DE102018001829A1 - COOLING SYSTEM FOR COOLING A COMBUSTION ENGINE AND ANOTHER OBJECT - Google Patents

COOLING SYSTEM FOR COOLING A COMBUSTION ENGINE AND ANOTHER OBJECT Download PDF

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Abstract

Kühlanlage für eine Brennkraftmaschine (2) und ein weiteres Objekt (3). Die Kühlanlage umfasst eine Leitung (3a) des weiteren Objekts, die konfiguriert ist, um Kühlmittel von der Brennkraftmaschine (2) zu empfangen und es über das weitere Objekt (3) zu einem Thermostat (10) zu führen, und eine Leitung (3b) zum Umgehen des weiteren Objekts, die konfiguriert ist, um Kühlmittel von der Brennkraftmaschine (2) zu empfangen und es zu dem Thermostat (10) zu führen. Die Leitung (3b) zum Umgehen des weiteren Objekts umfasst ein Ventilelement (11), das auf eine offene Position, in der es eine Kühlmittelströmung durch die Leitung (3b) zum Umgehen des weiteren Objekts zulässt, und auf eine geschlossene Position, in der es eine Kühlmittelströmung durch die Leitung (3b) zum Umgehen des weiteren Objekts verhindert, einstellbar ist. Eine Steuereinheit (12) ist konfiguriert, um das Ventilelement (11) zu steuern und eine Kühlmittelpumpe (6) in einen niedertourigen Modus zu versetzen, wenn sich das Ventilelement (11) in einer offenen Position befindet, und in einen hochtourigen Modus zu versetzen, wenn sich das Ventilelement (11) in einer geschlossenen Position befindet.

Figure DE102018001829A1_0000
Cooling system for an internal combustion engine (2) and another object (3). The cooling system comprises a line (3a) of the further object which is configured to receive coolant from the internal combustion engine (2) and to guide it via the further object (3) to a thermostat (10), and a line (3b) bypassing the further object configured to receive coolant from the internal combustion engine (2) and guide it to the thermostat (10). The conduit (3b) for bypassing the further object comprises a valve element (11) which permits an open position in which a flow of coolant through the conduit (3b) for bypassing the further object and to a closed position in which it flows prevents coolant flow through the line (3b) for bypassing the other object is adjustable. A control unit (12) is configured to control the valve element (11) and place a coolant pump (6) in a low speed mode when the valve element (11) is in an open position and to place it in a high speed mode, when the valve element (11) is in a closed position.
Figure DE102018001829A1_0000

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIKBACKGROUND OF THE INVENTION AND PRIOR ART

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlanlage zum Kühlen einer Brennkraftmaschine und eines weiteren Objekts gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The present invention relates to a cooling system for cooling an internal combustion engine and another object according to the preamble of claim 1.

Schwere Fahrzeuge sind häufig mit einer oder mehreren ergänzenden Bremsen ausgestattet, um den Verschleiß der normalen Radbremsen des Fahrzeugs zu reduzieren. Eine derartige ergänzende Bremse kann ein hydraulischer Retarder sein. Bei einer Art eines hydraulischen Retarders wird Öl als Arbeitsmedium verwendet. Wenn das Fahrzeug anhand des Retarders gebremst wird, wird das Öl einer schnellen Erhitzung unterzogen. Das heiße Öl wird zu dem Retarder-Kühler geführt, wo es durch ein Kühlmittel, das in der Kühlanlage des Fahrzeugs umläuft, gekühlt wird. Das gekühlte Öl wird anschließend zur weiteren Verwendung an den Retarder zurückgegeben. Bei einer anderen Art von hydraulischem Retarder wird Kühlmittel statt Öl als Arbeitsmedium in einem Retarder verwendet. In diesem Fall erfährt das Kühlmittel ein direktes Erhitzen in dem Retarder.Heavy vehicles are often equipped with one or more supplemental brakes to reduce wear on the vehicle's normal wheel brakes. Such a supplemental brake may be a hydraulic retarder. One type of hydraulic retarder uses oil as the working fluid. When the vehicle is braked by the retarder, the oil is subjected to rapid heating. The hot oil is fed to the retarder cooler where it is cooled by a coolant circulating in the vehicle's refrigeration system. The cooled oil is then returned to the retarder for further use. Another type of hydraulic retarder uses coolant rather than oil as the working fluid in a retarder. In this case, the coolant undergoes direct heating in the retarder.

Bei einer herkömmlichen Kühlanlage strömt das Kühlmittel der Reihe nach durch die Brennkraftmaschine und den Retarder. Das Kühlmittel erfährt einen Druckabfall in der Kühlanlage, welcher der Summe des Druckabfalls in der Brennkraftmaschine und des Druckabfalls in dem Retarder entspricht. Dieser Druckabfall führt dazu, dass die Kühlmittelpumpe eine große Pumparbeit zum Umwälzen des Kühlmittels durch die Kühlanlage bereitstellen muss. Die große Pumparbeit der Kühlmittelpumpe erhöht den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs.In a conventional refrigeration system, the refrigerant flows in sequence through the engine and the retarder. The coolant experiences a pressure drop in the cooling system, which corresponds to the sum of the pressure drop in the internal combustion engine and the pressure drop in the retarder. This pressure drop causes the coolant pump to provide a large pumping work to circulate the coolant through the cooling system. The large pumping work of the coolant pump increases the fuel consumption of the vehicle.

