机动车中，行驶驱动功率至少暂时地既由内燃机(直接或者间接地)也由电动机产生，对于所述混合动力车，内燃机的内燃发动机经常并且也在更长的时间段关闭，尽管机动车在运行并且尤其也通过电动行驶驱动器运动。为了在混合动力车的这种运行状态下也(部分地)维持冷却系统的功能性，例如为了实现对传动系的单独部件的冷却和/或调节机动车内部空间的温度，在混合动力车中多使用电力驱动的冷却剂泵，其驱动只通过为此设置的电动机进行。为此可在市场上买到的电动机-冷却剂泵单元相对较贵。在DE202008005103U1中还公开了一种可能性，即通过三角皮带由电动机驱动内燃发动机的辅助机组和冷却水泵。由现有技术出发，本专利技术所要解决的技术问题在于，在具有包括多个部件的冷却系统的内燃机中，以尽可能简单和成本低廉的方式实现通过单独部件的冷却剂流的适配。在此，尤其应在内燃机的内燃发动机不运行时能够将冷却剂尤其输送至冷却系统的暖气热交换器。该技术问题按本专利技术通过按照权利要求1所述的内燃机解决。具有这种内燃机的机动车是权利要求13的主题。按照本专利技术的内燃机和按照本专利技术的机动车的有利实施形式是其它权利要求的主题并且由本专利技术的以下说明得出。此外，权利要求15的主题是用于运行按照本专利技术的机动车的方法。本专利技术一方面涉及一种内燃机，其具有至少一个内燃发动机和冷却系统，所述冷却系统包括至少一个冷却剂泵、主冷却器、暖气热交换器、绕过所述暖气热交换器的旁路、内燃发动机中的冷却剂通道以及调节设备，所述调节设备具有(优选电动的、必要时液压的和/或气动的)用于根据至少一个局部冷却剂温度受控地分配冷却剂的执行器，其中，调节设备在沿一个(控制或者运动)方向控制执行器时-在第一位置中允许冷却剂流过内燃发动机和暖气热交换器并且阻止冷却剂流过旁路以及周围环境热交换器；-在第二位置中附加地允许冷却剂流过旁路；并且-在第三位置中(至少与第一位置相比)附加地允许冷却剂流过主冷却器。这种内燃机实现了，通过冷却系统的各单独部件(它们在冷却剂的通流方面受到调节)的打开或者关闭的智能顺序只借助一个受控制的执行器来调节这些部件。在此尤其可以规定，在调节设备的第一位置中，只有冷却剂的相对较小的体积流借助冷却剂泵输送通过冷却系统的(绕过主冷却器的)小冷却循环，其中，只流过内燃发动机(至少部分地)和暖气热交换器。由于只有相对较小的冷却剂体积流输送通过内燃发动机，所以尤其可以在内燃机的热机阶段实现冷却剂的相应分量的较快加热并且因此实现暖气热交换器和由此机动车暖气的相对较早的发挥作用，内燃机优选设置用于机动车的驱动。因此，“暖气热交换器”理解为这样的热交换器，其中进行从冷却系统的冷却剂向用于加热机动车内部空间的环境空气的热过渡或热传递。暖气热交换器由此与主冷却器相同地代表一种环境热交换器。通过在调节设备的第二位置中接入旁路，可以在内燃机不断升高的运行温度中避免冷却系统的过热，方式为在小冷却循环中并且因此绕过主冷却器地将较大的冷却剂体积流输送通过内燃发动机。绕过暖气热交换器的旁路在此是有利的，因为通过暖气热交换器的最大体积流(其受到暖气热交换器的流动导引横截面和朝向或者远离暖气热交换器导引的冷却系统管路限制)优选设计得相对较小并且因此不是在调节设备的第二位置中的整个冷却剂体积流均可以和应该导引通过暖气热交换器。这尤其在以下情况(因为可以规定)下适用，即暖气热交换器在调节设备的第一和所有在其之后的位置中由冷却剂流过。在调节设备的第三位置中，接通主冷却器，其通过从冷却剂向环境空气的热交换尤其只用于冷却冷却剂。因此可以规定，在调节设备的第三位置中，冷却剂在冷却系统的大冷却循环内被循环输送。为了确保在第三位置中所有冷却剂导引通过暖气热交换器或者主冷却器，可以在按照本专利技术的内燃机的优选设计方案中规定，所述调节设备在第三位置中又阻止冷却剂流过旁路。在这种内燃机中按照本专利技术规定，调节设备在处于第一位置之前的零点位置中阻止冷却剂流过内燃发动机并且允许冷却剂流过暖气热交换器。由此可以实现用于冷却剂的暖气循环，其尤其在权利要求1的前序本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机，具有内燃发动机(10)和冷却系统，所述冷却系统包括冷却剂泵(32)、主冷却器(30)、暖气热交换器(28)、绕过所述暖气热交换器(28)的旁路(34)、内燃发动机(10)中的冷却剂通道(24、26)以及调节设备(16)，所述调节设备(16)具有用于根据至少一个局部冷却剂温度受控地分配冷却剂的执行器(22)，其中，调节设备(16)在沿一个方向控制执行器(22)时‑在第一位置(72)中允许冷却剂流过内燃发动机(10)和暖气热交换器(28)并且阻止冷却剂流过旁路(34)以及主冷却器(30)；‑在第二位置(88)中附加地允许冷却剂流过旁路(34)；并且‑在第三位置(96)中附加地允许冷却剂流过主冷却器(30)，其特征在于，调节设备(16)在处于第一位置(72)之前的零点位置(58)中阻止冷却剂流过内燃发动机(10)并且允许冷却剂流过暖气热交换器(28)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.20 DE 102015107926.71.一种内燃机，具有内燃发动机(10)和冷却系统，所述冷却系统包括冷却剂泵(32)、主冷却器(30)、暖气热交换器(28)、绕过所述暖气热交换器(28)的旁路(34)、内燃发动机(10)中的冷却剂通道(24、26)以及调节设备(16)，所述调节设备(16)具有用于根据至少一个局部冷却剂温度受控地分配冷却剂的执行器(22)，其中，调节设备(16)在沿一个方向控制执行器(22)时-在第一位置(72)中允许冷却剂流过内燃发动机(10)和暖气热交换器(28)并且阻止冷却剂流过旁路(34)以及主冷却器(30)；-在第二位置(88)中附加地允许冷却剂流过旁路(34)；并且-在第三位置(96)中附加地允许冷却剂流过主冷却器(30)，其特征在于，调节设备(16)在处于第一位置(72)之前的零点位置(58)中阻止冷却剂流过内燃发动机(10)并且允许冷却剂流过暖气热交换器(28)。2.按权利要求1所述的内燃机，其特征在于在调节设备(16)的零点位置(58)中能够供冷却剂流通的加热设备(122)。3.按权利要求1或2所述的内燃机，其特征在于，所述调节设备(16)在第一位置(72)、第二位置(88)和/或第三位置(96)中阻止冷却剂泵(32)与暖气热交换器(28)之间的直接连接。4.按前述权利要求之一所述的内燃机，其特征在于，所述调节设备(16)在第三位置(96)中又阻止冷却剂流过旁路(34)。5.按前...

【专利技术属性】
技术研发人员：M克洛夫特，T杰克尔，R利德斯，
申请(专利权)人：大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE