DE102015009580B3

DE102015009580B3 - Motor vehicle with an engine as an internal combustion engine and with a multi-circuit cooling

Info

Publication number: DE102015009580B3
Application number: DE102015009580.3A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Riedl
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2015-07-23
Filing date: 2015-07-23
Publication date: 2016-10-13
Anticipated expiration: 2035-07-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Motor als Brennkraftmaschine und mit einer Mehrkreiskühlung, wobei der Motor einen Motorblock als Zylinder-Kurbel-Gehäuse (ZKG) mit einem Motorblock-Kühlkreis (2) für ein Kühlmittel aufweist, in dem wenigstens eine Kühlmittel-Pumpe (4) und wenigstens ein Steuer-Ventil (V2) zur Steuerung des Kühlmitteldurchflusses angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist im Motorblock-Kühlkreis (2) zudem ein wärmegedämmter Heißwasserspeicher (HWS) für das Kühlmittel angeordnet. Bei laufendem, betriebswarmen Motor ist der Heißwasserspeicher (HWS) von heißem Kühlmittel durchströmt und bei abgestelltem Motor wird das heiße Kühlmittel ohne Strömung im Heißwasserspeicher (HWS) gespeichert. Bei einem erneuten Motorstart wird gespeichertes heißes Kühlmittel aus dem Heißwasserspeicher dem Motorblock (ZKG) zur Verdrängung und zum Austausch gegen das dortige zwischenzeitlich kältere Kühlmittel sowie zum dortigen zeitweiligen Verbleib für eine schnelle Motorblockerwärmung zugeführt.The invention relates to a motor vehicle with an engine as an internal combustion engine and with a multi-circuit cooling, wherein the engine comprises an engine block as a cylinder-crankcase (ZKG) with an engine block cooling circuit (2) for a coolant, in which at least one coolant pump ( 4) and at least one control valve (V2) are arranged to control the coolant flow. According to the invention, a heat-insulated hot water storage tank (HWS) for the coolant is additionally arranged in the engine block cooling circuit (2). When the engine is running and warm, the hot water storage tank (HWS) is traversed by hot coolant and when the engine is switched off, the hot coolant without flow is stored in the hot water tank (HWS). When the engine is restarted, stored hot coolant from the hot water storage tank is supplied to the engine block (CCG) for displacement and exchange with the locally cooler coolant there, as well as temporarily remaining there for rapid engine block heating.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Motor als Brennkraftmaschine und mit einer Mehrkreiskühlung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a motor vehicle with a motor as an internal combustion engine and with a multi-circuit cooling according to the preamble of claim 1.

In allgemein bekannter Weise weist bei einem solchen Kraftfahrzeug mit einer Mehrkreiskühlung der Motor einen Motorblock als Zylinder-Kurbel-Gehäuse (ZKG) auf mit einem Motorblock-Kühlkreis für ein Kühlmittel, in dem wenigstens eine Kühlmittelpumpe und wenigstens ein Steuerventil zur Steuerung des Kühlmitteldurchflusses angeordnet sind.In a well-known manner, in such a motor vehicle with multi-circuit cooling, the engine has an engine block as a cylinder crankcase (CCG) with an engine block cooling circuit for a coolant in which at least one coolant pump and at least one control valve for controlling the coolant flow are arranged ,

Bei einer solchen Mehrkreiskühlung nach dem Stand der Technik ist somit die Kühlung des reibungsdominanten Motorblocks parallel zum restlichen Kühlkreislauf angeordnet. Durch die Unterbindung einer Kühlmittelzirkulation und damit Trennung vom restlichen Kühlkreislauf wird der Warmlauf des Motorblocks beschleunigt. Ein verkürzter Motorwarmlauf nach einem Kaltstart führt nach allgemeiner Kenntnis vorteilhaft zu einer Kraftstoffersparnis.In such a multi-circuit cooling according to the prior art thus the cooling of the friction-dominant engine block is arranged parallel to the rest of the cooling circuit. By preventing a coolant circulation and thus separation from the rest of the cooling circuit, the warm-up of the engine block is accelerated. A shortened engine warm-up after a cold start leads to general knowledge advantageously to a fuel economy.