Die US 4,430,966 zeigt eine Kühlanlage, die eine Brennkraftmaschine und einen elektrischen Retarder kühlt. Die Kühlanlage umfasst einen Hilfskreislaufteilabschnitt, der angepasst ist, um aus dem Retarder kommende Hitze zu beseitigen. Ein Rohrelement ist parallel zu dem Hilfskreislaufteilabschnitt angeordnet. Ein elektromagnetischer Thermostat ist angepasst, um den Hilfskreislaufteilabschnitt oder das Rohrelement in Abhängigkeit davon zuzuschalten, ob der Retarder eingeschaltet ist oder ob die Temperatur der Flüssigkeit in dem Kühler eine gewisse Schwelle überschreitet.The US 4,430,966 shows a cooling system that cools an internal combustion engine and an electric retarder. The refrigeration system includes an auxiliary circuit section adapted to remove heat from the retarder. A pipe member is arranged in parallel to the auxiliary circuit part section. An electromagnetic thermostat is adapted to switch on the auxiliary circuit section or tube depending on whether the retarder is on or whether the temperature of the liquid in the cooler exceeds a certain threshold.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kühlanlage bereitzustellen, die eine Brennkraftmaschine und ein weiteres Objekt kühlt und die eine Kühlmittelpumpe umfasst, die eine geringere Pumparbeit bereitstellt als eine Kühlpumpe in einer entsprechenden herkömmlichen Kühlanlage.The object of the present invention is to provide a cooling system which cools an internal combustion engine and another object and which comprises a coolant pump which provides a lower pumping work than a cooling pump in a corresponding conventional cooling system.

