CN109844279A - 燃烧动力机器 - Google Patents

Abstract

一种带有内燃机(10)和冷却系统的燃烧动力机器，所述冷却系统包括冷却剂泵(40)、主冷却器(38)、加热热交换器(36)、内燃机(10)中的冷却剂通道(28,30)以及带有用于根据至少一个局部冷却剂温度来调节地分配冷却剂的执行器(26)的调节装置(20)，其特征在于，调节装置(20)可经由连接管路与冷却剂补偿容器(106)相连接，并且调节装置(20)在操控执行器(26)的情况中在一方向上‑在第一主位置(80)中允许穿过内燃机(10)的冷却剂通道(28,30)以及穿过加热热交换器(36)的冷却剂流动，并且禁止穿过主冷却器(38)的冷却剂流动，并且此外封闭连接管路，‑在第二主位置(96)中开启连接管路，并且‑在第三主位置(126)中附加地允许穿过主冷却器(38)的冷却剂流动。

Description

燃烧动力机器

技术领域

本发明涉及一种带有冷却系统的燃烧动力机器。本发明此外涉及一种用于利用冷却剂填充这样的燃烧动力机器的冷却系统的方法。

背景技术

用于机动车的燃烧动力机器通常具有冷却系统，在其中借助于一个或多个泵在至少一个冷却回路中泵送冷却剂，并且在此，由集成到冷却回路中的部件、尤其内燃机以及油冷却器和/或增压空气冷却器来接收热能。该热能紧接着在环境热交换器、所谓的主冷却器或主水冷却器中，以及有时候在加热热换热器中被排出到环境空气处，在加热热交换器的情况中被排出到设置用于机动车的内部空间的温度调节的环境空气处。

先进的机动车的冷却系统常常具有多个冷却回路。例如已知的是，设置所谓的大的冷却回路或者主冷却回路以及小的冷却回路，其分区段地构造成集成的，并且其中借助于恒温器控制的阀门要么经由大的或小的冷却回路引导冷却剂。这根据冷却剂的温度来实现，从而例如在燃烧动力机器的热运转阶段中，当冷却剂尚未达到设置的运行温度范围时，其在小的冷却回路中被输送，由此绕开主冷却器，也就是说在其中冷却剂通过热传递主要被冷却到环境空气上的那个环境热交换器。如果冷却剂相反地达到所设置的运行温度范围，则借助于恒温器控制的阀门在大的冷却回路中输送冷却剂，从而通过冷却剂到环境空气上的热传递避免冷却系统的过热。加热热交换器作为第二环境热交换器相反地经常被集成到小的冷却回路中，由此还已经在燃烧动力机器的热运转阶段中实现机动车的内部空间的加热。

冷却系统的(主)冷却剂泵经常机械地被燃烧动力机器的内燃机驱动。其输送功率由此基本上与转速(内燃机的曲轴以该转速回转)成比例。虽然随着内燃机的增高的转速冷却功率要求也随趋势地增高，但是通过泵的运行理论上可获得的冷却功率在许多运行状态中与实际的冷却功率要求不符。因为在所有运行状态中应提供足够高的冷却功率，因此这样的机械驱动的泵常常超尺寸化。减少机动车的燃料要求的追求因此引起机械驱动的冷却剂泵的改进，其可在体积输送流方面在一定范围内被调节。这样的可调节的机械驱动的冷却剂泵例如由文件DE 10 2010 044 167 A1已知。

在先进的机动车的冷却系统的情况中可借助于可调节的冷却剂泵实现冷却剂的体积流的主调节，而体积流到各个分别具有不同冷却要求的部件上的分配可借助于主动且尤其经由恒温器操控的阀门来控制。例如，文件DE 103 42 935 A1公开了一种带有冷却回路的燃烧动力机器，该冷却回路包括由内燃机机械驱动的泵。泵的输送体积流由此与内燃机的转速相关。为了针对多个集成到冷却回路中的热交换器、如尤其内燃机的气缸盖和气缸曲轴壳体的冷却通道以及用于由燃烧动力机器驱动的机动车的内部空间加热的加热热交换器实现冷却剂的单独地匹配的体积流，将多个分别单独地可操控的调节阀门集成到冷却循环中。文件DE 103 42 935 A1此外公开了，气缸曲轴壳体和气缸盖的通道并联地互联，由此实现单独地控制用于这些部件的冷却功率。由文件DE 103 42 935 A1已知的冷却系统相对复杂。

根据专利权利要求1的前序部分的燃烧动力机器在文件DE 10 2014 219 252 A1中得以说明。该燃烧动力机器包括调节装置，其借助于使第一闭锁阀运动的执行器和第二、阶段性地与第一闭锁阀一同运动的第二闭锁阀以相对简单的方式使得至燃烧动力机器的冷却系统的不同的部件的运行相关地匹配的冷却剂输入的实现成为可能。

对于机动车的冷却系统的良好的且尤其有效的冷却功率而言重要的是，尽可能地使其完全通风。相应地必须一方面在冷却回路的填充过程期间、尤其在首次填充或在维护的范围中重新填充的情况中，将包含在冷却回路中的被流入的冷却剂排挤的空气尽可能地完全导出。此外，在机动车且由此冷却系统的运行中能够通过蒸发过程形成气体，该气体应该被可靠地导出。这在当冷却回路设计用于冷却剂的位于水的(压力相关的)沸腾温度以上的运行温度时尤其适用。在冷却循环中的集聚或沉积的水于是蒸发并且应相应地被导出。

