DE19803885A1 - Kühlkreisanordnugn für eine flüssigkeitsgekühle Brennkraftmaschine - Google Patents
Kühlkreisanordnugn für eine flüssigkeitsgekühle BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 auf eine
Kühlkreisanordnung für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine, wobei die
Brennkraftmaschine im Zylinderkopf und im Kurbelgehäuse jeweils gesteuert mit
von einer einzigen Pumpe gefördertem Kühlmittel gesondert durchströmte Kühl
mäntel umfaßt, und die bedarfsweise in den Zylinderkopf-Kühlmantel fördernde
Pumpe ansaugseitig mit einer über ein Drei-Wege-Ventil gesteuerten/geregelten
Bypassleitung zu einem mit dieser über eine Vorlaufleitung und eine Rücklaufleitung
verbundenen Wärmetauscher in einem äußeren Kühlkreis in Verbindung steht, wo
bei der Kurbelgehäuse-Kühlmantel über ein steuerbares Ventil mit dem äußeren
Kühlkreis gesondert verbindbar ist bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur
im/am Kurbelgehäuse.
Eine derartige Kühlkreisanordnung ist beispielsweise aus der DE-A 28 41 555 be
kannt. Hierbei ist stromauf der einzigen Pumpe ein Drei-Wege-Ventil mit einem An
schluß zum Kühlmantel des Kurbelgehäuses und mit einem davon gesonderten An
schluß zum Kühlmantel des Zylinderkopfes vorgesehen. Dieses über eine Bauteil
temperatur im Bereich des Kurbelgehäuses ansteuerbare Drei-Wege-Ventil steuert
den Kühlmittelzufluß derart, daß gemäß einem Ausführungsbeispiel zunächst nur
der Kühlmantel im Zylinderkopf gespült ist und erst bei Erreichen einer vorbestimm
ten Bauteiltemperatur im Bereich des Kurbelgehäuses der Zustrom zum Kurbel
gehäuse-Kühlmantel offen gesteuert wird. Bei dieser Ausgestaltung der Kühl
kreisanordnung sind die Kühlmäntel von Zylinderkopf und Kurbelgehäuse parallel
durchströmt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel dieser bekannten Kühlkreisanordnung
ist das Drei-Wege-Ventil über die Bauteil-Temperatur derart angesteuert, daß mit
Erreichen dieser vorbestimmten Bauteil-Temperatur im Kurbelgehäuse der gesamte
von der Pumpe geförderte Kühlmittelstrom in den Kühlmantel des Kurbelgehäuses
eingeleitet wird und von diesem über Öffnungen in den Kühlmantel des Zylinder
kopfes übertritt und von diesem einer Wärmetauscher-Vorlaufleitung sowie der
Wärmetauscher-Bypassleitung zugeführt ist. Die beiden Kühlmäntel in Kurbel
gehäuse und Zylinderkopf der Brennkraftmaschine sind hierbei in Reihe geschaltet.
Nachteilig bei dieser bekannten Kühlkreisanordnung ist für beide Ausführungen die
Kühlmittelsteuerung zum Kurbelgehäuse-Kühlmantel über eine einzige, vorbe
stimmte Bauteil-Grenztemperatur, die zur Erzielung einer ausreichenden Kühl
sicherheit bei hoher Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine, insbesondere im
sogenannten Kühlleistungsfall, demgegenüber relativ gering gewählt werden muß.
Eine hinsichtlich optimal verringerter Reibleistung günstige Kühlmitteltemperatur ist
bei dieser Kühlkreisanordnung nicht zu erzielen. Die Wahl eines ohne zusätzliche
Heizung regelnden Thermostaten zur Steuerung von Wärmetauscher-Vorlaufleitung
und Wärmetauscher-Bypassleitung mit einem Regelbereich von z. B. 100°C bis
110°C verbietet sich hierbei mangels ausreichender Kühlsicherheit.
