專利名稱：：具有兩個(gè)冷卻回路的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明總的涉及發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)和方法，更具體地，本發(fā)明涉及具有兩個(gè)冷卻回路的發(fā)動才幾冷卻系統(tǒng)及相關(guān)方法。
背景技術(shù)：
：用于運(yùn)行機(jī)動車輛或重型機(jī)械設(shè)備的內(nèi)燃機(jī)會產(chǎn)生相當(dāng)多的熱量，這些熱量必須要排除。如果沒有適當(dāng)?shù)嘏懦?，這些熱量會降低發(fā)動機(jī)的運(yùn)行效率并可能最終導(dǎo)致發(fā)動機(jī)損壞。發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)通常使冷卻流體流動通過發(fā)動才幾缸體來冷卻發(fā)動機(jī)。冷卻流體從發(fā)動機(jī)獲取熱量并通過換熱器將這些熱量釋放，在換熱器內(nèi)，冷卻流體以與空氣或者液體進(jìn)行熱交換的方式流動通過該換熱器。氣液式換熱器可以包括一系列管道，冷卻流體被泵送通過這些管道，由風(fēng)扇產(chǎn)生的空氣流冷卻這些管道，進(jìn)而冷卻流過這些管道的冷卻流體。所述冷卻流體可以:故泵送通過各種發(fā)動才幾組件，例如發(fā)動機(jī)蓋和缸體、機(jī)油冷卻器等，以從這些各種發(fā)動才幾組件帶走熱量。在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行中，能夠輸送到發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管用于在發(fā)動機(jī)缸體中燃燒的燃燒空氣的量是發(fā)動機(jī)性能的一個(gè)限制因素。大氣壓力常常不足以供應(yīng)用于發(fā)動機(jī)適當(dāng)和高效運(yùn)行所需的空氣量。因此，發(fā)動機(jī)可以包括用于壓縮供應(yīng)到相應(yīng)燃燒缸內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)燃燒室的空氣的一個(gè)或多個(gè)渦輪增壓器。該渦輪增壓器供應(yīng)的燃燒空氣具有比存在的大氣壓力更高的壓力和比環(huán)境密度更大的密度。渦輪增壓器的使用能夠補(bǔ)償由高度引起的能量不足或者增加從具有給定排量的發(fā)動機(jī)可以獲得的能量，從而降低了具有給定輸出能量的發(fā)動機(jī)的成本、重量和尺寸。渦輪增壓器通常包括由發(fā)動機(jī)排氣驅(qū)動的渦輪和一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)，該一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)通過渦輪和一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)共用的渦輪增壓器軸由渦輪驅(qū)動。來自發(fā)動機(jī)的廢氣流被從排氣歧管導(dǎo)入到渦輪，并且該廢氣流穿過渦輪引起渦輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。渦輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動使連接該渦輪轉(zhuǎn)子和壓縮機(jī)部分中的一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的公共軸轉(zhuǎn)動，從而使壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。待壓縮的空氣被容納在壓縮機(jī)部分中，在這里空氣被壓縮并被供應(yīng)到發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)。從一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)流出的升壓空氣可以被調(diào)節(jié)，以影響渦輪增壓機(jī)的總體性能和/或發(fā)動機(jī)的效率。在具有多級壓縮機(jī)的渦輪增壓機(jī)中，在第一壓縮機(jī)中對空氣的壓縮極大地提高了空氣溫度，增加了第二壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)期望的升壓所需的能量。