DE102010009508B4

DE102010009508B4 - Motor vehicle with cooled front axle drive

Info

Publication number: DE102010009508B4
Application number: DE102010009508.7A
Authority: DE
Inventors: Klaus Schneider; Ellen Granderath; Andreas Koller
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2023-01-12
Anticipated expiration: 2030-02-27
Also published as: ITMI20110260A1; RU107758U1; IT1403330B1; DE102010009508A1; CN102168604B; CN102168604A

Abstract

Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor (2) und einem Kühlsystem (1) für den Verbrennungsmotor (2), wobei das Kühlsystem (1) mindestens einen im Frontbereich des Kraftfahrzeuges angeordneten Kühler (3), Leitungen (4, 5) zum Leiten von Kühlwasser und eine Pumpe (8) zum Fördern des Kühlwassers durch die Leitungen (4, 5) und den Kühler (3) aufweist, sowie mit einem Vorderachsgetriebe (12), das mit einer Kühleinrichtung (13) versehen ist, wobei die Kühleinrichtung (13) des Vorderachsgetriebes (12) von Kühlwasser durchströmt und an das Kühlsystem (1) des Verbrennungsmotors (2) angeschlossen ist, wobei ein Zulauf (14) der Kühleinrichtung (13) für das Vorderachsgetriebe (12) an die Kühlerrücklaufleitung (5) angeschlossen ist und ein Rücklauf (15) der Kühleinrichtung (13) für das Vorderachsgetriebe (12) an die Kühlervorlaufleitung (4) angeschlossen ist, sowie eine Zusatzpumpe (16) zum Fördern von Kühlwasser durch die Kühleinrichtung (13) für das Vorderachsgetriebe (12) der zwischen Kühlerrücklaufleitung (5) und Kühlervorlaufleitung (4) gebildeten Verbindungsleitung (14, 15) zugeordnet ist.

Motor vehicle with an internal combustion engine (2) and a cooling system (1) for the internal combustion engine (2), the cooling system (1) having at least one radiator (3) arranged in the front area of the motor vehicle, lines (4, 5) for conducting cooling water and a pump (8) for conveying the cooling water through the lines (4, 5) and the cooler (3), and with a front axle drive (12) which is provided with a cooling device (13), the cooling device (13) of the front axle drive (12) flows through cooling water and is connected to the cooling system (1) of the internal combustion engine (2), with an inlet (14) of the cooling device (13) for the front axle transmission (12) being connected to the cooler return line (5) and a return ( 15) of the cooling device (13) for the front axle drive (12) is connected to the cooler feed line (4), and an additional pump (16) for pumping cooling water through the cooling device (13) for the front axle drive (12) between the cooler return klaufleitung (5) and cooler flow line (4) formed connecting line (14, 15) is assigned.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein allradangetriebenes Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Kühlsystem für den Verbrennungsmotor, wobei das Kühlsystem mindestens einen im Frontbereich des Kraftfahrzeuges angeordneten Kühler, Leitungen zum Leiten von Kühlwasser und eine Pumpe zum Fördern des Kühlwassers durch die Leitungen und dem Kühler aufweist, sowie mit einem Vorderachsgetriebe, das mit einer Kühleinrichtung versehen ist.The invention relates to a motor vehicle, in particular a four-wheel drive motor vehicle with an internal combustion engine and a cooling system for the internal combustion engine, the cooling system having at least one radiator arranged in the front area of the motor vehicle, lines for conducting cooling water and a pump for conveying the cooling water through the lines and the radiator has, and with a front axle, which is provided with a cooling device.

Bei Sportwagen mit Heck- oder Mittelmotor und Allradantrieb wird ein Teil der Motorleistung über ein Vorderachsgetriebe übertragen, das als Vorderachsdifferential ausgebildet ist. Die entstehende Wärme des als im Differentialgehäuse wird dabei an die am Unterboden strömende Luft abgegeben, die an Kühlrippen des Differentialgehäuses entlang strömt, die somit die Kühleinrichtung des Vorderachsgetriebes darstellen.In sports cars with a rear or mid-engine and all-wheel drive, part of the engine power is transmitted via a front-axle drive designed as a front-axle differential. The heat generated in the differential housing is given off to the air flowing on the underbody, which flows along the cooling fins of the differential housing, which thus represent the cooling device of the front axle drive.

Die beschriebene Luftkühlung verursacht bei steigender Leistung folgende Probleme: Die zur Kühlung notwendige Luftmenge steigt. In der Konsequenz sind deshalb immer größere Öffnungen im Unterboden zur Kühlung des Vorderachsdifferentials erforderlich. Hierdurch verschlechtert sich der Strömungswiderstandskoeffizient (Cw-Wert) und es wird der Vorderachsauftrieb nachteilig beeinflusst. Die unter dem Fahrzeug strömende Luft weist nur einen geringen Staudruck auf, wodurch die Wärmeabfuhr an eine physikalische Grenze stößt.The air cooling described causes the following problems with increasing performance: The amount of air required for cooling increases. As a consequence, ever larger openings in the underbody are required to cool the front axle differential. This worsens the drag coefficient (Cd value) and the front axle lift is adversely affected. The air flowing under the vehicle has only a low dynamic pressure, which means that heat dissipation reaches a physical limit.

Ein allradangetriebener Sportwagen der eingangs genannten Art ist aus der Praxis bekannt.A four-wheel drive sports car of the type mentioned is known from practice.

Aus der Praxis ist ferner bekannt, Getriebe bei Kraftfahrzeugen mittels Kühlwasser zu kühlen.It is also known from practice to cool gears in motor vehicles by means of cooling water.

In der DE 100 23 519 A1 ist ein Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug beschrieben, bei dem für die Kühlung eines Getriebes ein Wärmetauscher vorgesehen ist, der wahlweise im Kühlerzulauf oder Kühlerrücklauf angeordnet ist.In the DE 100 23 519 A1 describes a cooling system for a motor vehicle, in which a heat exchanger is provided for cooling a transmission, which heat exchanger is optionally arranged in the cooler inlet or cooler return.

Aus der DE 103 01 564 A1 ist ein Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine mit Niedertemperaturkühler bekannt. Hierbei finden Ventile in einer Verbindungsleitung eines Getriebekühlers Verwendung.From the DE 103 01 564 A1 a cooling circuit of an internal combustion engine with a low-temperature cooler is known. Here, valves are used in a connecting line of a transmission cooler.

Aus der DE 199 43 004 A1 ist eine Kühleinrichtung für eine Brennkraftmaschine bekannt.From the DE 199 43 004 A1 a cooling device for an internal combustion engine is known.

In der DE 33 31 131 A1 ist eine Kühleinrichtung für Antriebsachsen beschrieben. Bei dem wassergekühlten Achsgetriebe erfolgt die Kühlung im Wesentlichen durch ein doppelwandiges Gehäuse. In einem unteren Bereich des Gehäuses weist dieser Kühlwasseranschlüsse auf.In the DE 33 31 131 A1 describes a cooling device for drive axles. In the case of the water-cooled axle drive, cooling is essentially provided by a double-walled housing. In a lower area of the housing, this has cooling water connections.

Aus der DE 32 01 443 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Kühlsystem für den Verbrennungsmotor bekannt. Das Kühlsystem weist einen im Frontbereich des Kraftfahrzeuges angeordneten Kühler, Leitungen zum Leiten von Kühlwasser und eine Pumpe zum Fördern des Kühlwassers durch die Leitungen und den Kühler auf. Ferner weist das Kraftfahrzeug ein Getriebe auf, das mit einer Kühleinrichtung versehen ist. Die Kühleinrichtung des Getriebes wird von Kühlwasser durchströmt und es ist die Kühleinrichtung an das Kühlsystem des Verbrennungsmotors angeschlossen.From the DE 32 01 443 A1 a motor vehicle with an internal combustion engine and a cooling system for the internal combustion engine is known. The cooling system has a radiator arranged in the front area of the motor vehicle, pipes for conducting cooling water and a pump for conveying the cooling water through the pipes and the radiator. Furthermore, the motor vehicle has a transmission that is provided with a cooling device. Cooling water flows through the cooling device of the transmission and the cooling device is connected to the cooling system of the internal combustion engine.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein solches Kraftfahrzeug dahingehend weiter zu bilden, dass nicht nur, unabhängig von den aerodynamischen Anströmverhältnissen des Achsgetriebes, insbesondere eines Vorderachsgetriebes, dessen optimale Kühlung gewährleistet ist, sondern die Kühleinrichtung auf unterschiedlichste Art und Weise an das Kühlsystem des Verbrennungsmotors angeschlossen sein kann. Das Anschließen der Kühleinrichtung an das Kühlsystem des Verbrennungsmotors soll mit geringem Zusatzaufwand, insbesondere unter dem Aspekt der Kosten und des Gewichts möglich sein.The object of the present invention is to further develop such a motor vehicle in such a way that not only is optimal cooling ensured, independently of the aerodynamic flow conditions of the axle drive, in particular a front axle drive, but the cooling device is connected to the cooling system of the internal combustion engine in a wide variety of ways can be connected. The connection of the cooling device to the cooling system of the internal combustion engine should be possible with little additional effort, in particular from the point of view of costs and weight.

