CN105927411B - 包括冷却剂通道的发动机组件 - Google Patents

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Abstract

发动机组件包括涡轮增压器和流体导管，所述流体导管热联接到涡轮增压器，使得流经流体导管的冷却剂可从涡轮增压器吸收热量。发动机组件进一步包括排气再循环(EGR)***和第二流体导管，所述第二流体导管热联接到EGR***，使得流经第二流体导管的冷却剂可从EGR***吸收热量。发动机组件还包括发动机盖，所述发动机盖限定穿过其延伸的冷却剂通道。冷却剂通道与第一流体导管和第二流体导管流体连通。进一步地，发动机组件包括与发动机盖一体的排气歧管。冷却剂通道热联接到排气歧管，使得流经冷却剂通道的冷却剂可从排气歧管吸收热量。

Description

包括冷却剂通道的发动机组件
技术领域
本发明涉及包括冷却剂通道的发动机组件。
背景技术
车辆中，发动机组件可包括冷却***以冷却各种车辆部件。例如，涡轮增压器可采用冷却***以保持运行中的优化温度。相似地，车辆可包括排气冷却***。这些冷却***中可使用合适的冷却剂。在冷却过程之后，冷却剂通常是热的。
发明内容
当内燃发动机加热时，为了最大化燃料效率，发动机油应该尽快被加热到优化的温度。当油处于其优化温度时，油中的燃料稀释可被最小化。此外，油中水分可通过保持油温处于其优化水平而最小化，由此最大化发动机油寿命。相应地，可从涡轮增压器、排气歧管和/或排气再循环(EGR)***吸热，以使得发动机油升温。例如，冷却剂可从涡轮增压器和EGR***吸热，且冷却剂可随后被引入冷却剂通道。在本发明中，术语“冷却剂”指适合用于传递热量的任何流体(即液体)。作为非限制性示例，冷却剂可以是乙二醇。产生的热冷却剂可随后被用于加热发动机油。在实施例中，本公开的发动机组件包括涡轮增压器和配置为运送冷却剂的第一流体导管。流体导管热联接到涡轮增压器使得流经第一流体导管的冷却剂可从涡轮增压器吸收热量。发动机组件进一步包括排气再循环(EGR)***和配置为运送冷却剂的第二流体导管。第二流体导管热联接到EGR***使得流经第二流体导管的冷却剂可从EGR***吸收热量。发动机组件也包括发动机盖，所述发动机盖限定穿过其延伸的冷却剂通道。冷却剂通道与第一流体导管和第二流体导管流体连通用以允许冷却剂从第一流体导管和第二流体导管流至冷却剂通道。进一步地，发动机组件包括与发动机盖一体的排气歧管。冷却剂通道热联接到排气歧管使得流经冷却剂通道的冷却剂可从排气歧管吸收热量。
本发明提出一种发动机组件，包括：
涡轮增压器；
第一流体导管，配置为运送冷却剂，其中第一流体导管热联接到涡轮增压器，使得流经第一流体导管的冷却剂能从涡轮增压器吸收热量；
排气再循环(EGR)***；
第二流体导管，配置为运送冷却剂，其中第二流体导管热联接到排气再循环***，使得流经第二流体导管的冷却剂能从排气再循环***吸收热量；和
发动机盖，限定穿过其延伸的冷却剂通道，其中冷却剂通道与第一流体导管和第二流体导管流体连通，以允许冷却剂从第一流体导管和第二流体导管流至冷却剂通道；和
排气歧管，其与发动机盖一体，其中冷却剂通道热联接到排气歧管，使得流经冷却剂通道的冷却剂能从排气歧管吸收热量。
优选地，排气再循环***包括排气再循环冷却器，且冷却剂通道包括与排气再循环冷却器流体连通的第一入口，以允许冷却剂从排气再循环冷却器至冷却剂通道的流体流动。
优选地，冷却剂通道限定与第一流体导管流体连通的第二入口，以允许冷却剂从第一流体导管至冷却剂通道的流动。
优选地，冷却剂通道限定与第一入口和第二入口流体连通的出口，以允许冷却剂朝向出口流动。
优选地，发动机组件进一步包括流体地互连第一流体导管和第二入口的冷却剂歧管。
优选地，发动机组件进一步包括与冷却剂歧管流体连通的稳压容器，其中冷却剂歧管允许蒸汽通风进入稳压容器。
优选地，发动机组件进一步包括流体地互连稳压容器和冷却剂歧管的通风导管。
优选地，发动机盖包括盖体，且冷却剂通道是通过盖体延伸的孔。
