用于冷却流体回路的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明公开的主题的实施例涉及发动机系统的冷却回路。
【背景技术】
[0002]发动机可以利用排气从发动机排气系统到发动机进气系统的再循环，被称为排气再循环(Exhaust Gas Recirculat1n ;简称EGR)的过程，以降低规定的排放。EGR系统可以包括EGR冷却器，以便在排气进入进气系统之前冷却排气。在一些例子中，EGR冷却器和发动机可以并联地联接在冷却流体回路中。然而，在这样的例子中，冷却流体的量可能增大和/或冷却流体的流量可能加倍，原因是例如类似流量的冷却流体传送通过发动机和EGR冷却器。在其它例子中，EGR冷却器可以在冷却回路中定位在发动机的下游。因此，发动机操作温度可能由于冷却器冷却流体流过发动机而降低，由此降低发动机的热效率。此外，冷却回路可以被加压，以将冷却流体保持在其沸点之下。在这种情况下，压力水箱盖的劣化可能导致发动机或EGR冷却器失效。
【发明内容】
[0003]因此，在一个实施例中，示例性系统包括排气再循环冷却器。所述系统还包括冷却流体回路，排气再循环冷却器和发动机可串联地定位在冷却流体回路中，其中排气再循环冷却器设置在发动机的上游。
[0004]在这样的例子中，冷却流体在流过发动机之前流过EGR冷却器。这样，冷却流体的温度在其进入发动机时可以比EGR冷却器定位在发动机下游的情况高。因此，发动机温度可以保持在较高的温度下，并且可以保持热效率。此外，因为冷却流体流过EGR冷却器，然后流过发动机，所以与EGR冷却器和发动机并联联接的系统相比，可能需要较少量的冷却流体和/或较低的流量。
[0005]在一些例子中，系统可以定位在航海船舶中。在这样的例子中，航海船舶所处的环境海水可以用来提供对冷却流体的冷却。因此，由于海水相对较冷的温度和海水的较大量供应而可能出现冷却流体的冷却增大。
[0006]应当理解，上述简要描述是用来以简化形式引入构思的选择，在下文的【具体实施方式】中对此做进一步描述。其并不是用来确定要求保护的主题的关键特征或实质特征，所述主题的范围由以下详细描述的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题并不受限于用以解决本公开的任何部分中提到的或上述任何缺陷的具体实施。
【附图说明】
[0007]参考附图，通过阅读以下非限制性实施例的说明将会更好地理解本发明，其中:
[0008]图1示出了航海船舶中的具有排气再循环系统的发动机的示意图。
[0009]图2示出了包括发动机和排气再循环冷却器的冷却流体回路的示意图。
[0010]图3示出了用于冷却流体回路的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0011]以下的描述涉及用于冷却发动机系统的方法和系统的多个实施例。在一个示例性实施例中，系统包括排气再循环(EGR)冷却器和发动机。所述系统还包括冷却流体回路，EGR冷却器和发动机串联地定位在冷却流体回路中，并且EGR设置在发动机的上游。在这样的实施例中，冷却流体在冷却发动机之前经由EGR冷却器冷却排气。这样，发动机的温度可以保持在较高的温度下，从而提高热效率。在一些实施例中，所述系统还可以包括在冷却流体回路中设置在EGR冷却器上游的泵。在这样的构造中，泵向EGR冷却器提供高压冷却流体，使得冷却流体保持在沸点以下。因此，可以减少对压力水箱盖(pressure cap)的需要，并且可以减少由于压力水箱盖的劣化而导致的系统各部件的劣化。