為了克服溫度升高帶來的不利影響，在第一壓縮機(jī)出口和第二壓縮才幾入口之間的流動路徑中設(shè)有所謂的"中間冷卻器，，。同樣，在具有單級壓縮機(jī)和多級壓縮機(jī)的多個(gè)渦輪增壓器的每個(gè)之后使用所謂的"二次冷卻器"。該二次冷卻器冷卻供應(yīng)到進(jìn)氣歧管的壓縮空氣，從而增加單位體積的氧氣含量以更好地支持缸內(nèi)的燃燒并降低發(fā)動機(jī)的運(yùn)行溫度。某些冷卻系統(tǒng)使來自發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的冷卻流體循環(huán)通過所述二次冷卻器，為同樣流動通過該二次冷卻器的壓縮空氣提供熱交換媒介。來自壓縮空氣流的熱量被冷卻流體帶走并在換熱器中被吸收。降低增壓空氣的溫度能夠減少發(fā)動機(jī)損失并增加發(fā)動機(jī)效率。二次冷卻器系統(tǒng)可以還設(shè)有從所述換熱器到所述二次冷卻器的單獨(dú)的冷卻流體回路，包括用于使冷卻流體循環(huán)到二次冷卻器的單獨(dú)回路二次冷卻器(SCAC)泵。然而，這些系統(tǒng)的冷卻效率并不能在所有運(yùn)行條件下都滿足期望。美國專利No.6609484描述了一種用于內(nèi)燃機(jī)的冷卻系統(tǒng)，其具有包括第一組散熱器芯和第二組散熱器芯的散熱器組件。在第一組散熱器芯中被冷卻的冷卻流體的一部分從該散熱器組件傳到發(fā)動機(jī)冷卻回路。在第一組散熱器芯中被冷卻的冷卻流體的另一部分傳到所述第二組散熱器芯用于對其進(jìn)一步冷卻。冷卻流體從所述第二組散熱器芯傳到單獨(dú)回路二次冷卻器冷卻回路。美國專利No.6158399也示出了使用二通換熱器的渦輪增壓發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)和在二次冷卻器冷卻回路中的單獨(dú)的二次冷卻器泵。考慮到由燃燒空氣的充分二次冷卻能帶來的發(fā)動機(jī)效率和降低損耗的好處，期望具有一種改進(jìn)的冷卻系統(tǒng)，其不僅能夠在各種運(yùn)行條件下保持對各種其他發(fā)動機(jī)部件的充分冷卻，而且能提供充分的二次冷卻。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在滿足上述的一個(gè)或多個(gè)需求。本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種用于具有一個(gè)或多個(gè)渦輪增壓器的內(nèi)燃機(jī)的冷卻系統(tǒng)。該冷卻系統(tǒng)包括具有第一換熱器的第一冷卻回路，該第一換熱器被構(gòu)造成用于降低流過發(fā)動機(jī)蓋和缸體的一個(gè)或多個(gè)冷卻管道的第一冷卻流體的溫度。該冷卻系統(tǒng)還包括與第一換熱器流體連通的第一冷卻單元。該第一冷卻單元被構(gòu)造成用于接收來自發(fā)動機(jī)蓋和缸體的一個(gè)或多個(gè)冷卻管道的第一冷卻流體以降低從一個(gè)或多個(gè)渦輪增壓器引導(dǎo)來的增壓空氣的溫度。所述冷卻系統(tǒng)可以還包括具有第二熱交單元的第二冷卻回路，該第二冷卻單元被構(gòu)造成用于降低從所述第一冷卻單元引導(dǎo)來的增壓空氣的溫度。該第二冷卻回路可以還包括與所述第二冷卻單元流體連通的第二換熱器。所述壓縮或增壓空氣在經(jīng)過所述兩級冷卻后被引導(dǎo)到內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)。本發(fā)明的另一方面提供一種具有一個(gè)或多個(gè)渦輪增壓器且包括冷卻系統(tǒng)的內(nèi)燃才幾，該冷卻系統(tǒng)包括第一冷卻回路，該第一冷卻回路具有第一換熱器，該第一換熱器被構(gòu)造成用于降低流過發(fā)動機(jī)蓋和缸體的一個(gè)或多個(gè)冷卻管道的第一冷卻流體的溫度。所述冷卻系統(tǒng)還包括與所述第一換熱器流體連通的第一冷卻單元。該第一冷卻單元被構(gòu)造成用于接收來自發(fā)動機(jī)蓋和缸體的一個(gè)或多個(gè)冷卻管道的第一冷卻流體，以降低從一個(gè)或多個(gè)渦輪增壓器引導(dǎo)來的增壓空氣的溫度。所述冷卻系統(tǒng)還可以包括第二冷卻回路，該第二冷卻回路包括第二冷卻單元，該第二冷卻單元被構(gòu)造成用于降低從所述第一冷卻單元引導(dǎo)來的增壓空氣的溫度。本發(fā)明的另一方面提供一種冷卻具有一個(gè)或多個(gè)渦輪增壓器的內(nèi)燃機(jī)中的壓縮或增壓空氣的方法。