机动车的冷却系统的通风经由所谓的补偿容器来实现。这样的补偿容器此外还具有的任务是，平衡冷却剂的热引起的体积变化并且为此部分地以空气来填充。为了通风可将至少一个通风管路从冷却系统的通常高地放置的地点引导至仍要更高地布置的补偿容器。为了补偿热引起的体积变化此外设置至少一个过流管路，通过其可实现冷却剂在补偿容器和与其经由过流管路相连接的冷却回路之间的交换。

发明内容

由该现有技术出发本发明所基于的任务是，在根据文件DE 10 2014 219 252 A1的燃烧动力机器的情况中仍更好地符合要求地匹配冷却系统的冷却功率。此外，应指出一种这样的可能性，即能有利地以冷却剂填充根据文件DE 10 2014 219 252 A1的燃烧动力机器的冷却系统。

该任务借助于根据专利权利要求1的燃烧动力机器来解决。通过燃烧动力机器的根据本发明的设计方案实现的用于利用冷却剂填充燃烧动力机器的冷却系统的方法是专利权利要求10的对象。根据本发明的燃烧动力机器的有利的设计方案和根据本发明的方法的优选的实施方式是其它专利权利要求的对象，并且/或者由本发明的接下来的说明得出。

本发明基于如下认知：即使在燃烧动力机器的热运转阶段期间(在其中首要目标是用于集成到冷却系统中的部件的至少几个的限定的运行温度范围的尽可能快速的达到)也已实现冷却剂在于是小的冷却回路(在其中使冷却系统运行)与补偿容器之间的不可忽略的交换。这引起补偿容器中的热能的非期望的损失，由于该损失尤其可使燃烧动力机器的内燃机直至达到运行温度范围的变热延迟。该延迟的变热可与提高的燃料消耗以及提高的废气排放相关。

因此，本发明的基本思想在于，使在热运转阶段期间的在于是主动使用的冷却回路与补偿容器之间的冷却剂的交换尽可能远地延迟，以便于使热能的所述损失最小化。相应地应设置成，补偿容器的功能性可符合要求地接入在冷却系统中。为了尽管在该功能性的情况下同时不以显著的程度提高冷却系统的结构上的复杂性，根据本发明设置成，以有利的方式通过用于由文件DE 10 2014 219 252 A1已知的燃烧动力机器的调节装置的附加的切换位置来实现这些功能性。

为此根据本发明设置燃烧动力机器，其具有至少一个内燃机和冷却系统，其中，冷却系统包括至少一个冷却剂泵、主冷却器、加热热交换器、内燃机中的冷却剂通道以及带有用于根据至少一个局部的冷却剂温度调节地分配冷却剂的(优选地电气的、如有可能液压的和/或气动的)执行器的调节装置。在这样的燃烧动力机器的情况中根据本发明附加地设置成，调节装置可经由连接管路与冷却剂补偿容器相连接，并且调节装置在操控执行器的情况中在(操控或运动)方向上

-在第一主位置中允许穿过内燃机的冷却剂通道以及穿过加热热交换器的冷却剂流动，并且禁止穿过主冷却器的冷却剂流动，并且此外封闭连接管路；

-在第二主位置中附加地开启连接管路；并且

-在第三主位置中附加地允许穿过主冷却器的冷却剂流动。

燃烧动力机器的该设计方案已借助于仅仅一个执行器实现冷却剂在冷却系统中的有利的调节和分配。

在此尤其可设置成，在调节装置的第一位置中，仅仅冷却剂的相对小的体积流借助于冷却剂泵通过冷却系统的(绕开主冷却器)的小的冷却回路来输送，其中，仅仅内燃机(至少部分地)和加热热交换器被穿流。通过冷却剂的仅仅相对小的体积流通过内燃机被输送，可在燃烧动力机器的冷启动之后实现冷却剂的相应的部分量的快速升温和因此加热热交换器的相对早的起作用和由此机动车的加热，燃烧动力机器优选地设置用于该机动车的驱动。

“加热热交换器”理解成一种热交换器，在其中实现冷却系统的冷却剂到环境空气上的热传递，其设置用于机动车的内部空间的加热。

相较于根据文件DE 10 2014 219 252 A1的燃烧动力机器在根据本发明的燃烧动力机器的情况中借助于调节装置附加地实现冷却剂补偿容器到冷却系统中的符合要求(引导流体)的集成。在此，可首先在第二主位置中实现连接管路通过调节装置的开启，在燃烧动力机器的冷启动之后于是才借助于补偿容器执行通风或冷却剂的体积变化的补偿，当这由于在内燃机中的冷却剂的已经显著的变热是必须时。由此可避免的是，在燃烧动力机器的冷启动之后由于补偿容器中的热能的损失负面地影响内燃机的尽可能快速的变热。

在调节装置的第三主位置中，于是实现主冷却器的接入，其通过冷却剂到环境空气处的热传递以尤其紧接着的冷却剂的冷却目的防止冷却系统或集成在其中的部件的过热。由此可设置成，在调节装置的第三位置中，冷却剂在冷却系统的大的冷却循环中被输送。

使补偿容器与调节装置相连接的连接管路可优选地是通风管路，其使调节装置与补偿容器的这样的区段相连接，即该区段设置用于在燃烧动力机器的运行中容纳空气。由此可同时实现调节装置的有效的通风。然而基本上还可行的是，连接管路是过流管路，其使调节装置与补偿容器的这样的区段相连接，即该区段在燃烧动力机器的运行中设置用于容纳冷却剂。

