EP3412883A1 - Combustion engine and motor vehicle - Google Patents
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- EP3412883A1 EP3412883A1 EP18173752.9A EP18173752A EP3412883A1 EP 3412883 A1 EP3412883 A1 EP 3412883A1 EP 18173752 A EP18173752 A EP 18173752A EP 3412883 A1 EP3412883 A1 EP 3412883A1
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- F01P2070/04—Details using electrical heating elements
Definitions
- this expansion valve thermostat is designed such that its temperature-dependent flow control requires a pilot flow of the coolant. It is provided that the expansion thermostatic valve is associated with an influencing device by means of which such a pilot flow of the coolant for the (first) expansion valve thermostat can be prevented or approved.
- the influencing device comprises a heating device for the (first) expansion valve thermostatic valve.
- the heating device which can be controlled, in particular, by means of a control device (for example a motor control) of the internal combustion engine, permits a temperature control of the expansion element of the expansion element thermostatic valve, which is independent of a temperature control by means of the coolant.
- the cooling system or the main cooling circuit can, on the other hand, be operated in a large cycle integrating the main cooler, whereby then in the sense of normal operation of the Cooling system heat energy can be transferred in the main radiator from the coolant to the ambient air to prevent overheating of the coolant and the components to be cooled by this.
- the coolant channels 18, 20 of the cylinder head 14 and of the cylinder housing 16 are both connected to the outlet of a first coolant pump 22 via a coolant line, which is likewise integrated in the cylinder housing 16 of the internal combustion engine 12. From this coolant line may optionally proceed to another coolant line, is passed through the coolant in an additional circuit through a motor oil cooler 66 and a transmission oil cooler 68. This coolant line opens upstream of the first coolant pump 22 in a local coolant line of the cooling system.
- Coolant which flows through the branch line 26, consequently also flows through the coolant channel 18 of the cylinder head 14 and, if this is not prevented by means of a first expansion thermostatic valve 32 and an associated influencing device 34, the coolant channel 20 of the cylinder housing 16.
- a flow through the coolant channel 18th the cylinder head 14 and optionally also the coolant channel 20 of the cylinder housing 16 by means of the guided over the branch line 26 coolant is thereby ensured by an integrated into the bypass 30 to the main cooler 28 shut-off valve 36 in the form of a check valve 36.
- This effect of the check valve 36 may be particularly relevant if the coolant flowing in the auxiliary cooling circuit is conveyed exclusively by means of a second coolant pump 38 integrated in the auxiliary section 26.
- the first coolant pump 22 would not be operated or due to a corresponding setting, the delivery rate of the first coolant pump 22 would be substantially zero or at least negligible compared to the delivery rate of the second coolant pump 38.
- An internal combustion engine according to the invention according to, for example, the Fig. 1 allows an advantageous, temperature-dependent distribution of coolant to the various components of the cooling system, wherein for the coolant distribution structurally relatively simple configured components, in particular automatically controlling Dehnstoff thermostatic valves 32, 46, 50 are used. At the same time, it is possible to temporarily completely prevent a flow through the coolant channel 20 of the cylinder housing 16, which has a positive effect on the speed at which the cylinder housing 16 warms up during a warm-up phase after a cold start of the internal combustion engine.
- this further expansion thermostatic valve 50 opens depending on the temperature, whereby an increasing proportion of the incoming coolant is conducted via the main cooler 28. This is to prevent overheating of the coolant and the components integrated in the cooling system.
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Abstract
Es ist eine Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsmotor 12, der einen Zylinderkopf 14 und ein Zylindergehäuse 16 aufweist, und mit einem Kühlsystem, das einen Kühlmittelkanal 18 des Zylinderkopfs 14 und einen Kühlmittelkanal 20 des Zylindergehäuses 16 umfasst, vorgesehen, wobei der Kühlmittelkanal 20 des Zylindergehäuses 16 zumindest teilweise parallel zu dem Kühlmittelkanal 18 des Zylinderkopfs 16 in das Kühlsystem integriert ist, so dass es grundsätzlich möglich ist, nur einen oder beide dieser Kühlmittelkanäle 18, 20 von Kühlmittel durchströmen zu lassen. Eine Durchströmung des Kühlmittelkanals 20 des Zylindergehäuse 16 ist bei einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mittels eines Dehnstoff-Thermostatventils 32 regelbar. Dabei ist dieses Dehnstoff-Thermostatventil 32 derart ausgebildet, dass dessen temperaturabhängige Volumenstromregelung einen Pilotstrom des Kühlmittels erfordert. Weiterhin ist vorgesehen, dass dem Dehnstoff-Thermostatventil 32 eine Beeinflussungsvorrichtung 34 zugeordnet ist, mittels der ein solcher Pilotstrom des Kühlmittels für das Dehnstoff-Thermostatventil 32 verhindert oder zugelassen werden kann. Diese Ausgestaltung der Brennkraftmaschine ermöglicht eine Regelung der Durchströmung des Kühlmittelkanals 20 des Zylindergehäuses 16, die einerseits selbsttätig funktioniert und andererseits die Möglichkeit einer vollständigen Unterbindung einer solchen Durchströmung bietet, wodurch ein Erwärmen des Zylindergehäuses 16 bei Bedarf, insbesondere nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine, möglichst schnell erfolgen kann. It is an internal combustion engine with an internal combustion engine 12 having a cylinder head 14 and a cylinder housing 16, and provided with a cooling system comprising a coolant channel 18 of the cylinder head 14 and a coolant passage 20 of the cylinder housing 16, wherein the coolant passage 20 of the cylinder housing 16 at least is partially integrated into the cooling system parallel to the coolant channel 18 of the cylinder head 16, so that it is in principle possible to flow through only one or both of these coolant channels 18, 20 of coolant. A flow through the coolant channel 20 of the cylinder housing 16 is controllable in an internal combustion engine according to the invention by means of a Dehnstoff thermostatic valve 32. In this case, this expansion valve thermostat 32 is designed such that its temperature-dependent flow control requires a pilot flow of the coolant. Furthermore, it is provided that the expansion thermostatic valve 32 is associated with an influencing device 34, by means of which such a pilot flow of the coolant for the expansion valve thermostat 32 can be prevented or approved. This embodiment of the internal combustion engine allows regulation of the flow through the coolant channel 20 of the cylinder housing 16, on the one hand automatically works and on the other hand offers the possibility of complete suppression of such flow, whereby heating of the cylinder housing 16 as needed, especially after a cold start of the engine as quickly as possible can be done.
Description
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsmotor und einem Kühlsystem. Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Brennkraftmaschine.The invention relates to an internal combustion engine with an internal combustion engine and a cooling system. The invention also relates to a motor vehicle with such an internal combustion engine.
Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge weisen in der Regel ein Kühlsystem auf, in dem ein Kühlmittel mittels einer oder mehrerer Kühlmittelpumpen in mindestens einem Kühlkreis gepumpt wird und dabei Wärmeenergie von in den Kühlkreis integrierten Komponenten, u.a. einem Verbrennungsmotor, aufnimmt. Diese Wärmeenergie wird anschließend in einem Umgebungswärmetauscher, dem sogenannten Haupt(wasser)kühler, sowie zeitweise in einem Heizungswärmetauscher an die Umgebungsluft, im Fall des Heizungswärmetauschers an die zur Klimatisierung des Innenraums des Kraftfahrzeugs vorgesehene Umgebungsluft, abgegeben.Internal combustion engines for motor vehicles generally have a cooling system in which a coolant is pumped by means of one or more coolant pumps in at least one cooling circuit and thereby heat energy from integrated into the cooling circuit components, u.a. an internal combustion engine. This heat energy is then in an ambient heat exchanger, the so-called main (water) cooler, as well as temporarily in a heating heat exchanger to the ambient air, in the case of the heating heat exchanger to the intended for air conditioning of the interior of the vehicle ambient air discharged.
Bei den Kühlsystemen moderner Kraftfahrzeuge kann die Hauptregelung des Volumenstroms des Kühlmittels mittels regelbarer Kühlmittelpumpen erfolgen, während die Verteilung des Volumenstroms auf die einzelnen, jeweils einen unterschiedlichen Kühlbedarf aufweisenden Komponenten insbesondere mittels Thermostatventilen gesteuert werden kann. Beispielsweise offenbart die
Eine Brennkraftmaschine mit einem Kühlsystem, bei dem eine Verteilung der Volumenströme des Kühlmittels auf die einzelnen Komponenten nicht mittels Thermostatventilen sondern mittels einer Verteilvorrichtung durchgeführt wird, ist in der
Die
Derartige Thermostate beziehungsweise Thermostatventile sind kostengünstig verwendbar, weil diese einerseits konstruktiv wenig aufwändig sind und andererseits, aufgrund der Selbstregelung solcher Thermostatventile, eine aktive Ansteuerung entbehrlich machen. Andererseits benötigen derartige Thermostatventile einen sogenannten Pilotstrom des Kühlmittels. Hierbei handelt es sich um einen relativ geringen Volumenstrom des Kühlmittels, der ein solches Thermostatventil permanent durchströmen muss, um zu gewährleisten, dass das Dehnstoffelement mit Kühlmittel in Kontakt kommt, dessen Temperatur in etwa derjenigen entspricht, die der zuvor durchströmten Komponente des Kühlsystems zuzuordnen ist. Würde ein solches Thermostatventil einen solchen Pilotstrom des Kühlmittels nicht zulassen, würde sich das unmittelbar vor dem Thermostatventil aufstauende Kühlmittel deutlich zu langsam erwärmen und dabei eine sinnvolle temperaturabhängige Volumenstromregelung verhindern.Such thermostats or thermostatic valves are inexpensive to use because they are on the one hand structurally little expensive and on the other hand, due to the self-regulation of such thermostatic valves, make an active control unnecessary. On the other hand, such thermostatic valves require a so-called pilot flow of the coolant. This is a relatively small volume flow of the coolant, which must flow through such a thermostatic valve permanently, to ensure that the expansion element comes into contact with coolant whose temperature is approximately equal to that which has to be assigned to the previously flowed through component of the cooling system. If such a thermostatic valve would not permit such a pilot flow of the coolant, the coolant accumulating immediately in front of the thermostatic valve would heat up too slowly and thereby prevent a meaningful temperature-dependent volume flow control.
Auch wenn ein solcher Pilotstrom im Vergleich zu dem maximalen Volumenstrom, der das Thermostatventil im vollständig geöffneten Zustand durchströmen kann, relativ klein ist, so ist dieser doch nicht unerheblich. Folglich wird durch diesen ein Aufwärmen einer Komponente eines Kühlsystems, beispielsweise eines Zylindergehäuses, trotz einer weitestmöglich geschlossenen Stellung eines dieser Komponente zugeordneten Thermostatventils spürbar verlangsamt.Although such a pilot flow is relatively small compared to the maximum flow rate that can flow through the thermostatic valve in the fully open state, this is not negligible. Consequently, this is noticeably slowed down by warming up a component of a cooling system, for example a cylinder housing, despite the fact that the thermostat valve assigned to this component is closed as far as possible.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, bei einer Brennkraftmaschine mit einem einen Zylinderkopf und ein Zylindergehäuse umfassenden Verbrennungsmotor und mit einem Kühlsystem, das Kühlkanäle für sowohl den Zylinderkopf als auch für das Zylindergehäuse aufweist, auf möglichst einfache und damit kostengünstige Weise zu erreichen, dass insbesondere während einer Warmlaufphase nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine der Zylinderkopf von Kühlmittel durchströmt wird, während eine Durchströmung des Zylindergehäuses vollständig unterbunden wird.The invention was based on the object in an internal combustion engine with a cylinder head and a cylinder housing comprehensive internal combustion engine and with a cooling system having cooling channels for both the cylinder head and the cylinder housing, in the simplest possible and thus cost-effective manner to achieve that, in particular a warm-up phase after a cold start of the internal combustion engine, the cylinder head is flowed through by coolant, while a flow through the cylinder housing is completely prevented.
Diese Aufgabe wird mittels einer Brennkraftmaschine gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Brennkraftmaschine ist Gegenstand des Patentanspruchs 13. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine und damit des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs sind Gegenstände der weiteren Patentansprüche und/oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.This object is achieved by means of an internal combustion engine according to the patent claim 1. A motor vehicle with such an internal combustion engine is the subject of claim 13. Advantageous embodiments of the internal combustion engine according to the invention and thus the motor vehicle according to the invention are objects of the other claims and / or emerge from the following description of the invention.
Erfindungsgemäß ist eine Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsmotor, der einen Zylinderkopf und ein Zylindergehäuse aufweist, und mit einem Kühlsystem, das einen Kühlmittelkanal des Zylinderkopfs und einen Kühlmittelkanal des Zylindergehäuses umfasst, vorgesehen, wobei der Kühlmittelkanal des Zylindergehäuses zumindest teilweise parallel zu dem Kühlmittelkanal des Zylinderkopfs in das Kühlsystem integriert ist, so dass es grundsätzlich möglich ist, nur einen oder beide dieser Kühlmittelkanäle von Kühlmittel durchströmen zu lassen. Eine Durchströmung des Kühlmittelkanals des Zylindergehäuses (bei gleichzeitiger Durchströmung des Kühlmittelkanals des Zylinderkopfs) ist bei einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mittels eines (ersten) Dehnstoff-Thermostatventils und folglich mittels eines selbsttätig temperaturabhängig agierenden Thermostatventils regelbar. Dabei ist dieses Dehnstoff-Thermostatventil derart ausgebildet, dass dessen temperaturabhängige Volumenstromregelung einen Pilotstrom des Kühlmittels erfordert. Vorgesehen ist, dass dem Dehnstoff-Thermostatventil eine Beeinflussungsvorrichtung zugeordnet ist, mittels der ein solcher Pilotstrom des Kühlmittels für das (erste) Dehnstoff-Thermostatventil verhindert oder zugelassen werden kann.According to the invention, an internal combustion engine is provided with an internal combustion engine having a cylinder head and a cylinder housing, and with a cooling system comprising a coolant passage of the cylinder head and a coolant passage of the cylinder housing, the coolant passage of the cylinder housing being at least partially parallel to the coolant passage of the cylinder head into the cylinder head Cooling system is integrated, so that it is basically possible to flow through only one or both of these coolant channels of coolant. A flow through the coolant channel of the cylinder housing (with simultaneous flow through the coolant channel of the cylinder head) is controllable in an internal combustion engine according to the invention by means of a (first) expansion valve thermostat and thus by means of a self-acting temperature-dependent thermostatic valve. In this case, this expansion valve thermostat is designed such that its temperature-dependent flow control requires a pilot flow of the coolant. It is provided that the expansion thermostatic valve is associated with an influencing device by means of which such a pilot flow of the coolant for the (first) expansion valve thermostat can be prevented or approved.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst zumindest eine zur Erzeugung einer Fahrantriebsleistung vorgesehene, erfindungsgemäße Brennkraftmaschine. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich insbesondere um ein radbasiertes Kraftfahrzeug (vorzugsweise PKW oder LKW) handeln.A motor vehicle according to the invention comprises at least one internal combustion engine according to the invention intended to generate a traction drive power. The motor vehicle may in particular be a wheel-based motor vehicle (preferably a car or a truck).
