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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft allgemein ein System und Verfahren zum Kühlen eines Turboladers eines Verbrennungsmotors und insbesondere zum Kühlen des Turboladers, nachdem der Verbrennungsmotor zu laufen aufgehört hat.
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HINTERGRUND
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Verbrennungsmotoren können einen Turbolader verwenden, um eine Strömung von Verbrennungsluft zu komprimieren. Der Turbolader absorbiert Wärme während des Betriebs, was zu einer Ölverkokung in Lagern des Turboladers führen kann. Wie hier definiert ist, umfasst die Ölverkokung das Spalten von Schmierfett und/oder -Öl sowie die Bildung von Kohlenstoffrückstand an den Komponenten des Turboladers. Wenn es der Einbau des Turboladers an dem Motor und in einem Motorraum des Fahrzeugs zulässt, kann der Turbolader durch einen leitenden Thermosiphon passiv gekühlt werden. Wenn jedoch der Turbolader aufgrund von Konstruktions- und/oder Einbaubeschränkungen an dem Motor auf hohem Niveau montiert ist, können unzureichende Kühlmittelniveaus vorhanden sein, um eine Schleife zur konvektiven Kühlung zu erzeugen. In solchen Umständen kann eine unabhängige elektrische Pumpe, die zur Zirkulation bzw. Umwälzung des Kühlmittels durch den Turbolader bestimmt ist, dazu verwendet werden, den Turbolader zu kühlen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es ist ein Fahrzeug vorgesehen. Das Fahrzeug umfasst einen Turbolader zum Komprimieren einer Strömung von Verbrennungsluft sowie einen Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf, der eine Strömung von Kühlfluid hindurch umwälzt. Der Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf umfasst einen Niedertemperaturwärmetauscher, der zur Übertragung von Wärme von der Strömung von Kühlfluid an eine Strömung von Umgebungsluft konfiguriert ist. Eine Zwischenkühlerpumpe ist zur Umwälzung der Strömung von Kühlfluid durch den Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf konfiguriert. Ein Zwischenkühler ist zur Übertragung von Wärme von der Strömung von komprimierter Verbrennungsluft an die Strömung von Kühlfluid konfiguriert. Das Fahrzeug umfasst ferner einen ersten Fluiddurchgang in Fluidkommunikation mit dem Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf und dem Turbolader sowie ein Turbolader-Kühlungssteuerventil, das den ersten Fluiddurchgang mit dem Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf verbindet. Das Turbolader-Kühlungssteuerventil ist stromabwärts des Niedertemperaturwärmetauschers und stromaufwärts des Zwischenkühlers angeordnet. Das Turbolader-Kühlungssteuerventil ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegbar. In der ersten Position lenkt das Turbolader-Kühlungssteuerventil die Strömung von Kühlfluid zu dem Zwischenkühler, um Wärme von der Verbrennungsluftströmung zu absorbieren. In der zweiten Position lenkt das Turbolader-Kühlungssteuerventil die Strömung von Kühlfluid zu dem Turbolader, um den Turbolader zu kühlen.
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Es ist auch ein Verfahren zum Kühlen eines Turboladers für einen Verbrennungsmotor vorgesehen. Das Verfahren umfasst ein Erfassen eines Betriebsstatus des Verbrennungsmotors, um zu bestimmen, wann der Verbrennungsmotor von einem Motor-Ein-Status zu einem Motor-Aus-Status schaltet. Eine Strömung von Kühlfluid, die durch den Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf umgewälzt wird, wird umgelenkt, um die Strömung von Kühlfluid an den Turbolader zu lenken und damit den Turbolader zu kühlen, wenn der Betriebsstatus des Verbrennungsmotors von dem Motor-Ein-Status zu dem Motor-Aus-Status geschaltet wird.
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Demgemäß wird der Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf dazu verwendet, Kühlfluid an den Turbolader zu liefern, wenn der Motor von dem Motor-Ein-Status, d. h. der Motor läuft, zu dem Motor-Aus-Status, d. h. der Motor läuft nicht, schaltet. Die Zwischenkühlerpumpe wird dazu verwendet, das Kühlfluid an den Zwischenkühler umzuwälzen, wenn der Motor läuft, und wird auch dazu verwendet, das Kühlfluid an den Turbolader umzuwälzen, wenn der Motor nicht läuft, wodurch der Bedarf nach einer unabhängigen Pumpe beseitigt wird, die dazu bestimmt ist, Kühlfluid an den Turbolader umzuwälzen.