該方法可以包括將增壓空氣從一個(gè)或多個(gè)渦輪增壓器引導(dǎo)到第一冷卻單元，該第一冷卻單元是第一冷卻回路的一部分，第一冷卻回路具有第一換熱器，該第一換熱器被構(gòu)造成用于降低流過發(fā)動機(jī)蓋和缸體中的一個(gè)或多個(gè)冷卻管道的第一冷卻流體的溫度。該第一冷卻單元可以與所述第一換熱器流體連通并接收流過發(fā)動4幾蓋和缸體的一個(gè)或多個(gè)冷卻管道的第一冷卻流體。所述方法還包括將所述增壓空氣從所述第一冷卻單元引導(dǎo)到第二冷卻單元，該第二冷卻單元是第二冷卻回路的一部分，第二冷卻回路具有與所述第二冷卻單元流體連通的第二換熱器。該第二冷卻回^各可以-波構(gòu)造成用于降低流過多個(gè)冷卻組件的至少一個(gè)的第二冷卻流體的溫度，所述多個(gè)冷卻組件能夠冷卻內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動機(jī)油、變速器油、液壓油和制動器油。所述方法還可以包括將所述增壓空氣從所述第二冷卻單元引導(dǎo)到內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)，其包括一個(gè)水泵；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)，其包括兩個(gè)水泵；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)，其包括兩個(gè)水泵和在兩個(gè)冷卻回路之間的換熱器。具體實(shí)施例方式現(xiàn)在具體參照圖1,其示出了用于發(fā)動機(jī)12并作為發(fā)動機(jī)12的一部分的內(nèi)燃才幾冷卻系統(tǒng)10。該冷卻系統(tǒng)10包括第一冷卻回-各14和第二冷卻回路16。第一冷卻回路14和第二冷卻16共用水泵18。在所示的實(shí)施方式中，散熱器組件20也是第一冷卻回路14和第二冷卻回路16共用的。散熱器組件20可以是多通缸套換熱器，并且如圖所示包括第一組散熱器芯(或第一換熱器)19和第二組散熱器芯(或第二換熱器)21。相應(yīng)地，在所示的實(shí)施方式中，第一換熱器19和第二換熱器21是多通散熱器組件的一部分。在一種替代的實(shí)施方式中，所述第一和第二換熱器可以包括單獨(dú)或獨(dú)立的散熱器組件或散熱器單元。第一冷卻回路14還包括水泵18、散熱器組件20(更具體地說是第一換熱器19)、發(fā)動機(jī)蓋和缸體22和第一冷卻單元24。水泵18可以是缸套冷卻水泵并幫助第一冷卻流體15循環(huán)通過第一冷卻回路14。相應(yīng)地，第一冷卻回路14通過引導(dǎo)第一冷卻流體15流過嵌入發(fā)動機(jī)蓋和缸體22中的一個(gè)或多個(gè)冷卻管道為發(fā)動機(jī)蓋和缸體22提供冷卻。而且，第一冷卻回路14還為從一個(gè)或多個(gè)渦輪增壓器(或渦輪增壓器系統(tǒng))26引導(dǎo)到并通過所述第一冷卻單元24的壓縮或增壓空氣提供第一級冷卻。在第一冷卻流體15循環(huán)通過發(fā)動機(jī)蓋和缸體22的一個(gè)或多個(gè)冷卻管道和第一冷卻單元24后，第一換熱器(或第一換熱器19)降低了該第一冷卻流體15的溫度。如圖所示，第二冷卻回路16也包括水泵18、散熱器組件20(更具體地說是第二換熱器21)、第二冷卻單元28和一個(gè)或多個(gè)其它冷卻組件30。第二冷卻流體17循環(huán)通過第二冷卻回路16,并且第二換熱器21被構(gòu)造成用于在所述第二冷卻流體17循環(huán)通過第二冷卻單元28和多個(gè)冷卻組件30的至少一個(gè)后降低其溫度。所述一個(gè)或器、液壓油冷卻器、制動器油冷卻器以及領(lǐng)域內(nèi)已知的各種冷卻流體管道、閥體和傳感器(未示出)。相應(yīng)地，第二冷卻回路16為一個(gè)或多個(gè)其它發(fā)動機(jī)組件提供冷卻并為從第一冷卻單元24引導(dǎo)到并通過所述第二冷卻單元28的壓縮或增壓空氣提供第二級冷卻。如圖l所示的，第一冷卻回路14和第二冷卻回路16共用一個(gè)水泵18。使用單個(gè)水泵可以允許第一冷卻流體15和第二冷卻流體17混合，從而允許在第一冷卻回路14和第二冷卻回路16之間進(jìn)4亍熱交換。而且，如圖所示，第一冷卻回路14可以包括可操作地連接到旁通管34的溫度傳感器和控制器32。該溫度傳感器和控制器32測量從第一冷卻單元24流出的冷卻流體的溫度，并且，當(dāng)所測的溫度低于第一預(yù)定閥值溫度時(shí)，引導(dǎo)冷卻流體流動通過旁通管34到達(dá)水泵18，從而繞過第一換熱器19。