太阳城集团

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冷却系统和具有这样的冷却系统的内燃机.pdf

摘要
申请专利号:

CN201580053631.2

申请日:

2015.10.01

公开号:

CN106715858A

公开日:

2017.05.24

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):F01P 11/02申请日:20151001|||公开
IPC分类号: F01P11/02; F01P11/04 主分类号: F01P11/02
申请人: MTU 腓特烈港有限责任公司
发明人: O.马尔金
地址: 德国腓特烈港
优先权: 2014.10.02 DE 102014014718.5
专利代理机构: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 李永波;宣力伟
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法律状态
申请(专利)号:

CN201580053631.2

授权太阳城集团号:

|||

法律状态太阳城集团日:

太阳城集团2017.06.16|||2017.05.24

法律状态类型:

太阳城集团实质审查的生效|||公开

摘要

太阳城集团建议了一种冷却系统(3),具有至少一个第一有待冷却的组件(5),第一冷却剂线路(7)汇接到该组件中,其中,为了所述第一组件(5)的排气,第一排气线路(9)与所述第一组件(5)流体连接。所述冷却系统(3)的特征在于,所述第一排气线路(9)汇接到第二冷却剂线路(11)中。

权利要求书

1.一种冷却系统(3),其具有至少一个第一有待冷却的组件(5),第一冷却剂线路(7)汇
接到该组件中,其中,为了所述第一组件(5)的排气,第一排气线路(9)与所述第一组件(5)
流体连接,其特征在于,所述第一排气线路(9)汇接到第二冷却剂线路(11)中。
2.按照权利要求1所述的冷却系统(3),其特征在于,所述第二冷却剂线路(11)被构造
作为在第二有待冷却的组件(15)中的冷却剂路径(13),或者所述第一排气线路(9)汇接到
在有待冷却的组件(5、15)外的第二冷却剂线路(11)中。
3.按前述权利要求中任一项所述的冷却系统(3),其特征在于,在所述冷却系统(3)的
运行中,在所述第一冷却剂线路(7)中支配着第一压力,其中,在所述第二冷却剂线路(11)
中支配着第二压力,其中,所述第一压力大于所述第二压力。
4.按前述权利要求中任一项所述的冷却系统(3),其特征在于,所述第一冷却剂线路
(7)具有第一横截面,其中,所述第一排气线路(9)具有第二横截面,其中,所述第一横截面
优选地以至少16、优选到至多400、优选从至少25到至多225、优选从至少36到至多100的因
数大于所述第二横截面。
5.按前述权利要求中任一项所述的冷却系统(3),其特征在于,所述第一排气线路(9)
与所述第一组件(5)在联接位(47)处处于流体连接中,该联接位被布置为高于所述第一冷
却剂线路(7)到所述第一组件(5)中的汇接部。
6.按前述权利要求中任一项所述的冷却系统(3),其特征在于,所述冷却系统(3)具有
空气分离器(19),该空气分离器布置在所述第一排气线路(9)到所述第二冷却剂线路(11)
中的汇接部的下游,其中,第二排气线路(21)与所述空气分离器(19)流体连接,其中,所述
空气分离器(19)优选具有分离器件(49),该分离器件设定用于:把空气从贯穿所述空气分
离器(19)的冷却剂流进行分离并且提供给所述第二排气线路(21)。
7.按前述权利要求中任一项所述的冷却系统(3),其特征在于,所述第二冷却剂线路
(11)和/或第二排气线路(21)汇接到用于冷却剂的冷却系统(3)的平衡容器(23)中。
8.按前述权利要求中任一项所述的冷却系统(3),其特征在于,所述第二冷却剂线路
(11)在空间上相比于第一组件(5)更靠近所述平衡容器(23)来布置。
9.按前述权利要求中任一项所述的冷却系统(3),其特征在于,所述第一组件(5)构造
为废气涡轮增压器(42)的涡轮机壳(41),其中优选地,所述第二组件(15)构造为所述废气
涡轮增压器(42)的压缩器壳(43)。
10.一种内燃机(1),其具有按权利要求1至9中任一项所述的冷却系统(3)。

说明书

冷却系统和具有这样的冷却系统的内燃机

本发明涉及冷却系统以及具有这样的冷却系统的内燃机。

在这里所论述类型的冷却系统通常具有冷却剂回路,该冷却介质回路由液态的冷
却剂穿流,该冷却剂用于容纳来自有待冷却的组件、例如内燃机的热量。在填充或者补充填
充冷却剂时,或者通过这样的冷却系统的必要时存在的不密封性,能够出现空气夹杂物,该
空气夹杂物不利地对所述冷却系统的冷却性能起作用。对此,在已知的冷却系统中设置的
是,排气线路与有待冷却的组件(该组件经过冷却剂线路利用冷却剂来供应)为了该组件的
排气而流体连接。在此,所述排气线路不同于所述冷却剂线路并且不用于提供冷却剂,而是
其实专用于所述组件的排气。所述排气线路典型地导引至所述冷却系统的气泡分离器,一
般,多个从不同的组件到来的排气线路汇接到所述气泡分离器中,或者所述排气线路被引
导到用于所述冷却剂回路的平衡容器中,其中,在所述气泡分离器中或者所述收集容器中
的空气能够与所述冷却剂分离。为了达到所述气泡分离器或者平衡容器,在任何情况下组
件(其较大程度地离开这些进行布置)需要长的排气线路,该排气线路尤其必须以复杂的方
式布设在内燃机处。从中得到了显著的结构花费、制造花费、装配花费和鉴定花费以及高的
开发成本。此外,这样的长的线路的可接近性不能够被彻底保证,这使得装配要么繁琐和昂
贵要么需要可能的补充构造。为了使得排气线路相对于振动和必要时从中得到的破裂较不
易受影响,则这些排气线路必须被保持在规律的间距中。这点尤其造成的是,长的排气线路
紧固在不同的构件处,其中,必须平衡公差或者说不可能的公差平衡会导致批量装配过程
的故障。如果所述排气线路绷紧地装配,则这能够导致在运行中所述线路的破裂。作为另外
的问题得到的是,将排气线路保持在所期望的位置处通常不可能,因为其它的构件处在路
上。于是,较大的间距必须通过所述排气线路以自由振动的方式来克服。在此,所述排气线
路的易受振动影响性随着其自由振动的长度而提高。对此遇到的另外的问题是,在中央供
馈到气泡分离器中或者平衡容器中时必须给不同的排气线路配设隔板,该隔板通过不同的
直径保证的是,平衡有待排气的组件的不同的压力水平。在此,必须部分地使用具有1 mm或
者更少的流动直径,其中,产生高的流动阻力并且出现堵塞危险,例如当在冷却剂中存在颗
粒时。

