用于內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的裝置以及內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)具有冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)用于從內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)輸送熱量并且將發(fā)動(dòng)機(jī)和/或其部件的溫度保持在預(yù)定范圍，冷卻系統(tǒng)包括：具有泵系統(tǒng)（14）的主冷卻流體通道（12），主冷卻流體通道布置成穿過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的從其提取熱量的至少一部分；以及分支通道（18），分支通道從主冷卻流體通道（12）分支，分支通道中存在用于對(duì)冷卻流體進(jìn)行冷卻的冷卻器系統(tǒng)（20），并且在冷卻系統(tǒng)內(nèi)，在分支通道從主冷卻流體通道分支的位置處，布置有流體流動(dòng)控制設(shè)備（22）。流體流動(dòng)控制設(shè)備（22）包括至少兩個(gè)平行的閥單元，每個(gè)閥單元均具有兩個(gè)操作位置。
【專利說(shuō)明】用于內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的裝置以及內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的裝置，所述發(fā)動(dòng)機(jī)具有冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)用于從所述內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)輸送熱量并且將所述發(fā)動(dòng)機(jī)和/或其部件的溫度保持在預(yù)定范圍，所述冷卻系統(tǒng)包括:具有泵系統(tǒng)的主冷卻流體通道，所述主冷卻流體通道布置成穿過(guò)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的從其提取熱量的至少一部分；以及分支通道，所述分支通道從所述主冷卻流體通道分支，所述分支通道中存在用于對(duì)冷卻流體進(jìn)行冷卻的冷卻器系統(tǒng)，并且在所述冷卻系統(tǒng)內(nèi)，在所述分支通道從所述主冷卻流體通道分支的位置處，布置有流體流動(dòng)控制設(shè)備。
[0002]本發(fā)明還涉及一種包括冷卻系統(tǒng)的內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，該冷卻系統(tǒng)用于從所述內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)輸送熱量并且將所述發(fā)動(dòng)機(jī)和/或其部件的溫度保持在預(yù)定范圍。
【背景技術(shù)】
[0003]內(nèi)燃機(jī)，特別是內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)包括若干個(gè)流體回路，這若干個(gè)流體回路具有用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的回路中的流體流動(dòng)的控制設(shè)備。例如發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)通常被控制以便將操作溫度保持在所需限值內(nèi)。也存在其它的流體流動(dòng)，與所述流體流動(dòng)結(jié)合執(zhí)行至少某種流量控制，諸如噴射燃料、進(jìn)氣/排氣流，只提幾個(gè)例子。典型地，通過(guò)至少在某種程度上調(diào)節(jié)流量來(lái)對(duì)這樣的流體流動(dòng)進(jìn)行控制?；旧?，內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)中的所有流體流動(dòng)都對(duì)其操作具有沖擊，其中一些流動(dòng)流動(dòng)因它們對(duì)操作的強(qiáng)烈影響而要求非常精確的控制。
[0004]內(nèi)燃機(jī)的操作要求越來(lái)越嚴(yán)格，并且因此控制系統(tǒng)的精確度和可靠性甚至更重要。除了很久以前已認(rèn)識(shí)到其重要性的燃料系統(tǒng)之外，這實(shí)際上涉及內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)中的所有流體流動(dòng)系統(tǒng)，這些系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能有影響。
[0005]控制內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)中的溫度通常借助循環(huán)水基溶液來(lái)實(shí)現(xiàn)，水基溶液經(jīng)由設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)中的冷卻通道被循環(huán)，從而去除所產(chǎn)生的熱量。整流或分流與發(fā)動(dòng)機(jī)中的循環(huán)分開(kāi)并且被引導(dǎo)到熱交換器系統(tǒng)，在該熱交換器系統(tǒng)中，溶液被冷卻，在冷卻之后被冷卻的溶液被返回到循環(huán)。
[0006]恒溫閥感測(cè)周圍溶液的溫度并且根據(jù)溫度的變化而起作用。恒溫閥典型地被安裝成控制離開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)的流體的溫度或者它們也可以被設(shè)定成控制進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度。