Gelöst wird die Aufgabe durch unterschiedliche Varianten des Kraftfahrzeugs, wie sie Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche 1, 3 und 5 sind.The object is achieved by different variants of the motor vehicle, as are the subject matter of independent patent claims 1, 3 and 5.

Da die Kühleinrichtung des Vorderachsgetriebes von Kühlwasser durchströmt und an das Kühlsystem des Verbrennungsmotors angeschlossen ist, kann die Kühlung des Vorderachsgetriebes bei einem beispielsweise allradangetriebenen Kraftfahrzeug somit unabhängig von den Luftanströmverhältnissen des Vorderachsgetriebes erfolgen. Die Kühlung des Vorderachsgetriebes mit Kühlwasser, das die Kühleinrichtung des Vorderachsgetriebes durchströmt, erfolgt wesentlich effektiver als eine Luftkühlung. Zum Kühlen des Vorderachsgetriebes ist somit zusätzlich zu dem mindestens einen standardgemäß im Frontbereich des Kraftfahrzeugs angeordneten Kühler eine separate Kühleinrichtung am Vorderachsgetriebe vorgesehen.Since cooling water flows through the cooling device of the front axle drive and is connected to the cooling system of the internal combustion engine, the front axle drive can be cooled independently of the air flow conditions of the front axle drive in a motor vehicle with all-wheel drive, for example. The cooling of the front axle differential with cooling water, which flows through the cooling device of the front axle differential, is much more effective than air cooling. To cool the front axle drive, a separate cooling device is therefore provided on the front axle drive in addition to the at least one radiator that is normally arranged in the front area of the motor vehicle.

Zu dem mindestens einen im Frontbereich des Kraftfahrzeuges angeordneten Kühler ist insbesondere eine Kühlervorlaufleitung und vom Kühler weg eine Kühlerrücklaufleitung geführt. Diese Leitungen stehen in Strömungsverbindung mit Kühlkanälen und dergleichen des Verbrennungsmotors.In particular, a cooler supply line is routed to the at least one cooler arranged in the front region of the motor vehicle, and a cooler return line is routed away from the cooler. These lines are in fluid communication with cooling channels and the like of the internal combustion engine.

Vorzugsweise ist der Kühlerrücklaufleitung ein Thermostat zum temperaturabhängigen Öffnen und Schließen der Kühlerrücklaufleitung zugeordnet. Insbesondere verbindet eine weitere Leitung die Kühlervorlaufleitung und die Kühlerrücklaufleitung in der Warmlaufphase des Verbrennungsmotors: Das Kühlwasser wird hierbei nicht über den im Frontbereich des Kraftfahrzeuges angeordneten Kühler geführt, sondern es steuert das Thermostat die Kühlerrücklaufleitung und die weitere Leitung, so dass das Kühlwasser vom Verbrennungsmotor über eine kurze Länge der Kühlervorlaufleitung und von dort über die weitere Leitung der Kühlerrücklaufleitung zugeführt wird und über eine kurze Länge dieser Leitung wieder zum Verbrennungsmotor gelangt. Das Thermostat steuert hierbei ein Ventil im Übergang von der weiteren Leitung zur Kühlerrücklaufleitung in dessen Offenstellung. Steigt der Kühlbedarf, wird über das Thermostat das Ventil geschlossen, so dass der Durchfluss durch die weitere Leitung gesperrt ist.A thermostat for temperature-dependent opening and closing of the cooler return line is preferably assigned to the cooler return line. In particular, another line connects the cooler flow line and the cooler return line in the warm-up phase of the combustion engine: The cooling water is not routed through the cooler arranged in the front area of the vehicle, but the thermostat controls the cooler return line and the other line, so that the cooling water from the combustion engine over a short length of the cooler flow line and is fed from there via the further line to the cooler return line and returns to the internal combustion engine over a short length of this line. The thermostat controls a valve in the transition from the other line to the cooler return line in its open position. If the cooling requirement increases, the valve is closed via the thermostat so that the flow through the further line is blocked.

Das Kühlsystem ist insbesondere so ausgestaltet, dass vor dem Verbrennungsmotor die Pumpe angeordnet ist, insbesondere die Pumpe strömungsseitig hinter dem Thermostat angeordnet ist. Die Kühlflüssigkeit wird demzufolge mit hohem Druck durch die Kühlkanäle und dergleichen des Verbrennungsmotors geleitet und von dort mit relativ hohem Druck durch die Kühlerzulaufleitung und nach dem Durchströmen des im Frontbereich des Kraftfahrzeuges angeordneten Kühlers mit relativ geringem Druck durch die Kühlerrücklaufleitung zur Pumpe zurückgeführt.The cooling system is designed in particular in such a way that the pump is arranged in front of the internal combustion engine, in particular the pump is arranged on the flow side behind the thermostat. The cooling liquid is therefore conducted at high pressure through the cooling ducts and the like of the internal combustion engine and from there is returned to the pump at relatively high pressure through the cooler inlet line and after flowing through the cooler arranged in the front area of the motor vehicle at relatively low pressure through the cooler return line.

Die Kühleinrichtung des Vorderachsgetriebes kann auf unterschiedliche Art und Weise an das Kühlsystem des Verbrennungsmotors angeschlossen sein. Insbesondere sind solche Ausgestaltungen von Vorteil, die einen geringen Zusatzaufwand, insbesondere unter dem Aspekt der Kosten und des Gewichts bedingen. Diese alternativen Gestaltungen sind im Folgenden näher beschrieben:

Nach der ersten erfindungsgemäßen Variante ist vorgesehen, dass ein Zulauf der Kühleinrichtung für das Vorderachsgetriebe an die Kühlerrücklaufleitung angeschlossen ist und ein Rücklauf der Kühleinrichtung für das Vorderachsgetriebe an die Kühlervorlaufleitung angeschlossen ist, sowie eine Zusatzpumpe zum Fördern von Kühlwasser durch die Kühleinrichtung für das Vorderachsgetriebe der zwischen Kühlerrücklaufleitung und Kühlervorlaufleitung gebildeten Verbindungsleitung zugeordnet ist.

The cooling device of the front axle transmission can be connected to the cooling system of the internal combustion engine in different ways. In particular, such configurations are advantageous that require little additional effort, particularly from the point of view of costs and weight. These alternative configurations are described in more detail below:

According to the first variant according to the invention, it is provided that an inlet of the cooling device for the front axle drive is connected to the cooler return line and a return of the cooling device for the front axle drive is connected to the cooler flow line, as well as an additional pump for pumping cooling water through the cooling device for the front axle drive of the between Radiator return line and radiator flow line is assigned formed connecting line.

Das Kühlwasser wird an einer Entnahmestelle am Kühlerrücklauf entnommen. Das erwärmte Kühlwasser wird dann dem Kühlervorlauf zugeführt. Da im Kühlervorlauf ein höherer Druck als im Kühlerrücklauf herrscht, wird für diese Variante die Zusatzpumpe gebraucht, mit der die Druckdifferenz überwunden und zusätzlich eine bestimmte Förderleistung eingestellt werden kann. Aufgrund der erhöhten Kühlwassertemperatur kann mehr Wärme in den im Frontbereich des Kraftfahrzeuges angeordneten Kühler abgeführt werden, so dass ein positiver Einfluss auf das Motorkühlwassersystem entsteht. Wird das Kühlwasser von der Kühlerrücklaufleitung vor dem Thermostaten abgezweigt, kann die Kühlung völlig unabhängig vom Zustand des Thermostats erfolgen. Zweckmäßig ist der Verbindungsleitung, die der Kühleinrichtung für das Vorderachsgetriebe zugeordnet ist, ein Ventil zugeordnet, das insbesondere zwischen der Kühleinrichtung und der Kühlervorlaufleitung angeordnet ist. Dieses Ventil lässt sich ansteuern und schließt die Verbindungsleitung, wenn keine Kühlung des Vorderachsgetriebes erforderlich ist bzw. verhindert die Durchströmung der Kühleinrichtung des Vorderachsgetriebes, bei abgeschalteter Pumpe, mit heißem Kühlwasser.The cooling water is taken from a tapping point on the cooler return. The heated cooling water is then fed to the cooler flow. Since there is a higher pressure in the cooler flow than in the cooler return, the additional pump is needed for this variant, with which the pressure difference can be overcome and a specific delivery rate can also be set. Due to the increased cooling water temperature, more heat can be dissipated in the radiator arranged in the front area of the motor vehicle, so that there is a positive influence on the engine cooling water system. If the cooling water is branched off from the radiator return line in front of the thermostat, cooling can take place completely independently of the status of the thermostat. A valve is expediently assigned to the connecting line, which is assigned to the cooling device for the front axle transmission, and is arranged in particular between the cooling device and the cooler feed line. This valve can be controlled and closes the connecting line if no cooling of the front axle differential is required or prevents hot cooling water from flowing through the cooling device of the front axle differential when the pump is switched off.

