DE102018109786A1 - A method for detecting boiling of a coolant in a cooling system of a motor vehicle, cooling system and internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Es ist ein Verfahren zum Erkennen von Sieden eines Kühlmittels in einem Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, bei dem mittels eines Drucksensors Druckschwankungen des Kühlmittels ermittelt und solche Druckschwankungen, die als charakteristisch für einen Zerfall von Siedeblasen definiert wurden, als ein beginnendes oder, ohne Gegenmaßnahmen, kurzfristig anstehendes Sieden des Kühlmittels gewertet werden. Ein solches Verfahren kann ergänzend Maßnahmen zur Senkung der Temperatur des Kühlmittels in zumindest einem Abschnitt des Kühlsystems umfassen, um der erkannten Siedegefahr entgegenzuwirken. Infolge der zügigen und ausreichend ungestörten Ausbreitung der aus einem Zerfall von Siedeblasen resultierenden Druckschwankungen in dem Kühlmittel ist es möglich, ein beginnendes Sieden mittels des Verfahrens auch an solchen Stellen zu ermitteln, die in einer relevanten Entfernung von dem dabei eingesetzten Drucksensor angeordnet sind. Anders als bei einer Ermittlung einer Siedegefahr basierend auf einem Temperatursensor besteht folglich nicht die Notwendigkeit, diesen möglichst nahe an einer für ein solches Sieden besonders gefährdeten Stelle des Kühlsystems anzuordnen. A method is provided for detecting boiling of a coolant in a cooling system of a motor vehicle in which pressure fluctuations of the coolant are determined by means of a pressure sensor and such pressure fluctuations, which have been defined as characteristic of a decay of boiling bubbles, as a beginning or, without countermeasures, in the short term pending boiling of the coolant are evaluated. Such a method may additionally comprise measures for reducing the temperature of the coolant in at least one section of the cooling system, in order to counteract the risk of boiling that has been detected. As a result of the rapid and sufficiently undisturbed spread of pressure fluctuations in the coolant resulting from the decomposition of boiling bubbles, it is possible to ascertain incipient boiling by means of the method also at locations which are located at a relevant distance from the pressure sensor used in the process. Unlike a determination of a risk of boiling based on a temperature sensor, therefore, there is no need to arrange this as close as possible to a particularly endangered for such boiling of the cooling system.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Sieden eines Kühlmittels in einem Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs sowie ein zu automatisierten Durchführung eines solchen Verfahrens geeignetes Kühlsystem. Die Erfindung betrifft auch eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Kühlsystem.The invention relates to a method for detecting boiling of a coolant in a cooling system of a motor vehicle as well as a cooling system suitable for automated implementation of such a method. The invention also relates to an internal combustion engine with such a cooling system.
Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge weisen in der Regel ein Kühlsystem auf, in dem ein flüssiges Kühlmittel mittels einer oder mehrerer Kühlmittelpumpen in mindestens einem Kühlkreis gepumpt wird und dabei Wärmeenergie von in den Kühlkreis integrierten Komponenten, insbesondere einem Verbrennungsmotor, aufnimmt. Diese Wärmeenergie wird anschließend in einem Kühlmittelkühler sowie zeitweise in einem Heizungswärmetauscher an die Umgebungsluft, im Fall des Heizungswärmetauschers an die zur Klimatisierung des Innenraums des Kraftfahrzeugs vorgesehene Umgebungsluft, abgegeben.Internal combustion engines for motor vehicles generally have a cooling system in which a liquid coolant is pumped by means of one or more coolant pumps in at least one cooling circuit and thereby absorbs heat energy from integrated into the cooling circuit components, in particular an internal combustion engine. This heat energy is then delivered in a coolant radiator and temporarily in a heating heat exchanger to the ambient air, in the case of the heating heat exchanger to the ambient air provided for the air conditioning of the interior of the motor vehicle.
