DE102016115631A1

DE102016115631A1 - Verbrennungsmotorsystem mit kühlmittelsteuerventil

Info

Publication number: DE102016115631A1
Application number: DE102016115631.0A
Authority: DE
Inventors: Yonggyu LEE; Hyo Jo Lee; Hogyoun KANG; Sungmoon CHO; Seok Jun Yoon; Hyunwook Ryu; Jin Do LEE
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2015-08-25
Filing date: 2016-08-23
Publication date: 2017-03-02
Anticipated expiration: 2036-08-24
Also published as: CN106481433B; US20170058753A1; KR20170024380A; CN106481433A; KR101713742B1; US10294852B2; DE102016115631B4

Abstract

Verbrennungsmotorsystem mit einem Zylinderblock 105 und einem Zylinderkopf 100. Eine Kühlmittelsteuerventileinheit 110 ist mit dem Zylinderkopf 100 im Eingriff, um ein Kühlmittel zu erhalten, welches von dem Zylinderblock 105 ausgelassen wird, und um ein Kühlmittel zu erhalten, welches von dem Zylinderkopf 100 ausgelassen wird. Die Kühlmittelsteuerventileinheit 110 steuert ein Kühlmittel, um zu einer Heizvorrichtung 120, einem Radiator 135 und einem Ölkühler 130 zugeführt zu werden, und steuert das von dem Zylinderblock 105 ausgelassene Kühlmittel. Die Kühlmittelsteuerventileinheit 110 erhält das Kühlmittel von dem Zylinderkopf 100, führt das Kühlmittel zu dem Ölkühler 130 zu und steuert das Kühlmittel, welches zu der Heizvorrichtung 120 zugeführt wird und das Kühlmittel, welches von dem Zylinderblock 105 aus ausgelassen wird.

Description

Querverweis zu bezogener Anmeldung
Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nummer 10-2015-0119559 , die am 25.08.2015 beim Koreanischen Patentamt eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt via Bezugnahme hierin mit aufgenommen ist.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbrennungsmotorsystem mit einer Kühlmittelsteuerventileinheit, welches eine Kühleffizienz verbessert und Kraftstoffverbrauch reduziert durch Steuern eines Kühlmittels, welches zu einem Kühler (Radiator), einer Heizvorrichtung, einem Ölkühler und dergleichen (hin) verteilt wird.
Hintergrund
Ein Verbrennungsmotor erzeugt Drehmoment durch Verbrennen von Kraftstoff, und die verbleibende Energie aus der Verbrennung des Kraftstoffs wird als Wärmeenergie ausgegeben. Insbesondere absorbiert ein Kühlmittel Wärmeenergie, während es durch den Verbrennungsmotor, eine Heizvorrichtung und einen Kühler (Radiator) zirkuliert, und gibt die absorbierte Wärmeenergie zu einer Außenseite ab.
Wenn eine Kühlmitteltemperatur des Verbrennungsmotors niedrig ist, ist die Viskosität des Öls erhöht. Daher ist eine Reibkraft erhöht, ist der Kraftstoffverbrauch erhöht und eine Temperatur eines Abgases steigt langsam an, sodass Zeit für die Aktivierung eines Katalysators verlängert ist, und demgemäß kann die Qualität des Abgases verschlechtert sein. Ferner verlängert sich die Zeit für eine Normalisierung des Betriebs der Heizvorrichtung, sodass ein Fahrzeuginsasse oder ein Fahrer ein Kältegefühl erfahren können.
Wenn die Kühlmitteltemperatur des Verbrennungsmotors exzessiv hoch ist, tritt Klopfen auf, und die Zündungszeitsteuerung muss angepasst werden, um das Auftreten von Klopfen zu unterdrücken, wodurch eine Betriebsverschlechterung auftritt. Zusätzlich, wenn eine Temperatur von Schmierstoff exzessiv hoch ist, kann die Schmierungsleistung verschlechtert sein.
Daher wird (genau) ein integriertes Steuerungssteuerventil, welches diverse Kühlelemente steuert, verwendet, um eine Temperatur des Kühlmittels an einem bestimmten Abschnitt des Verbrennungsmotors hoch aufrechtzuerhalten und um eine Temperatur des Kühlmittels an anderen Abschnitten niedrig aufrechtzuerhalten.
Eine (Motor-)Blockkühlmitteleinströmung-Stopptechnik zum Stoppen eines Kühlmittelflusses durch einen Zylinderblock ist angewendet worden, und eine Untersuchung zum präzisen Steuern eines Kühlmittels, welche zu dem Ölkühler zugeführt wird, ist durchgeführt worden.
Die obigen Informationen, die in diesem Hintergrundabschnitt offenbart sind, dienen nur der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und stellen daher nicht den dem Fachmann bekannten Stand der Technik dar.
Erläuterung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist in einer Anstrengung gemacht worden, um ein Verbrennungsmotorsystem mit einer Kühlmittelsteuerventileinheit zu schaffen, welches Vorteile hat, in der Lage zu sein, eine Kühleffizienz eines allgemeinen Kühlmittels zu verbessern und präzise eine Öltemperatur einzustellen durch Stoppen eines Kühlmittelflusses durch einen Zylinderblock, und durch präzises Steuern eines an einen Ölkühler zugeführten Kühlmittels.