Das Kraftfahrzeug ist beispielsweise derart gestaltet, dass im Frontbereich des Kraftfahrzeuges zwei Kühler angeordnet sind, die außerhalb der Fahrzeugmitte angeordnet sind, es sich somit um Seitenkühler handelt. In diesem Fall ist die Kühlervorlaufleitung zweckmäßig über ein Y-Stück mit den beiden Kühlern verbunden und entsprechend die Kühlerrücklaufleitung über ein Y-Stück mit der Kühlerrücklaufleitung verbunden. Die Anschlüsse der Verbindungsleitung der Kühleinrichtung für das Vorderachsgetriebe erfolgen in diesem Fall vorteilhaft an die Y-Stücke der beiden Seitenkühler. Alternativ sind auch Anschlussstücke direkt an der Verbindungsleitung möglich.The motor vehicle is designed, for example, in such a way that two coolers are arranged in the front area of the motor vehicle, which are arranged outside the center of the vehicle, and are therefore side coolers. In this case, the cooler flow line is expediently connected to the two coolers via a Y-piece and the cooler return line is correspondingly connected to the cooler return line via a Y-piece. In this case, the connections of the connecting line of the cooling device for the front axle differential are advantageously made to the Y-pieces of the two side coolers. Alternatively, connection pieces are also possible directly on the connecting line.

Mittels dieser beschriebenen Variante lässt sich somit eine optimale Kühlleistung für das Vorderachsgetriebe erzielen, wobei nur minimale Änderungen an den Motorkühlwasserleitungen erforderlich sind, konkret nur die beiden Y-Stücke bei Verwendung zweier Seitenkühler zu ändern sind. Die Anordnung der Kühleinrichtung und deren Anschluss an das Kühlsystem bewirkt einen positiven Einfluss auf das Motorkühlsystem. Allerdings ist eine relativ leistungsstarke Pumpe zu verwenden, mit der Konsequenz einer relativ hohen elektrischen Energieaufnahme, hohem Gewicht und erhöhten Kosten, da gegen die Druckdifferenz des Motorkühlkreislaufs zwischen Kühlervorlaufleitung und Kühlerrücklaufleitung gefördert werden muss.By means of this variant described, an optimal cooling capacity for the front axle drive can be achieved, with only minimal changes to the engine cooling water lines being required, specifically only the two Y-pieces need to be changed when using two side coolers. The arrangement of the cooling device and its connection to the cooling system has a positive influence on the engine cooling system. However, a relatively powerful pump must be used, with the consequence of a relatively high electrical energy consumption, high weight and increased costs, since the pressure difference in the engine cooling circuit between the cooler feed line and the cooler return line must be pumped.

Gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Variante ist ein Zulauf und ein Rücklauf der Kühleinrichtung für das Vorderachsgetriebe an die Kühlerrücklaufleitung angeschlossen, sowie eine Zusatzpumpe zum Fördern von Kühlwasser durch die Kühleinrichtung für das Vorderachsgetriebe der Abzweigleitung für die Kühleinrichtung des Vorderachsgetriebes zugeordnet. Gemäß dieser Variante wird das Kühlwasser somit im Kühlerrücklauf entnommen, wobei das erwärmte Kühlwasser dem Kühlerrücklauf wieder zugeführt wird. Die hierbei Verwendung findende zusätzliche Pumpe wird nur benötigt, um die notwendige Förderleistung einzustellen. Das Kühlwasser wird dem Motorkühlwasserkreis hinter dem Kühler „kalt“ entnommen und es fördert diese zusätzliche Pumpe das Kühlwasser durch die Kühleinrichtung des Vorderachsgetriebes und speist das erwärmte Kühlwasser in die Kühlerrücklaufleitung, somit dem kalten Strang des Motorkühlwasserkreislaufs ein. Bei dieser Verschaltung erfolgt eine Kühlung bei geöffnetem Thermostat, somit bei einem Durchfluss von Kühlwasser durch die Kühlerrücklaufleitung von dem im Frontbereich des Kraftfahrzeuges angeordneten Kühler zum Verbrennungsmotor. Sinnvoll ist diese Anwendung in Verbindung mit einem Kennfeldthermostat, der in Abhängigkeit der Temperatur des Vorderachsgetriebes geöffnet werden kann. Insofern ist das Vorderachsgetriebe mit einem Temperatursensor auszustatten. Ein zweckmäßig vorgesehenes Ventil, das der vom Kühlerrücklauf abzweigenden Leitung der Kühleinrichtung für das Vorderachsgetriebe zugeordnet ist, dient zur Sicherstellung, dass kein Wasser durch die Kühleinrichtung für das Vorderachsgetriebe fließt, wenn dies nicht gewünscht ist und die Pumpe nicht fördert.According to the second variant of the invention, an inlet and a return of the cooling device for the front axle transmission are connected to the cooler return line, as well as an additional pump for pumping cooling water through the cooling device for the front axle transmission Assigned branch line for the cooling system of the front axle drive. According to this variant, the cooling water is thus removed from the cooler return, with the heated cooling water being fed back to the cooler return. The additional pump used here is only required to set the necessary delivery rate. The cooling water is taken “cold” from the engine cooling water circuit behind the radiator and this additional pump pumps the cooling water through the cooling system of the front axle drive and feeds the heated cooling water into the radiator return line, i.e. the cold leg of the engine cooling water circuit. With this connection, cooling takes place when the thermostat is open, ie when cooling water flows through the cooler return line from the cooler arranged in the front area of the motor vehicle to the internal combustion engine. This application makes sense in connection with a characteristic map thermostat, which can be opened depending on the temperature of the front axle drive. In this respect, the front axle differential must be equipped with a temperature sensor. An expediently provided valve, which is assigned to the line of the cooling device for the front axle differential that branches off from the cooler return, serves to ensure that no water flows through the cooling device for the front axle differential when this is not desired and the pump is not pumping.

Bei dieser Variante ist grundsätzlich vorgesehen, dass das Thermostat am Verbrennungsmotor den Kühlkreis des Fahrzeugs bereits geöffnet hat. Da es aber Fahrzustände geben kann (z. B. extrem kalte Außentemperatur), bei denen sich das Vorderachsgetriebe bereits stark erwärmt, der Verbrennungsmotor aber rein über den Kurzschlusskreislauf und den Heizkreislauf betrieben wird, das Thermostat also noch geschlossen ist, ist gemäß einer Modifizierung dieser zweiten Variante vorgesehen, dass das Kühlsystem für diesen Betriebszustand selbsttätig eine Kühlfunktion aktiviert. Grundsätzlich wäre es hierzu möglich, einen Bypass um das Thermostat zu schaffen, der bezüglich der Kühlung des Vorderachsgetriebes bedarfgerecht geöffnet werden kann, oder eine direkte Ansteuerung des Thermostaten durch die Kühleinrichtung des Vorderachsgetriebes vorzusehen. Beides bedeutet allerdings einen massiven Eingriff in die Regelung des Kühlsystems des Gesamtfahrzeugs.In this variant, it is generally provided that the thermostat on the combustion engine has already opened the vehicle's cooling circuit. However, since there can be driving conditions (e.g. extremely cold outside temperature) in which the front axle differential already heats up considerably, but the combustion engine is operated purely via the short-circuit circuit and the heating circuit, i.e. the thermostat is still closed, a modification of this is necessary second variant provided that the cooling system automatically activates a cooling function for this operating state. In principle, it would be possible to create a bypass around the thermostat, which can be opened as required with regard to the cooling of the front axle drive, or to provide direct control of the thermostat by the cooling device of the front axle drive. However, both mean a massive intervention in the control of the cooling system of the entire vehicle.

