動(dòng)階段能夠?qū)崃總鬟f出去。所述內(nèi)部冷卻回路通過熱交換器與外部冷卻回路相連 接，其中在所述外部冷卻回路中可使用熔點(diǎn)低于_30°C的常規(guī)冷卻劑。如此，內(nèi)部溫度上升 的優(yōu)勢(shì)得以實(shí)現(xiàn)，并且改善隔熱后的潤(rùn)滑系統(tǒng)中可使用穩(wěn)定、高效的冷卻。
[0082] 《JSAE評(píng)論》2002年23期507-511頁(yè)公開一種含獨(dú)立冷卻回路以改善加熱的冷卻 系統(tǒng)，其中冷卻劑分別通過汽缸蓋和汽缸缸體。例如，在暖機(jī)階段，所述經(jīng)過汽缸缸體或發(fā) 動(dòng)機(jī)缸體的冷卻劑回路可關(guān)閉，而在溫度更高時(shí)，冷卻劑平行流經(jīng)汽缸蓋和汽缸缸體到達(dá) 水冷卻器。然而，其不足之處在于：在冷啟動(dòng)階段，汽缸缸體內(nèi)的冷卻劑不運(yùn)動(dòng)，可能發(fā)生局 部過熱，特別是在冷啟動(dòng)階段發(fā)動(dòng)機(jī)高負(fù)載時(shí)。此外，作為對(duì)流的結(jié)果，冷卻劑不利地移動(dòng) 的原因在于，對(duì)于經(jīng)過汽缸蓋流至汽缸缸體的冷卻劑的合流，冷卻劑從頂部向下流動(dòng)形成， 與對(duì)流的方向相反，即與從下向上的熱流方向相反，增加發(fā)動(dòng)機(jī)栗處的流體阻力，給水栗增 加額外的機(jī)械應(yīng)力和電力消耗。
[0083] 作為本發(fā)明的改進(jìn)，內(nèi)燃機(jī)冷卻劑回路中汽缸蓋冷卻劑管道和汽缸缸體冷卻劑管 道可設(shè)計(jì)為各自獨(dú)立以便于冷卻劑快速加熱。因此，在暖機(jī)階段，低于第一冷卻劑極限溫度 時(shí)，特別是低于90°C時(shí)，冷卻劑首先流經(jīng)待加熱的汽缸蓋，并由此進(jìn)入氣缸/發(fā)動(dòng)機(jī)缸體， 熱冷卻劑將汽缸壁加熱，為了降低汽缸壁的熱損失，冷卻劑由汽缸蓋進(jìn)入冷卻劑栗。當(dāng)?shù)竭_(dá) 第一冷卻劑極限溫度時(shí)，汽缸蓋中的第一冷卻劑流向恒溫器可打開，并且至少冷卻劑的部 分流量可傳遞到冷卻器。當(dāng)?shù)竭_(dá)第二冷卻劑極限溫度，特別是超過l〇〇°C時(shí)，第二冷卻劑流 向恒溫器，特別是在汽缸/發(fā)動(dòng)機(jī)缸體前面的出口處的3通恒溫器可關(guān)閉與冷卻劑栗入口 的連接，并且連接至所述冷卻劑栗的出口，結(jié)果是汽缸/發(fā)動(dòng)機(jī)缸體中冷卻劑的流向與汽 缸蓋處冷卻劑的流向相反，并且結(jié)合的冷卻劑流從汽缸蓋和汽缸/發(fā)動(dòng)機(jī)缸體通過所述冷 卻器。
[0084] 根據(jù)上述實(shí)施例，所述冷卻劑首先經(jīng)由汽缸蓋，在汽缸蓋的末端所述冷卻劑回流 到發(fā)動(dòng)機(jī)缸體中，因此所述汽缸缸體也由已在汽缸蓋處加熱的冷卻劑加熱，因此改進(jìn)了燃 燒過程，由于汽缸蓋經(jīng)常升溫更快并且比汽缸缸體溫度更高，部分是由于汽缸蓋中的水套 冷卻占據(jù)明顯更小的空間以及熱尾氣也經(jīng)由汽缸蓋，結(jié)果是此處產(chǎn)生最大量的余熱。在進(jìn) 一步的步驟中，所述冷卻劑可升溫更快。當(dāng)所述冷卻劑足夠熱時(shí)，冷卻劑恒溫器可使冷卻劑 流經(jīng)水冷器以改變冷卻劑的流向，并且當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體足夠熱時(shí)，所述冷卻劑可平行流經(jīng)發(fā) 動(dòng)機(jī)缸體和汽缸蓋，因此所述水冷器可發(fā)揮最大冷卻作用。采用這種方式可實(shí)現(xiàn)充分冷卻 和快速加熱或者發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的均勻加熱，結(jié)果是潤(rùn)滑油被更快加熱。