本发明所针对的任务在于,建立冷却系统和具有这样的冷却系统的内燃机,其中,
不出现所提到的缺点。

所述任务得以解决,方法是:实现独立权利要求的主题。从从属权利要求中得出有
利的设计方案。

所述任务尤其这样来解决,即,建立一种冷却系统,该冷却系统具有至少一个有待
冷却的第一组件,第一冷却剂线路汇接到该组件中,其中,不同于所述第一冷却剂线路的第
一排气线路与所述第一组件流体连接,以用于该第一组件的排气。在此设置的是,所述第一
排气线路汇接到第二冷却剂线路中。从所述第一组件起的排气线路因而不向着中央的供馈
位置、例如平衡容器或者气泡分离器导引,而是其实尤其分散地导引到第二冷却剂线路中,
从而从所述第一组件中导出的空气通过所述第二冷却剂线路沿着所述冷却剂回路能够继
续供送。通过这种分散的构造方案,所述排气线路尤其也能够在第一所述有待冷却的组件
与平衡容器相距布置时被更短地构造,即当设置了中央的导送位置和多个排气线路的相会
部时。由此,能够至少在很大程度上优选地完全地避免与较长的排气线路相联系的缺点(尤
其是结构方面的类型并且鉴于固持和易受振动影响性)。此外,不再存在隔板的混淆危险。
其实,对于不同的排气线路,能够采用相同的隔板直径,从而能够使用通用件。因为不再需
要平衡在中央的导送位置处的多个组件的不同的压力水平,则也能够较大地选择隔板直
径,从而通过在所述冷却剂中存在的颗粒来避免堵塞危险。

所述冷却系统优选地设定用于使用液态的冷却剂。在此,概念“液态”在这里尤其
表示的是,所述冷却剂在被支配在所述冷却系统中的条件(尤其支配在该处的在运行中的
压力和温度)下存在于液态的聚集态中。尤其,所述冷却剂优选地在普通条件中,也即尤其
在1013 mbar和25°C中存在于液态的形式中。这样的冷却剂优选地相比于尤其气态的冷却
剂具有更高的热容量。因此,它们能够在体积流量和/或质量流量较小时输送较大的热量并
且由此实现了更高效的冷却。尤其优选地,所述冷却系统设定用于:使用水(优选作为与至
少一种防冻剂例如乙二醇的混合物)作为冷却剂。在此,水的特征在于尤其高的热容量。但
是存在的问题是,存在于所观察的线路区段中的由冷却剂和空气形成的混合物的热容量相
比于纯的冷却剂下降并且从而减小了冷却的效率。还能够在有待冷却的组件的被设置于地
理较高的位置处形成气垫,该气垫可能显著减小或者甚至完全能够中断冷却剂通流量。因
此,为了改善这样的冷却系统的冷却性能,需要给有待冷却的组件进行排气。

把有待冷却的组件尤其理解为一个设备的部件,尤其是构件或功能件,该设备借
助于所述冷却系统来冷却。尤其,在这里它能够指的是内燃机的部件、构件或者功能件,例
如是涡轮机壳或者废气涡轮增压器的压缩器壳或者曲轴箱。

将冷却剂线路尤其理解为一种线路,该线路设定用于导引冷却剂,也即用于向着
有待冷却的组件提供冷却剂、将冷却剂导送通过该组件和/或从该组件中导出冷却剂,以便
冷却所述有待冷却的组件。在此,冷却剂线路尤其从其横截面起始这样来构造:使得有待冷
却的组件一同能够由对于其冷却足够的冷却剂的质量流量或者体积流量来穿流。这样的冷
却剂线路能够被形成作为与所述有待冷却的组件独立的、但是与此组件流体连接的线路,
当然也能够作为在有待冷却的组件内的冷却剂路径(例如通过双壁地构造的壳)。冷却剂线
路优选地这样来布置:使得对于所有的有待冷却的组件保证了有效的和高效的冷却介质导
引(尤其鉴于压力损失、流动速度、空穴和其它的相关的条件)。

将排气线路尤其理解为一种线路,该线路被设置并且尤其设定用于有待冷却的组
件的排气,以便将空气或者冷却剂/空气-混合物从所述有待冷却的组件中导出。在此,为了
排气的目的而经过所述排气线路从所述有待冷却的组件中导出的冷却剂/空气-混合物相
比于必要时流动通过冷却剂线路的冷却剂/空气-混合物更加富含空气。为了高效的排气,
所述排气线路优选地这样布置在所述有待冷却的组件处:使得给其基本上提供空气,但是
其中尤其可行的是,通过到达所述排气线路中的气泡一同带走了冷却剂。由此,相比于所述
冷却剂线路,在所述排气线路中在任何情况下富聚了空气,并且相比于在所述冷却剂线路
中,导引通过所述排气线路的混合物的冷却剂份额显著更小。因为此外,所述排气线路不必
导引对于冷却所述有待冷却的组件足够的冷却剂的质量或者体积流量,则它优选地具有相
比于所述冷却剂线路的更小的横截面。排气线路优选地这样布置在有待冷却的组件处:使
得达到或者保持维持合适的压力水平,以便保证所述冷却剂的流动。此外,所述排气线路优
选地尽可能短地构造。