Um dies zu verhindern, ermöglicht eine weitere Leitung von der Kühleinrichtung des Vorderachsgetriebes zur Vorlaufleitung des Kühlsystems einen Kühlmittelfluss im Fall des geschlossenen Thermostaten. Da in diesem Fall keine Druckdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf des Kühlers ansteht, kann die Zusatzpumpe genutzt werden, um das Kühlmittel vom Rücklauf des Kühlsystems durch die Kühleinrichtung des Vorderachsgetriebes in den Vorlauf des Kühlsystems des Fahrzeuges einzuspeisen. So ist sichergestellt, dass die Kühleinrichtung des Vorderachsgetriebes immer mit Kühlwasser aus dem Rücklauf des Kühlsystems versorgt werden kann. Um zu verhindern, dass die Zusatzpumpe das Wasser vom Rücklauf des Kühlsystems durch die Kühleinrichtung des Vorderachsgetriebes wieder zum Rücklauf des Kühlsystems zurückfördert, ist ein Ventil, insbesondere ein Scheibenventil in der Rücklaufleitung zwischen der Kühleinrichtung für das Vorderachsgetriebe und dem Rücklauf des Kühlsystems vorgesehen. Dieses verhindert zudem, dass die Kühleinrichtung des Vorderachsgetriebes mit Kühlwasser durchströmt wird, wenn der Thermostat geöffnet und eine Durchströmung nicht gewünscht ist. In der Rücklaufleitung zwischen der Kühleinrichtung des Vorderachsgetriebes und dem Vorlauf des Kühlsystems ist insbesondere ein Rückschlagventil vorzusehen, um einen Kühlmittelfluss in Richtung heiß-kalt aufgrund der anstehenden Druckdifferenz bei geöffnetem Thermostat zu verhindern.To prevent this, a further line from the cooling device of the front axle differential to the flow line of the cooling system allows coolant to flow when the thermostat is closed. Since in this case there is no pressure difference between the flow and return lines of the cooler, the additional pump can be used to feed the coolant from the return line of the cooling system through the cooling device of the front axle differential into the flow line of the vehicle's cooling system. This ensures that the cooling system of the front axle differential can always be supplied with cooling water from the cooling system return line. In order to prevent the additional pump from pumping the water from the return line of the cooling system through the cooling device of the front axle transmission back to the return line of the cooling system, a valve, in particular a disc valve, is provided in the return line between the cooling device for the front axle transmission and the return line of the cooling system. This also prevents cooling water from flowing through the cooling device of the front axle differential when the thermostat is open and flow is not desired. In the return line between the cooling device of the front axle differential and the flow of the cooling system, a non-return valve is to be provided in particular to prevent a coolant flow in the hot-cold direction due to the existing pressure difference when the thermostat is open.

Dieses System ermöglicht in allen Betriebspunkten eine bedarfsgerechte Kühlung der Kühleinrichtung des Vorderachsgetriebes mit Kühlwasser aus dem Rücklauf des Kühlsystems, ohne eine Ansteuerung oder eine Überbrückung des Thermostaten vornehmen zu müssen. Dieses System weist somit einen weiteren Rücklauf der Kühleinrichtung für das Vorderachsgetriebe auf, der an die Kühlervorlaufleitung angeschlossen ist, ferner sind Mittel zum Öffnen und Schließen des Rücklaufs und des weiteren Rücklaufs vorgesehen.This system enables the cooling system of the front axle differential to be cooled as required at all operating points using cooling water from the cooling system return flow, without having to activate or bypass the thermostat. This system thus has a further return of the cooling device for the front axle transmission, which is connected to the cooler supply line, and means are also provided for opening and closing the return and the further return.

Bei Verwendung von Seitenkühlern kann bei dieser Variante ein Anschluss der Abzweigleitung an ein Y-Stück zur Verzweigung auf die beiden Seitenkühler erfolgen, der andere erfolgt an das mit dem Y-Stück verbundene Kühlwasserrohr der Kühlerrücklaufleitung.When using side coolers, the branch line can be connected to a Y-piece for branching to the two side coolers in this variant, the other is connected to the cooling water pipe of the cooler return line connected to the Y-piece.

Bei dieser Variante ist kein Einfluss vom Motorkühlkreis zu verzeichnen und es lässt sich eine optimale Kühlleistung für das Vorderachsgetriebe erzielen. Es ist eine zusätzliche Pumpe erforderlich, die eine relativ geringe Leistung benötigt, sowie ein Ventil. Es sind aber umfangreichere Änderungen an der Kühlerrücklaufleitung erforderlich und es entsteht ein erhöhter Regelungsaufwand, insbesondere bei Verwendung des Kennfeldthermostaten, der zu steuern ist.With this variant, there is no influence of the engine cooling circuit and an optimal cooling capacity can be achieved for the front axle drive. An additional pump is required, which requires relatively little power, as well as a valve. However, more extensive changes to the cooler return line are required and there is an increased control effort, especially when using the characteristic map thermostat, which is to be controlled.

Gemäß der dritten erfindungsgemäßen Variante ist vorgesehen, dass ein Zulauf der Kühleinrichtung für das Vorderachsgetriebe an die Kühlervorlaufleitung angeschlossen ist und ein Rücklauf der Kühleinrichtung für das Vorderachsgetriebe an die Kühlerrücklaufleitung angeschlossen ist. Es wird somit das Kühlwasser dem Kühlervorlauf entnommen, wobei das erwärmte Kühlwasser in den Kühlerrücklauf eingespeist wird. Da bei dieser Variante im Kühlervorlauf ein höherer Druck als im Kühlerrücklauf vorliegt, ist zur Förderung des Kühlwassers durch die Kühleinrichtung des Vorderachsgetriebes aufgrund der vorhandenen Druckdifferenz keine Förderpumpe, somit keine zusätzliche Pumpe notwendig. Sind im Frontbereich des Kraftfahrzeuges die beiden Seitenkühler angeordnet, können die Anschlüsse für die beiden Leitungen zur Kühleinrichtung für das Vorderachsgetriebe an die Y-Stücke zur Verzweigung auf die beiden Seitenkühler erfolgen. Die Kühlung der Kühleinrichtung erfolgt bei geöffnetem Thermostat. Bei dieser Variante sollte ein Kennfeldthermostat vorgesehen sein, der in Abhängigkeit der Temperatur des Vorderachsgetriebes geöffnet werden kann. Hierbei ist es erforderlich, die Motorkühlwassergrenztemperatur zu beachten.According to the third variant of the invention, it is provided that an inlet of the cooling device for the front axle transmission is connected to the cooler feed line and a return of the cooling device for the front axle transmission is connected to the cooler return line. The cooling water is thus taken from the cooler flow men, whereby the heated cooling water is fed into the cooler return. Since the pressure in the cooler flow is higher in this variant than in the cooler return, no delivery pump is required to pump the cooling water through the cooling device of the front axle drive due to the existing pressure difference, and therefore no additional pump is required. If the two side coolers are arranged in the front area of the motor vehicle, the connections for the two lines to the cooling device for the front axle drive can be made to the Y-pieces for branching to the two side coolers. The cooling device is cooled when the thermostat is open. In this variant, a map thermostat should be provided, which can be opened depending on the temperature of the front axle drive. Here it is necessary to observe the engine cooling water limit temperature.

Bei dieser Variante ist somit die Möglichkeit gegeben, das Getriebeöl des Vorderachsgetriebes mit dem Kühlwasser anzuwärmen, solange die Öltemperatur unter der Kühlwassertemperatur liegt. Hierdurch kann der verbrauchsintensive Bereich der erhöhten Reibung (Viskosität) im Kaltlauf abgekürzt werden. Vorraussetzung für diese Funktion ist die Durchströmung des Kühlsystems. Dies ist gegeben, wenn der Kühlwasserrücklauf, der vom Thermostaten geregelt wird, offen ist. Hierzu wird ein Kennfeldthermostat, dessen Hub elektrisch beeinflusst werden kann, verwendet.With this variant, there is therefore the possibility of heating the gear oil of the front axle differential with the cooling water as long as the oil temperature is below the cooling water temperature. As a result, the consumption-intensive area of increased friction (viscosity) during cold running can be shortened. A prerequisite for this function is the flow through the cooling system. This occurs when the cooling water return, which is controlled by the thermostat, is open. For this purpose, a map-controlled thermostat, the stroke of which can be influenced electrically, is used.

