Двигатель внутреннего сгорания (варианты)

Полезная модель относится к двигателю (1) внутреннего сгорания, содержащему по меньшей мере одну головку (2) блока цилиндров с жидкостным охлаждением и один блок (3) цилиндров с жидкостным охлаждением, в котором

по меньшей мере одна головка (2) блока цилиндров выполнена с по меньшей мере одной встроенной охлаждающей рубашкой (2a), имеющей на впускной стороне первое подводящее отверстие (4a) для подачи хладагента и на выпускной стороне первое выпускное отверстие (5a) для выпускания хладагента,

блок (3) цилиндров выполнен с по меньшей мере одной встроенной охлаждающей рубашкой (3a), связанной с блоком, имеющей на впускной стороне второе подводящее отверстие (4b) для подачи хладагента и на выпускной стороне второе выпускное отверстие (5b), предусмотренное для выпускания хладагента, и

для формирования охлаждающего контура выпускные отверстия (5a, 5b) выполнены по меньшей мере с возможностью соединения с подводящими отверстиями (4a, 4b).

Предпринята попытка выполнить двигатель (1) внутреннего сгорания, система охлаждения которого оптимизирована в отношении затрат, необходимого пространства и в отношении потребностей в комфорте, вместе с приводимым в действие хладагентом внутренним отопителем транспортного средства.

Указанная задача достигается посредством двигателя (1) внутреннего сгорания, в котором

второе выпускное отверстие (5b) выполнено по меньшей мере с возможностью соединения со вторым подводящим отверстием (4b) через магистраль (7) рециркуляции, в которой расположен теплообменник (7a),

второе выпускное отверстие (5b) выполнено по меньшей мере с возможностью соединения со вторым подводящим отверстием (4b) через перепускную магистраль (8), которая обходит теплообменник (7a), расположенный в магистрали (7) рециркуляции,

первое выпускное отверстие (5a) выполнено по меньшей мере с возможностью соединения с первым подводящим отверстием (4a) через магистраль (6) отопительного контура, в которой расположен приводимый в действие хладагентом внутренний отопитель (6a) транспортного средства,

выше по потоку от подводящих отверстий (4a, 4b) предусмотрен общий насос (12) для подачи хладагента в два подводящих отверстия (4a, 4b), причем насос (12) содержит корпус, а между насосом (12) и вторым подводящим отверстием (4b) предусмотрен запорный элемент (9), и

магистраль (6) отопительного контура выходит в перепускную магистраль (8).

(Фиг.1)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ

Полезная модель относится к двигателю внутреннего сгорания, содержащему по меньшей мере одну головку блока цилиндров с жидкостным охлаждением и один блок цилиндров с жидкостным охлаждением, в котором

по меньшей мере одна головка блока цилиндров выполнена с по меньшей мере одной встроенной охлаждающей рубашкой, имеющей на впускной стороне первое подводящее отверстие для подачи хладагента и на выпускной стороне первое выпускное отверстие для выпускания хладагента,

блок цилиндров выполнен с по меньшей мере одной встроенной охлаждающей рубашкой, связанной с блоком, имеющей на впускной стороне второе подводящее отверстие для подачи хладагента и на выпускной стороне второе выпускное отверстие, предусмотренное для выпускания хладагента, и

для формирования охлаждающего контура выпускные отверстия выполнены по меньшей мере с возможностью соединения с подводящими отверстиями.

Полезная модель также относится к способу управления системой охлаждения двигателя внутреннего сгорания указанного типа.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Двигатель внутреннего сгорания вышеизложенного типа, например, используется в качестве привода для моторного транспортного средства. В контексте настоящей полезной модели, выражение «двигатель внутреннего сгорания» охватывает дизельные двигатели и двигатели с циклом Отто, а также гибридные двигатели внутреннего сгорания, то есть, двигатели внутреннего сгорания, которые могут работать с использованием гибридного процесса сгорания.

В своей основе возможно, чтобы система охлаждения двигателя внутреннего сгорания принимала форму системы охлаждения воздушного типа или системы охлаждения жидкостного типа. Вследствие более высокой теплоемкости жидкостей, возможно, чтобы значительно большие количества тепла рассеивались с использованием системы охлаждения жидкостного типа, чем возможно с использованием системы охлаждения воздушного типа. Поэтому, двигатели внутреннего сгорания согласно уровню техники как никогда часто являются выполненными с системой охлаждения жидкостного типа, так как тепловая нагрузка двигателей постоянно возрастает. Еще одна причина для этого состоит в том, что двигатели внутреннего сгорания все больше и больше подвергаются наддуву и - для получения самой плотной возможной компоновки - все большее количество компонентов встраивается в головку блока цилиндров или блок цилиндров, в результате чего, возрастает тепловая нагрузка двигателей, то есть, двигателей внутреннего сгорания. Выпускной коллектор является все больше и больше встроенным в головку блока цилиндров, чтобы быть включенным в систему охлаждения, предусмотренную в головку блока цилиндров, и чтобы коллектору не нужно было производиться из высоко термически нагружаемых материалов, которые являются дорогостоящими.

