DE102010013047A1

DE102010013047A1 - Method for utilizing waste heat of cylinder head of piston type combustion engine for motor car using heat accumulator of cooling system, involves opening radiator circuit when threshold temperature of coolant is reached in engine region

Info

Publication number: DE102010013047A1
Application number: DE201010013047
Authority: DE
Inventors: Dr.-Ing. Schatz Oskar
Original assignee: Schatz Thermo System GmbH
Current assignee: Innovationsschatz De GmbH
Priority date: 2010-03-27
Filing date: 2010-03-27
Publication date: 2011-09-29
Anticipated expiration: 2030-03-28
Also published as: DE102010013047B4

Abstract

The method involves blocking a flow path through a radiator, and draining and ventilating a cylinder head of a combustion engine (10) by transferring volume of coolant from the cylinder head into a heat accumulator (24) while stopping the combustion engine. The transferred coolant is stored in the accumulator to restart the combustion engine. The stored coolant is transferred back into the cylinder head and a vent of the cylinder head while restarting the combustion engine. A radiator circuit is opened when threshold temperature of coolant is reached in an engine region. An independent claim is also included for a cooling system comprising a heat accumulator.

Description

Technisches Gebiet der ErfindungTechnical field of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Nutzung der Abwärme eines durch einen Kühlmittelkreislauf gekühlten Zylinderkopfs eines Verbrennungsmotors der Kolbenbauart mittels eines Wärmespeichers, wobei der über den Zylinderkopf geführte Kühlmittelkreislauf in einen einen Kühler enthaltenden Kühlerzweig und einen dazu parallelen, mit dem Wärmespeicher verbindbaren zweiten Leitungszweig unterteilt und der Strömungspfad über den Kühler absperrbar ist.The invention relates to a method and apparatus for utilizing the waste heat of a cooled by a coolant circuit cylinder head of a piston engine type internal combustion engine by means of a heat accumulator, wherein the guided over the cylinder head coolant circuit in a cooler containing a radiator branch and a parallel, connectable to the heat storage second leg divided and the flow path can be shut off via the radiator.

Stand der Technik sind Kühlsysteme, bei denen der zweite Leitungszweig ein einen Heizungswärmetauscher enthaltender Heizungszweig ist, dem ein den Wärmespeicher enthaltender Bypass zu und abschaltbar parallel geschaltet ist. Dabei kann das Kühlmittel ohne den Wärmespeicher zu passieren nur über den Heizungswärmtauscher und den Zylinderkopf zirkulieren, oder es kann alternativ über den Wärmespeicher fließen. Dieser Umweg wird zur Beladung des Speichers mit heißem Kühlmittel genutzt, oder zur Anhebung der Kühlmitteltemperatur durch Beimischung des heißen Kühlmittels aus dem Wärmespeicher, wenn der Motor bei einem Kaltstart zur Vermeidung schädlicher Abgasemissionen schnell aufgeheizt werden soll.The prior art are cooling systems in which the second leg is a heating branch containing a heating heat exchanger to which a bypass containing the heat accumulator is switched on and off in parallel. In this case, the coolant can circulate without passing through the heat storage only on the Heizungswärmtauscher and the cylinder head, or it can alternatively flow through the heat storage. This detour is used to charge the accumulator with hot coolant, or to increase the coolant temperature by admixing the hot coolant from the heat accumulator when the engine is to be heated rapidly in a cold start to avoid harmful exhaust emissions.

Probleme beim Stand der TechnikProblems with the state of the art

Hauptproblem beim Stand der Technik ist die während des Stillstands des Motors-stattfindende Abkühlung des Kühlmittels und der mit dem Kühlmittel oder der im Vergleich zur Betriebstemperatur des Motors kalten Umwelt in Kontakt stehenden Massen des Motors und gegebenenfalls auch des Heizungswärmetauschers. Die Beimischung des im Wärmespeicher gespeicherten heißen Teilvolumens des Kühlmittels zum abgekühlten Restvolumen des Kühlmittels stellt zwar eine Verbesserung des Kühlmittelkreislaufs beim Kaltstart dar, die Zeitspanne, die nach dem Kaltstart bis zum Erreichen der Betriebstemperatur des Systems verstreicht, bleibt trotzdem unbefriedigend. Die Folge sind weiterhin relativ hohe Abgasemissionen und ein erhöhter Kraftstoffverbrauch beim Kaltstart des Motors.The main problem with the prior art is the cooling of the coolant and the mass of the engine in contact with the coolant or the cold environment compared to the operating temperature of the engine, and optionally also of the heating heat exchanger, during the stoppage of the engine. Although the admixing of the stored in the heat accumulator hot partial volume of the coolant to the cooled residual volume of the coolant is an improvement of the coolant circuit during cold start, the time that elapses after the cold start to reach the operating temperature of the system remains unsatisfactory. The result is still relatively high exhaust emissions and increased fuel consumption when cold starting the engine.

Dieses derzeit bestehende Problem belastet die intensiven Bemühungen, bei Verbrennungsmotoren die Güte der Verbrennung hinsichtlich Energieausbeute und Schadstoffarmut der Abgase soweit anzuheben, daß sie durch Senkung des Kraftstoffverbrauchs und der Abgasemissionen dem Schutz der Umwelt gerecht und den Anforderungen der Gesetzgebung auch in Zukunft genügen werden.This current problem is putting a strain on the intensive efforts to improve the combustion efficiency of combustion engines in terms of energy efficiency and exhaust emissions so that by reducing fuel consumption and exhaust emissions they will protect the environment and meet legislative requirements in the future.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die Wärmeverluste des Systems während des Stillstands und der dabei stattfindenden Abkühlung des Motors drastisch zu reduzieren und dadurch bereits beim Kaltstart, insbesondere beim Kaltstart eines Verbrennungsmotors für Kraftfahrzeuge, die effiziente Aufbereitung des Kraftstoff-Luft-Gemischs zu fördern und dabei zugleich die Investitions- und Herstellungskosten für die erforderliche Technik auf ein Mindestmaß zu beschränken.It is therefore an object of the invention to drastically reduce the heat losses of the system during standstill and the thereby occurring cooling of the engine and thus already at cold start, especially during cold start of an internal combustion engine for motor vehicles to promote the efficient treatment of the fuel-air mixture and while at the same time minimizing the investment and manufacturing costs of the required technology.