Bei dieser beschriebenen Variante ist es zum Kühlen des Vorderachsgetriebes erforderlich, dass der Kühlkreislauf des Fahrzeugs bereits geöffnet ist, insbesondere ein Thermostat am Motor den Kühlkreislauf des Fahrzeugs bereits geöffnet hat. Da es aber Fahrzustände geben kann (z. B. extrem kalte Außentemperatur), bei denen sich das Vorderachsgetriebe bereits stark erwärmt, der Motor aber rein über den Kurzschlusskreislauf und den Heizkreislauf betrieben wird, das Thermostat also noch geschlossen ist, muss dieses System für diesen Betriebszustand selbsttätig eine Kühlfunktion aktivieren. So ist gemäß einer Modifizierung der dritten Variante vorgesehen, dass in die Kühlwasserleitung zur Kühleinrichtung des Vorderachsgetriebes eine Zusatzpumpe eingebracht wird. Diese Zusatzpumpe fördert dann Kühlwasser vom Vorlauf des Kühlsystems über die Kühleinrichtung des Vorderachsgetriebes auf die Rücklaufseite des Kühlsystems. Da der Rücklauf zum Motor vom Thermostat verschlossen ist, strömt das Wasser zum Kühler und von dort wieder zur Vorlaufseite zurück, von wo es wieder angesaugt wird. In diesem Betriebszustand kehrt sich also die Strömungsrichtung durch den Kühler um. Öffnet nun nach und nach das Hauptkühlsystem, arbeitet die Zusatzpumpe entweder unterstützend mit oder wird, bei ausreichend großer Druckdifferenz im Hauptkühlsystem, abgeschaltet. In diesem Zustand funktioniert dann die Kühlung des Vorderachsgetriebes, wie zur grundsätzlichen dritten Variante beschrieben.In this variant described, it is necessary for cooling the front axle transmission that the cooling circuit of the vehicle is already open, in particular a thermostat on the engine has already opened the cooling circuit of the vehicle. However, since there can be driving conditions (e.g. extremely cold outside temperature) in which the front axle differential already heats up considerably, but the engine is operated purely via the short-circuit circuit and the heating circuit, i.e. the thermostat is still closed, this system must be used for this operating state automatically activate a cooling function. According to a modification of the third variant, an additional pump is introduced into the cooling water line to the cooling device of the front axle drive. This additional pump then conveys cooling water from the flow line of the cooling system via the cooling device of the front axle differential to the return side of the cooling system. Since the return to the engine is closed by the thermostat, the water flows to the cooler and from there back to the flow side, from where it is sucked in again. In this operating state, the direction of flow through the cooler is reversed. If the main cooling system now gradually opens, the additional pump either works as a support or is switched off if the pressure difference in the main cooling system is sufficiently large. In this state, the cooling of the front axle differential works as described for the basic third variant.

Weiterhin lässt sich auch ein Betriebszustand erkennen, bei dem die Vorlauftemperatur des Kühlwassers das Öl im Vorderachsgetriebe unnötig anheizen und dadurch belasten würde. Trotz abgeschalteter Zusatzpumpe lässt diese als Strömungspumpe immer noch eine Restwassermenge frei durchströmen. Für diesen Betriebszustand ist es erforderlich, in die Kühlleitung zu der oder von der Kühleinrichtung des Vorderachsgetriebes noch zusätzlich ein Absperrventil einzubauen, das dieses verhindert. Bei dieser beschriebenen Modifikation der dritten Variante ist demzufolge eine Zusatzpumpe zum Fördern von Kühlwasser durch die Kühleinrichtung für das Vorderachsgetriebe der Abzweigleitung für die Kühleinrichtung des Vorderachsgetriebes zugeordnet, wobei die Zusatzpumpe, bei geschlossenem Rücklauf zum Verbrennungsmotor, Kühlwasser zur Rücklaufseite des Kühlers fördert.Furthermore, an operating condition can also be identified in which the flow temperature of the cooling water would unnecessarily heat up the oil in the front axle drive and thus load it. Despite the additional pump being switched off, this still allows a residual amount of water to flow freely as a flow pump. For this operating condition, it is necessary to additionally install a shut-off valve in the cooling line to or from the cooling device of the front axle differential to prevent this. In this described modification of the third variant, an additional pump for pumping cooling water through the cooling device for the front axle drive is therefore assigned to the branch line for the cooling device of the front axle drive, with the additional pump pumping cooling water to the return side of the cooler when the return to the internal combustion engine is closed.

Diese dritte Variante zeichnet sich durch minimale Kosten, insbesondere aufgrund des Verzichts auf eine zusätzliche Pumpe, minimales zusätzliches Gewicht und minimale erforderliche Änderungen an den Kühlwasserleitungen aus, die im Wesentlichen entsprechend denjenigen der ersten Variante, aber höher als diejenigen der zweiten Variante sind. Allerdings ist die Kühlleistung geringer, weil sie von der Druckdifferenz zwischen Kühlervorlauf und Kühlerrücklauf abhängt und die Kühlwassertemperatur im Vorlauf deutlich höher liegt.This third variant is characterized by minimal costs, in particular due to the omission of an additional pump, minimal additional weight and minimal required modifications to the cooling water pipes, which are essentially similar to those of the first variant but higher than those of the second variant. However, the cooling capacity is lower because it depends on the pressure difference between the cooler flow and the cooler return and the cooling water temperature in the flow is significantly higher.

Gemäß einer bevorzugten Gestaltung ist die Kühleinrichtung des Vorderachsgetriebes im Wesentlichen durch das Gehäuse des Vorderachsgetriebes und eine unten mit dem Gehäuse verbundene Wanne, die Kühlwasseranschlüsse für Zulauf und Rücklauf des Kühlwassers aufweist, gebildet. Insbesondere weist das Gehäuse des Vorderachsgetriebes Kühlrippen auf, die in den zwischen Gehäuse und Boden sowie zwischen Seitenwänden der Wanne gebildeten Wannenraum ragen. Hierdurch ist ein besonders guter Wirkungsgrad des Wärmeübergangs zwischen Kühlwasser und Gehäuse des Vorderachsgetriebes sichergestellt.According to a preferred embodiment, the cooling device of the front axle transmission is essentially formed by the housing of the front axle transmission and a trough which is connected to the housing at the bottom and has cooling water connections for the inlet and return of the cooling water. In particular, the housing of the front axle transmission has cooling ribs that protrude into the trough space formed between the housing and the floor and between the side walls of the trough. This ensures particularly good heat transfer efficiency between the cooling water and the housing of the front axle drive.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im Nachfolgenden näher beschrieben. Es zeigt:

1 die erste Variante des Kühlsystems für ein allradangetriebenes Kraftfahrzeug, veranschaulicht in schematischer Darstellung,
2 eine Darstellung der baulichen Gestaltung des Kühlsystems nach 1 im Frontbereich des Fahrzeugs und des Vorderachsgetriebes, veranschaulicht in einer Unteransicht,
3 und 4 Darstellungen gemäß der 1 und 2 für die zweite Variante,
5 eine geringfügige Modifizierung der zweiten Variante gemäß 3 in einer schematischen Darstellung,
6 und 7 Darstellungen gemäß der 1 und 2 bzw. 3 und 4 für die dritte Variante, und
8 eine geringfügige Modifizierung der dritten Variante gemäß 6 in einer schematischen Darstellung.

Preferred embodiments of the invention are shown in the drawing and described in more detail below. It shows:

1 the first variant of the cooling system for a four-wheel drive motor vehicle, illustrated in a schematic representation,
2 a representation of the structural design of the cooling system 1 in the front area of the vehicle and the front axle drive, illustrated in a view from below,
3 and 4 Representations according to 1 and 2 for the second variant,
5 according to a slight modification of the second variant 3 in a schematic representation,
6 and 7 Representations according to 1 and 2 or. 3 and 4 for the third variant, and
8th according to a slight modification of the third variant 6 in a schematic representation.

Das nachfolgend für die drei grundsätzlichen Varianten beschriebene Kühlsystem bezieht sich auf ein allradangetriebenes Kraftfahrzeug, insbesondere einen Sportwagen mit Heck- oder Mittelmotor und Allradantrieb, bei dem ein Teil der Leistung des Verbrennungsmotors über ein Vorderachsgetriebe übertragen wird. Dieser Sportwagen weist im Frontbereich zwei seitliche Kühler auf, wobei in den Prinzipdarstellungen gemäß der 1, 3 und 5 der Einfachheit halber nur ein Kühler veranschaulicht ist.The cooling system described below for the three basic variants relates to an all-wheel drive motor vehicle, in particular a sports car with a rear or central engine and all-wheel drive, in which part of the power of the internal combustion engine is transmitted via a front axle drive. This sports car has two side radiators in the front area, whereby in the schematic representations according to the 1 , 3 and 5 only one cooler is illustrated for simplicity.

