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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die vorliegende Erfindung betrifft ebenso ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Kühlsystem.
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Derartige Kühlsysteme werden beispielsweise für mittels eines Turboladers aufladbare Brennkraftmaschinen, insbesondere Kraftfahrzeugverbrennungsmotoren, eingesetzt, um mit dem ersten Kühlmittelkreislauf die Brennkraftmaschine und mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf die Ladeluft zu kühlen, die der Brennkraftmaschine über den Turbolader zugeführt wird.
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Heutige Brennkraftmaschinen bzw. Verbrennungsmotoren sind hocheffiziente Motoren, was zu einer Verschlechterung der Kaltlaufphase führt. Ein kalter Motoraufbau verursacht jedoch einen höheren Kraftstoffverbrauch aufgrund der höheren Innenreibung des Motors und eines nicht optimal ablaufenden Verbrennungsprozesses. Darüber hinaus werden bei mittels eines Turboladers aufladbaren Brennkraftmaschinen Ladeluftkühler verwendet, um die der Brennkraftmaschine zugeführte, mittels eines Verdichters des Turboladers verdichtete Ladeluft zu kühlen. Bei Brennkraftmaschinen, die ferner mit einer Abgasrückführung, insbesondere einer Niederdruck-Abgasrückführung, versehen sind, die Abgas aus einem Abgastrakt der Brennkraftmaschine stromauf des Verdichters in einen Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine zurück leitet, wird vom Ladeluftkühler in diesem Fall eine Mischung aus Ladeluft und zurückgeführtem Abgas gekühlt. Das zurückgeführte Abgas enthält jedoch Wasser bzw. Wasserdampf. Unter bestimmten kritischen Betriebszuständen, zum Beispiel einem ungünstigen Gasdruck und/oder Gastemperatur, kann dieser Wasserdampf kondensieren, wenn der Taupunkt für Wasser in der Einlass- bzw. Verbrennungsluft im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine unterschritten wird. Das Einleiten einer bestimmten kritischen Menge an Wasser in den Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine kann jedoch zu Fehlzündungen führen.
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Die
DE 11 2013 002 531 T5 befasst sich mit einer Abgasrückführung die einen Abgasrückführungskühler und einen Zwischenkühler aufweist.
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Die gattungsbildende
DE 197 27 277 A1 offenbart ein Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug umfasst eine mittels eines Turboladers aufladbare Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine ist mit einem in einem ersten Kühlmittelkreislauf zirkulierbaren Wärmeträger thermisch gekoppelt. Des Weiteren umfasst das Kraftfahrzeug einen dem Turbolader zugeordneten Ladeluftkühler, der mit einem in einem zweiten Kühlmittelkreislauf zirkulierbaren Wärmeträger thermisch gekoppelt ist. Ein in dem Kraftfahrzeug ebenfalls vorhandener Wärmespeicher ist sowohl mit dem Wärmeträger des ersten Kühlmittelkreislaufs als auch mit dem Wärmeträger des zweiten Kühlmittelkreislaufs thermisch koppelbar.
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Des Weiteren zeigt die
WO 2010 / 059 106 A1 eine mit einem Turbolader aufladbare Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, die ferner eine Hochdruck-Abgasrückführung aufweist, bei der rückgeführtes Abgas stromab eines Verdichters des Turboladers in einen Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine geleitet wird.
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Die
WO 2003/ 042 516 A2 offenbart ein Kühlsystem für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, das zwei getrennte Kühlmittelkreisläufe für die Brennkraftmaschine umfasst, die sich aus einem einzigen Ausgleichsbehälter für das in beiden Kühlmittelkreisläufen zirkulierende Kühlmittel speisen.
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Aus der
WO 96 / 31 694 A1 ist des Weiteren ein Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem ein Wärmespeicher zur Speicherung der von einer Brennkraftmaschine abgegebenen Wärme eingesetzt wird.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, die einen noch wirtschaftlicheren, energieeffizienteren Betrieb des Kraftfahrzeugs erlauben. Darüber hinaus sollen Fehlzündungen der vorgenannten Art bei einer mittels eines Turboladers aufladbaren Brennkraftmaschine vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird durch ein Kühlsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst.