Формирование системы охлаждения жидкостного типа делает необходимым, чтобы головка блока цилиндров была выполнена с по меньшей мере одной охлаждающей рубашкой, то есть, вызывает необходимость предоставления каналов для хладагента, которые проводят хладагент через головку блока цилиндров. По меньшей мере одна охлаждающая рубашка питается хладагентом на впускной стороне через подводящее отверстие, хладагент которого, после протекания через головку блока цилиндров, выходит из охлаждающей рубашки на выпускной стороне через выпускное отверстие. Теплу не нужно сначала проводиться к поверхности головки блока цилиндров, чтобы рассеиваться, как имеет место в системе охлаждения воздушного типа, но скорее оно сбрасывается в хладагент уже внутри головки блока цилиндров. Сюда хладагент подается посредством насоса, расположенного в охлаждающем контуре, чтобы указанный хладагент осуществлял циркуляцию. Тепло, которое выпущено в хладагент, тем самым, выпускается изнутри головки блока цилиндров через выпускное отверстие и вновь выделяется из хладагента вне головки блока цилиндров, например, посредством теплообменника и/или некоторым другим способом.

Подобно головке блока цилиндров, блок цилиндров также может быть выполнен с одной или более охлаждающих рубашек. Головка блока цилиндров является сильнее термически нагруженным компонентом, так как, в противоположность блоку цилиндров, головка оснащена проводящими выхлопные газы магистралями, и стенки камер сгорания, которые встроены в головку, подвергаются воздействию раскаленных выхлопных газов дольше, чем корпуса цилиндров, предусмотренные в блоке цилиндров. Более того, головка блока цилиндров имеет более низкую массу компонентов, чем блок.

В качестве хладагента обычно используется водно-гликолевая смесь, снабженная присадками. Что касается других охлаждающих жидкостей, вода обладает преимуществом, что она не токсична, без труда доступна и дешева, а кроме того, имеет очень высокую теплоемкость, по какой причине вода пригодна для выделения и рассеяния очень больших количеств тепла, что считается в основном полезным.

Двигатель внутреннего сгорания, к которому относится настоящая полезная модель, с жидкостным охлаждением и имеет по меньшей мере одну головку блока цилиндров с жидкостным охлаждением и блок цилиндров с жидкостным охлаждением.

Для формирования охлаждающего контура, выпускные отверстия выпускной стороны, на которых выпускается хладагент, выполнены по меньшей мере с возможностью соединения с подводящими отверстиями впускной стороны, которые служат для подачи хладагента в охлаждающие рубашки, для этой цели, могут быть предусмотрены магистраль или многочисленные магистрали. Указанные магистрали не обязательно должны быть магистралями в физическом смысле, но скорее, могут быть встроенными участками в головку блока цилиндров, блок цилиндров или некоторый другой компонент. Примером такой магистрали является магистраль рециркуляции, в которой расположен теплообменник, чтобы отводить тепло из хладагента. В этом контексте, «по меньшей мере с возможностью соединения» означает, что выпускные отверстия присоединены к подводящим отверстиям постоянно через систему магистралей, или могут быть присоединены друг к другу целевым образом, благодаря использованию клапанов и/или запорных элементов.

Задача и назначение системы охлаждения жидкостного типа не состоит в том, чтобы отводить наибольшее возможное количество тепла из двигателя внутреннего сгорания во всех условиях работы. Фактически, требуется зависящее от потребности управление системой охлаждения жидкостного типа, которое помимо полной нагрузки также вводит поправку на режимы работы двигателя внутреннего сгорания, в которых полезнее, чтобы меньшее количество тепла или как можно меньшее количество тепла отводится из двигателя внутреннего сгорания.

Для снижения потерь на трение и, таким образом, расхода топлива двигателя внутреннего сгорания, может быть целесообразен быстрый разогрев моторного масла, в частности после холодного запуска. Быстрый разогрев моторного масла во время фазы прогрева двигателя внутреннего сгорания обеспечивает соответственно быстрое снижение вязкости масла и, таким образом, трения и потерь на трение, в частности, в подшипниках, которые питаются маслом, например, подшипников коленчатого вала.

Из уровня техники известны многочисленные подходы, посредством которых потери на трение могут снижаться посредством быстрого разогрева моторного масла. Масло, например, может активно нагреваться посредством внешнего нагревательного устройства. Нагревательное устройство, однако, потребляет дополнительное топливо, что препятствует снижению расхода топлива. В других концепциях, моторное масло, которое нагревается во время работы, хранится в изолированном контейнере и используется в случае перезапуска. Масло, которое нагревается во время работы, однако, не может храниться при высокой температуре в течение неограниченной продолжительности времени. В дополнительной концепции, в фазе прогрева, используется приводимый в действие хладагентом масляный радиатор, в противоположность своему подразумеваемому назначению, используется для нагрева масла, благодаря этому, в свою очередь, предполагает быстрый нагрев хладагента.

Быстрый нагрев моторного масла, чтобы снижать потери на трение, в основном также может стимулироваться посредством быстрого прогрева самого двигателя внутреннего сгорания, которое, в свою очередь, поддерживается, то есть, форсируется в силу как можно меньшего количества тепла, отводимого из двигателя внутреннего сгорания во время фазы прогрева.

В этом отношении, фаза прогрева двигателя внутреннего сгорания после холодного запуска является примером режима работы, в котором как можно меньшее количество тепла, предпочтительно, нисколько тепла, должно отводиться из двигателя внутреннего сгорания.