Im Betrieb eines solchen Kühlsystems muss ein Überhitzten des Kühlmittels vermieden werden, da dieses anderenfalls dauerhaft geschädigt werden könnte. Durch eine solche Schädigung wird die Funktionsfähigkeit des Kühlmittels, beispielsweise hinsichtlich des Korrosionsschutzes, negativ beeinflusst, so dass ein geschädigtes Kühlmittel zumindest mittel- bis langfristig auch zu vorzeitigen Schäden von Komponenten der Brennkraftmaschine führen kann.In the operation of such a cooling system, overheating of the coolant must be avoided, since otherwise it could be permanently damaged. By such damage, the functionality of the coolant, for example, in terms of corrosion protection, adversely affected, so that a damaged coolant can lead to premature damage of components of the internal combustion engine, at least in the medium to long term.
Zur Ermittlung der Temperatur des Kühlmittels und damit auch der Gefahr einer Überhitzung des Kühlmittels werden üblicherweise Temperatursensoren eingesetzt. Problematisch dabei ist, dass die Gefahr einer Überhitzung des Kühlmittels an bestimmten Stellen innerhalb des Kühlsystems, beispielsweise an einer definierten Stelle in einem Kühlkanal eines Verbrennungsmotors der Brennkraftmaschine, am größten ist. Für eine möglichst exakte Erkennung einer Überhitzungsgefahr ist die Positionierung eines Temperatursensors möglichst nah an einer solchen Stelle notwendig. Dies ist jedoch aus baulichen oder strömungstechnischen Gründen häufig nicht möglich, so dass die Erkennung einer Überhitzungsgefahr basierend auf den Messwerten von Temperatursensoren häufig ungenau ist.To determine the temperature of the coolant and thus the risk of overheating of the coolant temperature sensors are usually used. The problem with this is that the risk of overheating of the coolant at certain points within the cooling system, for example, at a defined point in a cooling passage of an internal combustion engine of the internal combustion engine, is greatest. For the most accurate detection of a risk of overheating, the positioning of a temperature sensor as close as possible to such a location is necessary. However, this is often not possible for structural or fluidic reasons, so that the detection of an overheating hazard based on the measured values of temperature sensors is often inaccurate.
Die
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit aufzuzeigen, auf möglichst einfache Weise eine möglichst genaue Erkennung einer Überhitzungsgefahr für das Kühlmittel in einem Kühlsystem einer Brennkraftmaschine anzugeben.The invention had the object of demonstrating a way to specify as simple as possible the most accurate detection of an overheating hazard for the coolant in a cooling system of an internal combustion engine.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Ein zur automatisierten Durchführung eines solchen Verfahrens geeignetes Kühlsystem ist Gegenstand des Patentanspruchs 8 und eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Kühlsystem ist Gegenstand des Patentanspruchs 10. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und bevorzugte Ausgestaltungsformen des erfindungsgemäßen Kühlsystems sind Gegenstände der weiteren Patentansprüche und/oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.This object is achieved by a method according to claim 1. A suitable for the automated implementation of such a method cooling system is the subject of
Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, dass sich ein Sieden von Kühlmittel in einem Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs anhand von Gasblasen ankündigt, die kurzfristig nach ihrer Entstehung wieder zerfallen. Die bei diesem Zerfallen entstehenden Druckschwankungen, die sich von dem Ort des Zerfalls der Gasblasen ausbreiten, können in vorteilhafter Weise mittels mindestens eines Drucksensors erfasst und hinsichtlich dieses Ereignisses ausgewertet werden. Der ermittelte Zerfall dieser Gasblasen kann dann mit der anstehenden Gefahr eines Siedens des Kühlmittels gleichgesetzt werden, was ermöglicht, unmittelbar Maßnahmen zu treffen, um die Kühlmitteltemperatur und damit die Siedegefahr zu senken, insbesondere auch beschränkt auf einen Abschnitt des Kühlsystems, dem der für die Ermittlung genutzte Drucksensor zugeordnet ist.The invention is based on the idea that a boiling of coolant in a cooling system of a motor vehicle announces itself on the basis of gas bubbles, which decay shortly after their formation again. The pressure fluctuations that arise during this decay, which propagate from the location of the disintegration of the gas bubbles, can be detected in an advantageous manner by means of at least one pressure sensor and evaluated with regard to this event. The determined decay of these gas bubbles can then be equated with the imminent risk of boiling of the coolant, which makes it possible to take immediate measures to lower the coolant temperature and thus the risk of boiling, in particular limited to a portion of the cooling system, that of the determination used pressure sensor is assigned.
