SE538343C2

SE538343C2 - Cooling system in a vehicle

Info

Publication number: SE538343C2
Application number: SE1351244A
Authority: SE
Inventors: Zoltan Kardos; Mats Ekman; Mattias Strindlund
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2013-10-18
Publication date: 2016-05-24
Also published as: DE112014004338T5; WO2015057129A1; SE1351244A1; DE112014004338B4

Description

Kylsystem i ett fordon UPPFINNINGENS BAKGRUND OCH KÄND TEKNIK Föreliggande uppfinning avser ett kylsystem i ett fordon enligt patentkravets 1 ingress. BACKGROUND OF THE INVENTION AND PRIOR ART The present invention relates to a cooling system in a vehicle according to the preamble of claim 1.

Under förbränningsprocesser i förbränningsmotors cylindrar skapas värmeenergi som värmer upp anslutande områden i cylinderblock och cylinderhuvud. De områden som är belägna närmare förbränningsutrymmet erhåller i regel än högre temperatur än de områden som är belägna på ett större avstånd från förbränningsutrymmet. Det uppkommer därmed varmare och kallare zoner i förbränningsmotorns cylinderblock och cylinderhuvud under drift av en förbränningsmotor. Vid drifts tillfällen då förbränningsmotorn belastas hårt under en längre period kan de varmare zonerna av cylinderblocket och cylinderhuvudet erhålla en mycket hög temperatur. During combustion processes in the cylinders of the internal combustion engine, heat energy is created which heats up connecting areas in the cylinder block and cylinder head. The areas that are located closer to the combustion chamber generally receive a higher temperature than the areas that are located at a greater distance from the combustion chamber. There are thus warmer and colder zones in the cylinder block and cylinder head of the internal combustion engine during operation of an internal combustion engine. At operating times when the internal combustion engine is heavily loaded for a long period, the warmer zones of the cylinder block and the cylinder head can obtain a very high temperature.

Konventionella kylsystem för kylning av förbränningsmotorer cirkulerar kylvätska som under normal drift kan ha en temperatur inom området 80-90°C. Då kylvätskan cirkulerar genom förbränningsmotorn kylkanaler tillhandahåller alla kylda zoner i förbränningsmotorn en kylning med kylvätska av väsentligen samma temperatur. Vid driftstillfällen då en förbränningsmotor belastas hårt kan kylningen bli bristfällig i de varmaste zonerna av cylinderblocket och cylinderhuvudet. Conventional cooling systems for cooling internal combustion engines circulate coolant which during normal operation can have a temperature in the range 80-90 ° C. As the coolant circulates through the internal combustion engine cooling ducts, all cooled zones in the internal combustion engine provide a cooling with coolant of substantially the same temperature. At operating times when an internal combustion engine is heavily loaded, cooling may be deficient in the hottest zones of the cylinder block and cylinder head.

DE 102011117102 visar ett kylsystem med en cirkulerande kylvätska som kan kyla en förbränningsmotors vevhus och cylinderhuvud. Kylsystemet består av en högtemperaturkylkrets och en lågtemperaturkylkrets. Kylvätska kan överföras mellan de två kylkretsarna med hjälp av ventiler. Kylvätskans temperatur i de respektive kylkretsarna kan därmed varieras. Kylvätska från lågtemperaturkylkretsen kan ledas genom ett nedre varmare avsnitt av förbränningsmotorns cylinderhuvud och kylvätska från högtemperaturkylkretsen kan ledas genom ett övre kallare avsnitt av cylinderhuvudet. Därmed kan cylinderhuvudets nedre varmare avsnitt kylas med kylvätska som har en lägre temperatur än den kylvätska som kyler cylinderhuvudets övre kallare avsnitt. Detta kylsystem är komplicerat att styra och det innehåller bl.a. ventiler som är dyra att införskaffa. DE 102011117102 discloses a cooling system with a circulating coolant which can cool the crankcase and cylinder head of an internal combustion engine. The cooling system consists of a high-temperature cooling circuit and a low-temperature cooling circuit. Coolant can be transferred between the two cooling circuits by means of valves. The temperature of the coolant in the respective cooling circuits can thus be varied. Coolant from the low temperature cooling circuit can be passed through a lower hotter section of the internal combustion engine cylinder head and coolant from the high temperature cooling circuit can be passed through an upper cooler section of the cylinder head. Thus, the lower warmer section of the cylinder head can be cooled with coolant having a lower temperature than the coolant cooling the upper cooler section of the cylinder head. This cooling system is complicated to control and it contains i.a. valves that are expensive to procure.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med foreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett kylsystem som har en okomplicerad styrning och relativt få komponenter som kan införskaffas till en relativt låg kostnad samtidigt som det är kapabelt att på ett tillförlitligt sätt kyla olika zoner i en förbränningsmotor med kylvätska av olika temperaturer. SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a cooling system which has an uncomplicated control and relatively few components which can be procured at a relatively low cost while being capable of reliably cooling different zones in an internal combustion engine with coolant of different temperatures. .

Detta syfte uppnås med det inledningsvis definierade kylsystemet som kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets kännetecknande del. Kylsystemet innefattar således ett första ledningsparti med en kylare och en första termostat som reglerar tillförsel av kylvätska till kylaren i beroende av kylvätskans temperatur. Det första ledningspartiet har en motsvarande utformning som ett konventionellt kylsystem. Kylsystemet innefattar vidare ett andra ledningsparti som leder kylvätskan genom åtminstone en första zon av förbränningsmotorn, och ett tredje ledningsparti som leder kylvätska genom en andra zon av förbränningsmotorn som värms till en lägre temperatur än i den första zonen under drift av förbränningsmotorn. Det andra ledningspartiet innefattar en andra kylare som har kapacitet att kyla kylvätskan till en lägre temperatur än i den första kylaren och en andra termostat som reglerar tillförsel av kylvätska till den andra kylaren i beroende av kylvätskans temperatur. This object is achieved with the initially defined cooling system which is characterized by the features stated in the characterizing part of the claim. The cooling system thus comprises a first conduit portion with a cooler and a first thermostat which regulates the supply of coolant to the cooler depending on the temperature of the coolant. The first conduit portion has a similar design as a conventional cooling system. The cooling system further comprises a second conduit portion which directs the coolant through at least a first zone of the internal combustion engine, and a third conduit portion which conducts coolant through a second zone of the internal combustion engine which is heated to a lower temperature than in the first zone during operation of the internal combustion engine. The second conduit portion comprises a second cooler which has the capacity to cool the coolant to a lower temperature than in the first cooler and a second thermostat which regulates the supply of coolant to the second cooler depending on the temperature of the coolant.