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Aufgezeigt wird ein Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine mittels eines Turboladers aufladbare Brennkraftmaschine, die mit einem in einem ersten Kühlmittelkreislauf zirkulierbaren Wärmeträger thermisch gekoppelt ist, einen Wärmespeicher zur Speicherung von Wärmeenergie, und einen dem Turbolader zugeordneten Ladeluftkühler, der mit einem in einem zweiten Kühlmittelkreislauf zirkulierbaren Wärmeträger thermisch gekoppelt ist, wobei der Wärmespeicher sowohl mit dem Wärmeträger des ersten Kühlmittelkreislaufs als auch mit dem Wärmeträger des zweiten Kühlmittelkreislaufs thermisch koppelbar ist.
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Erfindungsgemäß ist die Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführung versehen ist, bei der aus einem Abgastrakt der Brennkraftmaschine rückgeführtes Abgas stromauf eines Verdichters des Turboladers in einen Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine geleitet wird, wobei
der erste Kühlmittelkreislauf drei Zweige aufweist, die in unterschiedlichen Betriebsarten durchströmt werden, wobei
ein erster Zweig des ersten Kühlmittelkreislaufs gebildet wird, indem der Wärmeträger von der Brennkraftmaschine über einen Kühlmittelauslass durch eine Kühlmittelleitung zu einem Schaltventil und von dort aus über eine Kühlmittelleitung weiter zu einem Thermostat strömt, vom dem der Wärmeträger über eine Kühlmittelleitung und über eine Hauptkühlmittelpumpe zurück in die Brennkraftmaschine gelangt, und
ein zweiter Zweig des ersten Kühlmittelkreislaufs durch eine an dem Kühlmittelauslass der Brennkraftmaschine angeschlossenen Kühlmittelleitung gebildet wird, die den Wärmeträger über einen Hauptkühler und eine Kühlmittelleitung zu dem Thermostat leitet, und
ein dritter Zweig des ersten Kühlmittelkreislaufs den Wärmeträger von der Kühlmittelleitung über eine Kühlmittelleitung zu dem Wärmespeicher und von dort über eine Kühlmittelleitung zurück zu dem Schaltventil leitet, und wobei der zweite Kühlmittelkreislauf zwei Zweige aufweist, die in unterschiedlichen Betriebsarten durchströmt werden, wobei
ein erster Zweig des zweiten Kühlmittelkreislaufs durch Kühlmittelleitungen gebildet ist, wobei die Kühlmittelleitung den Ladeluftkühler fluidleitend mit einer Kühlmittelpumpe des zweiten Kühlmittelkreislaufs verbindet, wobei im weiteren Verlauf die Kühlmittelleitung die Kühlmittelpumpe mit einem Niedertemperaturkühler fluidleitend verbindet, wobei die Kühlmittelleitung den Niedertemperaturkühler mit einem Schaltventil fluidleitend verbindet, von wo aus die Kühlmittelleitung den im zweiten Kühlmittelkreislauf zirkulierenden Wärmeträger zurück zum Ladeluftkühler leitet, und
ein zweiter Zweig des zweiten Kühlmittelkreislaufs aus den Kühlmittelleitungen gebildet wird, wobei die Kühlmittelleitung die Kühlmittelpumpe über ein Rückschlagventil fluidleitend mit dem Wärmespeicher verbindet, von wo aus die Kühlmittelleitung den Wärmeträger fluidleitend zurück zu dem Schaltventil leitet.
