EP1074705A2 - Kühlanlage für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

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EP1074705A2
EP1074705A2 EP00114627A EP00114627A EP1074705A2 EP 1074705 A2 EP1074705 A2 EP 1074705A2 EP 00114627 A EP00114627 A EP 00114627A EP 00114627 A EP00114627 A EP 00114627A EP 1074705 A2 EP1074705 A2 EP 1074705A2
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EP
European Patent Office
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heat exchanger
pump
internal combustion
combustion engine
cooling system
Prior art date
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Withdrawn
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EP00114627A
Other languages
English (en)
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EP1074705A3 (de
Inventor
Roland Weik
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP1074705A2 publication Critical patent/EP1074705A2/de
Publication of EP1074705A3 publication Critical patent/EP1074705A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/165—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control characterised by systems with two or more loops
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/04—Arrangements of liquid pipes or hoses
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    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
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    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/164—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control by varying pump speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • F01P2005/105—Using two or more pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • F01P5/12—Pump-driving arrangements
    • F01P2005/125—Driving auxiliary pumps electrically

Definitions

  • the invention relates to a cooling system for a Internal combustion engine with the features of the preamble of Claim 1.
  • a cooling medium usually a cooling liquid
  • a heat exchanger Cooling system wherein the cooling medium is cooled.
  • the heat exchanger used is usually a cooling medium / air heat exchanger, which at a Motor vehicle is subjected to the wind.
  • coolant Coolant pump usually from the internal combustion engine is mechanically driven.
  • the present invention addresses the problem to design a cooling system of the type mentioned at the outset, that even when using smaller pumps one for cooling larger and more powerful internal combustion engines sufficient cooling capacity can be guaranteed.
  • the invention is based on the general idea, two to provide separate pumps, namely the internal combustion engine assigned motor pump and one assigned to the heat exchanger Heat exchanger pump, with two coolant circuits flowing through it are formed with each other via coupling means communicate.
  • two coupling agents With the help of these coupling agents, a Difference between that generated by the motor pump Volume flow in which the internal combustion engine and the motor pump containing engine circuit and by the heat exchanger pump generated volume flow in the the heat exchanger and the Heat exchanger pump containing heat exchanger circuit be balanced.
  • the size of this volume flow difference depends on the activity of the pumps, depending on of the exchange of cooling medium thereby generated more or less thorough mixing of the cooling medium of the motor circuit with the cooling medium of the heat exchanger circuit.
  • the Cooling system according to the invention has a compact structure.
  • the design and construction of the motor pump regarding the requirements of the internal combustion engine, such as e.g. Flow resistance, volume flow, can be optimized.
  • the heat exchanger pump to the special Requirements of the heat exchanger circuit can be adapted.
  • the coolant volume flow in the Engine circuit used by the internal combustion engine to cool the engine required cooling capacity depends on which Differentiate coolant volume flow in the heat exchanger circuit, which depends on the cooling capacity that the heat exchanger he brings.
  • the cooling capacity provided by the heat exchanger depends in particular on the ambient temperature and others in addition to cooling units, e.g. Intercooler, Transmission oil cooler, fuel cooler, alternator, from.
  • cooling units e.g. Intercooler, Transmission oil cooler, fuel cooler, alternator
  • the design according to the invention can thus the cooling capacity of the Heat exchanger by a corresponding increase in Coolant volume flow in the heat exchanger circuit are effected, without the coolant volume flow in the engine circuit changes.
  • Cooling systems have a thermostatic valve that is conventional Bypasses the cooling circuit bypassing the heat exchanger, see above that the internal combustion engine and the cooling medium as quickly as possible can be brought to the optimal operating temperature.
  • a Thermostatic valve is basically not necessary because switched off heat exchanger pump the heat exchanger circuit and thus the cooling of the cooling medium are deactivated.
  • the coupling means have a valve that the Coolant mixing of the two circles influenced. This Measure allows the cooling system to a certain Cooling capacity only with one of the two pumps operate the second pump only when necessary activate.