Erfindungsgemäße LösungInventive solution

Zur Lösung dieser Aufgabe erfolgen beim Stillsetzen des eingangs beschriebenen Motors folgende Schritte:
Sperren des Strömungspfads über den Kühler und nachfolgendes Entleeren und Belüften des Zylinderkopfs durch Transfer des Kühlmittelvolumens aus dem Zylinderkopf in den Wärmespeicher,
Speichern dieses Kühlmittelvolumens (Transfervolumen) im Wärmespeicher bis zum Neustart des Motors,
beim Neustart Überführung des gespeicherten Kühlmittelvolumens zurück in den Zylinderkopf. und zugleich dessen Entlüftung,
sowie beim Erreichen einer Schwellentemperatur des Kühlmittels im Motorbereich Öffnen des Kühlerkreislaufs.To solve this task, the following steps are carried out when stopping the engine described above:
Blocking the flow path via the radiator and subsequent emptying and venting of the cylinder head by transfer of the coolant volume from the cylinder head into the heat accumulator,
Storing this volume of coolant (transfer volume) in the heat accumulator until the engine is restarted,
at restart, transfer of the stored coolant volume back to the cylinder head. and at the same time its venting,
and when reaching a threshold temperature of the coolant in the engine area opening the radiator circuit.

Der Begriff „Zylinderkopf” ist hier als allgemeine Bezeichnung für die zum Zwecke der Kühlung vom Kühlmittel durchflossenen Bereiche des Motors, also einschließlich des Kühlbereichs für den Zylindermantel, zu verstehen.The term "cylinder head" is to be understood here as a general term for the areas of the engine through which the coolant flows, that is to say including the cooling area for the cylinder jacket.

Während beim Stand der Technik nach dem Abstellen des Motors nicht nur das metallische Volumen des Zylinderkopfs, sondern auch das im Zylinderkopf enthaltene Kühlmittelvolumen abkühlt und dieses große Volumen beim Neustart des Motors wieder aufgeheizt werden muß, sind bei Anwendung der vorliegenden Erfindung die Wärmeverluste am Zylinderkopf auf die Abkühlung seiner geringen wärmeaktiven metallischen Masse beschränkt. Beim Neustart des Motors wird durch das Einströmen des heißen Kühlmittels aus dem Wärmespeicher die optimale Betriebstemperatur in kurzer, in Sekunden zu messender Frist erreicht.While in the prior art after stopping the engine, not only the metallic volume of the cylinder head, but also the volume of coolant contained in the cylinder head cools down and this large volume must be reheated when the engine is restarted, the heat losses are on the cylinder head when using the present invention limited the cooling of its low heat-active metallic mass. When restarting the engine is achieved by the inflow of hot coolant from the heat storage, the optimum operating temperature in a short, measured in seconds deadline.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht bei einem Kühlmittelkreislauf, dessen zweiter Leitungszweig einen Heizungswärmetauscher enthält, darin, daß beim Stillsetzen des Motors das Kühlmittelvolumen aus dem Zylinderkopf zuzüglich des im Heizungswärmetauscher enthaltenen Kühlmittelvolumens (Transfervolumen) aus dem Zylinderkopf entleert und bis zum Neustart des Motors im Wärmespeicher gespeichert und beim Neustart des Motors wieder in den Heizungswärmetauscher zurückgeführt wird.An advantageous embodiment of the method according to the invention consists in a coolant circuit, the second leg contains a heat exchanger, in that when stopping the engine, the coolant volume from the cylinder head plus the coolant volume contained in the heat exchanger (transfer volume) emptied from the cylinder head and to Restart of the engine stored in the heat accumulator and returned to the heater core when restarting the engine.

Bevorzugt wird beim Neustart des Motors das Transfervolumen dem Heizungswärmetauscher über den Motor zugeführt.Preferably, when restarting the engine, the transfer volume is supplied to the heater core via the engine.

Die Entleerung des Zylinderkopfs und gegebenenfalls des Heizungswärmetauschers schließt die zugehörigen Leitungselemente des zweiten Leitungszweigs ein.The emptying of the cylinder head and optionally the heating heat exchanger includes the associated line elements of the second leg.

Vorzugsweise setzt beim Motorstart die Kolbenbewegung verzögert ein und es wird zunächst das Kühlmittelvolumen aus dem Wärmespeicher in den zweiten Leitungszweig zurückgeführt und der Zylinderkopf durch das Kühlmittel aufgeheizt.Preferably, the piston movement is delayed when the engine starts and it is first the coolant volume from the heat storage in the second leg and fed back the cylinder head heated by the coolant.

Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß beim Stillsetzen des Motors das Kühlmittel in einen tiefer gelegenen Wärmespeicher abgelassen wird. Falls die Verhältnisse im Motorraum diese Variante nicht zulassen, kann gemäß einer anderen Variante das Transfervolumen des Kühlmittels durch geeignete Fördermittel, vorzugsweise Pumpen, in den Wärmespeicher überführt bzw. aus diesem entnommen. werden.A preferred embodiment is that when stopping the engine, the coolant is discharged into a lower heat storage. If the conditions in the engine compartment do not allow this variant, according to another variant, the transfer volume of the coolant can be transferred by suitable conveying means, preferably pumps, into the heat accumulator or removed therefrom. become.

Ein erfindungsgemäßes Kühlsystem eines Verbrennungsmotors der Kolbenbauart mit einem Zylinderkopf und einem Kühlmittelkreislauf, der einen einen Kühler enthaltenden, über ein Thermostatventil vom Kühlmittelkreislauf trennbaren Kühlerzweig und einen zweiten, mit einem Wärmespeicher über ein steuerbares Ventil verbindbaren Leitungszweig umfaßt, ist erfindungsgemäß derart gestaltet, daß der Wärmespeicher an einer Anschlußstelle mit dem tiefstgelegenen Leitungselement des zweiten Leitungszweigs über eine das steuerbare Ventil enthaltende Kühlmittelleitung verbunden ist, der zweite Leitungszweig in seiner höchstgelegenen Position ein eine Belüftungsöffnung aufweisendes Ausgleichsvolumen aufweist, dem Wärmespeicher eine Fördervorrichtung zur Überführung des Kühlmittels aus dem Wärmespeicher in den zweiten Leitungszweig zugeordnet ist und der Wärmespeicher mit einer Entlüftungsleitung versehen ist, die in Höhe der Belüftungsöffnung des Ausgleichsvolumens in die Umgebungsluft ausmündet, wobei die Kapazität des Wärmespeichers so bemessen ist, daß sie wenigstens das Kühlmittelvolumen aus dem Zylinderkopf (Transfervolumen) aufnehmen kann.An inventive cooling system of an internal combustion engine of the piston type with a cylinder head and a coolant circuit comprising a radiator-containing, separable via a thermostatic valve from the coolant circuit cooler branch and a second, connectable to a heat storage via a controllable valve leg, according to the invention designed such that the heat storage connected at a connection point with the lowest-lying line element of the second leg via a controllable valve containing coolant line, the second leg in its highest position has a ventilation opening exhibiting equalization volume, the heat accumulator associated with a conveyor for transferring the coolant from the heat storage in the second leg is and the heat accumulator is provided with a vent line in the amount of the ventilation opening of the compensation volume in the Ambient air discharges, wherein the capacity of the heat accumulator is dimensioned so that it can absorb at least the volume of coolant from the cylinder head (transfer volume).

