DE102018205783A1

DE102018205783A1 - Kühlsystem

Info

Publication number: DE102018205783A1
Application number: DE102018205783.4A
Authority: DE
Inventors: William Hutchins
Original assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Current assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2018-04-17
Publication date: 2018-10-25
Also published as: GB201706298D0; GB2561599B; GB2561599A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem (1) für einen Verbrennungsmotor, umfassend einen Schwalltopf (6), der ausgelegt ist, um flüssige und gasförmige Teile der Kühlflüssigkeit voneinander zu trennen, wobei der Schwalltopf (6) eine erste Auslassöffnung zum Abführen der flüssigen Teile der Kühlflüssigkeit und eine zweite Auslassöffnung zum Abführen der gasförmigen Teile der Kühlflüssigkeit umfasst. Um die Entfernung der gasförmigen Teile der Kühlflüssigkeit aus dem Schwalltopf zu verbessern, wird eine Treibmittelpumpe (9) mit einer ersten Einlassöffnung, die mit der zweiten Auslassöffnung des Schwalltopfes (6) verbunden ist, bereitgestellt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Kühlsysteme, insbesondere, aber nicht ausschließlich, für Verbrennungsmotoren. Insbesondere beziehen sich Aspekte der vorliegenden Erfindung auf ein Kühlsystem, ein Fahrzeug, welches das Kühlsystem umfasst und ein Verfahren zum Kühlen von Verbrennungsmotoren.
STAND DER TECHNIK
In typischen Kühlsystemen weisen der Motorblock und der Zylinderkopf des Verbrennungsmotors miteinander verbundene Kühlmittelkanäle auf, die hinter ihnen und durch sie hindurch verlaufen. Kühlflüssigkeit wird umlaufend durch die Kühlmittelkanäle mittels einer mechanischen Pumpe gepumpt, die von einer mit dem Motor verbundenen Riemenscheibe angetrieben wird. Die Pumpe treibt heiße Kühlflüssigkeit aus den Kühlmittelkanälen des Motors zu einem Kühler, der eine Art Wärmetauscher ist, um die Temperatur der Kühlflüssigkeit zu reduzieren. Sobald die Kühlflüssigkeit den Kühler am Auslass verlässt, ist ihre Temperatur gesunken und sie wird in die Kühlmittelkanäle des Motors zurückgeführt.
Die durch die Kühlmittelkanäle (oder den Kühlmittelmantel) des Motors hindurch verlaufende flüssige Kühlflüssigkeit ist typischerweise Wasser mit bestimmten Zusätzen, um den Gefrierpunkt desselben zu reduzieren und Korrosion zu verhindern. Bei normaler Betriebstemperatur befindet sich die Kühlflüssigkeit knapp unter dem normalen Siedepunkt. Die Gefahr des Siedens wird vermieden, indem der Druck innerhalb des Kühlsystems erhöht wird, was den Siedepunkt erhöht. Der zusätzliche Druck wird durch einen Kühlerverschluss begrenzt, der im Wesentlichen ein Überdruckventil ist. Obwohl der Druck und die Temperatur in herkömmlichen Kühlsystem reguliert sind, findet dennoch eine regelmäßige Ansammlung von in der Kühlflüssigkeit gelösten oder eingeschlossenen Gasen statt.
Es ist ein bekanntes Problem, dass in der Kühlflüssigkeit gelöste oder eingeschlossene Gase Pumpenkavitation verursachen, die die Lebenserwartung der Pumpen innerhalb des Kühlsystems reduzieren und die Leistungsfähigkeit der Pumpen nachteilig beeinflussen. Eingeschlossene Gase können auch Lufteinschlüsse verursachen, die zu einem Verlust der Pumpenfunktion, insbesondere bei elektrischen Pumpen, führen können. Um die eingeschlossene Luft aus der Kühlflüssigkeit entweichen zu lassen, verwenden bisherige Kühlsysteme einen Ausgleichsbehälter oder Entgasungsbehälter, der dem Kühlmantel des Motors nachgelagert angeordnet ist und der, wenn sich der Motor im Ruhezustand befindet, nur teilweise mit Kühlflüssigkeit gefüllt ist. Der verbliebene Raum innerhalb des Ausgleichs-/Entgasungsbehälters oberhalb der Kühlflüssigkeit dient dazu, dass in der Kühlflüssigkeit gelöste oder eingeschlossene Gase an die Flüssigkeitsoberfläche aufsteigen und entweichen können. Der Raum innerhalb des Ausgleichsbehälters ermöglicht auch die Volumenausdehnung der Kühlflüssigkeit aufgrund des Temperaturanstiegs. Um die Trennung zwischen der Kühlflüssigkeit und den eingeschlossenen Gasen innerhalb des Ausgleichs-/Entgasungsbehälters zu maximieren, empfahlen bisherige Kühlsysteme wie das aus GB 2 403 163 A bekannte Kühlsystem, den Ausgleichs-/Entgasungsbehälter als Schwalltopf auszubilden, der so gestaltet ist, dass ankommende Kühlflüssigkeit, die am Einlassende in den Ausgleichs-/Entgasungsbehälter einströmt, tangential zu zylindrischen Wandteilen des Behälter fließt, sodass der Strom auf die Gehäusewand in einem schrägen Winkel auftrifft und die Kühlflüssigkeit um eine vertikale Achse wirbelt/kreist, während sie nach unten an das Auslassende fällt. Das Wirbeln ermöglicht eingeschlossenen Gasen, sich aus der Kühlflüssigkeit herauszulösen. Da die Kühlflüssigkeit dichter ist als jedes eingeschlossene Gas, sammeln sich die abgetrennten Gase in der Regel in einem oberen Teil des Schwalltopfes, während sich die entgaste Kühlflüssigkeit am Boden absetzt.
Auch wenn ein Schwalltopf hilfreich ist, die eingeschlossenen Gase von der Kühlflüssigkeit zu trennen, wurde festgestellt, dass Probleme entstehen, wenn versucht wird, die abgetrennten Gase aus dem Schwalltopf zu entfernen.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die mit dem Stand der Technik verbundenen Nachteile anzugehen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kühlsystem bereitzustellen, in dem Gase von der Kühlflüssigkeit innerhalb eines Schwalltopfes wirksamer getrennt werden können.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung stellen ein Kühlsystem und ein Verfahren zum Kühlen eines Verbrennungsmotors bereit, wie in den unabhängigen Ansprüchen beansprucht.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Kühlsystem für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, das einen Schwalltopf umfasst, der ausgelegt ist, um flüssige und gasförmige Teile der Kühlflüssigkeit voneinander zu trennen. Der Schwalltopf umfasst eine erste Auslassöffnung zum Abführen von flüssigen Teilen der Kühlflüssigkeit und eine zweite Auslassöffnung zum Abführen der gasförmigen Teile der Kühlflüssigkeit. Das Kühlsystem umfasst eine Treibmittelpumpe mit einer ersten Einlassöffnung, die mit der zweiten Auslassöffnung des Schwalltopfes verbunden ist.