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, zur Regelung der Durchströmung des Kühlmittelkanals des Zylindergehäuses ein kostengünstiges, mittels eines Dehnstoffelements selbsttätig regelndes Thermostatventil einzusetzen, das konstruktiv und funktional einen Pilotstrom des Kühlmittels erfordert, um eine temperaturabhängige Volumenstromregelung durchführen zu können. Um trotz der Verwendung eines solchen Dehnstoff-Thermostatventils bedarfsweise eine Durchströmung des Kühlmittelkanals des Zylindergehäuses vollständig (und somit auch die Pilotströmung durch das Dehnstoff-Thermostatventil) zu unterbinden, ist dem Dehnstoff-Thermostatventil erfindungsgemäß die Beeinflussungsvorrichtung zugeordnet, die ebenfalls vergleichsweise einfach ausgebildet sein kann, so dass sich insgesamt auf relativ einfache Weise eine Regelung der Durchströmung des Kühlmittelkanals des Zylindergehäuses realisieren lässt, die einerseits selbsttätig funktioniert und andererseits die Möglichkeit einer vollständigen Unterbindung einer solchen Durchströmung bietet, wodurch ein Erwärmen des Zylindergehäuses bei Bedarf, insbesondere während einer Warmlaufphase, insbesondere nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine, möglichst schnell erfolgen kann.The invention is based on the idea of using a cost-effective, by means of a Dehnstoffelements automatically controlling thermostatic valve to regulate the flow through the coolant channel of the cylinder housing, which constructively and functionally requires a pilot flow of the coolant to perform a temperature-dependent flow control can. In order to prevent a flow through the coolant channel of the cylinder housing completely (and thus also the pilot flow through the Dehnstoff thermostatic valve) in spite of the use of such expansion valve thermostatic valve as needed, the influencing device according to the invention is assigned to the Dehnstoff thermostatic valve, which may also be relatively simple, so that a total of a relatively simple manner can realize a flow control of the coolant channel of the cylinder housing, on the one hand automatically works and on the other hand offers the possibility of complete suppression of such flow, thereby heating the cylinder housing if necessary, especially during a warm-up phase, especially after a cold start of the engine, can be done as quickly as possible.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform einer solchen erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann vorgesehen sein, dass die Beeinflussungsvorrichtung eine Heizvorrichtung für das (erste) Dehnstoff-Thermostatventil umfasst. Die insbesondere mittels einer Steuerungsvorrichtung (z.B. einer Motorsteuerung) der Brennkraftmaschine ansteuerbare Heizvorrichtung ermöglicht eine Temperierung des Dehnstoffelements des Dehnstoff-Thermostatventils, die unabhängig von einer Temperierung mittels des Kühlmittels ist. Dadurch wird ermöglicht, das Thermostatventil derart auszugestalten, dass dieses im weitestmöglich geschlossenen Zustand eine Durchströmung des Kühlmittelkanals des Zylindergehäuses vollständig unterbindet, wohingegen dann, wenn eine selbsttätige Regelung des Volumenstroms des Kühlmittels durch den Kühlkanal des Zylindergehäuses in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlmittels vorgesehen sein soll, das Dehnstoffelement des Thermostatventils mittels der Heizvorrichtung soweit erwärmt wird, dass dieses zumindest einen Pilotstrom des Kühlmittels zulässt, der dann die selbsttätige Regelung des Dehnstoff-Thermostatventils gewährleisten kann. Dabei ist die Verwendung der Heizvorrichtung nicht auf ein Umschalten zwischen vollständiger Unterbindung der Durchströmung des Kühlmittelkanals des Zylindergehäuses und einer selbsttätigen Regelung in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlmittels durch das Zulassen eines Pilotstroms beschränkt, sondern die Heizvorrichtung kann grundsätzlich jederzeit im Betrieb der Brennkraftmaschine genutzt werden, um bedarfsweise eine gegebenenfalls zu langsame selbsttätige Regelung mittels des Dehnstoffelements des Dehnstoff-Thermostatventils zu überlagern. Dies kann beispielsweise nach einem Lastsprung, d.h. nach einer spontanen, relativ großen Lasterhöhung für den Betrieb des Verbrennungsmotors, der Fall sein, wenn die selbsttätige Regelung mittels des Dehnstoffelements tendenziell zu langsam reagiert. Dadurch kann eine möglichst optimale Anpassung des Volumenstroms des Kühlmittels durch den Kühlmittelkanal des Zylindergehäuses und damit der Kühlwirkung für das Zylindergehäuse erreicht werden.According to a preferred embodiment of such an internal combustion engine according to the invention, it can be provided that the influencing device comprises a heating device for the (first) expansion valve thermostatic valve. The heating device, which can be controlled, in particular, by means of a control device (for example a motor control) of the internal combustion engine, permits a temperature control of the expansion element of the expansion element thermostatic valve, which is independent of a temperature control by means of the coolant. This makes it possible to design the thermostatic valve such that this completely prevents flow through the coolant channel of the cylinder housing in the most closed state, whereas when an automatic control of the volume flow of the coolant through the cooling channel of the cylinder housing in dependence on the temperature of the coolant should be provided in that the expansion element of the thermostatic valve is heated to such an extent by means of the heating device that this permits at least one pilot flow of the coolant which can then ensure the automatic control of the expansion thermostat valve. In this case, the use of the heating device is not a switch between complete suppression of the flow through the coolant channel of the cylinder housing and an automatic control as a function of the temperature of the coolant by allowing a pilot flow limited, but the heater can in principle be used at any time during operation of the internal combustion engine, if necessary, to superimpose an optionally slow automatic control by means of the expansion element of the expansion valve thermostat , This may be the case, for example, after a load jump, ie after a spontaneous, relatively large load increase for the operation of the internal combustion engine, if the automatic control by means of the expansion element tends to react too slowly. As a result, the best possible adaptation of the volume flow of the coolant through the coolant channel of the cylinder housing and thus the cooling effect for the cylinder housing can be achieved.
