DE102015015488A1 - Circuit arrangement for cooling combustion air of an internal combustion engine of a vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kreislaufanordnung (1) zur Kühlung von Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine (2) eines Fahrzeugs mit einem Hochtemperaturkreislauf (HT) und einem Niedertemperaturkreislauf (NT), wobei der Hochtemperaturkreislauf (HT) mit der Brennkraftmaschine (2) thermisch gekoppelt ist, die Brennkraftmaschine (2) einen Ladeluftverdichter (3) zur Kompression von Ladeluft (L) und einen Ladeluftwärmetauscher (4) zur Kühlung der Verbrennungsluft (L1) umfasst, der Ladeluftwärmetauscher (4) in dem Niedertemperaturkreislauf (NT) angeordnet ist, zur Durchleitung des Kühlmittels des Niedertemperaturkreislaufs (NT) durch den Ladeluftwärmetauscher (4) eine erste Ventilanordnung (5) in dem Niedertemperaturkreislauf (NT) angeordnet ist, und eine Abzweigleitung (7) des Hochtemperaturkreislaufs (HT) mit einer zweiten Ventilanordnung (6) vorgesehen ist, mit welcher Kühlmittel des Hochtemperaturkreislaufs (HT) nach Durchleitung durch den Ladeluftwärmetauscher (4) in den Hochtemperaturkreislauf (HT) in Abhängigkeit der Ventilstellung der zweiten Ventilanordnung (6) zurückgeführt wird.The invention relates to a circuit arrangement (1) for cooling combustion air of an internal combustion engine (2) of a vehicle with a high-temperature circuit (HT) and a low-temperature circuit (NT), wherein the high-temperature circuit (HT) is thermally coupled to the internal combustion engine (2), the internal combustion engine (2) a charge air compressor (3) for compressing charge air (L) and a charge air heat exchanger (4) for cooling the combustion air (L1), the charge air heat exchanger (4) is arranged in the low-temperature circuit (NT), for passing the coolant of the low-temperature circuit (NT) through the charge air heat exchanger (4) a first valve assembly (5) in the low-temperature circuit (NT) is arranged, and a branch line (7) of the high-temperature circuit (HT) with a second valve assembly (6) is provided with which coolant of the high-temperature circuit (HT) after passage through the charge air heat exchanger (4) in the Hochtem temperature cycle (HT) in response to the valve position of the second valve assembly (6) is returned.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreislaufanordnung zur Kühlung von Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Kreislaufanordnung.The invention relates to a circuit arrangement for cooling combustion air of an internal combustion engine of a vehicle. Furthermore, the invention relates to a vehicle with a circuit arrangement according to the invention.

Es ist bekannt, zur Erhöhung der Effektivität von Brennkraftmaschinen diese mit verdichteter Verbrennungsluft zu versorgen. Durch die Verdichtung der angesaugten Luft mittels eines Verdichters wird diese erwärmt. Um die Anreicherung der Verbrennungsluft mit Sauerstoff weiter zu erhöhen, wird die komprimierte Verbrennungsluft vor ihrer Einleitung in die Brennkraftmaschine mittels eines Ladeluftkühlers bzw. Ladeluftwärmetauschers abgekühlt. Bei der direkten Ladeluftkühlung wird die Ladeluft über einen Ladeluft-Luft-Wärmetauscher von der Außenluft des Fahrzeugs gekühlt, während bei indirekter Ladeluftkühlung ein in einem Niedertemperaturkreislauf angeordneter Ladeluft-Kühlmittel-Wärmetauscher eingesetzt wird.It is known to provide these with compressed combustion air to increase the effectiveness of internal combustion engines. By compressing the intake air by means of a compressor, this is heated. In order to further increase the enrichment of the combustion air with oxygen, the compressed combustion air is cooled before being introduced into the internal combustion engine by means of a charge air cooler or charge air heat exchanger. In direct charge air cooling, the charge air is cooled by a charge air-air heat exchanger from the outside air of the vehicle, while indirect charge air cooling is used in a low-temperature circuit arranged charge air coolant heat exchanger.

Ferner ist es bekannt, dass für die Kühlung der Brennkraftmaschine verwendete Kühlmittel auch zum Heizen der Fahrgastzelle des Fahrzeugs zu nutzen. Hierzu wird zusätzlich zu einem Kühler ein Heizwärmetauscher in einen Hochtemperaturkreislauf integriert.Furthermore, it is known to use the coolant used for the cooling of the internal combustion engine also for heating the passenger compartment of the vehicle. For this purpose, in addition to a radiator, a heating heat exchanger is integrated into a high-temperature circuit.