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein Verbrennungsmotorsystem einen Zylinderblock und einen Zylinderkopf auf. Eine Kühlmittelsteuerventileinheit ist mit dem Zylinderkopf im Eingriff, um ein Kühlmittel zu erhalten, welches von dem Zylinderblock ausgelassen wird, und um ein Kühlmittel zu erhalten, welches von dem Zylinderkopf ausgelassen wird. Die Kühlmittelsteuerventileinheit steuert ein Kühlmittel, welches zu einer Heizvorrichtung, einem Kühler (Radiator) und einem Ölkühler zugeführt wird, und steuert das Kühlmittel, welches von dem Zylinderblock ausgelassen wird. Die Kühlmittelsteuerventileinheit erhält das Kühlmittel von dem Zylinderkopf, führt das Kühlmittel zu dem Ölkühler zu und steuert das Kühlmittel, das zu der Heizvorrichtung zugeführt/verteilt wird, und das Kühlmittel, welches von dem Zylinderkopf ausgelassen wird.
Die Kühlmittelsteuerventileinheit kann aufweisen: ein Ventilgehäuse mit einem Kopfkühlmitteleinströmpfad, der ausgebildet ist, um darin ausgebildet eine Kühlmittelkammer aufzuweisen und um das Kühlmittel von dem Zylinderkopf zu erhalten, einem Blockkühlmitteleinströmpfad, der separat in einem vorbestimmten Abstand von dem Kopfkühlmitteleinströmpfad ausgebildet ist, um das Kühlmittel von dem Zylinderblock zu erhalten, einen Ölkühlerzuführpfad, der an einer gegenüberliegenden Seite des Blockkühlmitteleinströmpfads ausgebildet ist, um dem Blockkühlmitteleinströmpfad zugewandt zu sein, um das Kühlmittel zu dem Ölkühler zuzuführen, und einem Heizvorrichtungszuführpfad und einem Kühlerzuführpfad (Radiatorzuführpfad), welche in einem vorbestimmten Abstand an einer gegenüberliegenden Seite zu dem Kopfkühlmittel(einström)pfad ausgebildet sind, um jeweilig Kühlmittel (bzw. jeweiliges Kühlmittel) zu der Heizvorrichtung und zu dem Kühler (Radiator) zuzuführen. Ein Blockkühlmittelventil, ein Heizvorrichtungskühlmittelventil und ein Kühlerkühlmittelventil (Radiatorkühlmittelventil) sind angeordnet, um den Blockkühlmitteleinströmpfad, den Heizvorrichtungszuführpfad und den Kühlerzuführpfad (Radiatorzuführpfad) jeweilig zu öffnen oder zu schließen. Der Ölkühler kann das Kühlmittel, welches von der Kühlmittelkammer zugeführt wird, erhalten. Das Kühlmittel, welches zu der Kühlmittelkammer strömt durch den Kopfkühlmitteleinströmpfad wird durch den Ölkühlerzuführpfad zu dem Ölkühler zugeführt. Wenn das Blockkühlmittelventil geöffnet wird, kann ein Kühlmittel, welches durch den Blockkühlmitteleinströmpfad zugeführt wird, zu dem Ölkühler zugeführt werden.
Das Verbrennungsmotorsystem kann ferner aufweisen ein Elastikelement (elastisches Element), welches dazu eingerichtet ist, das Blockkühlmittelventil, das Heizvorrichtungskühlmittelventil und/oder das Kühlerkühlmittelventil (derart) elastisch abzustützen, um diese Ventile zu schließen (bzw. in den Schließzustand hin vorzuspannen).
Das Verbrennungsmotorsystem kann ferner aufweisen ein Ansteuermittel (z.B. Antriebsmittel), welches eingerichtet ist, um die Öffnungsraten des Blockkühlmittelventils, des Heizvorrichtungskühlmittelventils und/oder des Kühlerkühlmittelventils zu steuern in Abhängigkeit von einer Betriebsbedingung und einer Temperatur des Kühlmittels.
Der Blockkühlmitteleinströmpfad und der Ölkühlerzuführpfad können einander zugewandt angeordnet sein, und ein Kühlmittel, welches durch den Kopfkühlmitteleinströmpfad strömt, wird zu dem Ölkühlerzuführpfad überführt.
Ein Anteil von einem Kühlmittel, welches zu der Kühlmittelkammer durch den Blockkühlmitteleinströmpfad hindurch strömt, kann zu dem Ölkühler überführt werden, und der Rest des (dieses) Kühlmittels kann zu dem Heizvorrichtungszuführpfad und dem Kühlerzuführpfad transferiert/überführt werden, indem es in eine entgegengesetzte Richtung strömen kann (z.B. geleitet wird) bezüglich einer Richtung von dem Blockkühlmitteleinströmpfad zu dem Ölkühlerzuführpfad.
Ein Niedrigdruckabgasrückführungs(EGR)-Kühler kann in Serie/in Reihe in einer Leitung des Kühlmittels angeordnet sein, welches zu der Heizvorrichtung zugeführt wird, um ein Niedrigdruckabgas zu kühlen.
Ein Hochtemperatur(EGR)-Ventil kann parallel in einer Leitung des zu dem Ölkühler zugeführten Kühlmittels angeordnet sein, um ein Hochdruckabgas (z.B. Hochtemperaturabgas) zu kühlen.
Das Verbrennungsmotorsystem kann ferner aufweisen, eine Ölleitung, welche Öl von einer ersten Seite des Zylinderblocks zu dem Ölkühler zuführt und das Öl von dem Ölkühler zu einer zweiten Seite des Zylinderblocks zirkuliert, und ein Ventil, welches angeordnet ist, um das Öl an einer (der einen) Seite der Ölleitung zu steuern.
Die Ansteuervorrichtung (z.B. Antriebsvorrichtung) kann aufweisen: ein Drehelement, welches eingerichtet ist, um einen Mitnehmer (z.B. einen Nocken) aufzuweisen, welcher auf einer Fläche davon ausgebildet ist, um das Blockkühlmittelventil, das Heizvorrichtungskühlmittelventil und/oder das Kühlerkühlmittelventil zu drücken in Abhängigkeit von seiner Drehposition, und einen Elektromotor, welcher angeordnet ist, um das Drehelement zu drehen.