Kylvätskans temperatur i kylsystemet är relaterad till förbränningsmotorns temperatur. Då kylvätskan har en låg temperatur i kylsystemet har även förbränningsmotorn en låg temperatur. Vid driftstillfällen då kylvätskans temperatur är låg har förbränningsmotorns varmare första zon som har en temperatur av en acceptabel storlek. Den andra termostaten är dimensionerad så den öppnar vid en kylvätsketemperatur som motsvarar en temperatur i den varmare första zonen av förbränningsmotorn då extra kylning erfordras. Vid sådana driftstillfällen öppnar den andra termostaten och kylvätska leds genom den andra kylaren som således har kapacitet att kyla kylvätskan till en lägre temperatur än i den första kylaren. Därmed kan kylvätska med en lägre temperatur ledas till den första zonen av förbränningsmotorn än den kylvätska som leds till den andra zonen av förbränningsmotorn. I och med det tillhandahålls en effektiviserad kylning av den första zonen av förbränningsmotorn vilket säkerställer att temperaturen i den första zonen inte stiger till en alltför hög temperaturnivå. The temperature of the coolant in the cooling system is related to the temperature of the internal combustion engine. As the coolant has a low temperature in the cooling system, the internal combustion engine also has a low temperature. At operating times when the coolant temperature is low, the combustion engine's warmer first zone has a temperature of an acceptable size. The second thermostat is dimensioned so that it opens at a coolant temperature that corresponds to a temperature in the warmer first zone of the internal combustion engine when extra cooling is required. In such operating times, the second thermostat opens and coolant is passed through the second cooler, which thus has the capacity to cool the coolant to a lower temperature than in the first cooler. Thus, coolant with a lower temperature can be led to the first zone of the internal combustion engine than the coolant which is led to the second zone of the internal combustion engine. As a result, a more efficient cooling of the first zone is provided by the internal combustion engine, which ensures that the temperature in the first zone does not rise to an excessively high temperature level.

Enligt en utföringsform av föreliggande innefattar det andra ledningspartiet en bypassledning och att den andra termostaten är anpassad att leda kylvätskan förbi den andra kylaren via bypassledningen då kylvätskan har en lägre temperatur än den andra termostatens regleringstemperatur. En sådant andra ledningsparti kan ha en inloppsledning som leder kylvätskan till den andra kylaren och en utloppsledning som leder kylvätskan från kylaren till förbränningsmotorn. Bypassledningen sträcker sig i detta fall mellan inloppsledningen och utloppsledningen. Den andra termostaten anordnas i inloppsledningen i anslutning till bypassledningen där den alternativt leder kylvätskan genom bypassledningen eller genom kylaren i beroende av kylvätskans temperatur i det andra ledningspartiet. According to an embodiment of the present, the second conduit portion comprises a bypass line and that the second thermostat is adapted to direct the coolant past the second cooler via the bypass line when the coolant has a lower temperature than the control temperature of the second thermostat. Such a second conduit portion may have an inlet conduit which conveys the coolant to the second radiator and an outlet conduit which conducts the coolant from the radiator to the internal combustion engine. The bypass line in this case extends between the inlet line and the outlet line. The second thermostat is arranged in the inlet line adjacent to the bypass line where it alternatively leads the coolant through the bypass line or through the cooler depending on the temperature of the coolant in the second line section.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning mottar det andra ledningspartiet och det tredje ledningspartiet kylvätska i en ledning i kylsystemet som är belägen väsentligen omedelbart nedströms kyl vätskepumpen. I denna ledning har kylvätskan ett maximalt tryck och den befintliga kylvätskepumpen kan därmed användas för att cirkulera kylvätska genom både det andra ledningspartiet och det tredje ledningspartiet. According to an embodiment of the present invention, the second conduit portion and the third conduit portion receive coolant in a conduit in the cooling system which is located substantially immediately downstream of the cooling liquid pump. In this line, the coolant has a maximum pressure and the existing coolant pump can thus be used to circulate coolant through both the second line portion and the third line portion.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar det andra ledningspartiet åtminstone två parallellt anordnade kylkanaler som sträcker sig genom första zoner av förbränningsmotorn. Förbränningsmotorns cylinder huvud och cylinderblock innefattar åtminstone var sina varma första zoner vilka är belägna på ett avstånd från varandra. Det är här lämpligt att anordna en kylkanal genom de respektive första zonerna för att en acceptabel kylning ska erhållas i de både första zonerna. According to an embodiment of the present invention, the second conduit portion comprises at least two cooling channels arranged in parallel which extend through first zones of the internal combustion engine. The cylinder head and cylinder block of the internal combustion engine each comprise at least their first hot zones which are located at a distance from each other. It is suitable here to arrange a cooling channel through the respective first zones in order to obtain an acceptable cooling in the first two zones.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar det tredje ledningspartiet åtminstone två parallellt anordnade kylkanaler som sträcker sig genom andra zoner av förbränningsmotorn. Förbränningsmotorns cylinder huvud och cylinderblock innefattar var sina andra zoner vilka är belägna på ett avstånd från varandra. Det är även i detta fall lämpligt att anordna en kylkanal genom de respektive på avstånd från varandra belägna andra zonerna för att en acceptabel kylning ska erhållas. According to an embodiment of the present invention, the third conduit portion comprises at least two cooling channels arranged in parallel which extend through other zones of the internal combustion engine. The cylinder head and cylinder blocks of the internal combustion engine each comprise their other zones which are located at a distance from each other. It is also suitable in this case to arrange a cooling duct through the respective other zones located at a distance from each other in order to obtain an acceptable cooling.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar kylsystemet en tredje termostat som förhindrar att kylvätska leds via det tredje ledningspartiet till den andra zonen av förbränningsmotorn då kylvätskan har en lägre temperatur än den tredje termostatens regleringstemperatur och tillåter att kylvätska leds via det tredje ledningspartiet till den andra zonen av förbränningsmotorn då kylvätskan har en högre temperatur än den andra termostatens regleringstemperatur. I detta fall erhåller den kallare andra zonen ingen initial kylning efter en kallstart så länge som kylvätskan har en lägre temperatur än den tredje termostatens regleringstemperatur. Därmed kan förbränningsmotorn erhålla en snabbare uppvärmning efter en kallstart. Den tredje termostatens regleringstemperatur definierar då det är lämpligt att börja kyla förbränningsmotorns kallare andra zoner. De första zonerna kyls redan från start av kylvätska från det andra ledningspartiet. According to an embodiment of the present invention, the cooling system comprises a third thermostat which prevents coolant from being conducted via the third conduit portion to the second zone of the internal combustion engine when the coolant has a lower temperature than the third thermostat control temperature and allows coolant to be conducted through the third conduit portion to the second zone of the internal combustion engine when the coolant has a higher temperature than the control temperature of the other thermostat. In this case, the colder second zone does not receive initial cooling after a cold start as long as the coolant has a lower temperature than the control temperature of the third thermostat. Thus, the internal combustion engine can obtain a faster heating after a cold start. The control temperature of the third thermostat defines when it is appropriate to start cooling the cooler other zones of the internal combustion engine. The first zones are cooled from the start of coolant from the second pipe section.