Weiter ermangelt es dieser bekannten Kühlkreisanordnung auch der Möglichkeit
einer gezielten Kühlmittelführung zu insbesondere hochtemperierten Bauteil
abschnitten im Zylinderkopf und gegebenenfalls auch im Kurbelgehäuse. Ferner ist
es mit dieser bekannten Kühlkreisanordnung nicht möglich, die Brennkraftmaschine
in ihren jeweiligen Kühlmänteln entsprechend dem jeweiligen Betriebs- bzw.
Lastpunkt im Hinblick auf geringe Reibleistung, verbesserte Abgasqualität und ver
ringerte Ladungsverluste optimal zu kühlen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Kühlkreisanordnung
für eine Brennkraftmaschine mit relativ geringem Aufwand derart zu verbessern, daß
bei ausreichender Kühlsicherheit eine dem jeweiligen Lastbereich der Brennkraft
maschine vorteilhafte Kühlmitteltemperatur im jeweiligen Kühlmantel von Zylinder
kopf und Kurbelgehäuse einstellbar ist.
Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 gelöst und zwar dadurch, daß die an
saugseitig mit einem Ablauf eines in der Bypassleitung angeordneten Drei-Wege-
Thermostaten verbundene Pumpe förderseitig mit einem auslaßseitigen Längskanal
des Kühlmantels im zu einem einlaßseitigen Längskanal quer durchströmten Zylin
derkopf in Verbindung steht und der einlaßseitige Längskanal über eine Verbin
dungsleitung mit der Bypassleitung und der Wärmetauscher-Vorlaufleitung verbun
den ist, wobei zumindest der Kurbelgehäuse-Kühlmantel über ein mittels einer elek
tronischen Steuereinheit kennfeldgesteuertes Ein- oder Mehr-Wege-Ventil mit dem
äußeren Kühlkreis mittel- oder unmittelbar verbindbar ist.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Merkmalskombination ist, daß zum einen mit der
per se bekannten Zylinderkopfgestaltung und einem üblichen, nicht zusätzlich ge
heizten Drei-Wege-Thermostaten mit einer relativ niedrigen Regeltemperatur um ca.
80°C besonders temperaturgefährdete Bauteilabschnitte im Zylinderkopf gezielt ge
kühlt werden bei unwesentlich über die Ansaugkanäle erwärmter zugeführter La
dung. Zugleich kann im Kurbelgehäuse-Kühlmantel das Kühlmittel über ein kenn
feldgesteuertes Zu- oder Abfluß-Ventil auf eine lastpunktabhängig günstige Tempe
ratur hinsichtlich Reibleistung und Schmieröltemperatur eingestellt werden.
In einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kühlkreisanordnung ist der
Kühlmantel des Kurbelgehäuses in getrennte, einlaßseitig und auslaßseitig ausge
bildete Kammern unterteilt und jede Kammer mit dem zugeordneten Längskanal des
Kühlmantels im Zylinderkopf über Drosselverbindungen verbunden, wie dies per se
aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 5-33 646 bekannt ist. Weiter steht in
Kombination mit den vorgenannten Merkmalen jede Kammer des Kurbelgehäuse-
Kühlmantels mit der Förderleitung zwischen Pumpe und Zylinderkopf über eine ven
tilgesteuerte Zulaufleitung in Verbindung und wobei im Kühlleistungsfall das die
Brennkraftmaschine durchströmende Kühlmittel über den einlaßseitigen Längskanal
in deren Verbindungsleitung zum Wärmetauscher-Vorlauf geführt ist.