Dabei besteht eine vorteilhafte Ausführungsform darin, daß der zweite Leitungszweig als Heizungszweig einen Heizungswärmetauscher enthält, wobei die Kapazität des Wärmespeichers (24) so bemessen ist, daß sie wenigstens das Kühlmittelvolumen aus dem Zylinderkopf und dem Heizungswärmetauscher (Transfervolumen) aufnehmen kann.In this case, an advantageous embodiment is that the second line branch contains a heating heat exchanger as a heating branch, wherein the capacity of the heat storage ( 24 ) is dimensioned so that it can absorb at least the volume of coolant from the cylinder head and the heater core (transfer volume).

Die Fördervorrichtung ist vorzugsweise eine Kühlmittelpumpe in der Kühlmittelleitung. Alternativ kann die Entlüftungsleitung ein Absperrventil enthalten, wobei zwischen dem Absperrventil und dem Wärmespeicher eine Luftansaugleitung in die Entlüftungsleitung einmündet, die als Fördervorrichtung eine Luftpumpe enthält, der ein Rückschlagventil nachgeschaltet ist.The conveyor device is preferably a coolant pump in the coolant line. Alternatively, the vent line may include a shut-off valve, wherein between the shut-off valve and the heat accumulator, an air intake line opens into the vent line, which includes a conveyor as an air pump, which is connected downstream of a check valve.

Vorzugsweise ist zwischen dem Heizungswärmetauscher und der Anschlußstelle eine den Rückfluß zum Heizungswärmetauscher verhindernde Rückflußsperre angeordnet, um nach dem Neustart des Motors das Transfervolumen zunächst über den Zylinderkopf des Motors zu leiten und dessen Aufheizung zu optimieren.Preferably, a return flow to the heater core preventing backflow is arranged between the heater core and the junction to direct after the restart of the engine, the transfer volume initially on the cylinder head of the engine and to optimize its heating.

Eine Ausführungsvariante besteht darin, daß der Wärmspeicher unterhalb des erwähnten tiefstgelegenen Leitungselements angeordnet ist. Es kann somit das Kühlmittel unter der Wirkung der Schwerkraft in den Wärmespeicher transferiert werden, sobald das steuerbare Ventil geöffnet wird. Diese Variante setzt voraus, daß im Motorbereich genügend Platz zur Verfügung steht, um den Wärmespeicher ausreichend tief positionieren zu können Diese Möglichkeit besteht jedoch nicht immer. Es besteht deshalb eine weitere Ausführungsvariante darin, daß die Fördervorrichtung zwischen zwei entgegengesetzten Förderrichtungen umschaltbar ist, so daß das Kühlmittel durch den Betrieb der Fördervorrichtung in den Wärmespeicher transferiert werden kann.A variant is that the heat accumulator is arranged below the mentioned lowest lying line element. Thus, the refrigerant can be transferred under the action of gravity in the heat storage as soon as the controllable valve is opened. This variant requires that there is sufficient space in the engine area to be able to position the heat store sufficiently deep. However, this possibility does not always exist. There is therefore a further embodiment in that the conveying device can be switched over between two opposite conveying directions, so that the coolant can be transferred into the heat store by the operation of the conveying device.

Anhand der nachfolgenden Beschreibung von auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird diese näher erläutert,On the basis of the following description of exemplary embodiments of the present invention referring to the drawings, this will be explained in more detail,

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 ist die schematische Darstellung des Kühlmittelkreislaufs eines Verbrennungsmotors der Kolbenbauart gemäß dem Stand der Technik mit einem Wärmespeicher zur Warmhaltung eines Teils des Kühlmittels während einer Betriebspause. 1 is the schematic representation of the coolant circuit of a piston engine of the prior art with a heat storage for keeping hot a portion of the coolant during a break in operation.

2 ist die schematische Darstellung des Kühlmittelkreislaufs eines Verbrennungsmotors der Kolbenbauart mit einem erfindungsgemäß angeordneten Wärmespeicher für die Warmhaltung zumindest eines Teils des Kühlmittels des Motors während einer Betriebspause des Motors, 2 is the schematic representation of the coolant circuit of an internal combustion engine of the piston type with an inventively arranged heat accumulator for keeping warm at least a portion of the coolant of the engine during a service break of the engine,

3 zeigt eine erst Variante der erfindungsgemäßen Anordnung, 3 shows a first variant of the arrangement according to the invention,

4 zeigt eine zweite Variante der erfindungsgemäßen Anordnung und 4 shows a second variant of the inventive arrangement and

5 zeigt ein dritte Variante der erfindungsgemäßen Anordnung 5 shows a third variant of the arrangement according to the invention

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der ErfindungDescription of preferred embodiments of the invention

Zunächst wird unter Bezugnahme auf 1 der Stand der Technik näher erläutert, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht.First, referring to 1 The prior art explained in more detail from which the present invention proceeds.

Über einen nur schematisch dargestellten Vierzylinder-Verbrennungsmotor 10 führt ein insgesamt mit 12 bezeichneter Kühlmittelkreislauf, der einen Kühlerzweig 12a und einen Heizungszweig 12b aufweist.About a four-cylinder internal combustion engine shown only schematically 10 leads a total of 12 designated coolant circuit, a cooler branch 12a and a heating branch 12b having.

Der Kühlerzweig 12a führt vom Motor 10 über einen Kühler 14 und über ein Thermostatventil 16 zu einer dem Kühlmitteleingang des Motors 10 benachbarten Kühlmittelpumpe 18 und von dort zurück zum Motor 10. Das Thermostatventil 16 ist als ein Dreiwegeventil ausgestaltet. Um das den Motor 10 verlassende Kühlmittel zu kühlen, wird das den Kühler 14 verlassende Kühlmittel vom Thermostatventil 16 zur Kühlmittelpumpe 18 geleitet. Liegt die Kühlmitteltemperatur unter einem vorgegebenen Schwellenwert, unterbricht das Thermostatventil die Verbindung zur Kühlmittelpumpe 18 und schließt den Kühlerzweig 12a unter Umgehung des Motors 10 über einen Leitungszweig 20 kurz.The radiator branch 12a leads from the engine 10 over a cooler 14 and via a thermostatic valve 16 to a coolant inlet of the engine 10 adjacent coolant pump 18 and from there back to the engine 10 , The thermostatic valve 16 is designed as a three-way valve. To that the engine 10 Cooling leaving coolant will be the cooler 14 leaving coolant from the thermostatic valve 16 to the coolant pump 18 directed. If the coolant temperature is below a predetermined threshold value, the thermostatic valve interrupts the connection to the coolant pump 18 and closes the radiator branch 12a bypassing the engine 10 over a line branch 20 short.