Die zuvor erwähnte Aufgabe wird durch die Kühlanlage nach Anspruch 1 erfüllt. Die Kühlanlage umfasst eine Leitung eines weiteren Objekts, die Kühlmittel von der Brennkraftmaschine zu dem weiteren Objekt führt, und eine Leitung zum Umgehen des weiteren Objekts, die Kühlmittel an dem weiteren Objekt vorbei führt. Die Leitung zum Umgehen des weiteren Objekts umfasst ein Ventilelement, mit dem es möglich ist, die Kühlmittelströmung durch die Leitung zum Umgehen des weiteren Objekts zu steuern. Das Kühlmittel erfährt einen erheblich höheren Strömungswiderstand, wenn es in der Leitung des weiteren Objekts umläuft als wenn es durch die Leitung zum Umgehen des weiteren Objekts umläuft. Somit wird eine geringere Pumparbeit benötigt, um Kühlmittel durch die Leitung zum Umgehen des weiteren Objekts als durch die Leitung des weiteren Objekts umzuwälzen. Gemäß der Erfindung versetzt die Steuereinheit die Kühlmittelpumpe in einen niedertourigen Modus, wenn sich das Ventilelement in einer offenen Position befindet, und in einen hochtourigen Modus, wenn sich das Ventilelement in einer geschlossenen Position befindet. Folglich ermöglicht es die Kühlanlage, das Kühlmittel durch die Leitung zum Umgehen des weiteren Objekts mit einer geringeren Pumpdrehzahl umzuwälzen und unter Betriebsbedingungen, bei denen das weitere Objekt nicht gekühlt werden muss, Pumpenergie zu sparen. Die Kühlmittelpumpe kann im niedertourigen Modus mit einer konstanten Drehzahl und im hochtourigen Modus mit einer höheren konstanten Drehzahl funktionieren. Alternativ kann die Pumpdrehzahl bei verschiedenen Betriebsbedingungen in den beiden Drehzahlmodi angesichts des tatsächlichen Kühlbedarfs der Brennkraftmaschine und des weiteren Objekts variieren. Somit ist es möglich, dass die Kühlmittelpumpe im niedertourigen Modus unter Betriebsbedingungen, bei denen die Brennkraftmaschine mit einer höheren Last funktioniert, eine relativ hohe Drehzahl aufweist. Die Pumpdrehzahl im niedertourigen Modus ist jedoch im Allgemeinen niedriger als die Pumpdrehzahl im hochtourigen Modus in Abhängigkeit von dem zuvor erwähnten Unterschied des Strömungswiderstands zwischen der Leitung des weiteren Objekts und der Leitung zum Umgehen des weiteren Objekts. Das weitere Objekt kann ein beliebiges zu kühlendes Bauteil oder ein Kühler, in dem ein beliebiges Fluid gekühlt wird, sein.The aforementioned object is achieved by the cooling system according to claim 1. The cooling system comprises a line of a further object, which leads coolant from the internal combustion engine to the further object, and a line for bypassing the further object, the coolant leads past the further object. The conduit for bypassing the further object comprises a valve element with which it is possible to control the flow of coolant through the conduit for bypassing the further object. The coolant experiences a significantly higher flow resistance when it circulates in the line of the other object than when it circulates through the line to bypass the other object. Thus, less pumping work is needed to circulate coolant through the conduit for bypassing the further object than through the conduit of the further object. According to the invention, the control unit sets the coolant pump in a low-speed mode when the valve element is in an open position and in a high-speed mode when the valve element is in a closed position. Thus, the refrigeration system allows the refrigerant to circulate through the conduit for bypassing the further object at a lower pumping speed and, under operating conditions where the further object need not be cooled, to save pumping energy. The coolant pump can operate at a constant speed in low-speed mode and at a higher constant speed in high-speed mode. Alternatively, the pump speed may vary at different operating conditions in the two speed modes, given the actual cooling requirements of the engine and the other object. Thus, it is possible for the coolant pump to have a relatively high speed in low-speed mode under operating conditions where the engine is operating at a higher load. However, the pumping speed in the low-speed mode is generally lower than the pumping speed in the high-speed mode in response to the aforementioned difference in flow resistance between the line of the further object and the line for bypassing the other object. The further object may be any component to be cooled or a cooler in which any fluid is cooled.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit konfiguriert, um Informationen zu empfangen, die den Kühlbedarf des weiteren Objekts angeben, um das Ventilelement auf eine offene Position einzustellen und um die Kühlmittelpumpe in den niedertourigen Modus zu versetzen, wenn der Kühlbedarf niedriger als ein vorbestimmter Kühleffekt ist, und um das Ventilelement auf die geschlossene Position einzustellen und die Kühlmittelpumpe in den hochtourigen Modus zu versetzen, wenn der Kühlbedarf den vorbestimmten Kühleffekt überschreitet. Folglich wird die Kühlmittelpumpe automatisch in den niedertourigen Modus versetzt, wenn der Kühlbedarf des weiteren Objekts geringer als ein vorbestimmter Kühleffekt ist, und wird in den hochtourigen Modus versetzt, wenn der Kühlbedarf des weiteren Objekts höher als ein vorbestimmter Kühleffekt ist.According to one embodiment of the invention, the control unit is configured to receive information indicative of the cooling demand of the further object to set the valve element to an open position and to place the coolant pump in the low-speed mode when the cooling demand is lower than a predetermined cooling effect is, and the valve element to the closed Set position and put the coolant pump in the high-speed mode when the cooling demand exceeds the predetermined cooling effect. Consequently, the coolant pump is automatically set in the low-speed mode when the cooling requirement of the other object is less than a predetermined cooling effect, and is set to the high-speed mode when the cooling requirement of the other object is higher than a predetermined cooling effect.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit konfiguriert, um eine Information von einem Temperatursensor zu empfangen, welche die Temperatur des Kühlmittels in der Leitung des weiteren Objekts in einer Position stromabwärts von dem weiteren Objekt angibt. Falls die Kühlmitteltemperatur über eine vorbestimmte Temperatur ansteigt, bedeutet dies, dass das weitere Objekt gekühlt oder mit einem höheren Kühleffekt gekühlt werden muss.According to one embodiment of the invention, the control unit is configured to receive information from a temperature sensor indicating the temperature of the coolant in the conduit of the further object in a position downstream of the further object. If the coolant temperature rises above a predetermined temperature, it means that the other object must be cooled or cooled with a higher cooling effect.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das weitere Objekt ein intermittierend aktiviertes Objekt. Wenn derartige Objekte aktiviert werden, ist es wichtig, dass die Kühlmittelströmung im Wesentlichen sofort zu der Leitung des weiteren Objekts geleitet wird, so dass das weitere Objekt eine notwendige Kühlung erfährt. Die Steuereinheit kann konfiguriert sein, um eine Information zu empfangen, die angibt, wann das weitere Objekt aktiviert ist. In diesem Fall kann die Steuereinheit die Kühlmittelpumpe in den hochtourigen Modus versetzen, sobald das weitere Objekt aktiviert wurde. Alternativ kann die Steuereinheit die Kühlmittelpumpe in den hochtourigen Modus versetzen, sobald das weitere Objekt aktiviert wurde, und wenn die Kühlmitteltemperatur in einer stromabwärtigen Position des weiteren Objekts auf eine Temperatur angestiegen ist, die höher als eine vorbestimmte Temperatur ist. Das weitere Objekt kann ein hydraulischer Retarder sein. Es ist üblich, eine Brennkraftmaschine und einen hydraulischen Retarder durch eine gemeinsame Kühlanlage zu kühlen.According to one embodiment of the invention, the further object is an intermittently activated object. When such objects are activated, it is important that the flow of coolant be directed substantially immediately to the conduit of the further object, so that the further object experiences necessary cooling. The control unit may be configured to receive information indicating when the further object is activated. In this case, the control unit can put the coolant pump in the high-speed mode as soon as the other object has been activated. Alternatively, the control unit may set the coolant pump in the high-speed mode as soon as the further object has been activated, and when the coolant temperature in a downstream position of the further object has risen to a temperature higher than a predetermined temperature. The further object can be a hydraulic retarder. It is common to cool an internal combustion engine and a hydraulic retarder by a common cooling system.