Der Vorteil dieser Weiterbildung ist gegenüber dem zusätzlich genannten Stand der
Technik in der Kombination von kennfeldgesteuerten Zulaufleitungen zu den Kam
mern einerseits in Verbindung mit einem nicht zusätzlich geregelten Drei-Wege-
Thermostaten in der Wärmetauscher-Bypassleitung andererseits zu sehen. Ein über
diesen Drei-Wege-Thermostaten temperaturgeregeltes Kühlmittel ist vorteilhafter
weise einem ausschließlich im Zylinderkopf ausgebildeten Kühlmantel über den
auslaßseitigen Längskanal zugeführt und den im Kurbelgehäuse gesondert ausge
bildeten Kühlmantel-Kammern über die kennfeldgesteuerten Ventile in den Zulauf
leitungen. Dies ermöglicht im Kühlungs-Normalbetrieb der Brennkraftmaschine mit
tels des über den Wärmetauscher rückgekühlten und über den Drei-Wege-Ther
mostaten temperaturgeregelten Kühlmittels beispielsweise bei zu stark erhöhter
Kühlmitteltemperatur im einlaßseitigen Längskanal des Zylinderkopfes die einlaß
seitige Kammer des Kurbelgehäuse-Kühlmantel gezielt bzw. bedarfsweise zeitlich
begrenzt zu beaufschlagen für eine Spülung über die Drosselverbindungen in den
einlaßseitigen Längskanal, dessen Ablauf zum Wärmetauscher gerichtet ist. Bei
hohem auslaßseitigem Wärmeanfall der Brennkraftmaschine kann anstelle der ein
laßseitigen Kammer des Kurbelgehäuse-Kühlmantels auch die auslaßseitige Kam
mer des Kurbelgehäuse-Kühlmantels beaufschlagt werden und gegebenenfalls bei
stark erhöhtem Wärmeanfall sind beide Kammern des Kurbelgehäuse-Kühlmantels
beaufschlagt. Damit ist auch eine verbesserte Vergleichmäßigung der Bauteiltempe
raturen erzielt.
Zur vorteilhaften Umsetzung der vorbeschriebenen Regelung in der erfindungs
gemäßen Kühlkreisanordnung wird weiter vorgeschlagen, daß die kurbelgehäuse
seitigen Zulaufleitungen über ein Mehr-Wege-Ventil mit der Pumpen-Förderleitung in
Verbindung stehen.
Eine die Möglichkeit einer zusätzlichen Regelung des Kühlmantels im Zylinderkopf
eröffnende Weiterbildung ist dadurch erreicht, daß die kurbelgehäuseseitigen Zu
laufleitungen und ein zylinderkopfseitiger Abschnitt der Pumpen-Förderleitung über
ein Vier-Wege-Ventil mit dem pumpenseitigen Abschnitt der Pumpen-Förderleitung
in Verbindung stehen. Mit dieser Weiterbildung kann die Kühlkreisanordnung einer
Brennkraftmaschine ohne großen Steuerungs-/Regelungsaufwand bei geringer
Sensor-Anzahl lastpunktabhängig angepaßt kennfeldgeregelt werden.
Eine sowohl brennkraftmaschinenseitig als auch ventilseitig im Aufwand verringerte
weitere Ausgestaltung der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß ein ungeteilt
ausgebildeter oder durch einlaßseitig und auslaßseitig angeordnete, über einen
Drosselkanal kühlmittelverbundene Kammern gestalteter Kühlmantel des Kurbel
gehäuses vom Kühlmantel des Zylinderkopfes getrennt ausgebildet ist, und daß
eine stromab der Pumpe von der Förderleitung abzweigende kurbelgehäuseseitige
Zulaufleitung mit dem Kurbelgehäuse-Kühlmantel auslaßseitig verbunden ist, wobei
eine vom Kurbelgehäuse-Kühlmantel einlaßseitig abgehende Ablaufleitung über das
kennfeldgesteuerte Ein-Weg-Ventil, z. B. Drosselthermostat, mit der zylinderkopf
seitigen Verbindungsleitung zum Wärmetauscher-Vorlauf verbindbar ist.
Diese auch im Hinblick auf den Aufwand an Kühlmittelleitungen vorteilhafte Weiter
bildung ermöglicht ebenfalls eine voll kennfeldgesteuerte Kühlkreisanordnung da
durch, daß der in der Wärmetauscher-Bypassleitung angeordnete Drei-Wege-Ther
mostat mit einem über die Steuereinheit angesteuert elektrisch beheizbaren Dehn
stoffelement ausgerüstet ist.
Schließlich ist für einen Fahrzeug-Heizungswärmetauscher ein vorteilhafter An
schluß und Rücklauf dadurch erreicht, daß der Heizungs-Vorlauf von der vom Zylin
derkopf abgehenden Verbindungsleitung abzweigt und der Heizungs-Rücklauf
stromauf der Pumpe in deren Ansaugleitung zum Drei-Wege-Thermostaten mündet.