Der Heizungszweig 12b führt vom Motor 10 über einen Heizungswärmetauscher 22 und die Kühlmittelpumpe 18 zurück zum Motor 10. Parallel zu dem zwischen dem Heizungswärmetauscher 22 und der Kühlmittelpumpe 18 verlaufenden Abschnitt des Heizungszweigs 12b ist ein Wärmespeicher 24 angeordnet, dessen Zufluß durch ein Dreiwegeventil 26 geöffnet oder geschlossen werden kann, und dessen Abfluß bei 28 wieder in den Heizungszweig 12b einmündet. Das Dreiwegeventil 26 leitet den Kühlmittelstrom entweder über den Wärmespeicher 24 (Abzweigung) oder an diesem vorbei (Durchfluß). Stromauf vom Dreiwegeventil 26 und stromab von der Einmündung 28 ist jeweils ein Temperaturfühler 30 bzw. 32 angeordnet. Diese Temperaturfühler 30 und 32 liefern ihre Temperaturmeßwerte an eine Vergleichsschaltung 34, die geeignet ist, einen Steuerimpuls an das Dreiwegeventil 26 zu dessen Umschaltung auf Durchfluß auszugeben, wenn die Differenz der beiden Temperaturmeßwerte einen gegebenen Schwellenwert unterschreitet, wodurch angezeigt wird, daß sich die kalten und die warmen Volumina des Kühlmittels ausreichend vermengt haben und Temperaturen des gesamten Kühlmittelvolumens im wesentlichen ausgeglichen sind. Eine weitere Kühlmittelausgabe an den Kreislauf aus dem Wärmespeicher 26 kann keine weitere Erhöhung der Kühlmitteltemperatur bewirken. Der Steuerimpuls aus der Vergleichsschaltung 34 schaltet deshalb das Dreiwegeventil 26 auf Durchfluß. Nach dieser Umschaltung des Dreiwegeventils wird die Vergleichsschaltung 34 inaktiviert. Erst wenn festgestellt wird, daß das Kühlmittel bzw. das System seine gewünschte Betriebstemperatur erreicht hat, wird das Dreiwegeventil 26 wieder auf Abzweigung umgeschaltet, dem Wärmespeicher 26 wird Kühlmittel auf Betriebstemperatur zugeführt und das Kühlmittel bis zum Abschalten des Motors 10 durch den Kühler 14 und das Thermostatventil 16 auf der Betriebstemperatur gehalten.The heating branch 12b leads from the engine 10 via a heating heat exchanger 22 and the coolant pump 18 back to the engine 10 , Parallel to that between the heater core 22 and the coolant pump 18 extending section of the heating branch 12b is a heat storage 24 arranged, whose inflow through a three-way valve 26 can be opened or closed, and its drain at 28 back in the heating branch 12b opens. The three-way valve 26 directs the coolant flow either through the heat storage 24 (Branch) or past this (flow). Upstream from the three-way valve 26 and downstream of the confluence 28 is each a temperature sensor 30 respectively. 32 arranged. These temperature sensors 30 and 32 provide their temperature readings to a comparator 34 that is capable of giving a control pulse to the three-way valve 26 to switch it to flow when the difference in the two temperature readings falls below a given threshold, indicating that the cold and warm volumes of the refrigerant have sufficiently mixed and temperatures of the total volume of refrigerant are substantially equalized. Another coolant output to the circuit from the heat storage 26 can not cause any further increase in the coolant temperature. The control pulse from the comparison circuit 34 therefore switches the three-way valve 26 on flow. After this switching of the three-way valve, the comparison circuit 34 inactivated. Only when it is determined that the coolant or the system has reached its desired operating temperature, the three-way valve 26 switched back to diversion, the heat storage 26 Coolant is supplied to operating temperature and the coolant is supplied until the engine is switched off 10 through the radiator 14 and the thermostatic valve 16 kept at the operating temperature.

Damit die gewünschte Betriebstemperatur erreicht wird, muß dem Kühlmittel aus dem Motorbetrieb resultierende Abwärme zugeführt werden. Steht das Dreiwegeventil 26 auf Durchfluß, ist das von der Motorabwärme aufzuheizende Kühlmittelvolumen um das Volumen reduziert, das sich in dem über den Wärmespeicher 24 führenden Zweig 36 des Kühlmittelkreislaufs befindet. Ist die Betriebstemperatur erreicht, öffnet das Thermostatventil 16 den Kühlerzweig 12a, um ein weiteres Ansteigen der Kühlmitteltemperatur zu verhindern.In order for the desired operating temperature to be reached, the resulting waste heat from the engine operation must be supplied to the coolant. Is the three-way valve 26 On flow, the volume of coolant to be heated by the engine waste heat is reduced by the volume which is in the over the heat accumulator 24 leading branch 36 of the coolant circuit is located. When the operating temperature is reached, the thermostatic valve opens 16 the cooler branch 12a to prevent a further increase in the coolant temperature.

Da bei kaltem Motor der Kraftstoffverbrauch und die Abgasemissionen hoch sind, ist zweckmäßigerweise die Steuerung des Systems derart ausgelegt, daß zunächst die Kühlmitteltemperatur im Motor 10 mit Hilfe des heißen Kühlmittels aus dem Wärmespeicher bis zum Temperaturausgleich angehoben und dann erst der Motor 10 gestartet wird. Falls allerdings der Antrieb der Kühlmittelpumpe 18 mechanisch mit der Motorkurbelwelle verbunden ist, kann die Kühlmittelpumpe 18 vor dem Motorstart kein Kühlmittel fördern. Für diesen Fall ist in dem über den Wärmespeicher 26 führenden Zweig 36 eine weitere, elektrisch betreibbare Pumpe 38 vorgesehen, die geeignet ist, nach der Umschaltung des Dreiwegeventils 26 auf Abzweigung, den Kühlmittelkreislauf über den Wärmespeicher 24 in Gang zu setzen und damit die Vorwärmung des Motors durchzuführen. Hierzu kann beispielsweise beim Öffnen des Türschlosses ein Steuerimpuls ausgelöst werden, der die Pumpe 38 in Betrieb setzt.Since the fuel consumption and the exhaust emissions are high when the engine is cold, the control of the system is expediently designed such that initially the coolant temperature in the engine 10 raised with the help of the hot coolant from the heat storage to the temperature compensation and then only the engine 10 is started. If, however, the drive of the coolant pump 18 is mechanically connected to the engine crankshaft, the coolant pump 18 Do not pump coolant before starting engine. In this case, in the over the heat storage 26 leading branch 36 another, electrically operable pump 38 provided, which is suitable after switching the three-way valve 26 on branch, the coolant circuit through the heat storage 24 to start and thus to carry out the preheating of the engine. For this purpose, for example, when opening the door lock a control pulse can be triggered, the pump 38 put into operation.

