DE102016100579B3 - Method for controlling a coolant flow of an internal combustion engine and valve device therefor - Google Patents
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Abstract
Beschrieben wird eine Ventilvorrichtung (7) für einen Kühlkreislauf (1) einer Brennkraftmaschine (2) mit folgenden Merkmalen: einem Motorblockanschluss (32) für eine mit einem Motorblock (3) der Brennkraftmaschine (2) in Verbindung stehende Kühlmittelleitung (31); einem Zylinderkopfanschluss (42) für eine mit einem Zylinderkopf (4) der Brennkraftmaschine (2) in Verbindung stehende Kühlmittelleitung (41); einem Kühleranschluss (52) für eine mit einem Kühler (5) in Verbindung stehende Kühlmittelleitung (51); einer zwischen dem Zylinderkopfanschluss (42) und dem Kühleranschluss (52) verlaufenden Hauptleitung (10, 11; 110, 111)), in welcher ein Drehschieberventil (12) angeordnet ist, so dass mit dem Drehschieberventil (12) ein durch die Hauptleitung (10, 11; 110, 111) fließender Kühlmittelstrom steuerbar ist; einer Bypassleitung (16, 17, 18; 116, 76, 118), welche zwischen dem Zylinderkopfanschluss (42) und dem Kühleranschluss (52) an dem Drehschieberventil (12) vorbei läuft und in welcher ein Bypassventil (14) angeordnet ist, mit welchem die Bypassleitung (16, 17, 18; 116, 76, 118) verschließbar und der durch die Bypassleitung (16, 17, 18; 116, 76, 118) fließende Kühlmittelstrom steuerbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Ventilvorrichtung (7) eine zwischen dem Motorblockanschluss (32) und dem Drehschieberventil (12) verlaufende Leitung (22, 23, 16; 122, 76, 116) aufweist, welche mit der Hauptleitung (10; 110) in Verbindung steht und in welcher ein Ventil (24) zum Steuern eines durch den Motorblockanschluss (32) fließenden Kühlmittelstromes angeordnet ist.A valve device (7) for a cooling circuit (1) of an internal combustion engine (2) is described, comprising: an engine block connection (32) for a coolant line (31) in communication with an engine block (3) of the internal combustion engine (2); a cylinder head port (42) for a coolant pipe (41) communicating with a cylinder head (4) of the internal combustion engine (2); a radiator port (52) for a coolant line (51) in communication with a radiator (5); a main line (10, 11, 110, 111) extending between the cylinder head port (42) and the radiator port (52), in which a rotary valve (12) is arranged, so that with the rotary valve (12) through the main line (10 , 11; 110, 111) is controllable; a bypass line (16, 17, 18; 116, 76, 118) passing between the cylinder head port (42) and the radiator port (52) past the rotary valve (12) and having a bypass valve (14) therewith the bypass line (16, 17, 18, 116, 76, 118) can be closed and the coolant flow flowing through the bypass line (16, 17, 18, 116, 76, 118) can be controlled. According to the invention, the valve device (7) has a line (22, 23, 16, 122, 76, 116) running between the engine block connection (32) and the rotary valve (12), which communicates with the main line (10, 110) in FIG Connection is and in which a valve (24) for controlling a through the engine block connection (32) flowing coolant flow is arranged.
Description
Die Erfindung ist insbesondere zur Verwendung in Kraftfahrzeugen geeignet und geht aus von einer Ventilvorrichtung für einen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und einem Verfahren zum Steuern eines Kühlmittelstroms einer einen Motorblock und einen Zylinderkopf aufweisenden Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 13.The invention is particularly suitable for use in motor vehicles and is based on a valve device for a cooling circuit of an internal combustion engine having the features of the preamble of claim 1 and a method for controlling a coolant flow of an engine block and a cylinder head having an internal combustion engine with the features of the preamble of the claim 13th
Es ist bekannt, beispielsweise aus der
Des Weiteren ist aus der Praxis bekannt, den Kühlmittelstrom wenigstens im Bereich des Zylinderkopfes und des Motorblocks getrennt zu führen, um die unterschiedliche Erwärmung von Zylinderkopf und Motorblock im Betrieb der Brennkraftmaschine zu kompensieren. Aus der
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilvorrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern und ein verbessertes Verfahren zum Steuern eines Kühlmittelstroms einer Brennkraftmaschine zu schaffen.The invention has for its object to improve a valve device of the type mentioned and to provide an improved method for controlling a coolant flow of an internal combustion engine.
