Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Kühlkreislauf für ein Kraftfahrzeug
nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, sowie ein Verfahren zum Steuern
eines Kühlkreislaufs
für ein
Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 6.The
The present invention relates to a refrigeration cycle for a motor vehicle
according to the preamble of claim 1, as well as a method for controlling
a cooling circuit
for a
Motor vehicle according to the preamble
of claim 6.
Ein
herkömmlicher
Kühlkreislauf
für ein Kraftfahrzeug,
auf dem der Oberbegriff der Ansprüche 1 und 6 basiert, ist schematisch
in 3 veranschaulicht
und nachfolgend zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung
erläutert.A conventional refrigeration cycle for a motor vehicle on which the preamble of claims 1 and 6 is based is schematically illustrated in FIG 3 illustrated and explained below for a better understanding of the present invention.
Der
Kühlkreislauf
dient insbesondere dem Kühlen
eines Verbrennungsmotors 10 – und je nach Ausführungsart
des Kraftfahrzeugs weiterer Komponenten – mit einem Kühlmittel
wie beispielsweise Kühlwasser.
Das Kühlmittel
wird mittels einer Pumpe 16 durch den Verbrennungsmotor 10 und
damit auch durch den gesamten Kühlkreislauf
gepumpt. Stromab des Verbrennungsmotors 10 ist ein hydrodynamischer
Retarder 12 angeordnet, der bei Bedarf ein zusätzliches
Bremsmoment auf die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 10 bzw.
den Antriebsstrang ausübt.
Dabei dient das Kühlmittel
des Verbrennungsmotors gleichzeitig als Arbeitsmedium des Retarders.The cooling circuit is used in particular for cooling an internal combustion engine 10 - And depending on the embodiment of the motor vehicle other components - with a coolant such as cooling water. The coolant is pumped 16 through the internal combustion engine 10 and thus pumped through the entire cooling circuit. Downstream of the internal combustion engine 10 is a hydrodynamic retarder 12 arranged, if necessary, an additional braking torque to the crankshaft of the internal combustion engine 10 or the drive train exerts. The coolant of the internal combustion engine serves as the working medium of the retarder at the same time.
Das
durch den Verbrennungsmotor 10 erwärmte und durch den Retarder 12 geströmte Kühlmittel
wird über
eine Verbindungsleitung 21 zwischen der Auslassseite des
Retarders 12 und der Einlassseite eines Kühlers 14 dem
lüftergekühlten Kühler 14 zugeführt, um
das Kühlmittel
wieder abzukühlen.
Das so abgekühlte
Kühlmittel
wird von dem Kühler 14 über eine
Verbindungsleitung 22 zwischen der Auslassseite des Kühlers 14 und
der Einlassseite des Verbrennungsmotors 10 über die
Pumpe 16 wieder dem Verbrennungsmotor 10 zugeleitet.
Mit dieser Verbindungsleitung 22 ist in bekannter Weise
ferner ein Ausgleichsbehälter 17 verbunden.That by the internal combustion engine 10 heated and through the retarder 12 Cooled coolant is supplied via a connecting line 21 between the outlet side of the retarder 12 and the inlet side of a radiator 14 the fan-cooled radiator 14 supplied to cool the coolant again. The coolant thus cooled is discharged from the radiator 14 over a connecting line 22 between the outlet side of the radiator 14 and the intake side of the internal combustion engine 10 over the pump 16 again the internal combustion engine 10 fed. With this connection line 22 is in a known manner further an expansion tank 17 connected.
Um
bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors 10 diesen möglichst
schnell auf eine optimale Betriebstemperatur zu erwärmen, ist
in dem Kühlkreislauf
ferner eine Kühler-Bypassleitung 25 vorgesehen,
welche die Auslassseite des Retarders 12 unter Umgehung
des Kühlers 14 direkt
mit der Einlassseite des Verbrennungsmotors 10 verbindet,
d.h. die Verbindungsleitung 21 direkt mit der Verbindungsleitung 22 verbindet.
In Abhängigkeit
von der Temperatur des Kühlmittels
z.B. an der Auslassseite des Verbrennungsmotors 10 öffnet und
schließt
ein Thermostatventil 13 die Kühler-Bypassleitung 25,
um je nach Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors 10 bzw.
Kühlmitteltemperatur
das Strömungsverhältnis des
durch die Kühler-Bypassleitung 25 strömenden warmen
Kühlmittels
zu dem aus dem Kühler 14 ausgegebenen
kalten Kühlmittels
einzustellen und damit die Temperatur des dem Verbrennungsmotor 10 zugeleiteten
Kühlmittels
einzustellen.In order for a cold start of the internal combustion engine 10 To heat this as quickly as possible to an optimum operating temperature is in the cooling circuit also a radiator bypass line 25 provided, which is the outlet side of the retarder 12 bypassing the radiator 14 directly to the inlet side of the internal combustion engine 10 connects, ie the connection line 21 directly with the connection line 22 combines. Depending on the temperature of the coolant, for example on the outlet side of the internal combustion engine 10 opens and closes a thermostatic valve 13 the radiator bypass line 25 depending on the operating temperature of the internal combustion engine 10 or coolant temperature, the flow ratio of the through the cooler bypass line 25 flowing warm coolant to the from the radiator 14 set cold coolant and thus the temperature of the internal combustion engine 10 Adjusted coolant to adjust.
