用于改善内燃机的冷起动特性的方法以及为此的曲轴箱通风装置的制造方法
【专利摘要】用于改善内燃机的冷起动特性的方法以及为此的曲轴箱通风装置本发明涉及用于改善用水冷却的内燃发动机的冷起动特性的方法，所述内燃发动机的冷却水为了冷起动而被预热。提出，预热了的热水通过在曲轴箱通风装置的壳体区域中的以及/或者在所述曲轴箱通风装置中的水/空气热交换器中的流动路径进行引导。此外，本发明涉及内燃机，具有至少一个冷却水循环（1）和至少一个布置在所述冷却水循环（1）中的冷却水泵（2）以及具有至少一个曲轴箱通风装置（3），其中，所述曲轴箱通风装置（3）至少暂时地参与到所述内燃机的冷却水循环中并且所述冷却水循环（1）具有用于在所述内燃机（6）冷起动时预加热冷却水（5）的预热设备（4）。
【专利说明】
用于改善内燃机的冷起动特性的方法以及为此的曲轴箱通风
装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于改善用水冷却的内燃机的冷起动特性的方法，该内燃机的冷却水为了冷起动而进行预热。
[0002]此外，本发明涉及一种具有至少一个冷却水循环和至少一个布置在冷却水循环中的冷却水栗以及至少一个曲轴箱通风装置的内燃机。
[0003]最后，本发明涉及一种用于内燃机的曲轴箱通风装置。
【背景技术】
[0004]这种曲轴箱通风装置用于从曲轴箱中抽吸通过内燃机的缸壁和活塞之间的不密封性进入到机动车的内燃机的曲轴箱中的气体，也就是漏气气体，而没有将气体作为排放导入周围环境中。取而代之，该气体混合到吸入空气中并且该气体与吸入空气的混合物输入内燃机。在切断内燃机时水会冷凝，水会沉积在曲轴箱通风装置中并且在重新起动内燃机时会一起被吸入。
[0005]漏气或者说曲轴箱气体包含水或者说湿气，水或者说湿气会在内燃机或者说机动车在具有水的结冰点附近或者说以下的温度的周围环境中运行时结成冰。冰会在曲轴箱通风管道中形成，必要时也会在引导至内燃机的喷射装置或涡轮增压机的吸入空气管道或者说增压空气管道中形成。在曲轴箱气体入口中形成的冰会阻挡、限制或者甚至阻塞曲轴箱气体入口中的空气流动。由此会在曲轴箱中形成超压。如果冰微粒脱落并且随着吸入空气一起拖走，那么会导致喷射装置中的阻塞或者甚至导致涡轮增压机中的损坏，例如在涡轮增压机的细网眼地布置的压缩机叶片处的损坏。
[0006]用于降低冰形成的方案在于曲轴箱气体入口套管的合适的材料选择。这种解决方案在文件JP 8-246837中提出。入口套管由具有较低的导热能力的并且冰能够轻易地从其表面脱落的材料制成。由此，包含在曲轴箱中的湿气刚好以液态形式、例如作为水滴沉积在入口套管上。这种解决方案的缺点是，这种部件的热性能也取决于其造型和尺寸并且发挥功能的解决方案只能通过大量试验找出。
【发明内容】
[0007]本发明的任务是说明一种用于改善以水冷却的内燃机的冷起动特性的方法，用该方法能够以简单的并且可靠的方式改善冷起动特性。该方法尤其也应该能够改变。
[0008]此外应该提出一种具有改善的冷起动特性的内燃机以及一种曲轴箱通风装置，该曲轴箱通风装置也不会在冷起动时造成运行干扰。
[0009]所述任务通过权利要求1的特征得到解决。本发明的另外的有利的设计方案分别是从属权利要求的主题。其能够以技术上很有意义的方式相互组合。说明书、尤其与附图关联地额外地表征并且详细说明了本发明。
[0010][Al]用于内燃机的冷却水按本发明被用于加热曲轴箱通风装置。由冷却水变成热水。为此，首先为了冷起动预热冷却水，并且被预热的热水通过在曲轴箱通风装置的壳体区域中和/或水/空气热交换器中的至少一个流动路径进行引导。可能在曲轴箱通风装置中形成的冰融化成水，水而后是无害的并且能够被分离。