Dementsprechend ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum (Früh-)Erkennen von Sieden eines (flüssigen) Kühlmittels in einem Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einem Kühlsystem einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs, vorgesehen, bei dem mittels eines Drucksensors Druckschwankungen des Kühlmittels ermittelt und solche Druckschwankungen, die als charakteristisch für einen Zerfall von Siedeblasen (vorab) definiert wurden, als ein beginnendes oder, ohne Gegenmaßnahmen, kurzfristig anstehende Sieden des Kühlmittels gewertet werden. Ein solches erfindungsgemäßes Verfahren kann ergänzend Maßnahmen zur Senkung der Temperatur des Kühlmittels in zumindest einem Abschnitt des Kühlsystems umfassen, um der erkannten Siedegefahr entgegenzuwirken. Solche Maßnahmen können beispielsweise eine Erhöhung des Mengenstroms des Kühlmittels in dem Kühlsystem insgesamt oder in einem bestimmten Abschnitt davon mittels einer Erhöhung der Förderleistung einer Kühlmittelpumpe oder mittels der Einstellung einer entsprechenden Stellung eines oder mehrerer Ventile zur Verteilung des Kühlmittels in verschiedenen Abschnitten des Kühlsystems sein. Insbesondere kann dazu auch vorgesehen sein, einen größeren Teil und gegebenenfalls das gesamte Kühlmittel über einen Kühlmittelkühler zu führen, um dieses in einem Maß, das für das Verhindern eines in schädlichem Umfang erfolgenden Siedens ausreichend ist, zu kühlen.Accordingly, the invention provides a method for (early) detecting boiling of a (liquid) coolant in a cooling system of a motor vehicle, in particular a cooling system of an internal combustion engine of the motor vehicle, is determined in which by means of a pressure sensor pressure fluctuations of the coolant and those pressure fluctuations that are characteristic were defined for a decay of boiling bubbles (in advance), as an incipient or, without countermeasures, short term boiling of the coolant are considered. Such a method according to the invention can additionally comprise measures for lowering the temperature of the coolant in at least one section of the cooling system, in order to prevent the coolant from flowing counteract recognized boiling risk. Such measures may be, for example, an increase in the flow rate of the coolant in the cooling system as a whole or in a certain portion thereof by increasing the flow rate of a coolant pump or by adjusting a corresponding position of one or more valves for distributing the coolant in different portions of the cooling system. In particular, it may also be intended to guide a larger part and possibly all the coolant over a coolant cooler in order to cool it to an extent which is sufficient for preventing harmful boiling.
Infolge der zügigen und ausreichend ungestörten Ausbreitung der aus einem Zerfall von Siedeblasen resultierenden Druckschwankungen in dem Kühlmittel ist es möglich, ein beginnendes Sieden mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens auch an solchen Stellen zu ermitteln, die in einer relevanten Entfernung von dem dabei eingesetzten Drucksensor angeordnet sind. Anders als bei einer Ermittlung einer Siedegefahr basierend auf einem Temperatursensor besteht folglich nicht die Notwendigkeit, diesen möglichst nahe an einer für ein solches Sieden besonders gefährdeten Stelle des Kühlsystems anzuordnen.As a result of the rapid and sufficiently undisturbed spread of the pressure fluctuations in the coolant resulting from a decomposition of boiling bubbles, it is possible to ascertain incipient boiling by means of a method according to the invention also at locations which are arranged at a relevant distance from the pressure sensor used in the process. Unlike a determination of a risk of boiling based on a temperature sensor, therefore, there is no need to arrange this as close as possible to a particularly endangered for such boiling of the cooling system.