Bei
Betrieb des Retarders 12 entsteht durch die Pumpwirkung
des Retarders stromauf des Retarders 12 in der Verbindungsleitung 23 zwischen
der Auslassseite des Verbrennungsmotors 10 und der Einlassseite
des Retarders 12 ein Druckabfall, und stromab des Retarders 12 entsteht
in der Verbindungsleitung 21 zwischen der Auslassseite
des Retarders 12 und der Einlassseite des Kühlers 14 ein Druckanstieg.
In Folge dessen wird der Kühlmitteldurchsatz
des Kühlkreislaufs
erhöht.
Insbesondere in Betriebszuständen,
in denen das Thermostatventil 13 nicht vollständig geöffnet ist,
kann es daher zu einer Überhitzung
des Retarders 12 kommen, weshalb das Thermostatventil 13 möglichst
schnell geöffnet werden
muss, um dem Retarder 12 ein durch den Kühler 14 gekühltes Kühlmittel
möglichst
niedriger Temperatur zuzuführen.During operation of the retarder 12 is created by the pumping action of the retarder upstream of the retarder 12 in the connection line 23 between the exhaust side of the internal combustion engine 10 and the inlet side of the retarder 12 a pressure drop, and downstream of the retarder 12 arises in the connecting line 21 between the outlet side of the retarder 12 and the inlet side of the radiator 14 a pressure increase. As a result, the coolant flow rate of the refrigeration cycle is increased. Especially in operating conditions in which the thermostatic valve 13 therefore, it may overheat the retarder 12 come, which is why the thermostatic valve 13 must be opened as quickly as possible to the retarder 12 a through the radiator 14 to supply cooled coolant as low as possible.
Im
Stand der Technik sind bisher jedoch keine zufriedenstellende Lösungen bekannt,
die ein ausreichend schnelles Öffnen
des Thermostatventils 13 in jedem Fall gewährleisten
können.
Außerdem besteht
die Gefahr, dass der Verbrennungsmotor 10 bei einem zu
schnellen Umschalten des Thermostatventils 13 aufgrund
eines Thermoschocks einen Schaden erleidet.In the prior art, however, so far no satisfactory solutions are known which allow sufficiently fast opening of the thermostatic valve 13 in any case can guarantee. There is also a risk that the internal combustion engine 10 if the thermostatic valve is switched too fast 13 suffers damage due to a thermal shock.
In
diesem Zusammenhang ist aus der EP 0 885 351 B1 ein Kühlkreislauf für ein Kraftfahrzeug
mit einem Retarder bekannt, bei dem der Retarder stromauf des Verbrennungsmotors
in dem Kühlkreislauf
angeordnet ist und das Kühlmittel
mittels eines Schaltventils durch eine Retarder-Bypassleitung an dem
Retarder vorbei direkt in den Verbrennungsmotor geleitet wird. Bei
einem Betrieb des Retarders existiert aber bei diesem Kühlkreislauf
im Wesentlichen die gleiche Problematik wie oben beschrieben.In this context is from the EP 0 885 351 B1 a cooling circuit for a motor vehicle with a retarder is known in which the retarder is arranged upstream of the internal combustion engine in the cooling circuit and the coolant is passed by means of a switching valve by a retarder bypass line to the retarder over directly into the internal combustion engine. In an operation of the retarder but exists in this cooling circuit essentially the same problem as described above.
Die DE 196 03 184 A1 offenbart
ebenfalls einen Kühlkreislauf
für ein
Kraftfahrzeug mit einem eingebundenen Retarder. In diesem Fall ist
der Kühlkreislauf
aus einem kleinen Teilkreislauf und einem großen Teilkreislauf aufgebaut.
In dem kleinen Teilkreislauf sind der Verbrennungsmotor, ein Thermostatventil
und eine Pumpe in Reihe angeordnet; im großen Teilkreislauf befinden
sich ferner ein Kühler und
der Retarder. Bei geschlossenem Thermostatventil z.B. im Kaltstartbetrieb
zirkuliert das Kühlmittel aus
dem Verbrennungsmotor durch das Thermostatventil und die Pumpe direkt
wieder in den Verbrennungsmotor, ohne durch den Kühler gekühlt zu werden;
bei geöffnetem
Thermostatventil zirkuliert das Kühlmittel aus dem Verbrennungsmotor
dagegen durch den Retarder und den Kühler wieder zu dem Verbrennungsmotor.