[0011][A2]在所述方法的设计方案中规定，从内燃机的预热设备中取出热水，优选通过参与到冷却水循环中实施，该冷却水循环的水在冷起动时被预加热。由此节省了用于热水的分开的预热装置，所述热水应该加热曲轴箱通风装置。曲轴箱通风装置的加热能够与马达的预加热同时实现。而后有利地节省了具有配属的控制元件的额外的电加热元件。
[0012][A3]通过将用于曲轴箱通风装置的预热分支作为通向冷却水循环的流动路段的旁通部管道接入，一旦实现了所希望的额定温度，该分支也能够独立于冷却水循环断开。
[0013][A4]当热水通过在曲轴箱通风装置的壳体的油分离区域中的和/或过滤器区域中的水/空气热交换器时进行引导时，能够有利地降低曲轴箱通风装置的加热时间。相对于加热壳体，这种解决方案具有以下优点，即交换器面的尺寸能够在一定的范围内在结构方面更大，并且由此减少了预热时间。此外，这种热交换器也能够在现存的内燃机中作为特有的构件加装，方法例如是将其作为能够套装的部件构造到曲轴箱通风装置的壳体上或者到所设置的油分离器上。
[0014][A5]当一旦达到了特定的温度就中断通向曲轴箱通风装置的热水输入时，能够进一步有利地降低预热时间，方法优选是热水被引导经过在曲轴箱通风装置旁或者热水的输入被中断。
[0015][A6]在具有至少一个冷却水循环和至少一个布置在冷却水循环中的冷却水栗以及至少一个曲轴箱通风装置的内燃机中，所述装置任务通过以下方法得到解决，即所述曲轴箱通风装置至少暂时地参与到内燃机的冷却水循环中，其中，该冷却水循环优选具有用于在内燃机冷起动时预加热冷却水的预热设备。所述曲轴箱通风装置原则上也能够参与到增压空气冷却器的冷却水循环中。到冷却水循环中的参与具有以下优点，即不必设置分开的加热部。然而要找到合适的接口。
[0016][A7]在内燃机的设计方案中规定，在曲轴箱通风装置的壁中设置至少一个用于冷却水的流动路径、例如冷却水通道。其能够作为流动路径容易地设置在曲轴箱通风装置的浇铸的壳体中，而没有显著增加铸件的成本。当壳体更换成这种具有冷却水通道的壳体时，内燃机的加装是可行的。
[0017][AS]当在曲轴箱通风装置中布置有水/空气热交换器，所述水/空气热交换器具有至少一个冷却水通道作为用于冷却水的流动路径时，获得了特别直接的加热。
[0018][A9]能够独立于马达预热或增压空气冷却器预热地断开预热，因为与冷却水的流动路径平行地设置旁通部通向用于曲轴箱通风装置的预热装置，构造该旁通部在超过特定的冷却水温度时打开。
[0019][A10]以下措施用于该目的，即在旁通部中布置有控制温度的阀，优选其具有双金属执行器。替代地，具有蜡筒的阀也能够满足该目的。这种机械地操作的阀的优点在于其简单的并且合适的结构方式，所述结构方式能够期待可靠的运行并且不需要额外地接合到马达控制机构的电路中。
[0020][All]当内燃机具有带有冷却水排出开口和冷却水进入开口的马达缸体时，预热装置的进给管道和曲轴箱通风装置的回流管道能够连接到所述冷却水排出开口和冷却水进入开口处，由此能够特别方便地连接用于曲轴箱通风装置的热交换器，因为不需要额外的孔。
[0021][A12]在内燃机的另外的设计方案中提出，在马达缸体中，用于曲轴箱通风装置的预热装置的进给管道和/或回流管道的冷却水排出开口和/或冷却水进入开口布置在马达缸体的预热接口的冷却水持续通风部处和/或水引导壳体处。这种措施要求最小的变动花费并且要求有利地较少的结构空间和较短的流动路径，因为马达缸体本来大多数情况下就具有多个用于冷却水持续通风的开口。马达缸体的水引导壳体也特别适合于接口，因为水引导壳体大多数具有盲堵塞的开口，其特别有利地得到使用，因为不必进行接合到马达缸体中。
