WO2010040481A2 - Kühlsystem für eine brennkraftmaschine sowie brennkraftmaschine - Google Patents

Kühlsystem für eine brennkraftmaschine sowie brennkraftmaschine Download PDF

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    • F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
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Definitions

  • the second and the third coolant flow are formed from the first coolant flow and the third coolant flow is merged with the second coolant flow after cooling the exhaust passage in the cylinder head.
  • the first coolant flow which cools the crankcase of the internal combustion engine, is divided in such a way that a part of the coolant flows around the cylinder head as the second coolant flow and thus cools it, and another part as the third coolant flow part first cools the exhaust passage of the cylinder and subsequently the cylinder second coolant flow is supplied.
  • the third coolant stream additionally serves to cool the cylinder head assigned to the cylinder.
  • the merging of the third coolant flow with the second coolant flow occurs after the cooling of the outlet channel and in the ZyNn the head.
  • the cylinder head is arranged on the crankcase so that it seals a combustion chamber of the cylinder. It is thus arranged above a top dead center of a piston of the cylinder.
  • the outlet channel can be attached in any way to / in the cylinder head and / or the ball housing. For example, it is conceivable that a fastening is made by screwing.
  • the second and third coolant streams may be formed anywhere in the first coolant stream.
  • the second and third coolant streams are taken from the first coolant stream at different locations.
  • the removal of the second and the third coolant flow can take place before / during / after the first coolant flow cools the crankcase of the internal combustion engine.
  • the point of merging the second and the third coolant flow can also be selected as desired, as long as it is located in the cylinder head and the third coolant flow has cooled the outlet channel, for example by flowing around it.
  • the first, the second and the third coolant flow can flow through - for example, in the components to be cooled - cooling channels.
  • the cooling is alternatively also feasible by the components are flowed around by the coolant streams, for example by flowing through a water jacket and / or another through-flow element.
  • the outlet channel is an outlet channel integrated with the cylinder head.
  • the outlet channel is thus at least partially contained in the cylinder head or surrounded by this and / or formed.
  • the internal combustion engine can have comparatively small dimensions.
  • the exhaust passage is formed in the cylinder head.
  • the exhaust duct as already mentioned above, be fastened by screwing to the cylinder head and / or the crankcase.
  • the exhaust duct forms the so-called "manifold" of the internal combustion engine, via which exhaust gases are fed to an exhaust pipe, which leads directly or indirectly into the surroundings of the internal combustion engine.
  • a preferred embodiment provides that the second and the third coolant flow are formed from the entire first coolant flow. There is a complete distribution of the first coolant flow in the second and the third coolant flow. The first coolant flow is thus completely in the second and the third coolant flow.
  • the second coolant flow has the same or a higher or a lower throughput as the third coolant flow.
  • the flow rates of the second and third coolant flow can be adapted to the circumstances.
  • the second coolant flow may have a higher throughput than the third coolant flow, if it should be necessary for cooling the cylinder head to provide a higher coolant mass flow there than for the exhaust port.
  • the second coolant flow may also have a lower throughput if the requirements of the exhaust duct are higher than those of the cylinder head, or the same throughput.
  • the flow rate of the second coolant stream and the third coolant stream may be adjusted during operation of the cooling system, for example by means of a cooling system control and regulating device.
  • the second coolant flow and the third coolant flow can each be adjusted to the present or cooling requirement of the cylinder head and the outlet channel.
  • the first coolant stream is expediently provided in a crankcase water jacket or the second coolant stream in a cylinder head water jacket and / or the third coolant stream in an outlet channel water jacket.
  • the coolant flows thus pass through water jackets, which are assigned to each component to be cooled.
  • the crankcase of the crankcase water jacket is at least partially encompassed or has this.
  • the cylinder head water jacket is provided for cooling the cylinder head and is substantially flowed through by the second coolant flow.
  • the third coolant flow After merging the second coolant flow with the third coolant flow, the third coolant flow is completely contained in the second coolant flow, that is, is merged with the latter. There is thus no separate flow through the cylinder head water jacket with the second and the third coolant flow. Finally, the third coolant stream is provided in the outlet channel water jacket, so that the third coolant stream first flows around the outlet channels and is subsequently supplied to the cylinder head water jacket. In this way, a semi-parallel cooling concept is realized.