Ein erfindungsgemäßes Kühlsystem für insbesondere ein Kraftfahrzeug und insbesondere eine Brennkraftmaschine eines solchen Kraftfahrzeugs umfasst zumindest eine (erste) Kühlmittelpumpe, einen (ersten) Kühlmittelkühler und eine (erste) Wärmequelle, die über Kühlmittelleitungen mit einem darin enthaltenen Kühlmittel fluidleitend miteinander verbundenen sind. Weiterhin ist ein (erster) Drucksensor vorgesehen, der dazu eingerichtet ist, Druckschwankungen des Kühlmittels (direkt oder indirekt) zu messen, sowie eine mit dem (ersten) Drucksensor signalübertragend verbundene Auswertevorrichtung, die derart ausgebildet ist, dass diese automatisiert ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführen kann.An inventive cooling system for in particular a motor vehicle and in particular an internal combustion engine of such a motor vehicle comprises at least one (first) coolant pump, a (first) coolant radiator and a (first) heat source, which are fluidly connected to each other via coolant lines with a coolant contained therein. Furthermore, a (first) pressure sensor is provided, which is adapted to measure pressure fluctuations of the coolant (directly or indirectly), as well as an evaluation device which is signal-transmitting connected to the (first) pressure sensor and is designed such that it can automatically carry out a method according to the invention ,
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein Überschreiten eines Grenzwerts für die Amplitude der Druckschwankungen als Sieden des Kühlmittels gewertet wird. Dieser Grenzwert kann beispielsweise 50 mbar betragen, wobei die Amplitude sowohl ein positives als auch negatives Vorzeichen aufweisen kann.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, it can be provided that an exceeding of a limit value for the amplitude of the pressure fluctuations is regarded as boiling of the coolant. This limit may be, for example, 50 mbar, wherein the amplitude may have both a positive and a negative sign.
Ein für die Verwendung bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeigneter Drucksensor ist dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine relativ hohe Abtastrate von insbesondere mindestens 50 Hz oder mindestens 75 Hz oder mindestens 100 Hz aufweist. Dadurch wird insbesondere ermöglicht, die Amplituden der typischerweise relativ hochfrequenten Druckschwankungen beziehungsweise Druckschwingungen, die aus einem Zerfall von Gas- beziehungsweise Siedeblasen in dem Kühlmittel eines Kühlsystems resultieren, auch tatsächlich isoliert zu erfassen. Zu träge abgetastete Drucksensoren würden dagegen wegen der Schwankungen des Drucks um Mittelwerte eine präzise Erfassung der einzelnen Amplituden nicht ermöglichen, sondern vielmehr mehrere Druckschwingungen mitteln, wodurch das Ermittlungsergebnis negativ beeinflusst werden könnte.A pressure sensor particularly suitable for use in carrying out a method according to the invention is characterized in that it has a relatively high sampling rate of, in particular, at least 50 Hz or at least 75 Hz or at least 100 Hz. This makes it possible in particular to detect the amplitudes of the typically relatively high-frequency pressure fluctuations or pressure oscillations which result from a disintegration of gas or boiling bubbles in the coolant of a cooling system, in fact isolated. On the other hand, too sluggishly sampled pressure sensors would not allow accurate detection of the individual amplitudes because of variations in pressure around averages, but rather average a number of pressure oscillations, which could adversely affect the detection result.