[0022][A13]所述装置任务最后也通过用于内燃机的曲轴箱通风装置通过以下方法得到解决，即该曲轴箱通风装置具有至少一个热水进入部和热水排出部以及至少一个位于其之间的用于热水的流动路径，其中，所述至少一个流动路径优选构造成水/空气热交换器的初级侧。
[0023][A14]有利地为曲轴箱通风装置的设计方案规定，所述水/空气热交换器布置在曲轴箱通风装置的壳体的油分离区域中或者油分离区域处。在该区域中，横截面经常是小的。由此会特别损坏该区域中的冰。所述水/空气热交换器在该区域中特别有效。同时，该区域也最好接近，从而由此有利地使得装配变得容易。
[0024][A15]在曲轴箱通风装置的另一有利的设计方案中提出，在流动路径中布置有至少一个阀，其构造在超过极限温度时通过温度操作执行器封闭。由此有利地独立于马达缸体的或增压空气冷却器的预热来预热所述曲轴箱通风装置。一旦达到了极限温度就通过关闭阀来结束预热。预加热设备的功率而后完全提供给马达缸体或者增压空气回路支配。
【附图说明】
[0025]示例性地根据附图解释本发明的优选的实施方式。附图的图示详细地示出:
图1是具有按本发明的曲轴箱通风装置的已知的内燃机的示意性的透视图，
图2是图1中所示的具有曲轴箱通风装置的内燃机的透视细节图，
图3是图1中所示的具有曲轴箱通风装置的内燃机连同马达缸体的一部分的透视细节图，
图4是通过按本发明的曲轴箱通风装置横向于油分离器的排列剖开的竖直剖面，
图5是通过按本发明的曲轴箱通风装置在油分离器的高度中剖开的水平剖面，以及图6上部是用于按本发明的内燃机的马达的冷却水循环的管路管道图并且下部是用于增压空气冷却器的冷却水循环的管路管道图。
【具体实施方式】
[0026]为了定向，在图1中示出了以具有12个缸的马达24形式的已知的内燃发动机。能够很好地识别出马达24的输出轴线23。在马达24上在上部能够识别出两个涡轮增压机25。横向于输出轴线23的定向在上部能够识别出曲轴箱通风装置3，其部分地由油过滤器26遮盖。
[0027]在图2中能够详细地识别出在图1中仅仅能够困难地识别出的曲轴箱通风装置3。在油过滤器26后面沿着两个平行的排列27沿着其垂直于输出轴线23的定向能够识别出两个水平的、具有用于每五个油分离器的位置的排列。在右边的清洁部27中缺少四个油分离器19。
[0028]图3示出了按图2中的箭头III的马达24的细节视图。在该示图中能够很好地识别出曲轴箱通风装置3的壳体22。额外地在监视器28处用箭头29表示地设置有开口 30，其盲地被堵住并且其功能在与图6的结合中进行解释。
[0029]图4示出了通过按本发明的曲轴箱通风装置3的竖直剖面，其剖平面横向于油分离器的排列进行定向。所述曲轴箱通风管道31竖直地从下面引导到曲轴箱通风装置的浇铸的壳体22中。边缘直角的的孔板部件作为油预分离器32位于壳体22中，该孔板部件将壳体22分成下部的部分33和上部的部分34。这两个部分33、34在分隔缝35处结合，从而形成壳体22。油分离器容积36以及其中用于加热油分离器容积36和位于其之间的纯空气集流管道37的水/空气热交换器9的进给管道17和回流管道18作为壳体部件34的整体的组成部分位于壳体上方。在经过油分离器19之后，来自曲轴箱的去油的空气聚集在纯空气集流管道37中并且导入涡轮增压机25(图1)。