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kühlkreisanordnung für eine Brennkraft
maschine, deren Warmlauf-Phase durch Pfeile symbolisiert ist,
Fig. 2 die o.g. Brennkraftmaschine im Normalbetrieb mit entsprechender
Kühlmittelförderung gemäß weiterer Strömungspfeile,
Fig. 3 die o.g. Brennkraftmaschine im Kühlleistungsfall mit veränderter
Kühlmittelführung gemäß zusätzlicher Strömungspfeile, und
Fig. 4 mit 6 eine abgewandelte erfindungsgemäße Kühlkreisanordnung für eine
weitere Brennkraftmaschine, deren Phasen für Warmlauf, Normal
betrieb und Kühlleistungsfall wiederum durch Strömungspfeile ent
sprechend symbolisiert sind.
In einer Kühlkreisanordnung 1 für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine 2
umfaßt diese im Zylinderkopf 3 und im Kurbelgehäuse 4 jeweils gesondert mit von
einer einzigen Pumpe 5 gefördertem Kühlmittel gesteuert durchströmte Kühlmäntel
6 und 7. Die bedarfsweise in den Zylinderkopf-Kühlmantel 6 fördernde Pumpe 5
steht ansaugseitig mit einer über ein Drei-Wege-Ventil 8 gesteuerten/geregelten
Bypassleitung 9 zu einem mit dieser über eine Vorlaufleitung 10 und eine Rück
laufleitung 11 verbundenen Wärmetauscher 12 in einem äußeren Kühlkreis 13 in
Verbindung. Weiter ist der Kurbelgehäuse-Kühlmantel 7 über ein steuerbares Ventil
14 mit dem äußeren Kühlkreis 13 gesondert verbindbar bei Erreichen einer vorbe
stimmten Temperatur im/am Kurbelgehäuse 4, z. B. gemessen mittels eines Sensors
32.
Um aufgabengemäß bei ausreichender Kühlsicherheit eine dem jeweiligen Last
bereich oder dem Lastpunkt der Brennkraftmaschine vorteilhafte Kühlmitteltempe
ratur im jeweiligen Kühlmantel 6, 7 von Zylinderkopf 3 und Kurbelgehäuse 4 zu er
zielen, steht erfindungsgemäß die ansaugseitig mit einem Ablauf 15 eines in der
Bypassleitung 9 angeordneten Drei-Wege-Thermostaten 16 verbundene Pumpe 5
förderseitig mit einem auslaßseitigen Längskanal 17 des Kühlmantels 6 im zu einem
einlaßseitigen Längskanal 18 quer durchströmten Zylinderkopf 3 in Verbindung, wo
bei der einlaßseitige Längskanal 18 über eine Verbindungsleitung 19 mit der Wär
metauscher-Bypassleitung 9 und der Wärmetauscher-Vorlaufleitung 10 verbunden
ist, und ferner zumindest der Kurbelgehäuse-Kühlmantel 7 über ein mittels einer
elektronischen Steuereinheit 20 kennfeldgesteuertes Ein- oder Mehr-Wege-Ventil 14
mit dem äußeren Kühlkreis 13 mittel- oder unmittelbar verbindbar ist.
In einer ersten Ausgestaltung der Kühlkreisanordnung 1 ist der Kühlmantel 7 des
Kurbelgehäuses 4 in getrennte, einlaßseitig und auslaßseitig ausgebildete Kammern
7' und 7'' unterteilt, wobei jede Kammer 7', 7'' mit dem zugeordneten Längskanal 17,
18 des Kühlmantels 6 im Zylinderkopf 3 über Drosselverbindungen 21 verbunden
ist. Zur Erzielung einer optimalen Regelung des Kühlmittels ist ferner jede Kammer
7', 7'' des Kurbelgehäuse-Kühlmantels 7 mit der Förderleitung 22 zwischen Pumpe 5
und Zylinderkopf 3 über jeweils eine ventilgesteuerte Zulaufleitung 23 und 24 ver
bunden, und wobei im Kühlleistungsfall bei hoher Leistungsabgabe der Brennkraft
maschine das diese durchströmende Kühlmittel über den einlaßseitigen Längskanal
18 in deren Verbindungsleitung 19 zur Wärmetauscher-Vorlaufleitung 10 geführt ist.