Beim Kaltstart des Motors 10 kann das Dreiwegeventil 26 auf Durchfluß stehen, dann wird es durch einen Impuls beim Motorstart bzw. beim Starten der Pumpe 38 auf Abzweigung geschaltet. Zu diesem Zeitpunkt herrscht an den Temperaturfühlern 30 und 32 annähernd die gleiche Temperatur, nämlich die des abgekühlten Kühlmittels außerhalb des Wärmespeichers 26, was bei sofortiger Aktivierung der Vergleichsschaltung 34 diese veranlassen würde, das Dreiwegeventil 26 sofort wieder auf Durchfluß umzuschalten, weshalb dem Startimpuls erst mit einer kurzen Verzögerung, während welcher das aus dem Wärmespeicher 26 zugeführte heiße Kühlmittel über die Anschlußstelle 28 zum Temperaturfühler 32 vordringt und dadurch einen ausreichend großen Temperaturunterschied zum Temperaturfühler 30 herstellt, um die Rückstellung des Dreiwegeventils 26 zu verhindern, ein zweiter Impuls folgt, der die Vergleichsschaltung 34 wieder aktiviert.When cold starting the engine 10 can the three-way valve 26 On flow, then it is by a pulse at engine start or when starting the pump 38 switched to diversion. At this time prevails at the temperature sensors 30 and 32 approximately the same temperature, namely that of the cooled coolant outside the heat accumulator 26 What if immediate activation of the comparison circuit 34 this would cause the three-way valve 26 immediately switch back to flow, which is why the start pulse only with a short delay, during which from the heat storage 26 supplied hot Coolant via the connection point 28 to the temperature sensor 32 penetrates and thereby a sufficiently large temperature difference to the temperature sensor 30 manufactures to the provision of the three-way valve 26 To prevent a second pulse follows, the comparison circuit 34 activated again.

Dieses dem Stand der Technik angehörende Kühlsystem und seine Betriebsweise weisen die eingangs erörterten Unzulänglichkeiten auf und die Erfindung beabsichtigt, ohne großen Aufwand den Zeitraum drastisch zu verkürzen, der zwischen dem Start des abgekühlten Motors und dem Zeitpunkt verstreicht, zu dem der Motor 10 die Betriebstemperatur erreicht hat. Die 2 zeigt ein dazu geeignetes erfindungsgemäßes System zum Betrieb eines Verbrennungsmotors 10. wobei für Elemente, die mit jenen der 1 übereinstimmen, gleiche Bezugszeichen verwendet werden und insoweit auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird, jedoch nachfolgend auf die gegenüber der bekannten Konstruktion, die beispielsweise in der DE 195 35 027 A1 offenbart ist, geänderten Konstruktionsmerkmale und abweichenden Funktionsmerkmale näher eingegangen wird.This prior art cooling system and its mode of operation have the shortcomings discussed above, and the invention is intended to dramatically reduce, without great expense, the time that elapses between the start of the cooled engine and the time that the engine arrives 10 has reached the operating temperature. The 2 shows a suitable inventive system for operating an internal combustion engine 10 , for elements that match those of 1 the same reference numerals are used and to that extent a detailed description is dispensed with, but following on from the known construction, which, for example, in the DE 195 35 027 A1 is disclosed, changed design features and different functional features will be discussed in more detail.

Wie beim Stand der Technik ist ein Verbrennungsmotor 10 mit einem Kühlmittelkreislauf 12 versehen, der in einen Kühlerzweig 12a und einen Heizungszweig 12b unterteilt ist. Der Heizungszweig 12b verläßt den Zylinderkopf des Motors 10, durchquert den Heizungswärmetauscher 22 und kehrt über die Kühlmittelpumpe 18 zum Motor 10 zurück. Zwischen dem Motor 10 und dem Heizungswärmetauscher 22 ist mit dem Heizungszweig 12b ein mit der Außenluft in Verbindung stehendes Ausgleichsvolumen in Form eines Ausgleichsbehälters 40 verbunden, der den höchsten Abschnitt des Heizungszweigs 12b darstellt und nach oben gegenüber der Umgebungsluft geöffnet ist. Seine Funktion wird später erläutert.As in the prior art is an internal combustion engine 10 with a coolant circuit 12 provided in a cooler branch 12a and a heating branch 12b is divided. The heating branch 12b leaves the cylinder head of the engine 10 , passes through the heating heat exchanger 22 and returns via the coolant pump 18 to the engine 10 back. Between the engine 10 and the heater core 22 is with the heating branch 12b a compensating volume communicating with the outside air in the form of a surge tank 40 connected to the highest section of the heating branch 12b represents and is open to the outside over the ambient air. Its function will be explained later.

Tiefer als dieser Heizungszweig 12b ist ein Wärmespeicher 24 angeordnet, der in bekannter Bauweise aus einem Außenbehälter 42 und einem Innenbehälter 44 besteht, die zwischen sich einen Vakuum-Isolierraum einschließen. Wärmeisoliert sind in den Innenbehälter 44 eine etwa in Höhe des Ausgleichsbehälters 40 offene Luftleitung 46 und eine Kühlmittelleitung 48 eingeführt. Die Luftleitung 46 mündet im Innenbehälter 44 dessen oberem Wandungsabschnitt benachbart aus, die Kühlmittelleitung 48 nahe dessen Boden. Die Kühlmittelleitung 48 ist bei 28 mit dem tiefsten, unterhalb von Motor 10 und Heizungswärmetauscher 22 liegenden Leitungselement 50 des Heizungszweigs 12b verbunden. Zwischen dem Wärmespeicher 24 und dem Anschlußpunkt 28 führt die Kühlmittelleitung 48 über eine Förderpumpe 38, die bei Stillstand entgegen der Förderrichtung durchströmt werden kann, und ein Absperrventil 52.Deeper than this heating branch 12b is a heat storage 24 arranged, the known construction of an outer container 42 and an inner container 44 There is a vacuum insulation space between them. Heat insulated are in the inner container 44 one at the level of the expansion tank 40 open air line 46 and a coolant line 48 introduced. The air line 46 opens in the inner container 44 whose upper wall portion adjacent to, the coolant line 48 near its bottom. The coolant line 48 is at 28 with the deepest, below engine 10 and heating heat exchanger 22 lying conduit element 50 of the heating branch 12b connected. Between the heat storage 24 and the connection point 28 leads the coolant line 48 via a feed pump 38 , which can be flowed through at standstill counter to the conveying direction, and a shut-off valve 52 ,

Wird der Betrieb des Motors 10 beendet, wird das Absperrventil 52 geöffnet, Das im Heizungszweig 12b, einschließlich Motor 10, Ausgleichsbehälter 40 und Heizungswärmetauscher 22, befindliche Kühlmittel läuft der Schwerkraft folgend in den Wärmespeicher 24 und verdrängt dabei die Luft über die Luftleitung 46 aus dem Wärmespeicher 24. Mit dem Transfer des Kühlmittelvolumens aus dem Heizungszweig 12b füllt sich dieser über den Ausgleichsbehälter 40 mit Luft.Will the operation of the engine 10 finished, the shut-off valve 52 opened, The in the heating branch 12b including engine 10 , Surge tank 40 and heating heat exchanger 22 , located coolant runs by gravity into the heat storage 24 and displaces the air via the air line 46 from the heat storage 24 , With the transfer of the coolant volume from the heating branch 12b this fills up over the expansion tank 40 with air.