Die Aufgabe wird durch eine Ventilvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 bzw. 14 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved by a valve device having the features of claim 1 and by methods having the features of
Eine erfindungsgemäße Ventilvorrichtung für einen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine enthält einen Motorblockanschluss für eine mit einem Motorblock der Brennkraftmaschine in Verbindung stehende Kühlmittelleitung, insbesondere eine von dem Motorblock kommende Kühlmittelleitung, sowie einen Zylinderkopfanschluss für eine mit einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine in Verbindung stehende Kühlmittelleitung, insbesondere eine von dem Zylinderkopf kommende Kühlmittelleitung. Der Motorblockanschluss und der Zylinderkopfanschluss können durch einen gemeinsamen Flansch gebildet werden, welcher einen Einlass für die Motorblock-Kühlmittelleitung und einen Einlass für die Zylinderkopf-Kühlmittelleitung enthalten kann. Die Ventilvorrichtung kann über den gemeinsamen Flansch an dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine befestigt werden. Die mit dem Motorblock in Verbindung stehende Kühlmittelleitung kann innerhalb der Brennkraftmaschine durch entsprechende Kanäle gebildet werden, welche bis zu dem am Zylinderkopf befindlichen Motorblockanschluss führen. Die Ventilvorrichtung enthält ferner einen Kühleranschluss für eine mit einem Kühler in Verbindung stehende Kühlmittelleitung, insbesondere eine zu dem Kühler führende Kühlmittelleitung. Der in dem Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine angeordnete Kühler dient dazu, die von dem Kühlmittelstrom in der Brennkraftmaschine aufgenommene Wärme an die Umgebungsluft abzugeben, und kann auch als „Wärmetauscher” oder „Radiator” bezeichnet werden.An inventive valve device for a cooling circuit of an internal combustion engine includes an engine block connection for an engine block of the internal combustion engine in communication associated coolant line, in particular a coming from the engine block coolant line, and a cylinder head connection for a cylinder head of the internal combustion engine in communication with a coolant line, in particular one of the Cylinder head coming coolant line. The engine block port and the cylinder head port may be formed by a common flange which may include an engine block coolant line inlet and an intake for the cylinder head coolant line. The valve device may be fastened to the cylinder head of the internal combustion engine via the common flange. The coolant line communicating with the engine block may be formed within the internal combustion engine through corresponding channels leading up to the engine block port located on the cylinder head. The valve device further includes a radiator port for a coolant line in communication with a radiator, in particular a coolant line leading to the radiator. The radiator disposed in the engine cooling circuit serves to release the heat received from the coolant flow in the engine to the ambient air, and may also be referred to as a "heat exchanger" or "radiator."
Die Ventilvorrichtung enthält eine zwischen dem Zylinderkopfanschluss und dem Kühleranschluss verlaufende Hauptleitung, insbesondere eine vom Zylinderkopfanschluss zum Kühleranschluss führende Hauptleitung. In der Hauptleitung ist ein Drehschieberventil angeordnet, so dass mit dem Drehschieberventil ein durch die Hauptleitung fließender Kühlmittelstrom steuerbar ist. Die Hauptleitung kann mit dem Drehschieberventil verschließbar sein. Das Drehschieberventil kann eine Drehschieberkammer enthalten, in welcher ein Drehschieber angeordnet ist. Der Drehschieber kann eine zylindrische Wandung aufweisen, in welcher wenigstens eine fensterartige Durchgangsöffnung angeordnet sein kann. Der Drehschieber kann durch wenigstens eine an seiner zylindrischen Wandung anliegende Dichtung zur Drehschieberkammer abgedichtet sein. Der Drehschieber kann mit einem, insbesondere elektrischen, Antrieb gekoppelt sein, welcher von einem Motorsteuergerät der Brennkraftmaschine ansteuerbar sein kann. Die Ventilvorrichtung kann weitere mit dem Drehschieberventil in Verbindung stehende Anschlüsse für weitere Kühlmittelleitungen aufweisen, welche zu weiteren Wärmetauschern, beispielsweise zur Beheizung eines Fahrzeuginnenraums, eines Abgasrückführventils oder von Getriebeöl dienen. Die zusätzlichen Anschlüsse können bei entsprechender Stellung des Drehschiebers mit Kühlmittel versorgt werden, welches durch das Drehschieberventil von dem durch die Ventilvorrichtung fließenden Kühlmittelstrom abgezweigt wird.The valve device includes a main line extending between the cylinder head port and the radiator port, in particular a main line leading from the cylinder head port to the radiator port. In the main line a rotary valve is arranged so that with the rotary valve valve flowing through the main line coolant flow is controllable. The main line can be closed with the rotary valve. The rotary valve may include a rotary valve chamber in which a rotary valve is arranged. The rotary valve can be a have cylindrical wall, in which at least one window-like passage opening can be arranged. The rotary valve can be sealed by at least one voltage applied to its cylindrical wall seal the rotary valve chamber. The rotary valve can be coupled to a, in particular electrical, drive, which can be controlled by an engine control unit of the internal combustion engine. The valve device can have further connections, which are in connection with the rotary slide valve, for further coolant lines, which serve for further heat exchangers, for example for heating a vehicle interior, an exhaust gas recirculation valve or transmission oil. The additional connections can be supplied with appropriate position of the rotary valve with coolant, which is branched off by the rotary valve from the flowing through the valve device coolant flow.