Управление системой охлаждения жидкостного типа, в которой отведение тепла после холодного запуска снижается для быстрого прогрева двигателя внутреннего сгорания, может быть реализовано посредством использования клапана с зависящим от температуры автоматическим управлением, часто также указываемого ссылкой в уровне техники как управляемый термостатом клапан. Управляемый термостатом клапан указанного типа имеет реагирующий на температуру элемент, который подвергается попаданию хладагента, при этом магистраль, которая ведет через клапан, перекрывается или открывается - в большей или меньшей степени - в зависимости от температуры хладагента в элементе. Таким образом, например, можно, чтобы хладагент подвергался рециркуляции с выпускной стороны на впускную сторону охлаждающего контура через перепускную магистраль, которая обходит теплообменник, расположенный в магистрали рециркуляции.

К тому же, из уровня техники известны так называемые стратегии отсутствия потока, в которых пропускание хладагента через головку блока цилиндров и/или через блок цилиндров полностью прекращается, чтобы как можно меньше тепла отводилось из двигателя внутреннего сгорания.

В двигателе внутреннего сгорания, который имеет головку блока цилиндров с жидкостным охлаждением, а также блок цилиндров с жидкостным охлаждением, подобно двигателю внутреннего сгорания, который является предметом настоящего полезной модели, было бы полезным, чтобы пропускание хладагента через головку блока цилиндров и через блок цилиндров было регулируемым независимо друг от друга, в частности, так как два компонента термически нагружены в разных степенях и демонстрируют разное поведение при разогреве.

В основном, отыскивается управление системой охлаждения жидкостного типа, с которой можно не только, чтобы расход циркулирующего хладагента или пропускание хладагента уменьшались или прекращались соответственно после холодного запуска, но также чтобы в целом регулировалось управление тепловым режимом двигателя внутреннего сгорания.

По соображениям комфорта, может быть полезным или желательным, в частности, после холодного запуска, чтобы приводимый в действие хладагентом внутренний отопитель транспортного средства питался, через магистраль отопительного контура, хладагентом, который был предварительно нагрет в головке блока цилиндров и/или блоке цилиндров. Здесь, есть конфликт интересов, конкретнее между, с одной стороны, предварительным прогревом хладагента в головке блока цилиндров или блоке цилиндров, чтобы подавать предварительно нагретый хладагент в отопитель, и, с другой стороны, прекращением или уменьшением пропускания хладагента через головку блока цилиндров или блок цилиндров, чтобы как можно меньше тепла отводилось из двигателя внутреннего сгорания во время фазы прогрева.

Из уровня техники известны концепции охлаждения, которые имеют два взаимно отделенных и, таким образом, независимых контура охлаждения (см. например, US 2011/271916, опубл. 10.11.2011, МПК F02F1/40). Здесь, образован так называемый основной охлаждающий контур, который проводит относительно большое количество хладагента через по меньшей мере одну охлаждающую рубашку, встроенную в блок цилиндров, и так называемый вспомогательный охлаждающий контур, который проводит относительно небольшое количество хладагента через по меньшей мере одну охлаждающую рубашку, встроенную в головку блока цилиндров. Приводимый в действие хладагентом внутренний отопитель транспортного средства включен во вспомогательный контур, то есть, питается, через магистраль отопительного контура, хладагентом, который был предварительно нагрет в головке блока цилиндров. Пропускная способность хладагента через блок цилиндров следовательно может прекращаться во время фазы прогрева двигателя внутреннего сгорания наряду с тем, что, одновременно, отопитель продолжает питаться хладагентом. Тогда как - как общепринято - поток хладагента в основном контуре транспортируется посредством водяного насоса с механическим приводом, насос с электроприводом предусмотрен во вспомогательном контуре. Указанный дополнительный насос значительно увеличивает затраты и необходимое пространство системы охлаждения жидкостного типа. Более того, только относительно низкие расходы хладагента могут подаваться во внутренний отопитель транспортного средства. Если требуются относительно высокие расходы хладагента, таковые не обеспечиваются.

СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Вопреки существующему уровню техники, задача настоящей полезной модели состоит в том, чтобы предложить двигатель внутреннего сгорания, система охлаждения которого оптимизирована в отношении затрат, необходимого пространства и, в частности, в отношении требований комфорта в связи с приводимым в действие хладагентом внутренним отопителем транспортного средства.

Дополнительная подзадача настоящей полезной модели состоит в том, чтобы детально изложить способ управления системой охлаждения двигателя внутреннего сгорания указанного типа.

Первая задача решена посредством двигателя внутреннего сгорания, содержащего по меньшей мере одну головку блока цилиндров с жидкостным охлаждением и один блок цилиндров с жидкостным охлаждением, в котором

по меньшей мере одна головка блока цилиндров выполнена с по меньшей мере одной встроенной охлаждающей рубашкой, имеющей на впускной стороне первое подводящее отверстие для подачи хладагента и на выпускной стороне первое выпускное отверстие для выпускания хладагента,

блок цилиндров выполнен с по меньшей мере одной встроенной охлаждающей рубашкой, связанной с блоком, имеющей на впускной стороне второе подводящее отверстие для подачи хладагента и на выпускной стороне второе выпускное отверстие, предусмотренное для выпускания хладагента, и

для образования охлаждающего контура, выпускные отверстия могут быть выполнены по меньшей мере с возможностью соединения с подводящими отверстиями,