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Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Ein Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug umfasst eine erste Wärmequelle, insbesondere eine mittels eines Turboladers aufladbare Brennkraftmaschine, die mit einem in einem ersten Kühlmittelkreislauf zirkulierbaren Wärmeträger thermisch gekoppelt ist, und einen Wärmespeicher zur Speicherung von Wärmeenergie. Ferner umfasst das Kühlsystem eine zweite Wärmequelle, die mit einem in einem zweiten Kühlmittelkreislauf zirkulierbaren Wärmeträger thermisch gekoppelt ist. Die zweite Wärmequelle ist in dem vorliegenden Fall ein dem Turbolader zugeordneter Ladeluftkühler. Erfindungsgemäß ist der Wärmespeicher sowohl mit dem Wärmeträger des ersten Kühlmittelkreislaufs als auch mit dem Wärmeträger des zweiten Kühlmittelkreislaufs thermisch koppelbar. Des Weiteren ist die Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführung, insbesondere einer Niedruck-Abgasrückführung, versehen, bei der aus einem Abgastrakt der Brennkraftmaschine rückgeführtes Abgas stromauf eines Verdichters des Turboladers in einen Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine geleitet wird.
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Auf diese Weise kann von einer oder beiden Wärmequellen abgegebene Wärmeenergie in dem Wärmespeicher gespeichert werden und zu einem späteren Zeitpunkt wieder an eine oder beide Wärmequellen abgegeben werden, um zum Beispiel eine Kaltlaufphase der Wärmequellen, zum Beispiel der Brennkraftmaschine nach einem Kaltstart, zu verkürzen und damit einen effizienteren Betrieb der Wärmequellen zu ermöglichen, indem deren optimale Betriebstemperatur schneller erreicht wird. Es lässt sich durch die thermische Kopplung des Wärmespeichers mit dem Ladeluftkühler über den in dem entsprechenden Kühlmittelkreislauf zirkulierenden Wärmeträger weiterhin die Temperatur des Ladeluftkühlers derart über den Taupunkt von Wasser anheben, dass ein Kondensieren von in der Einlass- bzw. Verbrennungsluft vorhandenem Wasserdampf vermieden wird, wie dies wie eingangs erwähnt der Fall sein kann, wenn die Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführung versehen ist, bei der aus einem Abgastrakt der Brennkraftmaschine rückgeführtes, Wasserdampf enthaltendes Abgas stromauf eines Verdichters des Turboladers in einen Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine geleitet wird, ohne dass der Ladeluftkühler entsprechend temperiert wird, wie es jedoch die Erfindung vorsieht.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind der Wärmeträger des ersten Kühlmittelkreislaufs und der Wärmeträger des zweiten Kühlmittelkreislaufs identisch. Hierdurch lässt sich der bauliche Aufwand des Kühlsystems wesentlich vereinfachen, da die in den beiden Kühlmittelkreisläufen zirkulierenden Wärmeträger nicht hermetisch voneinander getrennt werden müssen. Dies vereinfacht insbesondere die thermische Kopplung des Wärmespeichers mit den Kühlmittelkreisläufen, da der Wärmespeicher von den Wärmeträgern der Kühlmittelkreisläufe nacheinander oder gleichzeitig durchströmt werden kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass sich die beiden Kühlmittelkreisläufe aus einer gemeinsamen Wärmeträgerquelle speisen. Auch hierdurch lässt sich der Aufbau des erfindungsgemäßen Kühlsystems vereinfachen.
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Des Weiteren wird ein Kraftfahrzeug mit einem Kühlsystem nach einer der vorgenannten Ausgestaltungen vorgeschlagen, bei dem die erste Wärmequelle eine mittels eines Turboladers aufladbare Brennkraftmaschine ist und die zweite Wärmequelle ein dem Turbolader zugeordneter Ladeluftkühler zur Kühlung der von einem Verdichter des Turboladers verdichteten Einlass- bzw. Verbrennungsluft ist. Die Brennkraftmaschine umfasst in diesem Fall eine Abgasrückführung, bei der aus einem Abgastrakt der Brennkraftmaschine rückgeführtes Abgas stromauf des Verdichters des Turboladers in einen Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine geleitet wird.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispiels der Erfindung, die im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert wird. In dieser Zeichnung zeigen schematisch:
- 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kühlsystems,
- 2 das Kühlsystem aus 1 in einer ersten Betriebsart,
- 3 das Kühlsystem aus 1 in einer zweiten Betriebsart und
- 4 das Kühlsystem aus 1 in einer dritten Betriebsart.