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Brennkraftmaschine einen Auffangkanal, der ausgelegt ist, um das Kühlmittel aufzufangen, wenn es die Brennkraftmaschine gekühlt hat, und es auf die Leitung zum Umgehen des weiteren Objekts in einem vorderen Abschnitt der Brennkraftmaschine und auf die Leitung des weiteren Objekts in einem hinteren Abschnitt der Brennkraftmaschine zu richten. Ein derartiger Auffangkanal kann das Kühlmittel empfangen, wenn es den Zylinderkopf und den Zylinderblock der Brennkraftmaschine gekühlt hat. Der Auffangkanal weist eine Erstreckung zwischen dem vorderen Abschnitt und dem hinteren Abschnitt der Brennkraftmaschine auf. Der vordere Abschnitt befindet sich näher an einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs als der hintere Abschnitt. Der Kühler der Kühlanlage ist genau vor dem vorderen Abschnitt der Brennkraftmaschine angeordnet, und ein weiteres Objekt in der Form eines hydraulischen Retarders ist genau hinter dem hinteren Abschnitt der Brennkraftmaschine angeordnet. Das Ventilelement kann an dem vorderen Abschnitt der Brennkraftmaschine angebracht sein. Es gibt nicht viele freie Stellen im Motorraum, es ist jedoch gewöhnlich möglich, das Ventilelement an dem vorderen Abschnitt der Brennkraftmaschine anzubringen.According to one embodiment of the invention, the internal combustion engine comprises a collecting channel, which is designed to catch the coolant when it has cooled the internal combustion engine, and to the line for bypassing the further object in a front portion of the internal combustion engine and the line of the other object to judge in a rear portion of the internal combustion engine. Such a collection channel may receive the coolant when it has cooled the cylinder head and the cylinder block of the internal combustion engine. The collecting channel has an extension between the front portion and the rear portion of the internal combustion engine. The front portion is closer to a front portion of the vehicle than the rear portion. The radiator of the cooling system is located just in front of the front portion of the internal combustion engine, and another object in the form of a hydraulic retarder is located just behind the rear portion of the internal combustion engine. The valve element may be attached to the front portion of the internal combustion engine. There are not many vacancies in the engine compartment, but it is usually possible to mount the valve member to the front portion of the engine.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Kühlmittelpumpe eine elektrische Pumpe. Es ist möglich, die Drehzahl einer Kühlmittelpumpe, die durch einen Elektromotor angetrieben wird, relativ einfach zu steuern. Alternativ kann die Kühlmittelpumpe eine Pumpe für viskose Medien sein. Auf jeden Fall ist es weniger effizient, eine herkömmliche Kühlmittelpumpe zu verwenden, die mit einer Drehzahl angetrieben wird, die mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine zusammenhängt.According to one embodiment of the invention, the coolant pump is an electric pump. It is possible to relatively easily control the rotational speed of a coolant pump driven by an electric motor. Alternatively, the coolant pump may be a viscous media pump. In any case, it is less efficient to use a conventional coolant pump that is driven at a speed that is related to the speed of the engine.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Ventilelement ein Durchgangsventil, das auf zwei Positionen einstellbar ist, und zwar auf eine offene Position und eine geschlossene Position. Wenn das Durchgangsventil auf die geschlossene Position eingestellt ist, wird die gesamte Kühlmittelströmung von der Brennkraftmaschine auf die Leitung des weiteren Objekts gerichtet, so dass das weitere Objekt eine optimale Kühlung erzielt. Ein alternatives Ventilelement kann auf eine geschlossene Position und mindestens zwei offene Positionen, die zwei verschiedene Kühlmittelströmungen durch die Leitung zum Umgehen des weiteren Objekts zulassen, einstellbar sein. Ein derartiges Ventilelement ermöglicht es, die Kühlmittelströmung im Hinblick auf den Kühlbedarf des weiteren Objekts zwischen der Leitung des weiteren Objekts und der Leitung zum Umgehen des weiteren Objekts anpassbar zu verteilen.According to one embodiment of the invention, the valve element is a through valve which is adjustable to two positions, namely to an open position and a closed position. When the one-way valve is set to the closed position, all of the coolant flow from the engine is directed to the conduit of the other object, so that the other object achieves optimum cooling. An alternative valve member may be adjustable to a closed position and at least two open positions allowing two different flows of coolant through the conduit to bypass the further object. Such a valve element makes it possible to adapt the coolant flow in terms of the cooling requirement of the further object between the line of the further object and the line to bypass the other object customizable.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Kühlanlage ausgelegt, wenn sich das Ventilelement in einer offenen Position befindet, um einen Hauptteil der Kühlmittelströmung von der Brennkraftmaschine auf die Leitung zum Umgehen des weiteren Objekts und einen kleineren verbleibenden Teil der Kühlmittelströmung durch die Leitung des weiteren Objekts zu richten. Wenn sich das Ventilelement in einer offenen Position befindet, wird die Kühlmittelströmung von der Brennkraftmaschine zwischen den Leitungen in Abhängigkeit von ihren Strömungswiderständen verteilt. Da der Strömungswiderstand durch die Leitung des weiteren Objekts erheblich höher als der Strömungswiderstand durch die Leitung zum Umgehen des weiteren Objekts ist, wird der Hauptteil der Kühlmittelströmung auf die Leitung des weiteren Objekts gerichtet, wenn sich das Ventilelement in einer offenen Position befindet.According to one embodiment of the invention, the cooling system is configured when the valve member is in an open position to communicate a major portion of the coolant flow from the engine to the conduit for bypassing the further object and a smaller remaining portion of the coolant flow through the conduit of the further object judge. When the valve member is in an open position, the flow of coolant from the engine is distributed between the conduits depending on their flow resistances. Since the flow resistance through the conduit of the further object is considerably higher than the flow resistance through the conduit for bypassing the further object, the main part of the coolant flow is directed to the conduit of the further object when the valve element is in an open position.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Leitung zum Umgehen des weiteren Objekts kürzer als die Leitung des weiteren Objekts. Es ist gewöhnlich möglich, der Leitung zum Umgehen des weiteren Objekts eine erheblich kürzere Erstreckung als der Leitung des weiteren Objekts zu verleihen. Somit ist die Strömungsdistanz des Kühlmittels in der Kühlanlage kürzer, wenn sich das Ventilelement in einer offenen Position befindet und das Kühlmittel durch die Leitung zum Umgehen des weiteren Objekts anstelle durch die Leitung des weiteren Objekts strömt. Die kürzere Strömungsdistanz des Kühlmittels führt zu einer schnelleren Erhitzung des Kühlmittels auf eine gewünschte Betriebstemperatur nach einem Kaltstart.According to one embodiment of the invention, the line is for bypassing the further object shorter than the line of the other object. It is usually possible to give the line for bypassing the further object a considerably shorter extension than the line of the further object. Thus, the flow distance of the coolant in the cooling system is shorter when the valve element is in an open position and the coolant flows through the conduit for bypassing the further object instead of through the conduit of the further object. The shorter flow distance of the coolant results in faster heating of the coolant to a desired operating temperature after a cold start.