Dazu ist es bekannt ( DE 196 21 032 A1 ) das Kühlmittelvolumen der Brennkraftmaschine zu vergrößern und den zusätzlichen Teil des Kühlmittelvolumens in einem Wärmespeicher, einem sogenannten Heißwasserspeicher, zu lagern, dergestalt, dass die in einem Teil des Kühlmittels enthaltene Restwärme im Wärmespeicher, gespeichert und nicht ungenutzt an die kältere Umgebung abgegeben wird. Dadurch können bei einem Neustart der Motorwarmlauf und die Innenraumheizung beschleunigt werden. Der Wärmespeicher ist somit in den gesamten Fahrzeug-Kühlmittelkreislauf eingebunden und benötigt daher für eine ausreichend Wirkung ein großes Speichervolumen. Aufgrund des dadurch benötigten großen Bauraums und des zusätzlichen Gewichtes konnte sich diese Lösung am Markt nicht durchsetzen.It is known ( DE 196 21 032 A1 ) To increase the coolant volume of the internal combustion engine and to store the additional part of the coolant volume in a heat storage, a so-called hot water tank, such that the residual heat contained in a portion of the coolant in the heat storage, stored and not released unused to the colder environment. This can be accelerated during a restart, the engine warm-up and the interior heating. The heat accumulator is thus integrated into the entire vehicle coolant circuit and therefore requires for a sufficient effect a large storage volume. Due to the large space required and the additional weight required, this solution could not prevail on the market.

Weiter ist es bekannt ( DE 10 2013 200 022 A1 ), beim Abschalten der Brennkraftmaschine das gesamte Kühlmittelvolumen zur Wärmespeicherung in einen Heißwasserspeicher, in einer konkreten Ausführung in einen Ausgleichsbehälter, zu pumpen. Beim Start der Brennkraftmaschine wird das Kühlmittel wieder in den Kühlkreislauf gepumpt. Auch diese Lösung ist nachteilig bauraum- und kostenintensiv.It is further known ( DE 10 2013 200 022 A1 ), when switching off the internal combustion engine to pump the entire volume of coolant for heat storage in a hot water tank, in a specific embodiment in a surge tank. When starting the internal combustion engine, the coolant is pumped back into the cooling circuit. This solution is disadvantageous space and expensive.

Weiter ist es bekannt ( DE 10 2013 010 294 A1 ), heißes Kühlmittel aus einem Motorblock mittels Heizschlangen durch einen angrenzenden Wärmespeicher zu leiten, der zur Wärmespeicherung wärmegedämmt und mit Wasser gefüllt ist. Zur Wärmespeicherung wird hier somit nicht das Kühlmittel selbst sondern Wasser als zusätzliches Speichermedium verwendet. Auch mit einer solchen Anordnung kann der Motorwarmlauf beschleunigt werden. Insgesamt ist diese Lösung jedoch durch den erforderlichen großen Bauraum und durch das hohe Gewicht eines zusätzlichen Wärmespeichermediums nicht praxisgerecht.It is further known ( DE 10 2013 010 294 A1 ) to direct hot coolant from an engine block by means of heating coils through an adjacent heat storage, which is thermally insulated for heat storage and filled with water. For heat storage is thus not the coolant itself but water used as an additional storage medium. Even with such an arrangement, the engine warm-up can be accelerated. Overall, however, this solution is not practical due to the required large installation space and the high weight of an additional heat storage medium.

Zudem ist ein Kühlsystem bekannt ( DE 10 2006 017 246 A1 ) mit einem Motorblock-Kühlkreis und einem Zylinderkopf-Kühlkreis sowie einem Heißwasserspeicher, wobei hier sowohl der Motorblock als auch der Zylinderkopf in demselben Kühlmittelpfad vom Kühlmittel durchströmt ist.In addition, a cooling system is known ( DE 10 2006 017 246 A1 ) With an engine block cooling circuit and a cylinder head cooling circuit and a hot water tank, in which case both the engine block and the cylinder head is flowed through in the same coolant path from the coolant.

Bei einem weiter bekannten Kühlsystem ( DE 10 2012 20 003 A1 ) werden ein Zylinderkopf und ein Motorblock durch getrennte Kühlkreisläufe, hier jedoch ohne Heißwasserspeicher, gekühlt.In a further known cooling system ( DE 10 2012 20 003 A1 ), a cylinder head and an engine block are cooled by separate cooling circuits, but here without hot water storage.