Vorzugsweise ist im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens die Verwendung eines Drucksensors vorgesehen, der direkt von dem Kühlmittel beaufschlagt ist und dadurch auch unmittelbar Druckschwankungen des Kühlmittels erfassen kann. Dadurch kann eine besonders hohe Ermittlungsgenauigkeit realisiert werden. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, Körper- oder Luftschwingungen, die direkt oder indirekt durch die Druckschwankungen des Kühlmittels angeregt wurden, mittels des Drucksensors zu erfassen.Preferably, the use of a pressure sensor is provided as part of a method according to the invention, which is acted upon directly by the coolant and thereby can also detect pressure fluctuations of the coolant directly. As a result, a particularly high detection accuracy can be realized. Alternatively, however, it is also possible to detect body or air vibrations, which were directly or indirectly excited by the pressure fluctuations of the coolant, by means of the pressure sensor.
Weiterhin bevorzugt kann die Verwendung eines Drucksensors vorgesehen sein, der einem Kühlkanal eines in das Kühlsystem eingebundenen Verbrennungsmotors (z.B. ein Dieselmotor oder ein Ottomotor oder eine Kombination daraus, d.h. z.B. ein Verbrennungsmotor mit homogener Kompressionszündung) oder einem Kühlkanal eines in das Kühlsystem eingebundenen Abgasturboladers oder einem Ladeluftkühler oder einem AGR-Kühler einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine zugeordnet ist, da in diesen Abschnitten beziehungsweise Komponenten des Kühlsystems erfahrungsgemäß Stellen mit besonders hoher lokaler Siedegefahr für das Kühlmittel existieren. Sofern, was ebenfalls möglich ist, mehrere Drucksensoren erfindungsgemäß eingesetzt werden, so können diese insbesondere mehreren oder allen der genannten Abschnitte/Komponenten zugeordnet sein. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass mehrere Drucksensoren Komponenten zugeordnet sind, die Teile von verschiedenen, voneinander separierten Teilkühlsystemen, beispielsweise einem Hochtemperaturkühlsystem und einem Niedertemperaturkühlsystem, sind. Dementsprechend können die bereits genannten Komponenten Teile eines ersten Teilkühlsystems sein, das von einem zweiten Teilkühlsystem separiert ist, wobei das zweite Teilkühlsystem zumindest eine zweite Kühlmittelpumpe, einen zweiten Kühlmittelkühler und eine zweite Wärmequelle, die über Kühlmittelleitungen mit einem darin enthaltenen Kühlmittel verbundenen sind, und das weiterhin einen zweiten Drucksensor umfasst, wobei der zweite Drucksensor mit einer (anderen) oder der(selben) Auswertevorrichtung signalübertragend verbunden ist, die derart ausgebildet ist, dass diese (ebenfalls) automatisiert ein erfindungsgemäßes Verfahren ausführen kann.Further preferably, the use of a pressure sensor may be provided which is a cooling channel of an integrated into the cooling system internal combustion engine (eg a diesel engine or a gasoline engine or a combination thereof, ie, for example, a combustion engine with homogeneous compression ignition) or a cooling channel of an integrated in the cooling system exhaust gas turbocharger or a charge air cooler or an EGR cooler of an internal combustion engine according to the invention is assigned, since experience exists in these sections or components of the cooling system according to points with high local boiling risk for the coolant. If, as is also possible, a plurality of pressure sensors are used according to the invention, they may in particular be assigned to several or all of the named sections / components. It can also be provided that a plurality of pressure sensors are associated with components that are parts of different, separate subcooling systems, such as a high-temperature cooling system and a low-temperature cooling system. Accordingly, the aforementioned components may be parts of a first subcooling system separated from a second subcooling system, the second subcooling system having at least a second coolant pump, a second coolant radiator and a second heat source connected via coolant lines to a coolant therein Furthermore, a second pressure sensor comprises, wherein the second pressure sensor with a (other) or the (same) evaluation device is connected signal-transmitting, which is designed such that this (also) automatically run a method according to the invention.