  • the first coolant flow from the crankcase of the internal combustion engine is divided such that a portion of the coolant flows directly into the cylinder head water jacket and forms the second coolant flow and the third coolant flow separated therefrom flows around the outlet passages and is subsequently combined with the second coolant flow , So the cylinder head water jacket is supplied.
  • the invention further relates to an internal combustion engine having a cooling system, in particular according to the above embodiments, wherein the cooling system comprises a first cooling medium flow cooling a crankcase of the internal combustion engine, at least one second coolant flow for cooling at least one cylinder head associated with a cylinder and at least one third coolant flow for cooling at least one exhaust passage of the cylinder. It is provided that the second and the third coolant flow are formed from the first coolant flow and the third coolant flow is combined after cooling of the exhaust passage in the cylinder head with the second coolant flow.
  • the cooling system of the internal combustion engine can of course be developed according to the above explanations.
  • the internal combustion engine with the cooling system formed in this way is characterized in particular by the small space requirement in the longitudinal direction, ie in the direction of the at least one cylinder bank.
  • Figure 1 is a side view of a cooling system for an internal combustion engine
  • Figure 2 is an isometric view of the cooling system.
  • FIG. 1 shows a cooling system 1 of an internal combustion engine (not shown). While Figure 2 illustrates this in an isometric view.
  • the internal combustion engine has a crankcase, at least one cylinder head associated with a cylinder head, and at least one outlet passage of the cylinder (all not shown).
  • the exhaust passage is an exhaust passage integrated in the cylinder head.
  • the exhaust duct can be formed by the cylinder head or in this, but it is also possible that the exhaust duct is arranged only in the cylinder head. In the latter case, an attachment of the exhaust duct is carried out by suitable means on the cylinder head and / or the crankcase. In this way, similar advantages can be achieved as with a fully integrated exhaust duct 2.
  • the outlet channel 2 has two outlets 3 and 4, which may for example be assigned to different cylinder groups of the internal combustion engine. Alternatively, however, only a single outlet 3 or 4 may be provided.
  • a turbocharger which, for example, a bi-turbocharger is realized.
  • the turbocharger is designed in particular multi-stage.
  • the exhaust gas of the internal combustion engine thus flows from a connection region 5, in which the outlet channel 2 adjoins the crankcase of the internal combustion engine, to the outlets 3 and 4.
  • the internal combustion engine therefore has the cooling system 1, which has a crankcase water jacket 6, a cylinder head water jacket 7 and an outlet channel water jacket 8.
  • a first coolant flow flows through the crankcase water jacket 6, a second coolant flow flows through the cylinder head water jacket 7 and a third coolant flow through the outlet channel water jacket 8.
  • the first coolant flow is supplied to the crankcase water jacket 6 via inlet port 9, of which only one is shown.
  • each of a cylinder of the internal combustion engine associated region 10 of the crankcase water jacket
  • the coolant supplied through the inlet port 9 forms the first coolant flow. This flows through the crankcase water jacket 6 and thereby cools the crankcase. After cooling the crankcase, the first coolant flow divides into the second and the third coolant flow.
  • the second coolant stream is fed directly to the cylinder head water jacket 7, while the third coolant flow passes through connection piece 11 into the outlet channel water jacket 8.
  • the third coolant stream passes through the outlet channel water jacket 8.
  • the third coolant stream is supplied to the second coolant stream, that is, passed into the cylinder head water jacket 7. This happens in the cylinder head, so there are no external coolant lines necessary for the third coolant flow.
  • crankcase, and cylinder head and exhaust passage may be formed as cast components.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem (1) für eine Brennkraftmaschine, mit einem ein Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine kühlenden ersten Kühlmittelstrom, mindestens einem zweiten Kühlmittelstrom zur Kühlung mindestens eines einem Zylinder zugeordneten Zylinderkopfs und mindestens einem dritten Kühlmittelstroms zur Kühlung mindestens eines Auslasskanals (2) des Zylinders. Dabei ist vorgesehen, dass der zweite und der dritte Kühlmittelstrom aus dem ersten Kühlmittelstrom gebildet sind und der dritte Kühlmittelstrom nach dem Kühlen des Auslasskanals (2) in dem Zylinderkopf mit dem zweiten Kühlmittelstrom zusammengeführt ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine.