Ein Betrag/eine Menge eines Kühlmittels, welches durch den Blockkühlmitteleinströmpfad hindurch strömt, kann größer sein als jener eines Kühlmittels, welches durch den Ölkühlmittelzuführpfad ausgelassen wird.
Gemäß einer anderen exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Kühlmittelsteuerventileinheit aufweisen ein Ventilgehäuse mit einem ersten Kühlmitteleinströmpfad, der ausgebildet ist, um aufzuweisen eine Kühlmittelkammer, die darin ausgebildet ist, und um ein Kühlmittel zu erhalten, einem zweiten Kühlmitteleinströmpfad, der in einem vorbestimmten Abstand von dem ersten Kühlmitteleinströmpfad separat ausgebildet ist, um ein Kühlmittel zu erhalten, einem ersten (Kühlmittel)Zuführpfad und einem zweiten (Kühlmittel)Zuführpfad, die separat ausgebildet sind in einem vorbestimmten Abstand an einer gegenüberliegenden Seite zu dem ersten Kühlmittel(einström)pfad, um jeweilig die(das) Kühlmittel zu einem ersten Kühler und einem zweiten Kühler zuzuführen, und einem dritten Kühlmittelzuführpfad, der auf einer gegenüberliegenden Seite zu dem zweiten Kühlmitteleinströmpfad ausgebildet ist, um dem zweiten Kühlmitteleinströmpfad zugewandt zu sein, um das Kühlmittel zuzuführen, und ein erstes Kühlmittelventil, ein zweites Kühlmittelventil und ein drittes Kühlmittelventil, die angeordnet sind, um jeweils zugeordnet den ersten Kühlmitteleinströmpfad, den zweiten Zuführpfad und den dritten Zuführpfad zu öffnen oder (bzw. und) zu schließen. Wenn das dritte Kühlmittelventil geschlossen ist, wird ein Kühlmittel, welches zu der Kühlmittelkammer durch den ersten Kühlmitteleinströmpfad hindurch strömt, durch den dritten Kühlmittelzuführpfad hindurch zugeführt. Wenn das dritte Kühlmittelventil geöffnet ist, erhält der dritte Kühlmittelzuführpfad ein Kühlmittel, welches von dem zweiten Kühlmitteleinströmpfad zugeführt wird.
Die Kühlmittelsteuerventileinheit kann ferner aufweisen ein Elastikelement, welches eingerichtet ist, um das erste, das zweite und das dritte Ventil elastisch zu stützen.
Gemäß den exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Kühlmittelfluss durch den Zylinderblock zu stoppen und das Kühlmittel zu dem Ölkühler zu zirkulieren, und es ist möglich, eine Aufwärmleistung in einem Niedrigtemperaturzustand/bei einer Niedrigtemperaturbedingung des Kühlmittels zu verbessern und eine Funktion des Ölkühlers in einem Hochtemperaturzustand des Kühlmittels zu verbessern durch Zirkulieren des Kühlmittels, welches durch den Zylinderblock zu dem Ölkühler strömt.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 ist eine schematische Darstellung, welche einen Kühlmittelfluss in einem Verbrennungsmotorsystem zeigt, welches eine herkömmliche Kühlmittelsteuerventileinheit hat.
2 ist eine schematische Querschnittansicht, welche eine herkömmliche Kühlmittelsteuerventileinheit in Teilen zeigt.
3 ist eine schematische Darstellung, welche einen allgemeinen Kühlmittelfluss in einem Verbrennungsmotorsystem zeigt, welches eine Kühlmittelsteuerventileinheit gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat.
4 zeigt eine schematische Querschnittansicht, welche eine Kühlmittelsteuerventileinheit gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 zeigt eine schematische Querschnittansicht, welche einen Zustand zeigt, in welchem ein Heizvorrichtungskühlmittelventil geöffnet ist in einer Kühlmittelsteuerventileinheit gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine schematische Querschnittansicht, welche einen Zustand zeigt, in welchem ein Heizvorrichtungskühlmittelventil und ein Kühlerkühlmittelventil (Radiatorkühlmittelventil) geöffnet sind in einer Kühlmittelsteuerventileinheit gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine schematische Querschnittansicht, welche einen Zustand zeigt, in welchem ein Heizvorrichtungskühlmittelventil, ein Kühlerkühlmittelventil und ein Blockkühlmittelventil geöffnet sind in einer Kühlmittelsteuerventileinheit gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine schematische Querschnittansicht, welche einen Zustand zeigt, in welchem ein Kühlerkühlmittelventil und ein Blockkühlmittelventil geöffnet sind gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung.
Detailbeschreibung von Ausführungsformen
Eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend im Detail erläutert mit Bezug auf die begleitende Zeichnung.
1 ist eine schematische Darstellung, welche einen allgemeinen Kühlmittelfluss in einem Verbrennungsmotorsystem mit einer herkömmlichen Kühlmittelsteuerventileinheit darstellt.
Mit Bezug auf 1 weist ein Verbrennungsmotorsystem auf einen Zylinderkopf 100, einen Zylinderblock 105, eine Kühlmittelpumpe 140, ein Hochdruckabgasrückführungs(EGR)-Ventil 125, ein Bypassventil 150, ein Thermostat 155, einen Ölkühler 130, einen Kühler (Radiator) 135, eine Kühlmittelsteuerventileinheit 110, einen Temperatursensor 145, einen Niedrigdruck-EGR-Kühler 115 und eine Heizvorrichtung 120.
