EP2587017A1 - Coolant circuit for a liquid-cooled combustion engine - Google Patents

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EP2587017A1
EP2587017A1 EP20120005202 EP12005202A EP2587017A1 EP 2587017 A1 EP2587017 A1 EP 2587017A1 EP 20120005202 EP20120005202 EP 20120005202 EP 12005202 A EP12005202 A EP 12005202A EP 2587017 A1 EP2587017 A1 EP 2587017A1
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EP
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cooling circuit
rotary valve
flow
retarder
line
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Martin Böhm
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MAN Truck and Bus SE
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
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    • Y10T137/86509—Sequentially progressive opening or closing of plural ports
    • Y10T137/86517—With subsequent closing of first port
    • Y10T137/86533—Rotary

Definitions

  • the present invention relates to a cooling circuit for a liquid-cooled internal combustion engine for motor vehicles according to the preamble of patent claim 1.
  • a generic cooling circuit describes the DE 103 32 907 A1 with a main cooling circuit for the internal combustion engine and a secondary cooling circuit for a retarder as a braking device of the motor vehicle.
  • the main cooling circuit with an integrated short-circuit line for decoupling the radiator when the internal combustion engine is still cold is controlled by means of a thermostatic valve.
  • the heat generated in the retarder in the activated state or braking mode is dissipated via the main cooling circuit.
  • a changeover valve is integrated in the secondary cooling circuit, by means of which, when the retarder is not activated, the secondary cooling circuit can be decoupled to relieve the supply of the two cooling circuits.
  • the object of the invention is to propose a cooling circuit of the generic type, which allows for structurally little effort an improved thermal design and control of the liquid flows of both circuits.
  • the two cooling circuits are controlled by a single rotary slide valve, at whose openings having housing both cooling circuits are interconnected such that their flow rates to the radiator and / or the retarder in a predetermined or defined manner, preferably between 0% and 100% , are changeable.
  • the rotary valve valve allows structurally and control technology simple manner not only the optionally decoupling of the radiator and / or the secondary circuit of the retarder, but also any intermediate positions for improved thermal control and adaptation to different operating conditions of the internal combustion engine and the retarder.
  • the housing of the rotary valve may have four flow openings and be turned on in the flow line from the engine to the radiator, via a third flow opening the short-circuit line between the flow line and the return line of the main cooling circuit and finally the return line of the retarder to the fourth Flow opening is connected and further wherein the flow line of the retarder is connected upstream of the rotary valve with the flow line of the main cooling circuit.
  • the fourth flow opening for the return line of the retarder opens axially to the rotary valve and constantly open is.
  • a throttle element is provided which ensures a minimum flow rate of cooling fluid through the retarder.
  • the throttle element may be formed in the region of the rotary valve inlet by a diaphragm or a cross-sectional taper.
  • a conveying device in particular a feed pump, is switched on in the main cooling circuit, wherein it is preferably provided that the conveying device is in the main cooling circuit is designed power-controlled and / or temporarily depending on the switching position of the rotary valve with more or less capacity is operable.
  • the conveyor may be formed for example by an electrically controllable feed pump or else alternatively be formed by means of a coupling device, such as a belt drive, to the internal combustion engine and thus their "speed" coupled mechanical feed pump.
  • the delivery rate can in turn be regulated by means of an adjustment device, wherein the adjustment device can be, for example, a coupling device, such as a magnetic coupling or a viscous coupling, to name just a few examples.
  • the adjustment device can also be formed by an adjustable guide vane arrangement. In such a structure, the drive power of the feed pump (with constant flow rate) at decoupled via the rotary valve retarder and / or operated in short circuit main cooling circuit (without flow through the radiator) can be significantly reduced and thus drive energy of the internal combustion engine can be saved.