在这里,把排气尤其理解为,把空气从被配设给有待冷却的组件的冷却剂线路中
或者该组件的冷却剂路径中导出,以便通过所述有待冷却的组件改善所述冷却的效率和冷
却剂的通流量。

排气线路优选地(只要这可能)升高地布设,以便保证有效的排气。

尤其至少两个线路与第一有待冷却的组件流体连接,也即一方面第一冷却剂线路
和不同于该冷却剂线路的优选也与此冷却剂线路独立的、因而尤其分离布置的第一排气线
路,其中,所述冷却剂线路不同于所述排气线路设定用于:给所述有待冷却的组件提供对于
其冷却足够的冷却剂的质量-或体积流量,其中,所述排气线路被设定用于:确保所述第一
组件的排气。所述有待冷却的组件优选额外与一个另外的冷却剂线路(作为第三线路)流体
连接,在该冷却剂已经穿流了所述有待冷却的组件之后,经过该冷却剂线路来导出冷却剂。
所述排气线路因而尤其不用于导出冷却剂,而是用于排气,优选独自地用于排气。

所述排气线路优选地与在所述第一组件内的冷却剂路径流体连接。这样的冷却剂
路径(其本身也表现为冷却剂线路)尤其优选地通过所述第一组件的双壁或者多壁构造的
壳来构造。当所述排气线路汇接到此冷却剂路径中时,所述第一组件能够很高效地排气。优
选地,所述第一排气线路从所述第一组件中、尤其从所述冷却剂路径中分支,或者它从第一
有待冷却的组件、优选从所述冷却剂路径向外伸出。

所述第一排气线路(优选在所述第一组件的下游)汇接到所述第二冷却剂线路中,
其中,概念“下游”在这里尤其涉及从所述第一组件中导出的空气的流动方向。所述空气或
者所述富含空气的冷却剂/空气-混合物因而从所述第一组件中沿着所述第一排气线路导
出并且导入到所述第二冷却剂线路中。

所述第二冷却剂线路优选地在布置在第一冷却剂线路的下游(参照冷却系统的冷
却剂回路)。尤其可行的是,所述第二冷却剂线路(作为第三线路)从所述第一有待冷却的组
件中分支和/或与此流体连接,以便将冷却剂从所述第一有待冷却的组件中导出。此外可行
的是,所述第二冷却剂线路不直接与所述第一有待冷却的组件处于流体连接中,但是流体
地依次布置在在所述冷却系统的冷却剂回路中的第一有待冷却的组件的下游。当然也可能
的是,所述第二冷却剂线路平行于所述第一冷却剂线路布置在所述冷却系统中,例如在所
述冷却系统的平行的冷却分支中。

按照本发明的一个改型方案设置的是,所述第二冷却剂线路作为冷却剂路径构造
在第二有待冷却的组件中。这尤其意味的是,设置了第二有待冷却的组件,该组件具有整合
的冷却剂路径(例如通过所述第二组件的双壁的壳来构造)作为第二冷却剂线路,其中,所
述第一排气线路汇接到此冷却剂路径中。从所述第一有待冷却的组件中导出的空气能够因
而在所述第二有待冷却的组件中再次导引到所述冷却剂回路中并且从那里(必要时经过另
外的冷却剂线路)继续输送。尤其是当所述第一组件和所述第二组件彼此相邻地布置时,这
样得到了很短的排气线路。

作为备选方案可行的是,所述第一排气线路汇接到在有待冷却的组件外的第二冷
却剂线路中。因而一种构造方案也是可行的,在其中,所述排气线路汇接到冷却剂线路中,
该冷却剂线路不贯穿有待冷却的组件,而是例如向着有待冷却的组件导引或者从有待冷却
的组件导引离开。同样可行的是,所述第二冷却剂线路向着所述冷却系统的平衡容器导引
并且尤其直接此与此平衡容器流体连接。此外可行的是,所述第二冷却剂线路向着所述冷
却系统的空气分离器导引并且尤其直接此与此平衡容器流体连接。

按照本发明的一个改型方案设置的是,在所述冷却系统的运行中,在所述第一冷
却剂线路中支配着第一压力,其中,在所述第二冷却剂线路中支配着第二压力,其中,所述
第一压力大于所述第二压力。优选地,所述冷却剂由于压力差而沿着所述冷却系统并且尤
其沿着冷却系统的冷却剂回路进行供送。在此,所述冷却剂的流动方向尤其通过在所述冷
却系统内的不同的压力水平来预先给定。由于在所述第二冷却剂线路中的压力在所述冷却
系统的运行中低于在所述第一冷却剂线路中的压力,则确保的是,从所述第一有待冷却的
组件中取出的空气从这个第一冷却剂线路离开地供送并且供馈到所述第二冷却剂线路中,
从而得到在排气时的经限定的流动方向。所述第一有待冷却的组件的排气因而尤其受压力
驱动地进行。