Enligt en utföringsform av föreliggande är termostaterna av den typ som innefattar en vaxkropp som ändrar fas vid regleringstemperaturen. Vaxkroppen ändrar fas från fast tillstånd till flytande tillstånd vid regleringstemperaturen. Vaxkroppens volym ändras därmed vilket utnyttjas för att öppna respektive stänga en ventil hos termostaten. Sådana termostater är mycket billiga att införskaffa samtidigt som de har en mycket säker funktion. Åtminstone en av termostaterna kan ha en varierbar regleringstemperatur. Under vissa driftstillfällen kan det vara önskvärt att reglera termostaternas öppningstemperatur. Ovan nämnda termostat kan i detta fall förses med en elektrisk uppvärmningsenhet med vilken vaxkroppens regleringstemperatur kan varieras. According to an embodiment of the present, the thermostats are of the type which comprise a wax body which changes phase at the control temperature. The wax body changes phase from solid state to liquid state at the control temperature. The volume of the wax body is thus changed, which is used to open or close a valve of the thermostat. Such thermostats are very cheap to acquire while having a very safe function. At least one of the thermostats can have a variable control temperature. During certain operating times, it may be desirable to regulate the opening temperature of the thermostats. The above-mentioned thermostat can in this case be provided with an electric heating unit with which the control temperature of the wax body can be varied.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning är innefattar kylsystemet ett fjärde ledningsparti där kylvätskan utnyttjas för kylning av en komponent eller ett medium i fordonet. Kylsystem som kyler en förbränningsmotor utnyttjas även med fördel för kylning av andra komponenter och medier i fordonet. Det fjärde ledningspartiet kan i detta fall innefatta en kylare som kyler ett medium. Kylaren kan vara en EGR-kylare för kylning av återcirkulerande avgaser, en laddluftkylare för kylning av laddluft, en kylare för kylning av motorolja, en kylare för kylning av växellådsolja etc. Kylvätskan kan även användas för kylning av komponenter i fordonet såsom elektriska styrenheter. According to an embodiment of the present invention, the cooling system comprises a fourth conduit portion where the coolant is used for cooling a component or a medium in the vehicle. Cooling systems that cool an internal combustion engine are also used to advantage for cooling other components and media in the vehicle. The fourth conduit portion may in this case comprise a cooler which cools a medium. The cooler can be an EGR cooler for cooling recirculating exhaust gases, a charge air cooler for cooling charge air, a cooler for cooling engine oil, a cooler for cooling gearbox oil, etc. The coolant can also be used for cooling components in the vehicle such as electrical control units.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar mottar det fjärde ledningspartiet kylvätska från en ledning i kylsystemet vilken är belägen väsentligen omedelbart nedströms kylvätskepumpen. Därmed kan den befintliga kylvätskepumpen även utnyttjas för att cirkulera kylvätska genom det fjärde ledningspartiet. Inte heller i detta fall erfordras någon ytterligare kyl vätskepump. According to one embodiment of the present invention, the fourth conduit portion receives coolant from a conduit in the cooling system which is located substantially immediately downstream of the coolant pump. Thus, the existing coolant pump can also be used to circulate coolant through the fourth conduit portion. Also in this case no additional cooling fluid pump is required.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGEN I det följande beskrivs, såsom exempel, en föredragen utföringsform av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritning, på vilken: Fig. 1 visar ett kylsystem i ett fordon enligt en utföringsform av uppfinningen. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING In the following, by way of example, a preferred embodiment of the invention is described with reference to the accompanying drawing, in which: Fig. 1 shows a cooling system in a vehicle according to an embodiment of the invention.