  • the rotary valve or the rotary valve can preferably be adjusted electrically via a stepping motor, wherein the operating temperatures of the cooling circuits, load conditions of the internal combustion engine and operating conditions of the service brake of the motor vehicle detected and adjusted in accordance with these data, the rotary valve and optionally the delivery rate of the pump.
  • the stepper motor can preferably adjust the rotary slide valve in both directions of rotation and thus control different circuit sequences.
  • the rotary valve may be provided with at least one position sensor, for example a rotation angle sensor, and its function may be electronically monitored in a feed back controller. In the case of a detected malfunction, a warning signal can then be generated and / or a safety position of the rotary valve can be approached (for example, both cooling circuits opened, increased output of the delivery pump, etc.).
  • a heating function for the internal combustion engine for example at extremely low outside temperatures and / or for a comfortable cold running behavior and / or for a quick response of a to the main cooling circuit connected interior heating
  • the retarder activated and its auxiliary cooling circuit be temporarily connected via the rotary valve to the short-circuited main cooling circuit. This results in a double effect by the heating of the retarder on the one hand, but its braking operation on the other hand causes a higher drive power of the internal combustion engine connected to a higher, temporary fuel flow rate and a faster heating of the internal combustion engine.
  • the rotary valve of the rotary valve can be resiliently biased in a predetermined position, in which both the main cooling circuit and the secondary cooling circuit are fluidically connected to the radiator of the main cooling circuit. This ensures in an advantageous manner that in case of failure of the electrical operation of the rotary valve, the cooling of the engine and the retarder is secured.
  • the bias voltage can be produced, for example, by acting in the circumferential direction, acting on the rotary valve and the housing torsion springs.
  • the rotary valve and the feed pump of the main cooling circuit can be arranged in a common housing.
  • Fig. 1 is roughly schematically illustrated the cooling circuit of a liquid-cooled internal combustion engine 1 for motor vehicles, with a main cooling circuit 2 and a secondary cooling circuit 3 for only indicated retarder 4 of a brake device (retarding brake) of the motor vehicle,
  • the main cooling circuit 2 is composed essentially of a flow line 5 from the internal combustion engine 1 to an air-water heat exchanger or a cooler 6 and a return line 7 from the radiator 6 to the engine 1.
  • a feed pump 8 with variable controllable Delivery arranged in the return line 7 .
  • a short-circuit line 9 is turned on, which is (not shown) by means of an electric stepping motor actuated rotary valve 10 is controllable.
  • the main cooling circuit 2 is shown only insofar as is necessary for the understanding of the present invention. Other cooling circuit connections such as an interior heating of the motor vehicle, etc. are not shown.
  • the auxiliary cooling circuit 3 for cooling the retarder 4 also has a flow line 11 and a return line 12.
  • the flow line 11 is connected upstream of the rotary valve 10 to a portion 5a of the flow line 5 of the main cooling circuit 2, wherein between the junction of the two flow lines 5a, 11 and the rotary valve 10, a throttle device 13 (for example, a defined constriction) may be provided in the flow line 5a can.
  • a throttle device 13 for example, a defined constriction
  • the feed pump 8 and the stepper motor of the rotary valve 10 are controlled via an electronic control unit 14 (indicated in dashed lines), the variable capacity of the feed pump 8, for example, by speed or volume flow change and the position of the rotary valve 10 in the yet to be described Switch positions effected. If appropriate, the control unit 14 can also control an electric radiator fan 16 on the radiator 6.
  • control unit 14 to the data of temperature sensors T (not shown), for example, in the flow lines 5, 12, of load conditions L of the internal combustion engine (for example, drive or overrun), the operating state R of the retarder 4, etc. detected and processed control technology.