按照本发明的一个改型方案设置的是,所述第一冷却剂线路具有第一横截面,其
中,所述第一排气线路具有第二横截面,其中,所述第一横截面大于所述第二横截面。这是
有利的,因为常规地所述排气线路仅应该用于所述第一有待冷却的组件的排气,而所述第
一冷却剂线路被设置用于:给所述第一有待冷却的组件提供对于其冷却足够的冷却剂的质
量-或体积流量。通过相应所选择的横截面,确保的是,不同的线路对于其不同的规定能够
是足够的,并且也在其余情况中是,不会以不被希望的方式把过大的冷却剂流沿着所述排
气线路供送,否则这会导致所述冷却系统的功能缺陷。

作为备选方案或附加方案,所述第二冷却剂线路具有第三横截面,该横截面大于
所述第一排气线路的第二横截面。

所述第一和/或第三横截面优选地以至少16、优选从至少16到至多400、优选从至
少25到至多225、优选从至少36到至多100、优选从至少25到至多49、优选从至少25到至多36
的因数大于所述第二横截面。相应得到的是,所述第一和/或第二冷却剂线路在圆形的横截
面的情况中具有第一或第三直径或半径,其中,所述第一排气线路(同样在圆形的横截面的
情况中)具有第二直径或者半径,其中,所述第一和/或第三直径/半径大于、也即优选地以
至少4、优选直到至多20、优选从至少5到至多15、优选从至少6到至多10、优选从至少5到至
多7、尤其优选从至少5到至多6的因数大于所述第二直径或半径。

可行的是,所述第一冷却剂线路的第一横截面和所述第二冷却剂线路的第三横截
面大小相同;当然也可能的是,它们大小不同。它们还能够具有相同的或不同的形状或几何
特征。

在所述冷却系统的一个实施例中,冷却剂线路优选地具有40 mm或更大的线路直
径。排气线路优选地具有从至少5 mm到至多10 mm、优选从至少6 mm到至多8 mm、优选7 mm
的线路直径。

一般示出的是,排气线路的横截面一般地不依赖于有待冷却的组件的所需的冷却
剂体积流量来选择。相反,在这里优选地使用尽可能小的管路大小,以便把沿着所述排气线
路的冷却剂流保持较小,因为此冷却剂流不能够用于所述冷却。

按照本发明的一个改型方案设置的是,所述第一排气线路与所述第一有待冷却的
组件在联接位处于流体连接中,该联接位高于所述汇接部,也即尤其布置在所述第一冷却
剂线路到所述第一有待冷却的组件中的该汇接部的地理上方。利用概念“地理上方”在这里
尤其论述的是,通过重力预先给定了优异的方向,该方向也称为竖直方向,其中,在常规地
布置所述冷却系统时,该冷却系统的朝向地心的侧部被称为地理下部并且背离于地心的侧
部被称为地理上部。因而用于所述第一排气线路的联接位布置在所述第一冷却剂线路的汇
接部的地理上方尤其意味着,这些(在竖直方向上观察)布置在所述第一冷却剂线路的汇接
部以上。经此保证的是,通过所述第一冷却剂线路流入到所述第一组件中的空气能够向上
升高,其中,该空气能够在所述第一冷却剂线路的汇接位置的上方漏出到所述排气线路中。
尤其优选地,用于所述排气线路的联接位布置在所述第一组件的地理最高的位置处。这尤
其具有的优点是,位于所述第一组件中的空气能够在地理最高的位置处集聚并且从那里能
够通过所述排气线路而导出。从而,能够尤其避免将气垫构造在所述第一组件的地理最高
的位置处。

可行的是,所述第一冷却剂线路在地理上在所述第一组件的下侧汇接到此组件
中。所述冷却剂于是在所述第一有待冷却的组件内从下向上流动,并且(依赖于把所述冷却
剂从所述第一组件中导出的冷却剂线路的所述汇接位置)再次往回向下流动,或者它在被
设置在所述第一冷却剂线路的汇接部的地理上方的位置处从所述第一组件中导出。

所述第一排气线路到所述第二冷却剂线路中的汇接部能够实现在被设置在地理
下部的或者被设置在地理上部的位置处,尤其实现到第二有待冷却的组件中。对于在地理
上部汇接到第二有待冷却的组件中的冷却剂路径中有利的是,汇接到所述冷却剂路径中的
空气于是不必在所述第二组件中升高,而是保持在地理上部,并且优选地在这里再次从所
述第二组件中借助于另外的排气线路能够导出。

按照本发明的一个改型方案设置的是,所述冷却系统具有空气分离器,该空气分
离器(参照所述冷却剂的流动方向)布置在所述第一排气线路到所述第二冷却剂线路中的
汇接部的下游。所述空气分离器优选地尤其与所述第二冷却剂线路依次流体地布置,其中,
所述第二冷却剂线路要么直接汇接到所述空气分离器中,要么其中所述空气分离器布置在
所述第二冷却剂线路的下游(在所述冷却剂的流动方向上观察)。与所述空气分离器流体连
接的是第二排气线路。由此可行的是,沿着所述第二冷却剂线路所供送的空气借助于所述
空气分离器从同样沿着所述第二冷却剂线路供送的冷却剂分离并且通过所述第二排气线
路而导出。

把空气分离器尤其理解为一种装置,该装置设定用于:把被流体流包括的空气从
该流体流的液态的份额进行分离。

所述空气分离器尤其设定用于:把经分离的空气提供给所述第二排气线路并且从
而将所述冷却系统的冷却剂回路进行排气。对此不对立的是,在实践中必要时不实现在所
述空气分离器中的空气和冷却剂的完全的分离,其中尤其,液态的冷却剂也能够随着经分
离的空气到达所述第二排气线路中。在所述第二排气线路中导送的冷却剂/空气-混合物却
在任何情况下相比于流入到所述空气分离器中的冷却剂/空气-混合物更加富含空气和更
加缺少冷却剂。相应地,在所述空气分离器的下游、在从这个空气分离器过来的冷却剂线路
中流动的冷却剂/空气-混合物相比于流入到所述空气分离器中的冷却剂/空气-混合物更
加富含冷却剂和更加缺少空气。

