DE102008018532A1 - Device for cooling or heating an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

The device (12) has a cooling circuit (2) connected with an internal combustion engine in a heat conductive manner. The cooling circuit comprises a cooling circuit pump (3) for circulating a coolant in the cooling circuit. A pre-heating branch (7) is arranged parallel to the cooling circuit pump, and is connected with the cooling circuit. A bypass branch (13) comprises a bypass heat exchanger (17) and a bypass pump (16), where the bypass branch is connected with the pre-heating branch by a bypass adapter (14), and is connected with the cooling circuit by another bypass adapter (15).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen oder Erwärmen eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeuges mit einem Wärme leitend mit dem Verbrennungsmotor verbundenen Kühlkreis, der eine Kühlkreispumpe aufweist, die zum Umwälzen von Kühlflüssigkeit in dem Kühlkreis eingerichtet ist, und mit einem Vorwärmzweig, der parallel zur Kühlkreispumpe angeordnet und mit dem Kühlkreis verbunden ist und über einen Vorwärmheizer sowie eine Vorwärmpumpe verfügt, die ausgangsseitig mit einer Ausgangsseite der Kühlkreispumpe und eingangsseitig mit einer Eingangsseite der Kühlkreispumpe kommuniziert, wobei in dem Vorwärmzweig ein Rückschlagventil vorgesehen ist.The The invention relates to a device for cooling or heating a Internal combustion engine of a vehicle with a heat conducting to the internal combustion engine connected cooling circuit, the one cooling circuit pump which has to be circulated of cooling liquid in the cooling circuit is set up, and with a preheating branch, which is parallel to the cooling circuit pump arranged and with the cooling circuit is connected and over a preheating heater and a preheating pump features, the output side with an output side of the cooling circuit pump and the input side communicates with an input side of the refrigerant cycle pump, wherein in the preheating branch a check valve is provided.

Eine solche Vorrichtung ist aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Fahrzeuge mit großen Verbrennungsmotoren, wie bei- spielsweise dieselelektrische Lokomotiven, können im kalten Zustand des Verbrennungsmotors nicht gestartet werden. Aus diesem Grund weist ein solches Fahrzeug eine Vorwärmanlage für den Verbrennungsmotor auf, die entweder elektrisch, in der Regel jedoch Kraftstoff betrieben, arbeitet. Um die benötigte Wärme zum Aufheizen des Verbrennungsmotors in diesen einzubringen, heizt die Vorwärmanlage eine von einer Vorwärmpumpe über den Verbrennungsmotor umgewälzte Kühlflüssigkeit auf. Die Kühlflüssigkeit, die im späteren Betrieb für die Kühlung des Verbrennungsmotors sorgt, dient im kalten Zustand als Wärmequelle. Hat das Kühlwasser im Motor eine bestimmte Temperatur erreicht, wird das Vorwärmgerät abgeschaltet und der Verbrennungsmotor kann gestartet werden.A such device is already known from the prior art. Vehicles with large combustion engines, like diesel-electric locomotives, for example cold state of the internal combustion engine can not be started. For this Reason, such a vehicle has a preheating system for the internal combustion engine, either powered by electricity, but usually fueled, is working. To the needed Heat to Heating up the internal combustion engine in these heats the preheating one from a preheat pump over the Internal combustion engine recirculated coolant on. The cooling liquid, in the later Operation for the cooling of the internal combustion engine, serves as a heat source in the cold state. Has the cooling water In the engine reaches a certain temperature, the preheater is switched off and the internal combustion engine can be started.

1 zeigt einen Verbrennungsmotor 1 eines figürlich nicht dargestellten Triebwagens eines Schienenfahrzeuges, das im Betrieb des Verbrennungsmotors 1 über einen Kühlkreis 2 gekühlt wird. Der Kühlkreis 2 verfügt über eine Kühlkreispumpe 3, welche Kühlflüssigkeit durch die Kühlungskanäle der Zylinderköpfe und Laufbuchsen 4, der Wärme leitend mit dem Verbrennungsmotor 1 verbunden ist, und einen externen Kühler 5 umwälzt. Zum Vorwärmen ist der externe Kühler 5 jedoch durch ein Umschaltelement, wie beispielsweise ein Thermostat 6, vom Kühlkreis 2 abgekoppelt. Parallel zur Kühlkreispumpe 3 ist ein Vorwärmzweig 7 angeordnet. Der Vorwärmzweig 7 verfügt über eine Vorwärmpumpe 8 sowie über einen Vorwärmheizer 9, dem in Pumprichtung der Vorwärmpumpe ein Rückschlagventil 10 nachgeschaltet ist. Der Vorwärmzweig 7 ist über einen ersten Vorwärmzweiganschluss 11 sowie einen zweiten Vorwärmzweiganschluss 12 mit dem Kühlkreis 2 verbunden. 1 shows an internal combustion engine 1 of a railcar, not shown figuratively a rail vehicle, the operation of the internal combustion engine 1 over a cooling circuit 2 is cooled. The cooling circuit 2 has a cooling circuit pump 3 which coolant through the cooling channels of the cylinder heads and liners 4 , the heat conducting with the internal combustion engine 1 connected, and an external cooler 5 circulates. For preheating is the external cooler 5 however, by a switching element, such as a thermostat 6 , from the cooling circuit 2 decoupled. Parallel to the cooling circuit pump 3 is a preheat branch 7 arranged. The preheating branch 7 has a preheating pump 8th as well as a preheating heater 9 , in the pumping direction of the preheating pump, a check valve 10 is downstream. The preheating branch 7 is via a first preheating branch connection 11 and a second preheat branch connection 12 with the cooling circuit 2 connected.