[0085] 在潤(rùn)滑系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)實(shí)施例中，在至少一個(gè)活塞裙內(nèi)部的內(nèi)燃機(jī)的活塞可由 隔熱層隔熱，其中所述隔熱層的熱導(dǎo)率為所述活塞裙的熱導(dǎo)率的5%或更低，優(yōu)選方案是低 于lWAm*K)，其中優(yōu)選方案是活塞頭的內(nèi)部不隔熱。由此提出待潤(rùn)滑的擺動(dòng)部件的隔熱 層，結(jié)果是雖然升溫迅速的活塞頭不隔熱，但是在冷啟動(dòng)階段面對(duì)冷汽缸側(cè)壁的活塞裙是 隔熱的。采用這種方式，額外的熱量可提供至潤(rùn)滑油，并且隔熱層可阻止冷汽缸壁冷卻。為 快速加熱采用這種方式隔熱的活塞對(duì)活塞式噴霧冷卻特別有利，這樣大量潤(rùn)滑油與活塞頭 接觸。
[0086] 如果儲(chǔ)熱器設(shè)為按所需溫度范圍臨時(shí)儲(chǔ)存潤(rùn)滑油，設(shè)有至少三個(gè)空間或三個(gè)管道 或三個(gè)腔室的尾氣熱交換器可有利于加熱或冷卻，并且所述空間、管道或腔室在結(jié)構(gòu)上可 與所述熱交換器集成在一起。所述尾氣熱交換器可包含第一空間，至少尾氣的第一部分可 以經(jīng)過所述第一空間流出，其中所述第一空間以第一隔板為界或由第一隔板包圍，其中，在 所述第一隔板的至少一個(gè)面之上不與流動(dòng)的尾氣接觸，相變材料設(shè)置在第二空間中，第二 空間以第二隔板為界或由第二隔板包圍，其中在所述第二隔板的至少一個(gè)面之上不與相變 材料接觸，潤(rùn)滑油可流入第三空間。第一、第二、第三空間或管道的排列順序以相反的順序 (即，例如順序：第一空間、第二空間、第三空間、第二空間、第一空間、第二空間、第三空間 等）可重復(fù)至少一次，特別是不止一次。所述相變材料至少可包括例如赤蘚糖醇、蘇糖醇、 或者石蠟的糖醇，或者例如水合物、硝酸鹽、氫氧化物的鹽，或者例如六水氯化鎂、六水硝酸 鎂的氯化物，它們的熔化潛熱高于儲(chǔ)熱器基于50°C的第一下限溫度和90°C的第一上限溫 度之間的溫差所能儲(chǔ)存的熱量。有利地，相變材料的熔點(diǎn)可低于第一潤(rùn)滑油上限溫度，若相 變材料的熔點(diǎn)高于l〇〇°C，優(yōu)選方案是采用熔點(diǎn)大約在120°C的赤蘚糖醇作相變材料，結(jié)果 是冷啟動(dòng)階段所能達(dá)到的最高可能溫度出現(xiàn)在儲(chǔ)熱器中。通過整合到儲(chǔ)熱器中的三室熱交 換器，伴隨潤(rùn)滑油和尾氣之間通過相變材料的間接耦合，由于所述相變材料作為熱緩沖，避 免了高溫尾氣與潤(rùn)滑油之間的直接熱交換。這樣通過相變材料（PCM)作為緩沖層可避免潤(rùn) 滑油局部過熱。另外，增加隔熱和密封，因此阻止?jié)櫥秃臀矚庵g的直接接觸。所述相變 材料，例如六水氯化鎂（(MgCl2x6H20)是不可燃的，因此可降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。所述尾氣熱交 換器可簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)為板式熱交換器，并且整合到儲(chǔ)熱器中。所述儲(chǔ)熱器的隔熱層將所述熱交 換器隔熱，結(jié)果是可確保冷啟動(dòng)期間的熱傳遞高效迅速，無(wú)需用尾氣將所述熱交換器自身 的壁體加熱。
