本發(fā)明涉及一種配備有渦輪增壓器的車輛的輔助冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在該部分中的陳述僅提供與本發(fā)明相關(guān)的背景信息并且可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

近年來，已經(jīng)進(jìn)行了各種努力以改善車輛的燃料效率。

作為用于改善燃料效率的各種方法之一，使用了EGR(廢氣再循環(huán))系統(tǒng)的方法得以使用，該EGR(廢氣再循環(huán))系統(tǒng)重新利用廢氣來減小燃料消耗并且因此改善了燃料效率。

在題為“用于發(fā)動機(jī)廢氣再循環(huán)回路的冷卻裝置(COOLING DEVICE FOR ENGINE EXHAUST GAS RECIRCULATION CIRCUIT，韓國未審查公開10-2013-0021377(2013-03-05))”的相關(guān)技術(shù)中提出了一種常規(guī)的EGR冷卻裝置。

該常規(guī)技術(shù)包括冷卻發(fā)動機(jī)的高溫環(huán)路以及冷卻EGR氣體的低溫環(huán)路，并且利用被分開提供的高溫環(huán)路和低溫環(huán)路實現(xiàn)了一種高效的冷卻系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種輔助冷卻系統(tǒng)，該輔助冷卻系統(tǒng)可以通過具有分開的冷卻結(jié)構(gòu)、(尤其是穿過低溫環(huán)路)循環(huán)冷卻水的方法、正時等來改善車輛的燃料效率。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在具有渦輪增壓發(fā)動機(jī)的車輛中提供了一種與發(fā)動機(jī)冷卻通道分開安裝的輔助冷卻系統(tǒng)。該輔助冷卻系統(tǒng)包括將散熱器與中間冷卻器彼此連接的第一管線，電動水泵被安裝在該第一管線上，使得冷卻水穿過該第一管線從該散熱器朝該中間冷卻器流動。第二管線將該中間冷卻器與該進(jìn)氣歧管彼此連接并且允許冷 卻水流動穿其而過。第三管線將該進(jìn)氣歧管與該散熱器彼此連接并且允許冷卻水流動穿其而過；并且旁通閥選擇性地引導(dǎo)將在穿過被提供在該第三管線的路徑上的渦輪機(jī)殼體時被加熱的冷卻水傳遞至該散熱器或者經(jīng)由發(fā)動機(jī)缸體或加熱器將該冷卻水傳遞至該散熱器，其中，從該進(jìn)氣歧管排出的冷卻水穿過ETC(電子節(jié)氣門控制)單元并且因此降低了穿過該ETC單元的進(jìn)氣的溫度。

第三管線可以將從該進(jìn)氣歧管排出的冷卻水供應(yīng)至EGR(廢氣再循環(huán))冷卻器并且將從該EGR冷卻器排出的冷卻水供應(yīng)至該渦輪機(jī)殼體。

該第三管線可以將從該進(jìn)氣歧管排出的冷卻水供應(yīng)至壓縮機(jī)殼體并且將從該壓縮機(jī)殼體排出的冷卻水供應(yīng)至該渦輪機(jī)殼體。

該第三管線可以將從該進(jìn)氣歧管排出的冷卻水供應(yīng)至軸承殼體并且將從該軸承殼體排出的冷卻水供應(yīng)至該渦輪機(jī)殼體。

該第三管線可以將從該進(jìn)氣歧管排出的冷卻水供應(yīng)至EGR冷卻器，將從該EGR冷卻器排出的冷卻水供應(yīng)至壓縮機(jī)殼體，將從該壓縮機(jī)殼體排出的冷卻水供應(yīng)至軸承殼體，并且將從該軸承殼體排出的冷卻水供應(yīng)至該渦輪機(jī)殼體。

該水泵可以在車輛的點(diǎn)火開啟后約15至20秒開始運(yùn)行并且在車輛的點(diǎn)火關(guān)閉后約20至30秒停止運(yùn)行。該旁通閥可以選擇性地將在穿過該渦輪機(jī)殼體時被加熱的冷卻水旁通至該發(fā)動機(jī)缸體或該加熱器。該冷卻水可以被旁通至該發(fā)動機(jī)缸體直到該發(fā)動機(jī)缸體在該車輛的點(diǎn)火開啟后被加熱為止，或者經(jīng)加熱的冷卻水可以在該加熱器運(yùn)行時被旁通至該加熱器，并且當(dāng)該發(fā)動機(jī)缸體處于加熱狀態(tài)且該加熱器不在運(yùn)行時，經(jīng)加熱的冷卻水可以沒有被旁通而直接被傳遞至該加熱器。

進(jìn)一步的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)谋疚奶峁┑恼f明中變得清楚。應(yīng)該理解，本說明和具體示例僅旨在用于說明的目的而并非旨在限制本發(fā)明的范圍。