[0007]在與發(fā)電廠或船用發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合的典型的發(fā)動(dòng)機(jī)安裝中，在發(fā)動(dòng)機(jī)和中央冷卻器組件之間能存在長(zhǎng)距離。這具體涉及能夠產(chǎn)生150KW/缸的動(dòng)力的大型內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。管中的流速也被限制以避免侵蝕、腐蝕和高流動(dòng)損失。由于上述，來(lái)自控制動(dòng)作的響應(yīng)能達(dá)到遲幾分鐘。這具有這樣的結(jié)果，即，實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)從太冷溫度到太熱溫度波動(dòng)，而平均值接近恒溫閥的設(shè)定值。瞬載改變通常也使溫度在接近設(shè)定值固定之前波動(dòng)。只有當(dāng)對(duì)控制精度的要求足夠低時(shí)，通常用于發(fā)動(dòng)機(jī)中的機(jī)械恒溫閥能夠充分操作。因此，需要朝著更精確的并且更快的用于控制內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度的控制設(shè)備改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的方案。
[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種用于內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的流體流動(dòng)裝置，其中與現(xiàn)有技術(shù)的方案相比顯著改進(jìn)了控制性能。
[0009]本發(fā)明的實(shí)施方式的具體目的在于提供一種用于內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度控制設(shè)備，其中與現(xiàn)有技術(shù)的方案相比顯著改進(jìn)了控制性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的基本上由用于內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的裝置實(shí)現(xiàn)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)具有冷卻系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)用于從所述內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)輸送熱量并且將所述發(fā)動(dòng)機(jī)和/或其部件的溫度保持在預(yù)定范圍，所述冷卻系統(tǒng)包括:具有泵系統(tǒng)的主冷卻流體通道，所述主冷卻流體通道布置成穿過(guò)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的從其提取熱量的至少一部分；以及分支通道，所述分支通道從所述主冷卻流體通道分支，所述分支通道中存在用于對(duì)冷卻流體進(jìn)行冷卻的冷卻器系統(tǒng)，并且在所述冷卻系統(tǒng)內(nèi)，在所述分支通道從所述主冷卻流體通道分支的位置處，布置有流體流動(dòng)控制設(shè)備。本發(fā)明的特征在于，所述流體流動(dòng)控制設(shè)備包括至少兩個(gè)平行的閥單元，每個(gè)閥單元均具有兩個(gè)操作位置。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，所述流體流動(dòng)控制設(shè)備包括具有不同的流動(dòng)特征的平行的閥單元。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，所述裝置包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)布置成控制每個(gè)閥單元進(jìn)入兩個(gè)操作位置中的一個(gè)操作位置，所述閥單元可以在所述兩個(gè)操作位置之間切換以選擇所述閥單元的所述操作位置的組合。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的又另一實(shí)施方式，控制系統(tǒng)設(shè)置有遠(yuǎn)離所述控制設(shè)備布置的探頭。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的又另一實(shí)施方式，每個(gè)閥單元均設(shè)置有連接至所述控制系統(tǒng)的致動(dòng)器。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的又另一實(shí)施方式，控制系統(tǒng)設(shè)置有布置在所述發(fā)動(dòng)機(jī)中的不同位置處的至少兩個(gè)探頭。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的又另一實(shí)施方式，每個(gè)閥單元均設(shè)置有對(duì)所述閥單元的流動(dòng)特征具有影響的以可移除的方式組裝的限制元件(24)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的又另一實(shí)施方式，所述閥單元彼此相同，除所述限制元件(24)彼此不同之外。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的又另一實(shí)施方式，所述流體流動(dòng)控制設(shè)備布置成能可控地以其閥單元的兩個(gè)操作位置的多個(gè)組合來(lái)操作。
[0019]本發(fā)明的目的基本上也由內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)，所述內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)包括冷卻系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)用于從所述內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)輸送熱量并且將所述發(fā)動(dòng)機(jī)和/或其部件的溫度保持在預(yù)定范圍，所述冷卻系統(tǒng)具有用于進(jìn)氣、潤(rùn)滑油以及用于汽缸的冷卻部分。本發(fā)明的特征在于，所述冷卻系統(tǒng)包括第一系統(tǒng)和第二系統(tǒng)，其中所述第一系統(tǒng)包括用于汽缸套的冷卻系統(tǒng)和用于進(jìn)氣的高溫冷卻系統(tǒng)，而所述第二系統(tǒng)包括用于進(jìn)氣冷卻部分的低溫冷卻系統(tǒng)和潤(rùn)滑油冷卻系統(tǒng)，所述第一系統(tǒng)和所述第二系統(tǒng)是根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]在下文中，將參照隨附的示例性示意圖描述本發(fā)明，附圖中:[0021]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)中的流體流動(dòng)系統(tǒng)，