  • the 1 has a cooling system 1 according to the invention a motor circuit 2, which in Fig. 1 by a broken lines shown frame is marked and an internal combustion engine 3 and a motor pump 4 having. Furthermore, the cooling system 1 includes one Heat exchanger circuit 5, in Fig. 1 by a broken lines shown frame is marked and the one heat exchanger 6 and a heat exchanger pump 7 contains.
  • the heat exchanger 6 is preferably a conventional coolant / air heat exchanger.
  • the pumps 4 and 7 are preferably designed as electric pumps via power cable 8 with a not shown Power supply are connected and the control cable 9 and 10 are connected to a controller 11.
  • the controller 11 is designed so that it pumps 4 and 7 separately and can operate independently. Conveniently the controller 11 is implemented in an engine controller.
  • the Control 11 has the necessary data for Actuation of pumps 4 and 7, e.g. current Engine temperature and coolant temperature in the heat exchanger circuit 5 and in the motor circuit 2.
  • the two circles 2 and 5 are via coupling means 12 connected to one another in FIG dash-dotted line highlighted frame are.
  • these coupling means 12 have a line section 13 on, which is shared by both circles 2 and 5, that is, the line section 13 is both from the coolant the engine circuit 2 and the coolant of the Flows through heat exchanger circuit 5.
  • the line section 13 thus forms a common component of the two circles 2 and 5.
  • Line section 13 an outflow side 17 of Internal combustion engine 3 and motor pump 4 with the inflow side 16 of motor pump 4 and internal combustion engine 3 and with the Inflow side 15 of heat exchanger 6 and heat exchanger motor 7.
  • the coolant flow directions are in the individual Inflow areas 16, 15 and outflow areas 17, 14 through Arrows marked.
  • Heat exchanger pump 7 upstream or downstream of the heat exchanger 6 is arranged. It is also irrelevant whether the Motor pump 4 upstream or downstream of the internal combustion engine 3 in Motor circuit 2 is arranged.
  • the cooling system 1 works as follows:
  • the heat exchanger circuit 5 If the volume flow in the heat exchanger circuit 5 is greater than the volume flow in the motor circuit 2, the removes Motor circuit 2 at a first junction 18 to Cooling of the internal combustion engine 3 required Coolant volume flow from the heat exchanger circuit 5.
  • the Difference in flow rates flows through the Line section 13 from the first branch 18 to one second branch 19.
  • the heat exchanger circuit 5 additionally takes the entire Volume flow from that of the engine circuit 2, so that downstream the second branch 19 again the complete volume flow of the heat exchanger circuit 5 fed to the heat exchanger 6 becomes.
  • the coupling means 12 In operating states in which the internal combustion engine 3 only has a relatively low cooling requirement, it can be useful to deactivate one of the pumps 4 and 7, for example in order to to protect each switched off pump 4 or 7. Since that Coolant always takes the path of least resistance, the coupling means 12 must have corresponding valve means have a when the motor pump 4 is deactivated Coolant flow through the motor pump 4 and Internal combustion engine 3 and with the heat exchanger pump deactivated 7 a coolant flow through the heat exchanger 6 and Ensure heat exchanger pump 7.
  • valve means 20, 21, 22 can be designed to be adjustable, the valves 20, 21, 22 each via a corresponding control line 23 the controller 11 are connected.
  • Valve 20 may be arranged on the first branch 18, wherein depending on the switching position, the downstream side 14 of Heat exchanger pump 7 and heat exchanger 6 with one adjustable distribution ratio on the line section 13 and on the inflow side 16 of motor pump 4 and Internal combustion engine 3 divides.
  • the split ratio can basically be arbitrary here and especially everyone Value between 0 percent to 100 percent and 50 percent to 50 Accept percent.
  • the Valves 20 and 22 can also be designed such that the inflow side 16 of the motor pump 4 (see FIG. 2) or the Line section 13 (see FIG. 4) can be throttled.
  • a second alternative Valve 21 may be arranged in line section 13, so that by operating the valve 21 of the Flow resistance of line section 13 is adjustable. The greater the flow resistance, the more the coolant exchange between the Coolant circuits 2 and 5.