при этом

второе выпускное отверстие выполнено по меньшей мере с возможностью соединения со вторым подводящим отверстием через магистраль рециркуляции, в которой расположен теплообменник; и

второе выпускное отверстие выполнено по меньшей мере с возможностью соединения со вторым подводящим отверстием через перепускную магистраль, которая обходит теплообменник, расположенный в магистрали рециркуляции,

первое выпускное отверстие выполнено по меньшей мере с возможностью соединения с первым подводящим отверстием через магистраль отопительного контура, в которой расположен приводимый в действие хладагентом внутренний отопитель транспортного средства,

выше по потоку от подводящих отверстий предусмотрен общий насос для подачи хладагента в два подводящих отверстия, причем насос содержит корпус, а между насосом и вторым подводящим отверстием предусмотрен запорный элемент, и

магистраль отопительного контура выходит в перепускную магистраль.

Двигатель внутреннего сгорания согласно полезной модели имеет головку блока цилиндров с жидкостным охлаждением и блок цилиндров с жидкостным охлаждением, при этом по меньшей мере одна охлаждающая рубашка, встроенная в головку блока цилиндров, и по меньшей мере одна охлаждающая рубашка, встроенная в блок цилиндров, отделены друг от друга.

Согласно полезной модели, первое выпускное отверстие первой охлаждающей рубашки, встроенной в головку блока цилиндров выполнено по меньшей мере с возможностью соединения с первым подводящим отверстием через магистраль отопительного контура, так что приводимый в действие хладагентом отопитель может, во всех рабочих состояниях, питаться хладагентом, который был предварительно нагрет в головке блока цилиндров. Таким образом, обеспечивается минимальная подача нагретого хладагента в отопитель.

Когда требуется, хладагент, который был предварительно нагрет в головке блока цилиндров, может подаваться в приводимый в действие хладагентом отопитель через магистраль отопительного контура, в то время как пропускание хладагента через по меньшей мере одну охлаждающую рубашку, связанную с блоком, прекращено в силу закрывания запорного элемента, предусмотренного выше по потоку от второго подводящего отверстия, то есть, выше по потоку от подводящего отверстия, связанного с блоком. Пропускание хладагента через блок цилиндров следовательно может прекращаться во время фазы прогрева двигателя внутреннего сгорания, чтобы как можно меньше тепла выделялось из двигателя внутреннего сгорания наряду с тем, что, одновременно, отопитель продолжает питаться хладагентом.

Поскольку оба подводящих отверстия, то есть, обе, охлаждающая рубашка, связанная с головкой, а также охлаждающая рубашка, связанная с блоком, питаются хладагентом посредством общего насоса, расположенного выше по потоку от двух подводящих отверстий, можно, чтобы весь хладагент подавался в приводимый в действие хладагентом отопитель, когда второе подводящее отверстие выведено из работы посредством закрытого запорного элемента. То есть, согласно полезной модели, нет ограничения относительно низкими расходами хладагента, такими как известны из концепций с вспомогательным контуром. Более того, исключается необходимость предусматривать дополнительный насос, например, с электроприводом. Недостатки, связанные с дополнительным насосом указанного типа, в особенности, повышенные затраты и увеличенное необходимое пространство, исключаются вместе с насосом.

Дополнительное преимущество возникает благодаря тому обстоятельству, что головка блока цилиндров термически нагружена сильнее, чем блок цилиндров, так что головка разогревается быстрее после холодного запуска, а следовательно, поток хладагента, проводимый через головку блока цилиндров, достигает верхней температуры быстрее, чем поток хладагента, проводимый через блок цилиндров. Что касается быстрого нагревания пассажирского отделения после холодного запуска, это является заметным преимуществом в показателях комфорта.

Посредством двигателя внутреннего сгорания согласно полезной модели, достигается первая задача, на которой основана полезная модель, то есть, предусмотрен двигатель внутреннего сгорания, система охлаждения которой оптимизирована относительно затрат, необходимого пространства и, в частности, относительно требований к комфорту в связи с приводимым в действие хладагентом внутренним отопителем транспортного средства.

Хладагент, проведенный через блок цилиндров, может, после выпуска из второго выпускного отверстия, подвергаться рециркуляции на впускную сторону, по выбору, через магистраль рециркуляции или через перепускную магистраль, при этом если требуется, тепло может отводиться из хладагента в теплообменнике, расположенном в магистрали рециркуляции. Указанный поток хладагента может регулироваться посредством управляемого термостатом клапана, предусмотренного ниже по потоку от второго выпускного отверстия.

Насос гарантирует, что хладагент циркулирует в охлаждающих контурах, и тепло может отводиться посредством конвекции. Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания, в которых насос является управляемым переменным образом, чтобы пропускание хладагента могло подвергаться влиянию посредством давления подачи.

Хладагент, проведенный через отопитель или через магистраль отопительного контура, согласно полезной модели, подвергается рециркуляции на впускную сторону через перепускную магистраль, при этом теплообменник, расположенный в магистрали рециркуляции, обходится. Этот подход соответствует задаче подачи хладагента с как можно большей температурой в отопитель и задаче форсирования разогрева хладагента, чтобы ускорять прогрев двигателя внутреннего сгорания. Отведение тепла из хладагента в теплообменнике противодействовало бы указанным задачам.