Bei Betrieb des Retarders kann der große Teilkreislauf über eine
Bypassleitung mit Rückschlagventil
kurzgeschlossen werden, sodass zumindest ein Teil des Kühlmittels
nur durch den Retarder und den Kühler
zirkuliert, ohne auch durch den Verbrennungsmotor zu strömen. Die
Bypassleitung wird in diesem Fall in Abhängigkeit von dem Schaltzustand
des Thermostatventils geöffnet
und geschlossen.The DE 196 03 184 A1 also discloses a refrigeration cycle for a motor vehicle with an integrated retarder. In this case, the cooling circuit is made up of a small partial circuit and a large partial circuit. In the small subcircuit, the internal combustion engine, a thermostatic valve and a pump are arranged in series; in the large part cycle are also a cooler and the retarder. When the thermostatic valve is closed, eg in cold start mode, the coolant from the internal combustion engine circulates directly back into the internal combustion engine through the thermostatic valve and the pump, without being cooled by the radiator; when the thermostatic valve is open, however, the coolant from the internal combustion engine circulates through the retarder and the radiator back to the internal combustion engine. When operating the retarder can the large part circuit via a bypass line with check valve are shorted, so that at least a portion of the coolant circulates only through the retarder and the radiator, without flowing through the engine. The bypass line is opened and closed in this case depending on the switching state of the thermostatic valve.
In
Anbetracht der oben beschriebenen Probleme bei einem herkömmlichen
Kühlkreislauf
ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Kühlkreislauf für ein Kraftfahrzeug
sowie ein Steuerungsverfahren dafür vorzusehen, der bzw. das
den Betrieb des Retarders 12 unabhängig vom Betriebszustand des
Verbrennungsmotors und bei gleichzeitiger Schonung des Verbrennungsmotors
optimiert.In view of the above-described problems with a conventional refrigeration cycle, it is an object of the invention to provide a refrigeration cycle for a motor vehicle as well as a control method thereof, which controls the operation of the retarder 12 optimized regardless of the operating state of the internal combustion engine and at the same time sparing the internal combustion engine.
Diese
Aufgabe wird durch einen Kühlkreislauf
für ein
Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren
zum Steuern eines Kühlkreislaufs
für ein
Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand
der jeweiligen Unteransprüche.These
Task is by a cooling circuit
for a
Motor vehicle with the features of claim 1 and a method
for controlling a refrigeration cycle
for a
Motor vehicle solved with the features of claim 6. advantageous
Embodiments and developments of the invention are the subject
the respective subclaims.
Der
Kühlkreislauf
für ein
Kraftfahrzeug weist einen Verbrennungsmotor; eine Pumpvorrichtung zum
Pumpen eines Kühlmittels
durch den Verbrennungsmotor; einen stromab des Verbrennungsmotors
angeordneten Retarder, wobei das Kühlmittel des Verbrennungsmotors
gleichzeitig als Arbeitsmedium des Retarders dient; einen Kühler, der
zwischen der Auslassseite des Retarders und der Einlassseite des
Verbrennungsmotors angeordnet ist, zum Kühlen des Kühlmittels; eine Kühler-Bypassleitung,
welche die Auslassseite des Retarders unter Umgehung des Kühlers direkt
mit der Einlassseite des Verbrennungsmotors verbindet; und ein erstes
Schaltventil, das zum wahlweisen Öffnen und Schließen der
Kühler-Bypassleitung
(25) angeordnet ist, auf. Erfindungsgemäß weist der Kühlkreislauf
ferner auf: eine Verbrennungsmotor-Bypassleitung, welche die Auslassseite
des Kühlers
unter Umgehung des Verbrennungsmotors direkt mit der Einlassseite
des Retarders verbindet; und ein zweites Schaltventil, das zum wahlweisen Öffnen und
Schließen
der Verbrennungsmotor-Bypassleitung angeordnet ist.The cooling circuit for a motor vehicle has an internal combustion engine; a pumping device for pumping a coolant by the internal combustion engine; a retarder arranged downstream of the internal combustion engine, the coolant of the internal combustion engine simultaneously serving as the working medium of the retarder; a radiator disposed between the outlet side of the retarder and the inlet side of the internal combustion engine for cooling the coolant; a radiator bypass line connecting the outlet side of the retarder directly to the inlet side of the internal combustion engine bypassing the radiator; and a first switching valve, which for selectively opening and closing the radiator bypass line ( 25 ) is arranged on. According to the invention, the cooling circuit further comprises: an engine bypass line which connects the exhaust side of the radiator directly to the inlet side of the retarder, bypassing the internal combustion engine; and a second switching valve arranged to selectively open and close the engine bypass line.