Um die Kammern 7' und 7'' voneinander unabhängig oder gemeinsam mit Kühlmittel
aus der Förderleitung 22 beaufschlagen zu können, sind die kurbelgehäuseseitigen
Zulaufleitungen 23 und 24 mit der Förderleitung 22 über ein mehrere Durchgänge
aufweisendes Ventil 14 bzw. ein Mehr-Weg-Ventil 14 verbunden.
Eine vorteilhafte Möglichkeit voneinander unabhängiger Temperatur-Regelungen in
den Kühlmänteln 6 und 7 bzw. in deren Unterteilungen gemäß den Längskanälen 17
und 18 zylinderkopfseitig und den Kammern 7' und 7'' kurbelgehäuseseitig eröffnet
sich dadurch, daß die kurbelgehäuseseitigen Zulaufleitungen 23 und 24 und ein
zylinderkopfseitiger Abschnitt 22' der Pumpen-Förderleitung 22 über ein durch die
Steuereinheit 20 kennfeldgesteuertes Vier-Wege-Ventil 25 mit dem pumpenseitigen
Abschnitt 22'' der Pumpen-Förderleitung 22 in Verbindung stehen. Damit kann
kennfeldabhängig für jeden Lastpunkt der Brennkraftmaschine in jedem der vorge
nannten Kühlmäntel 6 und 7 bzw. deren Unterteilungen die optimale Kühlmittel
temperatur eingeregelt werden.
Die Funktion der Kühlkreisanordnung 1 ist folgende:
Nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine 2 läuft das Kühlmittel im sogenannten Kurzschluß gemäß den mit "W" bezeichneten Pfeilen über den Zylinderkopf 3 der Brennkraftmaschine 2 um. Hierbei fördert die Pumpe 5 aus der Wärmetauscher- Bypassleitung 9 über den kurzschlußseitig offen gesteuerten Drei-Wege-Ther mostaten 16 und die Ansaugleitung 31 das Kühlmittel über die Förderleitung 22 in den auslaßseitigen Längskanal 17 des Kühlmantels 6 im Zylinderkopf 3, wobei das Kühlmittel im weiteren über Querströmungen im Zylinderkopf 3 in den einlaßseitigen Längskanal 18 eintritt und von diesem über die Verbindungsleitung 19 zur Bypass leitung 9 zurückgeführt ist.
Nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine 2 läuft das Kühlmittel im sogenannten Kurzschluß gemäß den mit "W" bezeichneten Pfeilen über den Zylinderkopf 3 der Brennkraftmaschine 2 um. Hierbei fördert die Pumpe 5 aus der Wärmetauscher- Bypassleitung 9 über den kurzschlußseitig offen gesteuerten Drei-Wege-Ther mostaten 16 und die Ansaugleitung 31 das Kühlmittel über die Förderleitung 22 in den auslaßseitigen Längskanal 17 des Kühlmantels 6 im Zylinderkopf 3, wobei das Kühlmittel im weiteren über Querströmungen im Zylinderkopf 3 in den einlaßseitigen Längskanal 18 eintritt und von diesem über die Verbindungsleitung 19 zur Bypass leitung 9 zurückgeführt ist.
Bei Kühlung der Brennkraftmaschine 2 im Normalbetrieb läuft das Kühlmittel in der
Kühlkreisanordnung 1 gemäß den mit "N" bezeichneten Pfeilen um. Bei dem an den
Warmlauf sich anschließenden Normalbetrieb beginnt der mit einem üblichen Dehn
stoffelement ausgerüstete Drei-Wege-Thermostat 16 zu regeln, wobei anteiliges
heißes Kühlmittel aus der Verbindungsleitung 19 und über die Wärmetauscher-
Rücklaufleitung 11 zugeführtes, abgekühltes Kühlmittel gemischt in die Ansaug
leitung 31 der Pumpe 5 eintreten zur Weiterförderung des Kühlmittels über die För
derleitung 22 in den auslaßseitigen Längskanal 17 und über Querströmungen des
Zylinderkopfes 3 in dessen einlaßseitigen Längskanal 18 zum Austritt in die Verbin
dungsleitung 19.