Weiterhin ist es bspw. aus der DE 10 2013 211 701 A1 bekannt, die mittels des Ladeluftkühlers der Ladeluft entzogene Wärme ebenso zum Heizen der Fahrgastzelle des Fahrzeugs zu nutzen. Hierzu ist ein Zusatz-Heizwärmetauscher neben einem Niedertemperaturkühler in dem Niedertemperaturkreislauf angeordnet, welcher zusammen mit einem in dem Hochtemperaturkreislauf integrierten Heizwärmetauscher zum Heizen der Fahrgastzelle dient. Hierbei sind diese beiden Heizwärmetauscher als Kühlmittel-Luft-Wärmetauscher ausgeführt. Es wird in dieser DE 10 2013 211 701 A1 auch vorgeschlagen, diese beiden Heizwärmetauscher in einer Komponente zusammenzufassen, wobei jedoch die beiden Temperaturkreisläufe getrennt voneinander sind. Der Zusatz-Heizwärmetauscher kann über eine Bypassleitung in den Niedertemperaturkreislauf eingebunden werden, wobei sowohl bei zugeschaltetem Zusatz-Heizwärmetauscher als auch bei nicht zugeschaltetem Zusatz-Heizwärmetauscher das Kühlmittel im Niedertemperaturkreislauf auch durch den Niedertemperaturkühler geleitet wird.Furthermore, it is, for example, from the DE 10 2013 211 701 A1 It is known to use the heat extracted by means of the intercooler of the charge air also for heating the passenger compartment of the vehicle. For this purpose, an additional heating heat exchanger in addition to a low-temperature radiator in the low-temperature circuit is arranged, which is used together with a built in the high-temperature circuit heating heat exchanger for heating the passenger compartment. Here, these two heating heat exchangers are designed as a coolant-air heat exchanger. It will be in this DE 10 2013 211 701 A1 also proposed to combine these two heating heat exchangers in one component, but the two temperature circuits are separated from each other. The additional heating heat exchanger can be integrated into the low-temperature circuit via a bypass line, whereby the coolant in the low-temperature circuit is also passed through the low-temperature radiator both when the additional heating coil is switched on and when the additional heating coil is not switched on.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Kreislaufanordnung zur Kühlung von Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs mit einem Hochtemperaturkreislauf und einem Niedertemperaturkreislauf anzugeben.The object of the invention is to provide a comparison with the prior art improved circuit arrangement for cooling combustion air of an internal combustion engine of a vehicle with a high-temperature circuit and a low-temperature circuit.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kreislaufanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This object is achieved by a circuit arrangement with the features of patent claim 1.

Eine solche Kreislaufanordnung zur Kühlung von Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs mit einem Hochtemperaturkreislauf und einem Niedertemperaturkreislauf zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass

  • – der Hochtemperaturkreislauf mit der Brennkraftmaschine thermisch gekoppelt ist,
  • – die Brennkraftmaschine einen Ladeluftverdichter zur Kompression der Verbrennungsluft und einen Ladeluftwärmetauscher zur Kühlung der Verbrennungsluft umfasst,
  • – der Ladeluftwärmetauscher in dem Niedertemperaturkreislauf angeordnet ist,
  • – zur Durchleitung des Kühlmittels des Niedertemperaturkreislaufs durch den Ladeluftwärmetauscher eine erste Ventilanordnung in dem Niedertemperaturkreislauf angeordnet ist, und
  • – eine Abzweigleitung des Hochtemperaturkreislaufs mit einer zweiten Ventilanordnung vorgesehen ist, mit welcher Kühlmittel des Hochtemperaturkreislaufs nach Durchleitung durch den Ladeluftwärmetauscher in den Hochtemperaturkreislauf in Abhängigkeit der Ventilstellung der zweiten Ventilanordnung zurückgeführt wird.
Such a circulation arrangement for cooling combustion air of an internal combustion engine of a vehicle with a high-temperature circuit and a low-temperature circuit is characterized according to the invention in that
  • The high-temperature circuit is thermally coupled to the internal combustion engine,
  • The internal combustion engine comprises a charge air compressor for compressing the combustion air and a charge air heat exchanger for cooling the combustion air,
  • The charge-air heat exchanger is arranged in the low-temperature circuit,
  • - For the passage of the coolant of the low-temperature circuit through the charge air heat exchanger, a first valve arrangement is arranged in the low-temperature circuit, and
  • - A branch line of the high-temperature circuit is provided with a second valve arrangement, with which coolant of the high-temperature circuit is returned after passage through the charge air heat exchanger in the high-temperature circuit in dependence of the valve position of the second valve arrangement.