然而，根据本发明的燃烧动力机器不仅实现冷却系统在燃烧动力机器的运行中的有利的符合要求的通风，而且实现冷却系统尤其在燃烧动力机器的未运行中(例如在装配和维护工作的范围中)利用冷却剂的有利的填充。为此可按照根据本发明的方法设置成，调节装置为了填充冷却系统被移位到第三主位置中，在其中不仅确保冷却剂在冷却系统中基本上完全的分配而且还确保通过引入的冷却剂排挤的空气从冷却系统经由在第三主位置中进一步开启的连接管路的通风。

根据本发明的燃烧动力机器可优选地附加地包括绕开加热热交换器的旁路，其中，此外于是可设置成，调节装置在操控执行器的情况中

-在第一主位置中且优选地还在第二主位置中禁止穿过旁路以及主冷却器的冷却剂流动，并且

-在相邻于第二主位置的第一中间位置中附加地允许穿过旁路的冷却剂流动。

通过旁路在调节装置的第一中间位置中的附加接入可通过如下方式在燃烧动力机器的渐增的运行温度的情况中避免冷却系统的过热，即通过此外在小的冷却回路中且由此在绕开主冷却器的情况下通过内燃机输送冷却剂的更大的体积流。在此，绕开加热热交换器的旁路可以是有利的，因为穿过加热热交换器的最大体积流(其通过加热热交换器的流动引导部的横截面和冷却系统的引导至其和从其引导开的管路来限制)优选地相对小地来尺寸化并且因此不可且不应在调节装置的第二位置中引导冷却剂的整个体积流穿过加热热交换器。这尤其适用，因为可设置成，加热热交换器在第一主位置中且在调节装置的所有在此之后的位置中被冷却剂穿流。

为了确保，在第三主位置中，整个冷却剂被引导穿过加热热交换器和主冷却器，可在根据本发明的燃烧动力机器的优选的设计方案中设置成，调节装置在第三主位置中再次禁止穿过旁路的冷却剂流动。

在根据本发明的燃烧动力机器的此外优选的设计方案中，可此外设置用于调节装置的零位置，其位于第一主位置之前。在此，设置成，调节装置在该零位置中整体上禁止穿过冷却系统的冷却剂流动。这可特别优选地通过如下方式来实现，即调节装置在零位置中在这样的区段(该区段布置在冷却剂泵与内燃机之间且尤其在冷却剂泵的压力侧上)中中断冷却系统。

当不仅内燃机的气缸壳体(尤其气缸曲轴壳体)而且内燃机的气缸盖分别具有至少一个冷却通道时，可实现根据本发明的燃烧动力机器的内燃机的有利的冷却，其中，通过调节装置控制的冷却通道符合要求地被冷却剂穿流。在此可尤其设置成，调节装置在第一主位置中允许穿过气缸盖的冷却剂通道的冷却剂流动并且禁止穿过气缸壳体的冷却剂通道的冷却剂流动。由此可实现的是，在燃烧动力机器在冷启动之后的运行中，冷却剂仅仅穿过燃烧动力机器的气缸盖(和加热热交换器)，其相较于气缸壳体被更高地热负载并且具有更小的、在燃烧动力机器的该运行状态中如有可能仍接收来自冷却剂的热能的质量，由此不仅可实现对于加热热交换器的加热功率而言冷却剂的有利的快速升温，并且同时可正好实现用于气缸盖的冷却。气缸壳体的冷却剂通道的穿流相反地尚未设置，由此可实现的是，在该运行状态中可实现气缸壳体的气缸壁的快速变热，这正面地影响在气缸与活塞之间的摩擦损失以及燃烧动力机器的排放性能。

气缸壳体的冷却剂通道到冷却系统中的接入优选地首先在调节装置的位于第二主位置与第三主位置之间的、特别优选地位于第一中间位置与第三主位置之间的(第二)中间位置中实现，其中于是燃烧动力机器的运行温度已经可以如此高，使得还有气缸壳体的冷却是有意义的或必须的。

在根据本发明的燃烧动力机器的此外优选的设计方案中可此外设置成，在调节装置的位置的至少两个之间的移位可分级地或无级地来实现，使得调节装置可被调整到一个或多个部分级中并且还可保持在其中。由此可借助于冷却剂根据实际要求实现各个部件的穿流的进一步改善的匹配。于是当冷却剂泵可取决于其关于输送体积流的输送转速来调节时，燃烧动力机器的这样的设计方案可尤其是有意义的。这可尤其在由内燃机直接驱动的冷却剂泵的情况中是这种情况。

此外可设置成，调节装置根据燃烧动力机器的运行特征曲线可在调节装置的至少两个位置之间且尤其在第二中间位置与第三中间位置之间移位。在这样的运行特征曲线中可尤其绘制荷载关于转速(燃烧动力机器以该转速来运行)。由此可以有利的方式根据燃烧动力机器的运行状态且因此根据燃烧动力机器的热生成控制在主冷却器中的冷却剂到环境空气上的热传递。这例如可实现，冷却剂的温度尽可能恒定地保持或者按需调控到尤其还可与燃烧动力机器的运行状态相关的限定的值(范围)上。尤其可在相对微小的荷载和/或转速的情况中调控更高的冷却剂温度，其可引起相应高的油温和由此相对微小的摩擦损失。在更高的荷载和/或转速的情况中可相反地降低冷却剂温度以用于保护内燃机免受热过载。由此还可实现冷却剂的温度的前瞻性的调节，其不同于例如借助于温度传感器的相应的调节，构造成不(仅)对已实现的温度变化做出反应。特别优选地可在此设置成，在至少两个位置之间的移位根据燃烧动力机器的运行特征曲线分级地或无级地来设置。