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Die obigen Merkmale und Vorteile wie auch weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leicht aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Arten zur Ausführung der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein schematisches Schaubild eines Fahrzeugs, das einen Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf zeigt, der ein Kühlfluid durch einen Zwischenkühler umwälzt, um eine Strömung von Verbrennungsluft von einem Turbolader zu kühlen.
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2 ist ein schematisches Schaubild des Fahrzeugs, das zeigt, dass das Kühlfluid von dem Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf umgelenkt wird, um den Turbolader zu kühlen.
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3 ist ein schematisches Schaubild einer alternativen Ausführungsform des Fahrzeugs, das zeigt, dass der Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf das Kühlfluid durch den Zwischenkühler umwälzt, um die Strömung von Verbrennungsluft von dem Turbolader zu kühlen, und ein Motorkühlkreislauf ein Kühlfluid durch einen Verbrennungsmotor umwälzt, um den Verbrennungsmotor zu kühlen.
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4 ist ein schematisches Schaubild der alternativen Ausführungsform des Fahrzeugs, die zeigt, dass das Kühlfluid von dem Motorkühlkreislauf in den Turbolader gezogen wird, um den Turbolader zu kühlen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Der Fachmann erkennt, dass Begriffe wie ”oben”, ”unten”, ”aufwärts”, ”abwärts”, ”oberer Bereich”, ”unterer Bereich”, etc. beschreibend für die Figuren verwendet sind und keine Beschränkungen hinsichtlich des Schutzumfangs der Erfindung darstellen, wie durch die angefügten Ansprüche definiert ist.
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Bezug nehmend auf die Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile über die verschiedenen Ansichten hinweg angeben, ist in den 1 und 2 ein Fahrzeug allgemein mit 20 gezeigt. Das Fahrzeug 20 kann einen beliebigen Typ und/oder eine beliebige Bauart des Fahrzeugs 20 aufweisen, das einen Verbrennungsmotor 22 besitzt. Der Verbrennungsmotor 22 kann umfassen, ist jedoch nicht darauf beschränkt, einen Benzinmotor oder einen Dieselmotor.
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Bezug nehmend auf 1 weist das Fahrzeug 20 ferner einen Turbolader 24 auf. Der Turbolader 24 ist mit dem Motor gekoppelt und komprimiert eine Strömung von Verbrennungsluft 26 vor einem Eintritt in einen Brennraum des Motors (nicht gezeigt). Der Turbolader 24 kann einen beliebigen Turbolader 24 aufweisen, der zum Gebrauch mit dem Verbrennungsmotor 22 geeignet ist. Es sei auch angemerkt, dass der Turbolader 24 alternativ eine Mehrfach-Turbolader-Konfiguration aufweisen kann, wie, jedoch nicht darauf beschränkt, eine Zweifach-Turbolader-Konfiguration oder eine Vierfach-Turbolader-Konfiguration, und dass der Turbolader 24 nicht auf die Einzel-Turbolader-Konfiguration beschränkt sein sollte, die hier gezeigt und beschrieben ist.
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Die Kompression der Verbrennungsluft 26 erhöht die Temperatur der Verbrennungsluft 26. Um die Verbrennungsluft 26 zu kühlen, umfasst das Fahrzeug 20 ferner einen Zwischenkühler 28. Der Zwischenkühler 28 ist ein Wärmetauscher, der Wärme von der Strömung von Verbrennungsluft 26 an ein Kühlfluid überträgt, bevor die Verbrennungsluft 26 in den Brennraum des Verbrennungsmotors 22 eintritt. Die Reduzierung der Temperatur der Verbrennungsluft 26 erhöht die Leistungsabgabe von dem Verbrennungsmotor 22.