Die Ventilvorrichtung enthält eine Bypassleitung, welche zwischen dem Zylinderkopfanschluss und dem Kühleranschluss an dem Drehschieberventil vorbeiführt und welche insbesondere bei einem die Hauptleitung blockierenden Drehschieberventil einen alternativen Strömungspfad für das Kühlmittel von dem Zylinderkopfanschluss zu dem Kühleranschluss ermöglichen kann. In der Bypassleitung ist ein Bypassventil angeordnet, mit welchem die Bypassleitung verschließbar und der durch die Bypassleitung fließende Kühlmittelstrom steuerbar ist. Das Drehschieberventil und das Bypassventil sind folglich in Parallelschaltung zwischen dem Zylinderkopfanschluss und dem Kühleranschluss angeordnet. Dabei ist nicht zwingend, dass der durch die Bypassleitung am Drehschieberventil vorbeigeführte Kühlmittelstrom das Drehschieberventil weiträumig und ohne jeglichen Kontakt umgeht. Vielmehr kann, insbesondere um wertvollen Bauraum zu sparen, vorgesehen sein, dass der durch die Bypassleitung am Drehschieberventil vorbeigeführte Kühlmittelstrom gewisse Teile des Drehschieberventils durchströmt, und zwar insbesondere solche Teile, welche selbst bei einer durch eine Störung des Drehschieberventils blockierten Hauptleitung den alternativen Strömungspfad durch die Bypassleitung freilassen. Dies kann beispielsweise ein Teil der Drehschieberkammer und/oder ein nicht absperrbarer Spalt zwischen dem Drehschieber und der Drehschieberkammer sein.The valve device includes a bypass line which passes between the cylinder head port and the radiator port on the rotary valve and which, in particular in a main valve blocking rotary valve can allow an alternative flow path for the coolant from the cylinder head port to the radiator port. In the bypass line, a bypass valve is arranged, with which the bypass line can be closed and the coolant flow flowing through the bypass line can be controlled. The rotary valve and the bypass valve are thus arranged in parallel between the cylinder head port and the radiator port. It is not mandatory that the coolant flow bypassing the bypass valve at the rotary valve bypasses the rotary valve widely and without any contact. Rather, in particular to save valuable space, be provided that the bypassed through the bypass valve on the rotary valve flow through certain parts of the rotary valve, in particular those parts which even in a blocked by a fault of the rotary valve main line the alternative flow path through the Release the bypass line. This may be, for example, a part of the rotary valve chamber and / or a non-closable gap between the rotary valve and the rotary valve chamber.