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In den unterschiedlichen Figuren sind hinsichtlich ihrer Funktion gleichwertige Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1 stellt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kühlsystems 1 für ein nicht näher gezeigtes Kraftfahrzeug dar. Das Kühlsystem 1 umfasst eine erste Wärmequelle 2, die vorliegend eine Brennkraftmaschine 2 ist. Um die Brennkraftmaschine 2 im Betrieb mit verdichteter Verbrennungsluft zu versorgen, ist ein nicht näher dargestellter Turbolader mit einem Verdichter vorgesehen, welcher der Brennkraftmaschine 2 die verdichtete Verbrennungsluft über einen Ladeluftkühler 3 zuführt. Somit ist der Ladeluftkühler 3 zwischen dem Turbolader und der Brennkraftmaschine 2 angeordnet. Bei dem vorliegend dargestellten Beispiel ist die Brennkraftmaschine 2 weiterhin mit einer Abgasrückführung (nicht dargestellt) versehen, bei der aus einem Abgastrakt der Brennkraftmaschine 2 rückgeführtes Abgas stromauf des Verdichters des Turboladers in einen Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine 2 geleitet wird. Vorliegend stellt der Ladeluftkühler 3 die zweite Wärmequelle des in 1 gezeigten Kühlsystems 1 dar. Des Weiteren umfasst das Kühlsystem 1 einen Wärmespeicher 4 zur Speicherung von Wärmeenergie.
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Die Brennkraftmaschine 2 des in 1 dargestellten Kühlsystems 1 ist mit einem Wärmeträger, zum Beispiel Wasser, thermisch gekoppelt, der in einem ersten Kühlmittelkreislauf zirkulierbar ist. Thermische Kopplung bedeutet in diesem Zusammenhang, dass Wärmeenergie von der Brennkraftmaschine 2 auf den im ersten Kühlmittelkreislauf zirkulierenden Wärmeträger und umgekehrt übertragen werden kann, je nachdem, ob die Temperatur der Brennkraftmaschine 2 oder die des Wärmeträgers höher ist. Zu diesem Zweck durchströmt der Wärmeträger die Brennkraftmaschine 2 in an sich bekannter Weise.
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Wie in 1 zu erkennen ist, wird ein erster Zweig des ersten Kühlmittelkreislaufs gebildet, indem der Wärmeträger von der Brennkraftmaschine 2 über einen Kühlmittelauslass 5 durch eine Kühlmittelleitung 6 zu einem Schaltventil 7 und von dort aus über eine Kühlmittelleitung 8 weiter zu einem Thermostat 9 strömt. Vom Thermostat 9 gelangt der Wärmeträger über die Kühlmittelleitung 10 und über eine Hauptkühlmittelpumpe 11 zurück in die Brennkraftmaschine 2.
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Ein zweiter Zweig des ersten Kühlmittelkreislaufs wird durch eine an dem Kühlmittelauslass 5 der Brennkraftmaschine 2 angeschlossenen Kühlmittelleitung 12 gebildet, die den Wärmeträger über einen Hauptkühler 13 und eine Kühlmittelleitung 14 zu dem Thermostat 9 leitet.
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Ein dritter Zweig des ersten Kühlmittelkreislaufs leitet den Wärmeträger von der Kühlmittelleitung 6 über eine Kühlmittelleitung 15 zu dem Wärmespeicher 4 und von dort über eine Kühlmittelleitung 16 zurück zu dem Schaltventil 7.
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Bei dem in 1 gezeigten Kühlsystem 1 führt außerdem von dem Hauptkühler 13 eine Entlüftungsleitung 17 zu einem als Wärmeträgerquelle fungierenden Ausgleichsbehälter 18. Aus dem Ausgleichsbehälter 18 wird der erste Kühlmittelkreislauf über eine Kühlmittelleitung 19 gespeist, die bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel in die Kühlmittelleitung 10 mündet.
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Der vorstehend beschriebene erste Kühlmittelkreislauf wird hierin auch als Hochtemperaturkreislauf bezeichnet, wohingegen der im Folgenden beschriebene zweite Kühlmittelkreislauf auch als Niedertemperaturkreislauf bezeichnet wird.