In dem Kühlsystem der vorliegenden Erfindung ist eine Treibmittelpumpe mit der zweiten Auslassöffnung der Kühlflüssigkeit verbunden, um aktiv Gase aus dem Schwalltopf abzuführen. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben, kann die Treibmittelpumpe selbst von der Kühlflüssigkeit innerhalb des Kühlsystems angetrieben werden, wodurch ein Venturi-Effekt entsteht, der die gasförmigen Teile der Kühlflüssigkeit aus dem Schwalltopf saugt. Die Treibmittelpumpe saugt nicht nur die Gasteile aus dem Schwalltopf, sondern drückt die Letzteren auch gegen den Entgasungsbehälter, in dem die überschüssigen Gase verbleiben können, bis das Kühlsystem sich abgekühlt hat und Kondensation einen Teil der heißen Gase wieder in die Kühlflüssigkeit innerhalb des Entgasungsbehälters zurückbringt. Obwohl das Kühlsystem der vorliegenden Erfindung als ein Kühlsystem für Verbrennungsmotoren beschrieben ist, versteht es sich, dass das Kühlsystem im Allgemeinen auch auf Elektro- und Hybrid-Elektrofahrzeuge anwendbar ist, die für gewöhnlich ähnliche, wenn nicht gar identische Kühlsysteme umfassen und ebenfalls von den Fortschritten der vorliegenden Erfindung profitieren würden.
Nach einer weiteren Ausführungsform umfasst die Treibmittelpumpe eine zweite Einlassöffnung, die mit einem Hochdruckauslass (52) einer Pumpe verbunden ist. Die Pumpe kann eine Hauptpumpe des Kühlsystems sein, wie etwa eine hierin zuvor beschriebene mechanische Pumpe. Insbesondere kann ein kleiner Teil (z.B. weniger als 10 %) der Kühlflüssigkeit, die die Pumpe an ihrem Hochdruckauslass verlässt, dazu verwendet werden, die Treibmittelpumpe anzutreiben und die gasförmigen Teile aus dem zweiten Auslass des Schwalltopfes zu entfernen. In dieser Ausführungsform besteht keine Notwendigkeit für eine separate Pumpe, welche die Treibmittelpumpe mit unter Druck stehender Flüssigkeit versorgt; vielmehr wird die Kühlflüssigkeit, die durch die mechanische Pumpe unter Druck gesetzt wird, durch den Kühlmantel/Kühler zirkuliert und gleichzeitig wird ein kleiner Teil davon zum Antreiben der Treibmittelpumpe verwendet.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Kühlsystem eine elektrische Pumpe mit einer Einlassöffnung, die mit der ersten Auslassöffnung des Schwalltopfes verbunden ist, und einer Auslassöffnung, die mit einer zweiten Einlassöffnung der Treibmittelpumpe verbunden ist. Wie hierin zuvor beschrieben, kann die erste Auslassöffnung des Schwalltopfes direkt mit der zweiten Auslassöffnung der Treibmittelpumpe verbunden sein. In dieser alternativen Variante ist eine elektrische Pumpe zwischen der ersten Auslassöffnung des Schwalltopfes und der zweiten Einlassöffnung der Treibmittelpumpe verbunden. Die elektrische Pumpe saugt die flüssigen Teile der Kühlflüssigkeit aus dem Schwalltopf und leitet unter Druck stehende flüssige Kühlflüssigkeit teilweise in Richtung des Motors/Kühlers und teilweise in Richtung der Treibmittelpumpe ab. Das Kühlsystem kann so ausgelegt sein, dass bei Betrieb weniger als 10 % der Flüssigkeit an der Auslassöffnung der elektrischen Pumpe an die zweite Einlassöffnung der Treibmittelpumpe geleitet werden. Dies kann durch Variieren der Größe von restriktiven Treibmittelöffnungen oder -düsen umgesetzt werden, die nachstehend näher beschrieben werden. Zum Beispiel können die Treibmittelöffnungen/-düsen einen Durchmesser von 2-3 mm relativ zu anderen Strömungsbegrenzungen innerhalb des Kühlsystems (z. B. einer Heizungseinlassöffnung) aufweisen, die einen Durchmesser von ungefähr 7 mm verbunden mit dem Auslass der elektrischen Pumpe bereitstellen. Dem Fachmann wird klar sein, dass Flüssigkeitsleitungen, die den Auslass der elektrischen Pumpe mit der 2-mm-Düse der Treibmittelpumpe verbinden, deutlich größer als die 2-mm-Öffnung sein müssen, um eine vollständige Energiezerstreuung an der Düse für eine maximale Treibmittelpumpenwirkung zu gewährleisten. Dem Fachmann wird klar sein, dass der Flüssigkeitsstrom am Auslass der elektrischen Pumpe den Weg des geringsten Widerstands nimmt und sich daher hauptsächlich in Richtung der größeren Begrenzung bewegt, während sich ein kleinerer Teil des Strom in Richtung der vergleichsweise kleinen Düsenöffnung der Treibmittelpumpe bewegt. Die Durchmesser der Strömungsbegrenzungen können so konstruiert sein, dass weniger als 10 % des Flüssigkeitsstroms an der Auslassöffnung der elektrischen Pumpe der Treibmittelpumpe zugeführt werden. Dies garantiert, dass stets ein ausreichender Strom an Kühlflüssigkeit zwischen dem Motor und dem Kühler zirkuliert.