在根据本发明的燃烧动力机器的在结构上可有利地实行的设计方案中可设置成，调节装置包括由执行器平移地和/或回转地运动的闭锁阀，其借助于执行器引起的运动引起相应于调节装置的位置的入口和/或出口的封闭或开启，其使调节装置与冷却系统的相应的部件引导流体地相连接。

为了实现调节装置在第一主位置中封闭连接管路并且在第二主位置中(且优选地在除了第一主位置的每个位置中)实现开启，闭锁阀可优选地具有这样的区段，即在该区段内闭锁阀在可通过执行器引起的运动范围中与连接管路的出口处于重叠，其中，该区段的部分区段由通过开口构造而成，其与调节装置的设置用于引导冷却剂的体积处于引导流体的连接中。

在此可特别优选地设置成，出口由管形的联接件构造而成，当闭锁阀由执行器运动时，该联接件的一端部直接地或和或以中间连接密封元件(该密封元件尤其可由弹性材料构成)的方式在闭锁阀上滑动地引导。

密封元件可以在结构上有利的设计方案构造成管塞，其被插入到联接件的端部中。

可能还可有利的是，调节装置包括多于一个闭锁阀，其中于是优选地设置成，仅闭锁阀中的第一个由执行器运动，而另一或另外的闭锁阀的运动(在第一闭锁阀的运动的至少一个区段中)通过第一闭锁阀来引起。

在结构和功能方面有利的设计方案中可设置成，调节装置包括由执行器运动的第一闭锁阀和由第一闭锁阀运动的第二闭锁阀，其中，第二闭锁阀(优选地仅仅)设置用于达到调节装置的优选地设置的零位置，在其中其在闭锁位置中整体上禁止穿过冷却系统的冷却剂流动。特别优选地，可在此设置成，第一闭锁阀在其运动范围内仅仅部分与第二闭锁阀一同运动。这尤其实现第二闭锁阀的简化的设计方案，其在根据本发明的燃烧动力机器的优选的设计方案中仅仅在调节装置在零位置与第一主位置之间的移位的情况中运动，而不再设置第二闭锁阀在调节装置在其它位置之间的移位的情况中借助于第一闭锁阀的运动。第一闭锁阀和第二闭锁阀的这样的联结可例如借助于连杆传动机构、十字轮传动机构和/或凸轮传动机构来实现。

用于如有可能未持续地联结到第一闭锁阀处的第二闭锁阀的位子止动可通过如下方式尤其以力配合为基础，即通过为了第二闭锁阀的运动克服力配合的力是必须的，其大于如下的力，即该力由于第二闭锁阀的质量、也就是说惯性或重力引起的，和/或由于冷却剂到第二闭锁阀上的在通过第二闭锁阀的支承实现的运动方向上的液压压力而得出。备选地或补充地还可设置形状配合的位子止动。在此，可尤其通过第一闭锁阀实现第二闭锁阀的位子止动。

根据本发明的燃烧动力机器的结构上简单的且尤其在所需结构空间方面的有利的设计方案的特征在于，一个或多个闭锁阀构造成旋转阀(Drehschieber，有时称为转阀)。

调节装置的执行器的操控此外优选地根据关联于内燃机的局部温度来实现，其特别优选地在冷却剂通道中(尤其优选地在这样的地点处，即该地点相比于入口处于更靠近该冷却剂通道的出口)和/或在冷却系统的联接到该冷却剂通道的出口处的区段中测量。为此根据本发明的燃烧动力机器可具有在内燃机的冷却剂通道中或在冷却剂的流动方向上直接联接到该冷却剂通道处的冷却剂管路中布置的冷却剂温度传感器。

只要在此应设置仅一个温度传感器，则其优选地布置在气缸盖的冷却剂通道中。然而，冷却剂借助于调节装置的分配的改善的调节可通过如下方式来获得，即根据不仅冷却剂在气缸盖中的局部温度以及根据冷却剂在气缸壳体中的局部温度来操控该调节。相应地可设置布置在气缸盖的冷却剂通道中的第一冷却剂温度传感器和布置在气缸壳体的冷却剂通道中的第二冷却剂温度传感器。

尤其在专利权利要求中和在总地阐述专利权利要求的说明书中的不定冠词(“一(ein)”、“一(eine)”、“一(einer)”和“一(eines)”)理解成本身且不理解成数词。相应地由此具体化的部件应由此理解成，其至少存在一次并且可多次存在。