Bei dieser erfindungsgemäßen Kreislaufanordnung wird der als indirekte Wärmetauscher ausgeführte Ladeluftkühler entweder mit dem Niedertemperaturkreislauf oder über eine Abzweigleitung fluidisch mit dem Hochtemperaturkreis gekoppelt. So kann bedarfsabhängig die aus der komprimierten Ladeluft entzogene Wärme entweder über einen in dem Niedertemperaturkreislauf angeordneten Niedertemperaturkühler an die Außenluft des Fahrzeugs abgegeben werden oder über die zugeschaltete Abzweigleitung auf den Hochtemperaturkreislauf übertragen werden. Damit kann entweder eine schnelle Aufheizung der Fahrgastzelle oder eine schnelle Erwärmung der Brennkraftmaschine im kalten Betriebszustand erreicht werden. Die entsprechende Zu- bzw. Abschaltung des Niedertemperaturkreislaufes bzw. des Hochtemperaturkreislaufes erfolgt über eine erste und zweite Ventilanordnung.In this circuit arrangement according to the invention designed as an indirect heat exchanger intercooler is coupled either to the low-temperature circuit or via a branch line fluidly with the high-temperature circuit. Thus, depending on demand, the heat extracted from the compressed charge air can either be delivered to the outside air of the vehicle via a low-temperature radiator arranged in the low-temperature circuit or transferred to the high-temperature circuit via the connected branch line. Thus, either a rapid heating of the passenger compartment or a rapid heating of the internal combustion engine can be achieved in the cold operating condition. The corresponding connection or disconnection of the low-temperature circuit or the high-temperature circuit via a first and second valve arrangement.

Ein besonderer Vorteil hinsichtlich des Bauraumbedarfs dieser erfindungsgemäßen Kreislaufanordnung ergibt sich dadurch, dass keine zusätzlichen Wärmetauscher erforderlich sind, sondern ein handelsüblicher Ladeluftkühler eingesetzt werden kann.A particular advantage in terms of the space requirement of this circuit arrangement according to the invention results from the fact that no additional heat exchangers are required, but a commercially available intercooler can be used.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Saugstrahlpumpe vorgesehen, mit welcher das durch den Ladeluftwärmetauscher geführte Kühlmittel in den Hochtemperaturkreislauf zurückgeführt wird. Aufgrund der Verwendung einer solchen Saugstrahlpumpe ist keine zusätzliche energieverbrauchende Pumpe in der Abzweigleitung erforderlich.In an advantageous embodiment of the invention, a suction jet pump is provided, with which the guided through the charge air heat exchanger coolant is returned to the high-temperature circuit. Due to the use of such a suction jet pump is no additional Energy consuming pump in the branch line required.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Hochtemperaturkreislauf einen Heizwärmetauscher zur Kühlung des Kühlmittels des Hochtemperaturkreislaufs auf. Ein solcher Heizwärmetauscher dient zum Heizen der Fahrgastzelle des Fahrzeugs.According to a further advantageous embodiment of the invention, the high-temperature circuit has a heating heat exchanger for cooling the coolant of the high-temperature circuit. Such a heating heat exchanger is used to heat the passenger compartment of the vehicle.

Des Weiteren ist es weiterbildungsgemäß vorgesehen, dass in der Abzweigleitung ein Rückschlagventil angeordnet ist. Damit wird in allen Betriebszuständen der Kreislaufanordnung ein Rückfluss von Kühlmittel aus der Abzweigleitung in den Hochtemperaturkreislauf verhindert.Furthermore, it is provided according to further development that a check valve is arranged in the branch line. In this way, in all operating states of the circuit arrangement, a reflux of coolant from the branch line into the high-temperature circuit is prevented.