Das Kühlsystem kann eine mechanische Pumpe und eine Steuereinheit umfassen, um die elektrische Pumpe bei Deaktivierung der mechanischen Pumpe zu aktivieren. Die elektrische Pumpe kann deutlich kleiner bemessen sein als die mechanische Pumpe und kann angeordnet sein, um die Kühlflüssigkeit in Bewegung zu halten, wenn der Motor abgeschaltet wird. Sobald der Motor abgeschaltet wird, hält die mechanische Pumpe, die mit dem Motor über einen Riemenscheibenantrieb verbunden ist, an. An diesem Punkt wird die elektrische Pumpe, die von einer Batterie des Fahrzeugs angetrieben werden kann, von der Steuereinheit eingeschaltet, um den Motor für einen begrenzten Zeitraum zu kühlen, nachdem der Motor abgeschaltet wurde. Dies ist besonders zweckdienlich in Kombination mit der Start-Stopp-Technologie, um die Temperaturkontrolle des Motors aufrechtzuerhalten, wenn das Fahrzeug im stehenden Verkehr abgeschaltet wird.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Kühlsystem eine Heizung zum Heizen eines Fahrzeuginnenraums, wobei die Heizung eine Einlassöffnung umfasst, die mit der Auslassöffnung der elektrischen Pumpe verbunden ist. Anders ausgedrückt, die Heizung kann direkt hinter der elektrischen Pumpe angeordnet werden, das heißt, parallel zu der Treibmittelpumpe der vorliegenden Erfindung. Wie hierin zuvor erwähnt, ist es vorteilhaft, die Heizung mit mehr als 90 % des Flüssigkeitsstroms, der aus der elektrischen Pumpe abgeführt wird, bereitzustellen und den verbliebenen Teil des Stroms an die Treibmittelpumpe zu verteilen. Eine Auslassöffnung der Heizung kann an eine Einlassöffnung eines Motorkühlmantes angeschlossen werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Kühlsystem einen Ausgleichsbehälter, wobei der Ausgleichsbehälter eine Einlassöffnung umfasst, die mit einer Auslassöffnung der Treibmittelpumpe verbunden ist. Der Ausgleichsbehälter dieser Ausführungsform ist getrennt von dem Schwalltopf und ist so beschaffen, dass er ein von der Treibmittelpumpe abgeführtes flüssiges/gasförmiges Kühlflüssigkeitsgemisch aufnimmt. Anders ausgedrückt, die von der Treibmittelpumpe aus dem zweiten Auslass des Schwalltopfes entfernten gasförmigen Teile werden mit den flüssigen Teilen der Kühlflüssigkeit innerhalb der Treibmittelpumpe vermischt und zusammen in Richtung des Ausgleichsbehälters abgeführt. Der Ausgleichsbehälter kann sich unter dem Schwalltopf befinden. In dieser Ausführungsform würden die gasförmigen Teile der Kühlflüssigkeit den Ausgleichsbehälter nicht erreichen können, ohne von der Treibmittelpumpe unter Druck gesetzt zu werden. Dies geschieht daher, weil innerhalb des Kühlsystems heiße Gase nach oben steigen, gegen die Schwerkraft, und daher den Schwalltopf nicht ohne die von der Treibmittelpumpe erzeugte Pumptätigkeit verlassen würden. Die Anordnung des Ausgleichsbehälters unter dem Schwalltopf kann innerhalb des Motorraums Verpackungsvorteile aufweisen.
Der Schwalltopf kann zwischen einer Auslassöffnung des vorgenannten Motorkühlmantels und einer Einlassöffnung der mechanischen Pumpe angeordnet werden. Folglich wird unter Druck stehende Flüssigkeit, die den Motorkühlmantel verlässt, an den Schwalltopf bereitgestellt und gereinigte Kühlflüssigkeit wird von der mechanischen oder elektrischen Pumpe aus der ersten Auslassöffnung des Schwalltopfes gesaugt.
Die zweite Auslassöffnung des Schwalltopfes kann über der ersten Auslassöffnung angeordnet sein. Diese Anordnung unterstützt die Trennung der gasförmigen und flüssigen Teile der Kühlflüssigkeit innerhalb des Schwalltopfes. Insbesondere sind die flüssigen Teile der Kühlflüssigkeit dichter als die gasförmigen Teile und bewegen sich somit automatisch in Richtung der zweiten Auslassöffnung, die in einem oberen Bereich des Schwalltopfes angeordnet ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform umfasst der Schwalltopf ein Auslassrohr, das mit seiner zweiten Auslassöffnung verbunden ist, wobei die Treibmittelpumpe ein integraler Bestandteil des Auslassrohres ist. Anders ausgedrückt, die Treibmittelpumpe wird durch das Auslassrohr des Schwalltopfes gebildet. Zu diesem Zweck kann das Auslassrohr eine erste und zweite Öffnung umfassen, wobei die erste Öffnung mit der zweiten Auslassöffnung des Schwalltopfes verbunden ist, während die zweite Öffnung mit der ersten Auslassöffnung des Schwalltopfes verbunden sein kann. Die erste und zweite Öffnung können nebeneinander innerhalb des Auslassrohres angeordnet sein und durch eine Wand voneinander getrennt sein, die sich entlang der Längsrichtung des Auslassrohres erstreckt. Das Anordnen der Treibmittelpumpe als integraler Bestandteil des Auslassrohres sorgt für eine kompaktere Anordnung des vorliegenden Kühlsystems. Wie hierin zuvor beschrieben, kann die erste Auslassöffnung des Schwalltopfes entweder direkt mit der Treibmittelpumpe oder über eine elektrische Pumpe verbunden sein. In beiden Fällen werden die flüssigen Teile der Kühlflüssigkeit an die zweite Öffnung innerhalb des Auslassrohres bereitgestellt.
In noch einer weiteren Ausführungsform können die erste und zweite Öffnung im Wesentlichen identische Durchmesser aufweisen. Die erste und zweite Öffnung können Durchmesser von 1,5 mm bis 3 mm aufweisen. Es versteht sich, dass, da die flüssigen Teile der Kühlflüssigkeit viel dichter als die gasförmigen Teile sind, kleine Mengen der durch die zweite Öffnung abgeführten flüssigen Teile ausreichend sind, um beträchtliche Mengen an Gas aus dem Schwalltopf über die erste Öffnung auszustoßen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Kühlsystem einen Kühler mit einer Einlassöffnung, die mit einer Auslassöffnung des Motorkühlmantels verbunden ist. Eine Hauptpumpe kann zur Zirkulation von Kühlflüssigkeit zwischen dem Motorkühlmantel und dem Kühler angeordnet sein.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das einen Motor umfasst, der an das hierin zuvor beschriebene Kühlsystem angeschlossen ist.
In noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kühlverfahren zum Kühlen eines Verbrennungsmotors bereitgestellt, umfassend:

ein Kühlverfahren zum Kühlen eines Verbrennungsmotors, umfassend:
- Bereitstellen eines Schwalltopfes, der ausgelegt ist, um flüssige und gasförmige Teile der Kühlflüssigkeit voneinander zu trennen;
- Bereitstellen einer Treibmittelpumpe;
- Abführen der gasförmigen Teile der Kühlflüssigkeit aus dem Schwalltopf durch die Treibmittelpumpe.

