[发明专利]流体冷却系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于发动机的流体冷却系统以及包括该流体冷却系统的发动机和车辆。

背景技术

为了防止机械磨损，发动机会频繁地使用润滑剂。润滑剂被散布在发动机的移动部件之间以使得这些部件能够相对于彼此更平滑地移动。发动机中的润滑剂的黏度将随着温度而改变，并且通常，润滑剂被选择成使得其在发动机的典型操作温度处将表现良好。然而，对于产生大量的热的发动机如内燃发动机而言，通常，在随着发动机产生热而升高至其典型的操作温度之前，发动机将以环境温度起动。因此，在发动机启动时存在下述时间段：在该时间段期间，发动机内的润滑剂处于其最佳操作温度以下。为此，通常期望在发动机启动时允许诸如活塞和气缸之类的部件尽可能快地热起来，以确保活塞内的润滑油尽可能地有效。

然而，活塞和气缸还存在变得过热的风险。特别地，容纳在气缸盖处的诸如火花塞和感测装置之类的部件通常极易受过热的影响。因此，现代发动机中的气缸设置有填充有流体——通常是水——的外壳或护套。这些水护套提供了冷却，原因在于来自活塞和气缸的热被水吸收。变暖的水随后被泵送离开护套并由更冷的水替换以吸收更多的热。

然而，在发动机发动期间，护套仍然充满水，并且因此，护套趋于吸收热，从而减慢了活塞和气缸的变暖，并且因此减慢了润滑剂的变暖，并且降低了发动机启动之后不久的润滑剂效率。在允许更冷的水于变暖时间段期间流入护套中的情况下，这种效果会更差。

因此，重要的是提供一种下述水护套：该水护套可以在使内燃发动机启动之后的早期阶段期间的热损失最小的同时为车辆提供有效的冷却。

发明内容

根据本发明的方面，提供了一种用于发动机的流体冷却系统。该流体冷却系统包括第一冷却护套、第二冷却护套以及接合部，该接合部包括：一级导管，一级导管适于将流体输送到接合部中；以及二级导管和三级导管，二级导管和三级导管与一级导管流体连通并且适于将流体输送出接合部。二级导管还与第一冷却护套流体连通，并且三级导管还与第二冷却护套流体连通，二级导管在二级导管与一级导管相接的部位处以相对于一级导管大体上成钝角的方式布置，并且三级导管在三级导管与一级导管相接的部位处以相对于一级导管大体上成锐角的方式布置。

以此方式，设置有下述接合部：在该接合部中，流体能够容易地从一级导管行进到二级导管中，但是在该接合部中，向三级导管中行进的流体由于流体所必须经历的方向的锐角改变而承受较大的阻力。因此，相比于流动通过三级导管的流体，更多的流体将趋于流动通过二级导管。这种差异可以仅基于导管的形状和关系来提供，而不需要复杂的阀系统，复杂的阀系统在反复使用之后可能会出现机械故障。因此，当流体例如由于其正被泵送而在压力下正在流动通过接合部时，相比于将通过三级导管供给至第二冷却护套的流体，更多的流体将趋于通过二级导管被供给至第一冷却护套。在所有其他因素相同的情况下，流动通过第一冷却护套的更大量的流体将趋于使得第一冷却护套比第二冷却护套吸收更多的热。因此，在使用中，相比于容纳在第二冷却护套内的发动机部件，容纳在第一冷却护套内的发动机部件将趋于去除更多的热能。

就大体上成钝角的而言，意味着从一级导管流入二级导管中的流体将经历小于90度的行进方向的转变。从一级导管流入二级导管中的流体可能将经历小于三十度的行进方向的转变。就大体上成锐角的而言，意味着从一级导管流入三级导管中的流体将经历大于九十度的行进方向的转变。从一级导管流入三级导管中的流体可能将经历大于一百五十度的行进方向的转变。三级导管可以例如借助流体行进方向的所需转变以及/或者借助于尺寸而相对于一级导管和二级导管设置成使得来自一级导管的流的大部分进入二级导管。

通常，一级导管和二级导管形成单一的导管。在这种情况下，可以在形成一级导管和二级导管的该单一的导管中钻孔，其中，三级导管在该孔处附接至一级导管和二级导管以形成接合部。

发动机可以是内燃发动机。然而，根据本发明的冷却系统可以与需要冷却的任何发动机或系统一起使用，特别是在这种发动机或系统需要或者将从以至少两种不同的速率冷却而受益的情况下更是如此。

在发动机是内燃发动机的情况下，其可以是活塞驱动式内燃发动机。在这种情况下，流体冷却系统可以包括用于活塞气缸盖的第一水护套，二级导管与该第一水护套流体连通。流体冷却系统可以包括用于活塞气缸的第二水护套，三级导管与第二水护套流体连通。通常，这种第二水护套意在冷却活塞气缸的由活塞所行进穿过的部分。