Beim Neustart des Motors 10 wird durch die Pumpe 38 das heiße Kühlmittel über das geöffnete Absperrventil 52 nach oben gedrückt, bis es den Ausgleichsbehälter 40 erreicht, was durch einen geeigneten Sensor festgestellt wird, worauf das Absperrventil 52 geschlossen und die Pumpe 38 abgeschaltet wird. Der Ausgleichsbehälter 40 stellt sicher, daß der Kühlmittelkreislauf während des Motorbetriebs frei von Lufteinschlüssen ist und andererseits der entleerte Heizungszweig 12b mit Luft gefüllt wird. Dem aus dem Wärmespeicher 24 in den Heizungszweig 12b zurückgeführten Kühlmittel wird nun die zur Aufheizung des abgekühlten Metallvolumens erforderliche Wärme entzogen, die alsbald durch die Verbrennungswärme des laufenden Motors ersetzt wird.When restarting the engine 10 is through the pump 38 the hot coolant through the opened shut-off valve 52 pressed up until it reaches the expansion tank 40 achieved, which is determined by a suitable sensor, whereupon the shut-off valve 52 closed and the pump 38 is switched off. The expansion tank 40 ensures that the coolant circuit is free of trapped air during engine operation and on the other hand, the drained Heizungszweig 12b filled with air. The from the heat storage 24 in the heating branch 12b recirculated coolant is now withdrawn the heat required for heating the cooled metal volume, which is soon replaced by the heat of combustion of the running engine.

Vorzugsweise ist im Leitungselement 50 ein Rückschlagventil 51 vorgesehen, das einen Durchfluß vom Anschlußpunkt 28 zum Heizungswärmetauscher 22 verhindert. Damit wird erreicht, daß bei der Rückführung des im Wärmespeicher 24 gespeicherten Kühlmittels in den Heizungszweig 12b durch die Pumpe 38 die für den Heizungswärmetauscher 22 bestimmte Kühlmittelmasse zunächst den Motor 10 durchströmt und dessen Vorheizung bewirkt, bevor die für den Motor bestimmte Kühlmittelmasse in den Motor 10 eintritt und ihn weiter aufheizt. Dabei wird die Durchflußgeschwindigkeit durch den Motor 10 erhöht und die Turbulenz der Strömungsmasse sichergestellt, wodurch der Wärmeübertragungskoeffiient zwischen dem Kühlmittel und der Motorwand maximiert wird. Die Turbulenz erzeugt im Kühlmittel eine Pfropfenströmung mit höchstmöglicher Rate für den Wärmeübergang zwischen dem Kühlmittel und dem Motor. Die schnelle Aufheizung der Motorwände ist eine wichtige Voraussetzung für die effiziente und schadstoffarme Verbrennung des Kraftstoffs beim Kaltstart des Motors.Preferably, in the conduit element 50 a check valve 51 provided that a flow from the connection point 28 to the heating heat exchanger 22 prevented. This ensures that in the return of the heat storage 24 stored coolant in the heating branch 12b through the pump 38 for the heating heat exchanger 22 certain coolant mass first the engine 10 flows through and causes its preheating, before the specific for the engine coolant mass in the engine 10 enter and continue to heat it up. The flow rate through the engine is thereby 10 increases and ensures the turbulence of the flow mass, whereby the heat transfer coefficient between the coolant and the engine wall is maximized. The turbulence creates a plug flow in the coolant at the highest possible rate for the heat transfer between the coolant and the engine. The rapid heating of the engine walls is an important prerequisite for the efficient and low-emission combustion of the fuel when cold starting the engine.

Bei einem Vierzylindermotor wird beispielsweise ein Kühlmittelvolumen von 2 Litern gespeichert. Die Förderleistung der Pumpe 38 beträgt beispielsweise 600 Liter/Stunde. Das Transfervolumen von 2 Litern wird somit in 12 Sekunden gefördert. Aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit der metallischen Elemente des Heizungszweigs 12b liegt die Zeitspanne zwischen dem Einschalten der Kühlmittelpumpe 38 und dem Erreichen der gewünschten Betriebstemperatur des Motors 10 in der gleichen Größenordnung. Verwendet man eine Verzögerungsschaltung, um einen Vorlauf der Pumpe 38 vor dem Starten des Motors entsprechend der genannten kurzen Zeitspanne zu bewirken, weist der Zylinderkopf bereits die optimale Betriebstemperatur auf, wenn die Kolbenbewegung im Motor 10 beginnt. Dadurch wird neben der Senkung des Kraftstoffverbrauchs und der Abgasemissionen der vom Kaltstart verursachte Verschleiß vermieden, ohne daß aufwendige technische Einrichtungen erforderlich sind.In a four-cylinder engine, for example, a coolant volume of 2 liters is stored. The delivery rate of the pump 38 is for example 600 liters / hour. The transfer volume of 2 liters is thus promoted in 12 seconds. Due to the high thermal conductivity of the metallic elements of the heating branch 12b is the Time between switching on the coolant pump 38 and reaching the desired operating temperature of the engine 10 in the same order of magnitude. Using a delay circuit to a flow of the pump 38 to cause before starting the engine according to said short period of time, the cylinder head already has the optimum operating temperature when the piston movement in the engine 10 starts. As a result, in addition to the reduction of fuel consumption and exhaust emissions of the cold start caused wear is avoided without complex technical facilities are required.