附图说明

接下来根据图纸中示出的实施例更详细阐述根据本发明的燃烧动力机器，在图纸中：

图1示意性地以框图显示了根据本发明的燃烧动力机器；

图2以分解图显示了用于根据本发明的燃烧动力机器的调节装置；

图3以侧视图显示了调节装置；

图4显示了带有仅部分显示的壳体的调节装置；

图5以分离的图示显示了调节装置的由该执行器直接或间接操纵的闭锁阀和执行器；

图6显示了第一闭锁阀的区段和与其共同作用的联接件；以及

图7显示了根据图1的根据本发明的燃烧动力机器的各个部件取决于调节装置的不同位置的利用冷却剂的穿流。

具体实施方式

图1示意性地显示了根据本发明的燃烧动力机器。其包括内燃机10，其可例如构造成根据奥托(Otto-，有时称为汽油)或柴油原理工作的冲程活塞内燃机并且包括气缸壳体12以及气缸盖14。此外，燃烧动力机器还具有主冷却系统和副冷却系统。主冷却系统主要用于内燃机10的冷却，而副冷却系统用于冷却废气涡轮增压器16和被增压的内燃机10的增压空气冷却器18。在此，冷却剂的温度可在燃烧动力机器的常规运行期间在主冷却系统中至少分区段地明显高于在副冷却系统中，使得前者还可被称为高温冷却系统且后者可被称为低温系统。

主冷却系统此外包括带有第一闭锁阀22、第二闭锁阀24和执行器26的调节装置20。第一闭锁阀22可借助于执行器26来运动，而第二闭锁阀24将在第一闭锁阀22的可能的整个运动的区段中与其一同运动。主冷却系统此外还包括气缸壳体12和气缸盖14的冷却剂通道28,30，其中，气缸盖14的冷却剂通道30还穿流集成到气缸盖14中的废气歧管的冷却剂通道32以用于冷却目的。此外，主冷却系统包括可与气缸盖14的冷却剂通道30并联地利用冷却剂穿流的发动机油冷却器34、加热热交换器36、主冷却器38以及冷却剂泵40。主冷却系统的各个部件在此经由冷却剂管路引导流体地相连接。并且最终，主冷却系统还包括集成到调节装置20中的旁路42，其用于在绕开不仅加热热交换器36而且主冷却器38的情况下将调节装置20的第一入口44与冷却剂泵40的第一入口46相连接。

图2至6显示了根据图1的燃烧动力机器的调节装置20的可能的结构上的设计方案。在该调节装置20的情况中，闭锁阀22,24以旋转阀的形式构造，其取决于其相应的旋转取向封闭或开启用于穿流调节装置20的冷却剂的以及用于通风管路的入口和出口。

调节装置20相应地包括壳体48，构造成叶轮泵的冷却剂泵40的泵轮50也可旋转地集成到该壳体中。泵轮50的回转且由此冷却剂在主冷却系统中的输送例如通过内燃机10来引起，为此使内燃机10的曲轴(未示出)经由带传动部与用于泵轮50的轴52相连接。从带传动部仅显示了冷却剂泵40的在图2和3中与轴52相连接的带轮54。

为了输送冷却剂，将冷却剂经由冷却剂泵40的第一入口46和/或第二入口56输入给泵轮50。第一入口46一方面经由冷却剂管路与主冷却器38的出口58相连接且另一方面与旁路42相连接。在此设置成，构造旁路42的冷却剂管路作为通道集成到调节装置20的壳体48中。冷却剂泵40的第二入口56经由冷却剂管路与加热热交换器36的出口60相连接。

通过泵轮50的回转将冷却剂通过构造在壳体48之内的冷却剂通道62引导至调节装置20的第一出口64。该第一出口64在调节装置20的零位置66中借助于位于封闭位置中的第二闭锁阀24的封闭元件68来封闭。由此整体上禁止通过冷却系统的冷却剂循环。在调节装置20的零位置66中，第一闭锁阀22位于如下取向上，即在该取向的情况中，调节装置20的经由冷却剂管路与加热热交换器36的入口72相连接的第二出口70借助于第一闭锁阀22的第一封闭元件74来封闭。调节装置20的零位置66设置用于在燃烧动力机器的冷启动之后的短的时间段。燃烧动力机器的冷启动的特征在于，燃烧动力机器的部件和尤其还有主冷却系统的冷却剂具有如下温度，即其基本上相应于环境温度，然而至少位于限定的界限温度以下。

在燃烧动力机器的冷启动和达到用于局部冷却剂温度(其借助于第一、在气缸盖14的出口76附近集成到冷却剂通道30中的第一冷却剂温度传感器78来测量)的限定的第一界限值之后借助于执行器26实现调节装置20从零位置66到第一主位置80中的移位。执行器26为此由燃烧动力机器的发动机控制系统82来操控，第一冷却剂温度传感器78的测量信息被传输给该发动机控制系统82。在此可设置成，调节装置20从零位置66到第一主位置80中的移位根据借助于第一冷却剂温度传感器78测量的局部冷却剂温度分级地或无级地通过第一闭锁阀22和由此还旋转地联结的第二闭锁阀24的与温度上升相关的旋转来引起(参见图7)。在此还可以是闭锁阀22,24的在此期间的转回。第一闭锁阀22的旋转借助于经由轴84与第一闭锁阀22相连接的执行器26来实现。

在调节装置20的第一主位置80中，第二闭锁阀24位于打开位置中，在其中调节装置20的第一出口64不再被封闭元件68封闭，而是基本上完全开启。同时，第一闭锁阀22位于如下取向上，即在该取向上其第一封闭元件74不再封闭第二出口70，而是基本上完全开启。同时，第一闭锁阀22的第二封闭元件86封闭调节装置20的与气缸壳体12的出口88处于连接中的第二入口90、调节装置20的与主冷却器38的入口92经由冷却剂管路处于连接的第三出口94以及集成到调节装置20中的旁路42。在调节装置20的第一主位置80中由此仅仅在包括冷却剂泵40、调节装置20、气缸盖14和加热热交换器36的小的冷却回路中引起冷却剂的通过冷却剂泵40引起的输送。