优选地，孔从第一入口延伸至出口。
优选地，第二入口位于第一入口和出口之间。
优选地，发动机盖包括从盖体突出的第一法兰，且第一入口由第一法兰形成。
优选地，盖包括从盖体突出的第二法兰，且第二入口由第二法兰形成。
优选地，冷却剂歧管直接联接到第二法兰。
优选地，第二流体导管直接联接到第二法兰，以将第二流体导管流体地联接到第一入口。
本发明还提出一种发动机盖，包括：
盖体，限定穿过其延伸的冷却剂通道，其中冷却剂通道限定：
第一入口，配置为流体地联接到排气再循环(EGR)冷却器；
第二入口，配置为流体地联接到第一流体导管，其中第一流体导管热联接到涡轮增压器；和
出口，与第一入口和第二入口流体连通，其中第二入口位于第一入口和出口之间。
优选地，冷却剂通道是通过盖体延伸的孔。
优选地，孔从第一入口延伸至出口。
优选地，发动机盖进一步包括从盖体突出的第一法兰，且第一入口由第一法兰形成。
优选地，发动机盖进一步包括从盖体突出的第二法兰，且第二入口由第二法兰形成。
从下文中对实现本发明的最佳模式的有附图的详细描述可知，本发明的上述特征和优势以及其他特征和优势是很明显的。
附图说明
图1是发动机组件的示意图，所述发动机组件包括涡轮增压器、歧管、稳压容器和排气歧管；
图2是图1中示意性示出的发动机组件的示意性透视图，发动机组件包括发动机盖和联接到发动机盖的冷却剂歧管；
图3是沿图2的剖面3-3截取的发动机盖和冷却剂歧管的示意性局部前视透视图；
图4是沿图2的剖面4-4截取的发动机盖和冷却剂歧管的示意性局部侧视透视图；
图5是沿图2的剖面5-5截取的发动机盖和冷却剂歧管的示意性局部前视透视图；
图6是图1发动机组件的示意性局部透视图；且
图7是沿图6的剖面7-7截取的发动机组件的示意性局部透视图。
具体实施方式
参考附图，其中相同的附图标记在若干幅视图中代表相同或相似的部件，从图1开始，发动机组件12可以是车辆10的部分，车辆例如轿车、卡车或摩托车，发动机组件包括冷却剂歧管20、涡轮增压器14(TC)和排气歧管16(EM)。在所示实施例中，发动机组件12包括第一流体导管40，所述第一流体导管例如管道、管或其他合适的导管，热联接到涡轮增压器14。相应地，流经第一流体导管40的冷却剂C可从涡轮增压器14吸热(即吸收的涡轮增压器的热量H1)，由此加热流经第一流体导管40的冷却剂C。第一流体导管40被流体地联接到冷却剂歧管20。因此，热冷却剂C可从第一流体导管40流至冷却剂歧管20。如下文详细讨论的，冷却剂歧管20可使蒸汽V从热冷却剂C通风并引导蒸汽V至稳压容器18(ST)。冷却剂歧管20与运送冷却剂C的冷却剂通道30流体连通。由此，热冷却剂C可从冷却剂歧管20流至冷却剂通道30。冷却剂通道30可已经含有冷却剂C。由此，从冷却剂歧管20来的冷却剂C掺入到流经冷却剂通道30的冷却剂C。流经冷却剂通道的冷却剂C可从排气歧管16吸热(即吸收的排出热量H2)。
发动机组件12进一步包含排气再循环(EGR)***13，排气再循环***包含EGR冷却器15。冷却剂C可流经EGR冷却器15并进入第二流体导管17。第二流体导管17被热联接到EGR***13。因此，流经第二流体导管17的冷却剂C可从EGR***13吸热(即EGR吸收的热量H3)。
在所示实施例中，冷却剂歧管20可称为Y型歧管且全部或部分地由刚性材料制成，例如刚性金属。冷却剂歧管20包括歧管体21且可运送冷却剂(即第一冷却剂F1)。冷却剂歧管20流体地联接到稳压容器18(ST)。如这里使用的，术语“稳压容器(surge tank)”是指能够吸收压力的突然上升的存储器。在所示实施例中，稳压容器18可收集热冷却剂C产生的蒸汽V。如下文所讨论的，冷却剂歧管20使最终进入稳压容器18的冷却剂C的量最小化，因为冷却剂C的液化部分不会流至稳压容器18。而是，冷却剂歧管20使冷却剂C通风用以引导冷却剂C的蒸汽V到稳压容器18。