第二冷卻回路16如圖所示也可以包括可^喿作地連接到旁通管25的溫度傳感器和控制器23。該溫度傳感器和控制器23測量流自水泵18的冷卻流體的溫度，并且，當(dāng)所測的溫度低于第二預(yù)定閥值溫度時(shí)，引導(dǎo)冷卻流體流動通過旁通管25到第二冷卻單元28,從而繞過第二換熱器21?，F(xiàn)在具體參考圖2，其示出了用于發(fā)動機(jī)102并作為發(fā)動機(jī)的一部分的內(nèi)燃才幾冷卻系統(tǒng)100。該冷卻系統(tǒng)100包4舌第一冷卻回鴻^104和第二冷卻回路106。第一冷卻回路104和第二冷卻回路106共用散熱器組件108，該散熱器組件108包括第一換熱器110和第二換熱器112。如圖2所示，第一冷卻回路104利用第一換熱器110,第二冷卻回3各106利用第二換熱器112。第一冷卻回路104還包括例如缸套冷卻水泵的第一水泵114(例如缸套冷卻水泵)、散熱器組件108(更具體地說是第一換熱器110)、發(fā)動機(jī)蓋和缸體116和第一冷卻單元118。相應(yīng)地，第一換熱器IIO為第一冷卻回路104提供熱交換，該第一換熱器IIO被構(gòu)造成用于在第一冷卻流體105循環(huán)通過嵌入發(fā)動機(jī)蓋和缸體116中的一個(gè)或多個(gè)冷卻管道和第一冷卻單元118之后降低第一冷卻流體105的溫度。因此，第一冷卻回路104為發(fā)動機(jī)蓋和缸體116提供冷卻并為從一個(gè)或多個(gè)渦輪增壓器(或渦輪增壓器系統(tǒng))120引導(dǎo)到并通過第一冷卻單元118的壓縮或增壓空氣提供第一級冷卻。第二冷卻回路106還包括第二水泵122、散熱器組件108(更具體地說是第二換熱器112)、第二冷卻單元124和一個(gè)或多個(gè)其它冷卻組件126。所述一個(gè)或多個(gè)其它發(fā)動才幾冷卻組件可以包括發(fā)動才幾油冷卻器、變速器油冷卻器、液壓油冷卻器、制動器油冷卻器以及領(lǐng)域內(nèi)已知的各種冷卻流體管道、閥體和傳感器(未示出)。相應(yīng)地，第二換熱器112為第二冷卻回路106提供熱交換，該第二換熱器112被構(gòu)造成用于在第二冷卻流體107循環(huán)通過第二冷卻單元124和一個(gè)或多個(gè)其它冷卻組件126后降低第二冷卻流體107的溫度。因此，第二冷卻回路106為一個(gè)或多個(gè)其它發(fā)動機(jī)組件提供冷卻并為從第一冷卻單元118引導(dǎo)到并通過第二冷卻單元124的壓縮或增壓空氣提供第二級冷卻。如圖2所示，第一冷卻回路104包括可操作地連接到第一旁通管130上的第一溫度傳感器和控制器128。同樣，第二冷卻回路106包括可操作地連接到第二旁通管134的第二溫度傳感器和控制器132。第一溫度傳感器和控制器128測量流自第一冷卻單元118的冷卻流體的溫度，并在所測的溫度低于第一預(yù)定閥值溫度時(shí)，引導(dǎo)該冷卻流體通過第一旁通管130流通到第一水泵114，從而繞過散熱器組件108。第二溫度傳感器和控制器132測量流自一個(gè)或多個(gè)其它冷卻組件126的冷卻流體的溫度，并在所測溫度低于第二預(yù)定閥值溫度時(shí)，引導(dǎo)冷卻流體通過旁通管134流動到第二水泵122,從而繞過散熱器組件108。圖3示出了內(nèi)燃機(jī)冷卻系統(tǒng)200,該冷卻系統(tǒng)200還包括第三換熱器236及其可操作地連接的溫度傳感器和控制器238、240,除此之外，該冷卻系統(tǒng)200與圖2中所示的冷卻系統(tǒng)100的相同。與冷卻系統(tǒng)100相同，冷卻系統(tǒng)200包括第一冷卻回^各204和第二冷卻、回路206。散熱器組件208和第三換熱器236是第一冷卻回路204和第二冷卻回路206共用的。第一冷卻回路204還包括第一水泵214，第二冷卻回路還包括單獨(dú)的第二水泵222。如圖3所示，溫度傳感器和控制器238以及溫度傳感器和控制器240分別測量流自第一換熱器210和第二換熱器212的第一和第二冷卻流體205、207的溫度。當(dāng)溫度傳感器和控制器238檢測到流出第一換熱器210的第一冷卻流體205的溫度高于第一熱交換閥值溫度，或者溫度傳感器和控制器240檢測到流出第二換熱器212的第二冷卻流體207的溫度低于第二熱交換閥值溫度時(shí)，或者兩者都被檢測到時(shí)，溫度傳感器和控制器238以及溫度傳感器和控制器240將引導(dǎo)各自的冷卻流體的全部或部分通過第三換熱器236,然后流通到各自的水泵214、222，從而允許熱量從第一冷卻回路204的第一冷卻流體205傳遞到第二冷卻回^各206的第二冷卻流體207。