Дополнительные полезные варианты осуществления согласно зависимым пунктам формулы полезной модели ниже будут описаны подробнее. Здесь, в частности, будет прояснено, каким образом потоки хладагента регулируются и проводятся, или какие магистрали контуров открываются и запираются, и какие эффекты и действия преимущественно получаются вследствие этого.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания, в которых первая охлаждающая рубашка, встроенная в головку блока цилиндров, и охлаждающая рубашка, связанная с блоком, отделены друг от друга. Реализация вышеприведенных признаков необходима для того, чтобы хладагент, который был предварительно разогрет в головке блока цилиндров, мог подаваться в приводимый в действие хладагентом отопитель через магистраль отопительного контура и, одновременно, пропускание хладагента через охлаждающую рубашку, связанную с блоком, может прекращаться в силу закрывания запорного элемента.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания, в которых приводимое в действие хладагентом устройство охлаждения системы рециркуляции выхлопных газов расположено в магистрали отопительного контура выше по потоку от внутреннего отопителя транспортного средства.

Таким образом, тепло может отводиться из выхлопных газов для рециркуляции, и добавочное тепло может подаваться в хладагент, который уже был предварительно разогрет в головке блока цилиндров. Теплотворная способность может повышаться таким образом. Если уместно, это снижает расход хладагента, требуемого отопителю.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания, в которых второе выпускное отверстие, предусмотренное на выпускной стороне для выпускания хладагента, расположено в блоке цилиндров.

Охлаждающие контуры головки блока цилиндров с жидкостным охлаждением и блока цилиндров с жидкостным охлаждением, или связанные охлаждающие рубашки, отделены друг от друга. Никакого обмена хладагентом не происходит между по меньшей мере одной головкой блока цилиндров и блоком цилиндров.

Однако также могут быть полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания, в которых по меньшей мере одна головка блока цилиндров выполнена с по меньшей мере двумя встроенными и взаимно отдельными охлаждающими рубашками, при этом вторая охлаждающая рубашка присоединена для питания хладагентом к охлаждающей рубашке, связанной с блоком, и второе выпускное отверстие, предусмотренное на выпускной стороне для выпуска хладагента предпочтительно, расположено в головке блока цилиндров.

Головка блока цилиндров и блок цилиндров, во время хода сборки, присоединяются друг к другу на своих торцевых сторонах для сборки, тем самым, формируются цилиндры, то есть, камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания.

В данном случае, охлаждающая рубашка, встроенная в головку блока цилиндров, указанная охлаждающая рубашка указывается ссылкой как вторая охлаждающая рубашка, питается хладагентом через блок, и для этого вторая охлаждающая рубашка присоединена к охлаждающей рубашке, связанной с блоком. Здесь, вторая охлаждающая рубашка преимущественно расположена прилегающей к стороне сборочного торца в головке блока цилиндров, чтобы упрощать подачу хладагента через блок.

Таким образом, головка блока цилиндров частично пересекается потоком хладагента, который уже был предварительно разогрет в блоке цилиндров, а хладагент, который был разогрет в головке блока цилиндров, не подается через магистраль отопительного контура в отопитель и не используется для согревания пассажирского отделения, но скорее подвергается рециркуляции на впускную сторону через перепускную магистраль или магистраль рециркуляции.

Второе выпускное отверстие, предусмотренное на впускной стороне, в данном случае, служит для выпускания хладагента из охлаждающей рубашки, связанной с блоком, и для выпускания хладагента из второй охлаждающей рубашки головки блока цилиндров.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания, в которых запорный элемент является клапаном.

Тогда как управляемые термостатом клапаны имеют характеристическую температуру открывания, в данном случае используется запорный элемент, который может активно регулироваться, например, посредством контроллера двигателя, предпочтительно непрерывно регулируемый клапан, чтобы было по существу возможным реализовывать управляемое типовой многомерной регулировочной характеристикой действие указанного запорного элемента, и таким образом, к тому же, реализовывать температуру хладагента, адаптированного к данному состоянию нагрузки, например, более высокую температуру хладагента на относительно низких нагрузках, чем на высоких нагрузках.

Могут быть полезны разные температуры хладагента для разных состояний нагрузки, так как перенос тепла в компоненте определяется не только пропускной способностью по расходу хладагента, но скорее также в значительной степени перепадом температур между компонентом и хладагентом. Относительно высокая температура хладагента при работе на частичных нагрузках, таким образом, равносильна небольшому перепаду температур между хладагентом и блоком цилиндров или головкой блока цилиндров. Результатом является уменьшенный перенос тепла на низких и средних нагрузках. Это повышает коэффициент полезного действия при работе на частичных нагрузках.

Посредством запорного элемента, который управляется посредством контроллера двигателя, поток хладагента через блок цилиндров и, таким образом, отводимое количество тепла может регулироваться, то есть, регулироваться согласно требованию. Современные двигатели внутреннего сгорания обычно имеют контроллер двигателя, а потому, полезно использовать указанный контроллер для регулировки или управления запорным элементом.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания, в которых корпус общего насоса вмещает запорный элемент. Таким образом, уменьшаются затраты, вес и необходимое пространство. Количество компонентов сокращается, в результате чего, фундаментально снижаются затраты на материальное обеспечение и затраты на сборку для системы охлаждения.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания, в которых второй запорный элемент предусмотрен между насосом и первым подводящим отверстием.

