Eine flüssigkeitsgekühlte Hubkolben-Brennkraftmaschine 2 mit einem
Zylinderblock 4 und einem Zylinderkopf 6 ist über eine Vorlaufleitung 8 und eine
Rücklaufleitung 10 mit einem in Kraftfahrzeugen üblichen Kühler
12
verbunden. In der Brennkraftmaschine 2 sind in bekannter Weise Kühlkanäle vorgesehen,
die von einem flüssigen Kühlmittel, z. B. einer Wasser-Glykol-Mischung, durchströmt
werden. Vom Zylinderkopf 6 zweigt ferner eine Vorlaufleitung 14 ab, die das Kühlmittel
zu einem Heizungs-Wärmetauscher 16 leitet, von wo aus es über eine Rücklaufleitung
18 wieder der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Die Rücklaufleitung 18 mündet dabei
in eine im Zylinderblock 4 der Brennkraftmaschine integrierte Thermostatkammer 20. A liquid-cooled reciprocating internal combustion engine 2 with a
Cylinder block 4 and a cylinder head 6 is via a feed line 8 and a
Return line 10 with a cooler that is customary in motor vehicles
12th
tied together. In the internal combustion engine 2 cooling channels are provided in a known manner,
that of a liquid coolant, e.g. B. a water-glycol mixture flows through
will. A feed line 14, which carries the coolant, also branches off from the cylinder head 6
leads to a heating heat exchanger 16, from where it is via a return line
18 is fed back to the internal combustion engine. The return line 18 opens out
in a thermostat chamber 20 integrated in the cylinder block 4 of the internal combustion engine.
In der Thermostatkammer 20 ist der Kühlmittel-Thermostat 22 angeordnet,
der mit seinen beweglichen Ventilteilen 24,26 die Einlauföffnungen der Rücklaufleitung
10 vom Kühler 12 oder einer innerhalb der Brennkraftmaschine 2 vorgesehenen Kurzschlußleitung
28 auf-oder zusteuert. Eine von der Brennkraftmaschine 2 über einen nicht dargestellten
Riementrieb angetriebene Kühlmittelpumpe 30 saugt des Kühlmittel aus der Thermostatkammer
20 an und fördert es in Richtung des Pfeiles 32 durch die nicht näher dargestellten
Kühlkanäle der Brennkraftmaschine 2.The coolant thermostat 22 is arranged in the thermostat chamber 20,
the with its movable valve parts 24,26 the inlet openings of the return line
10 from the cooler 12 or a short-circuit line provided within the internal combustion engine 2
28 opens or closes. One of the internal combustion engine 2 via a not shown
Belt drive-driven coolant pump 30 sucks the coolant out of the thermostat chamber
20 and promotes it in the direction of arrow 32 through the not shown
Cooling channels of the internal combustion engine 2.
Am Kühler 12 ist über eine Hutze 34 ein Lüfter 36 angebaut, der von
einem Elektromotor 38 angetrieben ist. Der Lüfter 36 fördert im eingeschalteten
Zustand zur Erhöhung der Kühlleistung des Kühlers 12 in vermehrtem Maße Luft durch
den Kühler. Der Lüfter 36 ist über eine elektrische Leitung 40 mit einem Steuergerät
42 verbunden, welches temperaturabhängig den Lüfterbetrieb steuert. Dazu ist am
Ausgang des Kühlers 12 ein in das Kühlmittel ragender Temperatursensor 44 vorgesehen,
der an das Steuergerät 42 temperaturproportionale Signale abgibt. A fan 36 is attached to the cooler 12 via a hood 34, which is operated by
an electric motor 38 is driven. The fan 36 promotes when switched on
Condition to increase the cooling capacity of the cooler 12 to an increased extent through air
the cooler. The fan 36 is connected to a control unit via an electrical line 40
42 connected, which controls the fan operation depending on the temperature. This is on
A temperature sensor 44 protruding into the coolant is provided at the outlet of the cooler 12,
which sends temperature-proportional signals to the control unit 42.
Von der Rücklaufleitung 18 zweigt eine Verbindungsleitung 46 ab,
in welcher in Strömungsrichtung gesehen eine zusätzliche, elektrisch angetriebene
Kühlmittelpumpe 48 und ein Rückschlagventil 50 eingeschaltet sind. Die Verbindungsleitung
46 mündet in die Vorlaufleitung 8 zum Kühler 12. Die elektrische Kühlmittelpumpe
48 ist an das Steuergerät 42 über eine elektrische Leitung 52 angeschlossen. Ferner
ist im Zylinderkopf 2 ein in das Kühlsystem der Brennkraftmaschine 2 ragender Temperatursensor
45 eingesetzt, welcher die Nachlaufsteuerung schaltet. A connecting line 46 branches off from the return line 18,
in which, seen in the direction of flow, an additional, electrically driven
Coolant pump 48 and a check valve 50 are switched on. The connecting line
46 opens into the flow line 8 to the radiator 12. The electric coolant pump
48 is connected to control unit 42 via an electrical line 52. Further
is in the cylinder head 2 a temperature sensor protruding into the cooling system of the internal combustion engine 2
45 is used, which switches the follow-up control.