Wie hierin zuvor in Verbindung mit dem Kühlsystem erwähnt, stellt das Verfahren die wirksame Entfernung der gasförmigen Teile innerhalb des Schwalltopfes bereit.
In einer weiteren Ausführungsform beinhaltet das Verfahren das Zuführen der flüssigen Teile der Kühlflüssigkeit, die aus dem Schwalltopf abgeführt werden, an die Treibmittelpumpe. Nach dieser Variante wird der Schwalltopf als in sich geschlossenes System verwendet, das die gasförmigen Teile von den flüssigen Teilen der Kühlflüssigkeit trennt und die Letzteren direkt verwendet, um die Treibmittelpumpe zum Entfernen der gasförmigen Teile zu versorgen.
In noch einer weiteren Ausführungsform wird das Flüssigkeits-Gas-Gemisch, das von der Treibmittelpumpe abgeführt wird, zum Ausgleichsbehälter hin gelenkt.
Innerhalb des Geltungsbereichs dieser Anmeldung ist ausdrücklich beabsichtigt, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorhergehenden Abschnitten, den Ansprüchen und/oder in der folgenden Beschreibung und den folgenden Zeichnungen aufgeführt sind, und insbesondere die jeweiligen Merkmale davon, einzeln oder in beliebiger Kombination verwendet werden können. Das heißt, alle Ausführungsformen und/oder Merkmale jeder Ausführungsform können auf jede Weise und/oder in jeder Kombination kombiniert werden, sofern diese Merkmale nicht unvereinbar sind. Der Anmelder behält sich das Recht vor, jeglichen ursprünglich eingereichten Patentanspruch zu ändern oder jeglichen neuen Patentanspruch entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, jeglichen ursprünglich eingereichten Patentanspruch zu ergänzen, um von einem beliebigen Merkmal eines beliebigen anderen Patentanspruchs abzuhängen und/oder dieses zu integrieren, obwohl es auf diese Weise ursprünglich nicht beansprucht wurde.
Figurenliste
Es werden nun eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung nur in Form von Beispielen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei:

1 eine schematische Perspektivansicht eines Fahrzeugs nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2a ein schematisches Diagramm eines Kühlsystems nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2b ein schematisches Diagramm eines Kühlsystems nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
3a bis 3c Perspektivansichten eines in dem Kühlsystem nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendeten Schwalltopfes zeigen.

Betrachtet man 1, wird eine Perspektivansicht eines Fahrzeugs, insbesondere eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor, gezeigt. Das Fahrzeug umfasst ein Kühlsystem 1a, das unter Bezug auf 2a näher beschrieben wird. Es versteht sich, dass das Fahrzeug alternativ ein Elektro- oder Hybrid-Elektrofahrzeug sein kann, in welchem Fall das Kühlsystem zur Kühlung der entsprechenden Elektromotoren verwendet wird.
Bezugnehmend auf 2a wird ein schematisches Hydraulikdiagramm einer Ausführungsform des Kühlsystems nach der vorliegenden Erfindung gezeigt. Eine Motorbaugruppe 2 ist als schwarzer Kasten abgebildet, der den Motorblock, die Zylinderköpfe und einen Kühlmantel darstellt, der dazu verwendet wird, Kühlflüssigkeit (z.B. Wasser oder Frostschutzmischung) um den Motor herum zu pumpen. Die Motorbaugruppe 2 ist mit einem Kühler 3 über eine erste Flüssigkeitsleitung 11 und zurück vom Kühler 3 hin zur Motorbaugruppe 2 über die Flüssigkeitsrücklaufleitung 12 verbunden. Wie hierin zuvor beschrieben, ist der Kühler 3 ein Wärmetauscher mit einer Einlassöffnung 31, zum Aufnehmen von Hochtemperaturkühlflüssigkeit konfiguriert, und einem Auslass 32, durch den temperaturreduzierte Kühlflüssigkeit aus dem Kühler 3 abgeführt wird. Hochtemperaturkühlflüssigkeit, die in den Kühler 3 an der Einlassöffnung 31 einströmt, wird in dem Kühler 3 mittels auf die Außenseite des Kühlers 3 gerichteter kalter Luft abgekühlt.
Die Kühlflüssigkeit wird zwischen der Motorbaugruppe 2 und dem Kühler 3 über eine mechanische Pumpe 5 zirkuliert. Ein Einlass oder Niederdruckende 51 der mechanischen Pumpe 5 ist mit der Auslassöffnung 32 des Kühlers 3 verbunden. Ein Auslassende oder Hochdruckende 52 der mechanischen Pumpe 5 ist mit einer Einlassöffnung 21 der Motorbaugruppe 2 verbunden. Wie üblicherweise bekannt ist, ist die mechanische Pumpe mit dem Motor (nicht gezeigt) über einen Antriebsriemen verbunden und hält so die Kühlflüssigkeit zwischen der Motorbaugruppe 2 und dem Kühler 3 solange in Umlauf, wie der Motor aktiv ist.
Während des Starts des Motors, das heißt, wenn die Kühlflüssigkeit noch keine Betriebstemperatur erreicht hat, umgeht die Kühlflüssigkeit den Kühler 3 über die Umgehungsleitung 13, um die Temperatur der Kühlflüssigkeit schnell auf die Betriebstemperatur zu erhöhen. Die Umgehungsleitung 13 ist mit einem Thermostatventil 4 verbunden, das den Durchfluss durch die Umgehungsleitung 13 solange ermöglicht, bis die Kühlflüssigkeit eine unter der Betriebstemperatur liegende Temperatur aufweist. Sobald die Betriebstemperatur erreicht ist, verschließt das Thermostatventil 4 die Umgehungsleitung 13. Ab diesem Punkt wird die Kühlflüssigkeit zwischen dem Kühler 3 und der Motorbaugruppe 2 zirkuliert.