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Das Fahrzeug 20 umfasst ferner einen Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30, der eine Strömung von Kühlfluid hindurch umwälzt, wodurch das Kühlfluid an den Zwischenkühler 28 geliefert wird. Der Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30 umfasst, ist jedoch nicht darauf beschränkt, den Zwischenkühler 28, einen Niedertemperaturwärmetauscher 32, eine Zwischenkühlerpumpe 34 und alle notwendige Verrohrung und/oder Anschlussstücke, die die verschiedenen Komponenten des Zwischenkühler-Kühlfluidkreislaufs 30 verbinden. Der Niedertemperaturwärmetauscher 32 überträgt Wärme von der Kühlfluidströmung auf die Umgebungsluftströmung 36, wodurch die Wärme von dem Kühlfluid entfernt wird. Die Zwischenkühlerpumpe 34 führt eine Druckbeaufschlagung und Umwälzung der Kühlfluidströmung durch den Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30 durch. Die Zwischenkühlerpumpe 34 kann eine Elektropumpe aufweisen, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Das Kühlfluid wird in einer kontinuierlichen Schleife durch den Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30 in einer durch Pfeil 38 angegebenen Richtung umgewälzt. Beginnend an einem Einlass 40 der Zwischenkühlerpumpe 34 wälzt die Zwischenkühlerpumpe 34 das Kühlfluid stromabwärts zu einem Einlass 42 des Zwischenkühlers 28. Das Kühlfluid strömt durch den Zwischenkühler 28, wobei Wärme von der komprimierten Verbrennungsluft 26 absorbiert wird, an eine Aufnahme 44 des Zwischenkühlers 28. Das Kühlfluid wird dann an eine Ansaugung 46 des Niedertemperaturwärmetauschers 32 stromabwärts des Zwischenkühlers 28 umgewälzt bzw. zirkuliert. Das Kühlfluid wird durch den Niedertemperaturwärmetauscher 32, wo Wärme an die Umgebungsluftströmung 36, die durch ein Kühlgebläse 47 oder dergleichen bereitgestellt wird, dissipiert wird, an einen Ausgang 48 des Niedertemperaturwärmetauschers 32 umgewälzt. Das Kühlfluid wird dann zurück zu dem Einlass 40 der Zwischenkühlerpumpe 34 umgewälzt, woraufhin die kontinuierliche Schleife erneut beginnt.
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Das Fahrzeug 20 weist ferner einen ersten Fluiddurchgang 50 und einen Rückführfluiddurchgang 52 auf. Der erste Fluiddurchgang 50 steht in Fluidkommunikation mit dem Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30 und dem Turbolader 24 und lenkt das Kühlfluid von dem Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30 zu dem Turbolader 24. Der Rückführfluiddurchgang 52 steht in Fluidkommunikation mit dem Turbolader 24 und dem Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30 und lenkt die Kühlfluidströmung von dem Turbolader 24 zurück zu dem Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30. Der Rückführfluiddurchgang 52 verbindet den Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30 stromaufwärts des Niedertemperaturwärmetauschers 32 und stromabwärts des Zwischenkühlers 28.
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Ein Turboladersteuerventil 54 verbindet den ersten Fluiddurchgang 50 mit dem Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30. Das Turbolader-Kühlungssteuerventil 54 ist stromabwärts des Niedertemperaturwärmetauschers 32 und stromaufwärts des Zwischenkühlers 28 angeordnet. Das Turbolader-Kühlungssteuerventil 54 ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegbar. In der ersten Position, die allgemein in 1 gezeigt ist, lenkt das Turbolader-Kühlungssteuerventil 54 die Kühlfluidströmung an den Zwischenkühler 28, um Wärme von der Verbrennungsluftströmung 26 zu absorbieren. In der zweiten Position, die allgemein in 2 gezeigt ist, lenkt das Turbolader-Kühlungssteuerventil 54 die Kühlfluidströmung an den Turbolader 24, um den Turbolader 24 zu kühlen.