附圖說明

為了可以很好地理解本發(fā)明，現(xiàn)將參照附圖通過舉例的方式給出 其各種實施例的描述，在附圖中：

圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的輔助冷卻系統(tǒng)的構(gòu)型的視圖。

本文中描述的附圖僅用于說明的目的而并非旨在以任何方式限制本發(fā)明的范圍。

具體實施方式

以下說明在本質(zhì)上僅是示例性的而并非旨在限制本發(fā)明、應(yīng)用或用途。應(yīng)理解，在整個附圖中，對應(yīng)的附圖標(biāo)記表明類似或?qū)?yīng)的部分和特征。

如圖1所示，本發(fā)明涉及一種輔助冷卻系統(tǒng)，該輔助冷卻系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)冷卻通道分開地安裝在具有渦輪增壓發(fā)動機(jī)的車輛中。該輔助冷卻系統(tǒng)包括第一管線100，該第一管線將散熱器10與中間冷卻器20彼此連接，并且電動水泵110被安裝在該第一管線上以使冷卻水能夠流動穿過該第一管線。第二管線200將中間冷卻器20與進(jìn)氣歧管30彼此連接并且允許冷卻水流動穿其而過。提供了第三管線300，冷卻水從進(jìn)氣歧管30排出穿過該第三管線并且穿過ETC(電子節(jié)氣門控制)單元(未示出)以降低進(jìn)氣的溫度，并且提供了旁通閥310，該旁通閥選擇性地將已穿過第三管線300和渦輪機(jī)殼體70的冷卻水直接傳遞至散熱器10或經(jīng)由發(fā)動機(jī)缸體1或加熱器2將該冷卻水傳遞至散熱器10。

在一個實施例中，EGR冷卻器40、壓縮機(jī)殼體50和軸承殼體60等可以被連接至第三管線300上。盡管這些部件在圖1中被展示為彼此串聯(lián)連接，但本發(fā)明不受限于這種構(gòu)型。例如，一個或兩個部件可以彼此串聯(lián)連接?？商娲?，這三個部件可以彼此并聯(lián)連接。

此外，從進(jìn)氣歧管30排出的冷卻水被供應(yīng)至該ETC的熱水接套(未示出)以便降低流動穿過該ETC的進(jìn)氣的溫度，因此增強(qiáng)了燃料效率。已被用于冷卻該ETC的冷卻水流動至第三管線300并且隨后被供應(yīng)至EGR冷卻器40、壓縮機(jī)殼體50以及軸承殼體60。

第三管線300被劃分為若干部段。在這一個實施例中，第三管線300可以被劃分為第一部段，在該第一部段中從進(jìn)氣歧管30排出的冷 卻水被供應(yīng)至EGR冷卻器40、壓縮機(jī)殼體50和軸承殼體60。提供了第二部段，在該第二部段中從軸承殼體60排出的冷卻水被傳遞至渦輪機(jī)殼體70；并且提供了第三部段，該第三部段將渦輪機(jī)殼體70與旁通閥310彼此連接；并且提供了第四部段，該第四部段將旁通閥310與散熱器10彼此連接。在此，流動穿過該第一部段的冷卻水穿過該ETC。

在常規(guī)技術(shù)中，發(fā)動機(jī)冷卻水被用于冷卻EGR冷卻器40、軸承殼體60等。然而，存在的問題在于，冷卻效率相對較低，因為發(fā)動機(jī)冷卻水的溫度非常高，即95℃或更高。

實際上，在將使用發(fā)動機(jī)冷卻水的常規(guī)方法用于冷卻這些部件的情況中，已穿過EGR冷卻器40的EGR氣體溫度處于從約105℃至約110℃的范圍內(nèi)，并且軸承殼體60的出口的溫度處于從150℃至160℃的范圍水平內(nèi)。因此，限制了EGR冷卻器40和軸承殼體60的溫度的下降。

鑒于此，在本發(fā)明中，已穿過中間冷卻器20和進(jìn)氣歧管30的冷卻水被直接傳遞至EGR冷卻器40、壓縮機(jī)殼體50以及軸承殼體60，由此可以提高借助于冷卻水的冷卻效果。即使已被散熱器10冷卻過的冷卻水穿過中間冷卻器20和進(jìn)氣歧管30，其溫度也僅處于從45℃至50℃的范圍水平內(nèi)。因此，可以獲得令人滿意的冷卻性能。

已經(jīng)沿第三管線300穿過EGR冷卻器40、壓縮機(jī)殼體50以及軸承殼體60的冷卻水(約100℃)被供應(yīng)至渦輪機(jī)殼體70并且被用于冷卻廢氣。從渦輪機(jī)殼體70排出的冷卻水被散熱器10再冷卻并且隨后循環(huán)至中間冷卻器20。

在此，已經(jīng)穿過渦輪機(jī)殼體70的冷卻水的溫度約150℃，并且其熱量可以被再利用。也就是說，可以提供旁通閥310以控制冷卻水的運(yùn)動，使得從渦輪機(jī)殼體70排出的冷卻水在移動至散熱器10之前被供應(yīng)至發(fā)動機(jī)缸體1或加熱器2并且因此將熱量傳遞至其中。流動穿過第三管線300的冷卻水被旁通閥310旁通至旁路供應(yīng)管并且因此被供應(yīng)至發(fā)動機(jī)缸體1或加熱器2。已將發(fā)動機(jī)缸體1或加熱器2加熱的冷卻水穿過旁路排出管返回至旁通閥310并且隨后被供應(yīng)至散熱器10。