优选地,所述空气分离器具有分离器件,该分离器件设定用于:把空气从贯穿所述
空气分离器的冷却剂流中分离并且提供给所述第二排气线路。所述分离器件优选地构造为
被布置在贯穿所述空气分离器的冷却剂流中的唇状物或者叠片。所述唇状物或者叠片优选
如此布置:使得它被所述冷却剂流的空气份额和液态的冷却剂份额如此迎流:使得它在第
一侧部处由空气份额通过并且在第二侧部处由液态的冷却剂通过,从而在所述唇状物或者
叠片的第一侧部处分离的空气能够被从所述冷却剂回路中去除。所述唇状物或者叠片尤其
布置在所述空气分离器的地理上部的侧部处并且从该处起倾斜于并且逆着所述冷却剂的
流动方向观察而伸入到所述冷却剂流中。在所述唇状物或者叠片的上方优选地设置了在所
述空气分离器中的口部,所述第二排气线路汇接到此中。以这种方式,通过所述唇状物或者
叠片能够把空气从所述冷却剂流中脱出并且提供给所述第二排气线路。

所述唇状物或者叠片优选地勺状地构造,从而得到了对于空气的尤其好的脱出效
果。在此,尤其脱出一般在地理上部流动的空气份额,从而这些在上部流动的空气份额被从
所述勺状的叠片或者唇状物在其第一侧部处导出,其中,迎流所述唇状物或者叠片的冷却
剂(如果它与所述唇状物或者叠片碰撞)通过该勺形而在紊流的运动中回抛并且在所述唇
状物或者叠片的第二侧部处冲刷通过。

优选地,所述空气分离器集成到所述冷却系统的冷却剂线路中或者直接与冷却剂
线路、例如与第二冷却剂线路处于流体连接中。它由此接入到所述冷却剂回路中。同样,经
此能够很紧凑地构造所述冷却系统。

所述空气分离器的分离器件优选地具有一种材料或者包括一种材料,该材料从一
个编组中挑选,该编组包括:铝、铜、钢、塑料、橡胶、碳、金属合金和复合材料。

所述冷却系统优选地包括具有用于把冷却剂沿着冷却剂回路进行供送的冷却剂
线路的冷却剂回路;至少一个有待冷却的组件;用于冷却所述冷却剂的换热器,其中,所述
冷却剂沿着所述冷却剂回路流动通过所述至少一个有待冷却的组件以及所述换热器;和至
少一个用于将所述冷却剂沿着所述冷却剂回路供送的供送机构。所述供送机构优选地被构
造为泵。尤其,所述冷却剂的沿着所述冷却剂回路的供送优选地通过在所述冷却剂回路中
产生不同的压力水平并且通过将冷却剂沿着压力梯度进行供送来实现。

空气分离器优选地布置在所述冷却剂回路的一个区域中,该区域具有相比于它对
应于所述冷却剂回路的最高的压力水平(尤其直接在所述供送机构的下游)的较低的压力
水平,所述空气分离器尤其优选地布置在所述冷却剂回路的具有最低的压力水平的区域
中。然后尤其高效可行的是,把空气通过上升的第二排气线路进行导出,该第二排气线路汇
接到所述空气分离器中。

按照本发明的一个构造方案优选地设置的是,所述第一排气线路到所述第二冷却
剂线路中的汇接部如此地与所述空气分离器间隔地布置:使得通过所述第一排气线路加入
到所述第二冷却剂线路中的空气在向着空气分离器的流路上在所述第二冷却剂线路中升
高并且能够在该第二冷却剂线路的地理上部的区域中集聚。同时,所述第一排气线路到所
述第二冷却剂线路中的汇接部优选地尽可能靠近所述空气分离器来设置,从而被加入到所
述第二冷却剂线路中的空气经过尽可能短的路段沿着所述冷却剂回路来导送。所述汇接部
与所述空气分离器的间隔也确保的是,已经位于所述第二冷却剂线路中的空气不被搅动。
同时优选确保的是,所述空气经过所述第一排气线路到所述第二冷却剂线路中的汇接部不
被导入流动死区中,因为否则在所述汇接部的位置处会形成气垫。

按照本发明的一个改型方案设置的是,所述第二冷却剂线路和/或第二排气线路
汇接到用于冷却剂的冷却系统的平衡容器中。这具有的优点在于,经过所述第二冷却剂线
路和/或第二排气线路加入到所述平衡容器中的空气在所述平衡容器中升高并且能够与冷
却剂分离。

把平衡容器在这里尤其理解为用于冷却剂的贮存器,该贮存器用于:平衡在所述
冷却系统中的压力波动和/或温度波动,办法是:把冷却剂从所述平衡容器中供馈到所述冷
却剂回路中或者能够从所述冷却剂回路中回引到所述平衡容器中。在此,所述平衡容器优
选是所述冷却剂回路的组成部分。

所述冷却系统的一个实施例是优选的,在该实施例中,此冷却系统具有带有平衡
容器的冷却剂回路,该平衡容器尤其是所述冷却剂回路的组成部分。所述平衡容器本身不
是冷却剂线路或者排气线路。优选地,它与至少一个冷却剂线路和/或至少一个排气线路处
于流体连接中。

