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      用于冷卻流體回路的系統(tǒng)和方法_3

      文檔序號:8448887閱讀:來源:國知局
      4,所述高壓EGR系統(tǒng)為例如以上參考圖1所述的高壓EGR系統(tǒng)160。在其它實施例中,冷卻流體回路可以額外地或作為另外一種選擇為低壓EGR系統(tǒng)的EGR冷卻器提供冷卻。
      [0029]如圖所示,冷卻流體從泵218流到EGR冷卻器214。穿過EGR冷卻器214的排氣將熱傳遞到冷卻流體,使得排氣在進入發(fā)動機202的進氣通道208之前被冷卻。在圖2所示的示例性實施例中,EGR冷卻器214和發(fā)動機202串聯(lián)地定位。因此,在EGR冷卻器214中冷卻了排氣之后,冷卻流體離開EGR冷卻器214并進入發(fā)動機202,在這里冷卻流體冷卻發(fā)動機。因為發(fā)動機202設(shè)置在EGR冷卻器214的下游,所以進入發(fā)動機202的冷卻流體的溫度比進入EGR冷卻器214的冷卻流體的溫度高。作為一個例子,離開EGR冷卻器214的冷卻流體的溫度可以具有大約84°C的溫度,所述溫度可以根據(jù)進入EGR冷卻器214之前的冷卻流體溫度和穿過EGR冷卻器214的EGR量等而變化。這樣,發(fā)動機可以保持處于較高溫度下,原因是冷卻流體溫度較高并且較少發(fā)生冷卻。因此,可以增大發(fā)動機的熱效率。
      [0030]系統(tǒng)200還包括恒溫器220,所述恒溫器定位在冷卻流體回路中,處于發(fā)動機的下游。恒溫器220可以進行調(diào)節(jié),以例如保持冷卻流體的發(fā)動機出口溫度(例如冷卻流體在離開發(fā)動機時的溫度)。在一些例子中,恒溫器220可以是電子恒溫閥;而在其它例子中,恒溫器220可以是機械恒溫閥。在一些實施例中,控制系統(tǒng)包括控制器204,例如參考以上圖1所述的控制器180,所述控制系統(tǒng)可以根據(jù)發(fā)動機出口冷卻流體溫度控制恒溫器220的位置。作為一個例子,發(fā)動機出口冷卻流體溫度可以是大約93°C。例如,作為一個例子,恒溫器可以進行調(diào)節(jié),使得例如在發(fā)動機暖機期間沒有冷卻流體離開發(fā)動機(例如冷卻流體滯留在發(fā)動機中)。作為另外一個例子,恒溫器220可以進行調(diào)節(jié),以將由發(fā)動機202升溫的冷卻流體在不被船舶冷卻器222冷卻的引導(dǎo)到EGR冷卻器214。在這樣的例子中,升溫的冷卻流體可以與被船舶冷卻器222冷卻的冷卻流體混合,使得進入EGR冷卻器214的冷卻流體的溫度相對較高。這樣,當例如存在較少量的排氣再循環(huán)且EGR冷卻器214將較少的熱傳遞到冷卻流體時,可以保持發(fā)動機202的熱效率。作為另一個例子,恒溫器220可以進行調(diào)節(jié),使得基本上所有的離開發(fā)動機202的冷卻流體被引導(dǎo)到船舶冷卻器222。這樣,恒溫器222可操作地保持發(fā)動機出口冷卻出口冷卻流體溫度。
      [0031]船舶冷卻器222可以是例如液體-液體熱交換器。如圖2所示,來自發(fā)動機202的冷卻流體在其被引導(dǎo)到泵218之前穿過熱交換器。穿過船舶冷卻器222的冷卻流體經(jīng)由與環(huán)境海水(例如來自航海船舶所處的水體中的水)進行熱交換而被冷卻。例如,船舶冷卻器可以流體地聯(lián)接到航海船舶的艙底系統(tǒng),例如參考以上圖1所述的艙底系統(tǒng)190。在這樣的構(gòu)造中,泵A 224可以將環(huán)境海水從外部吸取到航海船舶(由圖2中的點劃線表示)并穿過船舶冷卻器222。通過與冷卻流體進行熱交換而升溫的海水離開船舶冷卻器222,并且經(jīng)由例如泵B 226而排出航海船舶。環(huán)境海水的溫度可以低于圍繞航海船舶的空氣的溫度;因此,在冷卻流體和海水之間可能出現(xiàn)較多的熱交換。此外,冷卻流體的冷卻更加均勻,原因是船舶冷卻器222是液體-液體熱交換器,并且液體-液體熱交換器提供比液體-空氣熱交換器高的傳熱速率。另外,因為存在大量的海水并且海水不需要冷卻,所以冷卻流體能夠保持低溫。然而,在其它實施例中,船舶冷卻器可以是液體-空氣熱交換器,例如在機車、越野車輛中,或者在靜止實施例中。
      [0032]因此,由于較低的環(huán)境海水溫度以及液體-液體熱傳遞,所以與基于空氣的冷卻系統(tǒng)相比,海水可以為冷卻流體提供增強的冷卻。因此,可以使用較小的EGR冷卻器,由此例如降低冷卻系統(tǒng)的尺寸和成本。此外,因為EGR冷卻器214與發(fā)動機202串聯(lián)地定位,所以可以減少流過冷卻流體回路的冷卻流體的量。例如,當EGR冷卻器和發(fā)動機并聯(lián)地定位時,需要以類似的冷卻流體流將較大量的冷卻流體供應(yīng)到EGR冷卻器和發(fā)動機。