Als „Zuordnung“ des oder eines Drucksensors zu einem Abschnitt oder einer Komponente des Kühlsystems wird verstanden, dass dieser derart in der Nähe dieses Abschnitts oder dieser Komponente angeordnet ist, dass die von diesem erfassten Druckschwankungen dem in diesem Abschnitt oder in dieser Komponente enthaltenen Kühlmittel zugeordnet werden können. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Drucksensor innerhalb dieses Abschnitts oder innerhalb dieser Komponente oder unmittelbar, d.h. ohne dazwischenliegende Funktionskomponente des Kühlsystems, stromauf oder stromab davon (bezogen auf die vorgesehene Durchströmungsrichtung) angeordnet ist. As "allocation" of the or a pressure sensor to a portion or a component of the cooling system is understood that it is arranged in the vicinity of this section or component, that the pressure fluctuations detected by this associated with the coolant contained in this section or in this component can be. In this case, provision may be made in particular for the pressure sensor to be arranged within this section or within this component or directly, ie without any intervening functional component of the cooling system, upstream or downstream thereof (relative to the intended flow direction).
Als „Funktionskomponente“ des Kühlsystems werden Komponenten verstanden, deren Funktion über das ausschließliche Führen des Kühlmittels (wie in einer Kühlmittelleitung) hinausgeht. Insbesondere können solche Funktionskomponenten des Kühlsystems einer Förderung, wie bei einer Kühlmittelpumpe, einer bedarfsgerechten Steuerung, wie beispielsweise bei einem Ventil oder einer komplexeren Verteilvorrichtung, oder einem funktional gewollten Wärmeübergang, wie in einem Kühler beziehungsweise Wärmetauscher, dienen.The "functional component" of the cooling system is understood to be components whose function goes beyond the exclusive routing of the coolant (as in a coolant line). In particular, such functional components of the cooling system can be used for conveying, as in the case of a coolant pump, demand-controlled control, for example in the case of a valve or a more complex distribution device, or a functionally desired heat transfer, such as in a cooler or heat exchanger.
Als „separierte“ oder „separate“ Ausbildung der Teilkühlsysteme wird verstanden, dass diese keinen integralen Abschnitt, d.h. keinen Abschnitt, der sowohl Teil eines Kühlkreises des einen Teilkühlsystems als auch Teil eines Kühlkreises des anderen Teilkühlsystems ist, umfassen. Die separierten Teilkühlsysteme können dabei jedoch mit einem gemeinsamen Ausgleichsbehälter, insbesondere über jeweils mindestens eine Ausgleichsleitung sowie jeweils mindestens eine Entlüftungsleitung, indirekt verbunden sein.As a "separate" or "separate" design of the subcooling systems is meant that this no integral portion, i. no section which is both part of a cooling circuit of the one partial cooling system and part of a cooling circuit of the other partial cooling system include. The separated partial cooling systems can, however, be indirectly connected to a common expansion tank, in particular via at least one compensation pipe and in each case at least one ventilation pipe.
Als „Ausgleichsbehälter“ wird dabei ein Reservoir für das Kühlmittel des Kühlsystems verstanden, das dazu dient, insbesondere temperaturbedingte Ausdehnungen des Kühlmittels durch eine Veränderung des Füllstands des Kühlmittels in dem Ausgleichsbehälter auszugleichen. Dazu kann ein solcher Ausgleichsbehälter insbesondere teilweise mit dem Kühlmittel und teilweise mit einem Gas, insbesondere Luft, gefüllt sein. Eine dazugehörige Entlüftungsleitung kann vorzugsweise in einen Abschnitt des Ausgleichsbehälters münden, in dem das Gas vorhanden ist, während eine dazugehörige Ausgleichsleitung in einen das Kühlmittel aufnehmenden Abschnitt mündet, um ein Überströmen von Kühlmittel zwischen den Teilkühlsystemen und dem Ausgleichsbehälter mit dem primären Ziel der Kompensation einer temperaturbedingten Ausdehnung des Kühlmittels, gegebenenfalls auch für ein erstmaliges oder im Rahmen von Wartungstätigkeiten vorgesehenes Befüllen der Kühlsysteme mit dem Kühlmittel, zu ermöglichen.In this case, a "reservoir" for the coolant of the cooling system is understood to be a "reservoir", which serves in particular to compensate for temperature-induced expansions of the coolant by changing the fill level of the coolant in the reservoir. For this purpose, such a surge tank may be partially filled in particular with the coolant and partly with a gas, in particular air. An associated vent line may preferably open into a portion of the surge tank in which the gas is present, while an associated compensation line opens into a coolant receiving portion to an overflow of coolant between the partial cooling systems and the surge tank with the primary aim of compensation of a temperature Allow expansion of the coolant, possibly for a first or during maintenance activities provided filling the cooling systems with the coolant.