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Das Turbolader-Kühlungssteuerventil 54 ist in der ersten Position angeordnet, wenn sich der Verbrennungsmotor 22 in einem Motor-Ein-Status befindet. Der Motor-Ein-Status ist der Betriebszustand des Verbrennungsmotors 22, wenn der Verbrennungsmotor 22 läuft. Demgemäß wird, wenn der Verbrennungsmotor 22 läuft, der Verbrennungsmotor 22 hier als in dem Motor-Ein-Status arbeitend bezeichnet. Das Turbolader-Kühlungssteuerventil 54 ist in der zweiten Position angeordnet, wenn der Verbrennungsmotor 22 in einem Motor-Aus-Status angeordnet ist. Der Motor-Aus-Status ist derjenige Betriebszustand des Verbrennungsmotors 22, wenn der Verbrennungsmotor 22 nicht läuft. Demgemäß wird, wenn der Verbrennungsmotor 22 nicht läuft, der Verbrennungsmotor 22 hier als in dem Motor-Aus-Zustand arbeitend bezeichnet.
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Das Turbolader-Kühlungssteuerventil 54 ist derart konfiguriert, von der ersten Position in die zweite Position zu schalten, wenn der Verbrennungsmotor 22 von dem Motor-Ein-Status in den Motor-Aus-Status schaltet. Somit befindet sich, wenn der Verbrennungsmotor 22 läuft, das Turbolader-Kühlungssteuerventil 54 in der ersten Position und lenkt die Kühlfluidströmung an den Zwischenkühler 28, um die Verbrennungsluftströmung 26 zu kühlen. Bezug nehmend auf 2 schaltet, wenn der Verbrennungsmotor 22 in den Motor-Aus-Status schaltet, d. h. wenn der Verbrennungsmotor 22 zu laufen aufhört, das Turbolader-Kühlungssteuerventil 54 in die zweite Position, um die Kühlfluidströmung zu dem Turbolader 24 zu lenken und damit den Turbolader 24 zu kühlen, wodurch eine Ölverkokung in dem Turbolader 24 verhindert wird. Der hier verwendete Begriff ”Ölverkokung” umfasst das Spalten von Schmierfett und/oder -Öl in dem Turbolader 24 wie auch die Bildung von Kohlenstoffrückstand an den Komponenten des Turboladers 24. Das Kühlfluid wird durch eine kontinuierliche Schleife umgewälzt, die durch Pfeile 56, die in 2 gezeigt sind, angegeben ist. Das Kühlfluid wird durch den Turbolader 24 und zurück durch den Niedertemperaturwärmetauscher 32 umgewälzt, so dass der Niedertemperaturwärmetauscher 32 die durch das Kühlfluid von dem Turbolader 24 absorbierte Wärme dissipieren kann. Die Zwischenkühlerpumpe 34 führt eine Druckbeaufschlagung und Umwälzung des Kühlfluides durch den durch Pfeile 56 angegebenen Pfad aus.
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Es ist ein Verfahren zum Kühlen des Turboladers 24 vorgesehen. Das Verfahren umfasst ein Drehen des Turboladers 24, um die Verbrennungsluftströmung 26 für den Verbrennungsmotor 22 zu komprimieren. Wie es bekannt ist, wird der Turbolader 24 durch eine Abgasströmung von dem Verbrennungsmotor 22 in Drehung versetzt. Demgemäß wird der Turbolader 24 in Drehung versetzt, wenn der Verbrennungsmotor 22 in dem Motor-Ein-Status arbeitet, d. h. wenn der Verbrennungsmotor 22 läuft.
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Sobald der Verbrennungsmotor 22 zu laufen beginnt und in dem Motor-Ein-Status arbeitet, kann die Zwischenkühlerpumpe 34 eingeschaltet werden, um eine Strömung von Kühlfluid durch den Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30 mit Druck zu beaufschlagen und umzuwälzen. Ein Motorsteuermodul (nicht gezeigt) kann die Zwischenkühlerpumpe 34 durch Leiten eines elektrischen Stroms an die Zwischenkühlerpumpe 34 einschalten. Sobald die Zwischenkühlerpumpe 34 eingeschaltet ist, beginnt das Kühlfluid eine Umwälzung durch den Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30.