Durch
diesen Aufbau des Kühlkreislaufs kann
bei Betrieb des Retarders das Kühlmittel
aus dem Kühler
durch die Pumpwirkung des Retarders an dem Verbrennungsmotor vorbei
direkt zu dem Retarder geleitet werden. Hierdurch wird eine optimale Ausnutzung
der Kühlleistung
des Kühlers
im Retarderbetrieb unabhängig
von dem Schaltzustand des Thermostatventils erzielt, ohne den Verbrennungsmotor
durch starke Temperaturschwankungen zu beeinflussen oder zu beschädigen. Dieser
Vorteil ist bei niedrigen Außentemperaturen
besonders ausgeprägt.By
this structure of the refrigeration cycle can
during operation of the retarder, the coolant
from the cooler
by the pumping action of the retarder past the internal combustion engine
be routed directly to the retarder. This will ensure optimal utilization
the cooling capacity
the radiator
independent in retarder operation
achieved by the switching state of the thermostatic valve, without the internal combustion engine
to influence or damage by strong temperature fluctuations. This
Advantage is at low outside temperatures
particularly pronounced.
In
einer Ausgestaltung der Erfindung öffnet und schließt das zweite
Schaltventil die Verbrennungsmotor-Bypassleitung in Abhängigkeit
vom Betriebszustand des Retarders bevorzugt derart, dass es die
Verbrennungsmotor-Bypassleitung in dem gleichen Maße öffnet wie
es eine Verbindungsleitung zwischen der Auslassseite des Verbrennungsmotors und
der Einlassseite des Retarders schließt.In
an embodiment of the invention opens and closes the second
Switching valve the combustion engine bypass line in dependence
from the operating state of the retarder preferably such that it
Internal combustion engine bypass line opens to the same extent as
There is a connecting line between the exhaust side of the engine and
the inlet side of the retarder closes.
In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das zweite Schaltventil
ein pneumatisches Zweiwegeventil und das erste Schaltventil ein
Thermostatventil.In
Another embodiment of the invention is the second switching valve
a pneumatic two-way valve and the first switching valve
Thermostatic valve.
Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Steuern eines Kühlkreislaufs
für ein
Kraftfahrzeug des oben beschriebenen Aufbaus zeichnet sich dadurch aus,
dass die Auslassseite des Kühlers
in Abhängigkeit
vom Betriebszustand des Retarders über eine Verbrennungsmotor-Bypassleitung
unter Umgehung des Verbrennungsmotors direkt mit der Einlassseite des
Retarders verbunden wird.The
inventive method
for controlling a refrigeration cycle
for a
Motor vehicle of the structure described above is characterized by
that the outlet side of the radiator
dependent on
from the operating state of the retarder via an engine bypass line
bypassing the internal combustion engine directly to the intake side of the engine
Retarders is connected.
Vorzugsweise
wird die Verbrennungsmotor-Bypassleitung dabei in dem gleichen Maße geöffnet wie
eine Verbindung zwischen der Auslassseite des Verbrennungsmotors
und der Einlassseite des Retarders geschlossen wird.Preferably
In this case, the engine bypass line is opened to the same extent as
a connection between the exhaust side of the internal combustion engine
and the inlet side of the retarder is closed.
Obige
sowie weitere Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus
der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Ein konkretes Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und
in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigen:Above
as well as other features and feature combinations emerge
the description as well as the drawings. A concrete embodiment
the invention is shown in simplified form in the drawings and
explained in more detail in the following description. Showing:
1 eine
schematische Darstellung des Aufbaus eines Kühlkreislaufs für ein Kraftfahrzeug gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; 1 a schematic representation of the construction of a cooling circuit for a motor vehicle according to a preferred embodiment of the present invention;
2 eine schematische Schnittansicht einer
bevorzugten Ausführungsform
eines zweiten Schaltventils des Kühlkreislaufs von 1 in 2A und
ein zugehöriges
Schaltschema in 2B; und 2 a schematic sectional view of a preferred embodiment of a second switching valve of the cooling circuit of 1 in 2A and an associated circuit diagram in 2 B ; and
3 eine
schematische Darstellung des Aufbaus eines herkömmlichen Kühlkreislaufs für ein Kraftfahrzeug. 3 a schematic representation of the structure of a conventional cooling circuit for a motor vehicle.
In 1 ist
zunächst
schematisch der Grundaufbau eines Kühlkreislaufs für ein Kraftfahrzeug
mit eingebundenem Retarder dargestellt. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit
sind dabei für
gleiche Komponenten die gleichen Bezugsziffern wie bei der Beschreibung
des herkömmlichen
Kühlkreislaufs
von 3 verwendet.In 1 First, the basic structure of a cooling circuit for a motor vehicle with integrated retarder is shown schematically. For the sake of expediency are the same Components the same reference numerals as in the description of the conventional refrigeration cycle of 3 used.
Der
in 1 dargestellte Kühlkreislauf dient dem Kühlen eines
Verbrennungsmotors 10 eines Kraftfahrzeugs mit Retarderfunktion
sowie ggf. weiterer (nicht dargestellter) Kraftfahrzeugkomponenten. Der
Einfachheit halber sind in der schematischen Darstellung nur die
Komponenten des Kühlkreislaufs dargestellt,
die für
die vorliegende Erfindung von Bedeutung sind, der Fachmann wird
anhand der Anmeldungsunterlagen jedoch problemlos einen für seine Zwecke
geeigneten vollständigen
Kühlkreislauf
mit den erfindungsgemäßen Vorteilen
aufbauen können.The in 1 shown cooling circuit is used to cool an internal combustion engine 10 a motor vehicle with a retarder function and possibly other (not shown) motor vehicle components. For simplicity, only the components of the refrigeration cycle are shown in the schematic diagram, which are relevant to the present invention, the skilled person will be able to use the application documents but easily build a suitable for his purposes complete cooling circuit with the advantages of the invention.