Description

Kühlsystem für eine Brennkraftmaschine sowie Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem für eine Brennkraftmaschine, mit einem ein Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine kühlenden ersten Kühlmittelstrom, mindestens einem zweiten Kühlmittelstrom zur Kühlung mindestens eines einem Zylinder zugeordneten Zylinderkopfs und mindestens einem dritten Kühlmittelstrom zur Kühlung mindestens eines Auslasskanals des Zylinders. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Brennkraftmaschine.
Kühlsysteme der eingangs genannten Art sind bekannt. Sie werden zum Kühlen der Brennkraftmaschine verwendet, wobei sowohl das Kugelgehäuse der Brennkraftmaschine, als auch der Zylinderkopf und der Auslasskanal ausreichend gekühlt werden müssen. Der erste, der zweite und der dritte Kühlmittelstrom werden dabei in den meisten Fällen getrennt voneinander mit Kühlmittel versorgt. Dies bedeutet ein hohe benötigte Kühlmittelmenge zur Abführung der von der Brennkraftmaschine abgegebenen Wärme, woraus ein niedriger Wirkungsgrad des Kühlsystems resultiert. Außerdem weisen die bekannten Kühlsysteme einen hohen Platzbedarf auf.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Kühlsystem vorzuschlagen, welches sowohl eine effiziente Kühlung der Brennkraftmaschine erlaubt, als auch einen geringen Platzbedarf aufweist.
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Kühlsystem nach Anspruch 1 erreicht. Dieser zeichnet sich dadurch aus, dass der zweite und der dritte Kühlmittelstrom aus dem ersten Kühlmittelstrom gebildet sind und der dritte Kühlmittelstrom nach dem Kühlen des Auslasskanals in dem Zylinderkopf mit dem zweiten Kühlmittelstrom zusammengeführt ist. Das bedeutet, dass sich der erste Kühlmittelstrom, der das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine kühlt, derart aufteilt, dass ein Teil des Kühlmittels als zweiter Kühlmittelstrom den Zylinderkopf umströmt und ihn somit kühlt und ein weiterer als dritter Kühlmittelstrom Teil zunächst den Auslasskanal des Zylinders kühlt und anschließend dem zweiten Kühlmittelstrom zugeführt wird. Der dritte Kühlmittelstrom dient also nach der Kühlung des Auslasskanals des Zylinders zusätzlich der Kühlung des dem Zylinder zugeordneten Zylinderkopfs. Daraus ergibt sich ein sehr effizientes Kühlsystem mit einem hohen Wirkungsgrad. Das Zusammenführen des dritten Kühlmittelstroms mit dem zweiten Kühlmittelstrom erfolgt nach dem Kühlen des Auslasskanals und in dem ZyNn- derkopf. Durch das Zusammenführen in dem Zylinderkopf ist es möglich, dass Kühlsystem mit einem geringen Platzbedarf umzusetzen. Der Zylinderkopf ist dabei so an dem Kurbelgehäuse angeordnet, dass er einen Verbrennungsraum des Zylinders abdichtet. Er ist also über einem oberen Totpunkt eines Kolbens des Zylinders angeordnet. Der Auslasskanal kann dabei auf beliebige Weise an/in dem Zylinderkopf und/oder dem Kugelgehäuse befestigt sein. Beispielsweise ist es vorstellbar, dass eine Befestigung mittels Verschraubung hergestellt ist. Der zweite und der dritte Kühlmittelstrom können an einer beliebigen Stelle aus dem ersten Kühlmittelstrom gebildet werden. Es ist beispielsweise vorstellbar, dass der zweite und der dritte Kühlmittelstrom an unterschiedlichen Stellen aus dem ersten Kühlmittelstrom entnommen werden. Ebenso kann das Entnehmen des zweiten und des dritten Kühlmittelstroms erfolgen, bevor/während/nach der erste Kühlmittelstrom das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine kühlt. Prinzipiell ist auch die Stelle des Zusammenführens des zweiten und des dritten Kühlmittelstroms beliebig wählbar, solange sich diese in dem Zylinderkopf befindet und der dritte Kühlmittelstrom den Auslasskanal, beispielsweise durch Umströmen, gekühlt hat. Der erste, der zweite und der dritte Kühlmittelstrom können dabei - beispielsweise in die zu kühlenden Bauteile integrierte - Kühlkanäle durchströmen. Die Kühlung ist alternativ jedoch auch realisierbar, indem die Bauteile von den Kühlmittelströmen umströmt werden, beispielsweise durch Durchströmen eines Wassermantels und/oder eines anderen durchströmbaren Elements.