DETALJERAD BESKRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar en förbränningsmotor 1 som är anordnad i ett schematiskt visat fordon 2. Förbränningsmotorn 1 kan vara en dieselmotor och fordonet ett tungt fordon. Förbränningsmotorn 1 innefattar en avgasledning 3 som är försedd med en turbin 4 hos ett turboaggregat. En returledning 5 för återcirkulation av avgaser leder tillbaka en del av avgaserna från avgasledningen 3 till förbränningsmotorn 1. Returledningen 5 innefattar en EGR-ventil 7 med vilken avgasflödet i returledningen 5 regleras och en EGR-kylare 6 för kylning av de återcirkulerande avgaserna. Fordonet 2 innefattar en luftledning 8 som leder luft till förbränningsmotorn 1. En kompressor 9 suger in och komprimerar luften i luftledningen 8. Den komprimerade luften leds till en laddluftkylare 11 som är anordnad vid ett frontparti hos fordonet 2. En kylfläkt 10 suger en kylande luftström av omgivande luft genom laddluftkylaren 11. Efter att laddluften har kylts i laddluftkylaren 11 blandas den med de återcirkulerande avgaser i returledningen 5 varefter blandningen leds till förbränningsmotorns cylindrar 12. DETAILED DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION Fig. 1 shows an internal combustion engine 1 arranged in a schematically shown vehicle 2. The internal combustion engine 1 may be a diesel engine and the vehicle a heavy vehicle. The internal combustion engine 1 comprises an exhaust line 3 which is provided with a turbine 4 of a turbocharger. An exhaust line 5 for recirculating exhaust gases returns some of the exhaust gases from the exhaust line 3 to the internal combustion engine 1. The return line 5 comprises an EGR valve 7 with which the exhaust flow in the return line 5 is regulated and an EGR cooler 6 for cooling the recirculating exhaust gases. The vehicle 2 comprises an air duct 8 which leads air to the internal combustion engine 1. A compressor 9 sucks in and compresses the air in the air duct 8. The compressed air is led to a charge air cooler 11 which is arranged at a front part of the vehicle 2. A cooling fan 10 sucks a cooling air stream of ambient air through the charge air cooler 11. After the charge air has been cooled in the charge air cooler 11, it is mixed with the recirculating exhaust gases in the return line 5, after which the mixture is led to the cylinders 12 of the internal combustion engine.

Förbränningsmotorn 1 kyls av ett kylsystem med en cirkulerande kylvätska. Kylvätskan cirkuleras i kylsystemet med hjälp av en kyl vätskepump 13. Kylvätskepumpen 13 kan drivas på konventionellt sätt av förbränningsmotorn 1 med en lämplig icke visad transmission. Kylsystemet innefattar en inloppsledning 13a som leder kylvätska till kylvätskepumpen 13 och en utloppsledning 13b som mottar kylvätska från kylvätskepumpen 13. Kylsystemet innefattar en expansionstank 14 för påfyllning av kylvätska i kylsystemet samt säkerställer önskvärt tryck i systemet när kylvätskan blir varm och expanderar. Expansionstanken 14 är förbunden med kylvätskepumpens inloppsledning 13a via en s.k. static line 14a. Därmed skapas ett erforderligt tryck i inloppsledningen 13a i anslutning till kylvätskepumpens 13 sugsida så att kavitation förhindras. Kylsystemet innefattar en första termostat 15 som reglerar kylvätskeflödet genom ett första ledningsparti 19 hos kylsystemet, en andra termostat 16 som reglerar kylvätskeflödet genom ett andra ledningsparti 20 hos kylsystemet och en tredje termostat 17 som reglerar kylvätskeflödet genom ett tredje ledningsparti 21 hos kylsystemet. Termostaterna är med fördel av den typ som innehåller en vaxkropp som fasomvandlas vid regleringstemperaturen. Sådana termostater är mycket billiga att införskaffa samtidigt som de har en mycket säker funktion. De kan även förses med en elektrisk uppvärmningsenhet med vilken regleringstemperaturen kan regleras under olika driftstillfällen. The internal combustion engine 1 is cooled by a cooling system with a circulating coolant. The coolant is circulated in the cooling system by means of a cooling liquid pump 13. The coolant pump 13 can be driven in a conventional manner by the internal combustion engine 1 with a suitable transmission (not shown). The cooling system comprises an inlet line 13a which leads coolant to the coolant pump 13 and an outlet line 13b which receives coolant from the coolant pump 13. The cooling system comprises an expansion tank 14 for filling coolant in the cooling system and ensures desired pressure in the system when the coolant becomes hot and expands. The expansion tank 14 is connected to the coolant pump inlet line 13a via a so-called static line 14a. This creates a required pressure in the inlet line 13a in connection with the suction side of the coolant pump 13 so that cavitation is prevented. The cooling system comprises a first thermostat 15 which regulates the coolant flow through a first conduit portion 19 of the cooling system, a second thermostat 16 which regulates the coolant flow through a second conduit portion 20 of the cooling system and a third thermostat 17 which regulates the coolant flow through a third conduit portion 21 of the cooling system. The thermostats are advantageously of the type which contains a wax body which is phase-transformed at the control temperature. Such thermostats are very cheap to acquire while having a very safe function. They can also be equipped with an electric heating unit with which the control temperature can be regulated during different operating times.

Den första termostaten 15 mottar kylvätska i en returledning 18 från förbränningsmotorn 1. Den första termostaten 15 öppnar då kylvätskans temperatur i returledningen 18 överskrider den första termostatens 15 regleringstemperatur Ti. När kylvätskan i returledningen 18 har en lägre temperatur än den första regleringstemperaturen Ti så leder den kylvätskan till kylvätskepumpens inloppsledning 13a utan kylning. När kylvätskan i returledningen 18 har en högre temperatur än den första regleringstemperaturen Ti så öppnar den första termostaten 15 och kylvätskan leds genom den första ledningskretsen 19. Den första ledningskretsen innefattar en inloppsledning 19a som mottar kylvätska från returledningen 18 och leder den till en första kylare 19b som är anordnad vid fordonets frontparti i en position nedströms laddluftkylaren 11 med avseende den kylande luftströmmens riktning genom laddluftkylaren 11. Kylvätskan i den första kylaren 19b kyls i detta fall av samma luftström som första passerat genom laddluftkylaren 11. Luften som strömmar genom den första kylaren 19b har i och med det en högre temperatur än den omgivande luften. Det första ledningspartiet 19 innefattar en utloppsledning 19c som leder kylvätskan från den första kylaren 19b till kylvätskepumpens inloppsledning 13a. The first thermostat 15 receives coolant in a return line 18 from the internal combustion engine 1. The first thermostat 15 opens when the temperature of the coolant in the return line 18 exceeds the control temperature Ti of the first thermostat 15. When the coolant in the return line 18 has a lower temperature than the first control temperature Ti, it leads the coolant to the inlet line 13a of the coolant pump without cooling. When the coolant in the return line 18 has a higher temperature than the first control temperature Ti, the first thermostat 15 opens and the coolant is led through the first line circuit 19. The first line circuit comprises an inlet line 19a which receives coolant from the return line 18 and leads it to a first cooler 19b which is arranged at the front of the vehicle in a position downstream of the charge air cooler 11 with respect to the direction of the cooling air flow through the charge air cooler 11. The coolant in the first cooler 19b is cooled in this case by the same air flow as first passed through the charge air cooler 11. The air flowing through the first cooler 19b thus has a higher temperature than the ambient air. The first conduit portion 19 includes an outlet conduit 19c which directs the coolant from the first cooler 19b to the inlet conduit 13a of the coolant pump.