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Wie in 1 zu erkennen ist, wird ein erster Zweig des zweiten Kühlmittelkreislaufs bzw. Niedertemperaturkreislaufs durch Kühlmittelleitungen 20, 21, 22 und 23 gebildet. Die Kühlmittelleitung 20 verbindet den Ladeluftkühler 3 fluidleitend mit einer Kühlmittelpumpe 24 des Niedertemperaturkreislaufs. Im weiteren Verlauf verbindet die Kühlmittelleitung 21 die Kühlmittelpumpe 24 mit einem Niedertemperaturkühler 25 fluidleitend. Die Kühlmittelleitung 22 verbindet den Niedertemperaturkühler 25 mit einem Schaltventil 26 fluidleitend. Von dort aus leitet die Kühlmittelleitung 23 den im Niedertemperaturkreislauf zirkulierenden Wärmeträger zurück zum Ladeluftkühler 3.
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Ein zweiter Zweig des zweiten Kühlmittelkreislaufs wird aus den Kühlmittelleitungen 20 und 23 sowie einer Kühlmittelleitung 27 und 28 gebildet. Wie in 1 zu erkennen ist, verbindet die Kühlmittelleitung 27 die Kühlmittelpumpe 24 über ein Rückschlagventil 29 fluidleitend mit dem Wärmespeicher 4, von wo aus die Kühlmittelleitung 28 den Wärmeträger fluidleitend zurück zu dem Schaltventil 26 leitet.
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Bei dem in 1 gezeigten Kühlsystem 1 führt außerdem von dem Ladeluftkühler 3 eine Entlüftungsleitung 30 zu dem Ausgleichsbehälter 18. In der Entlüftungsleitung 30 ist eine Drossel 31 angeordnet. Aus dem Ausgleichsbehälter 18 wird der zweite Kühlmittelkreislauf über eine Kühlmittelleitung 32 gespeist, die bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Kühlsystems 1 in die Kühlmittelleitung 21 mündet. Dementsprechend speisen sich sowohl der erste Kühlmittelkreislauf als auch der zweite Kühlmittelkreislauf bei dem in 1 dargestellten Kühlsystem 1 aus der gemeinsamen Wärmeträgerquelle 18. Des Weiteren sind bei dem Kühlsystem 1 der im ersten Kühlmittelkreislauf zirkulierende Wärmeträger, zum Beispiel Wasser, identisch mit dem im zweiten Kühlmittelkreislauf zirkulierenden Wärmeträger, zum Beispiel ebenfalls Wasser, was den Aufbau des Kühlsystems wesentlich vereinfacht, da die beiden Kühlmittelkreisläufe hinsichtlich ihrer Fluidleitung nicht hermetisch voneinander getrennt sein müssen.
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Bei dem in 1 dargestellten Kühlsystem 1 ist der Ladeluftkühler 3 mit dem im zweiten Kühlmittelkreislauf zirkulierbaren Wärmeträger, zum Beispiel Wasser, thermisch gekoppelt, das heißt, dass Wärmeenergie von dem Ladeluftkühler 3 auf den im zweiten Kühlmittelkreislauf zirkulierenden Wärmeträger und umgekehrt übertragen werden kann, je nachdem, ob die Temperatur des Ladeluftkühlers 3 oder die des Wärmeträgers höher ist. Zu diesem Zweck durchströmt der Wärmeträger den Ladeluftkühler 3 in an sich bekannter Weise.
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Wie anhand der nachfolgenden Beschreibung der 2 bis 4 ersichtlich werden wird, ist der Wärmespeicher 4 des in 1 dargestellten Kühlsystems 1 sowohl mit dem Wärmeträger des ersten Kühlmittel- bzw. Hochtemperaturkreislaufs als auch mit dem Wärmeträger des zweiten Kühlmittel- bzw. Niedertemperaturkreislaufs thermisch koppelbar.