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Solange der Verbrennungsmotor 22 in dem Motor-Ein-Status angeordnet ist, wird die Kühlfluidströmung, die durch den Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30 umgewälzt wird, durch den Zwischenkühler 28 gelenkt, um Wärme von der Strömung komprimierter Verbrennungsluft 26 zu entfernen. Somit ist das Turbolader-Kühlungssteuerventil 54 in der ersten Position angeordnet, wodurch das Kühlfluid zu dem Zwischenkühler 28 gelenkt und eine Fluidkommunikation zu dem Turbolader 24 blockiert wird.
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Das Verfahren umfasst ferner ein Erfassen des Betriebsstatus des Verbrennungsmotors 22, um zu bestimmen, wann der Verbrennungsmotor 22 von dem Motor-Ein-Status in den Motor-Aus-Status schaltet. Der Betriebsstatus des Motors kann auf eine beliebige geeignete Weise erfasst und/oder bestimmt werden, wie durch das Motorsteuermodul. Bei Bestimmung, dass der Betriebsstatus des Verbrennungsmotors 22 von dem Motor-Ein-Status in den Motor-Aus-Status geschaltet hat, wird die Strömung von Kühlfluid, das durch einen Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30 umgewälzt wird, umgelenkt, um die Kühlfluidströmung an den Turbolader 24 zu lenken und damit den Turbolader 24 zu kühlen. Die Strömung von Kühlfluid wird dann von dem Turbolader 24 zurück zu dem Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30 durch den Rückführfluiddurchgang 52 gelenkt.
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Wie oben angemerkt ist, wird die Steuerung der Strömung von Kühlfluid zwischen dem Turbolader 24 und dem Zwischenkühler 28 durch das Turbolader-Kühlungssteuerventil 54 gesteuert. Sobald das Motorsteuermodul das Schalten von dem Motor-Ein-Status in den Motor-Aus-Status erfasst, kann das Motorsteuermodul dem Turbolader-Kühlungssteuerventil 54 signalisieren, von der ersten Position, die das Kühlfluid an den Zwischenkühler 28 lenkt, zu der zweiten Position zu schalten, die das Kühlfluid an den Turbolader 24 lenkt. Das Motorsteuermodul kann dem TurboladerKühlungssteuerventil 54 mit einem elektrischen Signal, Unterdrucksignal oder auf irgendeine andere geeignete Art und Weise signalisieren, zwischen der ersten Position und der zweiten Position zu schalten.
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Das oben beschriebene Verfahren verwendet die existierende Zwischenkühlerpumpe 34, um das Kühlfluid durch den Turbolader 24 mit Druck zu beaufschlagen und umzuwälzen, wodurch der Bedarf nach einer separaten und dedizierten Pumpe zum Umwälzen von Kühlfluid an den Turbolader 24 beseitigt wird. Demgemäß kann das Motorsteuermodul den Betrieb der Zwischenkühlerpumpe 34 fortsetzen, sogar nachdem der Motor nicht mehr läuft, d. h. der Betriebszustand des Verbrennungsmotors 22 von dem Motor-Ein-Status in den Motor-Aus-Status geschaltet hat. Der Betrieb der Zwischenkühlerpumpe 34 kann für eine spezifische Zeitdauer oder solange fortgesetzt werden, bis eine Innentemperatur des Turboladers 24 unter eine vordefinierte Temperatur fällt.
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Bezug nehmend auf die 3 und 4 ist eine alternative Ausführungsform des Fahrzeugs allgemein mit 60 gezeigt. Über die 3 und 4 hinweg weist der Turbolader 24 und der Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30 zumindest dieselben Komponenten auf und arbeitet auf dieselbe Weise, wie oben beschrieben ist. Demgemäß werden dieselben Bezugszeichen, die in 1 dazu verwendet sind, den Turbolader 24, den Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30, den Zwischenkühler 28, den Niedertemperaturwärmetauscher 32, die Zwischenkühlerpumpe 34, das Turbolader-Kühlungssteuerventil 54, den ersten Fluiddurchgang 50 und andere identische gemeinsam genutzte Komponenten zu beschreiben, ebenfalls in den 3 und 4 verwendet.