Die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung weist ferner eine zwischen dem Motorblockanschluss und dem Drehschieberventil verlaufende Leitung, insbesondere eine vom Motorblockanschluss zum Drehschieberventil führende Leitung, auf, welche mit der Hauptleitung in Verbindung steht und in welcher ein Ventil zum Steuern eines durch den Motorblockanschluss fließenden Kühlmittelstroms angeordnet ist, welches auch den zwischen dem Motorblockanschluss und dem Drehschieberventil fließenden Kühlmittelstrom steuern kann. Dieses Ventil steuert im Betrieb den durch den Motorblock fließenden Kühlmittelstrom. Die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung kann je nach Einsatzfall während des Betriebs in unterschiedlichen Strömungsrichtungen durchströmt werden, beispielsweise kann der Kühlmittelstrom über den Zylinderkopfanschluss und den Motorblockanschluss in die Ventilvorrichtung eintreten und über den Kühleranschluss austreten. Eine umgekehrte Strömungsrichtung ist auch möglich. Je nach der im jeweiligen Ausführungsbeispiel vorgesehenen Strömungsrichtung in der Ventilvorrichtung wird das „Ventil zum Steuern des durch den Motorblock bzw. Motorblockanschluss fließenden Kühlmittelstroms” auch als „Ventil zum Steuern des vom Motorblock kommenden Kühlmittelstroms” oder als „Ventil zum Steuern des zum Motorblock fließenden Kühlmittelstroms” bezeichnet.The valve device according to the invention further comprises a line extending between the engine block port and the rotary valve, in particular a line leading from the engine block connection to the rotary valve, which communicates with the main line and in which a valve for controlling a flow of coolant flowing through the engine block port is arranged can also control the flow of coolant flowing between the engine block port and the rotary valve. During operation, this valve controls the coolant flow flowing through the engine block. Depending on the application, the valve device according to the invention can be flowed through in different flow directions during operation; for example, the coolant flow can enter the valve device via the cylinder head connection and the engine block connection and exit via the radiator connection. A reverse flow direction is also possible. Depending on the direction of flow in the valve device provided in the respective embodiment, the "valve for controlling the coolant flow flowing through the engine block" also becomes "valve for controlling the coolant flow coming from the engine block" or "valve for controlling the coolant flow flowing to the engine block " designated.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Kühlmittelstrom über einen Kühler und über eine Parallelschaltung eines Drehschieberventils und eines Bypassventils geführt, wobei das Drehschieberventil und das Bypassventil unabhängig voneinander betätigt werden, um den Kühlmittelstrom zu steuern. Ein vom Motorblock kommender Kühlmittelstrom kann über ein Ventil zum Steuern des vom Motorblock kommenden Kühlmittelstroms geleitet, mit diesem gesteuert und anschließend mit einem vom Zylinderkopf kommenden Kühlmittelstrom zusammengeführt werden. Anschließend kann der zusammengeführte Kühlmittelstrom über die Parallelschaltung zu dem Kühler geführt werden. Alternativ – bei umgekehrter Strömungsrichtung im Kühlkreislauf – kann ein vom Kühler kommender Kühlmittelstrom über die Parallelschaltung geführt und anschließend in einen zum Zylinderkopf fließenden Kühlmittelstrom und einen zum Motorblock fließenden Kühlmittelstrom aufgeteilt werden. Anschließend kann der zum Motorblock fließende Kühlmittelstrom über ein Ventil zum Steuern des zum Motorblock fließenden Kühlmittelstroms geleitet und mit diesem gesteuert werden. Das Drehschieberventil kann den Kühlmittelstrom im Regelbetrieb der Brennkraftmaschine steuern. Insbesondere wenn die Temperatur des Kühlmittels eine für den Betrieb der Brennkraftmaschine kritische Grenztemperatur erreicht, kann das Bypassventil einen alternativen Strömungspfad eröffnen, der zu dem Kühler und/oder einer im Kühlkreislauf enthaltenen Kühlmittelförderpumpe führt.In a method according to the invention, the coolant flow is conducted via a cooler and via a parallel connection of a rotary slide valve and a bypass valve, wherein the rotary slide valve and the bypass valve are actuated independently of one another in order to control the coolant flow. A coolant flow coming from the engine block can be passed via a valve for controlling the coolant flow coming from the engine block, controlled with the latter and then combined with a coolant flow coming from the cylinder head. Subsequently, the combined coolant flow can be guided via the parallel circuit to the radiator. Alternatively - in the reverse flow direction in the cooling circuit - coming from the radiator coolant flow can be guided through the parallel circuit and then divided into a flowing to the cylinder head coolant flow and flowing to the engine block coolant flow. Subsequently, the coolant flow flowing to the engine block can be conducted via a valve for controlling the coolant flow flowing to the engine block and controlled therewith. The rotary valve can control the flow of coolant during normal operation of the internal combustion engine. In particular, when the temperature of the coolant reaches a critical temperature limit for the operation of the internal combustion engine, the bypass valve may open an alternative flow path leading to the radiator and / or a coolant delivery pump contained in the cooling circuit.