Weiter ist ein Wärmespeicher bekannt ( DE 21 63 769 A ), der nur zur Aufwärmung des Zylinderblocks bzw. Motorblocks oder des Zylinder-Kurbelgehäuses dient.Next is a heat storage known ( DE 21 63 769 A ), which serves only to warm up the cylinder block or engine block or the cylinder crankcase.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Kraftfahrzeug mit einem Motor als Brennkraftmaschine und mit einer Mehrkreiskühlung so weiter zu bilden, dass ein Motorwarmlauf bei Verwendung eines Heißwasserspeichers beschleunigt wird, wozu ein relativ kleiner Heißwasserspeicher mit relativ geringem Bauraum und geringem Gewicht benötigt wird.The object of the invention is to form a generic motor vehicle with a motor as an internal combustion engine and with a multi-circuit cooling so that a motor warm-up is accelerated when using a hot water tank, including a relatively small hot water tank with relatively little space and light weight is needed.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The object is solved by the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are disclosed in the subclaims.

Erfindungsgemäß ist im Motorblock-Kühlkreis eines Mehrkreiskühlsystems als Split-cooling System ein Heißwasserspeicher für das Kühlmittel angeordnet, der nur mit dem Motorblock-Kühlkreis in Verbindung steht. Bei laufendem betriebswarmem Motor ist der Heißwasserspeicher von heißem Kühlmittel durchströmt. Beim Abstellen des Motors wird diese Strömung unterbrochen und das heiße Kühlmittel wird im Heißwasserspeicher gespeichert.According to the invention a hot water storage for the coolant is arranged in the engine block cooling circuit of a multi-circuit cooling system as a split-cooling system, which is only in communication with the engine block cooling circuit. When the engine is warm, the hot water storage tank flows through hot coolant. When stopping the engine, this flow is interrupted and the hot coolant is stored in the hot water tank.

Bei einem erneuten Motorstart wird der Kühlmittelstrom so gesteuert, dass gespeichertes heißes Kühlmittel aus dem Heißwasserspeicher dem Motorblock zur Verdrängung und zum Austausch gegen das dortige zwischenzeitlich kältere Kühlmittel sowie zum dortigen zeitweiligen Verbleib für eine schnelle Motorblockerwärmung zugeführt wird, wobei das Speichervolumen des Heißwasserspeichers gleich dem Kühlmittelvolumen im Motorblock ist und beim Motorstart das komplette kältere Kühlmittelvolumen des Motorblocks durch das komplette heiße Kühlmittelvolumen aus dem Heißwasserspeicher verdrängt und ersetzt wird.When the engine is restarted, the coolant flow is controlled so that stored hot coolant from the hot water tank is supplied to the engine block for displacement and exchange with the local intermittently cooler coolant and for temporary storage there for rapid engine block heating, the storage volume of the hot water tank being equal to the coolant volume in the engine block and at the engine start the complete colder coolant volume of the engine block is displaced from the hot water storage tank by the complete hot coolant volume and replaced.

Da der Motorblock den Hauptanteil der Reibleistung verursacht, ist es das Ziel, diesen möglichst schnell auf eine optimale Betriebstemperatur zu bringen. Dabei wird die Kenntnis genutzt, dass das Kühlmittelvolumen des Motorblocks nur einen kleinen Teil des gesamten Kühlkreisvolumens ausmacht. Bei der hier vorgeschlagenen Anordnung eines Heißwasserspeichers wird das Kühlmittel aus dem Heißwasserspeicher gezielt nur dem Motorblock zugeführt. Durch die Kühlkreislaufsteuerung wird nach dem Einleiten des heißen Kühlmittels aus dem Heißwasserspeicher in den Motorblock der Blockkreis vom restlichen Kreislauf getrennt und blockiert. Das heiße Kühlmittel bleibt gesteuert im Motorblock für eine bestimmte Zeit stehen und gibt die gespeicherte Wärme an den kälteren Motorblock ab, wodurch das Aufheizen des Motorblocks nach einem Kaltstart deutlich verkürzt wird. Ersichtlich ist für diese vorteilhafte Wirkung ein relativ geringes Kühlmittelvolumen bzw. Speichervolumen des Heißwasserspeichers entsprechend dem Motorblock-Kühlmittelvolumen erforderlich, da dieses relativ klein ist, so dass das Gewicht und der Bauraum für den Heißwasserspeicher vorteilhaft kleingehalten werden kann. Since the engine block causes the major part of the friction loss, the aim is to bring it as quickly as possible to an optimum operating temperature. The knowledge is used that the coolant volume of the engine block makes up only a small part of the total cooling circuit volume. In the arrangement of a hot water storage device proposed here, the coolant is selectively supplied from the hot water storage only the engine block. By the cooling circuit control, after the introduction of the hot coolant from the hot water storage in the engine block, the block circuit is separated from the rest of the circuit and blocked. The hot coolant stays under control in the engine block for a certain time and releases the stored heat to the colder engine block, which significantly shortens the engine block heating up after a cold start. As can be seen, a relatively small volume of coolant or storage volume of the hot water storage according to the engine block coolant volume required for this advantageous effect, since this is relatively small, so that the weight and space for the hot water tank can be kept advantageously small.