[0087] 優(yōu)選方案是上文所述熱交換器可設(shè)計(jì)為管式熱交換器，包含至少三個(gè)嵌套在一起 的管道。所述管道可具有雙層壁結(jié)構(gòu)，并且相變材料可布置在內(nèi)管和外管中間空間中。由 此可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊且相互分離，并且易于生產(chǎn)。如果發(fā)生泄露，由于泄露不能穿過相變材料 室，因此可以保證沒有液體能流入儲(chǔ)熱器。
[0088] 作為對(duì)上述含集成式尾氣/潤(rùn)滑油熱交換器的儲(chǔ)熱器的實(shí)施例的改進(jìn)，集成到所 述儲(chǔ)熱器的尾氣熱交換器中的至少一根尾氣連接管可用陶瓷管與所述儲(chǔ)熱器隔熱。由此進(jìn) 一步改進(jìn)隔熱效果，并降低熱損失。
[0089] 作為本發(fā)明的改進(jìn)，下游熱源之前的汽缸蓋和/或渦輪增壓器的供油管可連接至 汽缸缸體-油道。進(jìn)一步，冷卻劑熱交換器可布置在所述汽缸蓋和/或渦輪增壓器的供油管 中，以供冷卻劑回路中的冷卻劑流動(dòng)。由于被熱源加熱之前潤(rùn)滑油具有最低可能溫度，因此 通過規(guī)劃下游熱源前面汽缸蓋和渦輪增壓器的供油管，汽缸蓋和渦輪增壓器中潤(rùn)滑油的溫 度可保持在低水平。結(jié)果是，由于避免了混合摩擦，閥門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在汽缸蓋處的摩擦減少， 特別是當(dāng)閥門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的速度低時(shí)。渦輪增壓器入口處潤(rùn)滑油泄露的風(fēng)險(xiǎn)降低，結(jié)果是 由油粒子灼熱點(diǎn)火的趨勢(shì)降低，特別是在直噴式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中。
[0090] 在進(jìn)一步改進(jìn)的實(shí)施例中，油栗的體積流量可調(diào)節(jié)，當(dāng)儲(chǔ)熱器出油口的溫度低于 預(yù)設(shè)的最高90°c的出油口極限溫度時(shí)，并且儲(chǔ)熱器進(jìn)油口的溫度高于至少90°C的預(yù)設(shè)的 進(jìn)油口的極限溫度時(shí)，為了使儲(chǔ)熱器中栗入的體積流量增加，可增加油栗的傳輸能力。如 上文所述，在油路中油溫較高的情況下，由于熱油流經(jīng)冷油時(shí)就像短路，只有極少的冷油被 流入的熱油所代替。為此，在油溫較高的情況下，特別是在高溫階段，為使熱油產(chǎn)生更高的 流速并形成可以更好的取代冷油的湍流，通過增大油栗的傳輸能力有利于增大潤(rùn)滑油的流 速。
【附圖說(shuō)明】
[0091] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。附圖對(duì)本發(fā)明的典型實(shí)施例作出說(shuō)明。 附圖、說(shuō)明書和權(quán)利要求書結(jié)合在一起包含很多特征。本領(lǐng)域技術(shù)人員可將這些特征單獨(dú) 考慮，或進(jìn)一步組合成有用的組合。
[0092]圖1是根據(jù)本發(fā)明的潤(rùn)滑系統(tǒng)的第一實(shí)施例。
[0093]圖2是根據(jù)本發(fā)明的潤(rùn)滑系統(tǒng)的第二實(shí)施例。