在达到用于借助于第一冷却剂温度传感器78测量的在气缸盖14中的局部冷却剂温度的限定的第二界限值之后，调节装置20从第一主位置80移位到第二主位置96中。在此，第一闭锁阀22在这样的取向上旋转，即在该取向上调节装置20的第四出口98越来越大地由第一闭锁阀22的第三封闭元件100开启，由此相应地渐增地开启第一通风管路102(带有集成的止回阀门104)，其使调节装置20的第四出口98与补偿容器106(在补偿容器106的位于上面的区段中)相连接。由此自调节装置20的第二主位置96起，实现调节装置20经由第一通风管路102的通风，其还可与冷却剂在调节装置20与补偿容器106之间的至少轻微的过流经由从补偿容器106的下区段离开的第一过流管路108相连接。通过补偿容器106的相对迟的接入(在燃烧动力机器的冷启动之后)使补偿容器106中的热损失保持微小，所述热损失引起用于气缸盖14的运行温度范围的延迟的达到以及加热热交换器36的加热作用的延迟。

图6显示了集成到调节装置20的(在图6中未示出的)壳体48中的、管形的联接件112，其设置用于到第一通风管路102处的联接。联接件112的一端部可移动地支承在第一闭锁阀22的构造第三封闭元件100的区段上(由于第一闭锁阀22的旋转)，其中联接件112的该端部在第二主位置96中与第一闭锁阀22的缝隙形的通过开口布置成重叠的，由此联接件112于是与调节装置的引导冷却剂的体积处于引导流体的连接中。由此实现第一通风管路102的开启。当第一通风管路102不应被开启时，以管塞(也就是说管形塞子)的形式的由弹性材料构成的密封元件114在此确保联接件112相对于第三封闭元件100的足够的密封。密封元件114的材料在此优选地如此来选择，使得在第一闭锁阀22的相应的区段上保证低摩擦的滑动。

在达到用于借助于第一冷却剂温度传感器78测量的在气缸盖14中的局部冷却剂温度的限定的第三界限值之后，调节装置20从第二主位置96被移位到第一中间位置110中。在此，使第一闭锁阀22在这样的取向上旋转，即在该取向上，旁路42由第二封闭元件86渐增地开启，由此旁路42与加热热交换器36并联地集成到小的冷却回路中。调节装置20的第二入口90和第三出口94在此进一步被第一闭锁阀22封闭。第二闭锁阀24在第一闭锁阀22的该运动期间保持在其打开位置中，因为其不再旋转地联结到第一闭锁阀22处。通过在调节装置20的第一中间位置110中的旁路42到(小的)冷却循环中的集成，可整体提高在主冷系统中输送的冷却剂的体积流，以便于实现用于气缸盖14和发动机油冷却器34的相应高的冷却功率。

第一闭锁阀22到第二闭锁阀24处的仅阶段性的旋转联结通过分段齿部116来引起，仅仅当第一闭锁阀22在零位置66与第一主位置80之间(往复)旋转时，其于是相互处于接合。第二闭锁阀24在其打开位置中的位子止动通过如下方式形状配合地通过第一闭锁阀22来实现，即通过使联接到第一闭锁阀22的分段齿部116处的环形区段118接合到联接到第二闭锁阀24的分段齿部116处的凹陷的凹入部120中并且在其中在第一闭锁阀22的回转的情况中滑动地相对运动并且由此保持全面地旋转固定。

在达到用于借助于第一冷却剂温度传感器78测量的在气缸盖14中的局部冷却剂温度的限定的第四界限值之后，并且/或者在达到用于借助于在气缸壳体12的出口88附近布置的第二冷却剂温度传感器122测量的在气缸壳体12中的局部冷却剂温度的限定的第一界限值之后使调节装置20从第一中间位置110移位到第二中间位置124中。在此，第一闭锁阀22在这样的取向上旋转，即在该取向上第二封闭元件86附加地还(渐增地)开启调节装置20的第二入口90(参见图7)。因此其中于是仅仅还使调节装置20的第三出口94保持封闭并且由此禁止主冷却器38的穿流。在第二中间位置124中由此还设置气缸壳体12以冷却剂的穿流。

在达到用于借助于第一冷却剂温度传感器78测量的在气缸盖14中的局部冷却剂温度的限定的第五界限值之后，并且/或者在达到用于借助于第二冷却剂温度传感器122测量的在气缸壳体12中的局部冷却剂温度的限定的第二界限值之后，并且/或者根据燃烧动力机器的储存在发动机控制系统82中的运行特征曲线使调节装置20从第二中间位置124移位到第三主位置126中。在此实现调节装置20的第三出口94的(渐增的)开启和因此主冷却器38到于是大的冷却回路中的连入，而同时渐增地使集成到调节装置20中的旁路42通过第一闭锁阀22的第二封闭元件86再次封闭(参见图7)。由此确保了，除了通过加热热交换器36和补偿容器106来引导的冷却剂的相对微小的部分量，冷却剂完全经由主冷却器38导引并且在其中通过热传递冷却到环境空气上。

此外第二通风管路128还汇入到补偿容器的上区段中，其从主冷却器38离开且集成到同样一个止回阀门130中。这尤其在调节装置20的第三主位置126中以有利的方式实现主冷却器38的通风。