In einer vorteilhaften konkreten Ausführungsform wird durch eine Kühlkreislaufsteuerung im Motorblockkühlkreis ein Steuerventil bei abgestelltem Motor in üblicher Weise geöffnet und eine Kühlmittel-Pumpe abgeschaltet, wodurch die Kühlmittelströmung unterbrochen ist. Dadurch verbleibt erfindungsgemäß heißes Kühlmittel im Heißwasserspeicher und wird dort gespeichert.In an advantageous specific embodiment, a control valve is opened in a conventional manner by a cooling circuit control in the engine block cooling circuit with the engine off and a coolant pump is switched off, whereby the coolant flow is interrupted. As a result, according to the invention, hot coolant remains in the hot water storage tank and is stored there.

Bei einem späteren Motorstart, insbesondere einem Kaltstart, wird in üblicher Weise zugleich die Kühlmittelpumpe gestartet und das Steuerventil mit einer bestimmten Schließzeit geschlossen. Diese Schließzeit ist geeignet und kann so ausgelegt werden, dass während dieser Schließzeit kaltes Kühlmittel aus dem Motorblock abströmt und das durch nachströmendes heißes Kühlmittel aus dem Heißwasserspeicher komplett ersetzt wird, wonach dann bei geschlossenem Steuerventil der Motorblockkühlkreis strömungslos ist und gegebenenfalls von einem restlichen Kühlkreislauf getrennt ist. Das Steuerventil bleibt dann für einen zeitweiligen Verbleib des heißen Kühlmittels im Motorblock geschlossen, bis dieser schnell und effektiv aufgeheizt ist. Anschließend wird das Steuerventil je nach den Gegebenheiten und speziellen Vorgaben des Fahrzeugs zeit- und/oder temperatur- und/oder druckgesteuert und/oder in Abhängigkeit von Fahrzeugparametern nach einer bestimmten Verweilzeit zur Freigabe der Strömung und für den normalen Kühlbetrieb geöffnet. Die hier vorgeschlagene Anordnung und Steuerung ist relativ einfach und kann weitgehend unter Verwendung ohnehin vorhandener Bauteile ausgeführt werden.At a later engine start, in particular a cold start, the coolant pump is started in the usual way at the same time and closed the control valve with a certain closing time. This closing time is suitable and can be designed so that during this closing time cold coolant flows out of the engine block and is completely replaced by nachströmendes hot coolant from the hot water tank, after which the engine block cooling circuit is then flowless with the control valve closed and optionally separated from a residual cooling circuit , The control valve then remains closed for temporary retention of the hot coolant in the engine block until it is heated quickly and effectively. Subsequently, the control valve is opened according to the circumstances and specific requirements of the vehicle time and / or temperature and / or pressure controlled and / or depending on vehicle parameters after a certain residence time to release the flow and for normal cooling operation. The arrangement and control proposed here is relatively simple and can be carried out largely using already existing components.

Insbesondere kann dazu ein üblicherweise meist vorhandenes Steuerventil verwendet werden, das vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 100°C bis 120°C, insbesondere bei 105°C öffnet. Durch das dem Motorblock nach einem Neustart zugeführte heiße Kühlmittel ist die Zeitspanne bis die Schalttemperatur für das Öffnen des Steuerventils erreicht wird, kleiner als ohne Zuführung von heißem Kühlmittel, sodass vorteilhaft der Motorwarmlauf beschleunigt wird.In particular, a usually most commonly used control valve can be used, which preferably opens at a temperature in the range of 100 ° C to 120 ° C, in particular at 105 ° C. By means of the hot coolant supplied to the engine block after a restart, the time until the switching temperature for opening the control valve is reached is smaller than without supply of hot coolant, so that advantageously the engine warm-up is accelerated.