Systemtechnisch ist durch den Vorwärmzweig 7 ein Vorwärmkreis als Parallelkreis zum Kühlkreis 2 bereitgestellt. Das bedeutet, dass beim Betrieb des Verbrennungsmotors 1 die Kühlkreispumpe 3 ohne das Rückschlagventil 10 anhaltend Kühlflüssigkeit durch den inaktiven Vorwärmzweig 7 fördern würde. Dies wird jedoch von einigen Herstellern von Triebfahrzeugen im Schienenbereich abgelehnt, so dass die Umlaufrichtungen von Vorwärmkreis und Kühlkreis 2 entgegengesetzt sind. Bei entgegengesetzter Umlaufrichtung ist es durch das Rückschlagventil 10 möglich, das Durchströmen des Vorwärmzweiges 7 im Motorbetrieb des Fahrzeuges zu verhindern.System technically is by the preheating branch 7 a preheating circuit as a parallel circuit to the cooling circuit 2 provided. This means that during operation of the internal combustion engine 1 the cooling circuit pump 3 without the check valve 10 sustained cooling fluid through the inactive preheating branch 7 would promote. However, this is rejected by some manufacturers of rail vehicles in the rail sector, so that the directions of circulation of preheating and cooling circuit 2 are opposite. In the opposite direction of rotation, it is through the check valve 10 possible, the flow through the Vorwärmzweiges 7 to prevent during engine operation of the vehicle.

2 zeigt die Vorrichtung gemäß 1 im Vorwärmbetrieb. Im Vorwärmbetrieb ist die Kühlkreispumpe 3 abgestellt. Die Kühlflüssigkeit wird daher allein von der Vorwärmpumpe 8 umgewälzt. Von der Vorwärmpumpe 8 gelangt die Kühlflüssigkeit in den Vorwärmheizer 9 und über das Rückschlagventil 10 und den ersten Vorwärmanschluss 11 in den Kühlkreis 2. Die von dem Vorwärmheizer 9 erzeugte Wärme wird dem Verbrennungsmotor 1 zugeführt, der mittels seiner Kühlungskanäle in den Zylinderköpfen und in den Laufbuchsen 4 erwärmt wird. Der externe Kühler 5 ist aufgrund des Thermostats 6 vom Kühlkreis 2 getrennt, so dass die Kühlflüssigkeit direkt zur Vorwärmpumpe 8 zurückströmt. Darüber hinaus ist in 2 erkennbar, dass aufgrund der abgestellten Kühlkreispumpe 3 Kühlflüssigkeit entgegen der Pumprichtung der Kühlkreispumpe 3 durch diese strömt. 2 shows the device according to 1 in preheat mode. In preheat mode is the cooling circuit pump 3 switched off. The cooling liquid is therefore alone from the preheating pump 8th circulated. From the preheating pump 8th the coolant enters the preheat heater 9 and over the check valve 10 and the first preheat connection 11 in the cooling circuit 2 , The from the preheat heater 9 generated heat is the internal combustion engine 1 supplied by means of its cooling channels in the cylinder heads and in the liners 4 is heated. The external cooler 5 is due to the thermostat 6 from the cooling circuit 2 Separate, allowing the coolant directly to the preheat pump 8th flowing back. In addition, in 2 recognizable that due to the parked cooling circuit pump 3 Coolant against the pumping direction of the cooling circuit pump 3 flows through them.

3 zeigt die Vorrichtung gemäß 1 im Motorbetrieb. Im Motorbetrieb sind die Vorwärmpumpe 8 sowie der Vorwärmheizer 9 abgestellt. Im Gegensatz dazu ist die Kühlkreispumpe 3 eingeschaltet, die für ein Umwälzen von Kühlflüssigkeit im Kühlkreis 2 sorgt, wobei das Thermostat 6 für eine Verbindung des externen Kühlers 5 mit dem Kühlkreis 2 sorgt. Die vom Verbrennungsmotor 1 erzeugte Wärme wird somit von der Kühlflüssigkeit zum externen Kühler 5 und von diesem beispielsweise an die diesen durchströmende Atmosphärenluft abgegeben. Die so abgekühlte Kühlflüssigkeit gelangt wieder zur Kühlkreispumpe 3. Aufgrund des Rückschlagventils 10 entsteht zwischen dem ersten Vorwärmanschluss 11 und dem Rückschlagventil 10 im Vorwärmzweig 7 ein Todbereich, in dem eine Strömung von Kühlflüssigkeit verhindert ist. 3 shows the device according to 1 in engine operation. In engine operation are the preheat pump 8th as well as the preheating heater 9 switched off. In contrast, the cooling circuit pump 3 switched on, for circulating coolant in the cooling circuit 2 ensures that the thermostat 6 for a connection of the external cooler 5 with the cooling circuit 2 provides. The from the combustion engine 1 generated heat is thus from the cooling liquid to the external cooler 5 and discharged from this example, the atmospheric air flowing through this. The thus cooled coolant returns to the cooling circuit pump 3 , Due to the check valve 10 occurs between the first preheat connection 11 and the check valve 10 in the preheating branch 7 a dead zone in which a flow of cooling liquid is prevented.