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2 stellt das Kühlsystem 1 aus 1 in einer ersten Betriebsart dar, die hierin auch als Standardbetriebsart bezeichnet wird. In dieser Standardbetriebsart, bei welcher dem Wärmespeicher 4 weder Wärmeenergie zugeführt noch entnommen wird, zirkuliert der Wärmeträger im ersten Kühlmittelkreislauf aufgrund der in 2 veranschaulichten Ventilstellungen der Schaltventile 7 und 26 lediglich durch die Kühlmittelleitungen 6, 8 und 10 in der durch die Pfeildarstellung angegebenen Richtung, solange der Thermostat 9 in an sich bekannter Weise den Kühlmittelpfad durch die Kühlmittelleitungen 12 und 14 verschließt. Sobald der Thermostat 9 zum Beispiel infolge einer ansteigenden Betriebstemperatur des Wärmeträgers während des Betriebs der Brennkraftmaschine 2 öffnet, strömt der Wärmeträger ebenfalls durch die Kühlmittelleitungen 12 und 14 und passiert somit auch den Hauptkühler 13. In beiden Fällen strömt der durch die Pumpe 11 getriebene Wärmeträger des ersten Kühlmittelkreislaufs durch die Brennkraftmaschine 2.
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Im zweiten Kühlmittelkreislauf zirkuliert der von der Pumpe 24 getriebene Wärmeträger aufgrund der in 2 veranschaulichten Ventilstellungen der Schaltventile 7 und 26 durch die Kühlmittelleitungen 20, 21, 22 und 23 in der durch die Pfeildarstellung veranschaulichten Richtung und passiert somit den Ladeluftkühler 3 sowie den Niedertemperaturkühler 25.
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3 stellt das Kühlsystem 1 aus 1 in einer zweiten Betriebsart dar. In dieser dargestellten Betriebsart ist der Thermostat 9 noch geschlossen, wie etwa während einer Kaltlaufphase nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine 2, so dass der Wärmeträger im ersten Kühlmittelkreislauf in der durch die Pfeildarstellung veranschaulichten Richtung durch die Kühlmittelleitungen 6, 8 und 10 strömt.
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Im zweiten Kühlmittelkreislauf weist das Schaltventil 26 im Vergleich zu 2 eine andere, in 3 veranschaulichte Ventilstellung auf, so dass der Wärmeträger im zweiten Kühlmittelkreislauf nun in der durch die Pfeildarstellung angegebenen Richtung durch die Kühlmittelleitungen 20, 27, 28 und 23 strömt und somit den Wärmespeicher 4 passiert. Hierdurch kann in dem Wärmespeicher 4 gespeicherte Wärmeenergie entnommen werden und zum Ladeluftkühler 3 transportiert werden, wenn die Temperatur im Wärmespeicher 4 über der Temperatur des Ladeluftkühlers 3 liegt, um zum Beispiel ein Kondensieren von in der Verbrennungsluft enthaltenem Wasserdampf im Ladeluftkühler 3 zu verhindern, indem die Temperatur des Ladeluftkühlers 3 auf eine Temperatur oberhalb des Taupunkts von Wasser angehoben wird. Falls die Temperatur des Ladeluftkühlers 3 bei der in 3 dargestellten Betriebsart des Kühlsystems 1 jedoch über der Temperatur im Wärmespeicher 4 liegt, kann dem Wärmespeicher 4 Wärmeenergie von dem Ladeluftkühler 3 zugeführt werden und der Wärmespeicher 4 auf diese Weise geladen werden.
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4 stellt das Kühlsystem 1 aus 1 in einer dritten Betriebsart dar. In dieser dargestellten Betriebsart ist der Thermostat 9 noch geschlossen, wie etwa während einer Kaltlaufphase nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine 2. Aufgrund der im Vergleich zu den 1 bis 3 geänderten Ventilstellung des Schaltventils 7 strömt der Wärmeträger im ersten Kühlmittelkreislauf in der durch die veranschaulichte Pfeildarstellung angegebenen Richtung nun durch die Kühlmittelleitungen 6, 15, 16, 8 und 10 und passiert somit den Wärmespeicher 4. Hierdurch kann in dem Wärmespeicher 4 gespeicherte Wärmeenergie entnommen werden und zur Brennkraftmaschine 2 transportiert werden, wenn die Temperatur im Wärmespeicher 4 über der Temperatur der Brennkraftmaschine 2 liegt, um die Kaltlaufphase der Brennkraftmaschine 2 zu verkürzen und damit einen wirtschaftlicheren Betrieb der Brennkraftmaschine 2 zu erreichen. Falls die Temperatur der Brennkraftmaschine 2 bei der in 4 dargestellten Betriebsart des Kühlsystems 1 jedoch über der Temperatur im Wärmespeicher 4 liegt, kann dem Wärmespeicher 4 Wärmeenergie von der Brennkraftmaschine 2 zugeführt werden und der Wärmespeicher 4 auf diese Weise geladen werden.