Посредством указанного второго запорного элемента, поток хладагента через головку блока цилиндров и отопитель может регулироваться согласно требованию, в частности, когда закрыт первый запорный элемент. Снова полезно управление и/или приведение в действие посредством контроллера двигателя.

Здесь, подобным образом полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания, в которых корпус общего насоса вмещает второй запорный элемент. Причинами являются те, которые уже были изложены выше.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания, в которых второй запорный элемент является клапаном. Это дает возможность непрерывно переменной регулировки пропускной способности хладагента.

Вторая подзадача, на которой основана полезная модель, в особенности, задача конкретизации способа управления системой охлаждения двигателя внутреннего сгорания типа, описанного выше, достигается посредством способа, в котором запорный элемент закрывают в фазе прогрева двигателя внутреннего сгорания. Согласно полезной модели, для ускорения прогрева двигателя внутреннего сгорания, стратегия отсутствия потока в отношении блока цилиндров осуществляется, то есть, реализуется в фазе прогрева. Пропускание хладагента через блок цилиндров полностью прекращают, в частности, до тех пор, пока не удовлетворены заданные критерии, которые допускают и/или требуют открывания запорного элемента.

Хладагент не протекает, а скорее остается неподвижным в охлаждающей рубашке блока цилиндров. Прогрев хладагента и прогрев двигателя внутреннего сгорания, таким образом, ускоряются. Такой подход форсирует разогрев моторного масла, в результате чего, потери на трение двигателя внутреннего сгорания понижаются, и заметно снижается расход топлива двигателя внутреннего сгорания.

То, что уже было изложено в отношении двигателя внутреннего сгорания согласно полезной модели, также применяется к способу согласно полезной модели.

Полезны варианты осуществления способа, в которых, исходя из закрытого состояния запорного элемента, указанный запорный элемент открывают, когда превышена заданная температура блока цилиндров.

Также полезны варианты осуществления, в которых, исходя из закрытого состояния запорного элемента, указанный запорный элемент открывают, когда превышена заданная температура хладагента.

В случае двигателя внутреннего сгорания, в котором второй запорный элемент предусмотрен между насосом и первым подводящим отверстием, полезны варианты осуществления способа, в которых пропусканием хладагента через первую охлаждающую рубашку и отопитель управляют посредством указанного второго запорного элемента.

Регулировка первого запорного элемента и/или второго запорного элемента предпочтительно выполняется в зависимости от определенной температуры головки блока цилиндров, температуры блока цилиндров и/или внутренней температуры транспортного средства или, иначе, в зависимости от определенной температуры хладагента. Таким образом, можно, чтобы головка блока цилиндров, а также блок цилиндров подвергались термостатированию или охлаждались согласно потребности, и чтобы отапливалась внутренняя часть транспортного средства.

Полезны варианты способа, в которых температуру блока цилиндров и/или головки блока цилиндров определяют математически.

Математическое определение температуры, например, выполняется посредством имитационного моделирования, для которого используются модели, известные из уровня техники, например, динамические тепловые модели и кинетические модели для определения теплоты реакции, вырабатываемой во время сгорания. В качестве впускных сигналов для имитационного моделирования, преимущественно используются рабочие параметры двигателя внутреннего сгорания, которые уже имеются в распоряжении, то есть, которые определялись для других целей.

Расчет имитационного моделирования отличается тем, что никакие дополнительные компоненты, в частности, никакие датчики, не нужно предусматривать, чтобы определять температуру, что целесообразно в отношении затрат. Однако недостаток состоит в том, что температуры, определяемые таким образом, являются всего лишь оценочным значением, которое может снижать качество управления или регулирования.

Также полезны варианты способа, в которых температуру блока цилиндров и/или головки блока цилиндров выявляют непосредственно измерением посредством датчика.

Выявление температуры блока цилиндров и/или головки блока цилиндров посредством измерения не представляет собой никаких трудностей. Блок цилиндров и/или головка блока цилиндров демонстрирует относительно умеренные температуры, даже когда двигатель внутреннего сгорания прогрелся, а кроме того, предлагает многообразие вариантов выбора, то есть, разных местоположений, для расположения датчика без подвергания неблагоприятному влиянию функциональных возможностей двигателя внутреннего сгорания.

Для оценки температуры головки блока цилиндров, также можно принимать во внимание температуру разных компонентов, в частности, температуру блока цилиндров, и наоборот, указанная температура компонентов, например, выявляется измерением посредством датчика или определяется математически посредством расчета имитационного моделирования.

В двигателе внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, таком как настоящий двигатель внутреннего сгорания, кроме того можно, чтобы температура блока цилиндров и/или температура головки блока цилиндров определялась, то есть, оценивалась, с использованием температуры хладагента. Подобным образом, возможен обратный подход.

Запорный элемент преимущественно является регулируемым непрерывно переменным образом, чтобы пропускная способность через головку блока цилиндров и/или через блок цилиндров могла регулироваться, как требуется.

Однако, в своей основе также возможно, чтобы запорный элемент был переключаемой конструкцией и, в таком случае, переключался поэтапно.