Abgestellten Diesellokomotiven mit einem Verbrennungsmotor gemäß den 1 bis 3 steht als Energieversorgung üblicherweise nur eine Bordnetzbatterie mit in der Regel 24 V zur Verfügung. Die Bordnetzbatterie speist das Vorwärmgerät, also in Vorwärmpumpe 8 und Vorwärmheizer 9. Die Heizung des Führerstandes wird hingegen üblicherweise mit 110 V betrieben. Vor einem Start des Verbrennungsmotors ist die Erzeugung einer Versorgungsspannung von 110 V jedoch nicht möglich, so dass ein Beheizen des Führerstandes im Vorwärmbetrieb in der Regel entfällt.Parked diesel locomotives with an internal combustion engine in accordance with the 1 to 3 As a power supply is usually only an on-board battery with usually 24 V available. The electrical system battery feeds the preheater, ie in preheating pump 8th and preheating heater 9 , The heater of the cab, however, is usually operated with 110 V. However, before a start of the internal combustion engine, the generation of a supply voltage of 110 V is not possible, so that heating of the driver's cab in preheat mode is usually omitted.

Aufgrund der fortwährend steigenden Energiekosten wird darüber hinaus von vielen Betreibern von Schienenfahrzeugen mehr und mehr die Forderung gestellt, die aus dem Kühlkreis 2 abfallende Wärme abzugreifen, um diese zu anderen Zwecken, beispielsweise zum Heizen des Führerstandes, einzusetzen.Due to the constantly rising energy costs, more and more demands are made by many operators of rail vehicles that come from the refrigeration cycle 2 to tap off decaying heat to use it for other purposes, such as for heating the cab.

Daraus ergibt sich, dass sowohl im Vorwärm- als auch im Motorbetrieb der Kühlflüssigkeit Wärme entnommen werden soll. Dies ist jedoch deswegen schwierig, weil die Umwälzrichtungen im Vorwärmzweig 7 je nach Betriebsart unterschiedlich sind oder der Durchfluss von Kühlflüssigkeit durch den Vorwärmzweig durch ein Rückschlagventil verhindert ist. Das Anordnen eines zusätzlichen Wärmetauschers zum Beheizen des Führerstandes im Vorwärmzweig 7 würde zwar das Beheizen des Führerstandes auch im Vorwärmbetrieb ermöglichen. Zur Wärmeentnahme im Motorbetrieb wäre jedoch ein zusätzlicher Wärmetauscher im Kühlkreis 2 erforderlich. Ein einfacher Bypass mit Wärmetauscher im Kühlkreis 2 würde im Vorwärmbetrieb nur sehr spär- lich mit erwärmter Kühlflüssigkeit durchflossen werden. Ein Aufheizen eines Führerstandes im Vorwärmbetrieb wäre auf diese Art und Weise nicht möglich.It follows that heat is to be removed both in the preheating and in the engine operation of the cooling liquid. However, this is difficult because the Umwälzrichtungen preheating branch 7 Depending on the operating mode are different or the flow of coolant through the preheating branch is prevented by a check valve. The placement of an additional heat exchanger for heating the cab in Vorwärmzweig 7 would indeed allow the heating of the cab even in Vorwärmbetrieb. For heat extraction in engine operation, however, would be an additional heat exchanger in the cooling circuit 2 required. A simple bypass with heat exchanger in the cooling circuit 2 In preheating mode, heated coolant would only be used sparingly. A heating of a cab in Vorwärmbetrieb would not be possible in this way.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die eine kostengünstige Entnahme von Wärme aus der Kühlflüssigkeit sowohl im Vorwärmals auch im Motorbetrieb ermöglicht.task The invention is therefore an apparatus of the aforementioned To provide a kind of cost-effective removal of heat from the coolant both in the pre-heat also possible in engine operation.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch einen Bypasszweig mit einem Bypasswärmetauscher und einer Bypasspumpe, wobei der Bypasszweig mittels eines ersten Bypassanschlusses mit dem Vorwärmzweig und mittels eines zweiten Bypassanschlusses mit dem Kühlkreis verbunden ist.The Invention solves this task by a bypass branch with a bypass heat exchanger and a bypass pump, wherein the bypass branch by means of a first Bypass connection with the preheating branch and by means of a second bypass connection with the cooling circuit connected is.