  • valve 22 can with a third Alternatives are also arranged on the second branch 19 be, in which case the outflow side 17 of internal combustion engine 3rd and motor pump 4 in an arbitrarily adjustable Distribution ratio on the line section 13 and the Inflow side 15 of heat exchanger 6 and heat exchanger pump 7 is divisible.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlanlage für einen Verbrennungsmotor, bei der ein Kühlmedium zur Aufnahme von Wärmeenergie den Verbrennungsmotor und zur Abgabe von Wärmeenergie einen Wärmetauscher durchströmt. Zur Erzielung eines kompakten Aufbaus umfaßt die Kühlanlage einen Wärmetauscherkreis, in dem der Wärmetauscher und eine das Kühlmittel antreibende Wärmetauscherpumpe angeordnet sind, einen Motorkreis in dem der Verbrennungsmotor und eine das Kühlmittel antreibende Motorpumpe angeordnet sind, sowie Kopplungsmittel, welche die Abströmseite von Verbrennungsmotor und Motorpumpe mit der Zuströmseite von Verbrennungsmotor und Motorpumpe und/oder mit der Zuströmseite von Wärmetauscher und Wärmetauscherpumpe verbinden und welche die Abströmseite von Wärmetauscher und Wärmetauscherpumpe mit der Zuströmseite von Wärmetauscher und Wärmetauscherpumpe und/oder mit der Zuströmseite von Verbrennungsmotor und Motorpumpe verbinden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlanlage für einen Verbrennungsmotor mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1.
Bei einer herkömmlichen Kühlanlage der eingangs genannten Art durchströmt ein Kühlmedium, in der Regel eine Kühlflüssigkeit, zur Aufnahme von Wärmeenergie den Verbrennungsmotor, wodurch dieser gekühlt wird. Zur Abgabe der Wärmeenergie durchströmt das erwärmte Kühlmedium dann einen Wärmetauscher der Kühlanlage, wobei das Kühlmedium gekühlt wird. Bei dem dabei verwendeten Wärmetauscher handelt es sich üblicherweise um einen Kühlmedium/Luft-Wärmetauscher, der bei einem Kraftfahrzeug vom Fahrtwind beaufschlagt wird. Zum Antrieb des Kühlmittels weist ein herkömmlich aufgebauter Kühlkreis eine Kühlmittelpumpe auf, die üblicherweise vom Verbrennungsmotor mechanisch angetrieben ist. Bei besonderen Anwendungsfällen kann es jedoch erwünscht sein, die Kühlmittelpumpe als Elektropumpe, d.h. als von einem Elektromotor angetriebene Pumpe, auszubilden.
Bei leistungsstarken Verbrennungsmotoren besteht das Problem, daß die Pumpe relativ groß dimensioniert werden muß, um bei ungünstigen Bedingungen, z.B. hohen Außentemperaturen, den Verbrennungsmotor auch bei Vollast ausreichend zu kühlen. Für derartig große Pumpen steht bei großen Verbrennungsmotoren regelmäßig nicht ausreichend Bauraum zur Verfügung.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, eine Kühlanlage der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß auch bei der Verwendung kleinerer Pumpen eine zur Kühlung größerer und leistungsstärkerer Verbrennungsmotoren ausreichende Kühlleistung gewährleistet werden kann.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch eine Kühlanlage mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zwei separate Pumpen vorzusehen, nämlich eine dem Verbrennungsmotor zugeordnete Motorpumpe und eine dem Wärmetauscher zugeordnete Wärmetauscherpumpe, wobei zwei durchströmte Kühlmittel-Kreise ausgebildet werden, die über Kopplungsmittel miteinander kommunizieren. Mit Hilfe dieser Kopplungsmittel kann eine Differenz zwischen dem durch die Motorpumpe erzeugten Volumenstrom in dem den Verbrennungsmotor und die Motorpumpe enthaltenden Motorkreis und dem durch die Wärmetauscherpumpe erzeugten Volumenstrom in dem den Wärmetauscher und die Wärmetauscherpumpe enthaltenden Wärmetauscherkreis ausgeglichen werden. Die Größe dieser Volumenstromdifferenz hängt von der Aktivität der Pumpen ab, wobei in Abhängigkeit des dadurch erzeugten Austausches an Kühlmedium eine mehr oder weniger starke Durchmischung des Kühlmediums des Motorkreises mit dem Kühlmedium des Wärmetauscherkreises erfolgt.