参考图2-7，发动机组件12包括发动机盖22、由发动机盖22支撑的多个凸轮轴组件24、和联接到发动机盖22的发动机缸体23。发动机组件12进一步包括直接联接到发动机盖22的冷却剂歧管20。在所示实施例中，至少一个紧固件26，例如螺栓，通过冷却剂歧管20和发动机盖22延伸，以联接冷却剂歧管到发动机盖22。排气歧管16可与发动机盖22一体。因此，排气歧管16可称为一体化排气歧管。
发动机组件12进一步包括通风导管28，例如管道、管或其他合适的导管，以流体地联接冷却剂歧管20到稳压容器18。通风导管28允许从冷却剂C来的蒸汽V(图1)从冷却剂歧管20流至稳压容器18。因此，冷却剂歧管20中的蒸汽V可通过通风导管28流至稳压容器18。除了冷却剂歧管20，通风导管28被流体地联接到发动机盖22的发动机冷却***34。相应地，发动机冷却***34中的蒸汽V可通过通风导管28流至稳压容器18。如图5所示，T型联接件32可联接通风导管28到冷却剂歧管20。导管通风36和导管通风孔口38流体地联接发动机冷却***34和通风导管28，由此允许蒸汽V从发动机冷却***34通过通风导管28流至稳压容器18。
发动机盖22限定冷却剂通道30，该冷却剂通道配置为、成形且定尺寸为运送C且热联接到排气歧管16。相应地，流经冷却剂通道30的冷却剂C可从排气歧管16吸热(即吸收的排出热量H2)。在所示实施例中，冷却剂通道30由发动机盖22形成。发动机盖22包括盖体25，且冷却剂通道30可以是通过发动机盖22延伸的孔或开口。特别地，冷却剂通道30与冷却剂歧管20直接流体连通，且因此，冷却剂C可从冷却剂歧管20流至冷却剂通道30。
冷却剂歧管20流体地互连第一流体导管40、通风导管28和冷却剂通道30。在所示实施例中，冷却剂歧管20限定通风孔口42和与通风孔口42流体连通的联合通风部(jointvent)44。联合通风部44通过T型联接件32与通风导管28流体连通，并因此允许蒸汽V通过通风导管28流至稳压容器18。通风孔口42也与冷却剂通道30流体连通。由此，蒸汽V可从冷却剂通道30流至稳压容器18。
冷却剂歧管20也限定相对于通风孔口42倾斜成角度的联合通路46。在所示实施例中，联合通路46可称为涡轮增压器返回通路。联合通路46被流体地联接到第一流体导管40。因此，热冷却剂C可从第一流体导管40通过联合通路46流至冷却剂歧管20。另一个通风孔口43(即第二通风孔口)可与联合通风部44和联合通路46直接流体连通，由此允许蒸汽V从联合通路46通过联合通风部44流至稳压容器18。联合通路46比通风孔口42和43具有更大的剖面面积，用以最小化通过通风孔口42和43至稳压容器18的液体的流动。
冷却剂歧管20进一步限定与联合通路46和通风孔口42直接流体连通的互连通路48。互连通路48流体地联接到冷却剂通道30用以促使液化冷却剂C的液体流从冷却剂歧管20流至冷却剂通道30。此外，互连通路48允许来自冷却剂C的蒸汽V通过通风孔口42流至稳压容器18。联合通路46相对于通风孔口42和互连通路48倾斜成角度，以促使冷却剂C流向在发动机盖22中形成的冷却剂通道30。互连通路48和联合通路46每一个具有比通风孔口42和43更大的剖面面积，用以最小化通过通风孔口42和43流至稳压容器18的液体流。互连通路48和通风孔口42互相平行用以促使通风。
参考图1、图6和图7，发动机组件12也包括EGR***13，EGR***具有EGR冷却器15。EGR冷却器15与第二流体导管17流体连通。流经第二流体导管17的冷却剂C可从EGR***13吸热。第二流体导管17与冷却剂通道30流体连通，由此允许冷却剂C从第二流体导管17流至冷却剂通道30。冷却剂通道30限定第一入口50，所述第一入口通过从盖体25突出的第一法兰52形成。第一入口50与第二流体导管17和EGR冷却器15流体连通。此外，冷却剂C可通过第二流体导管17从EGR冷却器15流至冷却剂通道30的第一入口50。如上述所讨论的，流经第二流体导管17的冷却剂C可从EGR***13吸收热量且可随后通过第一入口50流至冷却剂通道30。