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Bezug nehmend auf 3 weist das Fahrzeug 60 einen Motorkühlkreislauf 62 auf. Der Motorkühlkreislauf 62 weist einen Primärwärmetauscher 64, z. B. einen Kühler, und ein Kühlfluid auf, das in einer kontinuierlichen Schleife durch den Verbrennungsmotor 22 und den Primärwärmetauscher 64 umgewälzt wird. Das Kühlfluid wird durch den Motorkühlkreislauf 62 in einer durch Pfeile 66 angegebenen Richtung umgewälzt. Das Kühlfluid absorbiert Wärme von dem Verbrennungsmotor 22, wenn das Kühlfluid durch den Verbrennungsmotor 22 umgewälzt wird. Das Kühlfluid wird dann durch den Primärwärmetauscher 64 umgewälzt, wo die Wärme in dem Kühlfluid in eine Umgebungsluftströmung 68 dissipiert wird, die durch ein Kühlgebläse 47 oder eine andere ähnliche Vorrichtung bereitgestellt wird.
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Der Motorkühlkreislauf 62 steht in Fluidkommunikation mit dem Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30. Ein Kühlkreislaufsteuerventil 70 steht in Fluidkommunikation mit dem Motorkühlkreislauf 62 und dem Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30 und verbindet diese. Das Kühlkreislaufsteuerventil 70 ist mit dem Motorkühlkreislauf 62 stromabwärts des Primärwärmetauschers 64 und stromaufwärts des Turbolader-Kühlungssteuerventils 54 verbunden. Das Kühlkreislaufsteuerventil 70 ist auch stromabwärts des Niedertemperaturwärmetauschers 32 angeordnet.
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Das Kühlkreislaufsteuerventil 70 ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegbar. In der ersten Position, die allgemein in 3 gezeigt ist, öffnet das Kühlkreislaufsteuerventil 70 eine Fluidkommunikation zwischen dem Niedertemperaturwärmetauscher 32 und dem Turbolader-Kühlungssteuerventil 54 und schließt eine Fluidkommunikation zwischen dem Motorkühlkreislauf 62 und dem Turbolader-Kühlungssteuerventil 54. In der zweiten Position, die allgemein in 4 gezeigt ist, schließt das Kühlkreislaufsteuerventil 70 eine Fluidkommunikation zwischen dem Niedertemperaturwärmetauscher 32 und dem Turbolader-Kühlungssteuerventil 54 und öffnet eine Fluidkommunikation zwischen dem Motorkühlkreislauf 62 und dem Turbolader-Kühlungssteuerventil 54. Das Kühlkreislaufsteuerventil 70 ist in der ersten Position angeordnet, wenn sich der Verbrennungsmotor 22 in dem Motor-Ein-Status befindet, und ist in der zweiten Position angeordnet, wenn sich der Verbrennungsmotor 22 in dem Motor-Aus-Status befindet. Das Kühlkreislaufsteuerventil 70 schaltet von der ersten Position in die zweite Position, wenn der Verbrennungsmotor 22 von dem Motor-Ein-Status in den Motor-Aus-Status schaltet.
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Wie in 3 gezeigt ist, befindet sich, wenn der Verbrennungsmotor 22 in dem Motor-Ein-Status arbeitet, d. h. läuft, das Kühlkreislaufsteuerventil 70 in der ersten Position, um eine Fluidströmung zwischen dem Motorkühlkreislauf 62 und dem Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30 zu blockieren, und das Turbolader-Kühlungssteuerventil 54 befindet sich in der ersten Position, um das Kühlfluid an den Zwischenkühler 28 zu lenken, wie oben beschrieben ist. Wie in 4 gezeigt ist, schaltet, wenn der Verbrennungsmotor 22 von dem Motor-Ein-Status in den Motor-Aus-Status schaltet, d. h. wenn der Verbrennungsmotor 22 zu laufen aufhört, das Kühlkreislaufsteuerventil 70 in die zweite Position, so dass Kühlfluid zwischen dem Motorkühlkreislauf 62 und dem Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30 umgewälzt werden kann. Gleichzeitig schaltet das Turbolader-Kühlungssteuerventil 54 in die zweite Position, um das Kühlfluid an den Turbolader 24 umzulenken und damit den Turbolader 24 zu kühlen, wie oben beschrieben. Demgemäß kommt das Kühlfluid zum Kühlen des Turboladers 24 von dem Motorkühlkreislauf 62.