Durch die Ausbildung der Kühlanlage mit zwei Pumpen können die einzelnen Pumpen relativ klein ausgestaltet sein, so daß insgesamt weniger Bauraum benötigt wird oder daß der zur Verfügung stehende Bauraum besser ausgenutzt werden kann. Die erfindungsgemäße Kühlanlage weist einen kompakten Aufbau auf. Außerdem kann die Auslegung und Konstruktion der Motorpumpe hinsichtlich der Anforderungen des Verbrennungsmotors, wie z.B. Durchströmungswiderstand, Volumenstrom, optimiert werden. Dementsprechend kann die Wärmetauscherpumpe an die speziellen Anforderungen des Wärmetauscherkreises angepaßt werden. Beispielsweise kann sich der Kühlmittel-Volumenstrom im Motorkreis, der von der zur Kühlung des Verbrennungsmotors erforderlichen Kühlleistung abhängt, von dem Kühlmittelvolumenstrom im Wärmetauscherkreis unterscheiden, der von derjenigen Kühlleistung abhängt, die der Wärmetauscher erbringt. Denn die vom Wärmetauscher erbrachte Kühlleistung hängt insbesondere von der Umgebungstemperatur und von anderen zusätzlich zu kühlenden Aggregaten, z.B. Ladeluftkühler, Getriebeölkühler, Kraftstoffkühler, Lichtmaschine, ab. Durch die erfindungsgemäße Bauweise kann somit die Kühlleistung des Wärmetauschers durch eine entsprechende Erhöhung des Kühlmittelvolumenstroms im Wärmetauscherkreis bewirkt werden, ohne daß sich dabei der Kühlmittelvolumenstrom im Motorkreis ändert. Dies hat zur Folge, daß zur Erhöhung des Kühlmittelvolumenstroms im Wärmetauscherkreis im Vergleich zu herkömmlichen Kühlanlagen deutlich weniger Energie erforderlich ist, da sich der Durchströmungswiderstand des Verbrennungsmotors und die damit verbundenen Druckverluste hier nicht auswirken.
Um bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors die Warmlaufphase möglichst kurz zu gestalten, weisen herkömmliche Kühlanlagen ein Thermostatventil auf, das den herkömmlichen Kühlkreis unter Umgehung des Wärmetauschers kurzschließt, so daß der Verbrennungsmotor und das Kühlmedium möglichst rasch auf die optimale Betriebstemperatur gebracht werden können. Bei der erfindungsgemäßen Kühlanlage kann ein derartiges Thermostatventil grundsätzlich entfallen, da bei abgeschalteter Wärmetauscherpumpe der Wärmetauscherkreis und somit die Kühlung des Kühlmediums deaktiviert sind. Dennoch können bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kühlanlage die Kopplungsmittel ein Ventil aufweisen, das die Kühlmediumdurchmischung der beiden Kreise beeinflußt. Diese Maßnahme ermöglicht es, die Kühlanlage bis zu einer bestimmten Kühlleistung ausschließlich mit einer der beiden Pumpen zu betreiben, um die zweite Pumpe nur im Bedarfsfall zu aktivieren.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Kühlanlage ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1
eine schaltplanartige Prinzipdarstellung für eine Kühlanlage nach der Erfindung,
Fig. 2
einen Ausschnitt auf die Darstellung gemäß Fig. 1, jedoch einer anderen Ausführungsform,
Fig. 3
eine Ansicht wie in Fig. 2, jedoch einer weiteren Ausführungsform und
Fig. 4
eine Ansicht wie in Fig. 2, jedoch einer anderen Ausführungsform.
