EP2383447A2 - Kühlmittelkreislauf für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP2383447A2
EP2383447A2 EP11001158A EP11001158A EP2383447A2 EP 2383447 A2 EP2383447 A2 EP 2383447A2 EP 11001158 A EP11001158 A EP 11001158A EP 11001158 A EP11001158 A EP 11001158A EP 2383447 A2 EP2383447 A2 EP 2383447A2
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EP
European Patent Office
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cylinder
coolant
combustion engine
internal combustion
crankcase
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11001158A
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English (en)
French (fr)
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EP2383447A3 (de
Inventor
Matthias Honzen
Christoph Anton
Sebastian Riedl
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Audi AG
Original Assignee
Audi AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
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Publication of EP2383447A3 publication Critical patent/EP2383447A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/14—Cylinders with means for directing, guiding or distributing liquid stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
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    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/0002—Cylinder arrangements
    • F02F7/0012—Crankcases of V-engines

Definitions

  • Coolant circuit for an internal combustion engine in particular designed as a two-circuit cooling coolant circuit for internal combustion engines with at least two parallel cylinder banks, preferably in V or W design.
  • Such coolant circuits are used in internal combustion engine construction for motor vehicles for cooling assemblies of the internal combustion engine, in particular of cylinder heads and cylinder crankcases, at a different temperature level.
  • Coolant circuits for internal combustion engines with a cylinder crankcase having opposite cylinder banks are among others from the DE 103 18 744 A1 or the DE 10 2006 044 680 A1 known.
  • V-engine Coolant circuits for internal combustion engines with a cylinder crankcase having opposite cylinder banks, that is designed as a so-called "V-engine” are among others from the DE 103 18 744 A1 or the DE 10 2006 044 680 A1 known.
  • there is always a fluidic connection between the coolant jacket of the cylinder crankcase and the coolant jacket in the overlying cylinder heads so that no separate flow at different temperature levels is possible.
  • Such a dual-circuit cooling as is known from the DE 198 03 885 A1 or the JP 600 199 12 A shows, in which the cylinder crankcase and the cylinder head are internally fluidically separated from each other and involved in parallel to each other subcircuits of the coolant circuit are so far mainly used in inline engines with a single cylinder bank.
  • the generic DE 100 21 525 A1 shows, however, a cooling circuit for a multi-cylinder V-engine with a cooling jacket surrounding a cylinder head housing and a cylinder block, which is supplied via a pump with coolant, at least one cylinder cooling jacket and at least one cylinder head cooling chamber are provided with a connection for the supply of the cooling liquid and wherein the flow through the cylinder head housing and cylinder block with coolant takes place in parallel.
  • the disadvantage is that a blockage of the outflow of the cylinder cooling jacket, for faster heating of the therein cooling liquid, while cooling liquid flow through the cylinder head cooling chamber, an undesirable cooling liquid movement in the cylinder cooling jacket by cross flows to result, which slows the heating of the cylinder block.
  • the object of the present invention is therefore to provide a coolant circuit for an internal combustion engine having a plurality of cylinder banks, in which rapid heating of the coolant in the cylinder crankcase is possible independently of the coolant flow in the cylinder heads.
  • Coolant circuit for an internal combustion engine comprising a cylinder crankcase with at least two opposite cylinder banks and associated cylinder heads, wherein the cylinder crankcase and the cylinder heads are beauzzibar via separate and mutually parallel partial circuits of the coolant circuit with coolant, the coolant through a coolant pump at least temporarily between a Main turbine and the cylinder heads and / or the cylinder crankcase can be circulated and wherein in the cylinder crankcase partial circuit at least one check valve is arranged, which allows a coolant flow through the cylinder banks only from the inlet side to the outlet side.
  • the cylinder crankcase has a single coolant jacket which surrounds the two cylinder banks, so that in principle an coolant exchange between the cylinder banks is possible at any time during an induced coolant movement.
  • each cylinder bank is acted upon by its own cylinder crankcase flow with coolant, which is again discharged via a common cylinder crankcase return, wherein in the cylinder crankcase headers each a check valve is arranged, the only a flow of coolant from the cylinder crankcase heats the cylinder banks in the cylinder crankcase return allows. If the separate cylinder crankcase headers equipped with their own check valves that allow only a flow of coolant from the headers in the common return, coolant, which due to the coolant movement in the cylinder head partial circuit, for example, on a cylinder crankcase flow inlet no longer occur at the opposite cylinder crankcase flow and thus provide a cross flow between the parallel cylinder banks.