Schließlich ist es besonders vorteilhaft, wenn der Ladeluftwärmetauscher als wärmeisolierender Wärmetauscher aufgebaut ist. Somit kann nach einem Stillstand der Brennkraftmaschine die in dem Kühlmittel im Bereich des Ladeluftwärmetauschers verbliebene Wärme gespeichert werden und bei Start der Brennkraftmaschine wieder in den Hochtemperaturkreislauf zum Heizen der Fahrgastzelle oder zum Erwärmen der Brennkraftmaschine verwendet werden.Finally, it is particularly advantageous if the charge air heat exchanger is constructed as a heat-insulating heat exchanger. Thus, after a stoppage of the internal combustion engine, the heat remaining in the coolant in the area of the charge air heat exchanger can be stored and used again at the start of the internal combustion engine in the high-temperature circuit for heating the passenger compartment or for heating the internal combustion engine.

Die erfindungsgemäße Kreislaufanordnung ist für den Einsatz in allen Fahrzeugtypen geeignet.The circuit arrangement according to the invention is suitable for use in all vehicle types.

Die Erfindung. wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die einzige beigefügte Figuren ausführlich beschrieben. Diese 1 zeigt ein Schaltbild einer Kreislaufanordnung gemäß der Erfindung.The invention. will be described below in detail with reference to an embodiment with reference to the single attached figures. These 1 shows a circuit diagram of a circuit arrangement according to the invention.

Diese 1 zeigt eine Kreislaufanordnung 1 zur Ladeluftkühlung für eine aufgeladene Brennkraftmaschine 2 eines nicht dargestellten Fahrzeugs. Hierzu wird Ladeluft L einem Ladeluftverdichter 3 eines Turboladers zugeführt und die komprimierte und dadurch erwärmte Ladeluft als Verbrennungsluft L1 zur Kühlung über einen Ladeluftwärmetauscher 4 als Ladeluftkühler geleitet, bevor die gekühlte Verbrennungsluft L2 der Brennkraftmaschine 2 zugeführt wird.These 1 shows a circuit arrangement 1 for charge air cooling for a supercharged internal combustion engine 2 a vehicle, not shown. For this charge air L is a charge air compressor 3 a turbocharger supplied and the compressed and thus heated charge air as combustion air L1 for cooling via a charge air heat exchanger 4 passed as intercooler before the cooled combustion air L2 of the internal combustion engine 2 is supplied.

Der Ladeluftwärmetauscher 4 ist als Luft-Kühlmittel-Wärmetauscher mit einem Zuflussanschluss 4.1 und einem Abflussanschluss 4.2 ausgeführt, wobei über diese Anschlüsse 4.1 und 4.2 Kühlmittel durch den Ladeluftwärmetauscher 4 geführt und dabei die Wärme der Verbrennungsluft L1 von dem Kühlmittel aufgenommen wird.The charge air heat exchanger 4 is as an air-refrigerant heat exchanger with an inflow port 4.1 and a drain connection 4.2 running, using these connectors 4.1 and 4.2 Coolant through the charge air heat exchanger 4 while the heat of the combustion air L1 is absorbed by the coolant.

Gemäß 1 kann der Ladeluftwärmetauscher 4 sowohl mit einem Niedertemperaturkreislauf NT als auch über eine Abzweigleitung 7 mit einem Hochtemperaturkreislaufes HT jeweils über die Anschlüsse 4.1 und 4.2 wechselweise fluidisch verbunden werden.According to 1 can the charge air heat exchanger 4 both with a low-temperature circuit NT and via a branch line 7 with a high-temperature circuit HT respectively via the connections 4.1 and 4.2 be alternately fluidly connected.

