WO2005042939A1 - Kühlkreislauf, insbesondere für einen kraftfahrzeug-motor - Google Patents

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Reinhard Kull
Wolfgang Reeb
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Behr Gmbh & Co. Kg
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    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid

Definitions

  • Cooling circuit in particular for a motor vehicle engine
  • the invention relates to a cooling circuit, in particular for a motor vehicle engine, according to the preamble of claim 1.
  • FIG. 3 An engine cooling circuit 101 according to the prior art is shown in FIG. 3.
  • a motor vehicle engine 102 to be cooled a thermostat 103, a cooler 104, a coolant pump 105 and a bypass 106, the bypass branching off on the thermostat 103 before the cooler 104 and after the cooler 104 and before the coolant pump 105 is fed back to the main stream.
  • a fan 107 is provided to increase the cooling capacity of the cooler 104.
  • a cooling circuit in particular for a motor vehicle engine, is provided with a coolant pump and a cooler, an overpressure valve being arranged in a bypass to reduce a pressure difference between two points in the cooling circuit.
  • the bypass preferably branches off shortly before the cooler and is fed back to the main flow shortly after the cooler, so that the cooler can be flowed around. Although this leads to an increased coolant temperature, this easily compensates for the increased coolant circulation quantity.
  • the pressure relief valve is preferably a controlled valve. This can preferably be controlled mechanically or electronically. According to one exemplary embodiment, the valve is a spring-loaded pressure relief valve which releases the bypass to a specific pressure difference between the branch point and the return point, ie essentially the pressure difference between the cooler inlet and outlet. so that the mechanical load on the cooler and the cooling circuit components can be reduced under extreme operating conditions.
  • a thermostat on which a bypass branches off directly, is preferably arranged in the cooling circuit.
  • the pressure relief valve can be integrated directly into the thermostat, so that only a single bypass around the cooler has to be provided, since the bypass is released below a predetermined temperature and above a predetermined pressure difference.
  • two bypasses can also be provided, one being controlled by the thermostat and one by the pressure relief valve.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a cooling circuit according to the first embodiment
  • Fig. 2 is a schematic representation of a cooling circuit according to the second embodiment
  • Fig. 3 is a schematic representation of a conventional cooling circuit according to the prior art.
  • FIG. 1 shows an engine cooling circuit 1 of a motor vehicle engine 2 according to the first exemplary embodiment, in which coolant cools the engine 2, then passed via a thermostat 3 through a cooler 4, in which it is cooled again, to a coolant pump 5 becomes.
  • a first bypass 6 is provided, the bypass 6 branching off at the thermostat 3 in front of the cooler 4 and being fed back to the main stream after the cooler 4 and before the coolant pump 5 (cf. prior art).
  • a Second bypass 8 is provided, which branches off after the thermostat 3 and before the cooler 4 and is fed back to the main flow after the cooler 4.
  • an overpressure valve 9 is provided which, in the event of an undesirably large drop in pressure in the cooler 4, bypasses warm coolant past the cooler 4, so that if the coolant 4 circulates around a large amount of coolant, the pressure drop in the cooler 4 can be reduced and boiling of the coolant can still be avoided at critical points in the engine circuit.
  • a blower 7 is provided to increase the cooling capacity of the cooler 4.
  • the second bypass 8 can also be fed to the first bypass 6, which in this case is then to be dimensioned differently.
  • the pressure relief valve (not explicitly shown) is integrated directly into the thermostat 3, so that the two bypasses 6 and 8 of the first Embodiment can be replaced by a single bypass 6 ', which flows through both at a sufficiently low temperature and when the pressure drop in the cooler 4 is too high.
  • the second embodiment corresponds to the first embodiment.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kühlkreislauf, insbesondere für einen Kraftfahrzeug-Motor, mit einer Kühlmitter-Pumpe und einem Kühler, wobei in einem Bypass zur Reduzierung einer Druckdifferenz zwischen zwei Punkten des Kühlkreislaufs ein Überdruck-Ventil angeordnet ist.

