DE19728590A1

DE19728590A1 - Kühlkreislauf für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19728590A1
Application number: DE1997128590
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl Ing Binder
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1997-07-04
Filing date: 1997-07-04
Publication date: 1999-01-07

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kühlkreislauf für eine flüssigkeitsge kühlte Brennkraftmaschine, welcher Kühlkreislauf eine Umwälzpumpe und einen Hauptkühler sowie einen zusätzlichen Wärmetauscher, z. B. einen Ölkühler, aufweist, wobei der Hauptkühler unter Zwischenschaltung eines Thermostaten über eine Vorlauf- und eine Rücklaufleitung mit der Brenn kraftmaschine verbunden ist und wobei der Wärmetauscher unabhängig von der Thermostatstellung mit Kühlmittel beaufschlagbar ist.

Ein gattungsgemäßer Kühlkreislauf für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraft maschine ist durch die DE 42 11 588 A1 bekannt geworden. Bei der dort gewählten Anordnung ist der zusätzliche Wärmetauscher vorlaufseitig unmittelbar an die Druckseite der Umwälzpumpe und rücklaufseitig an die Saugseite bzw. an die Rücklaufleitung des Hauptkühlkreises angeschlos sen. Ziel ist es dabei, den Wärmetauscher, ggf. in Verbindung mit einem separatem Nebenkreislauf, so in den Primärkühlkreislauf einzubinden, daß eine gleichmäßige, ausreichende Kühlleistung über den gesamten Betriebs bereich der Brennkraftmaschine sichergestellt ist. Dabei ist für den Wärme tauscher ein separater Kühlkreislauf geschaffen, der ohne Durchströmung jedwelcher Teile der Brennkraftmaschine von der Druckseite bei der Um wälzpumpe zu deren Saugseite führt. Der Anschluß an die Saugseite der Umwälzpumpe kann so gewählt werden, daß eine Umgehung des in dem Thermostatgehäuse angeordneten Thermostaten stattfindet. Damit ist für den separaten Kühlkreislauf eine möglichst geringe Vorlauftemperatur ge geben. Ein hoher Wirkungsgrad ist bei allen Betriebsbedingungen sicher gestellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Nutzung des Grundgedan kens und der wesentlichen Vorteile des vorbeschriebenen Standes der Technik eine weitere vorteilhafte Ausführungsvariante aufzuzeigen.

Bei einem nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 ausgestalteten Kühlkreislauf gelingt dies auf erfindungsgemäße Weise, indem der Kühl kreislauf die weiteren kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 aufweist.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Anordnung ist dabei darin zu sehen, daß der zusätzliche Wärmetauscher, beispielsweise ein Getriebeölkühler eines Au tomatikgetriebes, unmittelbar innerhalb des Hauptkühlers angeordnet sein kann, so daß insbesondere der konstruktive Aufwand für einen separaten Kühlkreislauf entbehrlich ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin dung sind mit den Unteransprüchen beansprucht.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert und in der zugehörigen Zeichnung dargestellt. Diese zeigt schematisiert einen erfindungsgemäß aufgebauten Kühlkreislauf. Die dargestellte Brennkraftmaschine 1 (zwei Zy linderreihen) mit Flüssigkeitskühlung weist zunächst einen Kühlkreislauf an sich bekannter Bauart auf, mit einem Hauptkühler 2 und einer von der Brennkraftmaschine 1 angetriebenen Kühlmittel-Umwälzpumpe 3. Die Brennkraftmaschine 1 ist mit Anschlußstutzen 4 versehen, an die eine mit dem Hauptkühler 2 verbundene Vorlaufleitung 5 angeschlossen ist. Von die ser zweigt eine weitere Leitung 6 ab, die als Vorlaufleitung in einen Wärme tauscher einer hier im einzelnen nicht gezeigten Fahrzeugheizung mündet. Eine von dort kommende Rücklaufleitung 7 führt bis zu einer aus Umwälz pumpe 3 und Thermostat 12 bestehenden Baueinheit 15.

Über die Vorlaufleitung 5 gelangt das Kühlmittel in den Hauptkühler 2, in dessen Wasserkasten 8 ein weiterer Wärmetauscher 9, beispielsweise ein Getriebeölkühler für ein Automatikgetriebe, untergebracht ist. Dieser wird in entsprechender Weise vom Kühlmittel beaufschlagt. Eine sich an den Hauptkühler 2 anschließende Rücklaufleitung 10 mündet in die Baueinheit 15. Über eine sich entsprechend verzweigende Leitung 13 wird das nun heruntergekühlte Kühlmittel wieder der Brennkraftmaschine 1 zugeführt.