  • the cylinder crankcase return is preferably taken from the coolant jacket at a location of the cylinder crankcase which ensures a uniform flow around the cylinder chambers.
  • the coolant flow in the cylinder crankcase return from a first control valve is adjustable.
  • the first control valve By the first control valve, the cylinder crankcase partial circuit, preferably in the warm-up phase, be shut off to achieve rapid heating of the cylinder crankcase.
  • the first control valve is designed as a continuously variable control valve, so that a continuous adjustment of the coolant temperature in the cylinder crankcase is possible.
  • the first control valve arranged in the cylinder crankcase return line can thus generate "stagnant" coolant in the cylinder crankcase, if required, without creating cross flows between the cylinder banks.
  • each cylinder head has its own cylinder head lead and own cylinder head return, wherein the cylinder crankcase headers and the cylinder head headers at a branch point downstream of the coolant pump from a common flow section split and wherein the cylinder crankcase return and the cylinder head returns at a junction downstream of the first control valve in a common return section are merged again.
  • the cylinder heads assigned to the cylinder banks of the cylinder crankcase form structurally separate units and are therefore supplied centrally and in parallel with coolant from the coolant pump in the cylinder head subcircuit through its own cylinder head headers and cylinder head returns.
  • the cylinder head foreruns branch together with the cylinder crankcase pre-runs at a branch point from a common flow section having the coolant pump.
  • the coolant flows from the cylinder head recirculation and the central cylinder crankcase return flow after flowing through the corresponding subcircuits and the components contained therein at a junction again in a common return section together.
  • the common return section leads on the input side to the main heat exchanger, while the common flow section on the opposite side on the output side of the main heat exchanger.
  • a second control valve is arranged in the common flow section between the main heat exchanger and coolant pump, in addition to a branch of the common return section, bypassing the main heat exchanger, opens. Due to the branch, the main heat exchanger can be bypassed if necessary with appropriate position of the second control valve. In this so-called bypass mode, a coolant flow in the cylinder heads, and in dependence of the first control valve in the cylinder crankcase, is possible without the heated coolant is cooled in the main heat exchanger. This allows a particularly rapid and uniform heating of the internal combustion engine at an elevated temperature level.
  • the second control valve may direct the coolant through the main heat exchanger by closing the branch.
  • a second control valve in this case is preferably a continuously controllable control valve and more preferably a map thermostat, which can be energized when needed for map change.
  • the coolant circuit described does not extend exclusively to the examples set forth; in particular, further heat exchangers can be added as desired in further sub-circuits.
  • connection of a known ventilation system is provided with a surge tank to the coolant circuit.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a coolant circuit according to the invention.
  • a coolant circuit 1 for an internal combustion engine 2 has a main heat exchanger 8 for heat exchange between the surrounding air flowing around it and the coolant flowing through it from the coolant circuit 1, and a coolant pump 7 for generating a coolant circulation in the coolant circuit 1.
  • the internal combustion engine 2 consists essentially from a cylinder crankcase 3, which contains the displacements of the working cylinder in two parallel and opposite cylinder banks 3a and 3b and is penetrated by a single coolant jacket, and the cylinder banks 3a and 3b associated cylinder heads 4a and 4b, which are essentially the gas exchange devices for accommodate the working cylinder and also penetrated by a coolant jacket.
  • the coolant jackets of the cylinder heads 4a and 4b and the cylinder crankcase 3 are not internally fluidly connected, but incorporated into separate and mutually parallel partial circuits 5 and 6 of the coolant circuit 1.
  • each cylinder head 4a and 4b, as well as each cylinder bank 3a and 3b of the cylinder crankcase 3 via its own flow connection 6a and 5a, which can be acted upon by a coolant flow pump 7 containing the common flow section 14 with coolant.
  • the cylinder crankcase 3 has a single cylinder crankcase return 5 b, which arises from the filled by the cylinder crankcase forerunning 5a coolant jacket of the cylinder crankcase 3.