在一個實施例中，旁通閥310被配置從而使得經(jīng)加熱的冷卻水被 旁通至該發(fā)動機(jī)缸體直到發(fā)動機(jī)缸體1在車輛的點(diǎn)火開啟后被加熱為止，并且經(jīng)加熱的冷卻水在加熱器2運(yùn)行時被旁通至加熱器2。

具體地，因為在發(fā)動機(jī)點(diǎn)火剛剛開啟后發(fā)動機(jī)缸體1處于冷態(tài)，其摩擦相對較大。如此，在摩擦大的情況下，其起到阻礙發(fā)動機(jī)運(yùn)行的作用，由此降低了燃料效率。因此，如果發(fā)動機(jī)缸體1在早期階段迅速加熱，則摩擦減小，由此可以改善燃料效率。

然而，在發(fā)動機(jī)缸體1被加熱至預(yù)定程度之后，因為發(fā)動機(jī)自身產(chǎn)生熱量，在點(diǎn)火之后經(jīng)過一段預(yù)定時間之后冷卻水的作用為冷卻發(fā)動機(jī)缸體1而不是加熱發(fā)動機(jī)缸體1。此外，由于在冷卻水穿過發(fā)動機(jī)缸體1時很多熱量被傳遞至冷卻水，散熱器10可能無法將冷卻水充分地冷卻。因此，在一個實施例中，冷卻水被供應(yīng)至發(fā)動機(jī)缸體1的時間被限制在開啟點(diǎn)火后的早期階段中的幾秒至幾分鐘的范圍內(nèi)。

在一個實施例中，安裝在第一管線100上的水泵110作為用于循環(huán)冷卻水的動力源在點(diǎn)火已經(jīng)開啟后約15至20秒開始運(yùn)行。此外，水泵110優(yōu)選地在車輛的點(diǎn)火已經(jīng)關(guān)閉后約20至30秒停止運(yùn)行。

如果冷卻水從點(diǎn)火開始時循環(huán)，則廢氣在穿過渦輪機(jī)殼體70時被過量冷卻，并且由廢氣的熱量激活的廢氣催化劑不能被可靠地激活。鑒于此，如果冷卻水在渦輪機(jī)殼體70已經(jīng)加熱至預(yù)定程度之后而不是在點(diǎn)火剛剛開啟時開始循環(huán)，則可以迅速激活廢氣催化劑。

此外，在點(diǎn)火剛剛關(guān)閉之后，渦輪機(jī)葉輪處于比較高的溫度狀態(tài)。如果冷卻水的循環(huán)在點(diǎn)火關(guān)閉后立即停止，則渦輪機(jī)葉輪可能會因熱量而損壞。為此，水泵110在點(diǎn)火關(guān)閉后使冷卻水循環(huán)約20至30秒，由此防止了渦輪機(jī)葉輪因高溫?zé)崃慷鴵p壞。

在一個實施例中，電動泵而不是與發(fā)動機(jī)相互作用的機(jī)械泵被用作水泵110，從而使得該水泵甚至在點(diǎn)火關(guān)閉并且發(fā)動機(jī)停機(jī)時也可以使冷卻水循環(huán)。因為機(jī)械泵在發(fā)動機(jī)停機(jī)后立即停止運(yùn)行，所以機(jī)械泵的使用可能不適用于本發(fā)明。

如已描述的，根據(jù)本發(fā)明的輔助冷卻系統(tǒng)具有以下效果。

首先，通過冷卻EGR氣體改善了爆震特性，由此增強(qiáng)了燃料效率。

其次，在開啟點(diǎn)火后的早期階段中被加熱的冷卻水被供應(yīng)至發(fā)動機(jī)缸體以加熱該發(fā)動機(jī)缸體，由此減小了發(fā)動機(jī)缸體的摩擦。因此， 可以進(jìn)一步改善燃料效率。

第三，甚至在關(guān)閉點(diǎn)火后，水泵仍運(yùn)行一段預(yù)定時間以冷卻渦輪殼體。由此，可以增長渦輪機(jī)殼體的使用壽命。

第四，在開啟點(diǎn)火后經(jīng)過了一段預(yù)定時間之后，水泵開始運(yùn)行。因此，廢氣熱量可以在冷卻運(yùn)行開始之前激活催化劑。

盡管已經(jīng)披露了本發(fā)明的各種不同實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，在不脫離如所附權(quán)利要求書披露的本發(fā)明的范圍和精神的情況下的各種修改、增加和替換是可能的。

因此，應(yīng)理解的是，所披露的實施例僅用于說明性目的而并不限制本發(fā)明的界限。旨在由所附權(quán)利要求書來限定本發(fā)明的界限，并且能夠從所附權(quán)利要求書的范圍和等效概念導(dǎo)出的各種修改、增加和替換落入本發(fā)明的界限內(nèi)。