Wie hierin zuvor näher beschrieben, steigt während des Betriebs des Kühlsystems 1a die Temperatur der Kühlflüssigkeit und führt zur Bildung von Gas innerhalb der Kühlflüssigkeit. In der Kühlflüssigkeit eingeschlossenes Gas kann Kavitationsschäden oder Lufteinschlüsse verursachen, die den Verlust der Pumpleistung innerhalb der mechanische Pumpe 5 hervorrufen können. Insbesondere betroffen sind jedoch elektrische Pumpen, wie die in der Ausführungsform von 2b gezeigte Pumpe 7. Dem Fachmann wird klar sein, dass die elektrische Pumpe 7 anfälliger für Schaden durch Kavitation ist als die mechanische Pumpe 5, allgemein ist es jedoch wünschenswert, einem Kühlflüssigkeitsstrom mit möglichst wenigen Gaseinschlüssen aufrechtzuerhalten. Zu diesem Zweck umfasst das Kühlsystem 1a von 2a einen Schwalltopf 6, der über die Flüssigkeitsleitung 14 mit der Oberseite der Motorbaugruppe 2 verbunden ist. Kühlflüssigkeit, die in den Schwalltopf 6 über die Flüssigkeitsleitung 14 einströmt, wird tangential auf die Innenfläche des Schwalltopfes eingeführt, um einen wirbelnden oder kreisenden Flüssigkeitsstrom innerhalb des Schwalltopfes 6 zu erzeugen. Diese Flüssigkeitsbewegung erzeugt einen Wirbel, der gasförmige Teile der Kühlflüssigkeit von den flüssigen Teilen trennt. Das Prinzip eines Schwalltopfes ist allgemein bekannt und erfordert keine weitere Erklärung.
Infolge des Wirbels werden die gasförmigen Teile der Kühlflüssigkeit in einen oberen Teil des Schwalltopfes geleitet, während die flüssigen Teile in untere Abschnitten des Schwalltopfes 6 geleitet werden. Der Schwalltopf 6 umfasst eine erste Auslassöffnung 62, die mit der Einlassöffnung 81 einer Heizung 8 über die Flüssigkeitsleitung 14 verbunden ist. Die erste Auslassöffnung 62 ist ausgelegt, um die flüssigen Teile der Kühlflüssigkeit aus dem unteren Ende des Schwalltopfes 6 in Richtung des Einlasses 81 der Heizung 8 abzuführen. Die Heizung 8 ist ein weiterer Wärmetauscher zur Temperaturkontrolle des Fahrzeuginnenraums.
Eine zweite Auslassöffnung 63 des Schwalltopfes befindet sich an einem oberen Abschnitt des Schwalltopfes 6. Der zweite Auslass ist angeordnet, um die gasförmigen Teile der Kühlflüssigkeit über die Flüssigkeitsleitung 15 abzuführen. Um die gasförmigen Teile der Kühlflüssigkeit aus dem Schwalltopf 6 aktiv zu entfernen, wird eine Treibmittelpumpe 9 bereitgestellt. Die Treibmittelpumpe 9 hat eine erste Einlassöffnung 91, die mit der zweiten Auslassöffnung 63 des Schwalltopfes 6 über die Flüssigkeitsleitung 15 verbunden ist. An sich ist die erste Einlassöffnung 91 der Treibmittelpumpe 9 zum Aufnehmen der gasförmigen Teile der Kühlflüssigkeit über die Flüssigkeitsleitung 15 ausgelegt.
Eine zweite Einlassöffnung 92 der Treibmittelpumpe 9 ist mit der Hochdruck-Auslassöffnung 52 der mechanischen Pumpe 5 verbunden. In diesem speziellen Beispiel ist die zweite Einlassöffnung 92 der Treibmittelpumpe 9 mit der Auslassöffnung 52 über die Flüssigkeitsleitung 16 verbunden. Anders ausgedrückt, die unter Druck stehende Flüssigkeit an der Auslassöffnung 52 wird über die Flüssigkeitsleitung 16 zu der Treibmittelpumpe 9 gelenkt und strömt über die zweite Auslassöffnung 92 in die Treibmittelpumpe 9 ein. Die über die Flüssigkeitsleitung 16 zugeführte unter Druck stehende Flüssigkeit treibt die Treibmittelpumpe 9 an, um die gasförmigen Teile der Kühlflüssigkeit aus dem Schwalltopf 6 über die Flüssigkeitsleitung 15 aufgrund des Venturi-Effekts, der innerhalb der Treibmittelpumpe 9 erzeugt wird, abzusaugen.
Es versteht sich, dass die Einlassöffnung 92 einen kleineren Durchmesser als der Einlass 21 hat. An sich wird nur ein kleiner Teil des unter Druck stehenden Flüssigkeitsstroms an der Auslassöffnung 52 der mechanischen Pumpe 5 zu der zweiten Einlassöffnung 92 der Treibmittelpumpe 9 gelenkt. Die Mehrheit des Stroms an der Auslassöffnung 52 der mechanischen Pumpe 5 wird jedoch an die Einlassöffnung 21 der Heizungsmotorbaugruppe 2 bereitgestellt. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die Menge des an die zweite Einlassöffnung 92 über die Flüssigkeitsleitung 16 bereitgestellten Flüssigkeitsstroms weniger als 10 % des Flüssigkeitsstroms an der Hochdruck-Auslassöffnung 52. Mehr als 90 % des Auslassstroms wird an die Einlassöffnung 21 der Motorbaugruppe 2 bereitgestellt.
Der kleine Teil des Kühlflüssigkeitsstroms, der über die Flüssigkeitsleitung 16 zu der Treibmittelpumpe 9 umgeleitet wird, reicht aus, um die gasförmigen Teile von dem oberen Ende des Schwalltopfes 6 durch die Flüssigkeitsleitung 15 mittels Treibmittelpumpe 9 zu entfernen. An die Treibmittelpumpe 9 über die Flüssigkeitsleitung 16 zugeführte Flüssigkeit wird mit dem Gas vermischt, das in die Treibmittelpumpe über die erste Einlassöffnung 91 einströmt. Das innerhalb der Treibmittelpumpe 9 erzeugte Flüssigkeits-Gas-Gemisch wird dann zu einem Ausgleichs-/Entgasungsbehälter 10 über die Flüssigkeitsleitung 17 abgeführt. Wie hierin zuvor beschrieben, wird der Ausgleichsbehälter 10 dazu verwendet, Volumenänderungen aufgrund von Temperaturschwankungen auszugleichen und umfasst einen freien Raum für überschüssige Gase.