  • the cylinder heads 4a and 4b have their own cylinder head returns 6b, which meet at a junction 13 with the cylinder crankcase return 5b and merge into the common return section 15.
  • the common return section 15 extends to the input side of the main heat exchanger 8, while the common flow section 14 from the output side of the main heat exchanger 8 springs.
  • the common flow section 14 contains, in addition to the central coolant pump 7, a second control valve 11 arranged upstream of the coolant pump 7, which is additionally contacted by a branch 16 branching off from the common return section 15, bypassing the main heat exchanger 8.
  • the second control valve 11 is designed as an energizable map thermostat, which closes the branch 16 in response to variable by means of energizationdeffentemperaturschwell tone and passes the coolant through the main heat exchanger 8. Otherwise, the coolant is passed via the branch 16 on the main heat exchanger 8 to the coolant pump 7.
  • the cylinder crankcase return 5b is a, designed as a continuously variable ball valve, first control valve 10 through which the cylinder crankcase return 5b is shut off if necessary.
  • the cylinder crankcase headers 5a are located at the beginning of the cylinder banks 3a and 3b check valves that allow only a flow of coolant from the cylinder crankcase advances 5a in the direction of the cylinder crankcase return 5b.
  • a quantity of coolant entering one of the two cylinder banks 3a or 3b through one of the cylinder crankcase forerunners 5a may have a corresponding amount of coolant on the opposite cylinder bank 3b or 3a do not push back again into the respective cylinder crankcase flow 5a.
  • An undesirable transverse flow between the cylinder banks 3a and 3b is thus prevented.
  • a heating circuit 17 with a heating heat exchanger 18 therein for heating ambient air for a vehicle interior departing the upstream of the coolant pump 7 and downstream of the second control valve 11 opens into the common flow section 14 again.

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Abstract

Kühlmittelkreislauf 1 für eine Brennkraftmaschine 2, aufweisend ein Zylinderkurbelgehäuse 3 mit mindestens zwei gegenüberliegenden Zylinderbänken 3a, 3b und zugehörigen Zylinderköpfen 4a, 4b, wobei das Zylinderkurbelgehäuse 3 und die Zylinderköpfe 4a, 4b über separate und parallel zueinander verlaufende Teilkreisläufe 5, 6 des Kühlmittelkreislaufs 1 mit Kühlmittel beauschlagbar sind, wobei das Kühlmittel durch eine Kühlmittelpumpe 7 zumindest zeitweise zwischen einem Hauptwärmetauscher 8 und den Zylinderköpfen 4a, 4b und/oder dem Zylinderkurbelgehäuse 3 zirkuliert werden kann und wobei in dem Zylinderkurbelgehäuse-Teilkreislauf 5 mindestens ein Rückschlagventil 9 angeordnet ist, das eine Kühlmittelströmung durch die Zylinderbänke 3a, 3b nur von der Einlassseite zur Auslassseite zulässt.

Description

  • Kühlmittelkreislauf für eine Brennkraftmaschine, insbesondere als Zweikreiskühlung ausgebildeter Kühlmittelkreislauf für Brennkraftmaschinen mit mindestens zwei parallel liegenden Zylinderbänken, vorzugsweise in V- oder W-Bauform.
  • Derartige Kühlmittelkreisläufe werden im Brennkraftmaschinenbau für Kraftfahrzeuge zur Kühlung von Baugruppen der Brennkraftmaschine, insbesondere von Zylinderköpfen und Zylinderkurbelgehäuse, auf einem unterschiedlichen Temperaturniveau genutzt.
  • Kühlmittelkreisläufe für Brennkraftmaschinen mit einem Zylinderkurbelgehäuse, das gegenüberliegende Zylinderbänke aufweist, also als sogenannter "V-Motor" ausgebildet ist, sind unter anderem aus der DE 103 18 744 A1 oder der DE 10 2006 044 680 A1 bekannt. Hierbei besteht jedoch stets eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Kühlmittelmantel des Zylinderkurbelgehäuses und dem Kühlmittelmantel in den darüber liegenden Zylinderköpfen, so dass keine getrennte Durchströmung auf unterschiedlichem Temperaturniveau möglich ist.