[0094]圖3是根據(jù)本發(fā)明的潤(rùn)滑系統(tǒng)的儲(chǔ)熱器的實(shí)施例。
[0095]圖4是根據(jù)本發(fā)明的潤(rùn)滑系統(tǒng)的另一實(shí)施例。
[0096]圖5a_5c是在用于根據(jù)本發(fā)明的油潤(rùn)滑系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽缸蓋中的油潤(rùn)滑線路的 實(shí)施例。
[0097]圖6是根據(jù)本發(fā)明的潤(rùn)滑系統(tǒng)的另一實(shí)施例。
[0098]圖7a_7c是在根據(jù)本發(fā)明的潤(rùn)滑系統(tǒng)中使用的冷卻劑回路的實(shí)施例。
[0099]圖8是在根據(jù)本發(fā)明的潤(rùn)滑系統(tǒng)中使用的內(nèi)燃機(jī)的多個(gè)隔熱活塞的實(shí)施例。
[0100]圖9是根據(jù)本發(fā)明的潤(rùn)滑系統(tǒng)的另一實(shí)施例。
[0101 ] 附圖中相同或同類的部件使用相同的附圖標(biāo)記。
【具體實(shí)施方式】
[0102]圖1說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的潤(rùn)滑系統(tǒng)的第一實(shí)施例100,用于功能結(jié)構(gòu)環(huán)境11，特別是 如油道、曲軸、軸承的潤(rùn)滑點(diǎn)，或者用于如具有金屬環(huán)境和外殼的傳動(dòng)部件的金屬結(jié)構(gòu)環(huán)境 63等。此種類型的潤(rùn)滑系統(tǒng)可適用于使用內(nèi)燃機(jī)的機(jī)動(dòng)車、電動(dòng)車、或混合動(dòng)力汽車中。作 為例子可以考慮曲軸箱，在曲軸箱中，軸瓦、連桿和外殼形成金屬環(huán)境，在外部環(huán)境溫度低 時(shí)，其高的比熱導(dǎo)率可將熱量從油中導(dǎo)出。這些部位特別是與外界空氣接觸的部位的內(nèi)絕 緣可加速潤(rùn)滑油的升溫。
[0103] 在圖1中，潤(rùn)滑油儲(chǔ)存在油箱1中，通過油篩2和電動(dòng)栗4從油箱1提取的潤(rùn)滑 油。為避免壓力過大，電動(dòng)栗4出口后面設(shè)有過壓閥5,當(dāng)油潤(rùn)滑回路中壓力過大時(shí)允許潤(rùn) 滑油經(jīng)電動(dòng)栗4回流到油箱1中。潤(rùn)滑油還經(jīng)過另一個(gè)濾油器6和熱源7,本實(shí)施例中熱源 7是尾氣/潤(rùn)滑油熱交換器，熱源7包含熱能供應(yīng)線路8和剩余能量流的輸出線路9。這些 可以是內(nèi)燃機(jī)催化轉(zhuǎn)換器和尾氣之間的進(jìn)料管和排放管?；蛘撸瑹嵩?也可以是油潤(rùn)滑系 統(tǒng)和冷卻劑回路之間的熱交換器，從而潤(rùn)滑油在冷啟動(dòng)階段可被強(qiáng)有力地加熱。熱源7后 面，與具有潤(rùn)滑點(diǎn)11或油路線路10的連接線路相連接，向需要潤(rùn)滑的位置供給潤(rùn)滑油，并 且包含內(nèi)隔熱層13,在內(nèi)隔熱層13中設(shè)有油路10的載油內(nèi)管12。外徑D明顯小于內(nèi)徑d， 由于隔熱層與內(nèi)部對(duì)齊并且減小了橫截面，因此表面積與體積的比值增大，擴(kuò)散到金屬環(huán) 境或結(jié)構(gòu)環(huán)境11、63的熱能減少。另外，與傳動(dòng)潤(rùn)滑油接觸的外殼內(nèi)壁、擺動(dòng)部件或其它金 屬部位設(shè)有隔熱層。