Den andra termostaten 16 är anordnad i ett andra ledningsparti 20. Det andra ledningspartiet 20 innefattar en inloppsledning 20a som mottar kylvätska från kylvätskepumpens utloppsledning 13b. Inloppsledningen 20a är vid en motsatt ände ansluten till en andra kylare 20b. Den andra kylaren 20b är anordnad vid fordonets frontparti i en position i höjd med laddluftkylaren 11. Den kan alternativt vara anordnad framfor laddluftkylaren 11, Kylvätskan kyls även i detta fall av en kylande luftström som leds genom andra kylaren 20b med hjälp av kylfläkten 10. Luften som leds genom den andra kylaren 20b har emellertid omgivningens temperatur och således en lägre temperatur än den luft som leds genom den första kylaren 19b. Det andra ledningspartiet 20 innefattar en utloppsledning 20c som leder kylvätskan från den andra kylaren 20b till två parallellt anordnade kylkanaler 20d som sträcker sig genom första zoner la av förbränningsmotorn som erfordrar en mycket god kylning. De första zonerna la utgör områden av förbränningsmotorn cylinderblock och cylinderhuvud som erhåller en hög temperatur under drift. Den andra termostaten 16 är anordnad i inloppsledningen 20a. Den andra termostaten har en andra regleringstemperatur T2. När kylvätskan i inloppsledningen 20a har en lägre temperatur än den andra regleringstemperaturen T2så leder den andra termostaten 16 kylvätska, via en bypassledning 20e, från inloppsledningen 20a till utloppsledningen 20c utan kylning i den andra kylaren 20b. När kylvätskan i inloppsledningen 20a har en högre temperatur än den andra regleringstemperaturen T2så leder den andra termostaten 16 kylvätska till den andra kylaren 20b för kylning innan den leds vidare till kylkanalerna 20d som sträcker sig genom förbränningsmotorn 1. The second thermostat 16 is arranged in a second line portion 20. The second line portion 20 comprises an inlet line 20a which receives coolant from the outlet line 13b of the coolant pump. The inlet line 20a is connected at an opposite end to a second cooler 20b. The second cooler 20b is arranged at the front part of the vehicle in a position at the level of the charge air cooler 11. It can alternatively be arranged in front of the charge air cooler 11. The coolant is also cooled in this case by a cooling air stream passed through the second cooler 20b however, which is passed through the second cooler 20b has the ambient temperature and thus a lower temperature than the air passed through the first cooler 19b. The second conduit portion 20 includes an outlet conduit 20c which directs the coolant from the second cooler 20b to two parallel cooling channels 20d extending through first zones 1a of the internal combustion engine which require very good cooling. The first zones 1a constitute areas of the internal combustion engine cylinder blocks and cylinder heads which obtain a high temperature during operation. The second thermostat 16 is arranged in the inlet line 20a. The second thermostat has a second control temperature T2. When the coolant in the inlet line 20a has a lower temperature than the second control temperature T2, the second thermostat 16 conducts coolant, via a bypass line 20e, from the inlet line 20a to the outlet line 20c without cooling in the second cooler 20b. When the coolant in the inlet line 20a has a higher temperature than the second control temperature T2, the second thermostat 16 conducts coolant to the second cooler 20b for cooling before it is passed on to the cooling channels 20d extending through the internal combustion engine 1.

Det tredje ledningspartiet 21 innefattar en inloppsledning 21a som leder kylvätska från kylvätskepumpens utloppsledning 13b till den tredje termostaten 21, Det tredje ledningspartiet 21 innefattar två parallella utloppsledningar 21b som leder kylvätska från den tredje termostaten 17 då den är öppen till två parallellt anordnade kylkanaler 21c som sträcker sig genom en respektive andra zon Ib av förbränningsmotorn. De andra zonerna Ib innefattar områden av förbränningsmotorn cylinderblock och cylinderhuvud som inte erhåller samma höga temperatur under drift som i de första zonerna la. Den tredje termostaten 17 avkänner kylvätskans temperatur i en kylvätskepumpens utlopps ledning 13b. Den tredje termostaten 17 öppnar då kylvätskan har en högre temperatur en tredje regleringstemperatur T3. Kylsystemet innefattar även en fjärde ledningskrets 22 som mottar kylvätska från kylvätskepumpens utloppsledning 13b. ledningskretsen 22 innefattar en inloppsledning 22a som mottar kylvätska och leder den till EGR-kylaren 6. Den fjärde ledningskretsen 22 innefattar en returledning 22b som leder tillbaka kylvätska från EGR-kylaren 6 till kylvätskepumpens inlopps ledning 13a. The third conduit portion 21 includes an inlet conduit 21a which conducts coolant from the coolant pump outlet conduit 13b to the third thermostat 21. through a respective second zone Ib of the internal combustion engine. The second zones Ib comprise areas of the internal combustion engine cylinder block and cylinder head which do not obtain the same high temperature during operation as in the first zones 1a. The third thermostat 17 senses the temperature of the coolant in the line 13b of the coolant pump outlet. The third thermostat 17 opens when the coolant has a higher temperature a third control temperature T3. The cooling system also includes a fourth line circuit 22 which receives coolant from the coolant pump outlet line 13b. the line circuit 22 comprises an inlet line 22a which receives coolant and leads it to the EGR cooler 6. The fourth line circuit 22 comprises a return line 22b which leads coolant back from the EGR cooler 6 to the coolant pump inlet line 13a.