Während der Motor läuft, zirkuliert die mechanische Pumpe 5 Kühlflüssigkeit zwischen der Motorbaugruppe 2 und dem Kühler 3 über die Flüssigkeitsleitungen 11 und 12. Ein Teil der Kühlflüssigkeit wird kontinuierlich in Richtung des Schwalltopfes 6 über die Flüssigkeitsleitung 14 gelenkt. Die Menge der an den Schwalltopf bereitgestellten Kühlflüssigkeit wird durch die Unterschiede im Durchmesser zwischen den Flüssigkeitsleitungen 11 und 14 vorgegeben. Gereinigt verlässt flüssige Kühlflüssigkeit die erste Auslassöffnung 62 in Richtung der Einlassöffnung 81 der Heizung 8 und wird zu der Rücklaufleitung 12 zurückgeführt, sobald die Kühlflüssigkeit die Heizung 8 an der Auslassöffnung 82 verlässt. Ein kleiner Teil der unter Druck stehenden Kühlflüssigkeit an Auslass 52 wird an die Treibmittelpumpe 9 bereitgestellt, wie hierin zuvor beschrieben. Die Treibmittelpumpe, die durch etwas unter Druck stehende Flüssigkeit, die von der mechanischen Pumpe 5 bereitgestellt wird, angetrieben wird, extrahiert die getrennten gasförmigen Teile der Kühlflüssigkeit aus dem Schwalltopf 6 über die Flüssigkeitsleitung 15 und führt sie in den Gasbehälter 10 ab. Der Einlassöffnung 51 der mechanischen Pumpe 5 wird dann hochwertige gereinigte Kühlflüssigkeit (d. h. mit geringerem Gasgehalt) aus dem Auslassende 82 der Heizung 8 und dem Auslassende 10a des Entgasungsbehälters bereitgestellt.
In der Ausführungsform von 2b umfasst das Kühlsystem 1b eine zusätzliche elektrische Pumpe 7. Teile des Kühlsystems 1b in 2b, die Teilen des Kühlsystems 1a in 2a entsprechen, sind mit identischen Bezugszeichen versehen. Die elektrische Pumpe 7 ist mit der mechanischen Pumpe 5 in Reihe geschaltet. Eine Steuereinheit (nicht gezeigt) ist ausgelegt, um die elektrische Pumpe 7 nur dann zu aktivieren, wenn die mechanische Pumpe 5 deaktiviert ist, das heißt, wenn der Motor nicht läuft. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die Start-Stopp-Technologie in stehendem Verkehr verwendet wird. An sich kann die elektrische Pumpe 7 verwendet werden, um die Kühlflüssigkeit zwischen der Motorbaugruppe 2 und dem Kühler 3 in Umlauf zu halten, um den Motor nach Abschalten des Motors noch etwas länger zu kühlen. Eine Auslassöffnung 72 der elektrischen Pumpe ist ebenfalls mit der Einlassöffnung 81 der Heizung 8 verbunden. Als solches kann die elektrische Pumpe 7 auch verwendet werden, der Heizung 8 weiterhin Hochtemperaturkühlflüssigkeit bereitzustellen, während die mechanische Hauptpumpe 5 abgeschaltet ist.
In dieser Ausführungsform ist die erste Auslassöffnung 62 des Schwalltopfes mit der Einlassöffnung 71 der elektrischen Pumpe 7 über die Flüssigkeitsleitung 14 verbunden. Die erste Auslassöffnung 62 ist ausgelegt, um die flüssigen Teile der Kühlflüssigkeit aus dem unteren Ende des Schwalltopfes 6 in Richtung des Einlasses 71 der elektrischen Pumpe 7 abzuführen. Die zweite Auslassöffnung 63 des Schwalltopfes befindet sich an einem oberen Abschnitt des Schwalltopfes 6. Der zweite Auslass ist angeordnet, um die gasförmigen Teile der Kühlflüssigkeit über die Flüssigkeitsleitung 15 abzuführen.
Eine zweite Einlassöffnung 92 der Triebmittelpumpe 9 ist mit der ersten Auslassöffnung 62 des Schwalltopfes 6 über die elektrische Pumpe 7 verbunden. An sich kann die elektrische Pumpe 7 auch zum Antrieb der Treibmittelpumpe 9 verwendet werden. In diesem speziellen Beispiel ist die zweite Einlassöffnung 92 der Treibmittelpumpe 9 mit dem Auslassende 72 der elektrischen Pumpe 7 über die Flüssigkeitsleitung 16 verbunden. Anders ausgedrückt, unter Druck stehende Flüssigkeit an dem Hochdruck-Auslassende 72 wird über die Flüssigkeitsleitung 16 in Richtung der Treibmittelpumpe 9 gelenkt und strömt über die zweite Einlassöffnung 92 in die Treibmittelpumpe 9 ein. Die über die Flüssigkeitsleitung 16 zugeführte unter Druck stehende Flüssigkeit treibt die Treibmittelpumpe 9 an, um die gasförmigen Teile der Kühlflüssigkeit aus dem Schwalltopf 6 über die Flüssigkeitsleitung 15 aufgrund des Venturi-Effekts, der innerhalb der Treibmittelpumpe 9 erzeugt wird, abzusaugen.
Es versteht sich, dass die Einlassöffnung 92 einen kleineren Durchmesser als der Einlass 81 der Heizung 8 aufweist. An sich wird nur ein kleiner Teil des unter Druck stehenden Flüssigkeitsstroms an der Auslassöffnung 72 der elektrischen Pumpe 7 zu der zweiten Einlassöffnung 92 der Treibmittelpumpe 9 gelenkt. Die Mehrheit des Stroms an der Auslassöffnung 72 der elektrischen Pumpe wird jedoch an die Einlassöffnung 81 der Heizung 8 bereitgestellt. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die Menge des an die zweite Einlassöffnung 92 über die Flüssigkeitsleitung 16 bereitgestellten Flüssigkeitsstroms weniger als 10 % des Flüssigkeitsstroms an der Auslassöffnung 72. Mehr als 90 % des Auslassstroms wird an die Einlassöffnung 81 der Heizung 8 bereitgestellt.
Der kleine Teil des Kühlflüssigkeitsstroms, der über die Flüssigkeitsleitung 16 zu der Treibmittelpumpe 9 umgeleitet wird, reicht aus, um die gasförmigen Teile von dem oberen Ende des Schwalltopfes 6 durch die Flüssigkeitsleitung 15 mittels Treibmittelpumpe 9 zu entfernen. An die Treibmittelpumpe 9 über die Flüssigkeitsleitung 16 zugeführte Flüssigkeit wird mit dem Gas vermischt, das in die Treibmittelpumpe über die erste Einlassöffnung 91 einströmt. Das innerhalb der Treibmittelpumpe 9 erzeugte Flüssigkeits-Gas-Gemisch wird dann zu einem Ausgleichs-/Entgasungsbehälter 10 über die Flüssigkeitsleitung 17 abgeführt. Wie hierin zuvor beschrieben, wird der Ausgleichsbehälter 10 dazu verwendet, Volumenänderungen aufgrund von Temperaturschwankungen auszugleichen und umfasst einen freien Raum für überschüssige Gase.