Der Niedertemperaturkreislauf NT umfasst neben dem Ladeluftwärmetauscher 4 einen Niedertemperaturkühler 13, eine erste Ventilanordnung 5 und eine Kühlmittelpumpe 14. Die Kühlmittelpumpe 14 dient zur Umwälzung des Kühlmittels in dem Niedertemperaturkreislauf NT, so dass der Ladeluftwärmetauscher 4 über den Zuflussanschluss 4.1 in Richtung des Abflussanschlusses 4.2 durchströmt wird. Die Kühlmittelpumpe 14 ist an den Zuflussanschluss 4.1 des Ladeluftwärmetauschers 4 angeschlossen, während der Abflussanschluss 4.2 mit der ersten Ventilanordnung 5 verbunden ist. Diese Ventilanordnung 5 ist als 2/2-Wegeventil ausgebildet und stellt ein stromlos offenes Ventil dar. Im stromlosen Zustand dieser Ventilanordnung 5 kann das Kühlmittel in dem Niedertemperaturkreislauf NT zirkulieren, wodurch die in dem Ladeluftwärmetauscher 4 von dem Kühlmittel aufgenommene Wärme über den Niedertemperaturkühler 13 an die Umgebung des Fahrzeugs abgegeben wird. Falls diese Ventilanordnung 5 mittels eines Steuergerätes (in 1 nicht dargestellt) angesteuert wird, wird dieses Ventil geschlossen, so dass kein Kühlmittel in dem Niedertemperaturkreislauf NT zirkulieren kann.The low-temperature circuit NT includes in addition to the charge air heat exchanger 4 a low temperature cooler 13 , a first valve arrangement 5 and a coolant pump 14 , The coolant pump 14 serves to circulate the coolant in the low-temperature circuit NT, so that the charge air heat exchanger 4 over the inflow connection 4.1 in the direction of the outlet connection 4.2 is flowed through. The coolant pump 14 is to the inflow connection 4.1 the charge air heat exchanger 4 connected while the drain connection 4.2 with the first valve arrangement 5 connected is. This valve arrangement 5 is designed as a 2/2-way valve and represents a normally open valve. In the de-energized state of this valve assembly 5 For example, the coolant may circulate in the low-temperature circuit NT, causing the coolant in the charge air heat exchanger 4 absorbed by the coolant heat via the low-temperature cooler 13 is delivered to the environment of the vehicle. If this valve arrangement 5 by means of a control unit (in 1 not shown), this valve is closed, so that no coolant can circulate in the low-temperature circuit NT.

Die Brennkraftmaschine 2 ist thermisch mit einem Hochtemperaturkreislauf HT gekoppelt und umfasst einen Heizwärmetauscher 9 sowie eine Kühlmittelpumpe 11. Die Motorwärme der Brennkraftmaschine 2 wird zu deren Kühlung mittels des Hochtemperaturkreislaufes HT in den Heizwärmetauscher 9 transportiert, der zur Heizung der Fahrgastzelle des Fahrzeugs dient und bspw. in einem Klimagerät 12 einer Fahrzeugklimaanlage des Fahrzeugs angeordnet ist. Zusätzlich kann dieser Hochtemperaturkreislauf HT auch mit einem Motorkühlkreislauf gekoppelt werden, wenn zur Kühlung der Brennkraftmaschine 2 die Motorwärme nicht zum Heizen benötigt wird. Das Kühlmittel des Hochtemperaturkreislaufs HT wird mittels einer Kühlmittelpumpe 11 umgewälzt.The internal combustion engine 2 is thermally coupled to a high-temperature circuit HT and comprises a heating heat exchanger 9 and a coolant pump 11 , The engine heat of the internal combustion engine 2 is used to cool them by means of the high-temperature circuit HT in the heating heat exchanger 9 transported, which serves to heat the passenger compartment of the vehicle and, for example, in an air conditioner 12 a vehicle air conditioning system of the vehicle is arranged. In addition, this high-temperature circuit HT can also be coupled to an engine cooling circuit when cooling the internal combustion engine 2 the engine heat is not needed for heating. The coolant of the high-temperature circuit HT is by means of a coolant pump 11 circulated.

In Strömungsrichtung des Kühlmittels ist nach der Brennkraftmaschine 2 eine Abzweigstelle 7.0 vorgesehen, von der eine Abzweigleitung 7 über ein Rückschlagventil 10 zum Zuflussanschluss 4.1 des Ladeluftwärmetauschers 4 geführt ist. Vom Abflussanschluss 4.2 des Ladeluftwärmetauschers 4 führt die Abzweigleitung 7 als Rückleitung 7.1 über eine zweite Ventilanordnung 6 zurück zum Hochtemperaturkreislauf HT. Die fluidische Verbindung der Rückleitung 7.1 mit dem Hochtemperaturkreislauf HT erfolgt mittels einer Saugstrahlpumpe 8. Diese Saugstrahlpumpe 8 ist so angeordnet, dass das Kühlmittel des Hochtemperaturkreislaufs HT das Treibmedium und das Kühlmittel des Niedertemperaturkreislaufs NT das Saugmedium darstellt, wobei das Kühlmittel des Hochtemperaturkreislaufs HT als Treibmedium durch eine Treibdüse der Saugstrahlpumpe 8 mittels der Kühlmittelpumpe 11 gedrückt wird.In the flow direction of the coolant is after the internal combustion engine 2 a branch point 7.0 provided by a branch line 7 via a check valve 10 to the inflow connection 4.1 the charge air heat exchanger 4 is guided. From the drain connection 4.2 the charge air heat exchanger 4 leads the branch line 7 as return 7.1 via a second valve arrangement 6 back to the high-temperature circuit HT. The fluidic connection of the return line 7.1 with the high-temperature circuit HT by means of a suction jet pump 8th , This suction jet pump 8th is arranged so that the coolant of the high-temperature circuit HT, the driving medium and the coolant of the low-temperature circuit NT, the suction medium, wherein the coolant of the high-temperature circuit HT as Driving medium through a motive nozzle of the suction jet pump 8th by means of the coolant pump 11 is pressed.