  • Eine derartige Zweikreiskühlung, wie sie aus der DE 198 03 885 A1 oder der JP 600 199 12 A hervorgeht, bei der das Zylinderkurbelgehäuse und der Zylinderkopf intern strömungstechnisch voneinander getrennt sind und dafür in parallel zueinander verlaufende Teilkreisläufe des Kühlmittelkreislaufs eingebunden sind, ist bisher hauptsächlich bei Reihenmotoren mit einer einzigen Zylinderbank verbreitet.
  • Die gattungsbildende DE 100 21 525 A1 zeigt jedoch einen Kühlkreislauf für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine in V-Bauform mit einem ein Zylinderkopfgehäuse und einen Zylinderblock umgebenden Kühlmantel, der über eine Pumpe mit Kühlflüssigkeit versorgt wird, wobei mindestens ein Zylinderkühlmantel und mindestens ein Zylinderkopfkühlraum mit einem Anschluss für die Zufuhr der Kühlflüssigkeit versehen sind und wobei die Durchströmung von Zylinderkopfgehäuse und Zylinderblock mit Kühlflüssigkeit parallel erfolgt.
  • Nachteilig ist jedoch, dass eine Sperrung des Abflusses des Zylinderkühlmantels, zur schnelleren Aufheizung der darin befindlichen Kühlflüssigkeit, bei gleichzeitiger Kühlflüssigkeitsströmung durch den Zylinderkopfkühlraum, eine unerwünschte Kühlflüssigkeitsbewegung im Zylinderkühlmantel durch Querströmungen zur Folge hat, was die Aufheizung des Zylinderblocks verlangsamt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher einen Kühlmittelkreislauf für eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylinderbänken bereitzustellen, bei dem eine rasche Erwärmung des Kühlmittels im Zylinderkurbelgehäuse unabhängig von der Kühlmittelströmung in den Zylinderköpfen möglich ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Kühlmittelkreislauf für eine Brennkraftmaschine, aufweisend ein Zylinderkurbelgehäuse mit mindestens zwei gegenüberliegenden Zylinderbänken und zugehörigen Zylinderköpfen, wobei das Zylinderkurbelgehäuse und die Zylinderköpfe über separate und parallel zueinander verlaufende Teilkreisläufe des Kühlmittelkreislaufs mit Kühlmittel beauschlagbar sind, wobei das Kühlmittel durch eine Kühlmittelpumpe zumindest zeitweise zwischen einem Hauptwärmetauscher und den Zylinderköpfen und/oder dem Zylinderkurbelgehäuse zirkuliert werden kann und wobei in dem Zylinderkurbelgehäuse-Teilkreislauf mindestens ein Rückschlagventil angeordnet ist, das eine Kühlmittelströmung durch die Zylinderbänke nur von der Einlassseite zur Auslassseite zulässt.
  • Indem mindestens ein Rückschlagventil in dem Zylinderkurbelgehäuse-Teilkreislauf angeordnet ist, das eine Kühlmittelströmung durch die Zylinderbänke nur von der Einlassseite zur Auslassseite zulässt und eine Kühlmittelströmung durch die Zylinderbänke von der Auslassseite zur Einlassseite unterbindet, kann unabhängig von der Kühlmittelströmung im Zylinderkopf-Teilkreislauf eine unerwünschte Querströmung des Kühlmittels im Zylinderkurbelgehäuse zwischen den Zylinderbänken unterbunden werden. Das Zylinderkurbelgehäuse weist dazu in der Regel einen einzigen Kühlmittelmantel auf, der die beiden Zylinderbänke umgibt, so dass bei einer induzierten Kühlmittelbewegung ein Kühlmittelaustausch zwischen den Zylinderbänken prinzipiell jederzeit möglich ist. Die Anordnung mindestens eines Rückschlagventils im Zylinderkurbelgehäuse-Teilkreislauf verhindert jedoch die durch die Kühlmittelströmung im parallelen Zylinderkopf-Teilkreislauf hervorgerufene Querströmung des Kühlmittels zwischen den Zylinderbänken. Dieses Funktionsprinzip lässt sich analog für Brennkraftmaschinen in V- oder W-Bauweise oder Boxermotoren anwenden.