Die 3 zeigt eine Variante, bei der die Pumpe 38 entfällt, weil ihre Aufgabe eine Luftpumpe 54 übernimmt, die durch eine vor dem Wärmespeicher 24 mit der Luftleitung 46 bei 60 verbundene, ein Rückschlagventil 61 enthaltende Ansaugleitung 56 Umgebungsluft in den Wärmespeicher 24 preßt und dadurch das heiße Kühlmittel in den Heizungszweig 12b zurückdrückt. Dabei ist ein auf der vom Wärmespeicher 24 abgewandten Seite der Verbindungsstelle 60 in der Luftleitung 46 vorgesehenes Absperrventil 58 geschlossen. Wird nach dem Abschalten des Motors 10 das Ventil 52 geöffnet, wird auch das Absperrventil 58 geöffnet, so daß das in den Wärmespeicher 26 einströmende Kühlmittel die Luft aus dem Wärmespeicher 26 ins Freie drücken kann. Statt der Luftpumpe 54 kann auch eine andere bordeigene Druckluftquelle verwendet werden.The 3 shows a variant in which the pump 38 deleted because their job is an air pump 54 takes over, by one in front of the heat storage 24 with the air line 46 at 60 connected, a check valve 61 containing suction line 56 Ambient air in the heat storage 24 presses and thereby the hot coolant in the heating branch 12b pushes back. There is one on the heat storage 24 opposite side of the junction 60 in the air line 46 provided shut-off valve 58 closed. Will after switching off the engine 10 the valve 52 opened, is also the shut-off valve 58 opened, so that in the heat storage 26 incoming coolant, the air from the heat storage 26 can push into the open air. Instead of the air pump 54 Another on-board compressed air source can also be used.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele sind geeignet, das den Wärmespeicher 24 füllende Kühlmittelvolumen unter Wirkung der Schwerkraft in den Wärmespeicher 24 zu überführen, der im System die unterste Position einnimmt. Wo diese Position nicht zur Aufnahe des Wärmespeichers zur Verfügung steht, ist eine Anordnung nach 4 geeignet. Der Wärmespeicher 24 befindet sich dort in einer Position die höher liegt als das Leitungselement 50. In der Kühlmittelleitung 48 ist eine Kühlmittelpumpe 62 angeordnet, deren Förderrichtung derart umschaltbar ist, daß jeweils bei geöffnetem Ventil 52 entweder das Kühlmittel in den Wärmespeicher 24 transferiert wird, oder aber in der Gegenrichtung zurück in den Leitungszweig 12b.The embodiments described above are suitable, the heat storage 24 filling coolant volume under the action of gravity in the heat storage 24 to transfer who occupies the lowest position in the system. Where this position is not available for Aufnahe the heat accumulator is an arrangement according to 4 suitable. The heat storage 24 is there in a position higher than the line element 50 , In the coolant line 48 is a coolant pump 62 arranged, the conveying direction is switched such that each with the valve open 52 Either the coolant in the heat storage 24 is transferred, or in the opposite direction back into the line branch 12b ,

Allen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß das bei Betriebsruhe des Verbrennungsmotors aus dem Zylinderkopf und gegebenenfalls dem Heizungswärmetauscher in den Wärmespeicher zu transferierende Kühlmittelvolumen nach dem Öffnen eines Ventils 52 über eine Leitung 48 in den Wärmespeicher 24 gelangt und über die gleiche Leitung 48 wieder in den Zylinderkopf und gegebenenfalls den Wärmetauscher zurückgeführt und dadurch der Wärmespeicher 24 entleert wird, der dann während des Motorbetriebs durch das Ventil 52 vom Kühlmittelkreislauf 12 getrennt ist.All of the above-described embodiments have in common that the at rest of the internal combustion engine from the cylinder head and optionally the heating heat exchanger in the heat storage to be transferred coolant volume after opening a valve 52 over a line 48 in the heat storage 24 passes and over the same line 48 returned back to the cylinder head and optionally the heat exchanger and thereby the heat storage 24 is then discharged through the valve during engine operation 52 from the coolant circuit 12 is disconnected.

Die 5 zeigt eine Konstruktionsvariante, die sich besonders für Verbrennungsmotoren eignet, die in Gebieten eingesetzt werden, in welchen mit relativ niedrigen Temperaturen zu rechnen ist. Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren des Kühlmitteltransfers wird dabei bei einer Konstruktion ähnlich der 2 angewandt, deren Bezugszeichen entsprechend übernommen werden, wobei jedoch ein Wärmespeicher 24a eingesetzt wird, in dessen wärmeisolierten Innenraum drei Leitungen 46, 48 und 64 geführt sind.The 5 shows a design variant, which is particularly suitable for internal combustion engines, which are used in areas where to be reckoned with relatively low temperatures. The operating method of the coolant transfer according to the invention is similar in a construction 2 applied, whose reference numerals are adopted accordingly, but with a heat storage 24a is used, in its thermally insulated interior three lines 46 . 48 and 64 are guided.

Die Leitung 64 ersetzt die aus dem Heizungswärmetauscher 22 austretende Leitung 50 und bewirkt, daß der Kühlmittelkreislauf des Heizungszweigs 12b während des Motorbetriebs ständig über den Wärmespeicher 24a und weiter über die Pumpe 38 und die Leitung 48 zurück zum Zylinderkopf und Heizungswärmetauscher geführt wird. Wird der Verbrennungsmotor 10 abgeschaltet, soll erfindungsgemäß der wesentliche Teil des außerhalb des Wärmespeichers 24a befindlichen Kühlmittelvolumens (Transfervolumen) in den Wärmespeicher 24 überführt werden.The administration 64 replaces the one from the heating heat exchanger 22 leaving line 50 and causes the coolant circuit of the heating branch 12b during engine operation constantly on the heat storage 24a and continue via the pump 38 and the line 48 is led back to the cylinder head and heater core. Will the internal combustion engine 10 switched off, according to the invention, the essential part of the outside of the heat storage 24a located coolant volume (transfer volume) in the heat storage 24 be transferred.

Bei den oben anhand der 2–4 beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Kapazität des Wärmespeichers 24 derart bemessen, daß er das Transfervolumen aufnehmen kann. Wenn das Transfervolumen beim Motorstart in den Heizungszweig 12b überführt wird, bleibt der Wärmespeicher 24 leer, bis er beim Abschalten des Motors 10 wieder gefüllt wird.In the above based on the 2 - 4 described embodiments, the capacity of the heat accumulator 24 sized so that it can absorb the transfer volume. If the transfer volume at engine start in the heating branch 12b is transferred, remains the heat storage 24 empty until he turns off the engine 10 is filled again.