[0012]在一个实施例中，冷却流体回路可以是定位在车辆(vehicle)中的发动机系统的一部分。在一些实施例中，航海船舶可以用来举例说明一种类型的车辆，冷却流体回路可以为所述车辆的发动机系统提供冷却。其它类型的车辆可以包括机车、公路车辆、以及除了机车或其它轨道车辆之外的越野车辆，例如采矿设备。本发明的其它实施例可以用于与静止发动机联接的发动机系统。发动机可以是柴油发动机，或者可以燃烧另外的燃料或者燃料的组合。这样的可选的燃料可以包括汽油、煤油、生物柴油、天然气和乙醇。合适的发动机可以使用压缩点火和/或火花点火。
[0013]图1示出了系统的示例性实施例的方块图，所述系统这里示出为航海船舶100，例如船只，被构造成在水体101中进行操作。航海船舶100包括具有发动机104的发动机系统102，例如推进系统。然而，在其它例子中，发动机104可以是例如发电应用中的静止发动机或者轨道车辆推进系统中的发动机。在图1的示例性实施例中，推进器106机械地联接到发动机104，使得其通过发动机104而转动。在其它例子中，发动机系统102可以包括由发动机驱动的发电机，所述发电机继而驱动马达，所述马达转动例如推进器。
[0014]发动机104从诸如进气歧管115的进气装置接纳用于燃烧的进气。所述进气装置可以是任何合适的管道或多个管道，气体流动通过这些管道而进入发动机。例如，进气装置可以包括进气歧管115和进气通道114等。进气通道114接纳来自空气过滤器(未示出)的环境空气，所述空气过滤器过滤来自发动机104所处的车辆的外部的空气。发动机104中燃烧产生的排气被供应到排气装置，例如排气通道116。所述排气装置可以是任何合适的管道，气体从发动机流过所述管道。例如，排气装置可以包括排气歧管117和排气通道116等。排气流过排气通道116。
[0015]在图1所示的示例性实施例中，发动机104是具有十二个气缸的V-12发动机。在其它例子中，发动机可以是￥-6、￥-8、￥-101-16、1_4、1_6、1_8、对置4缸或其它发动机类型。如图所示，发动机104包括:非供体(non-donor)气缸105的子集，所述子集包括专门地将排气供应到非供体气缸排气歧管117的六个气缸；以及供体气缸107的子集，所述子集包括专门地将排气供应到供体气缸排气歧管119的六个气缸。在其它实施例中，发动机可以包括至少一个供体气缸和至少一个非供体气缸。例如，发动机可以具有四个供体气缸和八个非供体气缸，或者三个供体气缸和九个非供体气缸。应当理解，发动机可以具有任何期望数量的供体气缸和非供体气缸，供体气缸的数量通常小于非供体气缸的数量。
[0016]如图1所示，非供体气缸105联接到排气通道116，以将排气从发动机引导到大气(在其穿过排气处理系统130和涡轮增压器120之后)。提供发动机排气再循环(EGR)的供体气缸107专门地联接到EGR系统160的EGR通道162，所述EGR通道162将排气从供体气缸107引导到发动机104的进气通道114，而不是引导到大气。通过将冷却的排气引导到发动机104，可获取的用于燃烧的氧气量减少，由此降低了燃烧火焰温度，并且减少了氮氧化物(例如NOx)的形成。
[0017]在图1所示的示例性实施例中，当第二阀170打开时，从供体气缸107流到进气通道114的排气穿过诸如EGR冷却器166的热交换器，以便在排气返回到进气通道之前降低排气的温度(例如冷却)。EGR冷却器166可以是例如空气-液体热交换器。在这样的例子中，设置在进气通道114中(例如在再循环排气进入的EGR入口的上游)的一个或多个增压空气冷却器134可以进行调节，以进一步增加增压空气的冷却，从而增压空气和排气的混合物温度保持在期望温度下。在其它例子中，EGR系统160可以包括EGR冷却器旁通
目-O
[0018]此外，EGR系统160包括设置在排气通道116和EGR通道162之间的第一阀164。第二阀170可以是由控制器180控制的开/关阀(用于打开或关闭EGR的流动)，或者其可以控制例如可变量的EGR。在一些例子中，第一阀164可以被致动，使得EGR量减小(排气从EGR通道