Efter en kallstart av förbränningsmotorn 1 startar kylvätskepumpen 13 cirkulationen av kylvätska i kylsystemet. Kylvätskan har initial t omgivningens temperatur som vintertid kan vara mycket låg. Inloppsledningen 20a hos den andra ledningskretsen 20 mottar kontinuerligt kylvätska från kylvätskepumpens utloppsledning 13b. Den andra termostaten 16 avkänner kylvätskans temperatur i inloppsledningen 20a. Kylvätskan har åtminstone initialt en lägre temperatur än den andra termostatens regleringstemperatur Ta. Den andra termostaten 16 leder därmed kylvätskan, via bypassledningen 20e, till utloppsledningen 20c utan kylning i den andra kylaren 20b. Kylvätskan leds därefter genom kylkanalema 20d som sträcker sig genom förbränningsmotorns första zoner la. Kylvätskan tillhandahåller en kylning av cylinderblock och cylinderhuvud i de första zonerna. Efter att kylvätskan passerar genom förbränningsmotorn 1 samlas den upp i returledningen 18 och leds mot den första termostaten 15 som styr kylvätskeflödet i det första ledningspartiet 19. After a cold start of the internal combustion engine 1, the coolant pump 13 starts the circulation of coolant in the cooling system. The coolant has an initial ambient temperature which in winter can be very low. The inlet line 20a of the second line circuit 20 continuously receives coolant from the outlet line 13b of the coolant pump. The second thermostat 16 senses the temperature of the coolant in the inlet line 20a. The coolant has at least initially a lower temperature than the control temperature Ta of the other thermostat. The second thermostat 16 thus leads the coolant, via the bypass line 20e, to the outlet line 20c without cooling in the second cooler 20b. The coolant is then passed through the cooling channels 20d which extend through the first zones 1a of the internal combustion engine. The coolant provides a cooling of the cylinder block and cylinder head in the first zones. After the coolant passes through the internal combustion engine 1, it is collected in the return line 18 and led to the first thermostat 15 which controls the flow of coolant in the first line portion 19.

Den tredje termostaten 17 avkänner kylvätskans temperatur i kylvätskepumpens utloppsiedning 13b. Kylvätskan har åtminstone initialt efter en kallstart en lägre temperatur än den tredje termostatens regleringstemperatur T3. Därmed förhindrar den tredje termostaten 17 att kylvätska leds genom kylkanalerna 21b som sträcker sig genom en de andra zonerna lb av förbränningsmotorn. I detta skede sker således ingen kylning av de andra zonerna lb av förbränningsmotorn 1. Därmed erhåller förbränningsmotorn 1 en snabbare uppvärmning. The third thermostat 17 senses the temperature of the coolant in the outlet line 13b of the coolant pump. The coolant has at least initially after a cold start a lower temperature than the control temperature T3 of the third thermostat. Thus, the third thermostat 17 prevents coolant from being passed through the cooling channels 21b extending through one of the second zones 1b of the internal combustion engine. Thus, at this stage, no cooling of the other zones 1b of the internal combustion engine 1 takes place. Thus, the internal combustion engine 1 obtains a faster heating.

Returledningen 18 mottar kylvätska som cirkulerat genom kylkanalerna 20d via den andra ledningskretsen 20. Den första termostaten 15 avkänner kylvätskans temperatur i returledningen 18.1 detta skede har kylvätskan en klart lägre temperatur än den första termostatens 15 regleringstemperatur Ti. Den första termostaten 15 leder därmed kylvätskan till kylvätskepumpens inloppsledning 13a utan kylning i den första kylaren 19b. Den fjärde ledningskretsen 22 mottar kontinuerligt kylvätska från kylvätskepumpens utloppsledning 13b. Denna kylvätska leds till EGR-kylaren 6 där den kyler det återcirkulerande avgaserna i refurledningen 5. Kylvätskan leds därefter till kylvätskepumpens inloppsledning 13a för förnyad cirkulation i kylsystemet. Under ovan nämnda initiala skede efter en kallstart tillförs kylvätskan värme från förbränningsmotorns första zoner 1 a och de återcirkulerande avgaserna i EGR-kylaren 6. Kylvätskan tillhandahåller ingen kylning i varken den första kylaren 19b eller i den andra kylaren 20b. Kylvätskan i kylsystemet erhåller därmed en snabbt stigande temperatur. The return line 18 receives coolant circulating through the cooling channels 20d via the second line circuit 20. The first thermostat 15 senses the temperature of the coolant in the return line 18.1 At this stage, the coolant has a clearly lower temperature than the control temperature Ti of the first thermostat 15. The first thermostat 15 thus leads the coolant to the coolant pump inlet line 13a without cooling in the first cooler 19b. The fourth line circuit 22 continuously receives coolant from the coolant pump outlet line 13b. This coolant is led to the EGR cooler 6 where it cools the recirculating exhaust gases in the refur line 5. The coolant is then led to the coolant pump inlet line 13a for recirculation in the cooling system. During the above-mentioned initial stage after a cold start, the coolant is supplied with heat from the first zones 1a of the internal combustion engine and the recirculating exhaust gases in the EGR cooler 6. The coolant does not provide cooling in either the first cooler 19b or the second cooler 20b. The coolant in the cooling system thus obtains a rapidly rising temperature.