Erfindungsgemäß ist ein Bypasszweig bereitgestellt, der zwei Bypassanschlüsse aufweist, wobei ein erster Bypassanschluss mit dem Vorwärmzweig verbunden ist und ein zweiter Bypassan- schluss in den Kühlkreis mündet. In den Bypasszweig ist eine Bypasspumpe gesetzt, die vorteilhafterweise unabhängig von der Vorwärmpumpe und der Kühlkreispumpe ansteuerbar ist. Im Vorwärmbetrieb führt die Aktivierung der Bypasspumpe dazu, dass vom Vorwärmheizer erwärmte Flüssigkeit über den Bypasszweig strömt. Da sich der Bypassabgriff im Vorwärmzweig beispielsweise direkt hinter dem Vorwärmheizer befindet, steht einem externen Verbraucher, der mit dem Bypasswärmetauscher verbunden ist, relativ schnell Wärme zur Verfügung. Gleichzeitig kommt es zur Erwärmung des Verbrennungsmotors. Im Motorbetrieb sind Vorwärmpumpe und Vorwärmheizer abgestellt. Die Kühlkreispumpe wälzt die Kühlflüssigkeit über den Verbrennungsmotor und den externen Kühler um. Bei abgestellter Bypasspumpe entsteht zwischen dem Anschluss des Vorwärmzweiges und dem Rückschlagventil, wie beim Stand der Technik, ein Todgebiet, in dem ein Umwälzen von Kühlflüssigkeit unterbunden ist. Durch Anschalten der Bypasspumpe durchströmt jedoch die Kühlflüssigkeit auch im Motorbetrieb den Bypasszweig, so dass über den Bypasswärmetauscher wieder Wärme für einen oder mehrere externe Verbraucher bereitgestellt ist.According to the invention is a Bypass branch provided, which has two bypass ports, wherein a first bypass port is connected to the preheat branch and a second bypass connection opens into the cooling circuit. In the bypass branch is set a bypass pump, which is advantageously independent of the preheating pump and the cooling circuit pump is controllable. In preheat mode leads the Activation of the bypass pump to ensure that the preheating heater heated liquid on the Bypass branch flows. Since the Bypassabgriff in Vorwärmzweig example directly behind the preheat heater is an external consumer who is using the bypass heat exchanger is connected, heat relatively quickly to disposal. simultaneously it comes to warming of the internal combustion engine. In engine operation are preheat pump and Vorwärmheizer switched off. The cooling circuit pump rolls the Coolant over the Internal combustion engine and the external radiator. With deactivated bypass pump occurs between the connection of the preheating branch and the check valve, As in the prior art, a death area in which a circulation of coolant is prevented. However, by turning on the bypass pump flows through the cooling liquid also in engine operation, the bypass branch, so that the bypass heat exchanger heat again for one or more external consumers is provided.

Aus der erfindungsgemäßen Schaltung ergibt sich noch ein weiterer Vorteil, da die Bereitstellung von Wärme für externe Verbraucher durch einfaches Einschalten der Bypasspumpe eingeleitet werden kann. Sollte während des Vorwärmbetriebes des Fahrzeugs eine mangelhafte Batterieleistung im Bordnetzkreis festgestellt werden, kann durch einfaches Abstellen der Bypasspumpe die Wärmeversorgung von externen Verbrauchern un terbunden und auf diese Art und Weise die Energie der Batterie geschont werden, so dass der Verbrennungsmotor trotz des schwachen Ladezustandes der Batterie noch gestartet werden kann. Auch bei Ausfall der Bypasspumpe ist die Vorwärmung des Verbrennungsmotors sichergestellt.Out the circuit according to the invention There is yet another advantage, since the provision of Heat for external Consumer initiated by simply switching on the bypass pump can be. Should while of the preheat operation the vehicle is a poor battery power in the electrical system can be determined by simply switching off the bypass pump the heat supply from external consumers and in this way the energy of the battery can be spared so that the internal combustion engine despite the weak state of charge of the battery can still be started can. Even if the bypass pump fails, the preheating of the Internal combustion engine ensured.

Vorteilhafterweise sind die Bypassanschlüsse so zueinander angeordnet, dass sich im Betrieb der Vorrichtung zwischen ihnen über den Vorwärmzweig und dem Kühlkreis ein möglichst geringer Druckabfall einstellt. Gemäß dieser bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Bypassanschlüsse in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet. Dadurch ist sicher gestellt, dass sich sowohl im Vorwärmbetrieb als auch im Motorbetrieb keine ungewollte Strömung durch den Bypasszweig einstellt, wenn die Bypasspumpe ausgeschaltet ist. Mit anderen Worten ist gemäß dieser Ausgestaltung der Druckabfall zwischen den Bypassanschlüssen über den Vorwärmzweig und den Kühlkreis wesentlich geringer als der Druckabfall über den Bypasszweig selbst. Der geringe Druckabfall zwischen den Bypassanschlüssen außerhalb des Bypasszweiges weist auch Vorteile im Vorwärmbetrieb auf. Da zwischen den Bypassanschlüssen ein nur sehr geringer Druckverlust auftritt, wird der Vorwärmkreis durch den Bypass nicht beeinflusst, weil sich bei stehender Bypasspumpe keine Zirkulation im Bypass ausbildet. Hydrodynamische Einflüsse auf das Zirkulationssystem bei der Vorwärmung werden auf diese Art und Weise im Wesentlichen ausgeschlossen. Auch der Strömungsverlauf des Kühlkreises ist durch die Bypasszirkulation, also durch das Strömen von Kühlflüssigkeit über den Bypasszweig, nicht oder unwesentlich beeinflusst. Diese Eigenschaft der Vorrichtung ist sowohl von den Herstellern der Vorwärmgeräte als auch bei den Herstellern der Verbrennungsmotoren erwünscht, da die theoretischen Strömungsberechnungen der jeweiligen Wärme- beziehungsweise Kühlkreisläufe nahezu unverändert gültig bleiben.Advantageously, the bypass connections are arranged relative to one another such that, during operation of the device, the lowest possible pressure drop occurs between them via the preheating branch and the cooling circuit. According to this preferred embodiment of the invention, the bypass connections are arranged in close proximity to each other. This ensures that no unwanted flow through the bypass branch occurs in both the preheat mode and during engine operation when the bypass pump is switched off. In other words, according to this embodiment, the pressure drop between the bypass ports via the Vorwärmzweig and the cooling circuit is substantially lower than the pressure drop across the bypass branch itself. The low pressure drop between the bypass ports outside the bypass branch also has advantages in preheating. Since only a very small pressure loss occurs between the bypass connections, the bypass circuit does not influence the preheating circuit, because no circulation in the bypass occurs when the bypass pump is stationary. Hydrodynamic influences on the circulation system during preheating are essentially eliminated in this way. Also, the flow profile of the cooling circuit is not or insignificantly influenced by the bypass circulation, ie by the flow of cooling fluid through the bypass branch. This feature of the device is both from the manufacturers of preheaters and at the manufacturers of internal combustion engines desired, since the theoretical flow calculations of the respective heating or cooling circuits remain virtually unchanged.