调节装置20的第三主位置126此外设置用于燃烧动力机器的未运行。由此应一方面实现“故障安全”功能，通过其在冷却系统的故障(其例如能够由于貂啃损坏(Marderbiss)在可由燃烧动力机器驱动的机动车的未运行中引起)的情况中此外可保证主冷却系统的功能性，其虽然功能上被限制，但是始终提供足够的(因为最大可能的)冷却功率。此外使得调节装置20的第三主位置126在燃烧动力机器的未运行中简化主冷却系统在装配或维护工作的范围中的填充与排空，因为经由补偿容器106填入的且经由第一过流管路108供应给主冷却系统的部件的冷却剂基本上可不受阻碍地分布在主冷却系统中，并且在此在主冷却系统中包含的空气可经由第一通风管路102、第二通风管路128和紧接着补偿容器106漏出。

根据图1的燃烧动力机器的副冷却系统包括冷却回路，两个利用冷却功率待供给的部件、也就是说废气涡轮增压器16和增压空气冷却器18并联地集成到该冷却回路中。冷却剂在该冷却回路中的输送借助于附加冷却剂泵132来实现，其可尤其电动地驱动。单独的(低温)冷却器134用于使副冷却系统的冷却剂再冷却。

燃烧动力机器的补偿容器106还被集成到副冷却系统中，为此设置第三通风管路136，其在关于冷却剂的流动方向上布置在废气涡轮增压器16以及增压空气冷却器18之后和(低温)冷却器134之前的区段中，从副冷却系统的冷却回路离开并且在连入节流元件138以及止回阀门140的情况下又与补偿容器106的上区段相连接。此外，设置有第二过流管路142，其使下面的、补偿容器106的容纳冷却剂的区段与副冷却系统的冷却循环的布置在(低温)冷却器134与附加冷却剂泵132之间的区段相连接。

接下来在参照图7的情况下再次归纳地阐述主冷却系统的功能性，其可通过调节装置20的不同位置来实现。

在燃烧动力机器的未运行中(不仅在仍温热的而且已经完全冷却的冷却剂的情况中)，调节装置20位于第三主位置126中。由此实现所述“故障安全”功能，调节装置20的移位由于在燃烧动力机器启动之后的故障应当不可实现。此外由此在装配或维护工作的范围内实现主冷却系统的填充和通风，而无须燃烧动力机器的运行。

对于燃烧动力机器的冷启动而言使调节装置20移位到零位置66中。在此，在第一热运转阶段144期间维持零位置66。由此基本上禁止冷却剂在主冷却系统以内的循环，从而可实现在内燃机10中且尤其在气缸盖14中包含的冷却剂的相对快速地升温。

相对短暂地在燃烧动力机器的冷启动之后由此开始在第二热运转阶段146中使调节装置20从零位置66移位到第一主位置80中，由此使气缸盖14和发动机油冷却器34中的发动机油渐增地冷却以及借助于加热热交换器36实现加热功能性。

在第三热运转阶段148中使调节装置渐增地从第一主位置80移位到第二主位置96中，由此可经由第一通风管路102和补偿容器106实现调节装置20的通风。正是相对迟地采用的通风减少在首先的两个热运转阶段144,146期间的热损失。

在第四热运转阶段150中使调节装置20渐增地从第二主位置96移位到第一中间位置110中。通过于是渐增地集成到小的冷却回路中的旁路42可实现冷却剂在小的冷却回路中的体积流的提高并且由此尤其在内燃机10的气缸盖14中避免所谓的热点的构造。

在第五热运转阶段152中使调节装置20渐增地从第一中间位置110移位到第二中间位置124中，由此还使气缸壳体12渐增地冷却。经由旁路42引导的冷却剂的体积流在此可至少在第五热运转阶段152开始时被进一步提高。

一旦主系统的冷却剂达到了运行温度范围(正常运行阶段154)，则根据内燃机的运行特征曲线借助于发动机控制系统82实现调节装置20在第二中间位置124与第三主位置126之间的移位。在此，由于冷却剂的通过旁路42引导的体积流在第三主位置126的方向上渐增的减小和冷却剂的通过主冷却器38引导的体积流的同时渐增的增大，可通过在第二中间位置124与第三主位置126之间的任意的中间部位的限定的调整来实现用于主冷却系统的部件的符合要求的冷却功率。

在关停燃烧动力机器、也就是说在使燃烧动力机器从运行转变到未运行的情况中，可设置成，调节装置20首先越过第三主位置126(其在调节装置20的运行中示出上面的电气实现的止挡(OEA))短暂地移位直至抵靠上面的(机械的)端部止挡(OMA)，之后移位直至零位置66(其在调节装置20的运行中为下面的电气实现的止挡(UEA))，并且此外短暂地移位直至抵靠下面的(机械的)端部止挡(UMA)并且在此之后短暂地又移位直至抵靠上面的端部止挡(OMA)，以便于执行端部止挡诊断。这对于在燃烧动力机器的运行期间调节装置20到不同的位置和中间部位中的尽可能准确的移位而言可为重要的。在该端部止挡诊断之后，调节装置20于是可移位到设置用于未运行的第三主位置126(OEA)中。在主冷却系统中的仍温热的冷却剂的在第三主位置126中实现的很大程度上不受阻碍的循环于是还实现储存在冷却剂中的热能的利用，例如用于加热热交换器36的后加热功能(Nachheizfunktion)。