Die zweite Ventilanordnung 6 ist auch als 2/2-Wegeventil ausgebildet und ist jedoch ein stromlos geschlossenes Ventil dar. Im bestromten Zustand dieser Ventilanordnung 6 kann daher das von dem Hochtemperaturkreislaufs HT in die Abzweigleitung 7 abgezweigte Kühlmittel durch den Ladeluftwärmetauscher 4 und anschließend über den Abflussanschluss 4.2 wieder zurück in den Hochtemperaturkreislaufs HT mittels der Saugstrahlpumpe 8 gepumpt werden. Dabei wird die von dem Kühlmittel aufgenommene Wärme in den Hochtemperaturkreislauf HT eingebracht. Falls diese Ventilanordnung 6 mittels eines Steuergerätes (in 1 nicht dargestellt) nicht mehr angesteuert und damit nicht mehr bestromt wird, wird dieses Ventil geschlossen, so dass kein Kühlmittel über die Abzweigleitung 7 aus dem Hochtemperaturkreislaufs HT abgezweigt werden kann.The second valve arrangement 6 is also designed as a 2/2-way valve and is, however, a normally closed valve. In the energized state of this valve assembly 6 can therefore that of the high-temperature circuit HT in the branch line 7 diverted coolant through the charge air heat exchanger 4 and then via the drain connection 4.2 back to the high-temperature circuit HT by means of the suction jet pump 8th be pumped. In this case, the heat absorbed by the coolant is introduced into the high-temperature circuit HT. If this valve arrangement 6 by means of a control unit (in 1 not shown) is no longer activated and thus no longer energized, this valve is closed so that no coolant via the branch line 7 can be diverted from the high-temperature circuit HT.

In Abhängigkeit der Ventilstellung der beiden Ventilanordnungen 5 und 6 kann die in dem Ladeluftwärmetauscher 4 von der erhitzten Verbrennungsluft L1 auf das Kühlmittel übertragene Wärme entweder über den Niedertemperaturkühler 13 an die Fahrzeugumgebung abgeführt werden, falls sich die erste Ventilanordnung 5 im offenen Zustand und die zweite Ventilanordnung 6 im geschlossenen Zustand befinden, oder dem Hochtemperaturkreislaufs HT zugeführt werden, falls sich die erste Ventilanordnung 5 im geschlossenen Zustand und die zweite Ventilanordnung 6 im offenen Zustand befinden.Depending on the valve position of the two valve assemblies 5 and 6 can the in the charge air heat exchanger 4 Heat transferred from the heated combustion air L1 to the coolant either through the low temperature radiator 13 be dissipated to the vehicle environment, if the first valve assembly 5 in the open state and the second valve assembly 6 are in the closed state, or the high-temperature circuit HT are supplied, if the first valve assembly 5 in the closed state and the second valve arrangement 6 in open condition.

Die Steuerung der beiden Ventilanordnungenen 5 und 6 erfolgt in Abhängigkeit des Systemzustandes der Kreislaufanordnung 1. Falls das Kühlmittel des Hochtemperaturkreislaufs HT nicht ausreichend Wärme von der Brennkraftmaschine 2 zum Heizwärmetauscher 9 zur Heizung der Fahrzeugkabine transportieren kann, wird die zweite Ventilanordnung 6 in ihren offenen Zustand gesteuert, also bestromt, so dass über die Abzweigleitung 7 Wärme aus dem Ladeluftwärmetauscher 4 in den Hochtemperaturkreislauf HT transportiert wird. Dieser Wärmetransport aus dem Ladeluftwärmetauscher 4 in den Hochtemperaturkreislauf HT erfolgt auch bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine 2, damit diese schnell ihre Betriebstemperatur erreicht. In diesem Zustand ist die erste Ventilanordnung 5 bestromt, also geschlossen.The control of the two valve arrangements 5 and 6 occurs as a function of the system state of the circuit arrangement 1 , If the coolant of the high temperature circuit HT is not enough heat from the engine 2 to the heating heat exchanger 9 to transport the heating of the vehicle cabin, the second valve assembly 6 controlled in its open state, so energized, so that via the branch line 7 Heat from the charge air heat exchanger 4 is transported into the high-temperature circuit HT. This heat transport from the charge air heat exchanger 4 in the high-temperature circuit HT also takes place at a cold start of the engine 2 so that it quickly reaches its operating temperature. In this state, the first valve assembly 5 energized, so closed.