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Der in 4 dargestellte zweite Kühlmittelkreislauf ist aufgrund der Ventilstellung des Schaltventils 26 identisch mit dem in 2 dargestellten zweiten Kühlmittelkreislauf.
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Das erfindungsgemäße Kühlsystem sowie das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug wurden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Kühlsystem sowie das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug sind nicht auf die hierin offenbarte Ausführungsform beschränkt, sondern umfassen auch gleich wirkende weitere Ausführungsformen. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Kühlsystem nicht auf die Verwendung in einem Kraftfahrzeug beschränkt, sondern kann beispielsweise auch in einer stationären Betriebsumgebung eingesetzt werden, bei der zwei Wärmequellen, insbesondere eine mittels eines Turboladers aufladbare Brennkraftmaschine sowie ein dem Turbolader zugeordneter Ladeluftkühler, jeweils mit einem eigenen Kühlmittelkreislauf thermisch gekoppelt sind.
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Das erfindungsgemäße Kühlsystem wird in einem Kraftfahrzeug verwendet, das eine erste Wärmequelle, insbesondere einen mittels eines Turboladers aufladbare Brennkraftmaschine, die mit einem in einem ersten Kühlmittelkreislauf zirkulierbaren Wärmeträger thermisch gekoppelt ist, eine zweite Wärmequelle, insbesondere einen dem Turbolader zugeordneten Ladeluftkühler, der mit einem in einem zweiten Kühlmittelkreislauf zirkulierbaren Wärmeträger thermisch gekoppelt ist, und einen Wärmespeicher zur Speicherung von Wärmeenergie umfasst, wobei der Wärmespeicher sowohl mit dem Wärmeträger des ersten Kühlmittelkreislaufs als auch mit dem Wärmeträger des zweiten Kühlmittelkreislaufs thermisch koppelbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kühlsystem
- 2
- Erste Wärmequelle, Brennkraftmaschine
- 3
- Zweite Wärmequelle, Ladeluftkühler
- 4
- Wärmespeicher
- 5
- Kühlmittelauslass
- 6
- Kühlmittelleitung von 5 zu 7
- 7
- Schaltventil
- 8
- Kühlmittelleitung von 7 zu 9
- 9
- Thermostat
- 10
- Kühlmittelleitung von 9 zu 11
- 11
- Hauptkühlmittelpumpe
- 12
- Kühlmittelleitung von 5 zu 13
- 13
- Hauptkühler
- 14
- Kühlmittelleitung von 13 zu 9
- 15
- Kühlmittelleitung von 6 zu 4
- 16
- Kühlmittelleitung von 4 zu 7
- 17
- Entlüftungsleitung von 13 zu 18
- 18
- Wärmeträgerquelle, Ausgleichsbehälter
- 19
- Kühlmittelleitung von 18 zu 10
- 20
- Kühlmittelleitung von 3 zu 24
- 21
- Kühlmittelleitung von 24 zu 25
- 22
- Kühlmittelleitung von 25 zu 26
- 23
- Kühlmittelleitung von 26 zu 3
- 24
- Kühlmittelpumpe
- 25
- Niedertemperaturkühler
- 26
- Schaltventil
- 27
- Kühlmittelleitung von 24 zu 4
- 28
- Kühlmittelleitung von 4 zu 26
- 29
- Rückschlagventil
- 30
- Entlüftungsleitung von 3 zu 18
- 31
- Drossel
- 32
- Kühlmittelleitung von 18 zu 21