[0022]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的流體流動(dòng)控制設(shè)備的有利實(shí)施方式，
[0023]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的用于流體流動(dòng)控制設(shè)備的閥單元的另一實(shí)施方式，
[0024]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的用于流體流動(dòng)控制設(shè)備的閥單元的另一實(shí)施方式，
[0025]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的用于流體流動(dòng)控制設(shè)備的閥單元的有利實(shí)施方式，
[0026]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)中的流體流動(dòng)系統(tǒng)，以及
[0027]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的用于流體流動(dòng)控制設(shè)備的閥單元的又另一實(shí)施方式?！揪唧w實(shí)施方式】
[0028]圖1示意性地描繪了內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)100中的流體流動(dòng)系統(tǒng)10。該流體流動(dòng)系統(tǒng)包括主流體通道12，該主流體通道可以包括單個(gè)流徑或多個(gè)平行流徑。主流體通道12包括用于增加該主流體通道12中的壓力的裝置14。關(guān)于這一點(diǎn)，用于增加壓力的裝置14要寬泛地理解，即使泵的符號(hào)在圖1中被使用。在一些情況下，用于增加壓力的裝置14當(dāng)然可以是實(shí)際的泵等，但在一些情況下，甚至燃燒室也可以充當(dāng)用于增加壓力的裝置，在這種情況下，燃燒過(guò)程可以充當(dāng)增壓裝置14。主流體通道導(dǎo)致利用單元16，在該利用單元中流體以取決于所述應(yīng)用和過(guò)程的方式被利用。根據(jù)實(shí)施方式，利用單元是單程系統(tǒng)并且在這種情況下流動(dòng)系統(tǒng)可以不包括任何流體的循環(huán)或可以僅包括流體的部分再循環(huán)。該實(shí)施方式和其它實(shí)施方式將例如從其它圖和它們的描述以更詳細(xì)的方式變得明顯。
[0029]流動(dòng)系統(tǒng)10包括分支通道18，該分支通道從主流體通道12分支，形成與主流體通道平行的流徑。分支通道的目的在于使流體的第一部分(0%至100%)穿過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)中的或與發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的處理單元20并且將流體的第二、剩余部分(100%至0%)布置成繞過(guò)利用單元20。在圖1中還示出了供連接主流體通道的流體源34。該流體源34可以例如是發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料箱、油槽或冷卻液貯存器。
[0030]在分支通道從主流體通道分支的位置處，或大體上在分支通道連接至主流體通道的位置處，控制裝置還包括流體流動(dòng)控制設(shè)備22。流體流動(dòng)控制設(shè)備22包括若干個(gè)平行的閥單元22.1,22.2、-22.N，每個(gè)閥單元均具有兩個(gè)操作位置，閥單元可以在這兩個(gè)操作位置之間切換。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，每個(gè)閥單元均設(shè)置有基部25和限制元件24。優(yōu)選地，限制部24被布置到閥單元中，使得其對(duì)流體流動(dòng)具有影響，即，節(jié)流流體流動(dòng)。限制部24有利地以可移除的方式被組裝到基部25。限制元件是以節(jié)流方式對(duì)閥單元的流動(dòng)特征具有影響的構(gòu)件。更具體地，限制元件24優(yōu)選地通過(guò)形成局部收縮流動(dòng)區(qū)域而對(duì)閥單元的流阻具有影響。這在圖1中被描繪為圓。附加地，有利的是，閥單元22.1、22.2、...22.Ν的基部25基本上是相同的，并且特別是相對(duì)于接合元件是相同的，借助接合元件，限制元件24接合至閥單元。閥單元的數(shù)量可以變化，但是優(yōu)選地存在至少四個(gè)單元。限制部包括用于在組裝時(shí)對(duì)閥單元的流動(dòng)特征具有影響的裝置，這意味著限制元件優(yōu)選地在不同的閥單元中是不同的。這樣，閥單元被模塊化，從而允許通過(guò)僅改變閥單元中的僅有限制元件24簡(jiǎn)單地改變它們的流動(dòng)特征。
[0032]流體流動(dòng)控制設(shè)備還設(shè)置有控制系統(tǒng)30，該控制系統(tǒng)布置成將閥單元22.1、22.2、-22.N中的每個(gè)單元控制到兩個(gè)操作位置中的一個(gè)操作位置中，閥單元可以在兩個(gè)操作位置之間被切換。在圖1的實(shí)施方式中，操作位置控制流體流到分支通道18或進(jìn)一步流入主流體通道12。控制系統(tǒng)連接至與發(fā)動(dòng)機(jī)100相關(guān)的探頭32。該探頭可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)中的一個(gè)或若干個(gè)單獨(dú)的探頭32、32 ’。
[0033]控制系統(tǒng)30布置成操作，使得它閱讀或接收探頭32的測(cè)量值或者探頭32的測(cè)量值被發(fā)送到控制系統(tǒng)30?；谔筋^的測(cè)量值或多個(gè)測(cè)量值，控制系統(tǒng)確定對(duì)實(shí)踐的控制模式中的變化的需要。在需要變化的情況下，控制設(shè)備選擇閥單元的操作位置的新的組合。這樣，設(shè)定了閥單元的新的布置。