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Auslasskanal ein mit dem Zylinderkopf integrierter Auslasskanal ist. Der Auslasskanal ist also zumindest bereichsweise in dem Zylinderkopf enthalten bzw. von diesem umgeben und/oder ausgebildet. Auf diese Weise kann die Brennkraftmaschine vergleichsweise geringe Abmessungen aufweisen. Vorzugsweise ist der Auslasskanal in dem Zylinderkopf ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, den Auslasskanal in dem Zylinderkopf zu integrieren, ohne dass dieser direkt in diesem ausgebildet ist. In diesem Fall kann beispielsweise der Auslasskanal, wie bereits vorstehend erwähnt, mittels Verschraubung an dem Zylinderkopf und/oder dem Kurbelgehäuse befestigt sein. Der Auslasskanal bildet den sogenannten „Krümmer" der Brennkraftmaschine, über welchen Abgase einer Abgasleitung zugeführt werden. Diese führt direkt oder indirekt in die Umgebung der Brennkraftmaschine. Im letzteren Fall kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Turbolader und/oder Katalysator an die Abgasleitung bzw. die Brennkraftmaschine angeschlossen ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass mehrere Auslasskanäle vorgesehen sind, die beispielsweise jeweils verschiedene Zylinderblöcke zusammenfassen und deren Abgase abführen. In diesem Fall können auch mehrere Turbolader an die Brennkraftmaschine angeschlossen sein, zum Beispiel in Form eines Bi-Turboladers.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite und der dritte Kühlmittelstrom nach dem Kühlen des Kurbelgehäuses aus dem ersten Kühlmittelstrom gebildet sind. Es ist also vorgesehen, dass der erste Kühlmittelstrom zunächst das Kurbelgehäuse kühlt. Dies kann beispielsweise geschehen, indem der erste Kühlmittelstrom das Kurbelgehäuse vollständig umströmt. Erst nach dem Kühlen bzw. Umströmen wird dann der zweite und der dritte Kühlmittelstrom aus dem ersten Kühlmittelstrom entnommen. Dabei ist es nicht notwendig, dass der zweite und der dritte Kühlmittelstrom aus dem gesamten ersten Kühlmittelstrom gebildet sind. Zumindest ein Teil des ersten Kühlmittelstroms kann also weiterströmen und anderen Einsatzzwecken zugeführt sein.
Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass der zweite und der dritte Kühlmittelstrom aus dem gesamten ersten Kühlmittelstrom gebildet sind. Es erfolgt eine vollständige Aufteilung des ersten Kühlmittelstroms in den zweiten und den dritten Kühlmittelstrom. Der erste Kühlmittelstrom geht also vollständig in dem zweiten und dem dritten Kühlmittelstrom auf.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite Kühlmittelstrom denselben oder einen höheren oder einen niedrigeren Durchsatz aufweist wie der dritte Kühlmittelstrom. Die Durchsätze des zweiten und des dritten Kühlmittelstroms können so an die Gegebenheiten angepasst werden. Beispielsweise kann der zweite Kühlmittelstrom einen höheren Durchsatz aufweisen wie der dritte Kühlmittelstrom, falls es zur Kühlung des Zylinderkopfs notwendig sein sollte, dort einen höheren Kühlmittelmassenstrom vorzusehen als für den Auslasskanal. Ebenso kann der zweite Kühlmittelstrom jedoch einen niedrigeren Durchsatz aufweisen, falls die Anforderungen des Auslasskanals höher sind als die des Zylinderkopfs, oder denselben Durchsatz. Vorzugsweise kann der Durchsatz des zweiten Kühlmittelstroms und des dritten Kühlmittelstroms während eines Betriebs des Kühlsystems angepasst werden, beispielsweise mittels einer KühlsystemsteuerungAregelungseinrichtung. Auf diese Weise kann der zweite Kühlmittelstrom und der dritte Kühlmittelstrom jeweils an die vorliegenden Bedingungen bzw. Kühlungsanforderung des Zylinderkopfs