Falls ausreichend Wärme in dem Hochtemperaturkreislauf HT zur Verfügung steht und somit weder ein Wärmebedarf zur Erwärmung der Brennkraftmaschine 2 noch zum Heizen der Fahrgastzelle vorliegt, wird die zweite Ventilanordnung 6 geschlossen, also nicht mehr bestromt und die erste Ventilanordnung 5 geöffnet, also ebenso nicht mehr bestromt, so dass die Kühlung der Verbrennungsluft L1 über den Niedertemperaturkreislauf NT erfolgt.If sufficient heat in the high-temperature circuit HT is available and thus neither a heat requirement for heating the internal combustion engine 2 is still present for heating the passenger compartment, the second valve arrangement 6 closed, so no longer energized and the first valve assembly 5 open, so also no longer energized, so that the cooling of the combustion air L1 via the low-temperature circuit NT occurs.

Natürlich ist es auch möglich, die Ventilanordnungen 5 und 6 in anderer Weise zu realisieren, also bspw. beide Ventile als stromlos offene Ventile auszuführen.Of course it is also possible, the valve assemblies 5 and 6 to realize in other ways, so for example. Run both valves as normally open valves.

Um bei einem Stopp der Brennkraftmaschine 2 die Wärme des in diesem Zeitpunkt in dem Ladeluftwärmetauscher 4 sich befindenden Kühlmittel möglichst lange zu speichern, ist der Ladeluftwärmetauscher 4 als wärmeisolierender Wärmetauscher ausgebildet. Dies kann mit wärmeisolierten Gehäusewänden realisiert werden.To stop the engine 2 the heat of at that time in the charge air heat exchanger 4 Store the coolant as long as possible, is the charge air heat exchanger 4 designed as a heat-insulating heat exchanger. This can be realized with heat-insulated housing walls.

Mit einem solchen wärmeisolierten Ladeluftwärmetauscher 4 kann bei Start der Brennkraftmaschine 2 die zweite Ventilanordnung 6 geöffnet und die erste Ventilanordnung 5 geschlossen werden, so dass über die Abzweigleitung 7 Kühlmittel aus dem Hochtemperaturkreislauf HT über diesen Ladeluftwärmetauscher 4 über die Saugstrahlpumpe 8 in den Hochtemperaturkreislauf HT wieder zurückgepumpt wird und dabei die in dem Ladeluftwärmetauscher 4 gespeicherte Wärme in den Hochtemperaturkreislauf HT übertragen wird. Damit kann eine schnelle Aufheizung der Brennkraftmaschine 2 erreicht und/oder der Fahrzeuginnenraum beheizt werden.With such a heat-insulated charge air heat exchanger 4 can at start of the engine 2 the second valve arrangement 6 opened and the first valve assembly 5 be closed, so that over the branch line 7 Coolant from the high-temperature circuit HT via this charge air heat exchanger 4 via the suction jet pump 8th is pumped back into the high-temperature circuit HT and thereby in the charge air heat exchanger 4 stored heat is transferred to the high-temperature circuit HT. This can be a quick heating of the internal combustion engine 2 achieved and / or the vehicle interior to be heated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
KreislaufanordnungCircuit arrangement
22
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
33
LadeluftverdichterCharge air compressor
44
LadeluftwärmetauscherCharge-air heat exchanger
55
erste Ventilanordnungfirst valve arrangement
66
zweite Ventilanordnungsecond valve arrangement
77
Abzweigleitungbranch line
7.07.0
Abzweigstellebranching point
7.17.1
Rückleitung der Abzweigleitung 7 Return line of the branch line 7
88th
Saugstrahlpumpeeductor
99
Heizwärmetauscherheating heat exchanger
1010
Rückschlagventilcheck valve
1111
KühlmittelpumpeCoolant pump
1212
Klimagerätair conditioning
1313
NiedertemperaturkühlerLow-temperature cooler
1414
KühlmittelpumpeCoolant pump
HTHT
HochtemperaturkreislaufHigh-temperature circuit
NTNT
NiedertemperaturkreislaufLow-temperature circuit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102013211701 A1 [0004, 0004] DE 102013211701 A1 [0004, 0004]