Relativt snart efter en kallstart når kylvätskans temperatur den tredje termostatens 17 regleringstemperatur T3. Den tredje termostaten 17 öppnar och ett kylvätskefiöde erhålls genom inloppsledningen 21a. Den tredje termostaten 17 leder nu kylvätskan, via de två utloppsledningarna 21b, till de respektive kylkanalema 2ic som sträcker sig genom förbränningsmotorns andra zoner lb. Kylvätskan i den andra ledningskretsens inloppsledning 20a har dock fortfarande en lägre temperatur än den andra tennostatens 16 regleringstemperatur T2. Den andra termostaten leder således även i detta skede kylvätska, via bypassledningen 20e, till utloppsledningen 20c utan kylning i den andra kylaren 20b. Kylvätskan leds därefter genom kylkanalerna 20d som sträcker sig genom förbränningsmotorns första zoner la. Kylvätskan som passerar genom förbränningsmotorns kylkanaler 20d, 21c samlas upp i returledningen 18 och leds mot den första termostaten 15. Den första termostaten 15 avkänner kylvätskans temperatur i returledningen 18. Även i detta skede har kylvätskan en lägre temperatur än den första termostatens 15 regleringstemperatur Ti. Den första termostaten 15 leder därmed kylvätskan till kylvätskepumpens inloppsledning 13a utan kylning i den första kylaren 19b. Kylvätskan cirkulation i den fjärde ledningskretsen 22 är oförändrad. Under detta skede tillkommer således en kylning av förbränningsmotorns andra zoner 1. Kylvätskan tillförs således värmeenergi från förbränningsmotorns första la och andra zoner lb samt från de återcirkulerande avgaserna i EGR-kylaren 6. Kylvätskan tillhandahåller ingen kylning i kylsystemet och kylvätsketemperaturen fortsätter att stiga. Relatively soon after a cold start, the temperature of the coolant reaches the control temperature T3 of the third thermostat 17. The third thermostat 17 opens and a coolant flow is obtained through the inlet line 21a. The third thermostat 17 now leads the coolant, via the two outlet lines 21b, to the respective cooling channels 2ic which extend through the second zones 1b of the internal combustion engine. However, the coolant in the inlet line 20a of the second line circuit still has a lower temperature than the control temperature T2 of the second tin state 16. The second thermostat thus also leads coolant at this stage, via the bypass line 20e, to the outlet line 20c without cooling in the second cooler 20b. The coolant is then passed through the cooling channels 20d which extend through the first zones 1a of the internal combustion engine. The coolant passing through the internal combustion ducts 20d, 21c of the internal combustion engine is collected in the return line 18 and directed towards the first thermostat 15. The first thermostat 15 senses the temperature of the coolant in the return line 18. Also at this stage the coolant has a lower temperature than the first thermostat 15 control temperature Ti. The first thermostat 15 thus leads the coolant to the coolant pump inlet line 13a without cooling in the first cooler 19b. The coolant circulation in the fourth line circuit 22 is unchanged. During this stage, a cooling of the combustion engine's second zones 1 is added. The coolant is thus supplied with heat energy from the combustion engine's first 1a and second zones 1b and from the recirculating exhaust gases in the EGR cooler 6. The coolant provides no cooling in the cooling system and the coolant temperature continues to rise.

Under fortsatt drift av fordonet 2 värms kylvätskan så småningom upp till en temperatur som är högre än den första termostans 15 regleringstemperatur Ti. Den första termostaten 15 öppnar och leder kylvätska genom den första ledningskretsen 19. Kylvätskan leds, via inloppsledningen 19a, till kylaren 19b där kylvätskan kyls av luft som forceras genom kylaren 19b med hjälp av kylfläkten 10 och fordonets fartvind. Kylvätskan leds därefter, via utloppsledningen 19c, till kylvätskepumpens inloppsledning 13a för förnyad cirkulation i kylsystemet. I detta skede tillhandahåller kylvätskan således en kylning i kylaren 19. Kylarens 19 uppgift är att kyla kylvätskan så att den med hjälp av den första termostaten 15 kan ge kylvätskan en stabil drifttemperatur vid vilken förbränningsmotorn 1 erhåller optimala egenskaper. Den kyleffekt som kylvätskan erhåller i kylaren motsvarar har väsentligen den värmeeffekt som kylvätskan tillförs då den värms av förbränningsmotorn och de återcirkulerande avgaserna i EGR-kylaren 6. During continued operation of the vehicle 2, the coolant is gradually heated to a temperature higher than the control temperature Ti of the first thermostat 15. The first thermostat 15 opens and directs coolant through the first line circuit 19. The coolant is led, via the inlet line 19a, to the radiator 19b where the coolant is cooled by air forced through the radiator 19b by means of the cooling fan 10 and the vehicle wind. The coolant is then led, via the outlet line 19c, to the coolant pump inlet line 13a for renewed circulation in the cooling system. At this stage, the coolant thus provides a cooling in the cooler 19. The task of the cooler 19 is to cool the coolant so that it can, with the aid of the first thermostat 15, give the coolant a stable operating temperature at which the internal combustion engine 1 obtains optimum properties. The cooling power that the coolant receives in the radiator corresponds to essentially the heating power that the coolant is supplied when it is heated by the internal combustion engine and the recirculating exhaust gases in the EGR cooler 6.