Die Ventilvorrichtung weist eine gemeinsame Betätigungseinrichtung für das Bypassventil und das Ventil zum Steuern des durch den Motorblockanschluss fließenden Kühlmittelstroms auf. Das Bypassventil und das Ventil zum Steuern des durch den Motorblock fließenden Kühlmittelstroms werden nacheinander mittels der gemeinsamen Betätigungseinrichtung geöffnet, wobei die gemeinsame Betätigungseinrichtung zunächst das Ventil zum Steuern des durch den Motorblock fließenden Kühlmittelstroms öffnet, während das Bypassventil noch geschlossen bleibt und anschließend auch das Bypassventil öffnet.The valve device has a common actuator for the bypass valve and the valve for controlling the coolant flow flowing through the engine block port. The bypass valve and the valve for controlling the flow of coolant flowing through the engine block are successively opened by means of the common actuator, wherein the common Actuator first opens the valve for controlling the flow of coolant flowing through the engine block, while the bypass valve is still closed and then also opens the bypass valve.
Ein Abschnitt der Bypassleitung und ein Abschnitt der zwischen dem Motorblockanschluss und dem Drehschieberventil verlaufenden Leitung wird von einem gemeinsamen Leitungsabschnitt, insbesondere einem gemeinsamen Kanal im Gehäuse, gebildet. Der gemeinsame Leitungsabschnitt kann je nach Betriebszustand der Ventilvorrichtung, insbesondere je nach Stellung des Bypassventils, in entgegengesetzten Richtungen durchströmbar sein. Über den gemeinsamen Leitungsabschnitt kann die gemeinsame Ventilkammer mit der Drehschieberkammer in Verbindung stehen. Bei geschlossenem Bypassventil, beispielsweise im Normalbetrieb, kann der gemeinsame Leitungsabschnitt in Richtung von der gemeinsamen Ventilkammer zu der Drehschieberkammer durchströmt werden, nämlich mit dem vom Motorblock kommenden Kühlmittelstrom. Wenn das Bypassventil geöffnet ist, beispielsweise im Notbetrieb, kann der gemeinsame Leitungsabschnitt in Richtung von der Drehschieberkammer zu der gemeinsamen Ventilkammer durchströmt werden, nämlich mit einem vom Zylinderkopf kommenden Kühlmittelstrom.A portion of the bypass line and a portion of the extending between the engine block connection and the rotary valve valve line is formed by a common line section, in particular a common channel in the housing. Depending on the operating state of the valve device, in particular depending on the position of the bypass valve, the common line section can be flowed through in opposite directions. The common valve chamber can communicate with the rotary valve chamber via the common line section. When the bypass valve is closed, for example in normal operation, the common line section can be traversed in the direction from the common valve chamber to the rotary valve chamber, namely with the coolant flow coming from the engine block. When the bypass valve is open, for example in emergency operation, the common line section can be traversed in the direction from the rotary valve chamber to the common valve chamber, namely with a coolant flow coming from the cylinder head.
Die Erfindung hat wesentliche Vorteile:
- • Der durch den Motorblock fließende Kühlmittelstrom kann separat und unabhängig von dem durch den Zylinderkopf fließenden Kühlmittelstrom gesteuert oder geregelt werden. Hierdurch kann insbesondere in der Aufwärmphase der Brennkraftmaschine die mit dem Motorblock in Verbindung stehende Kühlmittelleitung verschlossen und der durch den Motorblock fließende Kühlmittelstrom blockiert werden. Während der Warmlaufphase erwärmt sich der Zylinderkopf schneller als der Motorblock und diese Wärme kann durch die Abschaltung des durch den Motorblock fließenden Kühlmittelstroms besser genutzt werden, beispielsweise zur Beheizung eines Fahrzeuginnenraums oder eines Abgasrückführventils.
- • Durch die Erfindung wird das ohnehin aufwendige und komplizierte Drehschieberventil von einer Steueraufgabe entlastet, so dass der dort zur Verfügung stehende Bauraum für andere Steueraufgaben genutzt oder das Drehschieberventil verkleinert werden kann.