在某些實(shí)施方式中，第二冷卻回路206的運(yùn)4亍溫度可以高于第一冷卻回3各204的運(yùn)行溫度。例如，在非公路卡車應(yīng)用的制動循環(huán)中，一個(gè)或多個(gè)其它冷卻組件226中的制動器油冷卻器可能會過熱，導(dǎo)致第二冷卻回路206的運(yùn)行溫度高于第一冷卻回路204的運(yùn)行溫度。在這種情況下，當(dāng)溫度傳感器和控制器238檢測到流出第一換熱器210的第一冷卻流體205的溫度低于第三熱交換閥值溫度，或者第二溫度傳感器和控制器240檢測到流出第二換熱器212的第二冷卻流體207的溫度高于第四熱交換閥值溫度時(shí)，或者兩者都被#全測到時(shí)，溫度傳感器和控制器238以及溫度傳感器和控制器240將引導(dǎo)各自的冷卻流體的全部或部分通過第三換熱器236然后流通到各個(gè)水泵214、222,從而允許熱量從第二冷卻回路206的第二冷卻流體207傳遞到第一冷卻回^各204的第一冷卻流體205。本文所述的發(fā)動機(jī)(例如圖1中所示的發(fā)動機(jī)12)通常包括發(fā)動機(jī)蓋和缸體，在發(fā)動機(jī)蓋和缸體內(nèi)嵌有一個(gè)或多個(gè)冷卻流體通道或管道，這些冷卻流體通道或管道具有冷卻流體入口和一個(gè)或多個(gè)冷卻流體出口。發(fā)動機(jī)蓋和缸體還限定一個(gè)或多個(gè)燃燒缸，燃料和空氣在該燃燒缸內(nèi)燃燒，并且所述發(fā)動機(jī)通常還包括活塞、閥、歧管等等。這里使用的冷卻單元也可以稱為二次冷卻器，例如No.6609484號美國專利中描述的二次冷卻器，該專利的內(nèi)容通過引用整體結(jié)合在此。所述冷卻單元可以是缸套水冷器，其被構(gòu)造為有助于與流過該冷卻器的空氣進(jìn)行熱傳遞。所述二次冷卻器可以包括管殼式換熱器，板式換熱器或該領(lǐng)域內(nèi)已知的有助于與流動通過該冷卻器的空氣進(jìn)行熱傳遞的任何其它種類的換熱器。工業(yè)實(shí)用性在此處描述的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的使用過程中，發(fā)動機(jī)以已知的方式運(yùn)行，結(jié)果不可避免地產(chǎn)生熱量。該發(fā)動才幾還可以運(yùn)行一個(gè)或多個(gè)渦輪增壓器以壓縮增壓空氣，該增壓空氣隨后通過二次冷卻系統(tǒng)，例如，所述系統(tǒng)如這里描述的包括兩個(gè)二次冷卻器(或冷卻單元)用于對其進(jìn)行冷卻。具有至少兩組散熱器芯的散熱器組件通過使冷卻流體循環(huán)通過這里描述的第一冷卻回路和第二冷卻回路而提供冷卻，以冷卻發(fā)動沖幾以及壓縮或增壓空氣。根據(jù)如圖1所示的一種實(shí)施方式，第一冷卻流體15流動通過第一換熱器19到達(dá)水泵18。第一冷卻回路14的第一冷卻流體15的一部分一皮水泵18引導(dǎo)到發(fā)動才幾蓋和缸體22并通過發(fā)動機(jī)蓋和缸體22內(nèi)的通道或管道(未示出)，從而冷卻那些發(fā)動才幾部件。第一冷卻流體15繼續(xù)流動進(jìn)入第一冷卻單元24，從而對由渦輪增壓系統(tǒng)26壓縮的增壓空氣提供第一級冷卻，該渦輪增壓系統(tǒng)由發(fā)動機(jī)12操縱。第一冷卻流體15然后返回第一換熱器19,使得從第一冷卻流體15散熱并由第一換熱器19吸收這些熱量。溫度傳感器和控制器32測量流出第一冷卻單元24的冷卻流體的溫度，并當(dāng)所測的溫度低于第一預(yù)定閥值溫度時(shí)，溫度傳感器和控制器32引導(dǎo)第一冷卻流體15通過旁通管34流通到水泵18,從而繞過散熱器組件20(或者更具體地為第一換熱器或者第一換熱器19)。當(dāng)所測的流出第一冷卻單元24的第一冷卻流體15的溫度高于第一預(yù)定閥值溫度時(shí)，溫度傳感器和控制器32引導(dǎo)該冷卻流體進(jìn)入散熱器組件20(更具體地為第一換熱器19),從而允許從第一冷卻流體15散熱。水泵18還可以引導(dǎo)冷卻流體的另一部分，即用于第二冷卻回路16的第二冷卻流體17流動到散熱器組件20(更具體地是第二換熱器21),用于對其進(jìn)一步冷卻。第二冷卻流體17然后從第二換熱器21流進(jìn)第二冷卻單元28,為經(jīng)第一冷卻單元24冷卻并從其流出的壓縮或加壓空氣提供第二級冷卻。