  • Fig. 2 to 9 show a cross section through the housing 10a of the rotary valve 10, in which the crescent-shaped rotary valve 10b is rotatably mounted.
  • the externally sealed rotary valve 10b may be moved, via the stepping motor, to the positions of, for example, zero degrees (e) described below.
  • Fig. 2 ) up to 315 degrees ( Fig. 9 ) are adjusted.
  • Another connecting piece 15 of the return line 12 is aligned coaxially with the axis of rotation of the rotary valve 10b, wherein the flow opening is constantly opened or connected depending on the rotary valve position with one or two of the other three flow openings.
  • the secondary cooling circuit 3 is decoupled with the retarder 4 due to its higher flow resistance, which may be set by the throttle body 13, if necessary, a small minimum flow rate.
  • the rotary valve 10 b via the stepping motor in the in the Fig. 4 adjusted switching position adjusted, in which the short-circuit line 9 is closed and the flow line section 5b to the radiator 6 and the flow line section 5a of the flow line 5 are fully open.
  • the retarder 4 is further decoupled for the reasons mentioned above.
  • the power of the feed pump 8 may optionally already be increased.
  • Fig. 5 is the rotary valve 10b adjusted to a position in which the flow opening to the supply line section 5b further fully open, the flow opening of the supply line section 5a is partially closed but.
  • the power of the feed pump 8 is further raised.
  • both cooling circuits 2 and 3 are fully integrated in the cooling liquid conversion or switched to full cooling capacity.
  • the flow of the cooling liquid flows via the supply line section 5a of the supply line 5, the supply line 11, the retarder 4, the return line 12, the supply line section 5b of the main cooling circuit, the cooler 6, etc.
  • the rotary valve 10b can move into a switching position Fig. 7 be controlled, in which the flow line section 5a further closed, the flow opening for the short-circuit line 9 but is partially open. As a result, with full flow through the retarder 4, the flow through the internal combustion engine 1 is reduced.
  • This state can be at a longer overrun phase with further optional cooling of the internal combustion engine 1 according to Fig. 8 be increased so that at closed flow openings of the flow line section 5a and the flow line section 5b and open flow opening of the short-circuit line 9 of the retarder 4 flows through full, the cooling liquid flow through the flow line 11 of the secondary cooling circuit 3, the retarder 4, the return line 12, the Short circuit line 9, the feed pump 8 and the upstream return line 7 takes place.
  • the retarder 4 thus additionally causes a heating or temperature stabilization of the internal combustion engine 1, while the radiator 6 is decoupled.
  • the rotary valve 10 is not limited to the illustrated embodiment.
  • stepper motor instead of an adjustable in both directions stepper motor also another electrical mechanical, pneumatic, hydraulic or magnetic actuation may be provided.
  • the rotary valve 10b can by means of resilient means (for example, torsion springs) in a switching position, for example according to Fig. 6 be biased, these move automatically in case of failure of electrical operation in this position and hold there. This ensures that both cooling circuits 2, 3 are in operation or impermissible overheating can not occur.
  • resilient means for example, torsion springs
  • the rotary valve 10 may be provided with at least one position sensor, for example a rotation angle sensor (not shown), which is connected to the controller 14 so as to electronically protect the function of the rotary valve 10b in a feed back control.
  • a rotation angle sensor not shown
  • the retarder 4 can be activated in a heating function for the internal combustion engine 1 and its secondary cooling circuit 3 temporarily connected via the rotary valve 10 to the short-circuited main cooling circuit 2 (switching position of the rotary valve 10b according to Fig. 8 ).
  • the main difference is that the internal combustion engine 1 is fired and is to operate to overcome the applied braking power with higher load requirement. This represents a particularly effective heating phase of the internal combustion engine 1.
  • the feed pump 8 and the rotary valve 10 may optionally be arranged in a common housing with integrated short-circuit line 9, whereby the structural complexity is reduced and a particularly compact and easy to install construction is created.