- • Das Ventil zum Steuern des durch den Motorblockanschluss fließenden Kühlmittelstroms kann sehr einfach und platzsparend ausgebildet sein, beispielsweise in Form eines Tellerventils, welches sich platzsparend in ein Gehäuse der Ventilvorrichtung integrieren lässt. Die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung ist – auch wenn neben Drehschieberventil und Bypassventil ein zusätzliches Ventil benötigt wird – bei verbesserter Funktionalität insgesamt weniger aufwendig und benötigt weniger Bauraum und Gewicht.
- • Die gemeinsame Betätigungseinrichtung ermöglicht eine besonders kompakte und bauraumsparende Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung.
- • Bei einer Störung des Drehschieberventils kann sowohl der durch den Zylinderkopf als auch der durch den Motorblock strömende Kühlmittelstrom über das Bypassventil am Drehschieber vorbeigeleitet werden, so dass insbesondere in einem Notbetrieb eine bessere Kühlung der Brennkraftmaschine gewährleistet werden kann.
- • The coolant flow flowing through the engine block can be controlled or regulated separately and independently of the coolant flow passing through the cylinder head. As a result, in particular in the warm-up phase of the internal combustion engine, the coolant line connected to the engine block can be closed and the coolant flow flowing through the engine block can be blocked. During the warm-up phase, the cylinder head heats up faster than the engine block and this heat can be better utilized by switching off the coolant flow flowing through the engine block, for example for heating a vehicle interior or exhaust gas recirculation valve.
- By the invention, the already complicated and complicated rotary slide valve is relieved by a control task, so that the space available there for other control tasks used or the rotary valve can be reduced in size.
- The valve for controlling the coolant flow flowing through the engine block connection can be made very simple and space-saving, for example in the form of a poppet valve, which can be integrated in a housing of the valve device to save space. The valve device according to the invention is - even if in addition to rotary valve and bypass valve an additional valve is needed - with improved functionality overall less expensive and requires less space and weight.
- • The common actuator allows a particularly compact and space-saving design of the valve device according to the invention.
- In the event of a malfunction of the rotary slide valve, both the coolant flow flowing through the cylinder head and through the engine block can be guided past the rotary valve via the bypass valve, so that better cooling of the internal combustion engine can be ensured, in particular in an emergency operation.
In Ausgestaltung der Erfindung kann die Ventilvorrichtung ein Gehäuse mit zumindest einem Kanal aufweisen, welcher einen Abschnitt der Hauptleitung, der Bypassleitung und/oder der zwischen dem Motorblockanschluss und dem Drehschieberventil verlaufenden Leitung bildet. Das Drehschieberventil kann einen drehbar in einer Drehschieberkammer des Gehäuses angeordneten Drehschieber aufweisen. Die Hauptleitung kann einen zwischen dem Zylinderkopfanschluss und der Drehschieberkammer verlaufenden Kanal und einen zwischen der Drehschieberkammer und dem Kühleranschluss verlaufenden Kanal, insbesondere einen vom Zylinderkopfanschluss zu der Drehschieberkammer führenden Kanal und einen von der Drehschieberkammer zum Kühleranschluss führenden Kanal, umfassen, so dass durch Verdrehen des Drehschiebers ein zwischen dem Zylinderkopfanschluss und dem Kühleranschluss fließender Kühlmittelstrom steuerbar ist. Die zwischen dem Motorblockanschluss und dem Drehschieberventil verlaufende Leitung kann zwischen dem Zylinderkopfanschluss und der Drehschieberkammer in die Hauptleitung münden. Hierbei wird der vom Zylinderkopf kommende Kühlmittelstrom vor Erreichen der Drehschieberkammer mit dem vom Motorblock kommenden Kühlmittelstrom zusammengeführt und der zusammengeführte Kühlmittelstrom kann über einen gemeinsamen Einlass in die Drehschieberkammer geführt werden. Alternativ kann die zwischen dem Motorblockanschluss und dem Drehschieberventil verlaufende Leitung auch in die Drehschieberkammer münden und über die Drehschieberkammer mit der Hauptleitung, insbesondere dem zwischen dem Zylinderkopfanschluss und der Drehschieberkammer verlaufenden Kanal, in Verbindung stehen. Der vom Motorblock kommende Kühlmittelstrom kann hierbei in der Drehschieberkammer mit dem vom Zylinderkopf kommenden Kühlmittelstrom zusammengeführt werden. Die Bypassleitung kann einerseits