  • In einer bevorzugten Ausführung ist jede Zylinderbank über einen eigenen Zylinderkurbelgehäuse-Vorlauf mit Kühlmittel beaufschlagbar, das über einen gemeinsamen Zylinderkurbelgehäuse-Rücklauf wieder abführbar ist, wobei in den Zylinderkurbelgehäuse-Vorläufen jeweils ein Rückschlagventil angeordnet ist, das nur eine Kühlmittelströmung aus den Zylinderkurbelgehäuse-Vorläufen durch die Zylinderbänke in den Zylinderkurbelgehäuse-Rücklauf zulässt. Werden die getrennten Zylinderkurbelgehäuse-Vorläufe mit eigenen Rückschlagventilen ausgestattet, die nur eine Kühlmittelströmung aus den Vorläufen in den gemeinsamen Rücklauf zulassen, kann Kühlmittel, welches bedingt durch die Kühlmittelbewegung im Zylinderkopf-Teilkreislauf beispielsweise an einem Zylinderkurbelgehäuse-Vorlauf eintritt nicht mehr bei dem gegenüberliegenden Zylinderkurbelgehäuse-Vorlauf austreten und so zu einer Querströmung zwischen den parallelen Zylinderbänken sorgen. Dadurch erhitzt sich das Zylinderkurbelgehäuse bei "stehendem° Kühlmittel deutlich rascher und erreicht früher sein Reibleistungsoptimum. Der Zylinderkurbelgehäuse-Rücklauf wird vorzugsweise an einer Stelle des Zylinderkurbelgehäuses dem Kühlmittelmantel entnommen, die eine gleichmäßige Umströmung der Hubräume in den Zylinderbänken gewährleistet.
  • In einer bevorzugten Ausführung ist die Kühlmittelströmung im Zylinderkurbelgehäuse-Rücklauf von einem ersten Stellventil regelbar. Durch das erste Stellventil kann der Zylinderkurbelgehäuse-Teilkreislauf, bevorzugt in der Warmlaufphase, zum Erreichen einer schnellen Erwärmung des Zylinderkurbelgehäuses abgesperrt werden. In einer besonders bevorzugten Ausführung ist das erste Stellventil dabei als stufenlos regelbares Stellventil ausgebildet, so dass eine kontinuierliche Anpassung der Kühlmitteltemperatur im Zylinderkurbelgehäuse möglich ist. Im Zusammenspiel mit den in den Zylinderkurbelgehäuse-Vorläufen angeordneten Rückschlagventilen, kann das im Zylinderkurbelgehäuse-Rücklauf angeordnete erste Stellventil somit bei Bedarf "stehendes" Kühlmittel im Zylinderkurbelgehäuse erzeugen, ohne dass Querströmungen zwischen den Zylinderbänken entstehen.
  • In einer bevorzugten Ausführung weist jeder Zylinderkopf einen eigenen Zylinderkopf-Vorlauf und einen eigenen Zylinderkopf-Rücklauf auf, wobei sich die Zylinderkurbelgehäuse-Vorläufe und die Zylinderkopf-Vorläufe an einer Verzweigungsstelle stromab der Kühlmittelpumpe aus einem gemeinsamen Vorlauf Abschnitt aufteilen und wobei der Zylinderkurbelgehäuse-Rücklauf und die Zylinderkopf-Rückläufe an einer Verbindungsstelle stromab des ersten Stellventils in einen gemeinsamen Rücklauf-Abschnitt wieder zusammengeführt werden. Die den Zylinderbänken des Zylinderkurbelgehäuses zugeordneten Zylinderköpfe bilden baulich getrennte Einheiten und werden daher im Zylinderkopf-Teilkreislauf durch eigene Zylinderkopf-Vorläufe und Zylinderkopf-Rückläufe zentral und parallel mit Kühlmittel von der Kühlmittelpumpe versorgt. Hierzu zweigen die Zylinderkopf-Vorläufe zusammen mit den Zylinderkurbelgehäuse-Vorläufen an einer Verzweigungsstelle von einem die Kühlmittelpumpe aufweisenden gemeinsamen Vorlauf-Abschnitt ab. Analog dazu fließt das Kühlmittel aus den Zylinderkopf-Rückläufen und dem zentralen Zylinderkurbelgehäuse-Rücklauf nach Durchströmen der entsprechenden Teilkreisläufe und der darin enthaltenen Bauteile an einer Verbindungsstelle wieder in einen gemeinsamen Rücklauf-Abschnitt zusammen. Der gemeinsame Rücklauf-Abschnitt führt dabei eingangsseitig zum Hauptwärmetauscher, während der gemeinsame Vorlauf-Abschnitt auf der gegenüberliegenden Seite ausgangsseitig vom Hauptwärmetauscher abgeht.