Bei der Ausführungsform nach 5 ist beim Abschalten des Motors 10 der Wärmespeicher 24a nicht leer, weil er ja in den Kühlmittelkreislauf einbezogen ist. Es ist deshalb zur Aufnahme des Transfervolumens eine Erweiterung des Speichervolumens, d. h. eine Vergrößerung der Wärmespeichers 24a erforderlich, die beispielsweise das Speichervolumen auf das Doppelte des Transfervolumens erhöht. Während des Motorbetriebs ist dann der Wärmespeicher nur im unteren Bereich mit dem durchgeleiteten Kühlmittel gefüllt. Der Zu- und Abfluß der Luft aus dem Wärmespeicher 24a erfolgt entsprechend der Veränderungen des Kühlmittelvolumens innerhalb des Wärmespeichers 24a über die Luftleitung 46.In the embodiment according to 5 is when the engine is switched off 10 the heat storage 24a not empty, because it is included in the coolant circuit. It is therefore to accommodate the transfer volume an extension of the storage volume, ie an increase in the heat storage 24a required, for example, increases the storage volume to twice the transfer volume. During engine operation, the heat accumulator is then filled only in the lower region with the coolant passed through. The inflow and outflow of air from the heat storage 24a takes place according to the changes in the coolant volume within the heat accumulator 24a over the air line 46 ,

Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß beim Motorstart den ausgekühlten Bereichen des Heizungszweigs 12b ein Volumen an heißem Kühlmittel zugeführt wird, das wesentlich größer ist als das Transfervolumen, und damit auch eine entsprechend größere Wärmemenge transportiert, wodurch die Aufheizung der kalten Motormasse beschleunigt wird, insbesondere bei tiefen Umgebungstemperaturen.The advantage of this embodiment is that when the engine starts the cooled areas of the heating branch 12b a volume of hot coolant is supplied, which is substantially larger than the transfer volume, and thus also transported a correspondingly larger amount of heat, whereby the heating of the cold Engine mass is accelerated, especially at low ambient temperatures.

Um das Einströmen von Luft in den beim Ableiten des Transfervolumens in den Wärmespeicher 24a entleerten Heizungszweig zu ermöglichen und nach dem Motorstart die vollständige Füllung des Heizungszweigs 12b zu sichern, ist am höchstgelegenen Abschnitt des Heizungszweigs 12b ein zur Atmosphäre geöffneter Ausgleichsbehälter 40 vorgesehen.To the inflow of air in the derivation of the transfer volume in the heat storage 24a To allow for emptied heating branch and after the engine start the complete filling of the heating branch 12b Secure is at the highest section of the heating branch 12b an expansion tank opened to the atmosphere 40 intended.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19535027 A1 [0032]

Claims

Method for using the waste heat of an internal combustion engine, in particular one through a coolant circuit ( 12 ) cooled cylinder head of an internal combustion engine ( 10 ) of the piston type by means of a heat accumulator ( 24 ), wherein the guided over the cylinder head coolant circuit in a cooler ( 14 ) cooler branch ( 12a ) and a parallel thereto, connectable to the heat storage second line branch ( 12b ) and the flow path can be shut off via the radiator, characterized by the following steps: when the engine is stopped ( 10 ) Blocking the flow path ( 12a ) over the radiator and subsequent emptying and venting of the cylinder head by transfer of the coolant volume from the cylinder head into the heat accumulator ( 24 ), Storing this coolant volume (transfer volume) in the heat accumulator ( 24 ) until the engine is restarted, when restarting the stored coolant volume back into the cylinder head. and at the same time its venting, and when reaching a threshold temperature of the coolant in the engine compartment opening the radiator circuit ( 12a ).

Method according to Claim 1 in a second line branch ( 12b ) a heating heat exchanger ( 22 ) contain coolant circuit, characterized in that when stopping the engine ( 10 ) the volume of coolant from the cylinder head plus that in the heating heat exchanger ( 22 ) and emptied until the engine is restarted in the heat accumulator (transfer volume). 26 ) and when restarting the engine back into the heat exchanger ( 22 ) is returned.

Method according to Claim 2, characterized in that when the engine is restarted ( 10 ) the transfer volume to the heating heat exchanger ( 22 ) over the engine ( 10 ) is supplied.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the piston movement is delayed when the engine starts and first the volume of coolant from the heat storage ( 24 ) in the second line branch ( 12b ) is returned and the cylinder head is heated by the coolant.

Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that when the motor is stopped ( 10 ) the coolant in a lower heat storage ( 26 ) is drained.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the transfer volume of the coolant by suitable conveying means in the heat accumulator ( 26 ) or removed from this.

Cooling system of an internal combustion engine ( 10 ) of the piston type with a cylinder head and a coolant circuit ( 12 ), which is a cooler ( 14 ), via a thermostatic valve ( 16 ) from the coolant circuit ( 12 ) separable cooler branch ( 12a ) and a second, with a heat storage ( 24 ) via a controllable valve ( 52 ) connectable line branch ( 12b ), characterized in that the heat accumulator ( 24 ) at a connection point ( 28 ) with the lowest line element ( 50 ) of the second branch ( 12b ) via a controllable valve ( 52 ) containing coolant line ( 48 ), the second line branch ( 12b ) in its highest position a compensating volume having a ventilation opening ( 40 ), the heat storage ( 24 ) a conveyor device ( 38 ; 54 ) for transferring the coolant from the heat accumulator ( 24 ) in the second line branch ( 12b ) is assigned and the heat storage ( 24 ) with a vent line ( 46 ) equal to the equalization volume ( 40 ) opens into the ambient air, wherein the capacity of the heat storage ( 24 ) is dimensioned so that it can absorb at least the volume of coolant from the cylinder head (transfer volume).

Cooling system according to claim 7, characterized in that the second line branch ( 12b ) as heating branch a heating heat exchanger ( 22 ), wherein the capacity of the heat storage ( 24 ) is dimensioned so that it can accommodate at least the volume of coolant from the cylinder head and the Heiungswärmetauscher (transfer volume).

Cooling system according to claim 8, characterized in that between the heating heat exchanger ( 22 ) and the connection point ( 28 ) one the reflux to the heating heat exchanger ( 22 ) preventing reflux barrier ( 51 ) is arranged.

Cooling system according to one of claims 7 to 9, characterized in that the conveying device ( 38 ) a coolant pump in the coolant line ( 48 ).

Cooling system according to one of claims 7 to 9, characterized in that the vent line ( 46 ) a shut-off valve ( 58 ) and between the shut-off valve ( 58 ) and the heat storage ( 24 ) an air intake line ( 56 ) in the vent line ( 46 ), which serves as a conveying device an air pump ( 54 ) containing a check valve ( 61 ) is connected downstream.

Cooling system according to one of claims 7 to 11, characterized in that the Heat storage ( 24 ) below this lowest-lying line element ( 50 ) is arranged.

Cooling system according to one of claims 7 to 11, characterized in that the conveying device ( 62 ) is switchable between two opposite conveying directions.

Cooling system according to one of claims 7 or 8, characterized in that the heat accumulator ( 24a ) with three connecting lines ( 46 . 48 . 64 ) and in series with the heating heat exchanger ( 22 ) in the heating branch ( 12b ) that its input through a line ( 64 ) with the heating heat exchanger ( 22 ) and its output through a line ( 48 ) via a coolant pump ( 38 ) with the cylinder head of the engine ( 10 ), wherein the capacity of the heat storage ( 24a ) is greater than the transfer volume.

Heat accumulator according to claim 14, characterized in that its capacity is at least twice as large as the transfer volume.