附图标记清单

10内燃机

12气缸壳体

14气缸盖

16废气涡轮增压器

18增压空气冷却器

20调节装置

22第一闭锁阀

24第二闭锁阀

26执行器

28气缸壳体的冷却剂通道

30气缸盖的冷却剂通道

32 废气歧管的冷却剂通道

34发动机油冷却器

36加热热交换器

38主冷却器

40主冷却系统的冷却剂泵

42旁路

44调节装置的第一入口

46冷却剂泵的第一入口

48壳体

50泵轮

52轴

54带轮

56冷却剂泵的第二入口

58主冷却器的出口

60加热热交换器的出口

62冷却剂通道

64调节装置的第一出口

66调节装置的零位置

68第二闭锁阀的封闭元件

70调节装置的第二出口

72加热热交换器的入口

74第一闭锁阀的第一封闭元件

76气缸盖的出口

78第一冷却剂温度传感器

80调节装置的第一主位置

82发动机控制系统

84轴

86第一闭锁阀的第二封闭元件

88气缸壳体的出口

90调节装置的第二入口

92主冷却器的入口

94调节装置的第三出口

96调节装置的第二主位置

98调节装置的第四出口

100第一闭锁阀的第三封闭元件

102第一通风管路

104第一通风管路的止回阀门

106补偿容器

108第一过流管路

110调节装置的第一中间位置

112联接件

114密封元件

116分段齿部

118环形区段

120凹入部

122第二冷却剂温度传感器

124调节装置的第二中间位置

126调节装置的第三主位置

128第二通风管路

130第二通风管路的止回阀门

132附加冷却剂泵

134(低温)冷却器

136第三通风管路

138节流元件

140第三通风管路的止回阀门

142第二过流管路

144第一热运转阶段

146第二热运转阶段

148第三热运转阶段

150第四热运转阶段

152第五热运转阶段

154正常运行阶段。

Claims (10)

1.一种带有内燃机(10)和冷却系统的燃烧动力机器，所述冷却系统包括冷却剂泵(40)、主冷却器(38)、加热热交换器(36)、所述内燃机(10)中的冷却剂通道(28,30)以及带有用于根据至少一个局部的冷却剂温度来调节地分配冷却剂的执行器(26)的调节装置(20)，其特征在于，所述调节装置(20)可经由连接管路与冷却剂补偿容器(106)相连接，并且所述调节装置(20)在操控所述执行器(26)的情况中在一方向上，

-在第一主位置(80)中，允许穿过所述内燃机(10)的冷却剂通道(28,30)以及穿过所述加热热交换器(36)的冷却剂流动，并且禁止穿过所述主冷却器(38)的冷却剂流动，并且此外封闭所述连接管路，

-在第二主位置(96)中，所述连接管路被开启，并且

-在第三主位置(126)中，附加地允许穿过所述主冷却器(38)的冷却剂流动。

2. 根据权利要求1所述的燃烧动力机器，其特征在于，所述连接管路是通风管路(102)，该连接管路使所述调节装置(20)与所述补偿容器(106)的这样的区段相连接，即该区段设置用于在所述燃烧动力机器的运行中容纳空气。

3. 根据权利要求1或2所述的燃烧动力机器，其特征在于，附加地设置绕开所述加热热交换器(36)的旁路(42)，并且所述调节装置(20)在操控所述执行器(26)的情况中

-在所述第一主位置(80)和所述第二主位置(96)中禁止穿过所述旁路(42)的冷却剂流动，并且

-在相邻于所述第二主位置(96)的第一中间位置(110)中附加地允许穿过所述旁路(42)的冷却剂流动。

4.根据权利要求3所述的燃烧动力机器，其特征在于，所述调节装置(20)在所述第三主位置(126)中再次禁止穿过所述旁路(42)的冷却剂流动。

5.根据前述权利要求中任一项所述的燃烧动力机器，其特征在于，所述内燃机(10)包括气缸壳体(12)和气缸盖(14)，其中，所述调节装置(20)在所述第一主位置(80)中允许穿过所述气缸盖(14)的冷却剂通道(30)的冷却剂流动，并且禁止穿过所述气缸壳体(12)的冷却剂通道(28)的冷却剂流动。

6.根据权利要求5所述的燃烧动力机器，其特征在于，所述调节装置(20)在位于所述第二主位置(96)与所述第三主位置(126)之间的(第二)中间位置(124)中附加地允许穿过所述气缸壳体(12)的冷却剂通道(28)的冷却剂流动。

7.根据前述权利要求中任一项所述的燃烧动力机器，其特征在于，所述调节装置(20)包括由所述执行器(26)运动的闭锁阀(22)，其中，所述闭锁阀(22)具有这样的区段，在该区段内所述闭锁阀(22)在可通过所述执行器(26)引起的运动范围中与所述连接管路的出口处于重叠，其中，该区段的部分区段由通过开口构造而成，所述通过开口与所述调节装置(22)的设置用于引导冷却剂的体积处于引导流体的连接中。

8.根据权利要求7所述的燃烧动力机器，其特征在于，所述出口由管形的联接件(112)构造而成，当所述闭锁阀(22)由所述执行器(6)运动时，所述联接件的一端部直接地和或以中间连接密封元件(114)的方式在所述闭锁阀(22)上滑动地被引导。

9.根据权利要求8所述的燃烧动力机器，其特征在于，所述密封元件(114)构造成管塞，该管塞被插入到所述联接件(112)的端部中。

10.一种用于利用冷却剂填充根据前述权利要求中任一项所述的燃烧动力机器的冷却系统的方法，其特征在于，所述调节装置(20)为了填充所述冷却系统被移位到所述第三主位置(126)中。