  • In einer bevorzugten Ausführung ist in dem gemeinsamen Vorlauf-Abschnitt zwischen Hauptwärmetauscher und Kühlmittelpumpe ein zweites Stellventil angeordnet, in das zusätzlich ein Abzweig des gemeinsamen Rücklauf-Abschnitts, unter Umgehung des Hauptwärmetauschers, mündet. Durch den Abzweig kann der Hauptwärmetauscher bei entsprechender Stellung des zweiten Stellventils bedarfsweise umgangen werden. In diesem sogenannten Bypassbetrieb ist eine Kühlmittelströmung in den Zylinderköpfen, und in Abhängigkeit des ersten Stellventils auch in dem Zylinderkurbelgehäuse, möglich, ohne dass das erwärmte Kühlmittel im Hauptwärmetauscher abgekühlt wird. Dadurch kann eine besonders schnelle und gleichmäßige Erwärmung der Brennkraftmaschine auf einem erhöhten Temperaturniveau erfolgen. Alternativ dazu kann das zweite Stellventil bei Erreichen einer bestimmten Mindesttemperatur das Kühlmittel durch schließen des Abzweigs über den Hauptwärmetauscher leiten. Als zweites Stellventil eignet sich hierbei bevorzugt ein kontinuierlich regelbares Stellventil und besonders bevorzugt ein Kennfeldthermostat, welches bei Bedarf zur Kennfeldänderung bestromt werden kann.
  • Der beschriebene Kühlmittelkreislauf erstreckt sich nicht ausschließlich auf die dargelegten Beispiele, insbesondere können nach Belieben weitere Wärmetauscher in weiteren Teilkreisläufen hinzugefügt werden. Zudem ist der Anschluss eines bekannten Entlüftungssystems mit einem Ausgleichsbehälter an den Kühlmittelkreislauf vorgesehen.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
  • Darin zeigt die Figur eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kühlmittelkreislaufs.
  • Gemäß der Figur hat ein Kühlmittelkreislauf 1 für eine Brennkraftmaschine 2 einen Hauptwärmetauscher 8 zum Wärmeaustausch zwischen der ihn umströmenden Umgebungsluft und des ihn durchströmenden Kühlmittels aus dem Kühlmittelkreislauf 1, sowie eine Kühlmittelpumpe 7 zur Erzeugung einer Kühlmittelzirkulation in dem Kühlmittelkreislauf 1. Die Brennkraftmaschine 2 besteht im Wesentlichen aus einem Zylinderkurbelgehäuse 3, welches die Hubräume der Arbeitszylinder in zwei parallelen und einander gegenüberliegenden Zylinderbänken 3a und 3b enthält und von einem einzigen Kühlmittelmantel durchsetzt ist, sowie den den Zylinderbänken 3a und 3b zugeordneten Zylinderköpfen 4a und 4b, die im Wesentlichen die Vorrichtungen zum Gaswechsel für die Arbeitszylinder beherbergen und ebenso von einem Kühlmittelmantel durchsetzt sind. Die Kühlmittelmäntel der Zylinderköpfe 4a und 4b und des Zylinderkurbelgehäuses 3 sind nicht intern strömungstechnisch verbunden, sondern in separate und parallel zueinander verlaufende Teilkreisläufe 5 und 6 des Kühlmittelkreislaufs 1 eingebunden. Dazu verfügt jeder Zylinderkopf 4a und 4b, sowie jede Zylinderbank 3a und 3b des Zylinderkurbelgehäuses 3 über einen eigenen Vorlaufanschluss 6a bzw. 5a, der von einem die Kühlmittelpumpe 