Der Heißwasserspeicher kann sehr einfach und relativ klein ausgebildet sein. Vorzugsweise wird ein einfacher Behälter entsprechend einer Thermoskanne mit einer wärmegedämmten Umwandung und einem Kühlmitteleinlass und Kühlmittelauslass verwendet. Auch andere, an sich bekannte Ausführungen von Heißwasserspeichern sind für die erfindungsgemäße Funktion verwendbar.The hot water tank can be made very simple and relatively small. Preferably, a simple container corresponding to a thermos with a thermally insulated wall and a coolant inlet and outlet is used. Other, known per se embodiments of hot water tanks are used for the function of the invention.

In einer konkreten Ausführungsform weist der Motorkühlkreis zusätzlich zum Motorblockkühlkreis einen Zylinderkopfkühlkreis auf, der ständig von Kühlmittel durchflossen wird. Dazu sind beide Kühlmittelkreise nach der Kühlmittelpumpe vor dem Motorblock und vor dem Zylinderkopf an einer Verzweigung aufgeteilt und nach dem Motorblock mit nachgeordnetem Stellventil und nach dem Zylinderkopf in einer Parallelschaltung wieder zusammengeführt und mit einer gemeinsamen Rücklaufleitung unmittelbar oder mittelbar zur Kühlmittelpumpe weitergeleitet. Zudem ist mittels eines Ventils in üblicher Weise ein Hauptwasserkühler vor der Kühlmittel-Pumpe zuschaltbar.In a specific embodiment, the engine cooling circuit in addition to the engine block cooling circuit on a cylinder head cooling circuit, which is constantly traversed by coolant. For this purpose, both coolant circuits are divided after the coolant pump in front of the engine block and the cylinder head at a junction and merged again after the engine block with downstream control valve and after the cylinder head in a parallel circuit and forwarded with a common return line directly or indirectly to the coolant pump. In addition, by means of a valve in the usual way a main water cooler upstream of the coolant pump can be added.

In der vorstehenden Ausführungsform mit dem Motorblock-Kühlkreis und dem Zylinderkopfkühlkreis können je nach den Gegebenheiten vorteilhaft zwei Anordnungen des Heißwasserspeichers dargestellt werden:
In einer ersten Anordnung ist der Heißwasserspeicher nach der Verzweigung stromauf vor dem Motorblock im Motorblockkühlkreis angeordnet. Dadurch ergibt sich eine einfache Strömungsanordnung und einfache Steuerungsmöglichkeit, da der Speicherinhalt des Heißwasserspeichers in der durch den Kühlmittelkreislauf vorgegebenen Strömungsrichtung in den Motorblock gefördert werden kann. Allerdings kann hier nur die Kühlmitteltemperatur am Motorblockeintritt im Heißwasserspeicher gespeichert werden, die geringer ist als die Kühlmitteltemperatur am Motorblockausgang.In the above embodiment with the engine block cooling circuit and the cylinder head cooling circuit, two arrangements of the hot water storage tank can advantageously be presented, depending on the circumstances:
In a first arrangement, the hot water storage after the branch is arranged upstream of the engine block in the engine block cooling circuit. This results in a simple flow arrangement and easy control option, since the memory contents of the hot water storage can be promoted in the predetermined by the coolant circuit flow direction in the engine block. However, only the coolant temperature at the engine block inlet can be stored in the hot water tank, which is lower than the coolant temperature at the engine block output.