Gemäß einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann auch vorgesehen sein, dass die Beeinflussungsvorrichtung ein (erstes) Steuerventil umfasst. Mittels dieses (ersten) Steuerventils kann bedarfsweise eine Durchströmung des Kühlmittelkanals des Zylindergehäuses unterbunden werden, wodurch somit auch ein Pilotstrom durch das Dehnstoff-Thermostatventil, das konstruktiv derart ausgelegt sein kann, dass dieses in der weitestmöglich geschlossenen Stellung einen Pilotstrom durchlässt, verhindert wird. Dabei kann das Steuerventil derart ausgebildet sein, dass es in der Art eines Umschaltventils eine Durchströmung des Kühlmittelkanals des Zylindergehäuses entweder unterbindet oder weitestmöglich freigibt, so dass nach einem solchen Freigegeben eine Volumenstromregelung ausschließlich mittels des Dehnstoff-Thermostatventils erfolgen würde. Dadurch kann eine konstruktiv möglichst einfache Ausgestaltung für die Beeinflussungsvorrichtung und damit auch für die Brennkraftmaschine realisiert werden. Andererseits besteht aber auch die Möglichkeit, das Steuerventil derart auszubilden, dass eine Durchströmung des Kühlmittelkanals des Zylindergehäuses in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerventils auch in einer oder mehreren Zwischenstellungen oder stufenlos zwischen der vollständig geschlossenen und der vollständig geöffneten Stellung mittels des Steuerventils beeinflussbar ist. Dies ermöglicht wiederum in Grenzen eine Überlagerung der mittels des Dehnstoff-Thermostatventils erzielbaren Volumenstromregelung.According to a further preferred embodiment of an internal combustion engine according to the invention can also be provided that the influencing device comprises a (first) control valve. By means of this (first) control valve, if necessary, a flow through the coolant channel of the cylinder housing can be prevented, thus thus also a pilot flow through the expansion valve thermostatic, which can be designed such that this in the widest possible closed position passes a pilot flow is prevented. In this case, the control valve may be designed such that it either a flow through the coolant channel of the cylinder housing prevents or largely releases, so that would be done after such a release a volume flow control exclusively by means of the expansion thermostatic valve. As a result, a constructively simplest possible design for the influencing device and thus also for the internal combustion engine can be realized. On the other hand, however, it is also possible to design the control valve in such a way that a flow through the coolant channel of the cylinder housing can be influenced in one or more intermediate positions or steplessly between the fully closed and the completely open position by means of the control valve in dependence on the position of the control valve. This in turn allows, within limits, a superposition of the volume flow control achievable by means of the expansion thermostatic valve.
Weiterhin kann für eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine vorgesehen sein, dass die Beeinflussungsvorrichtung ein zweites Dehnstoff-Thermostatventil umfasst, dessen Startregeltemperatur vorzugsweise unterhalb der Startregeltemperatur des ersten Dehnstoff-Thermostatventils liegt. Als "Startregeltemperatur" wird dabei ein Grenzwert oder ein Grenzwertbereich für die Temperatur des jeweiligen Dehnstoff-Thermostatventils beziehungsweise für die Temperatur des das jeweilige Dehnstoff-Thermostatventil durchströmenden Kühlmittels verstanden, ab dem eine temperaturabhängige Ventilöffnung mit dem Ziel einer Volumenstromregelung erfolgt. Folglich kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das erste Dehnstoff-Thermostatventil konstruktiv derart ausgelegt ist, dass dieses stets einen Pilotstrom durchlässt oder durchlassen würde, während das zweite Dehnstoff-Thermostatventil so ausgebildet und in das Kühlsystem, insbesondere in den Kühlmittelkanal des Zylindergehäuses, integriert ist, dass dieses im vollständig geschlossenen Zustand eine Durchströmung des Kühlmittelkanals des Zylindergehäuses (zumindest in dem das erste Dehnstoff-Thermostatventil umfassenden Abschnitt) vollständig unterbindet, wodurch dann auch der konstruktiv grundsätzlich mögliche Pilotstrom durch das erste Dehnstoff-Thermostatventil unterbunden ist. Öffnet dagegen das zweite Dehnstoff-Thermostatventil, wird dadurch der Pilotstrom für das erste Dehnstoff-Thermostatventil freigegeben, so dass ab dann die Regelung des Volumenstroms des Kühlmittels durch den Kühlmittelkanal des Zylindergehäuses selbsttätig mittels des ersten Dehnstoff-Thermostatventils geregelt werden kann. Durch die geringere Startregeltemperatur des zweiten Dehnstoff-Thermostatventils im Vergleich zu derjenigen des ersten Dehnstoff-Thermostatventils kann auf relativ einfache Weise sichergestellt werden, dass in Abhängigkeit von der Temperatur des den Kühlmittelkanal des Zylindergehäuses durchströmenden Kühlmittels das zweite Dehnstoff-Thermostatventil stets weiter als das erste Dehnstoff-Thermostatventil geöffnet ist (solange nicht beide vollständig geöffnet sind), so dass eine Volumenstromregelung für das den Kühlmittelkanal des Zylindergehäuses durchströmende Kühlmittel ausschließlich mittels des ersten Dehnstoff-Thermostatventils realisierbar ist, sobald mittels des zweiten Dehnstoff-Thermostatventils ein Pilotstrom freigegeben worden ist.Furthermore, it can be provided for an internal combustion engine according to the invention, that the influencing device comprises a second expansion valve thermostatic, whose starting control temperature is preferably below the starting control temperature of the first expansion valve thermostat. In this case, a limit value or a limit value range for the temperature of the respective expansion thermostatic valve is used as "start regulation temperature" or understood for the temperature of the respective expansion material thermostatic valve flowing coolant, from which a temperature-dependent valve opening takes place with the aim of a flow control. Consequently, it can be provided according to the invention that the first expansion thermostatic valve is structurally designed so that it always lets through or let through a pilot flow while the second expansion thermostatic valve is designed and integrated into the cooling system, in particular in the coolant channel of the cylinder housing. in the completely closed state, this completely prevents flow through the coolant channel of the cylinder housing (at least in the section comprising the first expansion valve), as a result of which the pilot valve flow which is fundamentally possible in principle is also prevented by the first expansion valve for thermosetting material. On the other hand, if the second expansion thermostatic valve opens, the pilot flow for the first expansion thermostatic valve is thereby released, so that from then on, the regulation of the volume flow of the coolant through the coolant channel of the cylinder housing can be controlled automatically by means of the first expansion thermostatic valve. Due to the lower starting control temperature of the second expansion thermostatic valve in comparison to that of the first expansion thermostatic valve can be ensured in a relatively simple manner that depending on the temperature of the coolant channel of the cylinder housing flowing through the coolant, the second expansion thermostatic valve always further than the first expansion material Thermostatic valve is opened (as long as both are not fully open), so that a flow control for the coolant channel of the cylinder housing by flowing coolant can be realized only by means of the first Dehnstoff thermostatic valve, as soon as a pilot flow has been released by means of the second expansion valve thermostat.