Figurenlistelist of figures

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung als Beispiel mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. Es zeigt:

  • 1 eine Kühlanlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Hereinafter, a preferred embodiment of the invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings. It shows:
  • 1 a cooling system according to an embodiment of the invention.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

1 zeigt eine Kühlanlage in einem Fahrzeug 1. Die Kühlanlage ist konfiguriert, um eine Brennkraftmaschine 2 und ein weiteres Objekt, das intermittierend aktiviert werden kann, zu kühlen. Das weitere Objekt wird als hydraulischer Retarder 3 erläutert, der ein Kühlmittel als Arbeitsmedium verwendet. Alternativ kann ein Arbeitsmedium in der Form von Öl in dem hydraulischen Retarder verwendet werden. In diesem Fall kühlt das Kühlmittel das Öl in einem Retarder-Kühler. Die Kühlanlage umfasst ein umlaufendes Kühlmittel, das in einem Kühler 4 an einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs 1 gekühlt wird. Ein Kühlergebläse 5 und Staudruckluft stellen einen Kühlluftstrom durch den Kühler 4 hindurch bereit. Das Kühlmittel wird anhand einer Kühlmittelpumpe 5 durch die Kühlanlage umgewälzt. Die Kühlmittelpumpe 5 ist in einer Motoreinlassleitung 7 angeordnet, die das Kühlmittel zur Brennkraftmaschine 2 führt. Das Kühlmittel, das in die Brennkraftmaschine 2 eintritt, wird anfänglich verwendet, um das Motoröl in einem Motorölkühler 8 und das Getriebeöl in einem Getriebeölkühler 9 zu kühlen. Das Kühlmittel, das den Motorölkühler 8 und den Getriebeölkühler 9 verlässt, läuft durch Kühlmittelkanäle 2a um, die das Kühlmittel auf einen Zylinderkopf 2b und einen Zylinderblock 2c der Brennkraftmaschine 2 richten. Das Kühlmittel, das den Zylinderblock 2c verlässt, wird in dem Auffangkanal 2d aufgefangen. Der Auffangkanal 2d richtet das Kühlmittel auf einen Anfangsteil der Retarder-Umgehungsleitung 3b an einem vorderen Abschnitt 2e der Brennkraftmaschine 2 und auf einen Anfangsteil der Retarder-Leitung 3a an einem hinteren Abschnitt 2f der Brennkraftmaschine 2. Die Retarder-Leitung 3a führt das Kühlmittel über den Retarder 3 zu einem Thermostat 10. Die Retarder-Umgehungsleitung 3b führt das Kühlmittel über ein Durchgangsventil 11 zu einem Thermostat 10. 1 shows a cooling system in a vehicle 1 , The cooling system is configured to be an internal combustion engine 2 and to cool another object that may be intermittently activated. The further object is called a hydraulic retarder 3 explained, which uses a coolant as the working medium. Alternatively, a working medium in the form of oil may be used in the hydraulic retarder. In this case, the coolant cools the oil in a retarder cooler. The cooling system includes a circulating coolant that is in a radiator 4 at a front portion of the vehicle 1 is cooled. A radiator fan 5 and back pressure air provide a cooling air flow through the radiator 4 through. The coolant is circulated by means of a coolant pump 5 through the cooling system. The coolant pump 5 is in an engine intake line 7 arranged, which the coolant to the internal combustion engine 2 leads. The coolant that enters the internal combustion engine 2 is initially used to store the engine oil in an engine oil cooler 8th and to cool the transmission oil in a transmission oil cooler 9. The coolant that the engine oil cooler 8th and leaves the transmission oil cooler 9, passes through coolant channels 2a around that the coolant is on a cylinder head 2 B and a cylinder block 2c the internal combustion engine 2 judge. The coolant that is the cylinder block 2c leaves is in the collection channel 2d collected. The collection channel 2d The coolant directs to an initial part of the retarder bypass 3b at a front portion 2e the internal combustion engine 2 and an initial part of the retarder line 3a at a rear portion 2f of the internal combustion engine 2 , The retarder pipe 3a guides the coolant over the retarder 3 to a thermostat 10 , The retarder bypass 3b leads the coolant through a through valve 11 to a thermostat 10 ,

Somit empfängt der Thermostat 10 Kühlmittel von der Retarder-Leitung 3a und der Retarder-Umgehungsleitung 3b. Der Thermostat 10 richtet das Kühlmittel auf eine Kühlerumgehungsleitung 4b, wenn das Kühlmittel eine niedrigere Temperatur als eine Regeltemperatur des Thermostats 10 aufweist, und auf eine Kühlerleitung 4a und den Kühler 4, wenn das Kühlmittel eine höhere Temperatur als eine Regeltemperatur des Thermostats 10 aufweist. Die Kühlerumgehungsleitung 4b führt das Kühlmittel zur Motoreinlassleitung 7. Die Kühlerleitung 4b führt das Kühlmittel, das in dem Kühler 4 gekühlt wurde, zur Motoreinlassleitung 7. Eine Steuereinheit 12 steuert die Drehzahl der Kühlmittelpumpe 5. Die Kühlmittelpumpe 5 kann eine elektrische Pumpe oder eine Pumpe für viskose Medien sein. Die Steuereinheit 12 steuert auch das Durchgangsventil 11. Die Steuereinheit 12 steuert die Drehzahl der Kühlmittelpumpe 5 und das Durchgangsventil 11 anhand von Informationen über eine Anzahl von Betriebsparametern. In diesem Fall empfängt die Steuereinheit 12 eine Information 13 bezüglich des Betriebs der Brennkraftmaschine 2, eine Information 14, die angibt, wann der hydraulische Retarder 3 in Betrieb ist, und eine Information von einem Temperatursensor 15 über die Temperatur des Kühlmittels in der Retarder-Leitung 3a in einer Position stromabwärts von dem Retarder 3.Thus, the thermostat receives 10 Coolant from the retarder pipe 3a and the retarder bypass 3b. The thermostat 10 directs the coolant to a radiator bypass line 4b when the coolant is at a lower temperature than a control temperature of the thermostat 10 and on a radiator line 4a and the radiator 4 if the coolant is a higher temperature than a control temperature of the thermostat 10 having. The radiator bypass line 4b leads the coolant to the engine intake line 7 , The radiator line 4b guides the coolant that is in the radiator 4 was cooled, to the engine inlet line 7 , A control unit 12 controls the speed of the coolant pump 5 , The coolant pump 5 may be an electric pump or a viscous media pump. The control unit 12 also controls the shuttle valve 11 , The control unit 12 controls the rotational speed of the coolant pump 5 and the passage valve 11 based on information about a number of operating parameters. In this case, the control unit receives 12 an information 13 regarding the operation of the internal combustion engine 2 , an information 14 indicating when the hydraulic retarder 3 is in operation, and information from a temperature sensor 15 about the temperature of the coolant in the retarder conduit 3a in a position downstream of the retarder 3 ,