Sollte im Zylinderkopf 3 das Kühlmittel auslaßseitig oder einlaßseitig eine vorbe
stimmte Temperatur überschreiten, kann mittels des Vier-Wege-Ventils 25 über die
Steuereinheit 20 angesteuert die eine oder andere Kammer 7' bzw. 7'' durchströmt
werden, wobei ein jeweiliges Kammer-Kühlmittel anteilig über die Drosselverbin
dungen 21 in einen oder in beide der Längskanäle 17 und 18 übertritt zur Reduzie
rung der Kühlmittel-Temperatur im Zylinderkopf 3.
Es ist weiter möglich, einerseits für den Warmlauf und andererseits bei Bedarf im
Normal betrieb die Förderleitung 22 von der Pumpe 5 zum Kühlmantel 6 des Zylin
derkopfes 3 über das Vier-Weg-Ventil 25 kennfeldgesteuert zu sperren, wobei im
Warmlauf mit den übrigen gesperrten Zulaufleitungen 23 und 24 zum Kurbel
gehäuse 4 eine rasche Erwärmung der Brennkraftmaschine 2 erzielt ist und ferner
bei Normalbetrieb der Brennkraftmaschine 2, z. B. bei niedrigen Außentemperaturen
der Durchfluß des Kühlmittels durch die gesamte Brennkraftmaschine über das ge
drosselt gesteuerte Vier-Wege-Ventil 25 vorzugsweise über die auslaßseitige Kam
mer 7'' des Kurbelgehäuse-Kühlmantels 7 und die Drosselverbindungen 21 in den
Kühlmantel 6 des Zylinderkopfes 3 bewirkt ist.
Für den Kühlleistungsfall bei hoher Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine 2 ist
der Umlauf des Kühlmittels in der Kühlkreisanordnung 1 gemäß Fig. 3 durch die
mit "K" bezeichneten Strömungspfeile angedeutet. In diesem Fall ist der im Bypass
9 angeordnete Drei-Wege-Thermostat 16 zur Wärmetauscher-Rücklaufleitung 11
voll geöffnet bei vollem Verschluß zur Wärmetauscher-Vorlaufleitung 10, so daß das
im Wärmetauscher 12 entsprechend der Kühlerkonstante rückgekühlte Kühlmittel
ungeregelt über den Drei-Wege-Thermostaten 16 und die Ansaugleitung 31 von der
Pumpe 5 angesaugt ist und über den Abschnitt 22'' der Förderleitung 22 sämtlichen
geöffneten Ventilen des Vier-Wege-Ventils 25 zugeführt ist zur Verteilung auf die
Kühlmäntel 6 und 7 bzw. auf den auslaßseitigen Längskanal 17 des Zylinderkopfes
3 und die beiden Kammern 7' und 7'' des Kühlmantels 7.
Für eine erfindungsgemäß abgewandelte Kühlkreisanordnung 1' gemäß Fig. 4 für
eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine 2' ist vorgesehen, daß ein ungeteilt
ausgebildeter oder durch einlaßseitig und auslaßseitig angeordnete, über einen
Drosselkanal 26 kühlmittelverbundene Kammern 7' und 7'' gestalteter Kühlmantel 7
des Kurbelgehäuses 4 vom Kühlmantel 6 des Zylinderkopfes 3 getrennt ausgebildet
ist und eine stromab der Pumpe 5 von der Förderleitung 22 abzweigende kurbel
gehäuseseitige Zulaufleitung 23 mit dem Kurbelgehäuse-Kühlmantel 7 vorzugs
weise mit dessen auslaßseitiger Kammer 7'' verbunden ist, wobei eine vom Kurbel
gehäuse-Kühlmantel 7 von der einlaßseitigen Kammer 7' abgehende Ablaufleitung
27 über das kennfeldgesteuerte Ein-Weg-Ventil in der bevorzugten Ausführung als
steuerbarer Drosselthermostat 14' mit der zylinderkopfseitigen Verbindungsleitung
19 zur Wärmetauscher-Vorlaufleitung 10 verbindbar ist.