Sofern der oder ein Drucksensor einem Kühlkanal des Verbrennungsmotors zugeordnet ist, kann es sich hierbei insbesondere um einen Kühlkanal eines Zylindergehäuses des Verbrennungsmotors handeln, da für den Betrieb eines erfindungsgemäßen, einen Verbrennungsmotor umfassenden Kühlsystems vorzugsweise vorgesehen sein kann, dass zumindest zeitweise eine Durchströmung des Kühlkanals des Zylindergehäuses des Verbrennungsmotors unterbunden ist, so dass dann Kühlmittel innerhalb des Zylindergehäuses steht beziehungsweise nicht oder nur in einem äußerst geringen Maße strömt. Der damit verbundene Vorteil liegt in der Möglichkeit einer vorteilhaften Temperierung des Zylindergehäuses, insbesondere mit dem Ziel eines möglichst schnellen Aufwärmens des Zylindergehäuses nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors. Ein damit verbundenes Problem kann jedoch in der relativ hohen lokalen Siedegefahr infolge des stehenden Kühlmittels liegen. Sofern eine solche Sidegefahr basierend auf einem erfindungsgemäßen Verfahren erkannt worden ist, kann als Gegenmaßnahme beispielsweise eine zumindest geringfügige Durchströmung des Kühlkanals zugelassen werden.If the or a pressure sensor is assigned to a cooling channel of the internal combustion engine, this can be, in particular, a cooling channel of a cylinder housing of the internal combustion engine, since for the operation of a cooling system according to the invention comprising an internal combustion engine it can preferably be provided that at least at times a flow through the cooling channel of the Cylinder housing of the internal combustion engine is prevented, so that then coolant is within the cylinder housing or not or flows only to an extremely small extent. The associated advantage lies in the possibility of advantageous temperature control of the cylinder housing, in particular with the aim of warming up the cylinder housing as quickly as possible after a cold start of the internal combustion engine. An associated problem, however, may be the relatively high local boiling hazard due to the standing coolant. If such a side danger has been recognized based on a method according to the invention, as a countermeasure, for example, an at least slight flow through the cooling channel can be permitted.
Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Kühlsystem und insbesondere mit einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine, die vorzugsweise zur Erzeugung einer Fahrantriebsleistung für das Kraftfahrzeug vorgesehen ist. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich insbesondere um ein radbasiertes und nicht schienengebundenes Kraftfahrzeug (vorzugsweise ein PKW oder ein LKW) handeln.The invention also relates to a motor vehicle with a cooling system according to the invention and in particular with an internal combustion engine according to the invention, which is preferably provided for generating a traction drive power for the motor vehicle. The motor vehicle may in particular be a wheel-based and non-rail-bound motor vehicle (preferably a car or a truck).