Claims (6)

Kreislaufanordnung (1) zur Kühlung von Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine (2) eines Fahrzeugs mit einem Hochtemperaturkreislauf (HT) und einem Niedertemperaturkreislauf (NT), wobei – der Hochtemperaturkreislauf (HT) mit der Brennkraftmaschine (2) thermisch gekoppelt ist, – die Brennkraftmaschine (2) einen Ladeluftverdichter (3) zur Kompression von Ladeluft (L) und einen Ladeluftwärmetauscher (4) zur Kühlung der Verbrennungsluft (L1) umfasst, – der Ladeluftwärmetauscher (4) in dem Niedertemperaturkreislauf (NT) angeordnet ist, – zur Durchleitung des Kühlmittels des Niedertemperaturkreislaufs (NT) durch den Ladeluftwärmetauscher (4) eine erste Ventilanordnung (5) in dem Niedertemperaturkreislauf (NT) angeordnet ist, und – eine Abzweigleitung (7) des Hochtemperaturkreislaufs (HT) mit einer zweiten Ventilanordnung (6) vorgesehen ist, mit welcher Kühlmittel des Hochtemperaturkreislaufs (HT) nach Durchleitung durch den Ladeluftwärmetauscher (4) in den Hochtemperaturkreislauf (HT) in Abhängigkeit der Ventilstellung der zweiten Ventilanordnung (6) zurückgeführt wird.Circulation arrangement ( 1 ) for cooling combustion air of an internal combustion engine ( 2 ) of a vehicle having a high-temperature circuit (HT) and a low-temperature circuit (NT), wherein - the high-temperature circuit (HT) with the internal combustion engine ( 2 ) is thermally coupled, - the internal combustion engine ( 2 ) a charge air compressor ( 3 ) for the compression of charge air (L) and a charge air heat exchanger ( 4 ) for cooling the combustion air (L1), - the charge air heat exchanger ( 4 ) is arranged in the low temperature circuit (NT), - for the passage of the coolant of the low temperature circuit (NT) through the charge air heat exchanger ( 4 ) a first valve arrangement ( 5 ) is arranged in the low-temperature circuit (NT), and - a branch line ( 7 ) of the high-temperature circuit (HT) with a second valve arrangement ( 6 ) is provided with which coolant of the high-temperature circuit (HT) after passage through the charge air heat exchanger ( 4 ) in the high-temperature circuit (HT) as a function of the valve position of the second valve arrangement ( 6 ) is returned. Kreislaufanordnung (1) nach Anspruch 1, bei welcher eine Saugstrahlpumpe (8) vorgesehen ist, mit welcher das durch den Ladeluftwärmetauscher (4) geführte Kühlmittel in den Hochtemperaturkreislauf (HT) zurückgeführt wird.Circulation arrangement ( 1 ) according to claim 1, in which a suction jet pump ( 8th ) is provided, with which by the charge air heat exchanger ( 4 ) guided coolant in the high-temperature circuit (HT) is returned. Kreislaufanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der Hochtemperaturkreislauf (HT) einen Heizwärmetauscher (9) zur Kühlung des Kühlmittels des Hochtemperaturkreislaufs (HT) aufweist.Circulation arrangement ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein the high-temperature circuit (HT) comprises a heating heat exchanger ( 9 ) for cooling the coolant of the high-temperature circuit (HT). Kreislaufanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher in der Abzweigleitung (7) ein Rückschlagventil (10) angeordnet ist.Circulation arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which in the branch line ( 7 ) a check valve ( 10 ) is arranged. Kreislaufanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Ladeluftwärmetauscher (4) als wärmeisolierender Wärmetauscher aufgebaut ist.Circulation arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which the charge air heat exchanger ( 4 ) is constructed as a heat insulating heat exchanger. Fahrzeug mit einer Kreislaufanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Vehicle with a circuit arrangement ( 1 ) according to any one of the preceding claims.
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