Es sei zunächst der normale Betrieb des Kühlsystems bei in Betrieb
befindlicher Brennkraftmaschine erläutert. Im kalten Zustand der Brennkraftmaschine
ist die Einströmöffnung der Rücklaufleitung 10 von dem beweglichen Ventilteil 26
des Thermostates 22 geschlossen, so daß das Kühlmittel über die Kühlmittelpumpe
30 in einem internen Kühlkreislauf betrieben wird, bei dem bei Durchströmung der
zylinderblockseitigen und anschließend der zylinderkopfseitigen Kühlkanäle das Kühlmittel
über die Kurzschlußleitung 28 wieder in die Thermostatkammer 20 zurückströmt. Zugleich
kann Kühlmittel über die Vorlaufleitung 14 in den Heizungs-Wärmetauscher 16 und
von dort über die Rücklaufleitung 18 zur Brennkraftmaschine 2 zurückströmen. Bei
erreichter Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine 2 öffnet der bewegliche Ventilteil
26 die Einströmöffnung der Rücklaufleitung 10 vom Kühler 12, so daß zunehmend kälteres
Kühlmittel dem Kurzschlußkreislauf beigemischt wird. Steigt ggf. die Temperatur
der Brennkraftmaschine 2 weiter an, so wird die Kurzschlußleitung 28 nunmehr durch
den beweglichen Ventilteil 24 des Thermostaten 22 zugesteuert, so daß nunmehr der
Kühlkreislauf über die Vorlaufleitung 8, den Kühler 12 und die Rücklaufleitung 10
geschaltet ist. Let’s start with the normal operation of the cooling system when in operation
internal combustion engine explained. When the internal combustion engine is cold
is the inflow opening of the return line 10 from the movable valve part 26
of the thermostat 22 closed, so that the coolant via the coolant pump
30 is operated in an internal cooling circuit, in which when flow through the
The coolant on the cylinder block side and then the cylinder head side cooling channels
flows back into the thermostat chamber 20 via the short-circuit line 28. Simultaneously
can coolant via the flow line 14 in the heating heat exchanger 16 and
from there flow back via the return line 18 to the internal combustion engine 2. at
When the operating temperature of the internal combustion engine 2 has been reached, the movable valve part opens
26, the inflow opening of the return line 10 from the cooler 12, so that increasingly colder
Coolant is added to the short circuit. The temperature may rise
of the internal combustion engine 2 continues, the short-circuit line 28 is now through
the movable valve part 24 of the thermostat 22 is closed so that now the
Cooling circuit via the flow line 8, the cooler 12 and the return line 10
is switched.
Reicht der Kühlmittelumlauf durch den Kühler 12 zur
erforderlichen
Wärmeabfuhr noch nicht aus, dann wird über den Temperatursensor 44 und das Steuergerät
42 der Elektromotor 38 des Lüfters 36 eingeschaltet und vermehrt Kühlluft durch
den Kühler 12 gefördert. Sinkt die Temperatur am Kühlerausgang wieder unterhalb
eine bestimmte Temperaturschwelle, so wird der Lüfter 36 wieder abgeschaltet.If the coolant circulation through the cooler 12 is sufficient
required
Heat dissipation is not yet off, then the temperature sensor 44 and the control unit
42, the electric motor 38 of the fan 36 is switched on and more cooling air is passed through
the cooler 12 promoted. If the temperature at the cooler outlet drops below again
a certain temperature threshold, the fan 36 is switched off again.