Die unbestimmten Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und in der die Patentansprüche allgemein erläuternden Beschreibung, sind als solche und nicht als Zahlwörter zu verstehen. Entsprechend damit konkretisierte Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und mehrfach vorhanden sein können.The indefinite articles ("a", "an", "an" and "an"), in particular in the patent claims and in the description generally describing the claims, are to be understood as such and not as numerical words. Corresponding to this concretized components are thus to be understood that they are present at least once and may be present more than once.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausgestaltungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt, jeweils in vereinfachter Darstellung:
-
1 : ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug; -
2 : eine erste Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Kühlsystems; -
3 : eine zweite Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Kühlsystems; und -
4 : ein Diagramm zur Verdeutlichung der Veränderung des Druckverlaufs in Kühlmittel bei beginnendem Sieden.
-
1 a motor vehicle according to the invention; -
2 a first embodiment of a cooling system according to the invention; -
3 a second embodiment of a cooling system according to the invention; and -
4 : a diagram to illustrate the change in the pressure curve in coolant at the beginning of boiling.
Die
Die Brennkraftmaschine kann gemäß den
Die Brennkraftmaschine beziehungsweise Komponenten davon sind gemäß den
Das Hauptkühlsystem
Eine Verteilung des von den Kühlmitttelpumpen
Die konkrete Funktionsweise des Hauptkühlsystems
Das Nebenkühlsystem
Die Temperatur des Kühlmittels kann während eines regulären Betriebs der Brennkraftmaschine in dem Hauptkühlsystem
Sowohl dem Kühlmittelkühler
Die Teilkühlsysteme
Das in der
Dem Kühlkanal
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kühlsystemcooling system
- 22
- Verbrennungsmotorinternal combustion engine
- 33
- Zylindergehäusecylinder housing
- 44
- Zylindercylinder
- 55
- Zylinderkopfcylinder head
- 66
- Radwheel
- 77
- erstes Teilkühlsystem / Hauptkühlsystemfirst partial cooling system / main cooling system
- 88th
- zweites Teilkühlsystem / Nebenkühlsystemsecond partial cooling system / secondary cooling system
- 99
- Abgasturboladerturbocharger
- 1010
- Kühlkanal des ZylindergehäusesCooling channel of the cylinder housing
- 1111
- Kühlkanal des ZylinderkopfsCooling channel of the cylinder head
- 1212
- MotorölkühlerEngine oil cooler
- 1313
- GetriebeölkühlerTransmission oil cooler
- 1414
- Kühlkanal in dem AGR-VentilCooling channel in the EGR valve
- 1515
- AGR-KühlerEGR cooler
- 1616
- Kühlmittelkühler des HauptkühlsystemsCoolant cooler of the main cooling system
- 1717
- Hauptkühlmittelpumpe des HauptkühlsystemsMain coolant pump of the main cooling system
- 1818
- Zusatzkühlmittelpumpe des HauptkühlsystemsAdditional coolant pump of the main cooling system
- 19 19
- HeizungswärmetauscherHeater core
- 2020
- Kühlerbypass des HauptkühlsystemsRadiator bypass of the main cooling system
- 2121
- Verteilvorrichtungdistributor
- 2222
- Steuerungs- und AuswertevorrichtungControl and evaluation device
- 2323
- Dosiervorrichtungmetering
- 2424
- LadeluftkühlerIntercooler
- 2525
- Kühlmittelpumpe des NebenkühlsystemsCoolant pump of the secondary cooling system
- 2626
- Kühlmittelkühler des NebenkühlsystemsCoolant cooler of the secondary cooling system
- 2727
- Kühlerbypass des NebenkühlsystemsRadiator bypass of the secondary cooling system
- 2828
- Steuerventilcontrol valve
- 2929
- Gebläsefan
- 3030
- Ausgleichsbehältersurge tank
- 3131
- Verbindungsleitungconnecting line
- 3232
- Entlüftungsleitungvent line
- 3333
- Rückschlagventilcheck valve
- 3434
- Thermostatventilthermostatic valve
- 3535
- Drucksensorpressure sensor
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102011076098 A1 [0005]DE 102011076098 A1 [0005]
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