可能的是,所述冷却系统具有一个以上的第一有待冷却的组件。作为附加方案或
备选方案可能的是,所述冷却系统具有一个以上的第二有待冷却的组件。优选地,所述冷却
系统具有多个冷却剂线路和/或排气线路。在此可行的是,附加于至少一个排气线路(该排
气线路汇接到一个另外的冷却剂线路和/或一个另外的有待冷却的组件中),也设置了至少
一个排气线路,该排气线路直接汇接到所述平衡容器中。在此尤其可行的是,这样的排气线
路不具有与所述空气分离器的直接的流体连接。此外可行的是,冷却剂线路(排气线路汇接
到该冷却剂线路中)与所述空气分离器相连,其中,一个其它的冷却剂线路(排气线路汇接
到该冷却剂线路中)在避过所述空气分离器的情况下与所述平衡容器相连。直向着所述平
衡容器的直接的排气能够尤其由有待冷却的组件来进行,该组件布置在与所述平衡容器的
空间较近处,而从组件向着冷却剂线路或者其它的有待冷却的组件的排气能够使用在这样
的组件中:该组件在空间上布置为与所述平衡容器较大程度地相距。以这种方式,能够尤其
使用短的并且也对于所有的组件使用相似长的排气线路。

在这里所建议的冷却系统尤其适用于应用在不同的内燃机和/或车辆处,因为能
够避免对于例如在试验台上的具体应用的协调工作,以及与之相连的用于减小在相应的排
气线路中的振动形成的开发工作和/或建构工作或相应的开发循环。

可能的是,通过空气分离器把清除了空气份额的冷却剂直接导送到所述平衡容器
中。作为备选方案或附加方案可能的是,这样的冷却剂从所述空气分离器直接提供给有待
冷却的组件,而事先不通过所述平衡容器。

按照本发明的一个改型方案设置的是,所述第二冷却剂线路在空间上相比于第一
有待冷却的组件更靠近所述平衡容器来布置。从而在供馈到所述第二冷却剂线路中时,从
所述第一组件中导出的空气更近地向着所述平衡容器(由此同时沿着所述压力梯度到较低
的压力水平上)供送。

按照本发明的一个改型方案设置的是,所述第二有待冷却的组件在空间上相比于
第一有待冷却的组件更靠近所述平衡容器来布置。从而在供馈到所述第二组件中时,从所
述第一组件中导出的空气更近地向着所述平衡容器(由此同时沿着所述压力梯度到较低的
压力水平上)供送。

可行的是,从所述第一组件中导出的空气被提供给第二组件,从这个第二组件中
又导出并且接下来提供给第三组件,其中,这能够如此久地延续,直到所述空气最后被提供
给所述空气分离器和/或平衡容器。作为备选方案当然也可能的是,对于从所述第一组件中
导出的空气,仅设置了正好一个以第二组件为形式的中间站,从而此空气在经过所述第二
组件之后直接被提供给所述空气分离器和/或平衡容器。

按照本发明的一个改型方案设置的是,所述第一有待冷却的组件构造为废气涡轮
增压器的涡轮机壳。优选地,所述第二有待冷却的组件构造为所述废气涡轮增压器的压缩
器壳。能够设置尤其短的排气线路,该排气线路从所述第一组件、也即涡轮机壳中分支并且
汇接到所述第二组件、也即优选地直接相邻于所述涡轮机壳的压缩器壳中。

同样可行的是,所述第一组件构造为内燃机的曲轴箱。

因为在所述冷却系统中优选设置的是,比较短的排气线路相比于较长的排气线路
较不易受振动影响,则此排气线路能够由稳固的材料、尤其由金属或塑料制成。

作为材料,能够优选地也使用钢。

所述冷却系统优选是紧凑的并且尤其构造有尽可能小数量的优选较短的排气线
路。

优选地,所述冷却系统构造为经闭合的持续排气系统。

通过将所述空气分离器布置在冷却系统的冷却剂线路中或处,此冷却剂线路以及
还有所述冷却系统总体上持久地并且在运行中连续地排气。这尤其意味的是,在所述冷却
系统的运行中的每个时刻,所述冷却剂流动到或者流动通过所述至少一个空气分离器并且
优选地离析在所述冷却剂流中存在的空气份额。

所述冷却系统能够闭合地工作,尤其构造为经闭合的持续排气系统,从而优选地,
所述离析的空气不直接输出给大气环境,而是尤其存储在接收容器中。经闭合的冷却系统
实现了相对于敞开的系统的较高的压力,从而相应的冷却剂具有较高的沸点,从而又能够
提高可靠的冷却剂温度。

所述任务最后也这样来解决,方法是:建立一种内燃机,其具有按照之前所说明的
实施例中任一个实施例所述的冷却系统。在此,结合所述内燃机尤其得到了已经结合所述
冷却系统所阐释的优点。

所述内燃机优选被构造为往复活塞式马达。可行的是,所述内燃机被设定用于驱
动乘用车、载货车或者商用车。在一个优选的实施例中,内燃机用于驱动尤其是较重的路上
或水上行驶工具,例如矿用车辆、火车(其中内燃机装入到火车头或驱动车中)或者船舶。同
样,可以将内燃机用于驱动用于防卫的车辆之一,例如坦克。内燃机的一个实施例优选地也
可以是固定的,例如用于在备用电流运行、持续负载运行或峰值负载运行中的固定的能量
供应装置,其中内燃机在该情况中优选地驱动发电机。同样可以固定地使用内燃机,以用于
驱动辅助机组、例如在钻井上的消防泵。此外,可行的是内燃机应用在供送化石原料和尤其
燃料、例如油和/或气的领域中。同样,可能的是把内燃机使用在工业领域中或者建造领域
中,例如建造机械或者施工机械中,例如在吊车或挖土机中。内燃机优选地构造为柴油马
达、汽油马达、燃气马达,该燃气马达用于利用天然气、生物气、特种气体或其它合适的气体
来运行。尤其,当内燃机构造为燃气马达时,该内燃机就适用于应用在中央供暖站
(Blockheizkraftwerk)中,以用于固定地产生能量。