Description

Kuhlkreislauf, insbesondere für einen Kraftfahrzeug-Motor
Die Erfindung betrifft einen Kühlkreislauf, insbesondere für einen Kraftfahrzeug-Motor, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein Motor-Kühlkreislauf 101 gemäß dem Stand der Technik ist in Fig. 3 dargestellt. Im Kühlkreislauf 101 ist ein zu kühlender Kraftfahrzeug-Motor 102, ein Thermostat 103, ein Kühler 104, eine Kühlmittel-Pumpe 105 und ein By- pass 106 vorgesehen, wobei der Bypass am Thermostat 103 vor dem Kühler 104 abzweigt und nach dem Kühler 104 und vor der Kühlmittel-Pumpe 105 wieder dem Hauptstrom zugeführt wird. Zur Erhöhung der Kühlleistung des Kühlers 104 ist ein Gebläse 107 vorgesehen.
In bestimmten Anwendungsfällen kann es notwendig sein, aus motorinternen Gründen die Kühlmittelumlaufmenge im Kühlkreislauf zu erhöhen. Dies kann in bestimmten Betriebszuständen durch Strömungswiderstände zu hohen Druckbelastungen im Kühlmittelkreislauf und im/am Kühler führen, ebenso erhöht sich die Kavitationsgefahr der Kühlmittelpumpe. Ebenso kann die Entlüftung und die Selbstentgasung des Kühlkreislaufs verbessert werden. Somit sind zum Einen größere und stabilere Dimensionierungen der einzelnen Kreislauf-Komponenten und zum Anderen eine Neukonzeption der Entlüftung und Entgasung sowie Maßnahmen zur Vermeidung von Kavitations- problemen an der Pumpe 104 erforderlich, weshalb ein derartiger Kühlkreislauf noch Wünsche offen lässt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Kühlkreislauf zur Verfü- gung zu stellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Kühlkreislauf mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist ein Kühlkreislauf, insbesondere für einen Kraftfahrzeug-Motor, vorgesehen, mit einer Kühlmittel-Pumpe und einem Kühler, wobei in einem Bypass zur Reduzierung einer Druckdifferenz zwischen zwei Punkten des Kühlkreislaufs ein Überdruck-Ventil angeordnet ist. Durch die Anordnung des Bypasses mit einem Überdruck-Ventils werden Mehrkosten für Kreislauf-Komponenten auf Grund anderer Dimensionierungen in Folge von erhöhten Drücken bei erhöhten Kühlmittel-Umlaufmengen vermieden, vorhandene Bauteile können weiter verwendet werden.
Der Bypass zweigt vorzugsweise kurz vor dem Kühler ab und wird dem Hauptstrom kurz nach dem Kühler wieder zugeführt, so dass der Kühler umströmt werden kann. Dies führt zwar zu einer erhöhten Kühlmitteltemperatur, jedoch gleicht dies die vergrößerte Kühlmittel-Umlaufmenge ohne weiteres aus.
Beim Überdruck-Ventil handelt es sich vorzugsweise um ein gesteuertes Ventil. Dieses kann vorzugsweise mechanisch oder elektronisch gesteuert werden. Gemäß einem Ausführungsbeispieles ist das Ventil ein federbelastetes Überdruck-Ventil, das auf eine bestimmte Druckdifferenz zwischen dem Abzweigpunkt und dem Rückführpunkt, d.h. im Wesentlichen der Druckdifferenz zwischen Kühler-Einlass und -Auslass, den Bypass freigibt, so dass die mechanische Belastung des Kühlers und der Kühlkreislaufkopo- nenten bei extremen Betriebsbedingungen verringert werden kann.
Im Kühlkreislauf ist bevorzugt ein Thermostat angeordnet, an dem ein By- pass direkt abzweigt. Dabei kann das Überdruck-Ventil direkt in den Thermostaten integriert ausgebildet sein, so dass nur ein einziger Bypass um den Kühler vorgesehen sein muss, da unterhalb einer vorgegebenen Temperatur und oberhalb einer vorgegeben Druckdifferenz der Bypass freigegeben wird. Alternativ können auch zwei Bypässe vorgesehen sein, wobei einer vom Thermostaten und einer vom Überdruck-Ventil gesteuert wird.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kühlkreislaufs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Kühlkreislaufs gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, und
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Kühlkreislaufs nach dem Stand der Technik.
Fig 1 zeigt einen Motor-Kühlkreislauf 1 eines Kraftfahrzeug-Motors 2 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, bei dem Kühlmittel den Motor 2 kühlt, anschließend über einen Thermostat 3 durch einen Kühler 4, in dem es wieder abgekühlt wird, zu einer Kühlmittel-Pumpe 5 geleitet wird. Ein erster Bypass 6 ist vorgesehen, wobei der Bypass 6 am Thermostat 3 vor dem Kühler 4 abzweigt und nach dem Kühler 4 und vor der Kühlmittel-Pumpe 5 wieder dem Hauptstrom zugeführt wird (vgl. Stand der Technik). Ferner ist ein zweiter Bypass 8 vorgesehen, der nach dem Thermostat 3 und vor dem Kühler 4 abzweigt und nach dem Kühler 4 wieder dem Hauptstrom zugeführt wird. In diesem zweiten Bypass 8 ist ein Überdruck-Ventil 9 vorgesehen, welches im Falle eines unerwünscht großen Druckabfalls im Kühler 4 warmes Kühlmittel am Kühler 4 vorbeileitet, so dass bei einer großen Kühlmittel- Umlaufmenge durch Umströmen des Kühlers 4 der Druckabfall in demselben verringert werden kann und dennoch ein Sieden des Kühlmittels an kritischen Stellen im innermotorischen Kreislauf vermieden werden kann. Zur Erhöhung der Kühlleistung des Kühlers 4 ist ein Gebläse 7 vorgesehen.
Der zweite Bypass 8 kann gemäß einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform auch dem ersten Bypass 6 zugeführt werden, welcher in diesem Fall dann anders zu dimensionieren ist.
Gemäß einem zweiten in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem gleiche oder gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist das Überdruck-Ventil (nicht explizit dargestellt) direkt in den Thermostat 3 integriert, so dass die beiden Bypässe 6 und 8 des ersten Ausführungsbeispiels durch einen einzigen Bypass 6' ersetzt werden können, wel- eher sowohl bei einer ausreichend niedrigen Temperatur als auch bei einem zu hohen Druckabfall im Kühler 4 durchströmt wird. Ansonsten stimmt das zweite Ausführungsbeispiel mit dem ersten Ausführungsbeispiel überein.
Bezugszeichenliste
, 101 Motor-Kühlkreislauf, 102 Kraftfahrzeug-Motor, 103 Thermostat, 104 Kühler, 105 Kühlmittel-Pumpe, 6', 106 Bypass, 107 Gebläse zweiter Bypass Überdruck-Ventil