壓縮或加壓空氣在經(jīng)過由第一冷卻單元24和第二冷卻單元28的兩級冷卻之后，然后通常在進(jìn)氣閥(未示出)的控制下流入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)或進(jìn)氣歧管(未示出)。第二冷卻流體17^妄著從第二冷卻單元28流進(jìn)一個(gè)或多個(gè)其它冷卻組件30,例如，變速器油冷卻器、制動器油冷卻器、液壓油冷卻器和潤滑油冷卻器。然后第二冷卻流體17流回水泵18。相應(yīng)地，根據(jù)水泵的設(shè)計(jì)，第一冷卻流體15和第二冷卻流體17在水泵18處相交，可以允許在兩個(gè)冷卻流體(并因此在兩個(gè)冷卻回^各)之間進(jìn)4亍熱交才灸。根據(jù)圖2所示的另一種實(shí)施方式，第一水泵114將第一冷卻流體105乂人第一換熱器110通過發(fā)動機(jī)蓋和缸體116內(nèi)的通道或管道(未示出)引導(dǎo)到發(fā)動機(jī)蓋和缸體，從而冷卻那些發(fā)動機(jī)部件。第一冷卻流體105繼續(xù)流進(jìn)第一冷卻單元118，從而為由渦輪增壓系統(tǒng)120壓縮的增壓空氣提供第一級冷卻，該渦輪增壓系統(tǒng)由發(fā)動機(jī)102運(yùn)行。第一溫度傳感器和控制器128測量流出第一冷卻單元118的第一冷卻流體105的溫度，并當(dāng)所測的溫度低于第一預(yù)定閥值溫度時(shí)，引導(dǎo)冷卻流體通過旁通管130流到第一水泵114，從而繞過第一換熱器110。當(dāng)所測的流出第一冷卻單元118的第一冷卻流體105的溫度高于第一預(yù)定閥值溫度時(shí)，第一溫度傳感器和控制器128將引導(dǎo)冷卻流體流進(jìn)第一換熱器110,從而允許從第一冷卻流體115散熱。第二水泵122將第二冷卻回路106的第二冷卻流體107從第二換熱器112引導(dǎo)進(jìn)入第二冷卻單元124,為來自并經(jīng)第一冷卻單元118冷卻的壓縮或增壓空氣提供第二級冷卻。第二冷卻流體107接著從第二冷卻單元124流進(jìn)其它冷卻組件126，例如，變速器油冷卻器、發(fā)動機(jī)油或潤滑油冷卻器、制動器油冷卻器和液壓油冷卻器。在流經(jīng)這些其它冷卻組件126之后，由第二溫度傳感器和控制器132測量第二冷卻流體107的溫度，并且在所測的溫度低于第二預(yù)定閥值溫度時(shí)，第二溫度傳感器和控制器132將運(yùn)行以引導(dǎo)冷卻流體流動通過旁通管134并進(jìn)入第二水泵122,從而繞過第二散熱器組件112。當(dāng)所測的流出其他冷卻組件126的第二冷卻流體107的溫度高于第二預(yù)定閥值溫度時(shí)，第二溫度傳感器和控制器132將運(yùn)行以引導(dǎo)冷卻流體流進(jìn)第二換熱器112,從而允許從該冷卻流體散熱。圖3中示出了本發(fā)明的又一種實(shí)施方式。冷卻系統(tǒng)200包括第三換熱器236,該第三換熱器236允許在如上所述的一些條件下，由溫度傳感器和控制器238和240操作使熱量從第一冷卻回路204傳遞到第二冷卻回路206,除此之外，冷卻系統(tǒng)200具有與圖2中所示的冷卻系統(tǒng)100基本相同的部件并與其以基本相同的方式運(yùn)行。此處描述的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的示例性的總熱負(fù)荷是325或323kW，不包括空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量。在所示的實(shí)施方式中，由各種發(fā)動機(jī)部件產(chǎn)生的熱量要散去并被散熱器組件(包括兩個(gè)換熱器)吸收，每個(gè)部件的冷卻如下表所示。下面所示的模擬結(jié)果是基于假設(shè)環(huán)境空氣溫度25。C,并且冷卻流體和其他流體(例如，發(fā)動機(jī)潤滑油、變速器油、液壓油)具有相同的環(huán)境溫度43。C而得出的。冷卻回路的組件單個(gè)水泵的實(shí)施方式(圖1)散發(fā)的熱量和相關(guān)溫度兩個(gè)水泵的實(shí)施方式(例如圖2和圖3)散發(fā)的熱量和冷卻流體溫度發(fā)動一幾蓋和缸體94kW出口處的冷卻流體101。C94kW出口處的冷卻流體105°C第一冷卻單元102kW增壓空氣溫度入口處270°C;出口處83°C99kW增壓空氣溫度入口處270°C;出口處87i:<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>相應(yīng)地，所示的實(shí)施方式包括液冷系統(tǒng)，其具有一些優(yōu)勢。