В фазе прогрева двигателя внутреннего сгорания, во время которой первый запорный элемент закрыт, возможно, чтобы головка блока цилиндров продолжала подвергаться прохождению потока хладагента и охлаждаться, и чтобы хладагент транспортировался через головку блока цилиндров и магистраль отопительного контура в приводимый в действие хладагентом отопитель, чтобы уже во время фазы прогрева, отопитель питался хладагентом, который был предварительно разогрет в головке блока цилиндров, а пассажирское отделение отапливалось.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Полезная модель будет подробнее описана ниже на основе примерного варианта осуществления согласно фигуре, на которой:

схематично показан один из вариантов осуществления двигателя внутреннего сгорания.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Фигура схематично показывает первый вариант осуществления двигателя 1 внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением. Для формирования системы охлаждения жидкостного типа, двигатель 1 внутреннего сгорания содержит головку 2 блока цилиндров с жидкостным охлаждением и блок 3 цилиндров с жидкостным охлаждением.

Головка 2 блока цилиндров с жидкостным охлаждением имеет две встроенных, взаимно отдельных охлаждающих рубашки 2а, 2b, при этом первая встроенная охлаждающая рубашка 2а имеет первое подводящее отверстие 4а на впускной стороне для подачи хладагента и имеет первое выпускное отверстие 5а на выпускной стороне для выпускания хладагента. Вторая встроенная охлаждающая рубашка 2b питается хладагентом через блок 3 цилиндров (проиллюстрировано стрелками). Для этой цели, вторая охлаждающая рубашка 2b головки 2 блока цилиндров расположена на стороне, обращенной к блоку 3 цилиндров, и присоединена к охлаждающей рубашке 3а, встроенной в блок 3, последняя охлаждающая рубашка имеет второе подводящее отверстие 4b на впускной стороне для подачи хладагента. Для выпускания хладагента, второе выпускное отверстие 5b предусмотрено на выпускной стороне, указанное второе выпускное отверстие в данном случае является расположенным в головке 2 блока цилиндров. Хладагент охлаждающей рубашки 3а, связанной с блоком, и хладагент второй охлаждающей рубашки 2b, встроенной в головку 2 блока цилиндров, выпускается из указанного выпускного отверстия 5b.Выше по потоку от подводящих отверстий 4a, 4b предусмотрен общий насос 12 для подачи хладагента в два питающих отверстия 4a, 4b.

Для формирования охлаждающего контура, выпускные отверстия 5a, 5b выпускной стороны могут быть присоединены к подводящим отверстиям 4a, 4b впускной стороны описанным ниже образом.

Второе выпускное отверстие 5b может быть присоединено к насосу 12 и подводящим отверстиям 4a, 4b через обратную магистраль 7, в которой расположен теплообменник 7a, и/или через перепускную магистраль 8, которая обходит теплообменник 7a. В том местоположении в контуре, в котором перепускная магистраль 8 ответвляется от магистрали 7 рециркуляции, расположен управляемый термостатом клапан 11, который автоматически выполняет пропорциональное распределение потока хладагента между двумя магистралями 7, 8.

Первое выпускное отверстие 5a может быть присоединено к насосу 12 и подводящим отверстиям 4a, 4b через магистраль 6 отопительного контура, при этом магистраль 6 отопительного контура, в которой расположен приводимый в действие хладагентом внутренний отопитель 6a транспортного средства, выходит в перепускную магистраль 8. В данном случае, в магистрали 6 отопительного контура выше по потоку от отопителя 6a, предусмотрено приводимое в действие хладагентом устройство 6b охлаждения системы рециркуляции выхлопных газов, посредством этого приводимого в действие хладагентом устройства охлаждения хладагент дополнительно нагревается перед тем, как подается в отопитель 6a.

Между насосом 12 и вторым подводящим отверстием 4b предусмотрен запорный элемент 9, в данном случае, клапан 9a, который закрыт в фазе прогрева двигателя 1 внутреннего сгорания, чтобы форсировать нагрев двигателя 1 внутреннего сгорания посредством стратегии отсутствия потока. Пропускание хладагента через блок 3 цилиндров в этом случае полностью прекращается.

Между насосом 12 и первым подводящим отверстием 4a предусмотрен второй запорный элемент 10, в данном случае, также клапан 10a, посредством которого поток хладагента через головку 2 блока цилиндров и отопитель 6a может управляться и регулироваться.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1 - Двигатель внутреннего сгорания

2 - Головка блока цилиндров

2a - Первая охлаждающая рубашка головки блока цилиндров

2b - Вторая охлаждающая рубашка головки блока цилиндров

3 - Блок цилиндров

3a - Охлаждающая рубашка, связанная с блоком

4a - Первое подводящее отверстие

4b - Второе подводящее отверстие

5a - Первое выпускное отверстие

5b - Второе выпускное отверстие

6 - Магистраль отопительного контура

6a - Приводимый в действие хладагентом внутренний отопитель транспортного средства, отопитель

6b - Приводимое в действие хладагентом устройство охлаждения

7 - Магистраль рециркуляции

7a - Теплообменник

8 - Перепускная магистраль

9 - Запорный элемент

9a - Клапан

10 - Второй запорный элемент

10a - Клапан

11 - Управляемый термостатом клапан

12 - Насос

1. Двигатель (1) внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере одну головку (2) блока цилиндров с жидкостным охлаждением и один блок (3) цилиндров с жидкостным охлаждением, в котором

