DE102016001650A1 - Cooling device for a motor vehicle, in particular a passenger car - Google Patents
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- F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
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- F01P5/12—Pump-driving arrangements
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- F01P2060/12—Turbo charger
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung (10) für einen Kraftwagen, mit einem von einem Kühlmedium durchströmbaren ersten Kühlkreislauf (12), in welchem eine Verbrennungskraftmaschine (16) zum Antreiben des Kraftwagens, wenigstens ein Kühler (30) zum Kühlen des den ersten Kühlkreislauf (12) durchströmenden Kühlmediums und wenigstens eine erste Pumpe (32) zum Fördern des Kühlmediums durch den ersten Kühlkreislauf (12) angeordnet sind, und mit einem von einem Kühlmedium durchströmbaren zweiten Kühlkreislauf (14), in welchem wenigstens ein Abgasrückführkühler (52) und wenigstens eine zweite Pumpe (56) zum Fördern des Kühlmediums durch den zweiten Kühlkreislauf (14) angeordnet sind, wobei die Kühlkreisläufe (12, 14) fluidisch voneinander getrennt, jedoch zum Wärmeaustausch miteinander verbunden sind, wobei die Pumpen (32, 56) als unabhängig voneinander betreibbare, elektrische Pumpen (32, 56) ausgebildet sind.The invention relates to a cooling device (10) for a motor vehicle, with a first cooling circuit (12) through which a cooling medium can flow, in which an internal combustion engine (16) for driving the motor vehicle, at least one cooler (30) for cooling the first cooling circuit (12 ) and at least one first pump (32) for conveying the cooling medium through the first cooling circuit (12) are arranged, and with a second cooling circuit (14) through which a cooling medium, in which at least one exhaust gas recirculation cooler (52) and at least one second Pump (56) for conveying the cooling medium through the second cooling circuit (14) are arranged, wherein the cooling circuits (12, 14) fluidly separated from each other, but are connected to each other for heat exchange, wherein the pumps (32, 56) as independently operable, electric pumps (32, 56) are formed.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a cooling device for a motor vehicle, in particular a passenger car, according to the preamble of patent claim 1.
Eine solche Kühleinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, ist beispielsweise der
Die Kühleinrichtung umfasst ferner einen von einem Kühlmedium durchströmbaren zweiten Kühlkreislauf, in welchem wenigstens ein Abgasrückführkühler angeordnet ist. Der Abgasrückführkühler ist beispielsweise Bestandteil einer Abgasrückführeinrichtung. Die Abgasrückführeinrichtung umfasst wenigstens eine Abgasrückführleitung, mittels welcher Abgas der Verbrennungskraftmaschine zu einem Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine rückführbar und in den Ansaugtrakt einleitbar ist. Dabei ist der Abgasrückführkühler in der Abgasrückführleitung angeordnet, so dass das die Abgasrückführleitung durchströmende Abgas mittels des Abgasrückführkühlers gekühlt werden kann. Der Abgasrückführkühler ist somit von dem Abgas sowie von dem den zweiten Kühlkreislauf durchströmenden Kühlmedium durchströmbar, so dass beispielsweise über den Abgasrückführkühler ein Wärmeübergang von dem Abgas an das den Abgasrückführkühler durchströmende Kühlmedium erfolgen kann. Dadurch wird das rückzuführende Abgas gekühlt. Darüber hinaus ist in dem zweiten Kühlkreislauf wenigstens eine zweite Pumpe zum Fördern des Kühlmediums durch den zweiten Kühlkreis angeordnet.The cooling device further comprises a second cooling circuit, through which a cooling medium can flow, in which at least one exhaust gas recirculation cooler is arranged. The exhaust gas recirculation cooler is for example part of an exhaust gas recirculation device. The exhaust gas recirculation device comprises at least one exhaust gas recirculation line, by means of which exhaust gas of the internal combustion engine is traceable to an intake tract of the internal combustion engine and introduced into the intake tract. In this case, the exhaust gas recirculation cooler is arranged in the exhaust gas recirculation line, so that the exhaust gas flowing through the exhaust gas recirculation line can be cooled by means of the exhaust gas recirculation cooler. The exhaust gas recirculation cooler can thus be flowed through by the exhaust gas and by the cooling medium flowing through the second cooling circuit, so that, for example, a heat transfer from the exhaust gas to the cooling medium flowing through the exhaust gas recirculation cooler can take place via the exhaust gas recirculation cooler. As a result, the recirculated exhaust gas is cooled. In addition, at least one second pump for conveying the cooling medium through the second cooling circuit is arranged in the second cooling circuit.