und des Auslasskanals eingestellt werden. Zweckmäßigerweise ist der erste Kühlmittelstrom in einem Kurbelgehäuse- Wassermantel oder der zweite Kühlmittelstrom in einem Zylinderkopf-Wassermantel und/oder der dritte Kühlmittelstrom in einem Auslasskanal-Wassermantel vorgesehen. Die Kühlmittelströme verlaufen also durch Wassermäntel, die den jeweils zu kühlenden Bauteilen zugeordnet sind. So ist das Kurbelgehäuse von dem Kurbelgehäuse- Wassermantel zumindest bereichsweise umgriffen oder weist diesen auf. Der Zylinderkopf-Wassermantel ist zur Kühlung des Zylinderkopfs vorgesehen und ist im wesentlichen von dem zweiten Kühlmittelstrom durchströmt. Nach dem Zusammenführen des zweiten Kühlmittelstroms mit dem dritten Kühlmittelstrom ist der dritte Kühlmittelstrom vollständig in dem zweiten Kühlmittelstrom enthalten, ist also mit diesem zusammengeführt. Es erfolgt somit kein getrenntes Durchströmen des Zylinderkopf-Wassermantels mit dem zweiten und dem dritten Kühlmittelstrom. Der dritte Kühlmittelstrom ist schließlich in dem Auslasskanal-Wassermantel vorgesehen, so dass der dritte Kühlmittelstrom zunächst die Auslasskanäle umströmt und anschließend dem Zylinderkopf- Wassermantel zugeführt wird. Auf diese Weise ist ein semiparalleles Kühlkonzept realisiert. Dabei teilt sich der erste Kühlmittelstrom aus dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine derart auf, dass ein Teil des Kühlmittels direkt in den Zylinderkopf- Wassermantel strömt und dort den zweiten Kühlmittelstrom bildet und der davon separierte dritte Kühlmittelstrom erst die Auslasskanäle umströmt und anschließend mit dem zweiten Kühlmittelstrom zusammengeführt wird, also dem Zylinderkopf-Wassermantel zugeführt wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine mit einem Kühlsystem, insbesondere gemäß den vorstehend Ausführungen, wobei das Kühlsystem einen ein Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine kühlenden ersten Kühlmittelstrom, mindestens einen zweiten Kühlmittelstrom zur Kühlung mindestens eines einem Zylinder zugeordneten Zylinderkopfs und mindestens einen dritten Kühlmittelstrom zur Kühlung mindestens eines Auslasskanals des Zylinders aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass der zweite und der dritte Kühlmittelstrom aus dem ersten Kühlmittelstrom gebildet sind und der dritte Kühlmittelstrom nach dem Kühlen des Auslasskanals in dem Zylinderkopf mit dem zweiten Kühlmittelstrom zusammengeführt ist. Das Kühlsystem der Brennkraftmaschine kann selbstverständlich gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein. Die Brennkraftmaschine mit dem so ausgebildeten Kühlsystem zeichnet sich besonders durch den geringen Raumbedarf in Längsrichtung, also in Richtung der mindestens einen Zylinderbank, aus. Die Erfindung wird im Folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Es zeigen:
Figur 1 eine Seitenansicht eines Kühlsystems für eine Brennkraftmaschine, und
Figur 2 eine isometrische Ansicht des Kühlsystems.
Die Figur 1 zeigt ein Kühlsystem 1 einer (nicht weiter dargestellten) Brennkraftmaschine. Während Figur 2 dieses in einer isometrischen Ansicht darstellt. Die Brennkraftmaschine weist ein Kurbelgehäuse, mindestens einen einem Zylinderkopf zugeordneten Zylinderkopf und mindestens einen Auslasskanal des Zylinders auf (alle nicht dargestellt). Der Auslasskanal ist dabei ein in den Zylinderkopf integrierter Auslasskanal. Dabei sind verschiedene Ausführungen vorstellbar. Zum einen kann der Auslasskanal durch den Zylinderkopf bzw. in diesem ausgebildet sein, es ist jedoch auch möglich, dass der Auslasskanal lediglich in dem Zylinderkopf angeordnet ist. In letzterem Fall erfolgt eine Befestigung des Auslasskanals mit geeigneten Mitteln an dem Zylinderkopf und/oder dem Kurbelgehäuse. Auf diese Weise können ähnliche Vorteile erzielt werden, wie bei einem vollständig integrierten Auslasskanal 2.