Die erste Variante ist in den 1 und 2 veranschaulicht:

Die Prinzipdarstellung des Kühlsystems 1 veranschaulicht den Verbrennungsmotor 2 und den Kühler 3, ferner eine den Verbrennungsmotor 2 mit dem Kühler 3 verbindende Kühlervorlaufleitung 4 und eine den Kühler 3 mit dem Verbrennungsmotor 2 verbindende Kühlerrücklaufleitung 5. In der Kühlervorlaufleitung 4 steht vor dem Kühler 3 ein Kühlwasserdruck p₁ an, der größer ist als der Kühlwasserdruck p₂ in der Kühlerrücklaufleitung 5 kurz hinter dem Kühler 3. Der Durchfluss durch die Kühlerrücklaufleitung 5 lässt sich mittels eines Thermostaten 6 regeln, der auch den Durchfluss durch eine Leitung 7 regelt, die die Kühlervorlaufleitung 4 mit der Kühlerrücklaufleitung 5 verbindet. Insbesondere ist in der Warmlaufphase des Verbrennungsmotors 2 die Kühlerrücklaufleitung 5 stromaufwärts des Thermoastaten 6 geschlossen und es wird Kühlwasser durch die Kühlervorlaufleitung 4, die Leitung 7 und den bezüglich des Thermostaten 6 stromabwärtigen Bereich der Kühlerrücklaufleitung 5 zum Verbrennungsmotor 2 gefördert. Ist die volle Kühlerleistung des Kühlers 3 erforderlich, ist die Leitung 7 geschlossen. Abwärts des Thermostaten 6 ist der Kühlerrücklaufleitung 5 eine Pumpe 8 zum Fördern des Kühlwassers im Kühlkreislauf zugeordnet. Diese Pumpe 8 fördert Kühlwasser mit erhöhtem Druck durch Kühlkanäle und dergleichen des Verbrennungsmotors 2 und durch die Kühlervorlaufleitung 4 zum Kühler 3 und zurück zur Kühlerrücklaufleitung 5.

The first variant is in the 1 and 2 illustrates:

The schematic representation of the cooling system 1 illustrates the internal combustion engine 2 and the cooler 3, as well as a cooler supply line 4 connecting the internal combustion engine 2 to the cooler 3 and a cooler return line 5 connecting the cooler 3 to the internal combustion engine 2. In the cooler supply line 4 there is a cooling water pressure in front of the cooler 3 p ₁ which is greater than the cooling water pressure p ₂ in the cooler return line 5 just behind the cooler 3. The flow through the cooler return line 5 can be controlled by means of a thermostat 6, which also controls the flow through a line 7 which connects the cooler supply line 4 connects to the cooler return line 5. In particular, in the warm-up phase of the internal combustion engine 2, the cooler return line 5 upstream of the thermostat 6 is closed and cooling water is conveyed through the cooler supply line 4, the line 7 and the area of the cooler return line 5 downstream with respect to the thermostat 6 to the internal combustion engine 2. If the full cooling capacity of the cooler 3 is required, the line 7 is closed. A pump 8 for conveying the cooling water in the cooling circuit is assigned to the cooler return line 5 downstream of the thermostat 6 . This pump 8 delivers cooling water at increased pressure through cooling channels and the like of the internal combustion engine 2 and through the cooler supply line 4 to the cooler 3 and back to the cooler return line 5.

Die Kühlerrücklaufleitung 5 weist im Bereich des Thermostaten 6 eine Bypassleitung 9 auf, der ein Ventil 10 zum Öffnen und Schließen der Leitung 9 zugeordnet ist. An die Leitung 9 ist eine Kühleinrichtung 11 des mit dem Verbrennungsmotor 2 verbundenen Getriebes des Fahrzeugs angeschlossen.In the area of the thermostat 6 , the cooler return line 5 has a bypass line 9 , which is assigned a valve 10 for opening and closing the line 9 . A cooling device 11 of the transmission of the vehicle, which is connected to the internal combustion engine 2 , is connected to the line 9 .

Das allradgetriebene Kraftfahrzeug ist mit einem Vorderachsgetriebe 12 versehen, über das Vorderachsen und über diese Vorderräder des Fahrzeugs angetrieben werden. Dieses Vorderachsgetriebe ist als Vorderachsdifferential ausgebildet. Das Vorderachsgetriebe 12 weist eine Kühleinrichtung 13 auf, die im Wesentlichen durch das Gehäuse 25 des Vorderachsgetriebes 12 und eine unten mit dem Gehäuse 25 verbundene Wanne 24 gebildet ist, die Kühlwasseranschlüsse 23, 26 für Zulauf und Rücklauf des Kühlwassers aufweist.The all-wheel drive motor vehicle is provided with a front axle transmission 12, via which front axles and via these front wheels of the vehicle are driven. This front axle transmission is designed as a front axle differential. The front axle transmission 12 has a cooling device 13 which is essentially formed by the housing 25 of the front axle transmission 12 and a trough 24 which is connected to the housing 25 at the bottom and has cooling water connections 23, 26 for the inlet and return of the cooling water.

1 verdeutlicht, dass ein Zulauf 14 der Kühleinrichtung 13 an die Kühlerrücklaufleitung 5 angeschlossen ist und ein Rücklauf 15 der Kühleinrichtung 13 an die Kühlervorlaufleitung 4 angeschlossen ist. Eine Zusatzpumpe 16, die dem Zulauf zugeordnet ist, dient dem Fördern von Kühlwasser durch die Kühleinrichtung 13. Dem Rücklauf 15 ist ein Ventil 17 zugeordnet. Zum Kühlen der Kühleinrichtung 13 des Vorderachsgetriebes 12 wird somit dem Motorkühlwasserkreis hinter dem Kühler 3 Kühlwasser kalt entnommen. Die Pumpe 16 fördert das Kühlwasser gegen die Druckdifferenz über dem Kühler durch die Kühleinrichtung 13 des Vorderachsgetriebes 12 und speist das erwärmte Kühlwasser in die Kühlervorlaufleitung 4 ein. Der hierbei zu verzeichnende Kreislauf des abgezweigten Kühlwassers ist durch Pfeil 18 veranschaulicht. 1 1 shows that an inlet 14 of the cooling device 13 is connected to the cooler return line 5 and a return 15 of the cooling device 13 is connected to the cooler flow line 4 . An additional pump 16, which is assigned to the inlet, serves to convey cooling water through the cooling device 13. A valve 17 is assigned to the return 15. In order to cool the cooling device 13 of the front axle transmission 12, cold cooling water is thus taken from the engine cooling water circuit behind the radiator 3. The pump 16 conveys the cooling water against the pressure difference across the cooler through the cooling device 13 of the front axle transmission 12 and feeds the heated cooling water into the cooler flow line 4 . The circuit of the branched-off cooling water that can be recorded here is illustrated by arrow 18 .

2 zeigt die bauliche Gestaltung des gemäß dem Kühlprinzip nach 1 konzipierten Fahrzeugs für dessen Frontbereich. 2 shows the structural design of the according to the cooling principle 1 designed vehicle for its front area.

Gezeigt ist das Vorderachsgetriebe 12 mit einem Torquearm 19, wobei das Vorderachsgetriebe 12 kraftschlüssig mit dem Abtrieb des Verbrennungsmotors 2 verbunden ist. Das Fahrzeug weist zwei im Frontbereich des Fahrzeugs angeordnete, nicht veranschaulichte Kühler auf und es verzweigt sich demzufolge die Kühlervorlaufleitung 4 im Bereich eines Y-Stücks 20 nach vorne hin und auch die Kühlerrücklaufleitung 5 im Bereich eines Y-Stücks 21 nach vorne hin, so dass der jeweilige Kühler an den Zulauf und den Ablauf angeschlossen ist. Das Y-Stück 21 des Rücklaufs ist mit einem zusätzlichen Anschluss 22 versehen, mit dem der Zulauf 14 verbunden ist, dem die Zusatzpumpe 16 zugeordnet ist und der mit einem Kühlwasseranschluss 23 einer Wanne 24 verbunden ist, die mit dem Gehäuse 25 des Vorderachsgetriebes 12 verbunden ist. Dieses Gehäuse 25 weist Kühlrippen auf, die in den zwischen Gehäuse 25 und Boden sowie zwischen Seitenwänden der Wanne 24 gebildeten Wannenraum ragen. Diametral zum Kühlwasseranschluss 23 weist die Wanne 24 einen Kühlwasseranschluss 26 auf, mit dem der Rücklauf 15 verbunden ist. Entsprechend dem Anschluss 22 am Y-Stück 21 weist das Y-Stück 20 einen Anschluss 27 auf, mit dem der Rücklauf 15 verbunden ist.Shown is the front-axle transmission 12 with a torque arm 19, the front-axle transmission 12 being non-positively connected to the output of the internal combustion engine 2. The vehicle has two radiators (not illustrated) arranged in the front area of the vehicle, and as a result, the radiator supply line 4 branches forward in the area of a Y-piece 20 and the radiator return line 5 also branches forward in the area of a Y-piece 21, so that the respective cooler is connected to the inlet and outlet. The Y-piece 21 of the return is provided with an additional connection 22 with which the inlet 14 is connected, which is associated with the auxiliary pump 16 and which is connected to a cooling water connection 23 of a trough 24 which is connected to the housing 25 of the front axle drive 12 is connected. This housing 25 has cooling ribs which protrude into the trough space formed between the housing 25 and the base and between the side walls of the trough 24 . Diametrically to the cooling water connection 23, the trough 24 has a cooling water connection 26 to which the return 15 is connected. Corresponding to the connection 22 on the Y-piece 21, the Y-piece 20 has a connection 27 to which the return 15 is connected.