Der
Kühlkreislauf
enthält
einen Hauptkreis, in dem der Verbrennungsmotor 10, ein
Retarder 12, ein durch einen Lüfter 15 gekühlter Kühler 14 und eine
Pumpvorrichtung 16 in dieser Reihenfolge in der Strömungsrichtung
des Kühlmittels
angeordnet sind. Die genannten Komponenten sind dabei durch eine Verbindungsleitung 21 zwischen
der Auslassseite des Retarders 12 und der Einlassseite
des Kühlers 14,
eine Verbindungsleitung 22 zwischen der Auslassseite des
Kühlers 14 und
der Einlassseite des Verbrennungsmotors 10 bzw. eine Verbindungsleitung 23 zwischen
der Auslassseite des Verbrennungsmotors 10 und der Einlassseite
des Retarders 10 miteinander verbunden, durch welche das
Kühlmittel
mittels der Pumpvorrichtung 16 zirkuliert wird. Mit der
Verbindungsleitung 22 ist in bekannter Weise ferner ein
Ausgleichsbehälter 17 verbunden.The cooling circuit contains a main circuit in which the internal combustion engine 10 , a retarder 12 , a through a fan 15 cooled radiator 14 and a pumping device 16 are arranged in this order in the flow direction of the coolant. The components mentioned are through a connecting line 21 between the outlet side of the retarder 12 and the inlet side of the radiator 14 , a connection line 22 between the outlet side of the radiator 14 and the intake side of the internal combustion engine 10 or a connection line 23 between the exhaust side of the internal combustion engine 10 and the inlet side of the retarder 10 interconnected, through which the coolant by means of the pumping device 16 is circulated. With the connection line 22 is in a known manner further an expansion tank 17 connected.
Das
Kühlmittel
für den
Verbrennungsmotor 10 dient dabei in bekannter Weise gleichzeitig
als Arbeitsmedium des hydrodynamischen Retarders 12, der
bei Bedarf ein zusätzliches
Bremsmoment auf die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 10 bzw.
den Antriebsstrang ausübt.The coolant for the internal combustion engine 10 serves in a known manner at the same time as the working medium of the hydrodynamic retarder 12 , If necessary, an additional braking torque on the crankshaft of the internal combustion engine 10 or the drive train exerts.
Um
zum Beispiel bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors 10 diesen
möglichst
schnell auf seine optimale Betriebstemperatur zu erwärmen, ist ferner
eine Kühler-Bypassleitung 25 vorgesehen, welche
die Auslassseite des Retarders 12 unter Umgehung des Kühlers 14 direkt
mit der Einlassseite des Verbrennungsmotors 10 verbindet.
Mit anderen Worten verbindet die Kühler-Bypassleitung 25 die Verbindungsleitung 21 direkt
mit der Verbindungsleitung 22. Zum Beispiel an dem Verbindungspunkt
der Kühler-Bypassleitung 25 und
der Verbindungsleitung 22 zwischen der Auslassseite des
Kühlers 14 und
der Einlassseite des Verbrennungsmotors 10 ist ein erstes
Schaltventil 13 in Form eines Thermostatventils angeordnet,
das in Abhängigkeit
von der Temperatur des Kühlmittels
z.B. an der Auslassseite des Verbrennungsmotors 10 öffnet und
schließt.
Bei geschlossenem Thermostatventil 13 ist die Kühler-Bypassleitung 25 gesperrt,
d.h. das gesamte Kühlmittel strömt durch
den Kühler 14 und
wird in diesem gekühlt
bevor es dem Verbrennungsmotor zugeführt wird. Bei geöffnetem
Thermostatventil hingegen ist die Kühler-Bypassleitung 25 geöffnet, d.h.