In einer alternativen zweiten Anordnung ist der Heißwasserspeicher nach dem Motorblock stromab vor dem Steuerventil im Motorblockkühlkreis angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die vergleichsweise höhere Kühlmitteltemperatur am Motorblockausgang im Heißwasserspeicher gespeichert werden kann. Nachteilig bei dieser Lösung ist jedoch die erforderliche Integration in den Kühlkreislauf mit einem steuerbaren Bypass-Rücklauf mit wenigstens einer Zusatzpumpe und wenigstens einem weiteren Zusatzventil, um nach einem Motorstart das heiße Kühlmittel aus dem Heißwasserspeicher zurück zum Motorblockeintritt und in den Motorblock zu pumpen und anschließend die Bypassleitung wieder abzusperren.In an alternative second arrangement, the hot water storage is arranged downstream of the engine block upstream of the control valve in the engine block cooling circuit. This has the advantage that the comparatively higher coolant temperature can be stored at the engine block output in the hot water tank. A disadvantage of this solution, however, is the required integration into the cooling circuit with a controllable bypass return with at least one auxiliary pump and at least one additional additional valve to pump after a motor start the hot coolant from the hot water tank back to the engine block inlet and into the engine block and then the Shut off bypass line again.

Mit jeder der beiden vorstehenden Anordnungen ist eine effektive Verkürzung der Motorwarmlaufzeit möglich, wobei deren Vorteile und Nachteile bezüglich der möglichen gespeicherten Kühlmitteltemperaturen und Strömungsverläufe in einem konkreten Fall gegeneinander abzuwägen sind. Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung beispielhaft weiter erläutert.With each of the two above arrangements, an effective shortening of the engine warm-up time is possible, with their advantages and disadvantages with respect to the possible stored coolant temperatures and flow paths in a specific case are to be weighed against each other. Reference to a drawing, the invention is further exemplified.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Motorkühlkreises, und 1 a schematic representation of a first embodiment of an engine cooling circuit, and

2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Motorkühlkreises. 2 a schematic representation of a second embodiment of an engine cooling circuit.

In 1 weist in einem Mehrkreiskühlsystem eines Kraftfahrzeugs ein Motorkühlkreis 1 einen Motorblock-Kühlkreis 2 und einen Zylinderkopf-Kühlkreis 3 auf. Beide Kühlkreise 2, 3 werden mit einer gemeinsamen Kühlmittelpumpe 4 betrieben, nach der, ausgehend von einer Verzweigung 5, eine Kühlmittelleitung 6 zu einem Zylinderkopf ZK und eine andere Kühlmittelleitung 7 durch einen Heißwasserspeicher HWS zu einem Motorblock als Zylinderkurbelgehäuse ZKG führt. Eine Ausgangsleitung 8 des Zylinderkopfs ZK und eine Ausgangsleitung 9 des Motorblocks ZKG werden am Punkt 10 wieder zusammengeführt. In der Ausgangsleitung 9 des Motorblocks ZKG ist zudem ein Steuerventil V2 angeordnet. Vom Punkt 10 führt eine gemeinsame Rücklaufleitung 11 gesteuert durch ein Ventil V1 entweder unmittelbar zur Kühlmittelpumpe 4 oder über einen Hauptwasserkühler HWK zur Kühlmittelpumpe 4.In 1 has a motor cooling circuit in a multi-circuit cooling system of a motor vehicle 1 an engine block cooling circuit 2 and a cylinder head cooling circuit 3 on. Both cooling circuits 2 . 3 be with a common coolant pump 4 operated, after, starting from a branch 5 , a coolant line 6 to a cylinder head ZK and another coolant line 7 through a hot water tank HWS leads to an engine block as the cylinder crankcase ZKG. An output line 8th of the cylinder head ZK and an output line 9 of the engine block ZKG will be at the point 10 merged again. In the output line 9 of the engine block ZKG is also a control valve V2 arranged. From the point 10 carries a common return line 11 controlled by a valve V1 either directly to the coolant pump 4 or via a main water cooler HWK to the coolant pump 4 ,

Die in 1 dargestellte Anordnung hat folgende Funktion: bei laufendem, betriebswarmen Motor, aktivierter Kühlmittelpumpe 4 und geöffnetem Steuerventil 2 werden der Zylinderkopf ZK im Zylinderkopfkühlkreis 3 und der Heißwasserspeicher HWS, der Motorblock ZKG und das Steuerventil V2 im Motorblockkühlkreis 2 von heißem Kühlmittel durchströmt. Wenn der Motor abgestellt wird und die Kühlmittelpumpe 4 deaktiviert ist, wird heißes Kühlmittel des strömungslosen Motorblockkühlkreises 2 im Heißwasserspeicher HWS gespeichert. Zudem ist das Steuerventil V2 offen.In the 1 The arrangement shown has the following function: with running, warm engine, activated coolant pump 4 and open control valve 2 become the cylinder head ZK in the cylinder head cooling circuit 3 and the hot water tank HWS, the engine block ZKG and the control valve V2 in the engine block cooling circuit 2 flowed through by hot coolant. When the engine is stopped and the coolant pump 4 is deactivated, becomes hot coolant of the flowless engine block cooling circuit 2 stored in the hot water storage HWS. In addition, the control valve V2 is open.