Während der Motor läuft, zirkuliert die mechanische Pumpe 5 Kühlflüssigkeit zwischen der Motorbaugruppe 2 und dem Kühler 3 über die Flüssigkeitsleitungen 11 und 12. Ein Teil der Kühlflüssigkeit wird kontinuierlich in Richtung des Schwalltopfes 6 über die Flüssigkeitsleitung 14 gelenkt. Die Menge der an den Schwalltopf bereitgestellten Kühlflüssigkeit wird durch die Unterschiede im Durchmesser zwischen den Flüssigkeitsleitungen 11 und 14 vorgegeben. Gereinigt verlässt flüssige Kühlflüssigkeit die erste Auslassöffnung 62 in Richtung der Einlassöffnung 71 der elektrischen Pumpe 7, die zu diesem Zeitpunkt nicht aktiv ist. Die unter Druck stehende Kühlflüssigkeit sieht daher die Pumpe 7 als Leitung und wird an die Heizung 8 und die Treibmittelpumpe 9 bereitgestellt, wie hierin zuvor beschrieben. Die Treibmittelpumpe, die durch etwas unter Druck stehende Flüssigkeit, die von der mechanischen Pumpe 5 bereitgestellt wird, angetrieben wird, extrahiert die getrennten gasförmigen Teile der Kühlflüssigkeit aus dem Schwalltopf 6 über die Flüssigkeitsleitung 15 und führt sie in den Gasbehälter 10 ab. Der Einlassöffnung 51 der mechanischen Pumpe 5 wird dann hochwertige gereinigte Kühlflüssigkeit (d. h. mit geringerem Gasgehalt) aus dem Auslassende 82 der Heizung 8 und dem Auslassende 10a des Entgasungsbehälters bereitgestellt. Sobald die mechanische Pumpe 5 abgeschaltet wird, schaltet eine Steuereinheit die elektrische Pumpe 7 ein, die dann die Zirkulation der Kühlflüssigkeit auf im Wesentlichen dieselbe Weise übernimmt, wie dies hierin zuvor unter Bezug auf die mechanische Pumpe 5 beschrieben wurde. Gleichzeitig werden Teile des Flüssigkeitsstroms an der Auslassöffnung 72 der elektrischen Pumpe 7 dazu verwendet, die Treibmittelpumpe 9 über die Flüssigkeitsleitung 16 anzutreiben.
3a bis 3c zeigen verschiedene Perspektivansichten eines Schwalltopfes 60 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Entsprechende Teile des Schwalltopfes 60, die schematisch in 2a gezeigt wurden, sind mit identischen Bezugszeichen in 3a bis 3c versehen. Betrachtet man 3a, wird ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse 64 gezeigt. Kühlflüssigkeit mit eingeschlossenen Gasen wird dem zylindrischen Gehäuse 64 über die Einlassöffnung 61 zugeführt. Die in das Gehäuse 64 über die Einlassöffnung 61 eingeführte Kühlflüssigkeit wird tangential mit Bezug auf die inneren Seitenwände (nicht gezeigt) des Gehäuses 64 eingeführt, sodass in dem Schwalltopf 60 ein Wirbel erzeugt wird. Der Wirbel trennt mechanisch flüssige Teile der Kühlflüssigkeit von gasförmigen Teilen der Kühlflüssigkeit. Die flüssigen Teile der Kühlflüssigkeit sinken auf den Boden von Gehäuse 64 ab und verlassen den Schwalltopf 60 über die erste Auslassöffnung 62. In 2a ist die Auslassöffnung 62 mit der Einlassöffnung 81 der Heizung 8 über die Flüssigkeitsleitung 14 verbunden. Die zweite Einlassöffnung 92 der Treibmittelpumpe 9 ist mit der Hochdruck-Auslassöffnung 52 der mechanischen Pumpe 5 über die Flüssigkeitsleitung 16 verbunden. In der Ausführungsform von 2b ist die Auslassöffnung 62 mit der Flüssigkeitsleitung 16 über die elektrische Pumpe 7 verbunden.
In 3a sind zumindest Teile der vorgenannten Flüssigkeitsleitungen 16 als Hochdruckflüssigkeitsrohr 65 dargestellt. Das heißt, die Hochdruck-Kühlflüssigkeit wird entweder direkt an das Hochdruck-Flüssigkeitsrohr 65 von Auslass 52 der Pumpe 5 (2a) oder von Auslass 72 der elektrischen Pumpe 7 (2b) bereitgestellt. Das Hochdruck-Flüssigkeitsrohr 65 ist mit den Öffnungen 66 und 67 sowie dem Auslassrohr 70 verbunden. Öffnung 66 verbindet das Hochdruckrohr 65 mit der in 2b gezeigten Heizung 8 (in dem Beispiel von 2a gäbe es keine Öffnung 66), während Öffnung 67 das Hochdruckrohr 65 mit einem üblicherweise bekannten Turbolader (nicht gezeigt) verbindet. Ein kleiner Teil (z. B. weniger als 10 %) des Flüssigkeitsstroms innerhalb des Hochdruckrohrs 65 wird dem Auslassrohr 70 zugeführt, das detaillierter in 3b und 3c gezeigt ist.
Das Auslassrohr 70 umfasst die erste und zweite Öffnung 74, 75. Die erste Öffnung 74 ist direkt mit der zweiten Auslassöffnung 63 des Schwalltopfes 6 (3a) verbunden. Die zweite Öffnung 75 stellt eine Ausführungsform der zweiten Einlassöffnung 92 der Treibmittelpumpe 9 dar und verbindet das Auslassrohr 70 mit dem Hochdruckrohr 65. 3c zeigt ferner, dass die erste Öffnung 74 und die zweite Öffnung 75 durch eine Längswand 76 getrennt sind, die sich zwischen den zwei Öffnungen 74, 75 erstreckt. Die über das Hochdruckrohr 65 zugeführte Hochdruckflüssigkeit strömt über die zweite Öffnung 75 in das Auslassrohr 70 ein und erzeugt einen Venturi-Effekt, der die gasförmigen Teile der Kühlflüssigkeit aus dem Schwalltopfgehäuse 64 über die zweite Auslassöffnung 63 und erste Öffnung 74 saugt. An sich fungieren die erste und zweite Öffnung 74 und 75 als Einlassöffnungen 91 und 92 für die hierin zuvor beschriebene Treibmittelpumpe 9 ( 2a und 2b). Mit einfachen Worten ist die Treibmittelpumpe ein integraler Bestandteil des Auslassrohres 70 des Schwalltopfes 60. Wie hierin zuvor in Verbindung mit 2b beschrieben, ist der Durchmesser der zweiten Öffnung 75 deutlich kleiner als der Durchmesser der Öffnung 66, sodass weniger als 10 % des Flüssigkeitsstroms in Richtung der Treibmittelpumpe gelenkt werden, während der meiste Strom in Richtung der Heizung 8 über die Öffnung 66 gelenkt wird.