[0030]在油分离器容积36中也能够收集在低的温度下会冰冻的水。为了避免形成冰，按本发明在油分离器容积36中设置水/空气热交换器9，其在该示图中作为两个剖开的管道、也就是进给管道17和回流管道18示出。能够识别出，进给管道从下面进入至空气热交换器9中。在该视图中没有示出回流管道。所述空气/水热交换器9的横截面有利地靠到纯空气集流管道37的壁处，从而实现了更强的热交换。由此同样十分有效地预防纯空气集流管道中可能的冰形成。
[0031]能够更好地在图5中识别出空气/水热交换器9的形状。图5示出了通过按本发明的曲轴箱通风装置3的水平剖面，其中，通过具有油分离器容积36的上部的壳体部分34的剖面大致在中间引导通过纯空气集流管道37。所述水/空气热交换器9具有平躺的U的形状，在其自由的弯管处，进给管道17和回流管道18实现了空气/水热交换器9的通流。在此，流动路径8的周缘面的一部分靠到纯空气集流管道37的轮廓处并且如此实现了从流动通过流动路径8的水到纯空气集流管道37中的强烈的热传导。
[0032 ]有利地，从冷却水排出开口 15(图2)中取出用于进给管道17的水。马达缸体28的开口30(图3)能够用于连接回流管道18。由此除去塞子达到，从而将进给管道17连接到马达24的冷却水循环1(图6)处。
[0033]在图6中示意性地示出了水/空气热交换器9的线路。马达24的冷却水循环I基本上由冷却水栗2、油热交换器38、马达24的马达缸体39、恒温器阀40以及散热器41构成，其以这个顺序由冷却水5流通，也就是沿着箭头42的方向流通。
[0034]为了实现马达的冷起动，额外地设置了预热设备4，其在合适的部位43处取出冷却水并且通过被驱动的分开的栗44使冷却水通过加热装置45以及通过流方向阀46在供给开口 47处引导返回到马达缸体39中。所述栗44用电驱动，而栗2通过马达本身在起动马达之后由其驱动。
[0035]为了改善内燃机6的冷起动特性设置了预热装置11，该预热装置在马达缸体39的通风开口 48处取出冷却水，该冷却水通过水/空气热交换器9进行引导并且由恒温器40控制地又在部位50处引导返回冷却水循环I。就这点而言，所述预热装置11形成了通向通风开口48和所述部位50之间的流动路径10的旁通部12。作为恒温器阀能够使用具有已知的热控制的执行器的阀、例如由传感器进行电触发的阀或者具有双金属执行器的或者具有蜡筒作为执行器的阀。
[0036]所述冷却水循环I具有比另外的用于增压空气冷却器25的冷却水循环51更高的温度水平，另外的用于增压空气冷却器25的冷却水循环51在图6中在下部示出。增压空气冷却器25的冷却水循环51原则上类似于冷却水循环I进行连接。
[0037]所述预热装置11也能够以类似的方式设置在增压空气冷却器25的冷却水循环51中，只要其也装备有预热设备4或者一起参与到预热设备4的预热水循环52中。代替在冷却水通风开口 48处取出水，也能够在流方向阀46后面的任意的部位处取出水。
[0038]至少一个示例性的实施方式在上面所说明的描述中示出，然而应该理解并且确定存在大量相对于其的变型方案或者说调整方案。也应该确定，所述示例性的实施方式仅仅是例子并且不要认为是以任何方式限制按本发明的装置的范围或者说保护范围、能够应用性或结构。更确切地说，摘要以及详细的说明书对于本领域技术人员来说给出了足够的并且容易理解的、用于执行至少一个示例性的实施方式的指示。
[0039]在此应该理解，关于在示例性的实施方式中所描述的元件的功能和布置能够实施所述实施方式的多种多样并且不同的改变，而没有偏离由附属的权利要求以及其法律上的等效限定的范围或者说保护范围。
【主权项】