je nach Öffnungsgrad
des Thermostatventils 13 strömt wenigstens ein Teil des
Kühlmittels
an dem Kühler 14 vorbei,
sodass die Temperatur des dem Verbrennungsmotor 10 zugeführten Kühlmittels,
die sich aus einem Vermischen des durch den Kühler 14 gekühlten Kühlmittels
und des an dem Kühler 14 vorbei
geströmten
Kühlmittels
ergibt, entsprechend dem Öffnungsgrad
des Thermostatventils 13 eingestellt werden kann.For example, during a cold start of the internal combustion engine 10 To heat this as quickly as possible to its optimum operating temperature, is also a cooler bypass line 25 provided, which is the outlet side of the retarder 12 bypassing the radiator 14 directly to the inlet side of the internal combustion engine 10 combines. In other words, the radiator bypass line connects 25 the connection line 21 directly with the connection line 22 , For example, at the connection point of the radiator bypass line 25 and the connection line 22 between the outlet side of the radiator 14 and the intake side of the internal combustion engine 10 is a first switching valve 13 arranged in the form of a thermostatic valve, which depends on the temperature of the coolant, for example on the outlet side of the internal combustion engine 10 opens and closes. With closed thermostatic valve 13 is the radiator bypass line 25 locked, ie the entire coolant flows through the radiator 14 and is cooled in this before it is supplied to the internal combustion engine. When the thermostatic valve is open, however, the radiator bypass line is 25 opened, ie depending on the degree of opening of the thermostatic valve 13 At least a portion of the coolant flows to the radiator 14 over, so the temperature of the internal combustion engine 10 supplied coolant, resulting from a mixing of the through the radiator 14 cooled coolant and on the radiator 14 past the flowed coolant, according to the degree of opening of the thermostatic valve 13 can be adjusted.
Bei
einem Betrieb des Retarders 12 entsteht, wie bereits eingangs
erläutert,
durch die Pumpwirkung des Retarders stromauf des Retarders 12 in
der Verbindungsleitung 23 zwischen der Auslassseite des
Verbrennungsmotors 10 und der Einlassseite des Retarders 12 ein
Druckabfall, und stromab des Retarders 12 entsteht in der
Verbindungsleitung 21 zwischen der Auslassseite des Retarders 12 und
der Einlassseite des Kühlers 14 ein
Druckanstieg. In Folge dessen wird der Kühlmitteldurchsatz des Kühlkreislaufs
erhöht.During operation of the retarder 12 arises, as already explained, by the pumping action of the retarder upstream of the retarder 12 in the connection line 23 between the exhaust side of the internal combustion engine 10 and the inlet side of the retarder 12 a pressure drop, and downstream of the retarder 12 arises in the connecting line 21 between the outlet side of the retarder 12 and the inlet side of the radiator 14 a pressure increase. As a result, the coolant flow rate of the refrigeration cycle is increased.
Um
ein Überhitzen
des Retarders 12 zu verhindern, ist gemäß der vorliegenden Erfindung
eine Verbrennungsmotor-Bypassleitung 26 zwischen
der Auslassseite des Kühlers 14 und
der Einlassseite des Retarders 12 vorgesehen. Mit anderen
Worten verbindet die Verbrennungsmotor-Bypassleitung 26 die Verbindungsleitung 22 zwischen
der Auslassseite des Kühlers 14 und
der Einlassseite des Verbrennungsmotors 10 direkt mit der
Verbindungsleitung 23 zwischen der Auslassseite des Verbrennungsmotors 10 und
der Einlassseite des Retarders 12, sodass das in dem Kühler gekühlte Kühlmittel
an dem Verbrennungsmotor 10 vorbei zu dem Retarder 12 geleitet
werden kann.To overheat the retarder 12 to prevent, according to the present invention, an engine bypass line 26 between the outlet side of the radiator 14 and the inlet side of the retarder 12 intended. In other words, the engine bypass line connects 26 the connection line 22 between the outlet side of the radiator 14 and the intake side of the internal combustion engine 10 directly with the connection line 23 between the exhaust side of the internal combustion engine 10 and the inlet side of the retarder 12 so that the coolant cooled in the radiator on the engine 10 over to the retarder 12 can be directed.
An
der Verbindungsstelle der Verbindungsleitung 23 zwischen
der Auslassseite des Verbrennungsmotors 10 und der Einlassseite
des Retarders 12 einerseits und der Verbrennungsmotor-Bypassleitung 26 andererseits
ist ein zweites Schaltventil 18 vorgesehen, um das Strömungsratenverhältnis zwischen
dem aus dem Verbrennungsmotor 10 ausgegebenen, erwärmten Kühlmittel
und dem von dem Kühler 14 gekühlten und
durch die Verbrennungsmotor-Bypassleitung 26 zugeführten, gekühlten Kühlmittel
einzustellen. Bei einem Betrieb des Retarders 12 wird dieses
zweite Schaltventil 18 zumindest teilweise geöffnet, um
dem Retarder 12 das gekühlte
Kühlmittel
aus dem Kühler 14 zuzuführen.At the junction of the connecting line 23 between the exhaust side of the internal combustion engine 10 and the inlet side of the retarder 12 on the one hand and the engine bypass line 26 On the other hand, a second switching valve 18 provided to the flow rate ratio between that from the internal combustion engine 10 spent, heated coolant and that of the radiator 14 cooled and through the engine bypass line 26 to adjust supplied, cooled coolant. During operation of the retarder 12 will this second switching valve 18 at least partially open to the retarder 12 the cooled coolant from the radiator 14 supply.