Entsprechend Fig. 1 weist eine erfindungsgemäße Kühlanlage 1 einen Motorkreis 2 auf, der in Fig. 1 durch einen mit unterbrochenen Linien dargestellten Rahmen gekennzeichnet ist und der einen Verbrennungsmotor 3 sowie eine Motorpumpe 4 aufweist. Des weiteren umfaßt die Kühlanlage 1 einen Wärmetauscherkreis 5, der in Fig. 1 durch einen mit unterbrochenen Linien dargestellten Rahmen gekennzeichnet ist und der einen Wärmetauscher 6 sowie eine Wärmetauscherpumpe 7 enthält. Der Wärmetauscher 6 ist vorzugsweise ein konventioneller Kühlmittel/Luft-Wärmetauscher. Die Pumpen 4 und 7 sind vorzugsweise als Elektropumpen ausgebildet, die über Stromkabel 8 mit einer nicht dargestellten Energieversorgung verbunden sind und die über Steuerkabel 9 und 10 mit einer Steuerung 11 verbunden sind. Die Steuerung 11 ist dabei so ausgestaltet, daß sie die Pumpen 4 und 7 separat und unabhängig voneinander betätigen kann. Zweckmäßigerweise ist die Steuerung 11 in eine Motorsteuerung implementiert. Die Steuerung 11 verfügt über die erforderlichen Daten zur Betätigung der Pumpen 4 und 7, wie z.B. aktuelle Motortemperatur und Kühlmitteltemperatur im Wärmetauscherkreis 5 sowie im Motorkreis 2.
Die beiden Kreise 2 und 5 sind über Kopplungsmittel 12 miteinander verbunden, die in Fig. 1 durch einen mit strichpunktierter Linie dargestellten Rahmen hervorgehoben sind. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen diese Kopplungsmittel 12 einen Leitungsabschnitt 13 auf, der von beiden Kreisen 2 und 5 gemeinsam genutzt wird, das heißt der Leitungsabschnitt 13 wird sowohl vom Kühlmittel des Motorkreises 2 als auch vom Kühlmittel des Wärmetauscherkreises 5 durchströmt. Der Leitungsabschnitt 13 bildet somit einen gemeinsamen Bestandteil der beiden Kreise 2 und 5. Die Kopplungsmittel 12, das heißt hier der Leitungsabschnitt 13, verbindet einerseits eine Abströmseite 14 von Wärmetauscherpumpe 7 und Wärmetauscher 6 mit einer Zuströmseite 15 von Wärmetauscher 6 und Wärmetauscherpumpe 7 sowie mit einer Zuströmseite 16 von Motorpumpe 4 und Verbrennungsmotor 3. Andererseits verbindet der Leitungsabschnitt 13 eine Abströmseite 17 von Verbrennungsmotor 3 und Motorpumpe 4 mit der Zuströmseite 16 von Motorpumpe 4 und Verbrennungsmotor 3 sowie mit der Zuströmseite 15 von Wärmetauscher 6 und Wärmetauschermotor 7. Die Kühlmittelströmungsrichtungen sind in den einzelnen Zuströmbereichen 16, 15 und Abströmbereichen 17, 14 durch Pfeile gekennzeichnet.
Für die Erfindung spielt es keine Rolle, ob die Wärmetauscherpumpe 7 stromauf oder stromab des Wärmetauschers 6 angeordnet ist. Ebenfalls ist es unerheblich, ob die Motorpumpe 4 stromauf oder stromab des Verbrennungsmotors 3 im Motorkreis 2 angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Kühlanlage 1 arbeitet wie folgt:
In einem Betriebszustand, in dem der Wärmetauscherkreis 5 nicht benötigt wird, beispielsweise während einer Warmlaufphase des Verbrennungsmotors 3, betätigt die Steuerung 11 lediglich die Motorpumpe 4, während die Wärmetauscherpumpe 7 im wesentlichen stillsteht. Da sowohl der Wärmetauscher 6 als auch die Wärmetauscherpumpe 7 einen relativ hohen Durchströmungswiderstand aufweisen, fließt das von der Motorpumpe 4 angetriebene Kühlmittel von der Abströmseite 17 des Verbrennungsmotors 3 über den Leitungsabschnitt 13 zur Zuströmseite 16 der Motorpumpe 4. Sobald eine Kühlleistung durch den Wärmetauscher 6 erforderlich ist, wird die Wärmetauscherpumpe 7 bedarfsabhängig mehr oder weniger aktiviert. Wenn der Volumenstrom im Wärmetauscherkreis 5 größer ist als der Volumenstrom im Motorkreis 2, entnimmt der Motorkreis 2 an einer ersten Verzweigungsstelle 18 den zur Kühlung des Verbrennungsmotors 3 erforderlichen Kühlmittelvolumenstrom aus dem Wärmetauscherkreis 5. Die Differenz der Durchströmmengen fließt durch den Leitungsabschnitt 13 von der ersten Verzweigung 18 zu einer zweiten Verzweigung 19. An dieser zweiten Verzweigungsstelle 19 entnimmt der Wärmetauscherkreis 5 zusätzlich den gesamten Volumenstrom aus dem des Motorkreises 2 auf, so daß stromab der zweiten Abzweigung 19 wieder der komplette Volumenstrom des Wärmetauscherkreises 5 dem Wärmetauscher 6 zugeführt wird.