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung einer solchen erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann vorgesehen sein, dass das zweite Dehnstoff-Thermostatventil über eine Verbindungsleitung, die aus der Kühlmittelleitung des Zylinderkopfs oder stromab davon (bezüglich einer für das Kühlsystem vorgesehenen Durchströmungsrichtung) abgeht, mittels eines Kühlmittelstroms beaufschlagbar ist. Das zweite Dehnstoff-Thermostatventil kann demnach ein Unterbinden oder Freigeben eines Pilotstroms für das erste Dehnstoff-Thermostatventil in Abhängigkeit von der Temperatur des Zylinderkopfs beziehungsweise des Kühlmittels, das den Zylinderkopf durchströmt oder kurz vorher durchströmt hat, bewirken.According to a preferred development of such an internal combustion engine according to the invention, provision can be made for the second expansion thermostatic valve to be acted upon by means of a coolant flow via a connecting line which leaves the coolant line of the cylinder head or downstream thereof (with respect to a flow direction provided for the cooling system). The second expansion thermostatic valve can thus inhibit or release a pilot flow for the first expansion valve thermostat depending on the temperature of the cylinder head or the coolant flowing through the cylinder head or has flowed through shortly before.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann vorgesehen sein, dass das Kühlsystem einen die Kühlmittelkanäle des Zylinderkopfs und des Zylindergehäuses, eine (erste) Kühlmittelpumpe und einen Hauptkühler umfassenden Hauptkühlkreis sowie eine aus dem Hauptkühlkreis abgehende sowie in den Hauptkühlkreis mündende und damit einen Abschnitt des Hauptkühlkreises umgehende Nebenstrecke zur Ausbildung eines Nebenkühlkreises aufweist. In die Nebenstrecke kann dabei vorzugsweise ein Heizungswärmetauscher und/oder ein AGR-Kühler, insbesondere einen ND-AGR-Kühler, und/oder ein ATL-Kühler und/oder eine zweite Kühlmittelpumpe integriert sein. Unter einem "Heizungswärmetauscher" wird ein Wärmetauscher verstanden, in dem ein Wärmeübergang von dem Kühlmittel des Kühlsystems auf Umgebungsluft, die zum Beheizen eines Innenraums eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, erfolgt. Als "AGR-Kühler" wird ein Wärmetauscher verstanden, der in eine Abgasrückführleitung (bei einer Ausgestaltung als ND-AGR-Kühler: in eine Niederdruck-Abgasrückführleitung) integriert ist und einer Kühlung von über die Abgasrückführleitung rückgeführtem Abgas dient. Als "ATL-Kühler" wird ein Wärmetauscher verstanden, der in einen Abgasturbolader der Brennkraftmaschine integriert ist und einer Kühlung des Abgasturboladers, insbesondere eines Lagerstuhls des Abgasturboladers, dienen kann.According to a preferred embodiment of an internal combustion engine according to the invention, it may be provided that the cooling system comprises one of the coolant channels of the cylinder head and the cylinder housing, a (first) coolant pump and a main radiator Main cooling circuit as well as a outgoing from the main cooling circuit and opening into the main cooling circuit and thus has a section of the main cooling circuit bypassing sidewalk to form a secondary cooling circuit. A heating heat exchanger and / or an EGR cooler, in particular a LP EGR cooler, and / or an ATL cooler and / or a second coolant pump may preferably be integrated into the branch line. A "heat exchanger" is understood to mean a heat exchanger in which a heat transfer from the coolant of the cooling system to ambient air, which is provided for heating an interior of a motor vehicle according to the invention, takes place. The term "EGR cooler" is understood to mean a heat exchanger which is integrated into an exhaust gas recirculation line (in a configuration as an LP EGR cooler: into a low-pressure exhaust gas recirculation line) and serves to cool exhaust gas recirculated via the exhaust gas recirculation line. As "ATL cooler" is meant a heat exchanger which is integrated in an exhaust gas turbocharger of the internal combustion engine and can be used for cooling the exhaust gas turbocharger, in particular a bearing block of the exhaust gas turbocharger.
Durch die Integration dieser Komponenten des Kühlsystems in die Nebenstrecke wird einerseits ermöglicht, für diese eine weiter angepasste Volumenstromregelung zu realisieren. Dies kann insbesondere mittels der in die Nebenstrecke integrierten zweiten Kühlmittelpumpe, die insbesondere elektromotorisch betrieben und mittels einer Steuerungsvorrichtung der Brennkraftmaschine ansteuerbar sein kann, erfolgen. Mittels der zweiten Kühlmittelpumpe kann somit ein von der ersten Kühlmittelpumpe für den Hauptkühlkreis bewirkter Volumenstrom des Kühlmittels mit Wirkung für die Nebenstrecke beeinflusst werden. Andererseits kann durch diese Integration verhindert werden, dass sich diese Komponenten, die einen relativ großen Strömungswiderstand aufweisen können, negativ auf die Durchströmung des Hauptkühlkreises auswirken.By integrating these components of the cooling system in the branch line on the one hand allows to realize a further adapted flow control for this. This can be done, in particular, by means of the second coolant pump, which is integrated into the branch line and can be operated, in particular, by an electric motor and can be activated by means of a control device of the internal combustion engine. Thus, by means of the second coolant pump, a volumetric flow of the coolant caused by the first coolant pump for the main cooling circuit can be influenced with effect for the branch line. On the other hand, it can be prevented by this integration that these components, which may have a relatively large flow resistance, adversely affect the flow through the main cooling circuit.
Die erste Kühlmittelpumpe kann in vorteilhafter Weise als direkt oder indirekt, d.h. über ein Getriebe, mittels einer Abtriebswelle des Verbrennungsmotors angetriebene Kühlmittelpumpe (sogenannte mechanisch angetriebene Kühlmittelpumpe) ausgebildet sein, wodurch sich eine relativ einfache konstruktive Ausgestaltung für diese ergibt. Dabei kann die Kühlmittelpumpe auch als unabhängig von der Antriebsdrehzahl hinsichtlich der Förderleistung einstellbar ausgestaltet sein. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass die erste Kühlmittelpumpe elektromotorisch angetrieben und hierzu insbesondere mittels einer Steuerungsvorrichtung zur Erzielung einer Anpassung der Förderleistung ansteuerbar ist.The first coolant pump may advantageously be configured as a coolant pump (so-called mechanically driven coolant pump) driven directly or indirectly, ie via a transmission, by means of an output shaft of the internal combustion engine, resulting in a relatively simple structural design for the same. In this case, the coolant pump can also be configured as being independent of the drive speed with regard to the delivery rate. Alternatively, there is also the possibility that the first coolant pump is driven by an electric motor and for this purpose can be controlled in particular by means of a control device to achieve an adjustment of the delivery rate.