Auf
diese Weise wird bei Betrieb des Retarders 12 durch die
Pumpwirkung des Retarders 12 ein eigener Kreislauf aufgebaut,
in dem das als Arbeitsmedium des Retarders 12 dienende
Kühlmittel
von dem Retarder 12 durch den Kühler 14 wieder zu
dem Retarder 12 zirkuliert wird. Der Retarder 12 kann
so unabhängig
von dem Schaltzustand des Thermostatventils 13 die Kühlkapazität des Kühlers 14 ausnutzen,
sodass ein Überhitzen
des Retarders 12 effektiv verhindert werden kann. Dieser
Effekt macht sich vor allem bei niedrigen Außentemperaturen bemerkbar, wenn
deutliche Temperaturunterschiede zwischen dem durch den Kühler 14 strömenden Kühlmittel
und dem durch den Verbrennungsmotor 10 strömenden Kühlmittel
existieren. Je größer die
Differenz zwischen der Kühlmitteltemperatur
auf der Einlassseite des Retarders 12 und der maximalen
Kühlmitteltemperatur
im Kühlkreislauf
ist, umso mehr Bremsleistung kann von dem Retarder 12 abgeführt werden, was
eine spürbar
höhere
Retarderleistung bedeutet. Folglich können bergab höhere Geschwindigkeiten bzw.
längere
Bremsenstandzeiten erzielt werden, was zu einer Steigerung der Performance
des Kraftfahrzeugs führt.In this way, when operating the retarder 12 by the pumping action of the retarder 12 built a separate circuit in which as the working medium of the retarder 12 serving coolant from the retarder 12 through the radiator 14 back to the retarder 12 is circulated. The retarder 12 can thus be independent of the switching state of the thermostatic valve 13 the cooling capacity of the radiator 14 exploit, so that overheating of the retarder 12 can be effectively prevented. This effect is especially noticeable at low outside temperatures, when significant temperature differences between the through the radiator 14 flowing coolant and that by the internal combustion engine 10 flowing coolant exist. The greater the difference between the coolant temperature on the inlet side of the retarder 12 and the maximum coolant temperature in the cooling circuit is, the more braking power can be from the retarder 12 be discharged, which means a noticeably higher retarder performance. Consequently, higher speeds or longer brake life can be achieved downhill, which leads to an increase in the performance of the motor vehicle.
Da
für die
Zuführung
einer ausreichenden Menge gekühlten
Kühlmittels
kein entsprechender Schaltvorgang des Thermostatventils 13 notwendig ist,
kann insbesondere auch bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors 10 und
bei niedrigen Außentemperaturen
die Leistung des Retarders 12 optimal genutzt werden, ohne
dass der Verbrennungsmotor 10 starken Temperaturschwankungen
unterworfen ist, die zu einer Beeinträchtigung der Motorleistung oder
einer Beschädigung
des Verbrennungsmotors 10 führen können.As for the supply of a sufficient amount of cooled coolant no corresponding switching operation of the thermostatic valve 13 is necessary, especially in a cold start of the engine 10 and at low outside temperatures the performance of the retarder 12 be used optimally without the internal combustion engine 10 is subject to severe temperature fluctuations, resulting in a deterioration of engine performance or damage to the internal combustion engine 10 being able to lead.
Bei
ausgeschaltetem Retarder 12 entspricht der erfindungsgemäße Kühlkreislauf
von 1 aufgrund des geschlossenen zweiten Schaltventils 18 dem
Aufbau des in 3 dargestellten herkömmlichen
Kühlkreislaufs.With retarder off 12 corresponds to the cooling circuit of the invention 1 due to the closed second switching valve 18 the structure of in 3 illustrated conventional refrigeration cycle.
Unter
Bezugnahme auf 2A und 2B wird
nachfolgend ein Ausführungsbeispiel
eines zweiten Schaltventils 18 des Kühlkreislaufs von 1 beschrieben.With reference to 2A and 2 B Below is an embodiment of a second switching valve 18 of the cooling circuit of 1 described.
Das
in 2 dargestellte zweite Schaltventil ist
ein pneumatisches Strömungsregelventil
in der Art eines Zweiwegeventils, das an dem Verbindungspunkt der
Verbindungsleitung 23 mit der Verbrennungsmotor-Bypassleitung 26 angeordnet
ist. Das zweite Schaltventil 18 öffnet und schließt in Abhängigkeit
von dem Betriebszustand des Retarders 12 und bevorzugt
außerdem
in Abhängigkeit
von der Temperatur des Kühlmittels.This in 2 illustrated second switching valve is a pneumatic flow control valve in the manner of a two-way valve, which at the connection point of the connecting line 23 with the engine bypass line 26 is arranged. The second switching valve 18 opens and closes depending on the operating status of the retarder 12 and also preferably in dependence on the temperature of the coolant.