Außerdem offenbart die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kühleinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders vorteilhafte und bedarfsgerechte Kühlung realisierbar ist.Object of the present invention is to develop a cooling device of the type mentioned in such a way that a particularly advantageous and needs-based cooling is feasible.
Diese Aufgabe wird durch eine Kühleinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a cooling device having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.
Um eine Kühleinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders vorteilhafte und bedarfsgerechte Kühlung realisierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Kühlkreisläufe fluidisch voneinander getrennt geregelt, jedoch zum Wärmeaustausch miteinander verbunden sind, wobei die Pumpen als unabhängig voneinander betreibbare, elektrische Pumpen, das heißt als elektrisch betreibbare Pumpen ausgebildet sind. Da die Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben des Kraftwagens in dem ersten Kühlkreislauf angeordnet ist, wird der erste Kühlkreislauf auch als Hauptkühlkreislauf bezeichnet. insbesondere ist der Hauptkühlkreislauf ein Hochtemperatur-Kühlkreislauf, so dass das den ersten Kühlkreislauf durchströmende Kühlmedium den ersten Kühlkreislauf mit einer ersten Temperatur durchströmt. Der zweite Kühlkreislauf ist somit beispielsweise ein Nebenkühlkreislauf, welcher beispielsweise als Niedertemperatur-Kühlkreislauf ausgebildet ist, wobei das den zweiten Kühlkreislauf durchströmende Kühlmedium den Nebenkühlkreislauf beispielsweise mit einer gegenüber der ersten Temperatur geringeren, zweiten Temperatur durchströmt. Der Abgasrückführkühler (AGR-Kühler) ist in seinen eigenen Kühlkreislauf in Form des zweiten Kühlkreislaufs eingebunden, welcher zwar mit dem Hauptkühlkreislauf zum Wärmeaustausch fluidisch beziehungsweise hydraulisch verbunden ist, aber völlig unabhängig von dem Hauptkühlkreislauf betrieben, insbesondere geregelt oder gesteuert, werden kann. Mit anderen Worten sind die Kühlkreisläufe der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung zwar zum Wärmeaustausch miteinander verbunden, so dass die Kühlkreisläufe beziehungsweise die die Kühlkreisläufe durchströmenden Kühlmedien Wärme austauschen können, jedoch sind die Kühlkreisläufe aufgrund des Einsatzes der elektrischen beziehungsweise elektrisch betreibbaren Pumpen völlig voneinander unabhängig fluidisch beziehungsweise hydraulisch regelbar. Dadurch kann ein Druckverlust in dem Hauptkühlkreislauf besonders gering gehalten werden, wobei der Hauptkühlkreislauf mittels der ersten elektrischen Pumpe auskömmlich versorgt werden kann. Darüber hinaus ist es durch den Einsatz der Kühlkreisläufe möglich, die Verbrennungskraftmaschine als Grundmotor sowie den Abgasrückführkühler unabhängig voneinander bedarfsgerecht zu kühlen, was zumindest im Wesentlichen optimale, geringe Emissionen bei minimalem Leistungsbedarf für den Betrieb des jeweiligen Kühlkreislaufs ermöglicht. Die erfindungsgemäße Kühleinrichtung trägt somit zur Emissionsminderung und Kraftstoffverbrauchsreduzierung gleichermaßen bei.In order to develop a cooling device specified in the preamble of claim 1 type such that a particularly advantageous and needs-based cooling is feasible, it is provided according to the invention that the cooling circuits are fluidly separated from each other, but connected to heat exchange, the pumps as independent of each other operated, electric pumps, that is designed as electrically operable pumps. Since the internal combustion engine for driving the motor vehicle is arranged in the first cooling circuit, the first cooling circuit is also referred to as the main cooling circuit. In particular, the main cooling circuit is a high-temperature cooling circuit, so that the cooling medium flowing through the first cooling circuit flows through the first cooling circuit at a first temperature. The second cooling circuit is thus, for example, a secondary cooling circuit, which