Sobald die Steuereinheit 12 eine Information 13 empfängt, die angibt, dass die Brennkraftmaschine 2 in Betrieb ist, startet sie die Kühlmittelpumpe 6, so dass Kühlmittel durch die Kühlanlage umläuft. Falls der hydraulische Retarder 3 eine Information 14 empfängt, die angibt, dass der hydraulische Retarder nicht in Betrieb ist, stellt die Steuereinheit 12 das Durchgangsventil 11 auf eine offene Position ein und versetzt die Kühlmittelpumpe 6 in einen niedertourigen Modus. Da der Strömungswiderstand in der Retarder-Umgehungsleitung 3b viel niedriger als der Strömungswiderstand in der Retarder-Leitung 3a ist, wird der Hauptteil der Kühlmittelströmung, der die Auffangleitung 2d in der Brennkraftmaschine 2 verlässt, auf die Retarder-Umgehungsleitung 3b gerichtet. Ein kleinerer Teil der Kühlmittelströmung wird jedoch von der Auffangleitung 2d auf die Retarder-Leitung 3a gerichtet. Da der Hauptteil der Kühlmittelströmung durch die Retarder-Umgehungsleitung 3b strömt, die den niedrigeren Strömungswiderstand aufweist, ist der Druckabfall in der Kühlanlage relativ gering. Folglich ist es möglich, das Kühlmittel durch die Kühlmittelpumpe 6 im niedertourigen Modus und mit einem relativ niedrigen Energieverbrauch umzuwälzen.Once the control unit 12 an information 13 Receives that the internal combustion engine 2 is in operation, it starts the coolant pump 6 , so that coolant circulates through the cooling system. If the hydraulic retarder 3 receives information 14 indicating that the hydraulic retarder is not operating, provides the control unit 12 the passage valve 11 to an open position and offset the coolant pump 6 in a low-speed mode. As the flow resistance in the retarder bypass line 3b much lower than the flow resistance in the retarder line 3a is, the main part of the coolant flow, which is the catch line 2d in the internal combustion engine 2 leaves, directed to the retarder bypass 3b. However, a smaller part of the coolant flow is from the collection line 2d on the retarder pipe 3a directed. Because the bulk of the coolant flow through the retarder bypass line 3b flows, which has the lower flow resistance, the pressure drop in the cooling system is relatively low. Consequently, it is possible for the coolant through the coolant pump 6 in low-speed mode and with a relatively low energy consumption.

Wenn die Steuereinheit 12 eine Information 14 empfängt, die angibt, dass der hydraulische Retarder 3 in Betrieb ist, empfängt sie auch eine Information von dem Temperatursensor 15 über die Temperatur des Kühlmittels, das den hydraulischen Retarder 3 verlässt. Solange die Kühlmitteltemperatur unter einer vorbestimmten Temperatur liegt, lässt die Steuereinheit 12 das Durchgangsventil 11 in einer offenen Position. Für den Fall, dass die Aktivierung des hydraulischen Retarders 3 sehr kurz ist, oder falls der Kühlbedarf sehr gering ist, kann eine kleine Kühlmittelströmung durch die Retarder-Leitung und den hydraulischen Retarder ausreichen, um den hydraulischen Retarder 3 zufriedenstellend zu kühlen. In diesem Fall lässt die Steuereinheit 12 die Kühlmittelpumpe 6 im niedertourigen Modus, um Pumpenergie zu sparen.If the control unit 12 an information 14 receives, indicating that the hydraulic retarder 3 In operation, it also receives information from the temperature sensor 15 about the temperature of the coolant leaving the hydraulic retarder 3. As long as the coolant temperature is below a predetermined temperature, the control unit leaves 12 the passage valve 11 in an open position. In the event that the activation of the hydraulic retarder 3 is very short, or if the cooling demand is very low, a small flow of coolant through the retarder line and the hydraulic retarder may be sufficient to the hydraulic retarder 3 to cool satisfactorily. In this case, the control unit 12 leaves the coolant pump 6 in low-speed mode to save pump energy.