mit dem zwischen der Drehschieberkammer und dem Kühleranschluss verlaufenden Kanal und andererseits über die Drehschieberkammer mit dem zwischen dem Zylinderkopfanschluss und der Drehschieberkammer verlaufenden Kanal in Verbindung stehen.In an embodiment of the invention, the valve device may comprise a housing having at least one channel which forms a portion of the main line, the bypass line and / or extending between the engine block connection and the rotary valve valve line. The rotary valve may have a rotatably arranged in a rotary valve chamber of the housing rotary valve. The main line may comprise a passage extending between the cylinder head port and the rotary valve chamber and a passage extending between the rotary valve chamber and the radiator port, in particular a passage leading from the cylinder head port to the rotary valve chamber and a passage leading from the rotary valve chamber to the radiator port, so that by turning the rotary valve a coolant flow flowing between the cylinder head port and the radiator port is controllable. The line extending between the engine block port and the rotary valve may open into the main passage between the cylinder head port and the rotary valve chamber. In this case, the coolant flow coming from the cylinder head before reaching the rotary valve chamber is brought together with the coolant flow coming from the engine block and the combined coolant flow can be conducted into the rotary valve chamber via a common inlet. Alternatively, the line extending between the engine block connection and the rotary valve valve can also open into the rotary valve chamber and communicate via the rotary valve chamber with the main line, in particular the channel extending between the cylinder head connection and the rotary valve chamber. The coolant flow coming from the engine block can in this case be combined in the rotary valve chamber with the coolant flow coming from the cylinder head. The bypass line may communicate with the passage between the rotary valve chamber and the radiator port and on the other hand via the rotary valve chamber with the channel extending between the cylinder head port and the rotary valve chamber.
In weiterer Ausgestaltung können das Bypassventil und das Ventil zum Steuern des durch den Motorblockanschluss fließenden Kühlmittelstroms jeweils einen Schließkörper aufweisen und eine Ruhestellung haben, in welcher jeder der Schließkörper die jeweilige Leitung verschließt. Die gemeinsame Betätigungseinrichtung kann derart mit den beiden Schließkörpern gekoppelt sein, dass sich, wenn die gemeinsame Betätigungseinrichtung ausgehend von der Ruhestellung betätigt wird, zuerst das Ventil zum Steuern des durch den Motorblockanschluss fließenden Kühlmittelstroms öffnet, während das Bypassventil noch geschlossen bleibt, und dass sich, wenn die gemeinsame Betätigungseinrichtung weiter betätigt wird, auch das Bypassventil öffnet. Die gemeinsame Betätigungseinrichtung kann eine mechanische Zwangssteuerung der beiden Schließkörper bilden. Die gemeinsame Betätigungseinrichtung kann anhand der Temperatur des Kühlmittels oder des im Kühlkreislauf vorhandenen Druckes gesteuert, insbesondere geregelt, werden. Die gemeinsame Betätigungseinrichtung kann einen Thermostaten enthalten, welcher die Temperatur des in der Ventilvorrichtung strömenden Kühlmittels erfasst und den Betätigungsweg der gemeinsamen Betätigungseinrichtung bei steigender Kühlmitteltemperatur vergrößert. Der Öffnungsgrad des Ventils zum Steuern des durch den Motorblockanschluss fließenden Kühlmittelstroms sowie des Bypassventils lässt sich dadurch in Form eines geschlossenen Regelkreises regeln. Der Thermostat kann ein Thermostatgehäuse mit einem Innenraum und einem in den Innenraum ragenden Stößel enthalten, wobei der Innenraum mit einer Mischung aus wenigstens zwei Substanzen gefüllt ist, welche sich bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedlich stark ausdehnen, beispielsweise zwei unterschiedliche Wachse. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die gemeinsame Betätigungseinrichtung von der Motorsteuerung ansteuerbar ist, beispielsweise indem der Thermostat elektrisch beheizbar ist. Das Bypassventil und das Ventil zum Steuern des durch den Motorblockanschluss fließenden Kühlmittelstroms können eine gemeinsame Ventilkammer aufweisen. Die gemeinsame Betätigungseinrichtung, insbesondere das Thermostatgehäuse, kann in die gemeinsame Ventilkammer hineinragen. In a further embodiment, the bypass valve and the valve for controlling the coolant flow flowing through the engine block connection can each have a closing body and have a rest position in which each of the closing bodies closes the respective line. The common actuator may be coupled to the two closure members such that when the common actuator is actuated from the rest position, the valve first opens to control the flow of coolant passing through the engine block port while the bypass valve remains closed, and that when the common actuator continues to be actuated, the bypass valve also opens. The common actuating device can form a mechanical positive control of the two closing bodies. The common actuator can be controlled based on the temperature of the coolant or the pressure present in the cooling circuit, in particular regulated. The common actuator may include a thermostat which detects the temperature of the coolant flowing in the valve device and increases the actuation travel of the common actuator with increasing coolant temperature. The opening degree of the valve for controlling the coolant flow flowing through the engine block port and the bypass valve can thereby be regulated in the form of a closed loop. The thermostat may include a thermostat housing having an interior and a plunger projecting into the interior, the interior being filled with a mixture of at least two substances which expand at different temperatures to different extents, for example two different waxes. Alternatively or additionally, it may be provided that the common actuating device can be controlled by the motor control, for example by the thermostat being electrically heatable. The bypass valve and the valve for controlling the flow of coolant flowing through the engine block port may have a common valve chamber. The common actuating device, in particular the thermostat housing, can protrude into the common valve chamber.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Figuren. Es zeigen:Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description of an embodiment in conjunction with the figures. Show it:
In
Die Ventilvorrichtung
Der vom Motorblock
Anhand der
Das Bypassventil
In nicht dargestellter Ausgestaltung kann in dem Innenraum des Thermostatgehäuses
Zur Verdeutlichung der Funktionsweise der Ventilvorrichtung
Sollte sich die Temperatur des Kühlmittels weiter erhöhen und die zweite Grenztemperatur von z. B. 100°C übersteigen, wird die Betätigungseinrichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- KühlkreislaufCooling circuit
- 22
- BrennkraftmaschineInternal combustion engine
- 33
- Motorblockblock
- 44
- Zylinderkopfcylinder head
- 55
- Kühlercooler
- 77
- Ventilvorrichtungvalve device
- 88th
- KühlmittelleitungCoolant line
- 1010
- HauptleitungsabschnittMain section
- 1111
- HauptleitungsabschnittMain section
- 1212
- DrehschieberventilRotary valve
- 1414
- Bypassventilbypass valve
- 1616
- Leitungsabschnittline section
- 1717
- BypassleitungsabschnittBypass line section
- 1818
- BypassleitungsabschnittBypass line section
- 2020
- Verbindungsstellejunction
- 2121
- Verbindungsstellejunction
- 2222
- Leitungsabschnittline section
- 2323
- Leitungsabschnittline section
- 2424
- VentilValve
- 2626
- Verbindungsstellejunction
- 3131
- KühlmittelleitungCoolant line
- 3232
- MotorblockanschlussEngine block connection
- 4141
- KühlmittelleitungCoolant line
- 4242
- ZylinderkopfanschlussCylinder head port
- 5151
- KühlmittelleitungCoolant line
- 5252
- Kühleranschlusscooler connection
- 6060
- DrehschieberkammerRotary valve chamber
- 6262
- Drehschieberrotary vane
- 6464
- Antriebseinrichtungdriving means
- 6666
- Wandungwall
- 6767
- DurchgangsöffnungThrough opening
- 6868
- Dichtungpoetry
- 7070
- Spaltgap
- 7272
- Gehäusecasing
- 7373
- Flanschflange
- 7474
- Flächearea
- 7575
- Dichtungpoetry
- 7676
- Ventilkammervalve chamber
- 8080
- Schließkörperclosing body
- 8181
- Schließkörperclosing body
- 8282
- Ventilsitzvalve seat
- 8383
- Ventilsitzvalve seat
- 8484
- Federfeather
- 8585
- Federfeather
- 9090
- Betätigungseinrichtungactuator
- 9191
- Thermostatgehäusethermostat housing
- 9292
- Stößeltappet
- 110110
- Kanalchannel
- 111111
- Kanalchannel
- 116116
- Kanalchannel
- 118118
- Kanalchannel
- 122122
- Kanalchannel
Claims (14)
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DE102016100579.7A DE102016100579B3 (en) | 2016-01-14 | 2016-01-14 | Method for controlling a coolant flow of an internal combustion engine and valve device therefor |
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Family Applications (1)
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: THERMAL MANAGEMENT SOLUTIONS DE OBERBOIHINGEN , DE Free format text: FORMER OWNER: ARLINGTON GERMANY GMBH, 72644 OBERBOIHINGEN, DE |