is designed for example as a low-temperature cooling circuit, wherein the cooling medium flowing through the second cooling circuit flows through the secondary cooling circuit, for example with a second temperature lower than the first temperature. The exhaust gas recirculation cooler (EGR cooler) is integrated in its own cooling circuit in the form of the second cooling circuit, which is fluidically or hydraulically connected to the main cooling circuit for heat exchange, but operated completely independent of the main cooling circuit, in particular regulated or controlled, can be. In other words, the cooling circuits of the cooling device according to the invention are indeed connected to each other for heat exchange, so that the cooling circuits or the cooling media flowing through the cooling circuits heat can exchange, however, the cooling circuits are completely independent of each other fluidly or hydraulically controlled due to the use of electric or electrically operable pumps. Thereby, a pressure drop in the main cooling circuit can be kept particularly low, wherein the main cooling circuit can be adequately supplied by means of the first electric pump. In addition, it is possible through the use of cooling circuits, the internal combustion engine as a base engine and the exhaust gas recirculation cooler independently as needed to cool, which allows at least substantially optimal, low emissions with minimal power requirements for the operation of the respective cooling circuit. The cooling device according to the invention thus contributes to the emission reduction and fuel consumption reduction alike.
Ferner ist es möglich, die jeweilige elektrische Leistung, insbesondere Nennleistung, sowie den jeweiligen Bauraumbedarf der jeweiligen Pumpe besonders gering zu halten, so dass der Bauraumbedarf und das Gewicht der Kühleinrichtung insgesamt gering gehalten werden können. Die Kühleinrichtung ist insbesondere vorteilhaft verwendbar für eine als Dieselmotor, insbesondere hochbelasteter Dieselmotor, ausgebildete Verbrennungskraftmaschine, wobei die erfindungsgemäße Kühleinrichtung die wirtschaftliche Umsetzung von elektrischen Pumpen bei spezifisch hoch belasteten Dieselmotoren ermöglicht.Furthermore, it is possible to keep the respective electrical power, in particular rated power, and the respective space requirement of the respective pump particularly low, so that the space requirement and the weight of the cooling device can be kept low overall. The cooling device can be used particularly advantageously for a combustion engine designed as a diesel engine, in particular a highly loaded diesel engine, wherein the cooling device according to the invention enables the economical conversion of electric pumps for diesel engines of a specific high load.
Das jeweilige Kühlmedium ist beispielsweise eine Kühlflüssigkeit, welche auch als Kühlwasser bezeichnet wird. Daher wird die jeweilige Pumpe beispielsweise auch als Wasserpumpe bezeichnet. Die erfindungsgemäße Kühleinrichtung ermöglicht eine zielgerichtete und flexible Kühlung der jeweiligen Komponenten im jeweiligen Kühlkreislauf bei geringster Leistungsaufnahme und löst so den Zielkonflikt zwischen der Realisierung geringer Emissionen durch eine hinreichende Kühlung von rückzuführendem Abgas und der Realisierung eines geringen Energiebedarfs zum Betrieb der jeweiligen Pumpe. Die erste Pumpe ist eine Hauptpumpe, da sie im Hauptkühlkreislauf angeordnet ist. Da die voneinander unabhängig betreibbaren, insbesondere steuerbaren oder regelbaren, Pumpen zum Einsatz kommen, ist es möglich, insbesondere während eines Warmlaufs der Verbrennungskraftmaschine, dass die zweite Pumpe aktiviert ist, während die erste Pumpe deaktiviert ist beziehungsweise deaktiviert bleiben kann. Dadurch ist es möglich, dass mittels der aktivierten zweiten Pumpe das Kühlmedium durch den zweiten Kühlkreislauf gefördert wird, während die erste Pumpe deaktiviert ist, so dass ein durch die erste Pumpe bewirktes Fördern des Kühlmittels durch den