接下来借助附图详细阐释本发明。在此示出:

图1是具有冷却系统的内燃机的第一实施例的示意图;

图2是具有冷却系统的内燃机的第二实施例的示意图;

图3是按照图2的内燃机的一个其它的视图的示意,并且

图4是冷却系统的一个实施例的空气分离器的一个实施例的剖视图。

图1示出了具有冷却系统3的内燃机1的第一实施例的示意图。所述冷却系统3具有
第一有待冷却的组件5,第一冷却剂线路7汇接到所述组件中。不同于所述第一冷却剂线路7
的第一排气线路9与所述第一组件5为了该第一组件的排气而流体连接。所述第一排气线路
9汇接到第二冷却剂线路11中。

在此,在这里,所述第二冷却剂线路11构造为冷却剂路径13,该冷却剂路径例如以
所述第二组件15的双壁的壳为形式构造在第二有待冷却的组件15中。

作为备选方案同样可行的是,所述第一排气线路9在有待冷却的组件外汇接到所
述冷却系统3的冷却剂回路17的冷却剂线路中。这点甚至表现为优选的构造方案,因为于是
没有另外的组件利用从其它的组件中排出的空气来加载。但是如果有待排气的组件与冷却
系统3的脱出构件和/或平衡容器的几何上的距离过大,则鉴于尽可能短的和较不易受振动
影响的排气线路有利的是,排气到更近设置的另外的有待冷却的组件中。但是如果有待排
气的组件布置在平衡容器的空间附近,则优选地直接排气到所述平衡容器中。

在冷却系统3的运行中,在所述第一冷却剂线路7中支配着第一压力,该压力大于
支配在所述第二冷却剂线路11中的第二压力。所述第一组件5的排气因而尤其受压力驱动
地进行。

所述第一和/或第二冷却剂线路7、11优选地具有第一横截面,其中,所述第一排气
线路9具有第二横截面,其中,所述第一横截面优选地以至少16、优选到至多400、优选从至
少25到至多225、优选从至少36到至多100、优选从至少25到至多49、优选从至少25到至多36
的因数大于所述第二横截面。

所述冷却系统3这里具有空气分离器19,该空气分离器布置在所述第一排气线路9
到所述第二冷却剂线路11中的汇接部的下游。第二排气线路21与所述空气分离器19流体连
接。优选地,所述空气分离器19具有分离器件,该分离器件设定用于:把空气从贯穿所述空
气分离器19的冷却剂流中进行分离并且提供给所述第二排气线路21。

所述第二排气线路21在这里汇接到用于冷却剂的冷却系统3的平衡容器23中。在
此,所述平衡容器23尤其用于平衡在所述冷却剂回路17中的冷却剂的以热学为条件的体积
波动,并且使用作为气泡分离器或者分离设备,在其中,空气上升并且从所述冷却剂中漏出
并且因此能够从所述冷却剂回路17中导出。在此,所述冷却系统3能够构造为敞开的系统要
不然也构造为封闭系统,其中,空气在后者情况中不导出至大气环境,而是其实在所述平衡
容器23中聚集。

不同的组件5、15的在图1中展示的布置方式不反映其在所述内燃机1处的实际的
空间布置,而是用于所述冷却系统3和冷却剂回路17的结构方面的阐释。优选地,尤其将所
述第二组件15布置在对于所述第一组件5的空间附近。此外,所述第二组件15优选地在空间
上比所述第一组件5更靠近于所述平衡容器23布置。

所述冷却系统3的冷却剂回路17在按照图1的所述实施例中具体包括下述元件:多
个另外的冷却剂线路在这里全部用附图标记25标识,以便简化展示。此外,设置了额外的排
气线路,该排气线路在这里为了简化而全部利用附图标记27标识。

所述冷却剂借助于供送机构29(该供送机构构造为泵)沿着所述冷却剂回路17供
送。在此,所述冷却剂回路17作为有待冷却的组件尤其包括内燃机1的曲轴箱31、内燃机1的
缸盖33、废气线路35、增压空气冷却器37、油-热交换器39和已经提到的第一有待冷却的组
件5(该组件在这里构造为废气涡轮增压器42的涡轮机壳41)以及第二有待冷却的组件15
(该组件在这里构造为所述废气涡轮增压器42的压缩器壳43)。

在这里所示的实施例中,因而尤其使得所述涡轮机壳41经过所述第一排气线路9
向着所述压缩器壳43中进行排气。

所述冷却剂回路17还具有冷却剂热交换器45,以用于冷却所述冷却剂。

此时示出的是,特定的组件能够排气到其它的组件中,在这里尤其所述涡轮机壳
41排气到所述压缩器壳43中,其中于是,被排气到所述第二冷却剂线路11中的空气经过此
第二冷却剂线路继续输送并且最后在所述增压空气冷却器37和所述空气分离器19之间再
次供馈到一个另外的向着所述空气分离器19导引的冷却剂线路25中,其中,所述空气然后
在所述空气分离器19中被从所述冷却剂流中离析并且经过所述第二排气线路21提供给所
述平衡容器23。

其它的组件(该组件尤其在空间上更靠近于所述空气分离器19布置)优选地直接
排气到直接与所述空气分离器19流体连接的、在所述增压空气冷却器37和空气分离器19之
间的冷却剂线路25中,而被排气的空气不会事先导引通过一个另外的有待冷却的组件。这
例如在所述增压空气冷却器37本身中以及在曲轴箱31中是该情况。所排气的空气或沿着所
述排气线路27流动的冷却剂/空气-混合物在所述空气分离器19的上游并且与此空气分离
器间隔地供馈到所述冷却剂线路25中,由此空气具有太阳城集团:还在所述空气分离器19前方在
所述冷却剂线路25中升高并且从而尤其高效地在所述空气分离器19中离析。