7 enthaltenden gemeinsamen Vorlauf-Abschnitt 14 mit Kühlmittel beaufschlagbar ist. Dazu zweigt sich der gemeinsame Vorlauf-Abschnitt 14 an einer Verzweigungsstelle 12 auf, an dem das Kühlmittel auf die beiden Seiten der V-förmigen Brennkraftmaschine 2 verteilt wird, bis es sich im weiteren Verlauf wiederum zwischen Zylinderkopf 4a oder 4b und Zylinderbank 3a oder 3b aufteilt. Das Zylinderkurbelgehäuse 3 verfügt über einen einzelnen Zylinderkurbelgehäuse-Rücklauf 5b, der aus dem von den Zylinderkurbelgehäuse-Vorläufen 5a befüllten Kühlmittelmantel des Zylinderkurbelgehäuses 3 entspringt. Die Zylinderköpfe 4a und 4b verfügen indes über eigene Zylinderkopf-Rückläufe 6b, die an einer Verbindungsstelle 13 mit dem Zylinderkurbelgehäuse-Rücklauf 5b zusammentreffen und in den gemeinsamen Rücklauf-Abschnitt 15 übergehen. Der gemeinsame Rücklauf-Abschnitt 15 verläuft zur Eingangsseite des Hauptwärmetauschers 8, während der gemeinsame Vorlauf-Abschnitt 14 aus der Ausgangsseite des Hauptwärmetauschers 8 entspringt. Der gemeinsame Vorlauf-Abschnitt 14 enthält neben der zentralen Kühlmittelpumpe 7 ein stromauf der Kühlmittelpumpe 7 angeordnetes zweites Stellventil 11, das zusätzlich von einem aus dem gemeinsamen Rücklauf-Abschnitt 15 unter Umgehung des Hauptwärmetauschers 8 abzweigenden Abzweig 16 kontaktiert wird. Das zweite Stellventil 11 ist als bestrombares Kennfeldthermostat ausgebildet, welches den Abzweig 16 in Abhängigkeit von durch Bestromung veränderbaren Kühlmitteltemperaturschwellwerten schließt und das Kühlmittel über den Hauptwärmetauscher 8 leitet. Ansonsten wird das Kühlmittel über den Abzweig 16 am Hauptwärmetauscher 8 vorbei zur Kühlmittelpumpe 7 geführt. Im Zylinderkurbelgehäuse-Rücklauf 5b befindet sich ein, als stufenlos regelbares Kugelventil ausgebildetes, erstes Stellventil 10, durch das der Zylinderkurbelgehäuse-Rücklauf 5b bedarfsweise absperrbar ist. In den Zylinderkurbelgehäuse-Vorläufen 5a befinden sich eingangs der Zylinderbänke 3a und 3b Rückschlagventile, die nur eine Kühlmittelströmung von den Zylinderkurbelgehäuse-Vorläufen 5a in Richtung des Zylinderkurbelgehäuse-Rücklaufs 5b zulassen. Somit kann eine, bei gesperrtem Zylinderkurbelgehäuse-Rücklauf 5b, durch einen der Zylinderkurbelgehäuse-Vorläufe 5a in eine der beiden Zylinderbänke 3a oder 3b eindringende Kühlmittelmenge, eine korrespondierende Menge Kühlmittel auf der gegenüberliegenden Zylinderbank 3b oder 3a nicht wieder in den jeweiligen Zylinderkurbelgehäuse-Vorlauf 5a zurückdrücken. Eine unerwünschte Querströmung zwischen den Zylinderbänken 3a und 3b wird somit verhindert. Von einem der Zylinderköpfe 4a oder 4b kann ein Heizkreislauf 17 mit einem darin befindlichen Heizungswärmetauscher 18 zur Beheizung von Umgebungsluft für einen Fahrzeuginnenraum abgehen, der stromauf der Kühlmittelpumpe 7 und stromab des zweiten Stellventils 11 wieder in den gemeinsamen Vorlauf-Abschnitt 14 mündet.