被熱源7加熱的潤(rùn)滑油通過隔熱環(huán)境到達(dá)待潤(rùn)滑位置后，潤(rùn)滑油返回 到油箱1，然后可以再一次在油路中循環(huán)。通過油路10、熱源7后面的潤(rùn)滑點(diǎn)11和結(jié)構(gòu)環(huán) 境63的隔熱，擴(kuò)散到汽缸蓋或汽缸缸體等金屬環(huán)境中的熱能顯著減少，因此在冷啟動(dòng)階段 預(yù)熱時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)低粘度，并因此可以降低摩擦，導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)的降低的耗油量和降低的尾氣 排放量。在使用傳動(dòng)裝置的情況下，結(jié)構(gòu)環(huán)境11、63可為油箱和含有變速箱殼的變速箱油 槽，并且使動(dòng)力傳輸更平滑。另外，油箱1可為隔熱的，并且其它部件，如待潤(rùn)滑的旋轉(zhuǎn)或擺 動(dòng)部件以及它們周圍的外殼可為隔熱的。有利地，油栗4后面的大部分區(qū)域都是隔熱的，特 別是處于壓力之下的部分油路以及熱量是由熱源所供應(yīng)的區(qū)域。
[0104] 以圖1所示實(shí)施例為基礎(chǔ)，圖2說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的潤(rùn)滑系統(tǒng)對(duì)圖1所示的潤(rùn)滑系 統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)作出改進(jìn)，并且可以以比較的方式作出說(shuō)明。除了圖1所示的配置之外，在吸 油管3的油箱1和油栗4之間設(shè)置隔熱的熱交換器14,其中熱交換器14與吸油管3并聯(lián) 且可通過兩位三通閥15連通在吸油管3中。在隔熱的儲(chǔ)熱器14中，為保持熱量和與之相 關(guān)的低粘度，潤(rùn)滑油可以以加熱后的狀態(tài)臨時(shí)儲(chǔ)存，結(jié)果是在潤(rùn)滑點(diǎn)11和金屬環(huán)境63等隔 熱的結(jié)構(gòu)環(huán)境中加熱狀況得以改進(jìn)，金屬環(huán)境63包括外殼、組件等。在冷啟動(dòng)階段，有余熱 的潤(rùn)滑油比油箱1中的潤(rùn)滑油的粘度低，油箱1采用外界溫度并從儲(chǔ)熱器14中吸收熱量。 此類型的儲(chǔ)熱器14可設(shè)計(jì)為高度絕緣，例如真空絕緣，并且當(dāng)潤(rùn)滑油流出時(shí)會(huì)與流入的新 鮮、低溫油混合，儲(chǔ)熱器14中潤(rùn)滑油混合后的溫度會(huì)下降。
[0105] 為進(jìn)一步改進(jìn)圖2所示的外部油箱，如圖3所示，可使用高度隔熱的儲(chǔ)熱器14,包 含將圓柱形儲(chǔ)熱器14分為兩個(gè)大的活動(dòng)腔室16a和16b的自由活塞19。其中，冷油可進(jìn) 入腔室16b，熱油可存貯在腔室16a。當(dāng)排出熱油16a時(shí)，隔熱的自由活塞向左移動(dòng)，冷油進(jìn) 入腔室16b，結(jié)果是儲(chǔ)熱器14中的壓力比保持不變。通過三位四通閥20可為隔熱或儲(chǔ)熱 器14設(shè)置不同的操作方式。因此可將排出點(diǎn)設(shè)在左側(cè)，兩個(gè)腔室的連接點(diǎn)設(shè)在中間，載入 點(diǎn)設(shè)在右側(cè)，其中，腔室16a充滿由熱源7供應(yīng)的潤(rùn)滑油，并且腔室16b中的油被排回到油 箱1。為防止超壓，所述兩個(gè)