Der Zylinderkopf 100 ist an/auf dem Zylinderblock 105 angeordnet. Eine Verbrennungskammer/Brennkammer, in welcher ein Kolben angeordnet ist, ist in dem Zylinderblock 105 ausgebildet, und eine Auslassöffnung und eine Einlassöffnung, welche mit der Verbrennungskammer kommunizieren, sind im Zylinderkopf 100 ausgebildet.
Die Kühlmittelsteuerventileinheit 110 verteilt ein Kühlmittel, welches von dem Zylinderkopf 100 und dem Zylinderblock 105 transferiert/überführt wird, an den Niedrigdruck-EGR-Kühler 115, die Heizvorrichtung 120 und den Kühler (Radiator) 135.
Das Kühlmittel wird an/auf einer Seite des Zylinderblocks 105 abgezweigt und verteilt zu dem Hochdruck-EGR-Ventil 125 und dem Ölkühler 130. Ein Thermostat 155 steuert das Kühlmittel, das zu dem Ölkühler 130 (hin) verteilt wird. Zusätzlich wird Öl von dem Zylinderblock 105 zu dem Ölkühler 130 zirkuliert, und das Bypassventil 150 steuert den Fluss des (dieses) Öls.
Mit Bezug auf 1 ist es schwierig, das zu dem Ölkühler 130 zugeführte Kühlmittel präzise zu steuern, ist es auch schwierig, das Kühlmittel des (bzw. dessen Fluss im) Zylinderblocks 105 zu stoppen, und eine Effizienz des Ölkühlers 130 kann verschlechtert sein.
2 ist eine schematische Querschnittansicht, welche teilweise eine herkömmliche Kühlmittelsteuerventileinheit illustriert.
Mit Bezug auf 2 weist die Kühlmittelsteuerventileinheit 110 auf ein Drehelement 270, ein Heizvorrichtungskühlmittelventil 205, ein Kühlerkühlmittelventil (Radiatorkühlmittelventil) 210, ein Blockkühlmittelventil 215, ein Ventilgehäuse 200, einen Blockkühlmitteleinströmpfad 235, einen Temperatursensor 145, eine Kühlmittelkammer 280, einen Kopfkühlmitteleinströmpfad 230, Elastikelemente (bzw. Federelemente) 290, einen Heizvorrichtungszuführpfad 240 und einen Kühlerzuführpfad (Radiatorzuführpfad) 245.
Der Kopfkühlmitteleinströmpfad 230 ist auf/an einer ersten unteren Seite des Ventilgehäuses 200 ausgebildet, um ein Kühlmittel von dem Zylinderkopf 100 zu erhalten, und der Blockkühlmitteleinströmpfad 235 ist an/auf einer zweiten unteren Seite des Ventilgehäuses 200 ausgebildet, um ein Kühlmittel von dem Zylinderblock 105 zu erhalten. Ein Blockkühlmittelventil 215 ist in dem Blockkühlmitteleinströmpfad 235 angeordnet, um das Einströmen des Kühlmittels zu steuern.
Der Heizvorrichtungszuführpfad 240 und der Kühlerzuführpfad 245 sind jeweils zugeordnet ausgebildet auf einer linken und einer rechten Seite, um dem Kopfkühlmitteleinströmpfad 230 zugewandt zu sein, das Heizvorrichtungskühlmittelventil 205 ist im Heizvorrichtungszuführpfad 240 angeordnet, und das Kühlerkühlmittelventil 210 ist im Kühlerzuführpfad 245 angeordnet.
Die Elastikelemente 290 stützen das Heizvorrichtungskühlmittelventil 205, das Kühlerkühlmittelventil 210 und das Blockkühlmittelventil 215 elastisch ab, um die Ventile 205, 210 und 215 zu schließen (bzw. in ihre Schließrichtung vorzuspannen), und ein Drehelement 270 ist angeordnet, um die Ventile 205, 210 und 215 (gegen die elastische Abstützung) anzuheben.
Das Drehelement 270 kann von einem (Elektro-)Motor betrieben sein. Zusätzlich ist ein Temperatursensor 145 angeordnet, um die Temperatur eines Kühlmittels zu erfassen, welches in die Kühlmittelkammer 280 gefüllt ist.
Ein Kühlmittel, welches durch den Kopfkühlmitteleinströmpfad 230 und den Blockkühlmitteleinströmpfad 235 strömt, wird in die Kühlmittelkammer 280 eingefüllt und wird zu der Heizvorrichtung 120 und dem Kühler (Radiator) 135 verteilt gemäß einer Ventilposition. Das zu der Heizvorrichtung 120 zugeführte Kühlmittel wird auch zu dem Niedrigdruck-EGR-Kühler 115 zirkuliert.
3 ist eine schematische Darstellung, welche einen allgemeinen Kühlmittelfluss in einem Verbrennungsmotorsystem mit einer Kühlmittelsteuerventileinheit gemäß einer ersten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Mit Bezug auf 3 weist das Verbrennungsmotorsystem auf einen Zylinderkopf 100, einen Zylinderblock 105, einen Temperatursensor 145, eine Kühlmittelsteuerventileinheit 110, einen Niedrigdruck-EGR-Kühler 115, eine Heizvorrichtung 120, einen Kühler 135, einen Ölkühler 130, ein Hochdruck-EGR-Ventil 125, eine Kühlmittelpumpe 140 und ein Bypassventil 150.
Die Strukturen und Funktionen der Bauelemente, welche sich auf die bezogene Technik beziehen, und Abschnitte, welche sich auf die vorliegende Erfindung beziehen, werden (nachfolgend) selektiv beschrieben.
