渦輪增壓器潤滑劑冷卻器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及渦輪增壓器，并且具體地，涉及對發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑劑進(jìn)行冷卻的渦輪增壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]對機(jī)動(dòng)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的更大燃油經(jīng)濟(jì)性和較低C02排放的推動(dòng)產(chǎn)生了更小且更輕的發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪增壓器、直噴和排氣再循環(huán)。然而，這些發(fā)展產(chǎn)生了更多的熱量。
[0003]由于現(xiàn)代的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的額外的熱量，需要油冷卻器以防止發(fā)動(dòng)機(jī)油在較高溫度下劣化。然而，油冷卻器和相關(guān)的硬件增加了車輛的重量、復(fù)雜程度和成本。
[0004]本發(fā)明試圖解決這些問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓器，該渦輪增壓器包括殼體以及一個(gè)或多個(gè)軸承，其中殼體包括用于接收冷卻渦輪增壓器的冷卻劑的一個(gè)或多個(gè)冷卻劑通道以及用于接收潤滑軸承的潤滑劑的一個(gè)或多個(gè)潤滑劑通道，該潤滑劑為用于渦輪增壓器軸承和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑劑，
[0006]其中，冷卻劑通道和潤滑劑通道布置在殼體中，以將熱量從潤滑劑通道中的潤滑劑傳遞至冷卻劑通道中的冷卻劑，冷卻劑通道和潤滑劑通道構(gòu)造成使得冷卻劑通道與潤滑劑通道之間的熱傳遞足以使?jié)櫥瑒├鋮s并將潤滑劑保持在適合于在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的后續(xù)使用的溫度。
[0007]冷卻劑通道和潤滑劑通道可以構(gòu)造成使得在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行期間可以具有充分的熱傳遞以將潤滑劑溫度保持在期望的工作溫度，例如，不需要通過另外的冷卻裝置進(jìn)行的進(jìn)一步的冷卻。
[0008]冷卻劑通道中的一個(gè)或多個(gè)可以設(shè)置在殼體的壓縮機(jī)端處。冷卻劑通道中的一個(gè)或多個(gè)可以設(shè)置在殼體的渦輪機(jī)端處。
[0009]冷卻劑通道中的一個(gè)或多個(gè)可以在渦輪增壓器的軸向方向上設(shè)置在壓縮機(jī)與潤滑劑通道之間。冷卻劑通道可以構(gòu)造成至少部分地沿潤滑劑通道的形狀布置以保持冷卻劑通道與相鄰的潤滑劑通道之間的幾乎恒定的間距。
[0010]渦輪增壓器殼體可以由鋁制成。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以包括上述的渦輪增壓器。該系統(tǒng)還可以包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。該系統(tǒng)可以不包括除上述的渦輪增壓器以外的單獨(dú)的專用潤滑劑冷卻器。
[0012]該系統(tǒng)還可以包括一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器，其構(gòu)造成監(jiān)控進(jìn)入和/或離開渦輪增壓器的冷卻劑和/或潤滑劑的溫度。該系統(tǒng)還可以包括一個(gè)或多個(gè)流率傳感器，其構(gòu)造成監(jiān)控經(jīng)過渦輪增壓器的冷卻劑和/或潤滑劑的流率。
[0013]該系統(tǒng)還可以包括增壓空氣冷卻器。渦輪增壓器和增壓空氣冷卻器可以設(shè)置在共同的冷卻劑回路中。冷卻劑可以對渦輪增壓器、經(jīng)過增壓空氣冷卻器的增壓空氣以及潤滑劑冷卻。
[0014]該系統(tǒng)還可以包括用于對冷卻劑進(jìn)行冷卻的第一散熱器。該系統(tǒng)還可以包括用于對冷卻劑進(jìn)行冷卻的第二散熱器，例如，低溫散熱器。第一散熱器可以將冷卻劑冷卻至第一溫度。第二散熱器可以將冷卻劑冷卻至第二溫度。第二溫度可以低于第一溫度。第二散熱器可以與渦輪增壓器冷卻劑通道流體連通，使得用于渦輪增壓器的冷卻劑可以被第二散熱器冷卻。第二散熱器還可以與增壓空氣冷卻器流體連通，使得用于增壓空氣冷卻器的冷卻劑可以被第二散熱器冷卻。相比之下，來自第一散熱器的冷卻劑可以使內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種用于控制上述的渦輪增壓器和/或系統(tǒng)的控制器。該控制器可以構(gòu)造成監(jiān)控進(jìn)入和/或離開渦輪增壓器的冷卻劑和/或潤滑劑的溫度。該控制器可以構(gòu)造成控制經(jīng)過渦輪增壓器的冷卻劑和/或潤滑劑的流率。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種冷卻內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，該方法包括:
[0017]提供用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓器，該渦輪增壓器包括殼體以及一個(gè)或多個(gè)軸承，其中殼體包括用于接收冷卻渦輪增壓器的冷卻劑的一個(gè)或多個(gè)冷卻劑通道以及用于接收潤滑軸承的潤滑劑的一個(gè)或多個(gè)潤滑劑通道，
[0018]利用潤滑劑對渦輪增壓器的軸承和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行潤滑；以及
[0019]將熱量從潤滑劑通道中的潤滑劑傳遞至冷卻劑通道中的冷卻劑，使得冷卻劑通道與潤滑劑通道之間的熱傳遞足以使?jié)櫥瑒├鋮s并將潤滑劑保持在適合于在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的后續(xù)使用的溫度。
[0020]該方法還可以包括監(jiān)控進(jìn)入和/或離開渦輪增壓器的冷卻劑和/或潤滑劑的溫度。該方法還可以包括控制經(jīng)過渦輪增壓器的冷卻劑和/或潤滑劑的流率。
[0021]一種發(fā)動(dòng)機(jī)或車輛可以包括上述的渦輪增壓器、上述的系統(tǒng)和/或上述的控制器。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了基本如本文參照附圖所描述且如附圖所示的渦輪增壓器、系統(tǒng)或控制器。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了基本如本文所描述的冷卻內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法。
【附圖說明】
[0024]為了更好地理解本發(fā)明并且為了更清楚地示出可以如何實(shí)施本發(fā)明，現(xiàn)在將通過示例的方式對附圖進(jìn)行參照，在附圖中:
[0025]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例的用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)的示意圖；
[0026]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例的用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)的示意圖；
[0027]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例的渦輪增壓器殼體的截面圖；以及
[0028]圖4是沿圖3所示A-A線截取的渦輪增壓器殼體的另一截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]參照圖1，本發(fā)明涉及用于冷卻內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)20的冷卻系統(tǒng)10。如圖所示，冷卻系統(tǒng)10包括第一散熱器11和第二散熱器12。第一散熱器11構(gòu)造成將冷卻劑冷卻至第一溫度，并且第二散熱器12構(gòu)造成將冷卻劑冷卻至第二溫度，該第二溫度低于第一溫度。例如，在正常運(yùn)行情況下，離開第一散熱器11的冷卻劑在其返回至第一散熱器11時(shí)一般能夠達(dá)到大約120°c。相比之下，離開第二散熱器12的冷卻劑在其返回至第二散熱器12時(shí)一般能夠達(dá)到大約60°C。(圖1中的虛線和實(shí)線分別表示具有較熱的冷卻劑和較冷的冷卻劑的冷卻劑流動(dòng)路徑，例如，分別處于大約第一溫度和第二溫度的冷卻劑。)
[0030]如圖所示，來自第一散熱器11的冷卻劑可以通過恒溫器30進(jìn)入內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)20并通過發(fā)動(dòng)機(jī)出口 40離開。離開發(fā)動(dòng)機(jī)出口 40的冷卻劑可以直接循環(huán)回到恒溫器30或者該冷卻劑可以經(jīng)由第一散熱器11返回至恒溫器30。冷卻劑也可以經(jīng)由流動(dòng)串聯(lián)布置的限流器50和潤滑劑冷卻器60返回至恒溫器30。冷卻劑還可以在另一個(gè)出口 42離開發(fā)動(dòng)機(jī)20并在返回至恒溫器30或第二散熱器12之前經(jīng)過脫氣瓶70。
[0031]除了冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)20之外，冷卻系統(tǒng)10還可以冷卻其他的輔助部件，例如增壓空氣冷卻器80。冷卻劑可以包括水，在這種情況下，增壓空氣冷卻器80可以是水冷式增壓空氣冷卻器(WCCAC)。冷卻系統(tǒng)10還構(gòu)造成冷卻渦輪增壓器100。特別地，冷卻系統(tǒng)10可以冷卻渦輪增壓器100的一個(gè)或多個(gè)軸承。渦輪增壓器100和增壓空氣冷卻器80可以設(shè)置在共同的冷卻劑回路中，其中來自第二散熱器12的冷卻劑冷卻渦輪增壓器100和增壓空氣冷卻器80。
[0032]泵14可以設(shè)置成與第二散熱器12的出口流體連通。泵14可以將離開第二散熱器12的冷卻劑流泵送至增壓空氣冷卻器80和渦輪增壓器100。如圖所示，用于渦輪增壓器100的冷卻劑路徑和用于增壓空氣冷卻器80的冷卻劑路徑可以并聯(lián)地設(shè)置。例如，離開泵14的冷卻劑流可以分成兩股冷卻劑流動(dòng)路徑:用于渦輪增壓器1