[发明专利]冷却系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于诸如卡车、轿车或客车的车辆以及静止的发电机 单元的发动机冷却系统，尤其涉及设有对环境大气关闭的膨胀罐的冷 却系统。

背景技术

此类型的发动机冷却系统经常包括膨胀罐。膨胀罐具有许多功能， 其中包括：应对由升高的冷却剂温度导致的冷却剂膨胀，以及在系统 内建立压力以对冷却剂泵抽吸侧进行加压来避免泵的空蚀。对于具有 包含50至70升的冷却剂系统的卡车或静止发动机设备，从冷启动到 正常工作温度，冷却剂可以膨胀大约2升。

当在目前的车辆内使用膨胀罐时，普遍的解决方案是使用可控阀， 该可控阀可以设定为在预定的相对高的压力下打开。阀将膨胀罐内部 的膨胀体积与环境空气连通。这意味着当冷却剂被加热并膨胀时，膨 胀罐内的空气被压缩，直至压力达到阀的较高设定值。阀打开并将空 气释放到环境大气，直至压力下降到希望的压力。此空气被冷却剂饱 和，该冷却剂流失到环境空气。

GB 1049771A描述了一种对环境关闭的系统，该系统包括足够大 量的空气，使得压力释放阀不是必需的。这样的系统要求大的空气体 积或足够小的冷却剂体积。

在US 20050061264 A1、US 6666175 B2和GB 931087A中描述了 加压的冷却剂系统。

US 20050061264 A1的系统将新的已氧化空气连续添加到膨胀罐 (和冷却剂)，并将被来自冷却剂的蒸汽饱和的空气通过释放阀连续释 放到环境中，以控制压力。US 6666175B2公开了压缩机向补偿罐供给 压缩空气。

在例如由于较低的发动机负荷或由于冷却风扇开始工作而引起的 冷却剂温度降低的运行情况期间，冷却剂体积减小且泵处的压力将降 低。这又将导致膨胀罐内的空气压力降低。当此压力降低到低于阀的 较低设定值时，阀打开，从而使环境空气进入到罐内。这防止冷却回 路内的压力降低到低于预定值，当低于预定值时可能在冷却剂泵内发 生气蚀。

发明内容

本发明的目的是解决与现有技术的冷却剂系统相关的上述问题中 的至少一个，尤其是提供一种能控制为当发动机启动时在冷却剂泵抽 吸侧快速建立压力以避免泵内的气蚀的冷却系统。

通过如下根据本发明的发动机冷却系统来实现此目的。本发明也 涉及一种设有根据本发明的这种发动机冷却系统的车辆。

本发明涉及一种具有冷却回路的发动机冷却系统，该冷却回路包 括用于为发动机供给冷却剂且用于使冷却剂在冷却回路内循环的冷却 剂泵，和用于冷却发动机下游的所述冷却剂的至少一个热交换器。在 冷却回路内，泵将向发动机供给冷却剂，在发动机内冷却剂被加热。 已加热的冷却剂可通过调温器，该调温器将根据冷却剂的温度将冷却 剂直接引导回所述泵或引导到热交换器。所述热交换器可以是散热器， 该散热器布置为将冷却剂的温度降低到希望的水平。膨胀罐可以在冷 却剂泵上游连接到冷却回路。冷却系统由压力调节装置加压，该压力 调节装置布置为在发动机的至少一个预定的运行模式期间对从膨胀罐 供给到冷却回路的冷却剂进行加压，且膨胀罐在所有的发动机正常运 行模式期间都对环境大气关闭。例如，一个这种运行模式可以是发动 机的冷启动。

对供给到冷却剂泵的冷却剂进行预加压降低了由于发动机启动时 抽吸管道内的相对低的压力而造成的所述泵内的气蚀的风险。此外， 通过这种发动机冷却系统能够保持均衡的压力而无压力峰值(高压和 低压)。这是优点，因为压力峰值可能对冷却剂系统的部件造成损坏。 能够避免将环境空气引入到系统内和冷却剂流失到环境空气中，并因 此防止或阻碍冷却剂的氧化。

根据第一实施例，压力调节装置位于膨胀罐内，且可以布置为使 一定体积的冷却剂在膨胀罐内移位。当压力调节装置被加压时，膨胀 罐内的冷却剂的压力增大，而加压后的冷却剂将被迫进入冷却剂回路 中的泵的抽吸管道内。该压力调节装置可以是布置在膨胀罐内的膈膜 或类似的合适装置。系统可以通过增大这种膈膜的体积来加压，增大 这种膈膜的体积通过为其供给加压空气或类似的合适流体来实现。系 统压力由诸如三向阀的合适的阀来控制，该阀能让空气进入膨胀罐内 或将其释放到环境空气中。这种阀的功能将在下文中进一步详细描述。 膨胀罐还可以包含压力促动的安全阀，如果罐内的压力增大到高于预 定的最大允许压力，则该安全阀将向环境空气打开。