по меньшей мере одна головка (2) блока цилиндров снабжена по меньшей мере одной встроенной охлаждающей рубашкой (2а), имеющей на впускной стороне первое подводящее отверстие (4а) для подачи хладагента и на выпускной стороне первое выпускное отверстие (5а) для выпускания хладагента,

блок (3) цилиндров снабжен по меньшей мере одной встроенной охлаждающей рубашкой (3а), связанной с блоком, имеющей на впускной стороне второе подводящее отверстие (4b) для подачи хладагента и на выпускной стороне второе выпускное отверстие (5b), предусмотренное для выпускания хладагента, и

для образования охлаждающего контура выпускные отверстия (5а, 5b) выполнены по меньшей мере с возможностью соединения с подводящими отверстиями (4а, 4b),

при этом второе выпускное отверстие (5b) выполнено по меньшей мере с возможностью соединения со вторым подводящим отверстием (4b) через магистраль (7) рециркуляции, в которой расположен теплообменник (7а),

второе выпускное отверстие (5b) выполнено по меньшей мере с возможностью соединения со вторым подводящим отверстием (4b) через перепускную магистраль (8), которая обходит теплообменник (7а), расположенный в магистрали (7) рециркуляции,

первое выпускное отверстие (5а) выполнено по меньшей мере с возможностью соединения с первым подводящим отверстием (4а) через магистраль (6) отопительного контура, в которой расположен приводимый в действие хладагентом внутренний отопитель (6а) транспортного средства,

выше по потоку от подводящих отверстий (4а, 4b) предусмотрен общий насос (12) для подачи хладагента в два подводящих отверстия (4а, 4b), причем насос (12) содержит корпус, а между насосом (12) и вторым подводящим отверстием (4b) предусмотрен запорный элемент (9), и магистраль (6) отопительного контура выходит в перепускную магистраль (8).

2. Двигатель (1) внутреннего сгорания по п. 1, в котором первая охлаждающая рубашка (2а), встроенная в головку (2) блока цилиндров, и охлаждающая рубашка (3а), связанная с блоком, отделены друг от друга.

3. Двигатель (1) внутреннего сгорания по п. 1, в котором приводимое в действие хладагентом устройство (6b) охлаждения системы рециркуляции выхлопных газов расположено в магистрали (6) отопительного контура выше по потоку от внутреннего отопителя (6а) транспортного средства.

4. Двигатель (1) внутреннего сгорания по любому из пп. 1-3, в котором по меньшей мере одна головка (2) блока цилиндров снабжена по меньшей мере двумя встроенными и взаимно отдельными охлаждающими рубашками (2а, 2b), при этом вторая охлаждающая рубашка (2b) присоединена для питания хладагентом к охлаждающей рубашке (3а), связанной с блоком.

5. Двигатель (1) внутреннего сгорания по п. 1, в котором запорный элемент (9) является клапаном (9а).

6. Двигатель (1) внутреннего сгорания по п. 1, в котором второй запорный элемент (10) предусмотрен между насосом (12) и первым подводящим отверстием (4а).

7. Двигатель (1) внутреннего сгорания по п. 6, в котором корпус общего насоса (12) вмещает второй запорный элемент (10).

8. Двигатель (1) внутреннего сгорания по п. 6 или 7, в котором второй запорный элемент (10) является клапаном (10а).

9. Двигатель (1) внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере одну головку (2) блока цилиндров с жидкостным охлаждением и один блок (3) цилиндров с жидкостным охлаждением, в котором

по меньшей мере одна головка (2) блока цилиндров снабжена по меньшей мере одной встроенной охлаждающей рубашкой (2а), имеющей на впускной стороне первое подводящее отверстие (4а) для подачи хладагента и на выпускной стороне первое выпускное отверстие (5а) для выпускания хладагента,

блок (3) цилиндров снабжен по меньшей мере одной встроенной охлаждающей рубашкой (3а), связанной с блоком, имеющей на впускной стороне второе подводящее отверстие (4b) для подачи хладагента, при этом второе выпускное отверстие (5b), предусмотренное на выпускной стороне для выпускания хладагента, расположено в головке (2) блока цилиндров, и

для образования охлаждающего контура выпускные отверстия (5а, 5b) выполнены по меньшей мере с возможностью соединения с подводящими отверстиями (4а, 4b),

при этом второе выпускное отверстие (5b) выполнено по меньшей мере с возможностью соединения со вторым подводящим отверстием (4b) через магистраль (7) рециркуляции, в которой расположен теплообменник (7а),

второе выпускное отверстие (5b) выполнено по меньшей мере с возможностью соединения со вторым подводящим отверстием (4b) через перепускную магистраль (8), которая обходит теплообменник (7а), расположенный в магистрали (7) рециркуляции,

первое выпускное отверстие (5а) выполнено по меньшей мере с возможностью соединения с первым подводящим отверстием (4а) через магистраль (6) отопительного контура, в которой расположен приводимый в действие хладагентом внутренний отопитель (6а) транспортного средства,

выше по потоку от подводящих отверстий (4а, 4b) предусмотрен общий насос (12) для подачи хладагента в два подводящих отверстия (4а, 4b), причем насос (12) содержит корпус, а между насосом (12) и вторым подводящим отверстием (4b) предусмотрен запорный элемент (9), и магистраль (6) отопительного контура выходит в перепускную магистраль (8).