Die zweite Variante gemäß der 3 und 4 unterscheidet sich von derjenigen nach den 1 und 2 nur durch die Anbindung der Kühleinrichtung 13 an das Kühlsystem. Insofern sind mit der ersten Variante übereinstimmende Teile der Einfachheit halber mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.The second variant according to the 3 and 4 differs from the one after the 1 and 2 only by connecting the cooling device 13 to the cooling system. In this respect, parts that correspond to the first variant are denoted by the same reference numbers for the sake of simplicity.

Bei der Variante gemäß der 3 ist der Zulauf 14 gleichfalls mit der Kühlerrücklaufleitung 5 verbunden, weist aber eine in der Leistung schwächere Pumpe 16 auf. Der Rücklauf 15 ist jedoch stromabwärts des Zulaufs 14 wieder mit der Kühlwasserrücklaufleitung 5 verbunden. Die kleine Zusatzpumpe 16 fördert somit das dem Motorkühlwasserkreis hinter dem Kühler 3 kalt entnommene Kühlwasser durch die Kühleinrichtung 13 des Vorderachsgetriebes 12 und speist das erwärmte Kühlwasser wieder in die Kühlerrücklaufleitung 5 stromaufwärts des Thermostaten 6 und der Bypassleitung 9 ein. Aufgrund der Verschaltung erfolgt eine Kühlung bei geöffnetem Thermostat 6. Sinnvoll ist diese Anwendung in Verbindung mit einem Kennfeldthermostaten, der in Abhängigkeit von der Temperatur eines Temperatursensors des Vorderachsgetriebes 12 geöffnet werden kann.In the variant according to the 3 the inlet 14 is also connected to the cooler return line 5, but has a pump 16 with a weaker output. However, the return 15 is connected to the cooling water return line 5 downstream of the inlet 14 . The small additional pump 16 thus conveys the cooling water taken cold from the engine cooling water circuit behind the radiator 3 through the cooling device 13 of the front axle transmission 12 and feeds the heated cooling water back into the radiator return line 5 upstream of the thermostat 6 and the bypass line 9. Because of the interconnection, cooling takes place when the thermostat 6 is open. This application makes sense in connection with a map-controlled thermostat, which can be opened as a function of the temperature of a temperature sensor of the front-axle transmission 12 .

Wie bezüglich dieser zweiten Variante zur 4 zu entnehmen ist, unterscheidet sich die konkrete Ausgestaltung gegenüber derjenigen nach der Variante 1, wie sie in 2 verdeutlicht ist, nur dadurch, dass kein Anschluss 27 am Y-Stück 20 vorgesehen ist, sondern an der Kühlerrücklaufleitung 5 stromabwärts des Y-Stücks 21 der Kühlwasseranschluss 27 anzubringen ist, über den der Rücklauf 15 mit dem Kühlwasseranschluss 26 der Wanne 24 verbunden ist.As for this second variant 4 can be seen, the specific design differs from that according to variant 1, as shown in 2 is made clear only by the fact that no connection 27 is provided on the Y-piece 20, but rather the cooling water connection 27 is to be attached to the cooler return line 5 downstream of the Y-piece 21, via which the return 15 is connected to the cooling water connection 26 of the tub 24.

5 zeigt die geringfügige Modifizierung der zweiten Variante, wie sie zu den 3 und 4 beschrieben ist. Die Ausführungsform nach der 5 unterscheidet sich von derjenigen nach der 3 dadurch, dass ein weiterer Rücklauf 28 der Kühleinrichtung 13 für das Vorderachsgetriebe 12 an die Kühlervorlaufleitung 4 angeschlossen ist und dieser Rücklauf 28 ein Rückschlagventil 29 aufweist, mit der genannten Durchströmrichtung von der Kühleinrichtung 13 zur Kühlervorlaufleitung 4. Ferner ist ein Scheibenventil 30 im Rücklauf 15 zwischen Kühleinrichtung 13 und Kühlerrücklaufleitung 5 angeordnet. Der weitere Rücklauf 28 ermöglicht den Kühlmittelfluss im Fall des geschlossenen Thermostaten 6. Da in diesem Fall keine Druckdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf des Kühlers 3 ansteht, kann die Zusatzpumpe 16 genutzt werden, um das Kühlmittel vom Rücklauf des Kühlsystems durch die Kühleinrichtung 13 in den Vorlauf des Kühlsystems einzuspeisen. Das Scheibenventil 30 verhindert, dass die Zusatzpumpe 16 das Wasser vom Rücklauf des Kühlsystems durch die Kühleinrichtung 13 wieder zum Rücklauf des Kühlsystems fördert. Dieses verhindert zudem, dass die Kühleinrichtung 13 mit Kühlwasser durchströmt wird, wenn der Thermostat 6 geöffnet und eine Durchströmung nicht gewünscht ist. Das im Rücklauf 28 angeordnete Rückschlagventil 29 verhindert einen Kühlmittelfluss in Richtung heiß-kalt aufgrund der anstehenden Druckdifferenz bei geöffnetem Thermostat 6. 5 shows the slight modification of the second variant, as it belongs to the 3 and 4 is described. The embodiment after 5 differs from the one after the 3 characterized in that a further return 28 of the cooling device 13 for the front axle transmission 12 is connected to the cooler feed line 4 and this return 28 has a check valve 29, with the flow direction mentioned from the cooling device 13 to the cooler feed line 4. Furthermore, a disc valve 30 is in the return 15 between Cooling device 13 and cooler return line 5 arranged. The further return 28 enables the coolant flow in the case of the closed thermostat 6. Since in this case there is no pressure difference between the flow and return of the cooler 3, the additional pump 16 can be used to pump the coolant from the return of the cooling system through the cooling device 13 into the To feed in the cooling system flow. The disk valve 30 prevents the additional pump 16 from pumping the water from the return flow of the cooling system through the cooling device 13 back to the return flow of the cooling system. This also prevents cooling water from flowing through the cooling device 13 when the thermostat 6 is open and a flow through is not desired. The non-return valve 29 arranged in the return 28 prevents a flow of coolant in the hot-cold direction due to the existing pressure difference when the thermostat 6 is open.

Die dritte Variante gemäß der Darstellung der 6 und 7 unterscheidet sich von den beiden zuvor beschriebenen Varianten wiederum nur durch die Anbindung der Kühleinrichtung 13 an den Kühlkreislauf. Insofern sind mit den Varianten 1 und 2 übereinstimmende Teile wiederum mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.The third variant as shown in the 6 and 7 differs from the two previously described variants only by the connection of the cooling device 13 to the cooling circuit. In this respect, parts that are the same as in variants 1 and 2 are again denoted by the same reference numbers.

Wie der Prinzipdarstellung gemäß 6 zu entnehmen ist, wird das Kühlwasser der Kühlwasservorlaufleitung 4 entnommen, somit warmes Kühlwasser entnommen. Dieses Kühlwasser wird durch die Kühleinrichtung 13 des Vorderachsgetriebes 12 geleitet und der Kühlerrücklaufleitung stromaufwärts des Thermostats 6 und der Bypassleitung 9 wieder zugeführt. Aufgrund der Druckdifferenz über dem Kühler 3 ist keine Pumpe notwendig, um das Kühlwasser durch die Kühleinrichtung 13 zu leiten und das erwärmte Kühlwasser in den Kühlerrücklauf einzuspeisen. Wie der konkreten Ausgestaltung gemäß 7 zu entnehmen ist, erfolgt der Zulauf 14 über den Anschluss 22 am Y-Stück 20 zum Anschluss 23 und der Rücklauf 15 über den Anschluss 27 am Y-Stück 20 zum Anschluss 26.As per the schematic diagram 6 can be seen, the cooling water is taken from the cooling water flow line 4, thus removing warm cooling water. This cooling water is routed through the cooling device 13 of the front axle transmission 12 and fed back to the cooler return line upstream of the thermostat 6 and the bypass line 9 . Due to the pressure difference across the cooler 3, no pump is necessary to conduct the cooling water through the cooling device 13 and to feed the heated cooling water into the cooler return. As per the specific design 7 can be seen, the inflow 14 is via the connection 22 on the Y-piece 20 to the connection 23 and the return 15 via the connection 27 on the Y-piece 20 to the connection 26.