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Bezug nehmend auf die 3 und 4 weist das Fahrzeug 60 einen Rückführfluiddurchgang 72 auf. Der Rückführfluiddurchgang 72 steht in Fluidkommunikation mit dem Turbolader 24 und dem Motorkühlkreislauf 62. Der Rückführfluiddurchgang 72 lenkt die Kühlfluidströmung von dem Turbolader 24 zurück zu dem Motorkühlkreislauf 62. Der Rückführfluiddurchgang 72 ist mit dem Motorkühlkreislauf 62 stromaufwärts des Primärwärmetauschers 64 verbunden.
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Ein Fluidrückführsteuerventil 74 ist in dem Rückführfluiddurchgang 72 angeordnet. Das Fluidrückführsteuerventil 74 steuert die Fluidströmung durch den Rückführfluiddurchgang 72. Das Fluidrückführsteuerventil 74 ist zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position bewegbar. In der offenen Position, die allgemein in 4 gezeigt ist, erlaubt das Fluidrückführsteuerventil 74 eine Umwälzung der Kühlfluidströmung durch den Turbolader 24 und zurück zu dem Motorkühlkreislauf 62, wie durch in 4 gezeigte Pfeile 76 angegeben ist. In der geschlossenen Position blockiert, wie allgemein in 3 gezeigt ist, das Fluidrückführsteuerventil 74 eine Umwälzung des Kühlfluides durch den Rückführfluiddurchgang 72, wodurch ein Rückfluss von dem Motorkühlkreislauf 62 zurück in den Turbolader 24 verhindert wird. Das Fluidrückführsteuerventil 74 ist in der offenen Position angeordnet, wenn der Verbrennungsmotor 22 in dem Motor-Aus-Status ist, und ist in der geschlossenen Position angeordnet, wenn der Verbrennungsmotor 22 in einem Motor-Ein-Status angeordnet ist. Das Fluidrückführsteuerventil 74 schaltet von der geschlossenen Position in die offene Position, wenn der Verbrennungsmotor 22 von dem Motor-Ein-Status in den Motor-Aus-Status schaltet, d. h. wenn der Verbrennungsmotor 22 zu laufen aufhört.
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Bezug nehmend auf 4 wird, wenn der Verbrennungsmotor 22 in dem Motor-Aus-Status ist, das Kühlfluid durch eine kontinuierliche Schleife umgewälzt, die durch die Pfeile 76 angegeben ist. Das Kühlfluid wird von dem Primärwärmetauscher 64 durch das Kühlkreislaufsteuerventil 70, die Zwischenkühlerpumpe 34 und das Turbolader-Kühlungssteuerventil 54 an den Turbolader 24 umgewälzt. Das Kühlfluid verlässt den Turbolader 24 und strömt zurück zu dem Primärwärmetauscher 64 durch das Fluidrückführsteuerventil 74. Der Primärwärmetauscher 64 dissipiert die von dem Kühlfluid von dem Turbolader 24 absorbierte Wärme. Die Zwischenkühlerpumpe 34 führt eine Druckbeaufschlagung und Umwälzung des Kühlfluides durch die durch Pfeile 76 angegebene kontinuierliche Schleife aus.
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Ein Verfahren zum Kühlen des Turboladers 24 umfasst ein Drehen des Turboladers 24, um die Verbrennungsluftströmung 26 für den Verbrennungsmotor 22 zu komprimieren. Wie bekannt ist, wird der Turbolader 24 durch eine Abgasströmung von dem Verbrennungsmotor 22 in Drehung versetzt. Demgemäß rotiert der Turbolader 24, wenn der Verbrennungsmotor 22 in dem Motor-Ein-Status arbeitet, d. h. wenn der Verbrennungsmotor 22 läuft.