Bei einem Neustart des Motors wird zugleich die Kühlmittelpumpe 4 aktiviert, so dass der Zylinderkopf ZK sofort und ständig von Kühlmittel durchströmt ist. Im Motorblock-Kühlkreis 2 ist bei einem Neustart des Motors das Steuerventil V2 noch so lange offen, bis von der Kühlmittelpumpe 4 das heiße Kühlmittel im Heißwasserspeicher HWS mit seinem gesamten Volumen in den Motorblock gefördert ist und dort das kältere gleiche Kühlmittelvolumen aus dem Motorblock ZKG verdrängt wird. Anschließend ist das Steuerventil V2 über eine bestimmte Verweilzeit geschlossen, bis eine Temperatur von 105°C entsprechend einer vorbestimmten Motorwarmlauftemperatur erreicht ist. Anschließend öffnet das Steuerventil V2 für den normalen Kühlkreislauf und Kühlbetrieb bei warmer Motor.When the engine is restarted, the coolant pump also becomes 4 activated, so that the cylinder head ZK is immediately and constantly flowed through by coolant. In the engine block cooling circuit 2 If a restart of the engine, the control valve V2 is still open until the coolant pump 4 the hot coolant is conveyed in the hot water tank HWS with its entire volume in the engine block and there is displaced the colder same volume of coolant from the engine block ZKG. Subsequently, the control valve V2 is closed for a certain residence time until a temperature of 105 ° C is reached in accordance with a predetermined engine warm-up temperature. Subsequently, the control valve V2 opens for the normal cooling circuit and cooling operation with a warm engine.

In 2 ist ein ähnlicher Motorkühlkreis 1 schematisch dargestellt, wobei gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen wie in 1 bezeichnet sind und nur auf Unterschiede zur 1 eingegangen wird.In 2 is a similar engine cooling circuit 1 shown schematically, wherein like elements with the same reference numerals as in 1 are designated and only on differences to 1 will be received.

Der Hauptunterschied zur Anordnung nach 1 besteht darin, dass in der Anordnung nach 2 der Heißwasserspeicher HWS strömungsmäßig nicht vor dem Motorblock ZKG sondern in dessen Ausgangsleitung 9 vor dem Steuerventil V2 angeordnet ist. Im Vergleich zu 1 kann bei der Anordnung nach 2 im Heißwasserspeicher HWS Kühlmittel mit höherer Temperatur am Ausgang des Motorblocks ZKG gespeichert werden. Bei einem Neustart muss das heiße Kühlmittel aus dem Heißwasserspeicher HWS jedoch wieder zurück zum Kühlmitteleinlass des Motorblocks ZKG gefördert werden, was hier mit einem steuerbaren Bypass-Rücklauf 12 durchgeführt wird. Dazu ist das Steuerventil V2 als Dreiwege-Ventil ausgeführt, wobei mittels einer Zusatzpumpe 13 das heiße Kühlmittel aus dem Heißwasserspeicher über eine Kühlmittelleitung 14 zum Motorblockeingang gepumpt wird. Dabei ist es erforderlich, mit dem Ventil V3 die Kühlmittelleitung 7 vor der Kühlmittelpumpe 4 zu schließen. Wenn der Kühlmittelaustausch zwischen kaltem Kühlmittel und heißem Kühlmittel im Motorblock ZKG durchgeführt ist, wird der Betrieb des Motorkühlkreises 1 in seiner Funktion entsprechend 1 mit einem zeitweiligen Verbleib des heißen Kühlmittels im Motorblock weitergeführt.The main difference to the arrangement after 1 is that in the arrangement according to 2 the hot water tank HWS fluidly not in front of the engine block ZKG but in its output line 9 is arranged in front of the control valve V2. Compared to 1 can with the arrangement after 2 in the hot water tank HWS Coolant with higher temperature at the output of the engine block ZKG be stored. During a restart, however, the hot coolant from the hot water storage HWS must be conveyed back to the coolant inlet of the engine block ZKG, which here with a controllable bypass return 12 is carried out. For this purpose, the control valve V2 is designed as a three-way valve, wherein by means of an additional pump 13 the hot coolant from the hot water tank via a coolant line 14 is pumped to the engine block input. It is necessary with the valve V3, the coolant line 7 in front of the coolant pump 4 close. When the refrigerant exchange between the cold coolant and the hot coolant in the engine block ZKG is performed, the operation of the engine cooling circuit becomes 1 in its function accordingly 1 continued with a temporary residence of the hot coolant in the engine block.