冷却剂通道30限定第二入口54，所述第二入口通过从盖体25突出的第二法兰56形成。第二法兰56支撑冷却剂歧管20。冷却剂歧管20可被直接联接到第二法兰56并与第一流体导管40和冷却剂通道30的第二入口54流体地互连。如上述所讨论的，流经第一流体导管40的冷却剂C可从涡轮增压器14吸收热量且可随后通过冷却剂歧管20和第二入口54流进冷却剂通道30。
冷却剂通道30进一步限定出口58，使得冷却剂C可从第一入口50流至出口58。冷却剂C的出口58可被流体地联接到热管理模块，所述模块能够管理冷却剂C至其他车辆部件的流动。第二入口54设置在第一入口50和出口58之间。相应地，出口58与第一入口50和第二入口54流体连通，由此允许冷却剂C流向出口58。如上述所讨论的，冷却剂通道30可被配置为通过盖体25从第一入口50延伸至出口58的孔。
在发动机组件12运行过程中，冷却剂C流过EGR冷却器15并可从EGR***13吸收热量。随后，冷却剂C通过第二流体导管17流至冷却剂通道30。此外，当热量被从涡轮增压器14吸收时，冷却剂C可流过第一流体导管40。如上述所讨论的，由于第一流体导管40热联接到涡轮增压器14，冷却剂C可从涡轮增压器14吸收热量，并随后通过第一流体导管40和冷却剂歧管20流至冷却剂通道30。特别地，冷却剂C从第一流体导管40流至冷却剂歧管20的联合通路46。来自冷却剂C的蒸汽V可流过通风孔口43和联合通风部44，通过通风导管28流进稳压容器18。换句话说，来自热冷却剂的蒸汽V通过通风孔口43和联合通风部44被通风。来自流过冷却剂通道30的冷却剂C的蒸汽V也可通过通风孔口42和联合通风部44被通风。液化的冷却剂C继续从互连通路48流进通过发动机盖22形成的冷却剂通道30。流经冷却剂通道30的冷却剂C可从排气歧管16吸热。流经冷却剂通道30的冷却剂C可通过出口58被输送到热控制模块，且可被用于，例如，使发动机油升温，并可帮助维持发动机油处于其优化温度。
尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。尽管所披露的方法以特定的时间顺序描述，可以设想的是，本发明的方法可用不同的时间顺序被执行。
相关申请的交叉引用
本申请要求专利号为62/121,737、申请日为2015年2月27日的美国临时专利申请的优先权，其全部内容被合并在此作为引用。

Claims (5)

1.一种发动机组件，包括：
涡轮增压器；
第一流体导管，配置为运送冷却剂，其中第一流体导管热联接到涡轮增压器，使得流经第一流体导管的冷却剂能从涡轮增压器吸收热量；
排气再循环***；
第二流体导管，配置为运送冷却剂，其中第二流体导管热联接到排气再循环***，使得流经第二流体导管的冷却剂能从排气再循环***吸收热量；和
发动机盖，限定穿过其延伸的冷却剂通道，其中冷却剂通道与第一流体导管和第二流体导管流体连通，以允许冷却剂从第一流体导管和第二流体导管流至冷却剂通道；
排气歧管，其与发动机盖一体，其中冷却剂通道热联接到排气歧管，使得流经冷却剂通道的冷却剂能从排气歧管吸收热量；
其中排气再循环***包括排气再循环冷却器，且冷却剂通道包括与排气再循环冷却器流体连通的第一入口，以允许冷却剂从排气再循环冷却器至冷却剂通道的流体流动；
其中冷却剂通道限定与第一流体导管流体连通的第二入口，以允许冷却剂从第一流体导管至冷却剂通道的流动；
其中冷却剂通道限定与第一入口和第二入口流体连通的出口，以允许冷却剂朝向出口流动；
流体地互连第一流体导管和第二入口的冷却剂歧管；和
与冷却剂歧管流体连通的稳压容器，其中冷却剂歧管允许蒸汽通风进入稳压容器。
2.如权利要求1所述发动机组件，进一步包括流体地互连稳压容器和冷却剂歧管的通风导管。
3.如权利要求2所述发动机组件，其中发动机盖包括盖体，且冷却剂通道是通过盖体延伸的孔。
4.如权利要求3所述发动机组件，其中孔从第一入口延伸至出口。
5.如权利要求4所述发动机组件，其中第二入口位于第一入口和出口之间。
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