第一，產(chǎn)生的費(fèi)用較低，因?yàn)樗镜亩嗤ㄉ崞鹘M件通常比傳統(tǒng)的渦輪增壓和空冷中冷器(ATAAC)要便宜。第二，良好的可維修性。第三，如上面的表格所示和通常的理解，第一冷卻回路通常運(yùn)行在高于第二冷卻回路的溫度，通過允許在兩個(gè)回路之間進(jìn)行熱交換，所述的系統(tǒng)可以具有總體改善的熱效率并可以用來減小風(fēng)扇的寄生效應(yīng)。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，通過考慮本發(fā)明公開的說明書和實(shí)踐，本發(fā)明的其它實(shí)施方式將會變得很清楚。本發(fā)明的說明書和例子僅是示例性的，本發(fā)明真正的保護(hù)范圍由下面的權(quán)利要求書說明。權(quán)利要求1.一種用于內(nèi)燃機(jī)的冷卻系統(tǒng)，所述內(nèi)燃機(jī)具有一個(gè)或多個(gè)渦輪增壓器，該冷卻系統(tǒng)包括具有第一換熱器的第一冷卻回路，該第一換熱器被構(gòu)造成用于降低流過發(fā)動機(jī)蓋和缸體的一個(gè)或多個(gè)冷卻管道的第一冷卻流體的溫度；和與所述第一換熱器流體連通的第一冷卻單元，該第一冷卻單元被構(gòu)造成用于接收來自所述發(fā)動機(jī)蓋和缸體的所述一個(gè)或多個(gè)冷卻管道的所述第一冷卻流體，以降低從所述一個(gè)或多個(gè)渦輪增壓器引導(dǎo)來的增壓空氣的溫度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，還包括具有第二換熱器的第二冷卻回路，該第二換熱器被構(gòu)造成用于降低流過多個(gè)冷卻組件的至少一個(gè)的第二冷卻流體的溫度；和與所述第二換熱器流體連通的第二冷卻單元，該第二冷卻單元被構(gòu)造成用于降低從所述第一冷卻單元引導(dǎo)到所述第二冷卻單元的增壓空氣的溫度。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述第一冷卻回路運(yùn)行的溫度高于所述第二冷卻回路運(yùn)行的溫度。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)冷卻組件的所述至少一個(gè)選自適用于冷卻內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動才幾油、變速器油、液壓油和制動器油的冷卻組件。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述第一冷卻回路和第二冷卻回路彼此部分流體連通。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻系統(tǒng)，還包括所述第一冷卻回路和所述第二冷卻回路共用的水泵，其中所述水泵被構(gòu)造成用于使所述第一冷卻流體循環(huán)通過所述第一冷卻回路并使所述第二冷卻流體循環(huán)通過所述第二冷卻回路。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述第一冷卻回路包括第一水泵，該第一水泵被構(gòu)造成用于使所述第一冷卻流體在所述第一冷卻回路中循環(huán)，并且其中，所述第二冷卻回路包括第二水泵，該第二水泵被構(gòu)造成用于使所述第二冷卻流體在所述第二冷卻回路中循環(huán)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的冷卻系統(tǒng)，還包括第三換熱器，該第三換熱器被構(gòu)造成用于在所述第一冷卻回路和所述第二冷卻回^各之間傳遞熱量。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述第三換熱器能夠操作地連接到至少一個(gè)溫度傳感器和控制器上。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)溫度傳感器和控制器被構(gòu)造成用于響應(yīng)于高于所述第一冷卻回路的第一熱交換閥值溫度和/或低于所述第二冷卻回路的第二熱交換閥值溫度的測量溫度而啟動所述第三換熱器，以使熱量從所述第一冷卻回路傳遞到所述第二冷卻回路。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)溫度傳感器和控制器被構(gòu)造成用于響應(yīng)于低于所述第一冷卻回路的第三熱交換閥值溫度和/或高于所述第二冷卻回路的第四熱交換閥值溫度的測量溫度而啟動所述第三換熱器，以使熱量從所述第二冷卻回路傳遞到所述第一冷卻回路。