      [0033]一個實施例涉及一種方法(例如用于冷卻流體回路的方法)。所述方法包括:利用泵加壓冷卻流體;以及將被泵加壓的冷卻流體引導(dǎo)到排氣再循環(huán)冷卻器,以便冷卻來自發(fā)動機的再循環(huán)排氣。所述方法還包括:通過將離開排氣再循環(huán)冷卻器的冷卻流體在其返回到泵之前引導(dǎo)到發(fā)動機來冷卻發(fā)動機。圖3的流程圖中示出了一種方法(用于冷卻流體回路)的另一個實施例的例子。具體地,方法300將冷卻流體引導(dǎo)通過定位在航海船舶中的冷卻流體回路,例如以上參考圖2所述的冷卻流體回路216。
      [0034]在方法的步驟302處,向泵供應(yīng)冷卻流體。冷卻流體可以例如是來自船舶冷卻器的冷卻的冷卻流體。在一些例子中,來自船舶冷卻器的冷卻的冷卻流體可以與離開發(fā)動機的冷卻流體混合,使得冷卻流體的溫度升高。
      [0035]在步驟304處,冷卻流體經(jīng)由所述泵進行加壓。泵的輸出壓力可以根據(jù)冷卻流體的沸點以及冷卻流體與EGR冷卻器和/或發(fā)動機的期望量的熱傳遞而改變。例如,冷卻流體可以被加壓,使得冷卻流體不會超過其沸點。
      [0036]加壓的冷卻流體在步驟306處從泵引導(dǎo)到EGR冷卻器,以冷卻穿過EGR冷卻器的排氣以用于進行排氣再循環(huán)。例如,熱從排氣傳遞到冷卻流體,使得排氣被冷卻,并且冷卻流體升溫。在步驟308處,離開EGR冷卻器的冷卻流體被引導(dǎo)到發(fā)動機以冷卻發(fā)動機,所述發(fā)動機與EGR冷卻器串聯(lián)地定位。例如,熱從發(fā)動機的各部件傳遞到冷卻流體,使得冷卻流體的溫度升高,而發(fā)動機被冷卻。
      [0037]在步驟310處,確定發(fā)動機出口冷卻流體溫度。作為一個例子,冷卻流體回路可以包括在發(fā)動機冷卻流體出口處的溫度傳感器。作為另外一個例子,冷卻流體的溫度可以在恒溫器處確定。
      [0038]在步驟312處,確定發(fā)動機出口冷卻流體溫度是否小于第一閾值溫度。如果確定冷卻流體溫度小于第一閾值溫度,那么所述方法繼續(xù)到步驟314,在所述步驟處,關(guān)閉恒溫器,使得流過發(fā)動機的冷卻流體減少。另一方面,如果發(fā)動機出口冷卻流體溫度大于第一閾值溫度,那么方法移動到步驟316,在所述步驟處,確定溫度是否小于第二閾值溫度,其中第二閾值溫度大于第一閾值溫度。
      [0039]如果確定發(fā)動機出口冷卻流體溫度小于第二閾值溫度,那么所述方法繼續(xù)到步驟318,在所述步驟處,調(diào)節(jié)恒溫器進行使得冷卻流體的至少一部分繞過船舶冷卻器。這樣,即使當EGR量減少而導(dǎo)致從EGR冷卻器中的排氣到冷卻流體的熱傳遞減少時,發(fā)動機的溫度也可以保持在較高溫度下,以例如保持發(fā)動機效率。相比之下,如果確定發(fā)動機出口冷卻流體溫度大于第二閾值溫度,那么方法移動到步驟320,在所述步驟處,所有冷卻流體被引導(dǎo)到船舶冷卻器。
      [0040]因此,通過將EGR冷卻器和發(fā)動機串聯(lián)地定位在冷卻流體回路中,可以減少流過冷卻流體回路的冷卻流體的量,原因是冷卻流體流過EGR冷卻器,然后流過發(fā)動機。因為冷卻流體在進入發(fā)動機之前被EGR冷卻器升溫,所以在發(fā)動機中可能出現(xiàn)較少的熱交換,從而產(chǎn)生較高的發(fā)動機操作溫度和較大的發(fā)動機熱效率。此外,因為冷卻流體在進入EGR冷卻器之前被泵加壓,所以可以減小冷卻流體沸騰的可能性。
      [0041]另一個實施例涉及一種系統(tǒng),例如,用于航海船舶或其它車輛的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括用于保持冷卻流體的貯存器、排氣再循環(huán)冷卻器、發(fā)動機和冷卻流體回路。(貯存器可以是罐,但是也可以是回流管線或其它管道,也就是貯存器并不是必須保持大量的冷卻流體。貯存器大致在圖2中用216指示出。)冷卻流體回路將貯存器、排氣再循環(huán)冷卻器和發(fā)動機相互連接。冷卻流體回路被構(gòu)造成用以串聯(lián)地將冷卻流體從貯存器引導(dǎo)到排氣再循環(huán)冷卻器,再引導(dǎo)到發(fā)動機,并且返回到貯存器。例如,在
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