Ein Kühlmittel, welches von der Kühlmittelpumpe 140 gepumpt wird, wird zu dem Zylinderblock 105 und dem Zylinderkopf 100 verteilt durch eine Seite des Zylinderblocks 105 (hindurch), und das Kühlmittel, welches zu dem Zylinderblock 105 verteilt wird, und das Kühlmittel, welches zu dem Zylinderkopf 100 verteilt wird, werden zu der Kühlmittelsteuerventileinheit 110 transferiert/überführt.
Die Kühlmittelsteuerventileinheit 110 verteilt das Kühlmittel zu dem Niedrigdruck-EGR-Kühler 115, dem Ölkühler 130 und dem Kühler (Radiator) 135, und steuert das Kühlmittel. Das Kühlmittel wird zu dem Hochdruck-EGR-Ventil 125 sowie zu dem Ölkühler 130 zugeführt, und das Kühlmittel, welches zu dem Niedrigdruck-EGR-Kühler 115 zugeführt wird/wurde, wird erneut zu der Heizvorrichtung 120 zugeführt.
Ein Ölzirkulationspfad ist zwischen dem Zylinderblock 105 und dem Ölkühler 130 ausgebildet, und ein Bypassventil 150 ist in einem Zuführpfad angeordnet, durch welchen Öl von dem Zylinderblock 105 zu dem Ölkühler 130 zugeführt wird.
Bei der vorliegenden Erfindung wird das Kühlmittel zu jeder Zeit/stets im Zylinderkopf 100, der Kühlmittelsteuerventileinheit 110 und dem Ölkühler 130 zirkuliert, und der Fluss des Kühlmittels, welches zu dem Zylinderblock 105 (hin) verteilt wird, kann gestoppt werden.
Wenn das Kühlmittel, welches zu dem Zylinderblock 105 zugeführt/verteilt wird, zu der Kühlmittelsteuerventileinheit 110 zugeführt wird, kann ein Anteil/ein Teil des Kühlmittels, welches zu dem Zylinderblock 105 verteilt wird, dazu bestimmt sein/werden, um zu dem Ölkühler 130 zugeführt zu werden.
4 ist eine schematische Querschnittansicht, welche eine Kühlmittelsteuerventileinheit gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Mit Bezug auf 4 weist die Kühlmittelsteuerventileinheit 110 auf ein Drehelement 270, ein Heizvorrichtungskühlmittelventil 205, ein Kühlerkühlmittelventil 210, ein Blockkühlmittelventil 215, ein Ventilgehäuse 200, einen Blockkühlmitteleinströmpfad 235, einen Temperatursensor 145, eine Kühlmittelkammer 280, einen Kopfkühlmitteleinströmpfad 230, ein Elastikelement 250, einen Heizvorrichtungszuführpfad 240, einen Kühlerzuführpfad (Radiatorzuführpfad) 245 und einen Ölkühlerzuführpfad 400.
Der Kopfkühlmitteleinströmpfad 230, durch welchen ein Kühlmittel von dem Zylinderkopf 100 aus zugeführt wird, ist auf/an einer ersten unteren Seite des Ventilgehäuses 200 ausgebildet, und der Blockkühlmitteleinströmpfad 230, durch welchen ein Kühlmittel von dem Zylinderblock 105 aus zugeführt wird, ist an/auf einer zweiten unteren Seite des Ventilgehäuses 200 ausgebildet. Das Blockkühlmittelventil 215 ist im Blockkühlmitteleinströmpfad 235 angeordnet, um das Einströmen/die Einströmung des Kühlmittels zu steuern.
Der Heizvorrichtungszuführpfad 240 und der Kühlerzuführpfad 245 sind jeweils zugeordnet auf einer linken und einer rechten Seite ausgebildet, um dem Kopfkühlmitteleinströmpfad 230 zugewandt zu sein, und das Heizvorrichtungskühlmittelventil 205 ist im Heizvorrichtungszuführpfad 240 angeordnet, und das Kühlerkühlmittelventil 210 ist im Kühlerzuführpfad 245 angeordnet.
Der Ölkühlerzuführpfad 400 ist an/auf einer Seite angeordnet, um dem Blockkühlmitteleinströmpfad 235 zugewandt zu sein, und der Ölkühlerzuführpfad 400 ist immer offen/geöffnet, ohne dass dort drin ein Öffnen-und-Schließen-Ventil angeordnet ist/wäre. Ferner ist der Kopfkühlmitteleinströmpfad 230 immer/stets geöffnet/offen, ohne dass darin ein Öffnen-und-Schließen-Ventil angeordnet ist/wäre.
Die Elastikelemente 290 stützen das Heizvorrichtungskühlmittelventil 205, das Kühlerkühlmittelventil 210 und das Blockkühlmittelventil 215, um die Ventile 205, 210 und 215 zu schließen, und ein Drehelement 270 hebt die Ventile 205, 210 und 215 (entgegen der elastischen Abstützung) an.
Das Drehelement 270 kann von einem (Elektro-)Motor angetrieben/betrieben sein. Ferner ist ein Temperatursensor 145 angeordnet, um die Temperatur eines Kühlmittels zu erfassen, welches in die Kühlmittelkammer 280 eingefüllt ist.
Ein Kühlmittel, welches durch den Kopfkühlmitteleinströmpfad 230 und den Blockkühlmitteleinströmpfad 235 strömt, ist in die Kühlmittelkammer 280 eingefüllt und wird zu der Heizvorrichtung 120 und dem Kühler 135 (hin) verteilt gemäß einer Ventilposition/Ventilstellung. Das Kühlmittel, welches zu der Heizvorrichtung 120 zugeführt wird, wird auch zu dem Niedrigdruck-EGR-Kühler 115 zirkuliert, und das Kühlmittel wird zu jeder Zeit/stets zu dem Ölkühler 130 zugeführt.