12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述第一換熱器包括多通散熱器組件的第一組散熱器芯，所述第二換熱器包括所述多通散熱器組件的第二組散熱器芯。13.—種具有一個(gè)或多個(gè)渦輪增壓器的內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī)包括冷卻系統(tǒng)，該^^卻系統(tǒng)包4舌具有第一換熱器的第一冷卻回路，該第一換熱器被構(gòu)造成用于降低流動通過發(fā)動機(jī)蓋和缸體的一個(gè)或多個(gè)冷卻管道的第一冷卻流體的溫度；和與所述第一換熱器流體連通的第一冷卻單元，該第一冷卻單元被構(gòu)造成用于接收來自所述發(fā)動機(jī)蓋和缸體的一個(gè)或多個(gè)冷卻管道的第一冷卻流體，以降低從所述一個(gè)或多個(gè)渦輪增壓器引導(dǎo)來的增壓空氣的溫度。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述冷卻系統(tǒng)還包括具有第二換熱器的第二冷卻回路，該第二換熱器被構(gòu)造成用于降低流過多個(gè)冷卻組件的至少一個(gè)的冷卻流體的溫度；和與所述第二換熱器流體連通的第二冷卻單元，該第二冷卻單元被構(gòu)造成用于降低從所述第一冷卻單元引導(dǎo)到第二冷卻單元的增壓空氣的溫度。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述第一冷卻回路和第二冷卻回路彼此部分流體連通。16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的內(nèi)燃機(jī)，還包括所述第一冷卻回路和所述第二冷卻回路共用的水泵，其中所述水泵被構(gòu)造成用于使所述第一冷卻流體循環(huán)通過所述第一冷卻回路并使所述第二冷卻流體循環(huán)通過所述第二冷卻回路。17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述第一冷卻回路包括第一水泵，該第一水泵被構(gòu)造成用于使所述第一冷卻流體在所述第一冷卻回路中循環(huán)，并且其中，所述第二冷卻回路包括第二水泵，該第二水泵被構(gòu)造成用于使所述第二冷卻流體在所述第二冷卻回路中循環(huán)。18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的內(nèi)燃機(jī)，還包括第三換熱器，該第三換熱器被構(gòu)造成用于在所述第一冷卻回路和所述第二冷卻回路之間4專遞熱量。19.一種用于冷卻內(nèi)燃機(jī)中的增壓空氣的方法，所述內(nèi)燃機(jī)具有一個(gè)或多個(gè)渦輪增壓器，該方法包括將所述增壓空氣從所述一個(gè)或多個(gè)渦輪增壓器引導(dǎo)到第一冷卻單元，其中，該第一冷卻單元接收流過發(fā)動機(jī)蓋和缸體的一個(gè)或多個(gè)冷卻管道的第一冷卻流體并降低所述增壓空氣的溫度。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括將所述增壓空氣從所述第一冷卻單元引導(dǎo)到第二冷卻單元，其中，所述第二冷卻單元接收流過多個(gè)冷卻組件的至少一個(gè)的第二冷卻流體，所述多個(gè)冷卻組件能夠冷卻內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動機(jī)油、變速器油、液壓油和制動器油；將所述增壓空氣從所述第二冷卻單元引導(dǎo)到所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)。全文摘要本發(fā)明提供一種具有兩個(gè)冷卻回路的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)，更具體地說是具有第一冷卻回路和第二冷卻回路的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)，第一冷卻回路和第二冷卻回路分別包括用于冷卻來自發(fā)動機(jī)的一個(gè)或多個(gè)渦輪增壓器的壓縮或增壓空氣的冷卻單元。文檔編號F02B29/00GK101435361SQ20081017636公開日2009年5月20日申請日期2008年11月14日優(yōu)先權(quán)日2007年11月15日發(fā)明者M(jìn)·K·莫基雷,馬久波申請人:卡特彼勒公司