Gemäß einer diesbezüglich zweckmäßigen Weiterentwicklung sind die Bypassanschlüsse durch eine frei durchströmbare Rohrverbindung verbunden. Die frei durchströmbare Rohrverbindung sind Abschnitte des Vorwärmzweiges beziehungsweise des Kühlkreises. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung ist das Bereitstellen eines sehr geringen Druckabfalls zwischen den Bypassanschlüssen ermöglicht.According to one in this regard appropriate development are the bypass connections through a freely streamable Connected pipe joint. The freely flowable pipe connection are sections of the preheating branch or the cooling circuit. According to this Embodiment of the invention is to provide a very small Pressure drop between the bypass ports allows.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Vorwärmzweig ausgangsseitig der Vorwärmpumpe mit dem ersten Bypassanschluss als Bypasseingang verbunden, wobei der Kühlkreis ausgangsseitig der Kühlkreispumpe mit dem zweiten Bypassanschluss als Bypassausgang verbunden ist. Gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwicklung gelangt das von der Vorwärmeinheit erwärmte Kühlflüssigkeit direkt in den Bypasszweig, so dass besonders schnell Wärmeenergie, beispielsweise im Füh- rerstand, bereitgestellt werden kann.According to one preferred embodiment, the preheating branch on the output side of Vorwärmpumpe connected to the first bypass port as a bypass input, wherein the cooling circuit on the output side of the cooling circuit pump connected to the second bypass port as a bypass output. According to this Advantageous further development of the preheating unit heated coolant directly into the bypass branch, so that especially fast heat energy, for example, in the rerstand, can be provided.

Gemäß einer davon abweichenden Ausgestaltung der Erfindung ist der Vorwärmzweig eingangsseitig der Vorwärmpumpe mit dem zweiten Bypassanschluss als Bypassausgang verbunden, wobei der Kühlkreis eingangsseitig der Kühlkreispumpe mit dem ersten Bypassanschluss als Bypasseingang verbunden ist. Gemäß dieser Ausgestaltung gelangt die von der Vorwärmeinheit vorgewärmte Kühlflüssigkeit zunächst in den Verbrennungsmotor, sorgt für dessen Erwärmung und gerät erst anschließend in den Bypasszweig. Auf diese Art und Weise ist eine schnellere Vorwärmung des Verbrennungsmotors ermöglicht.According to one Deviating embodiment of the invention is the preheating branch on the input side of the preheating pump connected to the second bypass port as a bypass output, wherein the cooling circuit On the input side of the cooling circuit pump with the first bypass connection is connected as a bypass input. According to this Embodiment passes the preheated by the preheating the cooling liquid first in the internal combustion engine, ensures its warming and device first subsequently in the bypass branch. This way is a faster one preheating of the internal combustion engine allows.

Zweckmäßigerweise ist der Bypasswärmetauscher der Bypasspumpe in Strömungsrichtung des Bypasszweiges nachgeschaltet.Conveniently, is the bypass heat exchanger the bypass pump in the flow direction of the Bypass branch downstream.

Zweckmäßigerweise ist das Rückschlagventil ausgangsseitig der Vorwärmpumpe im Vorwärmzweig angeordnet.Conveniently, is the check valve on the output side of the preheating pump in the preheating branch arranged.

Zweckmäßigerweise ist der erste Bypassanschluss ein Bypasseingang, der zwischen dem Rückschlagventil und dem Anschluss des Vorwärmzweiges an den Kühlkreis angeschlossen ist.Conveniently, For example, the first bypass port is a bypass input located between the check valve and the connection of the preheating branch to the cooling circuit connected.