[0034]限制元件24優(yōu)選地被選擇使得，在第一閥單元的相對(duì)流動(dòng)面積為I時(shí)，第二閥單元的相對(duì)流動(dòng)面積為1/2，第三閥單元的相對(duì)流動(dòng)面積為1/4等，即，它們的流動(dòng)面積布置成使得“下一個(gè)”閥單元是前一個(gè)閥單元的流動(dòng)面積的兩倍。在流體流動(dòng)控制設(shè)備包括四個(gè)通/斷閥單元的情況下，操作位置的組合和流量之間的對(duì)應(yīng)在下列表中示出，該表清楚地示出了借助四個(gè)閥單元能獲得的精確度。
[0035]在該實(shí)施方式中，閥單元I提供相對(duì)流量1，閥單元2提供相對(duì)流量0.5等等。可以看到的是，借助四個(gè)閥單元可以獲得16個(gè)不同的流量。對(duì)應(yīng)地，借助5和6個(gè)
[0036]
【權(quán)利要求】
1.一種用于內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的裝置，所述發(fā)動(dòng)機(jī)具有冷卻系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)用于從所述內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)輸送熱量并且將所述發(fā)動(dòng)機(jī)和/或其部件的溫度保持在預(yù)定范圍，所述冷卻系統(tǒng)包括:具有泵系統(tǒng)(14)的主冷卻流體通道(12)，所述主冷卻流體通道布置成穿過(guò)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的從其提取熱量的至少一部分；以及分支通道(18)，所述分支通道從所述主冷卻流體通道(12)分支，所述分支通道中存在用于對(duì)冷卻流體進(jìn)行冷卻的冷卻器系統(tǒng)(20)，并且在所述冷卻系統(tǒng)內(nèi)，在所述分支通道從所述主冷卻流體通道分支的位置處，布置有流體流動(dòng)控制設(shè)備(22)，其特征在于，所述流體流動(dòng)控制設(shè)備(22)包括至少兩個(gè)平行的閥單元，每個(gè)閥單元均具有兩個(gè)操作位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的裝置，其特征在于，每個(gè)閥單元均具有不同的流動(dòng)特征。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的流體流動(dòng)控制設(shè)備，其特征在于，所述流體流動(dòng)控制設(shè)備(22)包括兩個(gè)或更多個(gè)平行的閥單元(22.1-22.N)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的裝置，其特征在于，所述裝置包括控制系統(tǒng)(30)，所述控制系統(tǒng)布置成將所述閥單元(22.1、22.2、-22.N)中的每個(gè)閥單元控制到所述兩個(gè)操作位置中的一個(gè)操作位置，所述閥單元能在所述兩個(gè)操作位置之間切換以選擇這些閥單元的所述操作位置的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的裝置，其特征在于，控制系統(tǒng)(30)設(shè)置有遠(yuǎn)離所述控制設(shè)備(22)布置的探頭(32、32’)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的裝置，其特征在于，每個(gè)閥單元均設(shè)置有連接至所述控制系統(tǒng)(30)的致動(dòng)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的裝置，其特征在于，控制系統(tǒng)(30)設(shè)置有布置在所述發(fā)動(dòng)機(jī)中的不同位置處的至少兩個(gè)探頭(32、32’)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的裝置，其特征在于，每個(gè)閥單元(22.1,22.2、-22.N)均設(shè)置有對(duì)所述閥單元的流動(dòng)特征具有影響的以可移除的方式組裝的限制元件(24)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的裝置，其特征在于，除了所述限制元件(24)彼此不同之外，所述閥單元(22.1,22.2、".22.Ν)彼此相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的用于內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的裝置，其特征在于，所述流體流動(dòng)控制設(shè)備(22)布置成能可控地以其閥單元的兩個(gè)操作位置的多個(gè)組合來(lái)操作。
11.一種內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)用于從所述內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)輸送熱量并且將所述發(fā)動(dòng)機(jī)和/或其部件的溫度保持在預(yù)定范圍，所述冷卻系統(tǒng)具有用于進(jìn)氣(66、66’)、潤(rùn)滑油(64’)以及用于汽缸(64)的冷卻部分,其特征在于,所述冷卻系統(tǒng)包括第一系統(tǒng)(60)和第二系統(tǒng)(62),其中所述第一系統(tǒng)包括用于汽缸套(64)的冷卻系統(tǒng)以及用于進(jìn)氣(66)的高溫冷卻系統(tǒng)，并且所述第二系統(tǒng)包括用于進(jìn)氣(66’)冷卻部分的低溫冷卻系統(tǒng)并包括潤(rùn)滑油冷卻系統(tǒng)(64’)，并且所述第一系統(tǒng)(60)和所述第二系統(tǒng)(62)是權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)中的冷卻系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】F01P7/16GK103620178SQ201280030544
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月23日
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