Bei kalter Brennkraftmaschine 1 wird in dem beschriebenen Kühlwasser kreislauf das in den Zylinderblöcken bzw. Zylinderköpfen befindliche Kühl mittel über eine Kurzschlußleitung 14 angesaugt und, bei geschlossenem Thermostaten 12, über die Leitung 13 wieder unmittelbar den Kühlkanälen der Brennkraftmaschine 1 zugeführt. Nach Erreichen einer definierten Tem peratur des Kühlmittels öffnet der Thermostat 12 und es wird zunehmend durch den Hauptkühler 2 heruntergekühltes Kühlmittel über die Rücklauflei tung 10 und die Leitung 13 der Brennkraftmaschine 1 zugeführt, wobei dem entsprechend über die Vorlaufleitung 5 heißes Kühlmittel zum Hauptkühler 2 gelangt. Das durch die Kurzschlußleitung 14 strömende Kühlmittelvolumen wird dabei nach und nach vermindert.

Nun ist es aber in der Praxis so, daß bei betriebswarmer Brennkraftma schine 1 der Thermostat 12 keineswegs vollständig geöffnet ist, so daß der Kühlmitteldurchsatz durch den Hauptkühler 2 gebremst und dadurch dessen maximales Leistungsvermögen nicht ausgenutzt ist. Aufgrund dessen ist der Wärmetauscher 9 auch nicht in der Lage, seine an sich mögliche maximale Kühlleistung zu erbringen. In noch viel stärkerem Maße gilt dies in der Kalt laufphase der Brennkraftmaschine 1, wenn nämlich das Kühlmittel bei ge schlossenen Thermostaten 12 im Kurzschlußkreis (Kurzschlußleitung 14) läuft.

Um den Forderungen von drehmomentstarken Motoren gerecht zu werden, müssen beispielsweise die Dauerbetriebstemperaturen im Getriebe soweit als möglich niedrig gehalten werden. Um dies zu erreichen und dabei eine volle Leistungsentfaltung des Wärmetauschers 9 zu ermöglichen, ist gemäß der Erfindung zwischen Vorlaufleitung 5 und Rücklaufleitung 10 ein Bypass 16 geschaltet, bestehend aus Leitung 17, Umwälzpumpe 18 und Rück schlagventil 19. Dadurch kann erreicht werden, daß trotz geschlossenem oder nur teilweise geöffnetem Thermostaten 12 ein genügend großer Kühlmittel-Volumenstrom durch den Hauptkühler 2 gefördert wird, so daß der Wärmetauscher 9 seine optimale Kühlleistungsfähigkeit stets erreichen kann. Dies ist möglich, da der ihn umspülende Kühlmittel-Volumenstrom V_S sich nun aus der Summe von Vorleitungs-Volumenstrom V_V und Bypass-Vo lumenstrom V_B ergibt.

Es versteht sich, daß der Wärmetauscher 9 auch anderweitige Nebenaggre gate der Brennkraftmaschine 1 mit einer entsprechenden Kühlleistung ver sorgen kann.

Die Umwälzpumpe 18 kann ihren Antrieb von einem Elektromotor erhalten, denkbar wäre aber auch, sie in gleicher Weise wie die Haupt-Umwälzpumpe 3 anzutreiben, also z. B. über die Brennkraftmaschine 1.

Claims

1. Kühlkreislauf für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine, welcher Kühlkreislauf eine Umwälzpumpe und einen Hauptkühler sowie einen zu sätzlichen Wärmetauscher aufweist, wobei der Hauptkühler unter Zwi schenschaltung eines Thermostaten über eine Vorlauf- und eine Rück laufleitung mit der Brennkraftmaschine verbunden ist und wobei der Wärmetauscher unabhängig von der Thermostatstellung mit Kühlmittel beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (9) innerhalb des Hauptkühlers (2) angeordnet ist und daß dem Hauptkühler (2) ein zwischen Vorlauf- und Rücklaufleitung (5, 10) ge schalteter Bypass (16) zugeordnet ist.

2. Kühlkreislauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass (16) aus Leitung (17), Umwälzpumpe (18) und Rückschlagventil (19) besteht.

3. Kühlkreislauf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypass-Umwälzpumpe (18) sowie die Haupt-Umwälzpumpe (3) gemein sam angetrieben werden.

4. Kühlkreislauf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass-Umwälzpumpe (18) ein Elektroantrieb zugeordnet ist.