Vorteilhafterweise ist der Kühlkreis über ein steuerbares Ventil mit einem Kühler verbindbar, der zum Kühlen der in dem Kühlkreis umgewälzten Kühlflüssigkeit eingerichtet ist. Das steuerbare Ventil ist beispielsweise ein einfaches Thermostat. Abweichend hiervon ist jedoch auch ein ansteuerbares Sperrventil verwendbar.advantageously, is the cooling circuit via a controllable Valve with a radiator connectable, for cooling in the cooling circuit circulated coolant is set up. For example, the controllable valve is a simple one Thermostat. Deviating from this, however, is also a controllable check valve usable.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleich wirkende Bauteile verweisen und wobeiFurther expedient embodiments and advantages of the invention are the subject of the following description of embodiments of the Invention with reference to the figures of the drawing, wherein the same References to like components and reference

1 eine Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik 1 a device according to the prior art

2 die Vorrichtung gemäß 1 im Vorwärmbetrieb, 2 the device according to 1 in preheat mode,

3 die Vorrichtung gemäß 1 im Motorbetrieb, 3 the device according to 1 in engine operation,

4 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, 4 an embodiment of the device according to the invention,

5 die Vorrichtung gemäß 4 im Vorwärmbetrieb, 5 the device according to 4 in preheat mode,

6 die Vorrichtung gemäß 4 im Motorbetrieb und 6 the device according to 4 in engine operation and

7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigen. 7 show a further embodiment of the device according to the invention.

Die 1 bis 3 wurden bereits im Zusammenhang mit dem Stand der Technik beschrieben.The 1 to 3 have already been described in connection with the prior art.

4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 12, die neben den im Zusammenhang mit den 1 und 3 genannten Bestandteilen einen Bypasszweig 13 aufweist, der mit einem ersten Bypassanschluss 14 als Bypasseingang mit dem Vorwärmzweig 7 verbunden ist und über einen zweiten Bypassanschluss 15 als Bypassausgang in den Kühlkreis 2 mündet. In dem Bypasszweig 13 sind eine Bypasspumpe 16 sowie ein Bypasswärmetauscher 17 angeordnet, wobei der Bypasswärmetauscher 17 der Bypasspumpe 16 in Pumprichtung der Bypasspumpe 16 nachgeschaltet ist. Die Pumprichtung der Kühlkreispumpe 3, der Vorwärmpumpe 8 und der Bypasspumpe 16 ist jeweils mit einer Pfeilspitze angedeutet, die in die jeweilige Pumprichtung zeigt. 4 shows an embodiment of the device according to the invention 12 , in addition to those associated with the 1 and 3 mentioned components a bypass branch 13 having, with a first bypass port 14 as a bypass input with the preheating branch 7 is connected and via a second bypass connection 15 as a bypass outlet in the cooling circuit 2 empties. In the bypass branch 13 are a bypass pump 16 as well as a bypass heat exchanger 17 arranged, wherein the bypass heat exchanger 17 the bypass pump 16 in pumping direction of the bypass pump 16 is downstream. The pumping direction of the cooling circuit pump 3 , the pre-heat pump 8th and the bypass pump 16 is indicated in each case with an arrowhead pointing in the respective pumping direction.

5 zeigt die Vorrichtung gemäß 4 im Vorwärmbetrieb. Wie bereits im Zusammenhang mit 2 beschrieben wurde, ist im Vorwärmbetrieb die Vorwärmpumpe 8 eingeschal- tet, wohin gegen die Kühlkreispumpe 3 ausgeschaltet ist. Die Vorwärmpumpe 8 fordert die Kühlflüssigkeit über den Vorwärmheizer 9, das Rückschlagventil 10 zum ersten Anschluss 11 des Vorwärmzweiges 7 an den Kühlkreis 2. In dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Bypasspumpe 16 ebenfalls eingeschaltet, so dass von dem Vorwärmheizer 9 erwärmte Kühlflüssigkeit von dem Bypasszweig 13 abgegriffen, über den Bypasswärmetauscher 17 geführt wird und schließlich in den Kühlkreis 2 gelangt. Mit Hilfe des Bypasswärmetauschers 17 ist es daher möglich externe Verbraucher, beispielsweise ein Heizgerät eines Führerstandes, mit Wärme zu versorgen. Der Bypasseingang 14 und der Bypassausgang 15 sind dabei über eine direkte Verbindung, die Abschnitte des Vorwärmzweiges 7 beziehungsweise des Kühlkreises 2 sind, miteinander verbunden. Diese direkte Verbindung ist frei durchströmbar. Auf diese Art und Weise ist außerhalb des Bypasszweiges 13 ein geringer Druckabfall zwischen dem Bypassanschluss 14 als Bypasseingang und dem Bypassanschluss 15 als Bypassausgang bereitgestellt. Bei abgestellter Bypasspumpe 16 ist der Druckabfall für die über den Bypasszweig 13 fließende Kühlflüssigkeit wesentlich größer, als wenn diese durch die direkte Verbindung fließt. Durch einfaches Ausschalten der Bypasspumpe 16 ist somit ein Unterbinden der Wärmeversorgung des Bypasswärmetauschers 17 möglich. Darüber hinaus wird durch den geringen hydraulischen Druckunterschied zwischen dem Bypasseingang 14 und dem Bypassausgang 15 die Zirkulation der Kühlflüssigkeit im Vorwärmbetrieb wenig beeinflusst. 5 shows the device according to 4 in preheat mode. As already related to 2 has been described, is in preheat the preheat pump 8th switched on, where against the cooling circuit pump 3 is off. The preheating pump 8th requests the coolant through the preheat heater 9 , the check valve 10 to the first connection 11 of the preheating branch 7 to the cooling circuit 2 , In the in 5 The embodiment shown is the bypass pump 16 also turned on, so by the preheat heater 9 heated Coolant from the bypass branch 13 tapped, via the bypass heat exchanger 17 is guided and finally into the cooling circuit 2 arrives. With the help of the bypass heat exchanger 17 It is therefore possible to provide external consumers, such as a heater of a cab, with heat. The bypass entrance 14 and the bypass output 15 are here via a direct connection, the sections of Vorwärmzweiges 7 or the cooling circuit 2 are interconnected. This direct connection can be flowed through freely. In this way is outside the bypass branch 13 a small pressure drop between the bypass port 14 as bypass input and the bypass connection 15 provided as a bypass output. With deactivated bypass pump 16 is the pressure drop across the bypass branch 13 flowing coolant much larger than when it flows through the direct connection. By simply switching off the bypass pump 16 is thus a prevention of the heat supply of the bypass heat exchanger 17 possible. In addition, due to the small hydraulic pressure difference between the bypass input 14 and the bypass output 15 the circulation of the cooling liquid in the preheating operation has little effect.