Es versteht sich, dass das Kühlsystem in dem Schwalltopf der vorliegenden Erfindung nicht auf eine Anwendung in Verbrennungsmotoren beschränkt ist, sondern auch in Kühlsystemen für Elektro- oder Hybrid-Elektrofahrzeuge verwendet werden könnte, die dann keine mechanische Pumpe beinhalten würden, sondern ausschließlich auf elektrische Pumpen setzen würden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

GB 2403163 A [0004]

Claims

Kühlsystem für einen Verbrennungsmotor, umfassend: einen Schwalltopf, ausgelegt, um flüssige und gasförmige Teile der Kühlflüssigkeit voneinander zu trennen, wobei der Schwalltopf eine erste Auslassöffnung zum Abführen der flüssigen Teile der Kühlflüssigkeit und eine zweite Auslassöffnung zum Abführen der gasförmigen Teile der Kühlflüssigkeit umfasst, und eine Treibmittelpumpe mit einer ersten Einlassöffnung, die mit der zweiten Auslassöffnung des Schwalltopfes verbunden ist.
Kühlsystem nach Anspruch 1, wobei die Treibmittelpumpe eine zweite Einlassöffnung umfasst, die mit einem Hochdruckauslass einer Pumpe verbunden ist.
Kühlsystem nach Anspruch 1, wobei das Kühlsystem eine elektrische Pumpe mit einer Einlassöffnung, die mit der ersten Auslassöffnung des Schwalltopfes verbunden ist, und einer Auslassöffnung, die mit einer zweiten Einlassöffnung der Treibmittelpumpe verbunden ist, umfasst.
Kühlsystem nach Anspruch 3, wobei das Kühlsystem so ausgelegt ist, dass bei Betrieb weniger als 10 % des Flüssigkeitsstroms an der Auslassöffnung der elektrischen Pumpe an die zweite Einlassöffnung der Treibmittelpumpe geleitet werden.
Kühlsystem nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Kühlsystem eine mechanische Pumpe und eine Steuereinheit zum Aktivieren der elektrischen Pumpe bei Deaktivierung der mechanischen Pumpe umfasst.
Kühlsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das Kühlsystem eine Heizung zum Heizen eines Fahrzeuginnenraums umfasst, wobei die Heizung eine Einlassöffnung umfasst, die mit der Auslassöffnung der elektrischen Pumpe verbunden ist.
Kühlsystem nach Anspruch 6, wobei eine Auslassöffnung der Heizung mit einer Einlassöffnung eines Motorkühlmantels verbunden ist.
Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Kühlsystem einen Ausgleichsbehälter umfasst, wobei der Ausgleichsbehälter eine Einlassöffnung umfasst, die mit einer Auslassöffnung der Treibmittelpumpe verbunden ist.
Kühlsystem nach Anspruch 8, wobei sich der Ausgleichsbehälter unter dem Schwalltopf befindet.
Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Schwalltopf zwischen einer Auslassöffnung eines Motorkühlmantels und einer Einlassöffnung einer mechanischen Pumpe angeordnet ist.
Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die zweite Auslassöffnung des Schwalltopfes über der ersten Auslassöffnung angeordnet ist.
Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Schwalltopf ein Auslassrohr umfasst, das mit seiner zweiten Auslassöffnung verbunden ist, wobei die Treibmittelpumpe ein integraler Bestandteil des Auslassrohres ist.
Kühlsystem nach Anspruch 12, wobei das Auslassrohr eine erste und zweite Öffnung umfasst, wobei die erste Öffnung mit der zweiten Auslassöffnung des Schwalltopfes verbunden ist.
Kühlsystem nach Anspruch 13, wobei die zweite Öffnung mit der ersten Auslassöffnung des Schwalltopfes verbunden ist.
Kühlsystem nach Anspruch 13 oder 14, wobei die erste und zweite Öffnung nebeneinander angeordnet sind.
Kühlsystem nach Anspruch 15, wobei die erste und zweite Öffnung durch eine Wand voneinander getrennt sind, die sich entlang der Längsrichtung des Auslassrohres erstreckt.
Kühlsystem nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die erste und zweite Öffnung im Wesentlichen identische Durchmesser aufweisen.
Kühlsystem nach Anspruch 17, wobei die erste und zweite Öffnung einen Durchmesser von 1,5 mm bis 3 mm aufweisen.
Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei das Kühlsystem einen Kühler mit einer Einlassöffnung umfasst, die mit einer Auslassöffnung eines Motorkühlmantels verbunden ist.
Kühlsystem nach einem der Ansprüche 19, wobei das Kühlsystem eine Hauptpumpe umfasst, die zur Zirkulation von Kühlflüssigkeit zwischen einem Motorkühlmantel und dem Kühler angeordnet ist.
Fahrzeug, umfassend einen Motor, der mit dem Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 20 verbunden ist.
Kühlverfahren zum Kühlen eines Verbrennungsmotors, umfassend: Bereitstellen eines Schwalltopfes, der ausgelegt ist, um flüssige und gasförmige Teile der Kühlflüssigkeit voneinander zu trennen; Bereitstellen einer Treibmittelpumpe; Abführen der gasförmigen Teile der Kühlflüssigkeit aus dem Schwalltopf durch die Treibmittelpumpe.
Kühlverfahren nach Anspruch 22, einschließlich des Zuführens der flüssigen Teile der Kühlflüssigkeit, die aus dem Schwalltopf abgeführt werden, an die Treibmittelpumpe.
Kühlverfahren nach Anspruch 22 oder 23, das ein Flüssigkeits-Gas-Gemisch, das von der Treibmittelpumpe abgeführt wird, in Richtung eines Ausgleichsbehälters lenkt.