1.用于改善用水冷却的内燃机的冷起动特性的方法，所述内燃机的冷却水为了冷起动而被预热，其特征在于，预热了的热水通过在曲轴箱通风装置的壳体中的以及/或者穿过设置在所述曲轴箱通风装置中的水/空气热交换器的至少一个流动路径进行引导。2.按权利要求1所述的方法， 其特征在于，热水从所述内燃机的预热设备中取出，优选通过参与到冷却水循环中实现，所述冷却水循环的水在冷起动时被预加热。3.按权利要求1或2所述的方法， 其特征在于，预热分支作为通向所述冷却水循环的流动路段的旁通部管道接入。4.按权利要求1、2或3所述的方法， 其特征在于，所述热水引导通过在所述曲轴箱通风装置的壳体的油分离区域中的和/或过滤器区域中的水/空气热交换器。5.按上述权利要求中任一项所述的方法， 其特征在于，一旦达到特定的温度，优选通过以下方式中断至所述曲轴箱通风装置的热水输入，即所述热水被引导经过所述曲轴箱通风装置旁或者热水的输入被中断。6.内燃机，具有至少一个冷却水循环(I)和至少一个布置在所述冷却水循环(I)中的冷却水栗(2)以及具有至少一个曲轴箱通风装置(3)， 其特征在于，所述曲轴箱通风装置(3)至少暂时地参与到所述内燃机的冷却水循环中，其中，所述冷却水循环(I)优选具有用于在所述内燃机(6)冷起动时预加热冷却水(5)的预热设备(4)。7.按权利要求6所述的内燃机， 其特征在于，在所述曲轴箱通风装置(3)的壁中设置有至少一个用于所述冷却水(5)的流动路径(8)。8.按权利要求6或7所述的内燃机， 其特征在于，在所述曲轴箱通风装置(3)中布置有具有作为用于所述冷却水(5)的流动路径(8)的冷却水通道(7)的水/空气热交换器(9)。9.按权利要求6、7或8所述的内燃机， 其特征在于，平行于所述冷却水(5)的流动路径(10)设置旁通部(12)用于所述曲轴箱通风装置(3)的预热装置(11 )，构造所述旁通部在超过特定的冷却水温度时打开。10.按权利要求6、7、8或9所述的内燃机， 其特征在于，在所述旁通部(12)中布置有温度控制的阀(13)，所述温度控制的阀优选具有双金属执行器(14)。11.按权利要求6到10中任一项所述的内燃机， 其特征在于，马达缸体具有冷却水排出开口(15)和冷却水进入开口(16)，所述曲轴箱通风装置(3)的预热装置(11)的进给管道(17)和回流管道(18)能够连接到所述冷却水排出开口和所述冷却水进入开口处。12.按权利要求11所述的内燃机， 其特征在于，用于所述曲轴箱通风装置(3)的预热装置(11)的进给管道(17)和/或回流管道(18)的冷却水排出开口( 15 )和/或冷却水进入开口( 16)连接在所述马达缸体的冷却水持续通风部(53)和/或水引导壳体(54)处。13.曲轴箱通风装置，用于按上述权利要求中一项或多项所述的内燃机， 其特征在于，所述曲轴箱通风装置(3)至少具有热水进入部(16)和热水排出部(15)以及至少一个位于热水进入部(16)和热水排出部(15)之间的、用于热水(5)的流动路径(8)，其中，所述至少一个流动路径(8)优选构造成水/空气热交换器(9)的初级侧(20)。14.按权利要求13所述的曲轴箱通风装置， 其特征在于，所述水/空气热交换器(9)布置在所述曲轴箱通风装置(3)的壳体(22)的油分离区域(21)中或者油分离区域(21)处。15.按权利要求13或14所述的曲轴箱通风装置，其特征在于，在所述流动路径(8)中布置至少一个阀(13)，构造所述阀在超过极限温度时通过温度操作的执行器(14)关闭。
【文档编号】F01M13/00GK105829705SQ201480069781
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年8月14日
【发明人】K.普伦克
【申请人】Mtu 腓特烈港有限责任公司