Im Unterschied zur ersten Kühlkreisanordnung 1 ist bei der angewandelten Kühl
kreisanordnung 1' der in der Wärmetauscher-Bypassleitung 9 angeordnete Drei-
Wege-Thermostat 16 mit einem über die Steuereinheit 20 angesteuert elektrisch
beheizbaren Dehnstoffelement ausgerüstet.
Damit kann die Brennkraftmaschine 2' mit getrennten Kühlmänteln 6 und 7 in Zylin
derkopf 3 und Kurbelgehäuse 4 mit gesteuert paralleler Durchströmung des Kühl
mittels dessen Temperatur in jedem der Kühlmäntel 6 und 7 für jeden Lastpunkt der
Brennkraftmaschine 2' kennfeldgesteuert eingeregelt werden.
Bezüglich der unterschiedlichen Kühlphasen ist die Brennkraftmaschine 2' in Fig. 4
im Warmlauf gezeigt mit einem Kühlmittelumlauf gemäß den mit "W" gekennzeich
neten Strömungspfeilen. Fig. 5 zeigt die Brennkraftmaschine 2' im Normalbetrieb
mit einem Kühlmittelumlauf gemäß den mit "N" gekennzeichneten Strömungspfeilen
und schließlich in Fig. 6 den Kühlleistungsfall mit einem Kühlmittelumlauf mit "K"
belegten Strömungspfeilen.
Im übrigen ist für beide Kühlkreisanordnungen 1 und 1' vorgesehen, daß von der
jeweiligen Verbindungsleitung 19 ein Vorlauf 28 für einen Fahrzeug-Heizungs
wärmetauscher 29 abzweigt und ein Rücklauf 30 in die Ansaugleitung 31 der Pumpe
5 mündet.
In der Kühlkreisanordnung 1' ist der kurbelgehäuseseitige Temperatur-Sensor 32 für
die Steuereinheit 20 vorzugsweise in/an der einlaßseitigen Kammer 7' angeordnet.
Weiter kann in jeder Kühlkreisanordnung 1 und 1' der Fahrzeug-Heizungswärme
tauscher 29 auch aus dem jeweiligen Kurbelgehäuse-Kühlmantel 7 gespeist sein.
Schließlich kann jede Kühlkreisanordnung 1 und 1' zur Steigerung der Kühlsicher
heit mit einer die Siedetemperatur des Kühlmittels beeinflussender Drucksteuer
einrichtung versehen sein (nicht gezeigt).
Claims (7)
1. Kühlkreisanordnung für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine,
- - wobei die Brennkraftmaschine (2, 2') im Zylinderkopf (3) und im Kur belgehäuse (4) jeweils gesteuert gesondert mit von einer einzigen Pumpe (5) gefördertem Kühlmittel gesondert durchströmte Kühlmäntel (6, 7) umfaßt, und
- - die bedarfsweise in den Zylinderkopf-Kühlmantel (6) fördernde Pumpe (5) ansaugseitig mit einer über ein Drei-Wege-Ventil (8) ge steuerten/geregelten Bypassleitung (9) zu einem mit dieser über eine Vorlaufleitung (10) und eine Rücklaufleitung (11) verbundenen Wär metauscher (12) in einem äußeren Kühlkreis (13) in Verbindung steht, wobei
- - der Kurbelgehäuse-Kühlmantel (7) über ein steuerbares Ventil (14, 14') mit dem äußeren Kühlkreis (13) gesondert verbindbar ist bei Er reichen einer vorbestimmten Temperatur im/am Kurbelgehäuse (4), dadurch gekennzeichnet,
- - daß die ansaugseitig mit einem Ablauf (15) eines in der Bypassleitung (9) angeordneten Drei-Wege-Thermostaten (16) verbundene Pumpe (5) förderseitig mit einem auslaßseitigen Längskanal (17) des Kühl mantels (6) im zu einem einlaßseitigen Längskanal (18) quer durch strömten Zylinderkopf (3) in Verbindung steht, und
- - der einlaßseitige Längskanal (18) über eine Verbindungsleitung (19) mit der Bypassleitung (9) und der Wärmetauscher-Vorlaufleitung (10) verbunden ist, wobei
- - zumindest der Kurbelgehäuse-Kühlmantel (7) über ein mittels einer elektronischen Steuereinheit (20) kennfeldgesteuertes Ein- oder Mehr-Wege-Ventil (14, 14') mit dem äußeren Kühlkreis (13) mittel- oder unmittelbar verbindbar ist.
2. Kühlkreisanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- - daß der Kühlmantel (7) des Kurbelgehäuses (4) in getrennte, einlaß seitig und auslaßseitig ausgebildete Kammern (7', 7'') unterteilt ist, und
- - jede Kammer (7', 7'') mit dem zugeordneten Längskanal (17, 18) des Kühlmantels (6) im Zylinderkopf (3) über Drosselverbindungen (21) verbunden ist, wobei
- - jede Kammer (7', 7'') des Kurbelgehäuse-Kühlmantels (7) mit der Förderleitung (22) zwischen Pumpe (5) und Zylinderkopf (3) über eine ventilgesteuerte Zulaufleitung (23, 24) in Verbindung steht, und wobei
- - im Kühlleistungsfall das die Brennkraftmaschine (2) durchströmende Kühlmittel über den einlaßseitigen Längskanal (18) in deren Verbin dungsleitung (19) zur Wärmetauscher-Vorlaufleitung (10) geführt ist.
3. Kühlkreisanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die kurbelgehäuseseitigen Zulaufleitungen (23, 24) über ein Mehr-Wege-
Ventil (14) mit der Förderleitung (22) in Verbindung stehen.
4. Kühlkreisanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die kurbelgehäuseseitigen Zulaufleitungen (23, 24) und ein zylinderkopfseiti
ger Abschnitt (22') der Pumpen-Förderleitung (22) über ein Vier-Wege-Ventil (25)
mit dem pumpenseitigen Abschnitt (22'') der Pumpen-Förderleitung (22)
in Verbindung stehen.
5. Kühlkreisanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- - daß ein ungeteilt ausgebildeter oder durch einlaßseitig und auslaß seitig angeordnete, über einen Drosselkanal (26) kühlmittelverbun dene Kammern (7', 7'') gestalteter Kühlmantel (7) des Kurbelgehäu ses (4) vom Kühlmantel (6) des Zylinderkopfes (3) der Brennkraft maschine (2') getrennt ausgebildet ist, und
- - eine stromab der Pumpe (5) von der Förderleitung (22) abzweigende kurbelgehäuseseitige Zulaufleitung (23) mit dem Kurbelgehäuse- Kühlmantel (7) auslaßseitig verbunden ist, wobei
- - eine vom Kurbelgehäuse-Kühlmantel (7) einlaßseitig abgehende Ab laufleitung (27) über das kennfeldgesteuerte Ein-Weg-Ventil (Drosselthermostat 14') mit der zylinderkopfseitigen Verbindungs leitung (19) zur Wärmetauscher-Vorlaufleitung (10) verbindbar ist.
6. Kühlkreisanordnung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der in der Wärmetauscher-Bypassleitung (9) angeordnete Drei-Wege-Ther
mostat (16) mit einem über die Steuereinheit (20) angesteuert elektrisch be
heizbaren Dehnstoffelement ausgerüstet ist.
7. Kühlkreisanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet,
- - daß von der jeweiligen Verbindungsleitung (19) ein Vorlauf (28) für einen Fahrzeug-Heizungswärmetauscher (29) abzweigt und
- - ein Rücklauf (30) ansaugseitig mit der Pumpe (5) in Verbindung steht.
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