Das
zweite Schaltventil 18 ist aus einem Ventilgehäuse 31 aufgebaut,
das mit einem ersten Anschluss 30a zur Zuleitung des Kühlmittels
aus dem Verbrennungsmotor 10, einem zweiten Anschluss 30b zur
Ableitung des Kühlmittels
zu dem Retarder 12 und einem dritten Anschluss 30c zur
Zuleitung des Kühlmittels
von dem Kühler 14 versehen
ist, die jeweils mit der Ventilkammer 29 im Innern des
Ventilgehäuses 31 verbunden
sind. Das Ventilgehäuse 31 bildet
ferner einen ersten Ventilsitz 34 zwischen dem ersten Anschluss 30a und
der Ventilkammer 29 sowie einen zweiten Ventilsitz 35 zwischen dem
dritten Anschluss 30c und der Ventilkammer 29.
In der Ventilkammer 29 ist ein Ventilteller 33 über einen
Ventilstößel 32 zwischen
einer gegen den zweiten Ventilsitz 35 abdichtenden Öffnungsstellung,
in der die Verbrennungsmotor-Bypassleitung 26 gesperrt
ist, und einer gegen den ersten Ventilsitz 34 abdichtenden Schließstellung,
in der die Zufuhr des Kühlmittels
aus dem Verbrennungsmotor 10 gesperrt ist. Um eine bessere
Abdichtung des Ventiltellers 33 gegen den ersten bzw. den
zweiten Ventilsitz 34, 35 zu erzielen, ist der
Ventilteller 33 entsprechend den Ventilsitzen 34, 35 an
den Randbereichen seiner abgewandten Hauptstirnseiten konisch ausgebildet.The second switching valve 18 is from a valve body 31 built, with a first connection 30a for supplying the coolant from the internal combustion engine 10 , a second connection 30b for discharging the coolant to the retarder 12 and a third port 30c for supplying the coolant from the radiator 14 is provided, each with the valve chamber 29 inside the valve body 31 are connected. The valve housing 31 further forms a first valve seat 34 between the first connection 30a and the valve chamber 29 and a second valve seat 35 between the third port 30c and the valve chamber 29 , In the valve chamber 29 is a valve plate 33 via a valve tappet 32 between one against the second valve seat 35 sealing opening position in which the engine bypass line 26 is locked, and one against the first valve seat 34 sealing closed position, in which the supply of coolant from the internal combustion engine 10 Is blocked. To better seal the valve disk 33 against the first and the second valve seat 34 . 35 to achieve is the valve plate 33 according to the valve seats 34 . 35 formed conically at the edge regions of its opposite main end faces.
Der
Ventilstößel 32 des
Strömungsregelventils 18 wird
durch einen Kolben 37 betätigt, der in einem Druckzylinder 36 angeordnet
ist, der angrenzend an das Ventilgehäuse 31 ausgebildet
und gegen dieses mittels einer Dichtung 40 abgedichtet
ist. Der Kolben 37 wird über einen Pneumatikanschluss 39 mit
Druckluft beaufschlagt, um den Ventilteller 33 in die Schließstellung
des Strömungsregelventils 18 gegen
den ersten Ventilsitz 34 zu drücken. In dem Druckzylinder 36 ist
ferner eine Federvorrichtung 38 vorgesehen, die sich einerseits
gegen den Kolben 37 und andererseits gegen das Ventilgehäuse 31 abstützt, sodass
die Federvorrichtung 38 den Ventilteller 33 in
die Öffnungsstellung
des Strömungsregelventils 18 gegen
den zweiten Ventilsitz 35 vorspannt. Der Ventilteller 33 kann
entsprechend dem Gleichgewicht zwischen der Federkraft der Federvorrichtung 38 und
dem pneumatischen Druck in jede Stellung zwischen dem ersten und
dem zweiten Ventilsitz 34, 35 bewegt werden, um
so das Strömungsratenverhältnis des
Kühlmittels
aus dem Verbrennungsmotor 10 und direkt aus dem Kühler 14 zu
dem Retarder 12 einzustellen.The valve lifter 32 the flow control valve 18 is by a piston 37 pressed, in a pressure cylinder 36 is arranged, which is adjacent to the valve housing 31 trained and against this by means of a seal 40 is sealed. The piston 37 is via a pneumatic connection 39 pressurized with air to the valve disk 33 in the closed position of the flow control valve 18 against the first valve seat 34 to press. In the printing cylinder 36 is also a spring device 38 provided, on the one hand against the piston 37 and on the other hand against the valve housing 31 supports, so that the spring device 38 the valve plate 33 in the open position of the flow control valve 18 against the second valve seat 35 biases. The valve plate 33 can according to the balance between the spring force of the spring device 38 and the pneumatic pressure in each position between the first and the second valve seat 34 . 35 so as to increase the flow rate ratio of the refrigerant from the internal combustion engine 10 and directly from the radiator 14 to the retarder 12 adjust.
Die
vorliegende Erfindung ist aber selbstverständlich nicht auf die anhand
von 2 beschriebene Ausführungsform
des zweiten Schaltventils 18 beschränkt.Of course, the present invention is not based on the 2 described embodiment of the second switching valve 18 limited.