Durch den Auslasskanal 2 strömt Abgas aus einem Brennraum (nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine zu einer Abgasleitung (ebenfalls nicht dargestellt). In dem dargestellten Beispiel weist der Auslasskanal 2 zwei Auslässe 3 und 4 auf, welche beispielsweise unterschiedlichen Zylindergruppen der Brennkraftmaschine zugeordnet sein können. Alternativ kann jedoch auch nur ein einzelner Auslass 3 oder 4 vorgesehen sein. Sind, wie in dem dargestellten Beispiel, mehrere Auslässe 3 und 4 vorgesehen, so können diese jeweils zu einem Turbolader führen, womit beispielsweise ein Bi-Turbolader realisiert ist. Der Turbolader ist insbesondere mehrstufig ausgeführt. Das Abgas der Brennkraftmaschine strömt also von einem Anschlussbereich 5, in welchem der Auslasskanal 2 an das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine anschließt, zu den Auslassen 3 und 4. Das bedeutet, dass heißes Abgas den Auslasskanal 2 erwärmt und dass dieser daher gekühlt werden muss. Die Brennkraftmaschine weist daher das Kühlsystem 1 auf, welches einen Kurbelgehäuse-Wassermantel 6, einen Zylinderkopf-Wassermantel 7 und einen Auslasskanal-Wassermantel 8 besitzt. Durch den Kurbelgehäuse- Wassermantel 6 strömt ein erster Kühlmittelstrom, durch den Zylinderkopf-Wassermantel 7 ein zweiter Kühlmittelstrom und durch den Auslasskanal-Wassermantel 8 ein drittel Kühlmittelstrom. Der erste Kühlmittelstrom wird dem Kurbelgehäuse-Wassermantel 6 über Einlassstutzen 9 zugeführt, von welchen nur einer dargestellt ist. Üblicherweise wird jeder einem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordnete Bereich 10 des Kurbelgehäuse-Wassermantel
6 einen Einlassstutzen 9 aufweisen. Das durch den Einlassstutzen 9 zugeführte Kühlmittel bildet den ersten Kühlmittelstrom aus. Dieses durchströmt den Kurbelgehäuse- Wassermantel 6 und kühlt dabei das Kurbelgehäuse. Nach dem Kühlen den Kurbelgehäuses teilt sich der erste Kühlmittelstrom in den zweiten und den dritten Kühlmittelstrom auf. Der zweite Kühlmittelstrom wird direkt dem Zylinderkopf-Wassermantel 7 zugeführt, während der dritte Kühlmittelstrom durch Anschlussstutzen 11 in den Auslasskanal- Wassermantel 8 gelangt. Es erfolgt also im wesentlichen eine gleichzeitige Kühlung des Zylinderkopfs durch den zweiten Kühlmittelstrom und des Auslasskanals durch den dritten Kühlmittelstroms. Der dritte Kühlmittelstrom durchläuft dabei den Auslasskanal- Wassermantel 8. Nach diesem Durchlaufen bzw. dem Kühlen des Auslasskanals 2 wird der dritte Kühlmittelstrom dem zweiten Kühlmittelstrom zugeführt, also in den Zylinderkopf-Wassermantel 7 geleitet. Dies geschieht in dem Zylinderkopf, es sind also kein extern verlaufenden Kühlmittelleitungen für den dritten Kühlmittelstrom notwendig.
Durch das Zusammenführen des dritten Kühlmittelstroms und des zweiten Kühlmittelstroms in dem Zylinderkopf kann das Kühlsystems mit einem geringen Bauraum realisiert werden. Nach dem Kühlen des Auslasskanals 2 dient der dritte Kühlmittelstrom somit zusätzlich der Kühlung des Zylinderkopfs, indem er den Zylinderkopf-Wassermantel
7 zumindest bereichsweise durchströmt. Beim Zusammenführen des dritten Kühlmittelstroms zu dem zweiten Kühlmittelstrom wird der dritte Kühlmittelstrom von dem zweiten Kühlmittelstrom vollständig aufgenommen. Nach dem Durchlaufen des Zylinderkopf- Wassermantel 7, also dem Kühlen des Zylinderkopfs, kann der Kühlmittelstrom aus dem Zylinderkopf-Wassermantel 7 austreten, gekühlt und anschließend wieder dem Kurbelgehäuse-Wassermantel 6 als erster Kühlmittelstrom zugeführt werden. Sowohl Kurbelgehäuse, als auch Zylinderkopf und Auslasskanal können als Gussbauteile ausgebildet sein. i BEZUGSZEICHENLISTE
Kühlsystem
Auslasskanal
Auslass
Auslass
Anschlussbereich
Kurbelgehäuse-Wassermantel
Zylinderkopf-Wassermantel
Auslasskanal-Wassermantel
Einlassstutzen
Bereich
Anschlussstutzen

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Kühlsystem (1) für eine Brennkraftmaschine, mit einem ein Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine kühlenden ersten Kühlmittelstrom, mindestens einem zweiten Kühlmittelstrom zur Kühlung mindestens eines einem Zylinder zugeordneten Zylinderkopfs und mindestens einem dritten Kühlmittelstroms zur Kühlung mindestens eines Auslasskanals (2) des Zylinders, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite und der dritte Kühlmittelstrom aus dem ersten Kühlmittelstrom gebildet sind und der dritte Kühlmittelstrom nach dem Kühlen des Auslasskanals (2) in dem Zylinderkopf mit dem zweiten Kühlmittelstrom zusammengeführt ist.
2. Kühlsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Auslasskanal (2) ein mit dem Zylinderkopf integrierter Auslasskanal (2) ist.
3. Kühlsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite und der dritte Kühlmittelstrom nach dem Kühlen des Kurbelgehäuses aus dem ersten Kühlmittelstrom gebildet sind.
4. Kühlsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite und der dritte Kühlmittelstrom aus dem gesamten ersten Kühlmittelstrom gebildet sind.
5. Kühlsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kühlmittelstrom denselben oder einen höheren oder einen niedrigeren Durchsatz aufweist wie der dritte Kühlmittelstrom.
6. Kühlsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- , net, dass der erste Kühlmittelstrom in einem Kurbelgehäuse-Wassermantel (6) und \. oder der zweite Kühlmittelstrom in einem Zylinderkopf-Wassermantel (7) und/oder i der dritte Kühlmittelstrom in einem Auslasskanal-Wassermantel (8) vorgesehen ist/sind.
7. Brennkraftmaschine mit einem Kühlsystem (1), insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kühlsystems (1) einen ein Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine kühlenden ersten Kühlmittelstrom, mindes- tens einen zweiten Kühlmittelstrom zur Kühlung mindestens eines einem Zylinder zugeordneten Zylinderkopfs und mindestens einen dritten Kühlmittelstrom zur Kühlung mindestens eines Auslasskanals (2) des Zylinders aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite und der dritte Kühlmittelstrom aus dem ersten Kühlmittelstrom gebildet sind und der dritte Kühlmittelstrom nach dem Kühlen des Auslasskanals (2) in dem Zylinderkopf mit dem zweiten Kühlmittelstrom zusammengeführt ist.
PCT/EP2009/007077 2008-10-10 2009-10-02 Kühlsystem für eine brennkraftmaschine sowie brennkraftmaschine Ceased WO2010040481A2 (de)

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Country Link
DE (1) DE102008051130B4 (de)
WO (1) WO2010040481A2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9828935B2 (en) * 2012-12-05 2017-11-28 Audi Ag Internal combustion engine

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010023054A1 (de) * 2010-06-08 2011-12-08 Audi Ag Brennkraftmaschine sowie Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
US8584628B2 (en) 2010-07-14 2013-11-19 Ford Global Technologies, Llc Engine with cylinder head cooling
WO2018157187A1 (de) * 2017-03-03 2018-09-07 Avl List Gmbh Flüssigkeitsgekühlte brennkraftmaschine

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6043154A (ja) * 1983-08-18 1985-03-07 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の冷却装置
JPS6170120A (ja) * 1984-09-13 1986-04-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 内燃機関の冷却システム
JP2709815B2 (ja) * 1988-01-11 1998-02-04 ヤマハ発動機株式会社 過給機付エンジンのシリンダヘッド構造
US5560331A (en) * 1994-05-10 1996-10-01 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Cylinder head for engine
JP3777236B2 (ja) * 1997-02-03 2006-05-24 本田技研工業株式会社 水冷エンジン
SE509077C2 (sv) * 1997-05-30 1998-11-30 Volvo Ab Förbränningsmotor
DE19803885B4 (de) * 1998-01-31 2013-02-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kühlkreisanordnung für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine
DE10306695A1 (de) * 2003-02-18 2004-09-16 Daimlerchrysler Ag Brennkraftmaschine mit einem Kühlmittelkreislauf
EP2172635B1 (de) * 2008-10-02 2018-12-12 Ford Global Technologies, LLC Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit zwei integrierten Abgaskrümmern und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem derartigen Zylinderkopf

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9828935B2 (en) * 2012-12-05 2017-11-28 Audi Ag Internal combustion engine

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