Bei der vorliegenden Erfindung wird das Kühlmittel, welches durch den Kopfkühlmitteleinströmpfad 230 hindurch strömt, in einem Zustand, in welchem der Blockkühlmitteleinströmpfad 235, der Heizvorrichtungszuführpfad 240 und der Kühlerzuführpfad 245 geschlossen sind, zu dem Ölkühler 130 (hin) zirkuliert.
Demgemäß kann der Zylinderblock 105 schnell aufgewärmt werden bei einer Niedrigtemperatur des Kühlmittels, und das Öl kann schnell erwärmt werden durch den Ölkühler 130.
5 ist eine schematische Querschnittansicht, welche einen Zustand zeigt, in welchem ein Heizvorrichtungskühlmittelventil geöffnet ist in einer Kühlmittelsteuerventileinheit gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug auf 5 dreht/rotiert das Drehelement 270 im Zustand von 4, sodass ein Mitnehmer 500 sich nach unten bewegt, um das Heizvorrichtungskühlmittelventil 205 zu drücken, wodurch der Heizvorrichtungszuführpfad 240 geöffnet wird.
Demgemäß wird das Kühlmittel, welches zu der Kühlmittelkammer 280 durch den Kopfkühlmitteleinströmpfad 230 hindurch zugeführt wird, zu dem Heizvorrichtungszuführpfad 240 und dem Ölkühlerzuführpfad 400 verteilt.
6 ist eine schematische Querschnittansicht, welche einen Zustand zeigt, in welchem ein Heizvorrichtungskühlmittelventil und ein Kühlerkühlmittelventil geöffnet sind in einer Kühlmittelsteuerventileinheit gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug auf 6 wird das Drehelement 270 im Zustand von 4 gedreht, sodass ein Mitnehmer (z.B. ein Nocken) 500 nach unten bewegt wird, um das Heizvorrichtungskühlmittelventil 205 und das Kühlerkühlmittelventil 210 zu drücken, wodurch der Heizvorrichtungszuführpfad 240 und der Kühlerzuführpfad 245 jeweilig geöffnet werden.
Demgemäß wird das Kühlmittel, welches zu der Kühlmittelkammer 280 durch den Kopfkühlmitteleinströmpfad 230 zugeführt wird, zu dem Heizvorrichtungszuführpfad 240, dem Kühlerzuführpfad 245 und dem Ölkühlerzuführpfad 400 verteilt.
7 ist eine schematische Querschnittansicht, welche einen Zustand zeigt, in welchem ein Heizvorrichtungskühlmittelventil, ein Kühlerkühlmittelventil und ein Blockkühlmittelventil geöffnet sind in einer Kühlmittelsteuerventileinheit gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Mit Bezug auf die 7 wird das Drehelement 270 gedreht im Zustand von 4, sodass ein Mitnehmer 500 nach unten bewegt wird, um das Heizvorrichtungskühlmittelventil 205, das Kühlerkühlmittelventil 210 und das Blockkühlmittelventil 215 zu drücken, wodurch der Heizvorrichtungszuführpfad 240, der Kühlerzuführpfad 245 und der Blockkühlmitteleinströmpfad 235 jeweilig geöffnet werden.
Demgemäß wird das Kühlmittel zu der Kühlmittelkammer 280 durch den Kopfkühlmitteleinströmpfad 230 und den Blockkühlmitteleinströmpfad 235 zugeführt, und wird zu dem Heizvorrichtungszuführpfad 240, dem Kühlerzuführpfad 245 und dem Ölkühlerzuführpfad 400 verteilt.
Hierbei wird ein Teil/ein Anteil des Kühlmittels, welches durch den Blockkühlmitteleinströmpfad 235 strömt, zu dem Ölkühlerzuführpfad 400 überführt, und der andere Teil des Kühlmittels wird zu dem Heizvorrichtungszuführpfad 240 oder zu dem Kühlerzuführpfad 245 (hin) verteilt. Als ein Ergebnis ist ein Betrag/eine Menge des Kühlmittels, welches durch den Blockkühlmitteleinströmpfad 235 strömt, größer als jener/jene des Kühlmittels, welches zu dem Ölkühler 130 durch den Ölkühlerzuführpfad 400 hindurch zugeführt wird.
Demgemäß ist es möglich, einen Effekt zu erhalten, dass das Kühlmittel, welches durch den Zylinderblock 105 strömt, zu dem Ölkühler 130 zirkuliert wird, wodurch die Kühlleistung des Ölkühlers 130 verbessert wird.
8 ist eine schematische Querschnittansicht, welche einen Zustand zeigt, in welchem ein Kühlerkühlmittelventil und ein Blockkühlmittelventil gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geöffnet sind.
Mit Bezug auf 8 ist das Drehelement 270 in dem Zustand von 4 gedreht, sodass ein Mitnehmer 500 nach unten bewegt wird, um das Kühlerkühlmittelventil 210 und das Blockkühlmittelventil 215 zu drücken, wodurch der Kühlerzuführpfad 245 und der Blockkühlmitteleinströmpfad 235 jeweilig geöffnet werden.
Demgemäß wird das Kühlmittel zu der Kühlmittelkammer 280 zugeführt durch den Kopfkühlmitteleinströmpfad 230 und den Blockkühlmitteleinströmpfad 235, und wird zu dem Kühlerzuführpfad 245 und dem Ölkühlerzuführpfad 400 verteilt.