Insbesondere bei einer Ausgestaltung der ersten Kühlmittelpumpe als mechanisch angetriebene Kühlmittelpumpe kann mittels einer in die Nebenstrecke integrierten und elektromotorisch angetriebenen zweiten Kühlmittelpumpe auch dann eine Strömung von Kühlmittel in dem Kühlsystem realisiert werden, wenn der Verbrennungsmotor und damit auch die erste Kühlmittelpumpe nicht betrieben wird. Dies kann beispielsweise relevant sein, um auch bei aktiver Start-Stopp-Automatik und/oder nach dem manuellen Beenden des Betriebs des Verbrennungsmotors eine Heizfunktionalität für die Innenraumheizung des Kraftfahrzeugs zu gewährleisten. Gegebenenfalls kann auch für weitere Komponenten des Kühlsystems ein solches Nachheizen relevant sein. Zudem kann trotz eines nicht betriebenen Verbrennungsmotors für einzelne Komponenten des Kühlsystems ein Nachkühlen vorteilhaft sein, um lokale Temperaturstaus und damit Überhitzungen zu vermeiden, indem weiterhin Wärmeenergie über das Kühlsystems abgeführt oder zumindest verteilt wird.In particular, in one embodiment of the first coolant pump as a mechanically driven coolant pump, a flow of coolant in the cooling system can be realized by means of a second coolant pump integrated into the branch line and driven by an electric motor even if the internal combustion engine and therefore also the first coolant pump is not operated. This may be relevant, for example, to ensure a heating functionality for the interior heating of the motor vehicle even with active start-stop system and / or after the manual termination of the operation of the internal combustion engine. Optionally, such additional heating may also be relevant for other components of the cooling system. In addition, despite an internal combustion engine not operated for individual components of the cooling system, post-cooling may be advantageous in order to avoid local temperature congestion and thus overheating, by further dissipating or at least distributing heat energy via the cooling system.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung einer solchen erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann auch vorgesehen sein, dass der Hauptkühlkreis einen Bypass für den Hauptkühler umfasst, wobei eine Verteilung einer Kühlmittelströmung einerseits auf den Hauptkühler und andererseits auf den den Hauptkühler umgehenden Bypass mittels einer Verteilvorrichtung steuerbar und vorzugsweise regelbar ist. Die Verteilvorrichtung kann dabei in konstruktiv vorteilhafter Weise in Form eines weiteren Dehnstoff-Thermostatventils ausgebildet sein. Mittels des Bypasses für den Hauptkühler wird ermöglicht, das Kühlsystem und konkret den Hauptkühlkreis einerseits in einem kleinen, den Hauptkühler umgehenden Kreislauf zu betreiben, wodurch ein möglichst schnelles Aufwärmen von den übrigen in das Kühlsystem integrierten Komponenten während einer Warmlaufphase der Brennkraftmaschine unterstützt werden kann, da ein Wärmeübergang von dem Kühlmittel auf Umgebungsluft bei der Durchströmung des Hauptkühlers verhindert ist. Hat dagegen zumindest eine der grundsätzlich mittels des Kühlsystems zu kühlenden Komponenten, insbesondere der Zylinderkopf des Verbrennungsmotors, ihren/seinen Betriebstemperaturbereich erreicht, kann das Kühlsystem beziehungsweise der Hauptkühlkreis andererseits in einem großen, den Hauptkühler integrierenden Kreislauf betrieben werden, wodurch dann im Sinne eines Normalbetriebs des Kühlsystems Wärmeenergie in dem Hauptkühler von dem Kühlmittel an die Umgebungsluft übertragen werden kann, um eine Überhitzung des Kühlmittels und der durch dieses zu kühlenden Komponenten zu vermeiden.According to a preferred embodiment of such an internal combustion engine according to the invention can also be provided that the main cooling circuit comprises a bypass for the main radiator, wherein a distribution of coolant flow on the one hand to the main radiator and on the other hand on the main radiator bypass bypass means of a distributor controllable and preferably controllable. The distributor can be designed in a structurally advantageous manner in the form of another expansion thermostatic valve. By means of the bypass for the main radiator is made possible to operate the cooling system and concretely the main cooling circuit on the one hand in a small, the main radiator circuit, whereby the fastest possible warm-up from the other components integrated into the cooling system during a warm-up phase of the internal combustion engine can be supported a heat transfer from the coolant to ambient air in the flow through the main radiator is prevented. If, on the other hand, at least one of the components to be cooled, in particular the cylinder head of the internal combustion engine, reaches its operating temperature range, the cooling system or the main cooling circuit can, on the other hand, be operated in a large cycle integrating the main cooler, whereby then in the sense of normal operation of the Cooling system heat energy can be transferred in the main radiator from the coolant to the ambient air to prevent overheating of the coolant and the components to be cooled by this.
Der von der Nebenstrecke umgangene Abschnitt des Hauptkühlkreises kann vorzugsweise den Hauptkühler und, sofern vorgesehen, weiterhin bevorzugt auch den Bypass zu dem Hauptkühler umfassen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass eine Durchströmung der Nebenstrecke unbeeinflusst davon ist, ob der Hauptkühlkreis in einem kleinen oder großen Kreislauf betrieben wird.The section of the main cooling circuit bypassed by the branch line can preferably comprise the main cooler and, if provided, furthermore preferably also the bypass to the main cooler. This can ensure that a flow through the By-pass is unaffected by whether the main cooling circuit is operated in a small or large circuit.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine, bei der eine einen Abschnitt des Hauptkühlkreises umgehende Nebenstrecke vorgesehen ist, kann vorgesehen sein, dass in den von der Nebenstrecke umgangenen Abschnitt des Hauptkühlkreises ein Absperrventil integriert ist. Mittels des Absperrventils kann verhindert werden, dass Kühlmittel in den von der Nebenstrecke zu umgehenden Abschnitt des Hauptkühlkreis rückströmt. Dadurch kann insbesondere sichergestellt werden, dass das den Nebenkühlkreis durchströmende Kühlmittel zumindest den Kühlmittelkanal des Zylinderkopfs durchströmt, was insbesondere für die Funktion eines in die Nebenstrecke integrierten Heizungswärmetauschers von Bedeutung ist, um eine gute Funktionsfähigkeit und insbesondere ein relativ schnelles Ansprechen einer Innenraumheizung für ein die Brennkraftmaschine umfassendes Kraftfahrzeug nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine zu gewährleisten. Auch ein möglichst schnelles Aufwärmen der anderen in die Nebenstrecke integrierten Komponenten kann vorteilhaft sein. Beispielweise kann dadurch ein Kondensieren von Flüssigkeit aus über eine Abgasrückführleitung rückgeführtem Abgas verhindert oder zumindest vermindert werden.According to a preferred embodiment of an internal combustion engine according to the invention, in which a bypass section bypassing a section of the main cooling circuit is provided, provision may be made for a shut-off valve to be integrated in the section of the main cooling circuit bypassing the branch section. By means of the shut-off valve, coolant can be prevented from flowing back into the section of the main cooling circuit to be bypassed from the branch line. This can in particular ensure that the coolant flowing through the secondary cooling circuit flows through at least the coolant channel of the cylinder head, which is particularly important for the function of a heating heat exchanger integrated in the auxiliary section, in order to ensure good functionality and in particular a relatively fast response of an interior heating for the internal combustion engine to ensure comprehensive motor vehicle after a cold start of the internal combustion engine. Even the fastest possible warming up of the other components integrated into the branch line can be advantageous. For example, this can prevent or at least reduce condensation of liquid from exhaust gas recirculated via an exhaust gas recirculation line.