另外的有待冷却的组件(尤其这样的组件:其在空间上更加靠近于所述平衡容器
23布置)直接经过排气线路27汇接到所述平衡容器23中。这在这里尤其额外地对于曲轴箱
31、对于废气线路35和对于所述油-热交换器39是所述情况。

一般地,所述排气线路9、21、27优选地如此导引:使得它们尽可能短地构造,从而
它们不倾向于振动。此外,所述排气线路9、21、27的数量相对于冷却系统的已知的实施方案
能够显著减小。

所述平衡容器23优选地布置在所述冷却系统3的地理最高的位置处,从而所述空
气向着所述平衡容器23能够通过所述排气线路21、27来升高,其中,避免空气回流到所述排
气线路21、27中。

也示出的是,从所述第一有待冷却的组件5中分支了一个另外的冷却剂线路25作
为第三线路,以便把通过所述第一冷却剂线路7为了冷却而提供的冷却剂再次从所述有待
冷却的组件5中导出。在此显著的是,所述第一排气线路9既不用于提供也不用于导出冷却
剂,而是实际上专门用于所述第一组件5的排气。对此,不处于矛盾中的是,通过被排气的空
气一同带走的冷却剂必要时也沿着所述排气线路9导送。沿着所述第一排气线路9导送的冷
却剂/空气-混合物在任何情况下相比于必要时沿着所述冷却剂线路25从所述第一组件5导
出的冷却剂/空气-混合物更加富含空气并且同时更加缺少冷却剂,如果沿着此冷却剂线路
25导送的冷却剂根本还包含空气。

图2示出了具有冷却系统3的内燃机1的第二实施例的示意图。相同的和功能相同
的元件设有相同的附图标记,从而使得就这方面而言参考前述的说明。在此,在这里设置了
两个废气涡轮增压器42.1、42.2,其带有各一个涡轮机壳41.1、41.2作为相应第一有待冷却
的组件5.1、5.2,其中,这些第一组件5.1、5.2分别通过很短的第一排气线路9.1、9.2排气到
相应的压缩器壳43.1、43.2中。同样示出了一个另外的排气线路27,通过该排气线路来给废
气线路35的未示出的冷却剂线路进行排气。此外,展示了所述平衡容器23。

在这里尤其显著的是,所述第一排气线路9.1、9.2与所述第一组件5.1、5.2在联接
位47.1、47.2(该联接位布置在同样未示出的第一冷却剂线路的这里未示出的汇接部的地
理上方)处、尤其在所述第一组件5.1、5.2的地理最高的位置处在流体连接中。这点实现了
所述第一组件5.1、5.2的尤其高效的排气。一般,排气线路优选地布置在有待排气的组件的
地理上部的、尤其地理最高的位置处。

图3示出了内燃机1的实施例的示意,其带有来自一个其它的视角的按照图2的冷
却系统3和带有细节放大D。相同的和功能相同的元件设有相同的附图标记,从而就这方面
而言参考前述的说明。在此,在这里尤其展示了从曲轴箱31分支的排气线路27,该排气线路
在空气分离器19的上游汇接到汇入到该空气分离器中的冷却剂线路25中,从而从所述曲轴
箱31排气的空气通过所述冷却剂线路25提供给所述空气分离器19。该空气然后在所述空气
分离器19中从所述冷却剂分离并且通过所述第二排气线路21提供给所述收集容器23。

也展示了另外的排气线路27,该排气线路从其它的有待冷却的组件直接导送到所
述收集容器23中。例如,所述排气线路27从所述油-热交换器39直接导送到所述收集容器23
中。

图2和3的比较尤其示出的是,所述曲轴箱31相比于作为第一有待排气的组件5.1、
5.2的所述涡轮机壳41.1、41.2更靠近于所述空气分离器19布置。因此合算的是,所述曲轴
箱31直接排气到汇接到所述空气分离器19中的冷却剂线路25中,而涡轮机壳41.1、41.2首
先排气到所述压缩器壳43.1、43.2中。从而如果可能的话能够在各处使用尽可能短的和尽
可能少量的排气线路。

图4示出了空气分离器19的实施例。此具有分离器件49,该分离器件在这里构造为
叠片。相同的和功能相同的元件设有相同的附图标记,从而使得就这方面而言参考前述的
说明。所述分离器件49设定用于:把空气从沿着箭头P穿过所述空气分离器19的冷却剂流进
行分支并且提供给所述第二排气线路21,该排气线路在这里被展示为进入到所述空气分离
器19中的汇接孔的形式。相应于此,空气分离器19的布置在所述分离器件49的下游的部分
51导送较少的空气或者甚至不导送空气,从而在所述空气分离器19的下游实现了有待冷却
的组件的高效的冷却。

被所述冷却剂包括的空气在其通过所述空气分离器19的行程上积聚以及还有已
经事先通过与此相连的冷却剂线路25在地理上部、尤其在所述分离器件49的地理上部的第
一侧53上积聚。所述空气因而始终这样流动至分离器件49:使得该空气沿着所述第一侧部
53导送到所述第二排气线路21中并且从该处导出。不同地,所述冷却剂沿着所述分离器件
49的地理下部的第二侧部55流动通过所述空气分离器19并且尤其通过被布置在所述分离
器件49的下游的部分51继续沿着所述冷却剂回路流动。

可行的是,所述空气分离器19优选地直接布置在所述冷却剂热交换器45的上游。

总体上示出的是,借助于在这里所建议的冷却系统3和内燃机1,在避免较长的和
易受振动影响的排气线路的情况下,利用经优化的排气使得很高效的冷却可行。

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