8 zeigt die geringfügige Modifizierung der dritten Variante, wie sie zu den 6 und 7 erläutert worden ist. Bei der Modifizierung gemäß 8 weist der Zulauf 14 zur Kühleinrichtung 13 des Vorderachsgetriebes 12 eine Zusatzpumpe 16 auf und es weist der Rücklauf 15 ein Absperrventil/Scheibenventil 30 auf. Ist der Thermostat 6 geschlossen, aber ein Fahrzustand zu verzeichnen, bei dem sich das Vorderachsgetriebe 12 bereits stark erwärmt hat, der Verbrennungsmotor 2 aber rein über den Kurzschlusskreislauf und den Heizkreislauf betrieben wird, kann mittels dieser modifizierten Variante für diesen Betriebszustand selbsttätig eine Kühlfunktion aktiviert werden. Hierbei fördert die Zusatzpumpe 16 das Kühlwasser von der Kühlervorlaufleitung 4 zur Kühleinrichtung 13 und von dort zur Kühlerrücklaufleitung 5. Da der Rücklauf zum Verbrennungsmotor 2 vom Thermostat 6 verschlossen ist, strömt das Wasser zu dem Kühler 3 und von dort wieder zur Kühlervorlaufleitung 4, wo es wieder angesaugt wird. In diesem Betriebszustand kehrt sich also die Strömungsrichtung durch den Kühler 3 um. Öffnet nun nach und nach das Hauptkühlsystem, arbeitet die Zusatzpumpe 16 entweder unterstützend mit oder wird, bei ausreichend großer Druckdifferenz, im Kühlsystem 1 bei aktivierter Pumpe 8 abgeschaltet. In diesem Zustand funktioniert dann die Kühlung des Vorderachsgetriebes 2 wie zu der grundsätzlichen Variante gemäß der 6 und 7 beschrieben. Es ist ein Betriebszustand denkbar, bei dem die Vorlauftemperatur des Kühlwassers das Öl im Vorderachsgetriebe unnötig anheizt und dadurch belasten würde. Trotz abgeschalteter Zusatzpumpe 16 lässt diese als Strömungspumpe immer noch eine Restwassermenge frei durchströmen. Für diesen Betriebszustand ist in die Kühlleitung zum oder vom Vorderachsgetriebe, in der Ausführung gemäß 8 in den Rücklauf 15, noch zusätzlich das Absperrventil 30 eingebaut, das dieses verhindert. 8th shows the slight modification of the third variant, as it belongs to the 6 and 7 has been explained. When modified according to 8th the inlet 14 to the cooling device 13 of the front axle transmission 12 has an additional pump 16 and the return 15 has a shut-off valve/disk valve 30 . If the thermostat 6 is closed, but a driving condition is recorded in which the front axle transmission 12 has already heated up considerably, but the internal combustion engine 2 is operated purely via the short-circuit circuit and the heating circuit, a cooling function can be activated automatically for this operating condition using this modified variant . Here, the additional pump 16 promotes the cooling water from the cooler front flow line 4 to the cooling device 13 and from there to the radiator return line 5. Since the return to the internal combustion engine 2 is closed by the thermostat 6, the water flows to the radiator 3 and from there back to the radiator flow line 4, where it is sucked in again. In this operating state, the direction of flow through the cooler 3 is reversed. If the main cooling system now gradually opens, the additional pump 16 either works as a support or, if the pressure difference is sufficiently large, is switched off in the cooling system 1 with the pump 8 activated. In this state, the cooling of the front axle transmission 2 then works as in the basic variant according to FIG 6 and 7 described. An operating condition is conceivable in which the flow temperature of the cooling water unnecessarily heats up the oil in the front axle drive and would therefore stress it. Despite the additional pump 16 being switched off, this still allows a residual amount of water to flow through freely as a flow pump. For this operating condition, in the cooling line to or from the front axle drive, in the version according to 8th in the return 15, the shut-off valve 30 is also installed, which prevents this.

Bezugszeichenlistereference list

11: Kühlsystemcooling system
22: Verbrennungsmotorcombustion engine
33: Kühlercooler
44: Kühlervorlaufleitungcooler flow line
55: Kühlerrücklaufleitungradiator return line
66: Thermostatthermostat
77: LeitungManagement
88th: Pumpepump
99: Bypassleitungbypass line
1010: VentilValve
1111: Getriebetransmission
1212: Vorderachsgetriebefront axle drive
1313: Kühleinrichtungcooling device
1414: ZulaufIntake
1515: Rücklaufreturn
1616: Zusatzpumpeauxiliary pump
1717: VentilValve
1818: Kühlkreislaufcooling circuit
1919: Torquearmtorque arm
2020: Y-StückY piece
2121: Y-StückY piece
2222: Anschlussconnection
2323: Anschlussconnection
2424: Wannetub
2525: GehäuseHousing
2626: Anschlussconnection
2727: Anschlussconnection
2828: Rücklaufreturn
2929: Rückschlagventilcheck valve
3030: Scheibenventildisc valve

Claims

vehicle after claim 1 , characterized in that the connecting line (14, 15) is assigned a shut-off valve (17).

Motor vehicle with an internal combustion engine (2) and a cooling system (1) for the internal combustion engine (2), the cooling system (1) having at least one radiator (3) arranged in the front area of the motor vehicle, lines (4, 5) for conducting cooling water and a pump (8) for conveying the cooling water through the lines (4, 5) and the cooler (3), and with a front axle drive (12) which is provided with a cooling device (13), the cooling device (13) of the front axle drive (12) has cooling water flowing through it and is connected to the cooling system (1) of the internal combustion engine (2), with an inlet (14) and a return (15) of the cooling device (13) for the front axle drive (12) being connected to the cooler return line (5) is connected, and an additional pump (16) for pumping cooling water through the cooling device (13) for the front axle drive (12) is assigned to the branch line (14, 15) for the cooling device (13) of the front axle drive (12).

vehicle after claim 3 , wherein a further return (28) of the cooling device (13) for the front axle transmission (12) is connected to the cooler feed line (4), and means for opening and closing the return (15) and the further return (28) are provided.

Motor vehicle with an internal combustion engine (2) and a cooling system (1) for the internal combustion engine (2), the cooling system (1) having at least one radiator (3) arranged in the front area of the motor vehicle, lines (4, 5) for conducting cooling water and a pump (8) for conveying the cooling water through the lines (4, 5) and the cooler (3), and with a front axle drive (12) which is provided with a cooling device (13), the cooling device (13) of the front axle drive (12) flows through cooling water and is connected to the cooling system (1) of the internal combustion engine (2), with an inlet (14) of the cooling device (13) for the front axle transmission (12) being connected to the cooler feed line (4) and a return ( 15) of the cooling device (13) for the front axle drive (12) is connected to the cooler return line (5).

vehicle after claim 5 , wherein an additional pump (16) for pumping cooling water through the cooling device (13) for the front axle drive (12) is assigned to the branch line (14, 15) for the cooling device (13) of the front axle drive (12), the additional pump (16) , when the return to the combustion engine (2) is closed, it pumps cooling water to the return side of the cooler (3).

Motor vehicle according to one of Claims 1 until 6 , A cooler flow line (4) leading to the cooler (3) and a cooler return line (5) leading away from the cooler (3).

motor vehicle after claim 7 , wherein the cooler return line (5) is associated with a thermostat (6) for temperature-dependent opening and closing of the cooler return line (5).

vehicle after one of Claims 1 until 8th , the pump (8) being arranged in front of the internal combustion engine (2) in relation to the flow of cooling water through the internal combustion engine (2).

vehicle after claim 9 , wherein the pump (8) is arranged downstream of the thermostat (6).

vehicle after one of Claims 1 until 10 , wherein the line (14, 15) of the cooling device (13) for the front axle transmission (12), based on the flow through the radiator return line (5), is connected to the radiator return line (5) upstream of the thermostat (6).

vehicle after one of Claims 1 until 11 , wherein several coolers (3) are arranged in the front area of the motor vehicle and distributor pieces (20, 21) are provided for dividing the cooling water between the coolers (3) and bringing the cooling water from the coolers (3) together, with at least one distributor piece (20 or 21) is provided with an additional connection (22, 27) for the cooling device (13) of the front axle drive (12).

vehicle after claim 12 , Each distributor piece (20, 21) being provided with an additional connection (22, 27) for the cooling device (13) of the front axle transmission (12).

vehicle after one of Claims 1 until 13 , wherein the cooling device (13) of the front axle drive (12) essentially through a housing (25) of the front axle drive (12) and a bottom with the housing (25) connected trough (24), the cooling water connections (23, 26) for inlet ( 14) and return (15) of the cooling water is formed.

vehicle after Claim 14 , wherein the housing (25) of the front axle transmission (12) has cooling fins which project into the tub space formed between the housing (25) and the floor and between the side walls of the tub (24).

vehicle after one of Claims 1 until 15 , wherein the vehicle is a four-wheel drive motor vehicle.