ersten Kühlkreislauf unterbleibt. Dadurch kann eine übermäßig hohe, unnötige Energieaufnahme der Kühleinrichtung vermieden werden.The respective cooling medium is for example a cooling liquid, which is also referred to as cooling water. Therefore, the respective pump is for example also referred to as a water pump. The cooling device according to the invention enables a targeted and flexible cooling of the respective components in the respective cooling circuit with the lowest power consumption and thus solves the conflict between the realization of low emissions by sufficient cooling of zurückzuführendem exhaust gas and the realization of a low energy demand for operation of the respective pump. The first pump is a main pump because it is located in the main cooling circuit. Since the independently operable, in particular controllable or controllable, pumps are used, it is possible, in particular during a warm-up of the internal combustion engine, that the second pump is activated while the first pump is deactivated or can remain deactivated. This makes it possible that by means of the activated second pump, the cooling medium is conveyed through the second cooling circuit, while the first pump is deactivated, so that caused by the first pump conveying the coolant through the first cooling circuit is omitted. As a result, an excessively high, unnecessary energy consumption of the cooling device can be avoided.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the figure description and / or alone in the single figure can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, without the frame to leave the invention.
Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Darstellung einer Kühleinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, mit zwei von einem jeweiligen Kühlmittel durchströmbaren Kühlkreisläufen, welche fluidisch und zum Wärmeaustausch miteinander verbunden sind, wobei in dem jeweiligen Kühlkreislauf eine jeweilige, elektrische Pumpe zum Fördern des jeweiligen Kühlmediums angeordnet ist.The drawing shows in the single FIGURE is a schematic representation of a cooling device for a motor vehicle, especially passenger cars, with two flowed through by a respective coolant cooling circuits, which are fluidly and connected to each other for heat exchange, wherein in the respective cooling circuit, a respective electric pump for conveying the respective cooling medium is arranged.
Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung eine im Ganzen mit
Der Kraftwagen umfasst eine im Ganzen mit
Die Verbrennungskraftmaschine
Der Zylinderkopf
Die Verbrennungskraftmaschine
Im ersten Kühlkreislauf
In dem ersten Kühlkreislauf
Ferner ist in dem ersten Kühlkreislauf
Beispielsweise während einer Warmlaufphase versperrt der Thermostat
Ferner ist ein Heizkreislauf
Die Abgasnachbehandlungseinrichtung
Ferner ist beispielsweise in dem ersten Kühlkreislauf
Darüber hinaus ist in dem ersten Kühlkreislauf
Die Verbrennungskraftmaschine
Den jeweiligen Brennraum der Verbrennungskraftmaschine
Zumindest ein Teil des den Abgastrakt durchströmenden Abgases kann an der ersten Abzweigstelle abgezweigt und somit in die erste Abgasrückführleitung einströmen. Mittels der ersten Abgasrückführleitung wird das die erste Abgasrückführleitung durchströmende Abgas zum Ansaugtrakt rückgeführt und in den Ansaugtrakt eingeleitet. Das in den Ansaugtrakt eingeleitete Abgas wird mittels der den Ansaugtrakt durchströmenden Luft mitgenommen und in die Brennräume transportiert.At least part of the exhaust gas flowing through the exhaust tract can be branched off at the first branch point and thus flow into the first exhaust gas recirculation line. By means of the first exhaust gas recirculation line, the exhaust gas flowing through the first exhaust gas recirculation line is returned to the intake tract and introduced into the intake tract. The introduced into the intake exhaust gas is taken by means of the intake air flowing through the air and transported into the combustion chambers.