Sobald die Steuereinheit 12 jedoch eine Information 14 empfängt, die angibt, dass der hydraulische Retarder 3 in Betrieb ist und die Temperatur des Kühlmittels in der stromabwärtigen Position des Retarders die vorbestimmte Temperatur überschreitet, stellt die Steuereinheit 12 das Durchgangsventil 11 auf eine geschlossene Position ein. Ferner versetzt die Steuereinheit 16 die Kühlmittelpumpe in den hochtourigen Modus. In diesem Fall wird die gesamte Kühlmittelströmung durch den hydraulischen Retarder 3 geführt, so dass er eine optimale Kühlung erzielt. Bei dieser Ausführungsform ist das Durchgangsventil 11 auf zwei Positionen einstellbar, nämlich auf eine ganz offene Position und eine geschlossene Position. Es ist jedoch möglich, ein Ventilelement zu verwenden, das in eine mehr oder weniger offene Position eingestellt wird, um eine variable Kühlmittelströmung auf die Retarder-Leitung zu verteilen und eine anpassbare Kühlung des hydraulischen Retarders 3 bereitzustellen.Once the control unit 12 however, one piece of information 14 receives, indicating that the hydraulic retarder 3 is in operation and the temperature of the coolant in the downstream position of the retarder exceeds the predetermined temperature, provides the control unit 12 the passage valve 11 to a closed position. Further, the control unit relocates 16 the coolant pump in the high-speed mode. In this case, the entire flow of coolant through the hydraulic retarder 3 is guided so that it achieves optimum cooling. In this embodiment, the passage valve 11 adjustable to two positions, namely to a fully open position and a closed position. However, it is possible to use a valve member that is set in a more or less open position to distribute a variable coolant flow to the retarder conduit and customizable cooling of the hydraulic retarder 3 provide.

Die Brennkraftmaschine 2 umfasst einen vorderen Abschnitt 2e, der sich näher an dem Kühler 4 befindet als ein hinterer Abschnitt 2f. Die Motoreinlassleitung 7 führt Kühlmittel zu einem Einlass in dem vorderen Abschnitt 2e der Brennkraftmaschine 2. Die Retarder-Leitung 3a empfängt Kühlmittel von der Auffangleitung 2d an dem hinteren Abschnitt 2f der Brennkraftmaschine 2. Die Retarder-Umgehungsleitung empfängt Kühlmittel von der Auffangleitung 2d an dem vorderen Abschnitt 2e der Brennkraftmaschine 2. Das Durchgangsventil 11 ist an dem vorderen Abschnitt 2e der Brennkraftmaschine 2 angebracht. Da der Thermostat 10 näher an dem vorderen Abschnitt 2e der Brennkraftmaschine 2 angebracht ist als der hintere Abschnitt 2f der Brennkraftmaschine 2, kann die Retarder-Umgehungsleitung 3b eine erheblich kürzere Bauform als die Retarder-Leitung 3a erhalten.The internal combustion engine 2 includes a front section 2e who is closer to the radiator 4 is located as a back section 2f , The engine intake line 7 leads coolant to an inlet in the front section 2e the internal combustion engine 2 , The retarder pipe 3a receives coolant from the collection line 2d at the rear section 2f the internal combustion engine 2 , The retarder bypass receives coolant from the collection line 2d at the front section 2e the internal combustion engine 2. The passage valve 11 is at the front section 2e the internal combustion engine 2 appropriate. Because the thermostat 10 closer to the front portion 2e of the internal combustion engine 2 attached as the rear section 2f the internal combustion engine 2, the retarder bypass line 3b a considerably shorter design than the retarder line 3a receive.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform eingeschränkt sondern kann im Umfang der Ansprüche frei variieren.The invention is not limited to the described embodiment but may vary freely within the scope of the claims.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 4430966 [0004]US 4430966 [0004]

Claims (15)