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Sobald der Verbrennungsmotor 22 zu laufen beginnt und in dem Motor-Ein-Status arbeitet, kann die Zwischenkühlerpumpe 34 eingeschaltet werden, um die Kühlfluidströmung durch den Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30 mit Druck zu beaufschlagen und umzuwälzen. Ein Motorsteuermodul kann die Zwischenkühlerpumpe 34 durch Leiten eines elektrischen Stroms an die Zwischenkühlerpumpe 34 einschalten. Sobald die Zwischenkühlerpumpe 34 eingeschaltet ist, beginnt das Kühlfluid eine Umwälzung durch den Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30.
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Solange der Verbrennungsmotor 22 in dem Motor-Ein-Status angeordnet ist, wird die Kühlfluidströmung, die durch den Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30 umgewälzt wird, durch den Zwischenkühler 28 geführt, um Wärme von der Strömung komprimierter Verbrennungsluft 26 zu entfernen. Somit ist das Turboladerkühlfluidsteuerventil 54 in der ersten Position angeordnet, wodurch das Kühlfluid an den Zwischenkühler 28 geführt und eine Fluidkommunikation zu dem Turbolader 24 blockiert werden.
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Das Verfahren umfasst ferner ein Erfassen des Betriebsstatus des Verbrennungsmotors 22, um zu bestimmen, wann der Verbrennungsmotor 22 von dem Motor-Ein-Status in den Motor-Aus-Status schaltet. Der Betriebsstatus des Motors kann auf eine beliebige geeignete Art und Weise umfasst und/oder bestimmt werden, wie mit dem Motorsteuermodul. Bei Bestimmung, dass der Betriebsstatus des Verbrennungsmotors 22 von dem Motor-Ein-Status in den Motor-Aus-Status geschaltet hat, wird der Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30 mit dem Motorkühlkreislauf 62 verbunden, um Kühlfluid von dem Motorkühlkreislauf 62 zu ziehen. Gleichermaßen wird die Strömung von Kühlfluid, die durch den Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30 umgewälzt wird, umgelenkt, um die Strömung von Kühlfluid an den Turbolader 24 zu lenken und damit den Turbolader 24 zu kühlen. Demgemäß wird das Kühlfluid von dem Motorkühlkreislauf 62 abgezogen und an den Turbolader 24 über den Anteil des Zwischenkühler-Kühlfluidkreislaufs 30 umgewälzt, der zwischen dem Kühlkreislaufsteuerventil 70 und dem Turbolader-Kühlungssteuerventil 54 angeordnet ist. Zusätzlich schaltet bei der Bestimmung, dass der Betriebsstatus des Verbrennungsmotors 22 von dem Motor-Ein-Status in den Motor-Aus-Status geschaltet hat, das Fluidrückführsteuerventil 74 von der geschlossenen Position in die offene Position, um eine Fluidkommunikation durch den Rückführfluiddurchgang 72 zuzulassen. Die Kühlfluidströmung wird dann von dem Turbolader 24 zurück an den Motorkühlkreislauf 62 durch den Rückführfluiddurchgang 72 geführt.
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Wie oben beschrieben ist, wird die Verbindung zwischen dem Motorkühlkreislauf 62 und dem Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30 durch das Kühlkreislaufsteuerventil 70 gesteuert. Sobald das Motorsteuermodul das Schalten von dem Motor-Ein-Status in den Motor-Aus-Status erfasst, kann das Motorsteuermodul dem Kühlkreislaufsteuerventil 70 signalisieren, von der ersten Position, die eine Fluidkommunikation zwischen dem Motorkühlkreislauf 62 und dem Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30 verhindert, zu der zweiten Position zu schalten, die eine Fluidkommunikation zwischen dem Motorkühlkreislauf 62 und dem Zwischenkühler-Kühlfluidkreislauf 30 zulässt. Das Motorsteuermodul kann dem Kühlkreislaufsteuerventil 70 mit einem elektrischen Signal, einem Unterdrucksignal und/oder auf irgendeine andere geeignete Art und Weise signalisieren, zwischen der ersten Position und der zweiten Position zu schalten.
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Während die besten Arten zur Ausführung der Erfindung detailliert beschrieben worden sind, erkennt der Fachmann verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Ausführung der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der angefügten Ansprüche.