6 zeigt die Vorrichtung 12 gemäß 4 im Motorbetrieb. Die Bypasspumpe 16 ist eingeschaltet. In dem Todbereich zwischen dem Rückschlagventil 10 und dem ersten Vorwärmzweiganschluss 11 wird somit Kühlflüssigkeit über den Bypasszweig 13 und somit über den Bypasswärmeaustauscher 17 gefördert. Somit können auch im Motorbetrieb externe Verbrau cher mit Wärmeenergie aus der Kühlflüssigkeit versorgt werden. 6 shows the device 12 according to 4 in engine operation. The bypass pump 16 is on. In the dead zone between the check valve 10 and the first preheater branch port 11 Thus, coolant is over the bypass branch 13 and thus via the bypass heat exchanger 17 promoted. Thus, even in engine operation, external consumers can be supplied with heat energy from the cooling liquid.

7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 12. Im Gegensatz zu dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Bypasseingang 14 mit dem Kühlkreis 2 verbunden. Mit anderen Worten ist der erste Bypassanschluss eingangsseitig der Kühlkreispumpe angeordnet. Der Bypassausgang 15 ist hingegen mit dem Vorwärmzweig 7 und zwar eingangsseitig der Vorwärmpumpe 8 verbunden. Gemäß dieser Anordnung wird somit die Kühlflüssigkeit zunächst über den Verbrennungsmotor 1 geführt, wobei diese im Vorwärmbetrieb anschließend den Bypasszweig 13 erreicht. Darüber hinaus ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung der Bypasswärmetauscher 17 der Bypasspumpe 16 in Umwälzrichtung vorgeschaltet. Ein Sperrventil 18, das beispielsweise vom Führerstand aus angesteuert werden kann, dient zum sicheren Unterbinden einer Kühlflüssigkeitszirkulation über den Bypasszweig 13. 7 shows a further embodiment of the device according to the invention 12 , Unlike the in 4 the embodiment shown is the bypass input 14 with the cooling circuit 2 connected. In other words, the first bypass connection is arranged on the input side of the cooling circuit pump. The bypass output 15 is on the other hand with the preheating branch 7 and on the input side of the preheating pump 8th connected. According to this arrangement, therefore, the cooling liquid is first via the internal combustion engine 1 guided, which in the preheating followed by the bypass branch 13 reached. Moreover, in the illustrated embodiment of the invention, the bypass heat exchanger 17 the bypass pump 16 upstream in the direction of circulation. A check valve 18 , which can be controlled, for example, from the cab, serves to safely prevent a coolant circulation over the bypass branch 13 ,

Claims (9)