    • Liste der Bezugszeichen:
    • 1
    Kühlmittelkreislauf
    2
    Brennkraftmaschine
    3
    Zylinderkurbelgehäuse
    3a
    erste Zylinderbank
    3b
    zweite Zylinderbank
    4a
    erster Zylinderkopf
    4b
    zweiter Zylinderkopf
    5
    Zylinderkurbelgehäuse-Teilkreislauf
    5a
    Zylinderkurbelgehäuse-Vorlauf
    5b
    Zylinderkurbelgehäuse-Rücklauf
    6
    Zylinderkopf-Teilkreislauf
    6a
    Zylinderkopf-Vorlauf
    6b
    Zylinderkopf-Rücklauf
    7
    Kühlmittelpumpe
    8
    Hauptwärmetauscher
    9
    Rückschlagventil
    10
    erstes Stellventil
    11
    zweites Stellventil
    12
    Verzweigungsstelle
    13
    Verbindungsstelle
    14
    gemeinsamer Vorlauf-Abschnitt
    15
    gemeinsamer Rücklauf-Abschnitt
    16
    Abzweig
    17
    Heizkreislauf
    18
    Heizungswärmetauscher

Claims (10)

  1. Kühlmittelkreislauf (1) für eine Brennkraftmaschine (2), aufweisend ein Zylinderkurbelgehäuse (3) mit mindestens zwei gegenüberliegenden Zylinderbänken (3a, 3b) und zugehörigen Zylinderköpfen (4a, 4b), wobei das Zylinderkurbelgehäuse (3) und die Zylinderköpfe (4a, 4b) über separate und parallel zueinander verlaufende Teilkreisläufe (5, 6) des Kühlmittelkreislaufs (1) mit Kühlmittel beauschlagbar sind und wobei das Kühlmittel durch eine Kühlmittelpumpe (7) zumindest zeitweise zwischen einem Hauptwärmetauscher (8) und den Zylinderköpfen (4a, 4b) und/oder dem Zylinderkurbelgehäuse (3) zirkuliert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zylinderkurbelgehäuse-Teilkreislauf (5) mindestens ein Rückschlagventil (9) angeordnet ist, das eine Kühlmittelströmung durch die Zylinderbänke (3a, 3b) nur von der Einlassseite zur Auslassseite zulässt.
  2. Kühlmittelkreislauf für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Zylinderbank (3a, 3b) über einen eigenen Zylinderkurbelgehäuse-Vorfauf (5a) mit Kühlmittel beaufschlagbar ist, das über einen gemeinsamen Zylinderkurbelgehäuse-Rücklauf (5b) wieder abführbar ist.
  3. Kühlmittelkreislauf für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Zylinderkurbelgehäuse-Vorläufen (5a) jeweils ein Rückschlagventil (9) angeordnet ist, das nur eine Kühlmittelströmung aus den Zylinderkurbelgehäuse-Vorläufen (5a) durch die Zylinderbänke (3a, 3b) in den Zylinderkurbelgehäuse-Rücklauf (5b) zulässt.
  4. Kühlmittelkreislauf für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelströmung im Zylinderkurbelgehäuse-Rücklauf (5b) von einem ersten Stellventil (10) regelbar ist.
  5. Kühlmittelkreislauf für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stellventil (10) als stufenlos regelbares Stellventil ausgebildet ist.
  6. Kühlmittelkreislauf für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zylinderkopf (4a, 4b) einen eigenen Zylinderkopf-Vorlauf (6a) und einen eigenen Zylinderkopf-Rücklauf (6b) aufweist, wobei sich die Zylinderkurbelgehäuse-Vorläufe (5a) und die Zylinderkopf-Vorläufe (6a) an einer Verzweigungsstelle (12) stromab der Kühlmittelpumpe (7) aus einem gemeinsamen Vorlauf-Abschnitt (14) aufteilen und wobei der Zylinderkurbelgehäuse-Rücklauf (5b) und die Zylinderkopf-Rückläufe (6b) an einer Verbindungsstelle (13) stromab des ersten Stellventils (10) in einen gemeinsamen Rücklauf-Abschnitt (15) wieder zusammengeführt werden.
  7. Kühlmittelkreislauf für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Rücklauf-Abschnitt (15) zum Hauptwärmetauscher (8) führt.
  8. Kühlmittelkreislauf für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Vorlauf-Abschnitt (14) vom Hauptwärmetauscher (8) abgeht.
  9. Kühlmittelkreislauf für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem gemeinsamen Vorlauf-Abschnitt (14) zwischen Hauptwärmetauscher (8) und Kühlmittelpumpe (7) ein zweites Stellventil (11) angeordnet ist, in das zusätzlich ein Abzweig (16) des gemeinsamen Rücklauf-Abschnitts (15), unter Umgehung des Hauptwärmetauschers (8), mündet.
  10. Kühlmittelkreislauf für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Stellventil (11) als Kennfeldthermostat ausgebildet ist.
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