Wird die Brennkraftmaschine stillgesetzt und steigt aufgrund eines
Wärmestaus innerhalb der Brennkraftmaschine 2 die Temperatur, gemessen mittels dem
Temperatursensor 45 am Zylinderkopf 6, auf einen vorbestimmten Wert an, so schaltet
das Steuergerät 42 aufgrund dessen integrierter Nachlaufsteuerung den Lüfter 36
und zusätzlich die elektrische Kühlmittelpumpe 48 ein. Der durch die elektrische
Umwälzpumpe 48 bewirkte Kühlmittelkreislauf ist durch die in die Leitungen eingezeichneten
Pfeile dargestellt. Die Kühlmittelpumpe 48 saugt somit das Kühlmittel aus der Rücklaufleitung
18 sowohl aus der Thermostatkammer 20 als auch aus dem Heizungs-Wärmetauscher 16
an und fördert es über die Vorlaufleitung 8 zum Teil in den Kühler 12 und über die
Rücklaufleitung 10 in die Thermostatkammer 20 und zum Teil ebenfalls über die Vorlaufleitung
8 jedoch in entgegengesetzter Richtung in den Zylinderkopf 6 und von dort wieder
in die Vorlaufleitung 14 zum Heizungs-Wärmetauscher 16. Es wird somit mittels eines
Teilstromes eine ausreichende Wärmeabfuhr aus dem Kühlmittel im Kühler 12 und andererseits
durch den anderen Teilstrom eine intensive Durchströmung insbesondere des thermisch
am höchsten belasteten Zylinderkopfes 6 sichergestellt. If the internal combustion engine is stopped and increases due to a
Heat build-up within the internal combustion engine 2, the temperature, measured by means of the
Temperature sensor 45 on cylinder head 6, to a predetermined value, so switches
the control device 42, due to its integrated follow-up control, the fan 36
and additionally the electric coolant pump 48. The one through the electric
Circulation pump 48 effected coolant circuit is drawn in the lines
Arrows shown. The coolant pump 48 thus sucks the coolant out of the return line
18 both from the thermostat chamber 20 and from the heating heat exchanger 16
on and promotes it via the flow line 8 in part into the cooler 12 and via the
Return line 10 into the thermostat chamber 20 and partly also via the flow line
8, however, in the opposite direction into the cylinder head 6 and from there again
in the flow line 14 to the heating heat exchanger 16. It is thus by means of a
Partial flow sufficient heat dissipation from the coolant in the cooler 12 and on the other hand
an intensive flow through the other partial flow, in particular the thermal
ensured on the most heavily loaded cylinder head 6.
Durch das Rückschlagventil 50 in der Verbindungsleitung 46 wird ein
Rückstrom von Kühlmittel bei nicht eingeschalteter elektrischer Kühlmittelpumpe
48 sichergestellt. Das Rückschlagventil 50 kann gegebenenfalls unmittelbar in der
Kühlmittelpumpe 48 angeordnet sein. Through the check valve 50 in the connecting line 46 is a
Backflow of coolant when the electric coolant pump is not switched on
48 ensured. The check valve 50 can optionally be located directly in the
Coolant pump 48 may be arranged.
Wie in gestrichelten Linien dargestellt, kann gegebenenfalls eine
weitere Leitung 54 vorgesehen sein, welche von der Verbindungsleitung 46 stromab
der Kühlmittelpumpe 48 abzweigt und an der gezeigten Stelle in die Rücklaufleitung
18 einmündet. Mittels zweier umschaltbarer Wegeventile 56, 57 kann die Kühlmittelpumpe
48 entweder mit der Leitung 54 oder mit dem stromab dem Wegeventil 56 liegenden
Abschnitt der Verbindungsleitung 46 verbunden sein. Durch eine entsprechende Umschaltung
der Wegeventile 56, 57 beispielsweise elektromagnetisch, und Einschalten der elektrisch
betriebenen Umwälzpumpe 48 kann ein verstärkter Kühlmittelumlauf im Heizungs-Wärmetauscher
16 in Betriebszuständen der Brennkraftmaschine 2 bewirkt werden, in denen beispielsweise
die Leistung der von der Brennkraftmaschine 2 angetriebenen Umwälzpumpe 30 nicht
voll ausreichend ist, beispielsweise im Leerlaufbetrieb. Die Wegeventile 56,57 und
die Umwälzpumpe 48 könnten dabei ebenfalls von dem Steuergerät 42 geschaltet werden. As shown in dashed lines, a
further line 54 may be provided, which from the connecting line 46 downstream
the coolant pump 48 branches off and into the return line at the point shown
18 joins. By means of two switchable directional control valves 56, 57, the coolant pump
48 either with the line 54 or with the downstream directional control valve 56
Section of the connecting line 46 be connected. By switching accordingly
the directional control valves 56, 57, for example, electromagnetically, and switching on the electrically
operated circulation pump 48 can increase the coolant circulation in the heating heat exchanger
16 are effected in operating states of the internal combustion engine 2, in which, for example
the power of the circulation pump 30 driven by the internal combustion engine 2 is not
is fully sufficient, for example in idle mode. The directional control valves 56,57 and
the circulating pump 48 could also be switched by the control unit 42.
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