Förbränningsmotorns belastning varierar dock under drift och därmed den värmeeffekt som ska kylas bort i den första kylaren 19b. Vid driftstillfällen då förbränningsmotorn 1 belastas hårt har den första kylaren 19b inte alltid kapacitet att kyla bort den värmeeffekt som kylvätskan upptar då den kyler förbränningsmotorn 1 och de återcirkulerande avgaserna i EGR-kylaren 6. Det resulterar i att kylvätskans temperatur i returledningen 18 stiger till en högre nivå än den första termostatens regleringstemperatur Ti. Då den första kylaren 19b inte har kapacitet att hålla kvar kylvätskans temperatur på den önskade drifttemperaturen så öppnar den andra termostaten 16. Den andra termostaten 16 har en regleringstemperatur T3som definierar när kylvätskans temperatur efter kylningen i den första kylaren 19b är för hög. Då detta inträffar leder den andra termostaten 16 kylvätska i det andra ledningspartiet 20 till den andra kylaren 20b. Därmed leds kylvätska som redan kylts i den första kylaren 19b kyls i den andra kylaren 20b i ett andra steg av luft med omgivningens temperatur. Den kan därmed erhålla en lägre temperatur än kylvätskan som leds genom den tredje ledningskretsen 21 och genom förbränningsmotorns andra zoner 1. Denna relativt kalla kylvätska leds från den andra kylaren 20b, via utloppsledningen 20c, till kylkanalerna 20d som sträcker sig genom förbränningsmotorns första zoner la. De första zonerna tillhandahåller därmed en effektiv kylning. Under detta skede sker kyls således all kylvätska i den första kylaren 19b. Den del av kylvätskan som leds genom det andra ledningspartiet erhåller även en kylning i ett andra steg i den andra kylaren 20b till än lägre temperatur än den kylvätska som enbart kylts i den första kylaren 19b. Då även den andra kylaren 20b används for kylning av kylvätska tillhandahåller kylsystemet en ökad kylkapacitet. Samtidigt kan den extra tillförda kyleffekten tillföras till de områden där kylningen bäst behövs nämligen i de varma första zonerna la av förbränningsmotorn 1. Risken att temperaturen i de första zonerna la av förbränningsmotorn 1 blir alltför hög om förbränningsmotorn 1 belastas mycket hårt under en längre period är därmed väsentligen eliminerad. En ytterligare fördel med kylsystemet är att det endast erfordras en kylvätskepump för att cirkulera kylvätskan i alla ledningspartier 19, 20, 21, 22 hos kylsystemet. Detta kan göras genom att den andra ledningskretsen 20, den tredje ledningskretsen 21 och den fjärde ledningskretsen 22 mottar kylvätska från kylvätskepumpens utloppsledning 13b i parallellt anordnade inloppsledningar 20a, 21a, 22a. En ytterligare fördel med kylsystemet är att det har en mycket enkel styrning. Termostaterna 15, 16 och 17 tillhandahåller en enkel och effektiv styrning av kylsystemet. Termostater är komponenter som kan införskaffas till en mycket låg kostnad. However, the load of the internal combustion engine varies during operation and thus the heat output to be cooled in the first radiator 19b. At operating times when the internal combustion engine 1 is heavily loaded, the first cooler 19b does not always have the capacity to cool off the heat effect which the coolant absorbs when it cools the internal combustion engine 1 and the recirculating exhaust gases in the EGR cooler 6. As a result the coolant temperature in the return line 18 rises to a higher level than the control temperature Ti of the first thermostat. When the first cooler 19b does not have the capacity to maintain the temperature of the coolant at the desired operating temperature, the second thermostat 16 opens. The second thermostat 16 has a control temperature T3 which defines when the temperature of the coolant after cooling in the first cooler 19b is too high. When this occurs, the second thermostat 16 conducts coolant in the second conduit portion 20 to the second cooler 20b. Thus, coolant already cooled in the first cooler 19b is led to cool in the second cooler 20b in a second stage of air with ambient temperature. It can thus obtain a lower temperature than the coolant which is passed through the third line circuit 21 and through the second zones 1 of the internal combustion engine. The first zones thus provide efficient cooling. During this stage, all coolant in the first cooler 19b is thus cooled. The part of the coolant which is passed through the second conduit portion also receives a cooling in a second stage in the second cooler 20b to an even lower temperature than the coolant which is only cooled in the first cooler 19b. Since the second cooler 20b is also used for cooling coolant, the cooling system provides an increased cooling capacity. At the same time, the extra added cooling effect can be applied to the areas where cooling is most needed, namely in the hot first zones 1a of the internal combustion engine 1. The risk that the temperature in the first zones 1a of the internal combustion engine 1 becomes too high if the internal combustion engine 1 is loaded very heavily thus substantially eliminated. A further advantage of the cooling system is that only one coolant pump is required to circulate the coolant in all conduit portions 19, 20, 21, 22 of the cooling system. This can be done by the second line circuit 20, the third line circuit 21 and the fourth line circuit 22 receiving coolant from the coolant pump outlet line 13b in parallel arranged inlet lines 20a, 21a, 22a. An additional advantage of the cooling system is that it has a very simple control. The thermostats 15, 16 and 17 provide a simple and efficient control of the cooling system. Thermostats are components that can be purchased at a very low cost.

Uppfinningen är på intet sätt begränsad till den utföringsform som beskrivs på ritningen utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar. The invention is in no way limited to the embodiment described in the drawing but can be varied freely within the scope of the claims.

Claims

A cooling system in a vehicle, the cooling system comprising a coolant pump (13) adapted to circulate coolant in the cooling system, an inlet line (13a) leading coolant to the coolant pump (13), an outlet line (13b) receiving coolant from the coolant pump (13). ), a first conduit portion (19) comprising a first cooler (19b) and a first thermostat (15) adapted to direct the flow of coolant through the first cooler (19b) when the coolant has a higher temperature than the thermostat control temperature (Ti) and past the first cooler (19b) without cooling when the coolant has a lower temperature than the thermostat control temperature (Ti), a second conduit portion (20) adapted to conduct the coolant to a first zone (1a) of the internal combustion engine, and a third conduit portion ( 21) which is adapted to direct coolant to a second zone (1b) of the internal combustion engine (1) in which there is a lower temperature than in the first zone (1a) during operation of the internal combustion engine (1), characterized in that the first conduit portion (19) directs coolant to the coolant pump inlet conduit (13a), that the second conduit portion (20) and the third conduit portion (21) receive coolant from the coolant pump outlet conduit (13b), the second conduit portion (20) comprising a second cooler (20b) having the capacity to cool the coolant to a lower temperature than in the first cooler (19) and a second thermostat (16) adapted to conduct the coolant in the second conduit portion to the second cooler (20) when the coolant has a higher temperature than the control temperature (T2) of the second thermostat (16) and past the second cooler (20b) without cooling as the coolant has a lower temperature than the control temperature (T2) of the second thermostat (16).

Cooling system according to claim 1, characterized in that the second conduit portion comprises a bypass conduit (20e) and that the second thermostat (16) is adapted to direct the coolant past the second cooler (20b), via the bypass conduit (20e), when the coolant has a lower temperature than the control temperature of the other thermostat (T2).

Cooling system according to one of the preceding claims, characterized in that the second conduit portion (20) comprises at least two cooling channels (20d) arranged in parallel which extend through the first zones of the internal combustion engine (1).

Cooling system according to one of the preceding claims, characterized in that the third conduit portion (21) comprises at least two cooling channels (21c) arranged in parallel which extend through other zones of the internal combustion engine (1).

Cooling system according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a third thermostat (17) which prevents coolant from being led via the third conduit portion (21) to the second zone of the internal combustion engine (1) when the coolant has a lower temperature than the third the control temperature (T3) of the thermostat (17) and allows coolant to be led via the third line section (21) to the second zone (1b) of the internal combustion engine (1) when the coolant has a higher temperature than the control temperature (T3) of the third thermostat (17).

Cooling system according to one of the preceding claims, characterized in that the thermostats (15, 16, 17) are of the type which comprise a wax body which changes phase at the control temperature.

Cooling system according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the thermostats has a variable control temperature.

Cooling system according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a fourth conduit portion (22) which comprises a cooler (6) for cooling a medium.

Cooling system according to claim 8, characterized in that the fourth conduit portion (22) receives coolant from a conduit (13b) in the cooling system which is located substantially immediately downstream of the coolant pump (13).