Das Absperrventil kann vorzugsweise in Form eines Differenzdruckventils, insbesondere in Form eines Rückschlagventils, ausgebildet sein, wodurch auf eine aktive Ansteuerung eines solchen Absperrventils verzichtet werden kann. Möglichst ist aber auch eine aktiv ansteuerbare Ausgestaltung des Absperrventils.The shut-off valve may preferably be in the form of a differential pressure valve, in particular in the form of a check valve, whereby an active control of such a shut-off valve can be dispensed with. But as possible is also an actively controllable design of the shut-off valve.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann vorgesehen sein, dass das (erste) Dehnstoff-Thermostatventil und vorzugsweise auch die dazugehörige Beeinflussungsvorrichtung mittels eines Bypasses umgehbar ist/sind, wobei ein Volumenstrom des Kühlmittels über den Bypass mittels eines (zweiten) Steuerventils steuerbar ist. Dieser Bypass in Kombination mit dem dazugehörigen Steuerventil kann insbesondere dazu dienen, eine temperaturabhängige Volumenstromregelung mittels des (ersten) Dehnstoff-Thermostatventils temporär zu übergehen, um beispielsweise nach einem Lastsprung eine ausreichende Kühlwirkung für das Zylindergehäuse zu gewährleisten, so dass eine Beschädigung des Zylindergehäuses und/oder des Kühlmittels durch Sieden vermieden werden kann.According to a preferred embodiment of an internal combustion engine according to the invention it can be provided that the (first) expansion valve and preferably also the associated influencing device by means of a bypass is / are bypassable, wherein a volume flow of the coolant via the bypass by means of a (second) control valve is controllable. This bypass in combination with the associated control valve can serve in particular to temporarily override a temperature-dependent volumetric flow control by means of the (first) expansion thermostatic valve in order, for example, to ensure a sufficient cooling effect for the cylinder housing after a load step, so that damage to the cylinder housing and / or or the coolant can be avoided by boiling.
Die unbestimmten Artikel ("ein", "eine", "einer" und "eines"), insbesondere in den Patentansprüchen und in der die Gegenstände der Patentansprüche allgemein erläuternden Beschreibung, sind als solche und nicht als Zahlwörter zu verstehen. Entsprechend damit konkretisierte Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und mehrfach vorhanden sein können.The indefinite articles ("an", "an", "an" and "an"), in particular in the claims and in the general explanatory description of the claims, are to be understood as such and not as numerals. Corresponding to this concretized components are thus to be understood that they are present at least once and may be present more than once.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
- Fig. 1:
- schematisch eine erste Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine;
- Fig. 2:
- schematisch eine zweite Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine; und
- Fig. 3:
- schematisch eine dritte Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine.
- Fig. 1:
- schematically a first embodiment of an internal combustion engine according to the invention;
- Fig. 2:
- schematically a second embodiment of an internal combustion engine according to the invention; and
- 3:
- schematically a third embodiment of an internal combustion engine according to the invention.
Die
Die erste Kühlmittelpumpe 22 kann beispielsweise von einer Abtriebswelle (insbesondere Kurbelwelle) des Verbrennungsmotors 12 direkt oder indirekt, d.h. über ein Getriebe, angetrieben werden, wobei diese zudem hinsichtlich der Förderleistung derart einstellbar ausgebildet sein kann, dass die Förderleistung auch unabhängig von der Antriebsdrehzahl veränderlich ist. Zur Einstellung der Förderleistung kann diese mittels einer Steuerungsvorrichtung 24, insbesondere einer Motorsteuerung der Brennkraftmaschine, entsprechend ansteuerbar sein.For example, the
Weitere Kühlmittelleitungen des Kühlsystems bilden in Kombination mit den Kühlmittelkanälen 18, 20 des Zylinderkopfs 14 und des Zylindergehäuses 16 einen Hauptkühlkreis sowie einen Nebenkühlkreis aus. Der Nebenkühlkreis umfasst eine Nebenstrecke 26, die aus dem Hauptkühlkreis abgeht und wieder in den Hauptkühlkreis mündet und dabei einen Abschnitt des Hauptkühlkreises umgeht, in den ein Hauptkühler 28 sowie ein Bypass 30 für den Hauptkühler 28 integriert sind. Die Kühlmittelkanäle 18, 20 des Zylinderkopfs 14 und des Zylindergehäuses 16 sind dagegen in einen Abschnitt des Hauptkühlkreises integriert, der auch einen Abschnitt des Nebenkühlkreises darstellt. Kühlmittel, das die Nebenstrecke 26 durchströmt, strömt folglich auch durch den Kühlmittelkanal 18 des Zylinderkopfs 14 und, sofern dies nicht mittels eines ersten Dehnstoff-Thermostatventils 32 und einer dazugehörigen Beeinflussungsvorrichtung 34 verhindert wird, den Kühlmittelkanal 20 des Zylindergehäuses 16. Ein Durchströmen des Kühlmittelkanals 18 des Zylinderkopfs 14 und gegebenenfalls auch des Kühlmittelkanals 20 des Zylindergehäuses 16 mittels des über die Nebenstrecke 26 geführten Kühlmittels wird dabei durch ein in den Bypass 30 zu dem Hauptkühler 28 integriertes Absperrventil 36 in Form eines Rückschlagventils 36 sichergestellt. Diese Wirkung des Rückschlagventils 36 kann insbesondere dann relevant sein, wenn das in dem Nebenkühlkreis strömende Kühlmittel ausschließlich mittels einer in die Nebenstrecke 26 integrierten zweiten Kühlmittelpumpe 38 gefördert wird. Die erste Kühlmittelpumpe 22 würde dabei nicht betrieben beziehungsweise infolge einer entsprechenden Einstellung wäre die Förderleistung der ersten Kühlmittelpumpe 22 im Wesentlichen null oder zumindest im Vergleich zu der Förderleistung der zweiten Kühlmittelpumpe 38 vernachlässigbar.Further coolant lines of the cooling system in combination with the
In die Nebenstrecke 26 sind weiterhin ein Heizungswärmetauscher 40 sowie optional ein AGR-Kühler 42 und ein ATL-Kühler 44 integriert. Die zweite Kühlmittelpumpe ist mittels eines Elektromotors antreibbar, der mittels der Steuerungsvorrichtung 24 angesteuert werden kann.In the
In einer Kühlmittelleitung des Hauptkühlkreises, die sich auslassseitig an den Kühlmittelkanal 20 des Zylindergehäuses 16 anschließt, ist das erste Dehnstoff-Thermostatventil 32 sowie die dazugehörige Beeinflussungsvorrichtung 34, die in dem Ausgestaltungsbeispiel gemäß der