Wenn der Kühlmittelvolumenstrom im Motorkreis 2 größer ist als im Wärmetauscherkreis 5, drehen sich die vorstehend erläuterten Strömungsverhältnisse entsprechend um, wobei dann die Differenz zwischen den Volumenströmen von der zweiten Verzweigungsstelle 19 durch den Leitungsabschnitt 13 zur ersten Verzweigungsstelle 18 strömt. Die Durchströmungsrichtungen des Leitungsabschnittes 13 sind in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil symbolisiert.
In Betriebszuständen, in denen der Verbrennungsmotor 3 nur einen relativ geringen Kühlbedarf hat, kann es zweckmäßig sein eine der Pumpen 4 und 7 zu deaktivieren, beispielsweise um die jeweils ausgeschaltete Pumpe 4 bzw. 7 zu schonen. Da das Kühlmittel stets den Weg des geringsten Widerstandes nimmt, müssen die Kopplungsmittel 12 dementsprechende Ventilmittel aufweisen, die bei deaktivierter Motorpumpe 4 eine Kühlmitteldurchströmung der Motorpumpe 4 und des Verbrennungsmotors 3 und bei deaktivierter Wärmetauscherpumpe 7 eine Kühlmitteldurchströmung des Wärmetauschers 6 und der Wärmetauscherpumpe 7 gewährleisten.
Entsprechend den Fig. 2, 3 und 4 können derartige Ventilmittel 20, 21, 22 einstellbar ausgestaltet sein, wobei die Ventile 20, 21, 22 jeweils über eine entsprechende Steuerleitung 23 an die Steuerung 11 angeschlossen sind.
Entsprechend Fig. 2 kann bei einer ersten Alternative das Ventil 20 an der ersten Verzweigung 18 angeordnet sein, wobei es je nach Schaltstellung die Abströmseite 14 von Wärmetauscherpumpe 7 und Wärmetauscher 6 mit einem einstellbaren Aufteilungsverhältnis auf den Leitungsabschnitt 13 und auf die Zuströmseite 16 von Motorpumpe 4 und Verbrennungsmotor 3 aufteilt. Das Aufteilungsverhältnis kann hierbei grundsätzlich beliebig sein und insbesondere jeden Wert zwischen 0 Prozent zu 100 Prozent und 50 Prozent zu 50 Prozent annehmen. Für bestimmte Anwendungsfälle können die Ventile 20 und 22 (Fig. 4) auch so ausgebildet sein, daß auch die Zuströmseite 16 der Motorpumpe 4 (vgl. Fig. 2) bzw. der Leitungsabschnitt 13 (vgl. Fig. 4) drosselbar sind.
Entsprechend Fig. 3 kann bei einer zweiten Alternative das Ventil 21 im Leitungsabschnitt 13 angeordnet sein, so daß durch die Betätigung des Ventils 21 der Durchströmungswiderstand des Leitungsabschnittes 13 einstellbar ist. Je größer der Durchströmungswiderstand, desto größer ist auch der Kühlmittelaustausch zwischen den Kühlmittelkreisen 2 und 5.