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
0 1. Kühlkreislauf, insbesondere für einen Kraftfahrzeug-Motor (2), mit einer Kühlmittel-Pumpe (5) und einem Kühler (4), dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bypass (6'; 8) zur Reduzierung einer Druckdifferenz zwischen zwei Punkten des Kühlkreislaufs (1 ) ein Überdruck-Ventil (9) angeordnet ist.5
2. Kühlkreislauf nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (6'; 8) vor dem Kühler (4) abzweigt und nach dem Kühler (4) dem Hauptstrom wieder zugeführt wird.
0 3. Kühlkreislauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Überdruck-Ventil ein mechanisch oder elektronisch gesteuertes Ventil ist.
4. Kühlkreislauf nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,5 dass das Überdruck-Ventil (9) ein federbelastetes Überdruck- Ventil (9) ist.
5. Kühlkreislauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- . kennzeichnet, dass im Kühlkreislauf (1 ) ein Thermostat (3) angeordnet o ist, an dem ein Bypass (6; 6') abzweigt.
6. Kühlkreislauf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Überdruck-Ventil (9) in den Thermostat (3) integriert ausgebildet ist.
7. Kühlkreislauf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass zwei Bypässe (6, 8) vorgesehen sind, welche Kühlmittel am Kühler (4) vorbei führen, wobei das Überdruck-Ventil (9) im zweiten Bypass (8) angeordnet ist.
8. Kühlkreislauf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der er- ste Bypass (6) an einem Thermostat (3) abzweigt und dem Hauptstrom nach dem Kühler (4) wieder zugeführt wird.
9. Kühlkreislauf nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bypass (8) nach einem Thermostat (3) abzweigt und dem Hauptstrom nach dem Kühler (4) wieder zugeführt wird oder dem ersten Bypass (6) zugeführt wird.
10. Kühlkreislauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an kritischen Stellen des Kühlkreislaufs (1 ) Mittel zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels vorgesehen sind.
11. Kraftfahrzeug gekennzeichnet durch einen Motor-Kühlkreislauf (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
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