Claims

Motor vehicle with an engine as an internal combustion engine and with a multi-circuit cooling as a split-cooling system, in which an engine block cooling circuit ( 2 ) is separated from a cylinder head cooling circuit, the engine having an engine block as a cylinder-crankcase (ZKG) with the engine block cooling circuit ( 2 ) for a coolant, in which at least one coolant pump ( 4 ) and at least one control valve (V2) are arranged for controlling the coolant flow, characterized that in the engine block cooling circuit ( 2 ) is also arranged only in conjunction with this, a thermally insulated hot water tank (HWS) for the coolant is flowed through that is hot running coolant, while running, warm engine of the hot water tank (HWS) of hot coolant and that with the engine off the hot coolant without flow in the hot water tank ( HWS) is stored, that the storage volume of the hot water storage (HWS) is equal to the volume of coolant in the engine block (ZKG), and that at a restart of the engine, the stored hot coolant from the hot water storage the engine block (ZKG) for displacement and replacement against the local there in the meantime colder coolant and for temporary local whereabouts for rapid engine block heating is supplied.

Motor vehicle according to claim 1, characterized in that by a cooling circuit control in the engine block cooling circuit ( 2 ) opened a control valve (V2) with the engine off and a coolant pump ( 4 ) is switched off, so that the flow is interrupted and hot coolant in the hot water tank (HWS) remains and is stored there, that at a motor start at the same time the coolant pump ( 4 ) is started and the control valve (V2) is closed so that during the closing time cold coolant flows out of the engine block and is completely replaced by the inflowing hot coolant from the hot water tank (HWS), then then with the control valve (V2) closed the engine block Cooling circuit ( 2 ) and optionally separated from a remaining cooling circuit, and that the control valve (V2) for temporary retention of the hot coolant in the engine block time and / or temperature and / or pressure controlled and / or depending on vehicle parameters after a certain residence time for Release of the flow is opened.

Motor vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that the closed control valve (V2) opens after a restart at a certain temperature of the engine block (ZKG) and / or the coolant contained therein, preferably at a temperature in the range of 100 ° C to 120 ° C, more preferably at 105 ° C.

Motor vehicle according to one of claims 1 to 3, characterized in that the hot water tank (HWS) is designed as a container with a thermally insulated wall and a coolant inlet and coolant outlet.

Motor vehicle according to one of claims 1 to 4, characterized in that the engine cooling circuit in addition to the engine block cooling circuit ( 2 ) a cylinder head cooling circuit ( 3 ), that both cooling circuits ( 2 . 3 ) after the coolant pump ( 4 ) in front of the engine block (ZKG) and in front of the cylinder head (ZK) split at a junction and after the engine block (ZKG) with downstream control valve (V2) and after the cylinder head (ZK) are brought together in a parallel circuit and with a common return line ( 11 ) directly or indirectly to the coolant pump ( 4 ), wherein by means of a valve (V1) a main water cooler (HWK) in front of the coolant pump ( 4 ) is switchable.

Motor vehicle according to claim 5, characterized in that the hot water storage tank (HWS) downstream of the branching (HWS) 5 ) upstream of the engine block (CCG) in the engine block cooling circuit ( 2 ) is arranged.

Motor vehicle according to claim 5, characterized in that the hot water storage tank (HWS) downstream of the engine block (ZKG) downstream of the control valve (V2) in the engine block cooling circuit ( 2 ) and that with at least one additional pump ( 13 ) and at least one further additional valve (V3) a controllable bypass return ( 12 ) is produced from the coolant outlet of the hot water storage tank (HWS) to the coolant inlet of the engine block (ZKG), with which the hot coolant from the hot water tank (HWS) is pumped back into the engine block (ZKG) for local temporary residence at an engine start.