Vorrichtung (12) zum Kühlen oder Erwärmen eines Verbrennungsmotors (1) eines Fahrzeuges mit einem Wärme leitend mit dem Verbrennungsmotor (1) verbundenen Kühlkreis (2), der eine Kühlkreispumpe (3) aufweist, die zum Umwälzen von Kühlflüssigkeit in dem Kühlkreis (2) eingerichtet ist, und mit einem Vorwärmzweig (7), der parallel zur Kühlkreispumpe (3) angeordnet und mit dem Kühlkreis (2) verbunden ist und über einen Vorwärmheizer (9) sowie eine Vorwärmpumpe (8) verfügt, die ausgangsseitig mit einer Ausgangsseite der Kühlkreispumpe (3) und eingangsseitig mit einer Eingangsseite der Kühlkreispumpe (3) kommuniziert, wobei in dem Vorwärmzweig (7) ein Rückschlagventil (10) vorgesehen ist, gekennzeichnet durch einen Bypasszweig (13) mit einem Bypasswärmetauscher (17) und einer Bypasspumpe (16), wobei der Bypasszweig (13) mittels eines ersten Bypassanschlusses (14) mit dem Vorwärmzweig (7) und mittels eines zweiten Bypassanschlusses (15) mit dem Kühlkreis (2) verbunden ist.Contraption ( 12 ) for cooling or heating an internal combustion engine ( 1 ) of a vehicle with a heat conducting to the internal combustion engine ( 1 ) connected cooling circuit ( 2 ), which is a cooling circuit pump ( 3 ), which for circulating cooling liquid in the cooling circuit ( 2 ) and with a preheating branch ( 7 ), which is parallel to the cooling circuit pump ( 3 ) and with the cooling circuit ( 2 ) and via a preheating heater ( 9 ) and a preheating pump ( 8th ), the output side with an output side of the cooling circuit pump ( 3 ) and on the input side with an input side of the cooling circuit pump ( 3 ), wherein in the preheating branch ( 7 ) a check valve ( 10 ) is provided, characterized by a bypass branch ( 13 ) with a bypass heat exchanger ( 17 ) and a bypass pump ( 16 ), whereby the bypass branch ( 13 ) by means of a first bypass connection ( 14 ) with the preheating branch ( 7 ) and by means of a second bypass connection ( 15 ) with the cooling circuit ( 2 ) connected is. Vorrichtung (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassanschlüsse (14, 15) so zueinander angeordnet sind, so dass sich im Betrieb der Vorrichtung (12) zwischen ihnen über den Vorwärmzweig (7) und den Kühlkreis (2) ein möglichst geringer Druckabfall einstellt.Contraption ( 12 ) according to claim 1, characterized in that the bypass connections ( 14 . 15 ) are arranged to each other, so that during operation of the device ( 12 ) between them via the preheating branch ( 7 ) and the cooling circuit ( 2 ) sets as low a pressure drop as possible. Vorrichtung (12) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassanschlüsse (14, 15) durch eine frei durchströmbare Verbindung verbunden sind, die von Abschnitten des Kühlkreises (2) und Vorwärmzweiges (7) ausgebildet ist.Contraption ( 12 ) according to claim 2, characterized in that the bypass connections ( 14 . 15 ) are connected by a freely flowable connection, which of sections of the cooling circuit ( 2 ) and preheating branches ( 7 ) is trained. Vorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorwärmzweig (7) ausgangsseitig der Vorwärmpumpe (8) mit dem ersten Bypassanschluss (14) als Bypasseingang verbunden ist, wobei der Kühlkreis (2) ausgangsseitig der Kühlkreispumpe (3) mit dem zweiten Bypassanschluss (15) als Bypassausgang verbunden ist.Contraption ( 12 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the preheating branch ( 7 ) on the output side of the preheating pump ( 8th ) with the first bypass connection ( 14 ) is connected as a bypass input, wherein the cooling circuit ( 2 ) on the output side of the cooling circuit pump ( 3 ) with the second bypass connection ( 15 ) is connected as a bypass output. Vorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorwärmzweig (7) eingangsseitig der Vorwärmpumpe (8) mit dem ersten Bypassanschluss (14) als Bypasseingang verbunden ist, wobei der Kühlkreis (2) eingangsseitig der Kühlkreispumpe (3) mit dem zweiten Bypassanschluss (15) als Bypassausgang verbunden ist.Contraption ( 12 ) according to one of claims 2 or 3, characterized in that the preheating branch ( 7 ) on the input side of the preheating pump ( 8th ) with the first bypass connection ( 14 ) is connected as a bypass input, wherein the cooling circuit ( 2 ) on the input side of the cooling circuit pump ( 3 ) with the second bypass connection ( 15 ) is connected as a bypass output. Vorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasswärmetauscher (17) der Bypasspumpe (16) in Strömungsrichtung des Bypasszweiges (13) nachgeschaltet ist.Contraption ( 12 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass heat exchanger ( 17 ) of the bypass pump ( 16 ) in the flow direction of the bypass branch ( 13 ) is connected downstream. Vorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (10) ausgangsseitig der Vorwärmpumpe (8) im Vorwärmzweig (7) angeordnet ist.Contraption ( 12 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the check valve ( 10 ) on the output side of the preheating pump ( 8th ) in the preheating branch ( 7 ) is arranged. Vorrichtung (12) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bypassanschluss (14) ein Bypasseingang ist, der zwischen dem Rückschlagventil (10) und dem Anschluss (11) des Vorwärmzweiges (7) an den Kühlkreis (2) angeordnet ist.Contraption ( 12 ) according to claim 7, characterized in that the first bypass connection ( 14 ) is a bypass input located between the check valve ( 10 ) and the connection ( 11 ) of the preheating branch ( 7 ) to the cooling circuit ( 2 ) is arranged. Vorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkreis (2) über ein steuerbares Ventil (6) mit einem Kühler (5) verbindbar ist, der zum Kühlen der in dem Kühlkreis (2) umgewälzten Kühlflüssigkeit eingerichtet ist.Contraption ( 12 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling circuit ( 2 ) via a controllable valve ( 6 ) with a cooler ( 5 ) which is for cooling the in the cooling circuit ( 2 ) is arranged circulated cooling liquid.
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