Kühlanlage zum Kühlen einer Brennkraftmaschine (2) und eines weiteren Objekts (3), wobei die Kühlanlage eine Kühlmittelpumpe (6), die konfiguriert ist, um ein Kühlmittel durch die Kühlanlage umzuwälzen, einen Kühler (4), in dem das Kühlmittel gekühlt wird, einen Thermostat (10), der konfiguriert ist, um das Kühlmittel auf den Kühler (4) oder eine Kühlerumgehungsleitung (4b) zu richten, eine Leitung (3a) des weiteren Objekts, die konfiguriert ist, um Kühlmittel von der Brennkraftmaschine (2) zu empfangen und es über das weitere Objekt (3) zu dem Thermostat (10) zu führen, und eine Leitung (3b) zum Umgehen des weiteren Objekts, die konfiguriert ist, um Kühlmittel von der Brennkraftmaschine (2) zu empfangen und es zu dem Thermostat (10) zu führen, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (3b) zum Umgehen des weiteren Objekts ein Ventilelement (11), das auf eine offene Position, in der es eine Kühlmittelströmung durch die Leitung (3b) zum Umgehen des weiteren Objekts zulässt, und auf eine geschlossene Position, in der es eine Kühlmittelströmung durch die Leitung (3b) zum Umgehen des weiteren Objekts verhindert, einstellbar ist, und eine Steuereinheit (12), die konfiguriert ist, um das Ventilelement (11) zu steuern und die Kühlmittelpumpe (6) in einen niedertourigen Modus zu versetzen, wenn sich das Ventilelement (11) in einer offenen Position befindet, und in einen hochtourigen Modus zu versetzen, wenn sich das Ventilelement (11) in einer geschlossenen Position befindet, umfasst.A cooling system for cooling an internal combustion engine (2) and another object (3), wherein the cooling system comprises a coolant pump (6) configured to circulate a coolant through the cooling system, a cooler (4) in which the coolant is cooled, a thermostat (10) configured to direct the coolant to the radiator (4) or a radiator bypass line (4b); a duct (3a) of the another object configured to receive coolant from the internal combustion engine (2) and to pass it over the further object (3) to the thermostat (10), and a line (3b) for bypassing the further object which is configured to receive coolant from the internal combustion engine (2) and to the thermostat (10), characterized in that the conduit (3b) for bypassing the further object comprises a valve member (11) facing an open position in which there is a flow of coolant through the conduit (3b) for bypassing the other Object, and adjustable to a closed position in which it prevents coolant flow through the conduit (3b) for bypassing the further object, and a control unit (12) configured to control the valve element (11) and to place the coolant pump (6) in a low-speed mode when the valve member (11) is in an open position and in a high-speed mode when the valve member (11) is in a closed position. Kühlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16) konfiguriert ist, um eine Information (14, 15) zu empfangen, die den Kühlbedarf des weiteren Objekts (3) angibt, um das Ventilelement (11) auf die offene Position einzustellen und die Kühlmittelpumpe (6) in den niedertourigen Modus zu versetzen, wenn der Kühlbedarf niedriger als ein vorbestimmter Kühleffekt ist, und um das Ventilelement (11) auf die geschlossene Position einzustellen und die Kühlmittelpumpe (6) in den hochtourigen Modus zu versetzen, wenn der Kühlbedarf den vorbestimmten Kühleffekt überschreitet.Cooling system after Claim 1 characterized in that the control unit (16) is configured to receive information (14, 15) indicative of the cooling requirement of the further object (3) to set the valve element (11) to the open position and the coolant pump (15). 6) in the low-speed mode when the cooling demand is lower than a predetermined cooling effect and to set the valve element (11) to the closed position and to put the coolant pump (6) in the high-speed mode when the cooling demand the predetermined cooling effect exceeds. Kühlanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16) konfiguriert ist, um eine Information (15) von einem Temperatursensor (15) über die Temperatur des Kühlmittels in der Leitung (3a) des weiteren Objekts in einer Position stromabwärts von dem weiteren Objekt (3) zu empfangen.Cooling system after Claim 2 characterized in that the control unit (16) is configured to provide information (15) from a temperature sensor (15) about the temperature of the coolant in the duct (3a) of the further object in a position downstream of the further object (3). to recieve. Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Objekt ein intermittierend aktiviertes Objekt (3) ist.Cooling system according to one of the preceding claims, characterized in that the further object is an intermittently activated object (3). Kühlanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16) konfiguriert ist, um eine Information (14) zu empfangen, die angibt, wann das weitere Objekt (3) aktiviert ist.Cooling system after Claim 4 characterized in that the control unit (16) is configured to receive information (14) indicating when the further object (3) is activated. Kühlanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Objekt ein hydraulischer Retarder (3) ist.Cooling system after Claim 4 or 5 , characterized in that the further object is a hydraulic retarder (3). Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (2) einen Auffangkanal (2d) umfasst, der ausgelegt ist, um das Kühlmittel aufzufangen, wenn es die Brennkraftmaschine (2) gekühlt hat, und um das Kühlmittel auf die Leitung (3b) zum Umgehen des weiteren Objekts an einem vorderen Abschnitt (2e) der Brennkraftmaschine (2) und auf die Leitung (3a) des weiteren Objekts an einem hinteren Abschnitt (2f) der Brennkraftmaschine (2) zu richten.Cooling system according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine (2) comprises a collecting channel (2d) which is designed to catch the coolant when it has cooled the internal combustion engine (2) and to supply the coolant to the line (2). 3b) for bypassing the further object at a front portion (2e) of the internal combustion engine (2) and to direct the line (3a) of the further object at a rear portion (2f) of the internal combustion engine (2). Kühlanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (11) an dem vorderen Abschnitt (2e) der Brennkraftmaschine (2) angebracht ist.Cooling system after Claim 7 , characterized in that the valve element (11) is attached to the front portion (2e) of the internal combustion engine (2). Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelpumpe (6) eine elektrische Pumpe ist.Cooling system according to one of the preceding claims, characterized in that the coolant pump (6) is an electric pump. Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelpumpe (6) eine Pumpe für viskose Medien ist.Cooling system according to one of the preceding Claims 1 to 8th , characterized in that the coolant pump (6) is a pump for viscous media. Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (11) ein Durchgangsventil ist, das auf zwei Positionen einstellbar ist, nämlich auf eine offene Position und eine geschlossene Position.Cooling system according to one of the preceding claims, characterized in that the valve element (11) is a through valve which is adjustable in two positions, namely an open position and a closed position. Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (11) auf eine geschlossene Position und mindestens zwei offene Positionen, in denen es zwei verschiedene Kühlmittelströmungen durch die Leitung (3b) zum Umgehen des weiteren Objekts zulässt, einstellbar ist.Cooling system according to one of the preceding Claims 1 to 10 , characterized in that the valve element (11) is adjustable to a closed position and at least two open positions in which it allows two different coolant flows through the conduit (3b) for bypassing the further object. Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlanlage ausgelegt ist, wenn sich das Ventilelement (11) in einer offenen Position befindet, um einen Hauptteil der Kühlmittelströmung von der Brennkraftmaschine (2) auf die Leitung (3b) zum Umgehen des weiteren Objekts und einen kleineren verbleibenden Teil der Kühlmittelströmung durch die Leitung (3a) des weiteren Objekts zu richten.Cooling system according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling system is designed when the valve element (11) is in an open position to a major part of the coolant flow from the internal combustion engine (2) to the line (3b) for bypassing the other Object and a smaller remaining part of the coolant flow through the line (3a) of the other object to judge. Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (3b) zum Umgehen des weiteren Objekts kürzer als die Leitung (3a) des weiteren Objekts ist.Cooling system according to one of the preceding claims, characterized in that the line (3b) for bypassing the further object is shorter than the line (3a) of the further object. Fahrzeug, umfassend eine Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14. Vehicle comprising a refrigeration system according to one of the preceding Claims 1 to 14 ,
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US4430966A (en) 1981-03-24 1984-02-14 Labavia - S.G.E. Heat regulation circuits for vehicles equipped with an electric retarder

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