Das erste Dehnstoff-Thermostatventil 32 ist derart ausgebildet, dass dieses auch in der weitestmöglich geschlossenen Stellung einen relativ kleinen Pilotstrom des Kühlmittels zubeziehungsweise durchlässt, so dass mittels des ersten Dehnstoff-Thermostatventils 32 eine selbsttätige, temperaturabhängige Regelung des durch den Kühlmittelkanal 20 des Zylindergehäuses 16 geführten Volumenstroms des Kühlmittels realisiert wird, sobald ein solcher Pilotstrom auch tatsächlich vorliegt. Dieser Pilotstrom wird jedoch verhindert, wenn sich das zweite Dehnstoff-Thermostatventil 46 in seiner vollständig geschlossenen Stellung befindet. Das zweite Dehnstoff-Thermostatventil 46 öffnet erst, wenn das Kühlmittel, das zuvor den Kühlmittelkanal 18 des Zylinderkopfs 14 durchströmt hat, eine definierte Grenztemperatur (beispielsweise 87°C) erreicht hat, die der Startregeltemperatur des zweiten Dehnstoff-Thermostatventils 46 ungefähr entspricht. Um dem zweiten Dehnstoff-Thermostatventil 46 zu ermöglichen, in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlmittels, das zuvor den Kühlmittelkanal 18 des Zylinderkopfs 14 durchströmt hat, zu öffnen, ist eine Verbindungsleitung 52 vorgesehen, die aus der von dem Auslass des Kühlmittelkanals 18 des Zylinderkopfs 14 kommenden Kühlmittelleitung abgeht und die zu dem zweiten Dehnstoff-Thermostatventil 46 führt. Über diese Verbindungsleitung 52 kann ein Pilotstrom durch das zweite Dehnstoff-Thermostatventil 46 geführt werden, der ein Öffnen des zweiten Dehnstoff-Thermostatventils 46 beim Erreichen der dazugehörigen Startregeltemperatur bewirkt. Sobald das zweite Dehnstoff-Thermostatventil 46 geöffnet ist, strömt ein Pilotstrom durch das erste Dehnstoff-Thermostatventil 32, so dass dann das erste Dehnstoff-Thermostatventil 32 kontinuierlich in relativ geringem Maße mit aus dem Kühlmittelkanal 20 des Zylindergehäuses 16 stammendem Kühlmittel beaufschlagt wird. Ab dem Erreichen einer dazugehörigen Startregeltemperatur, die beispielsweise bei 105°C liegen kann, öffnet das erste Dehnstoff-Thermostatventil 32 dann temperaturabhängig mehr oder weniger, um eine Volumenstromregelung für den Kühlmittelkanal 20 des Zylindergehäuses 16 durchströmendes Kühlmittel zu realisieren.The first
Eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine gemäß beispielsweise der
Konkret kann für einen Betrieb der Brennkraftmaschine gemäß der
In einer zweiten Betriebsphase nach einem solchen Kaltstart der Brennkraftmaschine kann die erste Kühlmittelpumpe 22 in Betrieb genommen beziehungsweise ihre Förderleistung erhöht werden, um einen insgesamt höheren Volumenstrom des Kühlmittels in dem Kühlsystem zu realisieren. Dadurch kann insbesondere auch schon eine Überhitzung des Zylinderkopfs 14 vermieden sowie eine zunehmende Erwärmung weiterer in das Kühlsystem integrierter Komponenten angestrebt werden. Dabei wird Kühlmittel bereits schon in einem relevanten Maße innerhalb des Hauptkühlkreises gefördert, wobei mittels des weiteren Dehnstoff-Thermostatventils 50 das in dem Hauptkühlkreis geförderte Kühlmittel im Wesentlichen ausschließlich in den Bypass 30 zu dem Hauptkühler 28 geleitet wird, solange das zu diesem weiteren Dehnstoff-Thermostatventil 50 gelangende Kühlmittel eine Temperatur aufweist, die unterhalb einer Startregeltemperatur (z.B. 95°C) für dieses weitere Dehnstoff-Thermostatventil 50 liegt. Dadurch soll verhindert werden, dass Wärmeenergie, die insbesondere bei der Durchströmung des Kühlmittelkanals 18 des Zylinderkopfs 14 auf das Kühlmittel übertragen worden ist, bereits schon in dem Hauptkühler 28 an Umgebungsluft übertragen wird. Vielmehr soll diese Wärmeenergie weiterhin möglichst vollständig zur möglichst schnellen Erwärmung von in das Kühlsystem integrierten Komponenten genutzt werden.In a second operating phase after such a cold start of the internal combustion engine, the
Sobald das an dem weiteren Dehnstoff-Thermostatventil 50 ankommende Kühlmittel eine oberhalb der dazugehörigen Startregeltemperatur liegende Temperatur aufweist, öffnet dieses weitere Dehnstoff-Thermostatventil 50 temperaturabhängig, wodurch ein zunehmender Anteil des ankommenden Kühlmittels über den Hauptkühler 28 geführt wird. Dadurch soll eine Überhitzung des Kühlmittels und der in das Kühlsystem integrierten Komponenten verhindert werden.As soon as the coolant arriving at the further
Bereits zuvor hat das zweite Dehnstoff-Thermostatventil 46 bereits infolge einer geringeren Startregeltemperatur (im Vergleich zu dem weiteren Dehnstoff-Thermostatventil 50) geöffnet, so dass ein Pilotstrom durch das erste Dehnstoff-Thermostatventil 32 vorliegt. Das erste Dehnstoff-Thermostatventil 32 öffnet dann, sobald dieser Pilotstrom des den Kühlmittelkanal 20 des Zylindergehäuses 16 durchströmenden Kühlmittels die dazugehörige Startregeltemperatur (z.B. 105°C), die höher als diejenigen der beiden anderen Dehnstoff-Thermostatventile 46, 50 liegt, erreicht hat, um eine dann auch für das Zylindergehäuse 16 notwendige Kühlung zu gewährleisten.Already before, the second
Bei der Brennkraftmaschine gemäß der
Der Bypass 56 für das erste Dehnstoff-Thermostatventil 32 und die dazugehörige Beeinflussungsvorrichtung 34 (zweites Dehnstoff-Thermostatventil 46) dient dazu, temporär eine Durchströmung des Kühlmittelkanals 20 des Zylindergehäuses 16 mit einem größeren Volumenstrom zu ermöglichen, als dies durch die temperaturabhängige Regelung mittels des ersten Dehnstoff-Thermostatventils 32 vorliegen würde. Dies kann insbesondere der Fall sein, wenn, bei noch relativ kaltem Kühlmittel, der Verbrennungsmotor 12 mit einer relativ hohen und insbesondere mit Volllast betrieben wird, was zu einer relativ starken lokalen Erwärmung des Zylindergehäuses 16 führen könnte, die durch eine verstärkte Kühlung kompensiert werden soll. Eine Volumenstromregelung ausschließlich mittels des ersten Dehnstoff-Thermostatventils 32 könnte in diesem Fall zu träge reagieren und dementsprechend nicht ausreichend sein.The
Das Kühlsystem der in der
Ein weiterer Unterschied zwischen den Kühlsystemen gemäß den
Weiterhin ist bei dem Kühlsystem der Brennkraftmaschine gemäß der
Das Kühlsystem der Brennkraftmaschine gemäß der
Bei dem Kühlsystem der Brennkraftmaschine gemäß der
Weiterhin ist auch bei dem Kühlsystem der Brennkraftmaschine gemäß der
- 1010
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- 1212
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