In der ersten Abgasrückführleitung ist ein erster Abgasrückführkühler
Auch die zweite Abgasrückführeinrichtung umfasst wenigstens einen Abgasrückführkühler
Dabei sind die Abgasrückführkühler
Ferner ist in dem zweiten Kühlkreislauf
Des Weiteren weist die Verbrennungskraftmaschine
Der jeweilige Abgasturbolader
Bezogen auf die Strömungsrichtung des Abgases durch den Abgastrakt ist die Turbine des Abgasturboladers
Die erste Abzweigstelle ist bezogen auf die Strömungsrichtung des Abgases durch den Abgastrakt vor wenigstens einer der Turbinen der Abgasturbolader
Zum Einstellen des Ladedrucks des Abgasturboladers
Aus der Fig. ist erkennbar, dass die Aufladeeinrichtung
Das zweite Kühlmedium kann von der Aufladeeinrichtung
Aus der Fig. ist ferner erkennbar, dass den beiden Kühlkreisläufen
Insbesondere ist es möglich, überschüssiges Kühlmedium über jeweilige Rückschlagventile
Um nun eine besonders vorteilhafte und bedarfsgerechte Kühlung mittels der Kühleinrichtung
Da das zweite Kühlmedium als Kühlflüssigkeit ausgebildet sein kann, welche auch als Kühlwasser bezeichnet wird, wird die Pumpe
Mittels der Kühleinrichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Kühleinrichtungcooling device
- 1212
- erster Kühlkreislauffirst cooling circuit
- 1414
- zweiter Kühlkreislaufsecond cooling circuit
- 1616
- VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
- 1818
- Kurbelgehäusecrankcase
- 2020
- Zylinderkopfcylinder head
- 2222
- zweiter Kühlmantelsecond cooling jacket
- 2424
- dritter Kühlmantelthird cooling jacket
- 2626
- Verteilerleisterail
- 2828
- Sammelleistecollection strip
- 3030
- Kühlercooler
- 3232
- Pumpepump
- 3434
- Thermostatthermostat
- 3636
- Umgehungsleitungbypass line
- 3838
- Heizkreislaufheating circuit
- 4040
- Heizungheater
- 4242
- Abgasnachbehandlungseinrichtungexhaust treatment device
- 4444
- Umgehungsleitungbypass line
- 4646
- Drosselthrottle
- 4848
- Temperatursensortemperature sensor
- 5050
- Wärmetauscherheat exchangers
- 5252
- AbgasrückführkühlerExhaust gas recirculation cooler
- 5454
- AbgasrückführkühlerExhaust gas recirculation cooler
- 5656
- Pumpepump
- 5858
- Temperatursensortemperature sensor
- 6060
- Aufladeeinrichtungcharging
- 6262
- Abgasturboladerturbocharger
- 6464
- Abgasturboladerturbocharger
- 6666
- Stelleinrichtungsetting device
- 6868
- Stelleinrichtungsetting device
- 7070
- Umgehungsleitungbypass line
- 7171
- Ausgleichsbehältersurge tank
- 7272
- Rückschlagventilcheck valve
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102008036277 A1 [0002] DE 102008036277 A1 [0002]
- DE 19960960 C1 [0004] DE 19960960 C1 [0004]
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102016001650.7A Withdrawn DE102016001650A1 (en) | 2016-02-12 | 2016-02-12 | Cooling device for a motor vehicle, in particular a passenger car |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102016001650A1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19960960C1 (en) | 1999-12-17 | 2001-04-26 | Bosch Gmbh Robert | Heat exchanger system for hybrid vehicle passenger compartment heating utilizes waste heat generated by power semiconductors that control electric drive motor of hybrid drive |
DE102008036277A1 (en) | 2007-09-25 | 2009-04-02 | Ford Global Technologies, LLC, Dearborn | Cooling system with insulated cooling circuits |
-
2016
- 2016-02-12 DE DE102016001650.7A patent/DE102016001650A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19960960C1 (en) | 1999-12-17 | 2001-04-26 | Bosch Gmbh Robert | Heat exchanger system for hybrid vehicle passenger compartment heating utilizes waste heat generated by power semiconductors that control electric drive motor of hybrid drive |
DE102008036277A1 (en) | 2007-09-25 | 2009-04-02 | Ford Global Technologies, LLC, Dearborn | Cooling system with insulated cooling circuits |
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