Entsprechend Fig. 4 kann das Ventil 22 bei einer dritten Alternativen auch an der zweiten Abzweigung 19 angeordnet sein, wobei dann die Abströmseite 17 von Verbrennungsmotor 3 und Motorpumpe 4 in einem beliebig einstellbaren Aufteilungsverhältnis auf den Leitungsabschnitt 13 und die Zuströmseite 15 von Wärmetauscher 6 und Wärmetauscherpumpe 7 aufteilbar ist.

Claims (9)

  1. Kühlanlage für einen Verbrennungsmotor (3), bei der ein Kühlmedium zur Aufnahme von Wärmeenergie den Verbrennungsmotor (3) und zur Abgabe von Wärmeenergie einen Wärmetauscher (6) durchströmt,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein Wärmetauscherkreis (5) vorgesehen ist, in dem der Wärmetauscher (6) und eine das Kühlmittel antreibende Wärmetauscherpumpe (7) angeordnet sind,
    daß ein Motorkreis (2) vorgesehen ist, in dem der Verbrennungsmotor (3) und eine das Kühlmittel antreibende Motorpumpe (4) angeordnet sind,
    daß Kopplungsmittel (12) vorgesehen sind, welche die Abströmseite (17) von Verbrennungsmotor (3) und Motorpumpe (4) mit der Zuströmseite (16) von Verbrennungsmotor (3) und Motorpumpe (4) und/oder mit der Zuströmseite (15) von Wärmetauscher (6) und Wärmetauscherpumpe (7) verbinden und welche die Abströmseite (14) von Wärmetauscher (6) und Wärmetauscherpumpe (7) mit der Zuströmseite (15) von Wärmetauscher (6) und Wärmetauscherpumpe (7) und/oder mit der Zuströmseite (16) von Verbrennungsmotor (3) und Motorpumpe (4) verbinden.
  2. Kühlanlage nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß eine Steuerung (11) vorgesehen ist, welche die Motorpumpe (4) und die Wärmetauscherpumpe (7) separat betätigt.
  3. Kühlanlage nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Steuerung (11) einen Mischbetrieb ermöglicht, bei dem ein Austausch von Kühlmedium zwischen Motorkreis (2) und Wärmetauscherkreis (5) erfolgt, wobei die Steuerung (11) die Motorpumpe (4) und die Wärmetauscherpumpe (7) gleichzeitig betätigt und in Abhängigkeit einer gewünschten Durchmischung unterschiedlich betätigt.
  4. Kühlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kopplungsmittel (12) einen durchströmbaren Hohlkörper (13) aufweisen, der einerseits mit der Abströmseite (17) von Verbrennungsmotor (3) und Motorpumpe (4) sowie mit der Zuströmseite (15) von Wärmetauscher (6) und Wärmetauscherpumpe (7) verbunden ist und der andererseits mit der Abströmseite (14) von Wärmetauscher (6) und Wärmetauscherpumpe (7) sowie mit der Zuströmseite (16) von Verbrennungsmotor (3) und Motorpumpe (4) verbunden ist.
  5. Kühlanlage nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Hohlköper durch einen Leitungsabschnitt (13) gebildet ist.
  6. Kühlanlage nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kopplungsmittel (12) mindestens ein Ventil (20; 21; 23) aufweisen, das die Durchflußmenge durch den Hohlkörper (13) beeinflußt.
  7. Kühlanlage nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Ventil (20, 21, 22) als selbsttätig arbeitendes Thermostatventil ausgebildet ist oder durch eine Steuerung (11) betätigbar ist.
  8. Kühlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß an den Wärmetauscherkreis (5) und/oder an den Motorkreis (2) weitere zu kühlende und/oder zu erwärmende Aggregate angeschlossen sind.
  9. Kühlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß wenigstens eine der Pumpen (4) und (7) als Elektropumpe ausgestaltet ist.
EP00114627A 1999-08-06 2000-07-07 Kühlanlage für einen Verbrennungsmotor Withdrawn EP1074705A3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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DE19937121 1999-08-06
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