Ein Teil des Kühlmittels, welches durch den Blockkühlmitteleinströmpfad 235 strömt, wird zu dem Ölkühlerzuführpfad 400 transferiert/übertragen, und der andere Teil des Kühlmittels wird zu dem Kühlerzuführpfad 245 (hin) verteilt.
Als ein Ergebnis ist die Menge/der Betrag des Kühlmittels, welches durch den Blockkühlmitteleinströmpfad 235 strömt, größer als jene/jener des Kühlmittels, welches zu dem Ölkühler 130 durch den Ölkühlerzuführpfad 400 transferiert wird.
Demgemäß ist es möglich, einen Effekt zu erhalten, dass das Kühlmittel, welches durch den Zylinderblock 105 strömt, zu dem Ölkühler 130 zirkuliert wird, wodurch die Kühlleistung des Ölkühlers 130 verbessert wird.
Obwohl die Erfindung in Verbindung mit exemplarischen Ausführungsformen erläutert wurde, ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf diesen offenbarten Ausführungsformen eingeschränkt sein soll. Im Gegenteil ist es vorgesehen, dass die Erfindung auch diverse Modifikationen und Abwandlungen umfasst, insofern innerhalb des Umfangs der angehängten Ansprüche.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 10-2015-0119559 [0001]

Claims

Verbrennungsmotorsystem, aufweisend: einen Zylinderblock (105), einen Zylinderkopf (100) und eine Kühlmittelsteuerventileinheit (110), welche mit dem Zylinderkopf (100) im Eingriff ist, um ein von dem Zylinderblock (105) ausgelassenes Kühlmittel und ein von dem Zylinderkopf (100) ausgelassenes Kühlmittel zu erhalten, wobei die Kühlmittelsteuerventileinheit (110) das Kühlmittel steuert, um zu einer Heizvorrichtung (120), einem Kühler (135) und einem Ölkühler (130) zugeführt zu werden, und das von dem Zylinderblock (105) ausgelassene Kühlmittel steuert, wobei die Kühlmittelsteuerventileinheit (10) Kühlmittel von dem Zylinderkopf (100) erhält, das Kühlmittel zu dem Ölkühler (130) zuführt, und das zu der Heizvorrichtung (120) verteilte Kühlmittel und das von dem Zylinderblock (105) ausgelassene Kühlmittel steuert.
Verbrennungsmotorsystem gemäß Anspruch 1, wobei die Kühlmittelsteuerventileinheit (110) aufweist: ein Ventilgehäuse (200) mit einem Kopfkühlmitteleinströmpfad (230), welcher ausgebildet ist, um eine Kühlmittelkammer (280) aufzuweisen, die darin ausgebildet ist, und um ein Kühlmittel von dem Zylinderkopf (100) zu erhalten, einem Blockkühlmitteleinströmpfad (235), welcher in einem vorbestimmten Abstand separat von dem Kopfkühlmitteleinströmpfad (230) ausgebildet ist, um das Kühlmittel von dem Zylinderblock (105) zu erhalten, einem Ölkühlerzuführpfad (400), welcher auf einer gegenüberliegenden Seite des Blockkühlmitteleinströmpfads (235) ausgebildet ist, um dem Blockkühlmitteleinströmpfad (235) zugewandt zu sein und um das Kühlmittel zu dem Ölkühler (130) zuzuführen, und einem Heizvorrichtungszuführpfad (240) und einem Kühlerzuführpfad (245), welche in einem vorbestimmten Abstand separat an einer gegenüberliegenden Seite des Kopfkühlmittelpfads ausgebildet sind, um jeweils zugehörig das Kühlmittel zu der Heizvorrichtung (120) und dem Kühler (135) zuzuführen, und ein Blockkühlmittelventil (215), ein Heizvorrichtungskühlmittelventil (205) und ein Kühlerkühlmittelventil (210), welche angeordnet sind, um jeweils zugeordnet den Blockkühlmitteleinströmpfad (235), den Heizvorrichtungszuführpfad (240) und den Kühlerzuführpfad (245) zu schließen und zu öffnen, wobei der Ölkühler (130) das Kühlmittel erhält, das von der Kühlmittelkammer (280) aus zugeführt wird, wobei das Kühlmittel, welches zu der Kühlmittelkammer (280) durch den Kopfkühlmitteleinströmpfad (230) hindurch strömt, zu dem Ölkühler (130) durch den Ölkühlerzuführpfad (400) zugeführt wird, und wobei, wenn das Blockkühlmittelventil (215) geöffnet ist, das Kühlmittel, welches durch den Blockkühlmitteleinströmpfad (235) zugeführt wird, zu dem Ölkühler (130) zugeführt wird.
Verbrennungsmotorsystem gemäß Anspruch 2, ferner aufweisend: ein Elastikelement (290), welches das Blockkühlmittelventil (215) abstützt, um das Blockkühlmittelventil (215) zu schließen.
Verbrennungsmotorsystem gemäß Anspruch 2 oder 3, ferner aufweisend: ein Ansteuermittel, welches eingerichtet ist, um die Öffnungsraten des Blockkühlmittelventils (215), des Heizvorrichtungskühlmittelventils (205) und des Kühlerkühlmittelventils (210) jeweilig zu steuern in Abhängigkeit von einer Betriebsbedingung und einer Kühlmitteltemperatur.
Verbrennungsmotorsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Blockkühlmitteleinströmpfad (235) und der Ölkühlerzuführpfad (400) einander zugewandt sind, und wobei ein Kühlmittel, welches durch den Kopfkühlmitteleinströmpfad (230) strömt, zu dem Ölkühlerzuführpfad (400) überführt wird.
Verbrennungsmotorsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Teil des Kühlmittels, welches zu der Kühlmittelkammer (280) durch den Blockkühlmitteleinströmpfad (235) strömt, zu dem Ölkühler (130) überführt wird, und wobei der Rest des Kühlmittels zu dem Heizvorrichtungszuführpfad (240) und dem Kühlerzuführpfad (245) überführt wird durch Strömen in einer entgegengesetzten Richtung zu einer Richtung von dem Blockkühlmitteleinströmpfad (235) zu dem Ölkühlerzuführpfad (400).
Verbrennungsmotorsystem gemäß Anspruch 6, wobei der Anteil des Kühlmittels, welcher durch den Blockkühlmitteleinströmpfad (235) strömt, größer ist als jener des Kühlmittels, welcher durch den Ölkühlerzuführpfad (400) ausgelassen wird.
Verbrennungsmotorsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche insofern auf Anspruch 2 rückbezogen, wobei, wenn das Blockkühlmittelsteuerventil (215) geschlossen ist, das Kühlmittel, welches durch den Kopfkühlmitteleinströmpfad (230) strömt, zu dem Ölkühler (130) zugeführt wird durch den Ölkühlerzuführpfad (400), und, wenn das Blockkühlmittelsteuerventil (215) geöffnet ist, das Kühlmittel, welches durch den Blockkühlmitteleinströmpfad (235) strömt, zu dem Ölkühler (130) durch den Ölkühlerzuführpfad (400) zugeführt wird.
Verbrennungsmotorsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein Niedrigdruckabgasrückführungs(EGR)-Kühler in Serie in einer Leitung des zu der Heizvorrichtung (120) zugeführten Kühlmittels angeordnet ist, um ein Niedrigdruckabgas zu kühlen.
Verbrennungsmotorsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein Hochtemperatur-EGR-Ventil (125) parallel in einer Leitung des zu dem Ölkühler (130) zugeführten Kühlmittels angeordnet ist, um ein Hochdruckabgas zu kühlen.
Verbrennungsmotorsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner aufweisend: eine Ölleitung, welche ein Öl von einer ersten Seite des Zylinderblocks (105) aus zu dem Ölkühler (130) zuführt und welche das Öl von dem Ölkühler (130) aus zu einer zweiten Seite des Zylinderblocks (105) zirkuliert, und ein Ventil, welches angeordnet ist, um das Öl auf der einen Seite der Ölleitung zu steuern.
Verbrennungsmotorsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche insofern auf Anspruch 4 rückbezogen, wobei die Ansteuervorrichtung aufweist: ein Drehelement (270) mit einem Mitnehmer (500), welcher an einer Fläche des Drehelements (270) ausgebildet ist, um das Blockkühlmittelventil (215), das Heizvorrichtungskühlmittelventil (205) oder das Kühlerkühlmittelventil (210) in Abhängigkeit von einer Drehposition davon zu drücken, und einen Motor, welcher das Drehelement (270) dreht.
Verbrennungsmotorsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner aufweisend einen Temperatursensor, welcher eingerichtet ist, um eine Innentemperatur der Kühlmittelkammer (280) zu erfassen.
Verbrennungsmotorsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche insofern in Kombination mit Anspruch 2, ferner aufweisend: ein Elastikelement (290), welches das Heizvorrichtungskühlmittelventil (205) elastisch abstützt, um das Heizvorrichtungskühlmittelventil (205) zu schließen.
Verbrennungsmotorsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche insofern in Kombination mit Anspruch 2, ferner aufweisend: ein Elastikelement (290), welches das Kühlerkühlmittelventil (210) elastisch abstützt, um das Kühlerkühlmittelventil (210) zu schließen.
Kühlmittelsteuerventileinheit (110), aufweisend: ein Ventilgehäuse mit einem ersten Kühlmitteleinströmpfad (230), welcher ausgebildet ist, um eine darin ausgebildete Kühlmittelkammer (280) aufzuweisen, und um ein Kühlmittel zu erhalten, einem zweiten Kühlmitteleinströmpfad (235), welcher in einem Abstand von dem ersten Kühlmitteleinströmpfad (230) separat ausgebildet ist, um ein Kühlmittel zu erhalten, einem ersten Zuführpfad und einem zweiten Zuführpfad, welcher separat an einer gegenüberliegenden Seite des ersten Kühlmittelpfads (230) in einem vorbestimmten Abstand ausgebildet sind, um jeweils zugehörig das Kühlmittel an einen ersten Kühler und einen zweiten Kühler zuzuführen, und einem dritten Kühlmittelzuführpfad, welcher an einer gegenüberliegenden Seite des zweiten Kühlmitteleinströmpfads (135) ausgebildet ist, um den zweiten Kühlmitteleinströmpfad (235) zugewandt zu sein und um ein Kühlmittel zuzuführen, und ein erstes Kühlmittelventil, ein zweites Kühlmittelventil und ein drittes Kühlmittelventil, welche angeordnet sind, um jeweils zugeordnet den ersten Kühlmitteleinströmpfad (230), den zweiten Zuführpfad und den dritten Zuführpfad zu öffnen und zu schließen, wobei, wenn das dritte Kühlmittelventil geschlossen ist, das Kühlmittel, welches zu der Kühlmittelkammer (280) durch den ersten Kühlmitteleinströmpfad (230) strömt, durch den dritten Kühlmittelzuführpfad zugeführt wird, und wobei, wenn das dritte Kühlmittelventil geöffnet ist, der dritte Kühlmittelzuführpfad das Kühlmittel erhält, welches von dem zweiten Kühlmitteleinströmpfad (235) zugeführt wird.
Kühlmittelsteuerventileinheit (110) gemäß Anspruch 16, ferner aufweisend, ein Elastikelement, welches elastisch das erste, das zweite und das dritte Ventil abstützt.