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Abstract

The coolant circuit has a main cooling circuit (2) with a supply line and a return line, where an auxiliary cooling circuit (3) is provided. The supply line is guided to a cooler (6) that is formed by air-to-water heat exchanger. A short-circuit line is controlled based on predetermined parameters, such as in temperature dependent manner. The cooling circuits are controlled by a single rotary slide valve (10) provided as control valve. The cooling circuits are connected together such that their flow rates are changed for the cooler or for a retarder (4) in a defined manner. An independent claim is included for a method for operating a coolant circuit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühlkreislauf für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a cooling circuit for a liquid-cooled internal combustion engine for motor vehicles according to the preamble of patent claim 1.

Einen gattungsgemäßen Kühlkreislauf beschreibt die DE 103 32 907 A1 mit einem Hauptkühlkreislauf für die Brennkraftmaschine und einem Nebenkühlkreislauf für einen Retarder als Bremseinrichtung des Kraftfahrzeugs. Der Hauptkühlkreislauf mit einer integrierten Kurzschlussleitung zur Abkopplung des Kühlers bei noch kalter Brennkraftmaschine ist mittels eines Thermostatventils gesteuert. Die im Retarder im aktivierten Zustand bzw. Bremsbetrieb entstehende Wärme wird über den Hauptkühlkreislauf abgeführt. Dabei ist in den Nebenkühlkreislauf ein Umschaltventil integriert, mittels dem bei nicht aktiviertem Retarder der Nebenkühlkreislauf zur Entlastung der die beiden Kühlkreisläufe versorgenden Förderpumpe abkoppelbar ist.A generic cooling circuit describes the DE 103 32 907 A1 with a main cooling circuit for the internal combustion engine and a secondary cooling circuit for a retarder as a braking device of the motor vehicle. The main cooling circuit with an integrated short-circuit line for decoupling the radiator when the internal combustion engine is still cold is controlled by means of a thermostatic valve. The heat generated in the retarder in the activated state or braking mode is dissipated via the main cooling circuit. In this case, a changeover valve is integrated in the secondary cooling circuit, by means of which, when the retarder is not activated, the secondary cooling circuit can be decoupled to relieve the supply of the two cooling circuits.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kühlkreislauf der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, der bei baulich geringem Aufwand eine verbesserte thermische Auslegung und Steuerung der Flüssigkeitsströme beider Kreisläufe zulässt.The object of the invention is to propose a cooling circuit of the generic type, which allows for structurally little effort an improved thermal design and control of the liquid flows of both circuits.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte und besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved with the features of claim 1. Advantageous and particularly expedient developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die beiden Kühlkreisläufe über ein einziges Drehschieberventil gesteuert sind, an dessen Durchströmöffnungen aufweisendem Gehäuse beide Kühlkreisläufe derart zusammengeschaltet sind, dass deren Durchflussraten zum Kühler und/oder zum Retarder in vorgegebener bzw. definierter Weise, vorzugsweise zwischen 0% und 100%, veränderbar sind. Das Drehschieberventil ermöglicht in baulich und steuerungstechnisch einfacher Weise nicht nur die wahlweise Abkopplung des Kühlers und/oder des Nebenkreislaufs des Retarders, sondern auch beliebige Zwischenstellungen zu einer verbesserten thermischen Steuerung und Anpassung an verschiedene Betriebszustände der Brennkraftmaschine und des Retarders.According to the invention, it is proposed that the two cooling circuits are controlled by a single rotary slide valve, at whose openings having housing both cooling circuits are interconnected such that their flow rates to the radiator and / or the retarder in a predetermined or defined manner, preferably between 0% and 100% , are changeable. The rotary valve valve allows structurally and control technology simple manner not only the optionally decoupling of the radiator and / or the secondary circuit of the retarder, but also any intermediate positions for improved thermal control and adaptation to different operating conditions of the internal combustion engine and the retarder.

In einer baulich besonders günstigen Ausführung kann das Gehäuse des Drehschieberventils vier Durchflussöffnungen aufweisen und in die Vorlaufleitung von der Brennkraftmaschine zum Kühler eingeschaltet sein, wobei über eine dritte Durchflussöffnung die Kurzschlussleitung zwischen der Vorlaufleitung und der Rücklaufleitung des Hauptkühlkreislaufs und schließlich die Rücklaufleitung des Retarders an die vierte Durchflussöffnung angeschlossen ist und wobei ferner die Vorlaufleitung des Retarders stromauf des Drehschieberventils mit der Vorlaufleitung des Hauptkühlkreislaufs verbunden ist.In a structurally particularly advantageous embodiment, the housing of the rotary valve may have four flow openings and be turned on in the flow line from the engine to the radiator, via a third flow opening the short-circuit line between the flow line and the return line of the main cooling circuit and finally the return line of the retarder to the fourth Flow opening is connected and further wherein the flow line of the retarder is connected upstream of the rotary valve with the flow line of the main cooling circuit.

Dabei können bei einer konstruktiv einfachen Ausbildung des Drehschiebers drei der Durchflussöffnungen radial und in Umfangsrichtung verteilt am Gehäuse des Drehschieberventils angeordnet und über einen zum Beispiel im Querschnitt sichelförmigen Drehschieber gesteuert sein, wobei die vierte Durchflussöffnung für die Rücklaufleitung des Retarders axial zum Drehschieber mündet und ständig geöffnet ist. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass nur drei Durchflussöffnungen über den Drehschieber zu steuern sind, während bei der ständig offenen Durchflussöffnung der Durchflusswiderstand des Nebenkühlkreislaufs in die Steuerung mit einbezogen ist.Here, in a structurally simple design of the rotary valve three of the flow openings radially and circumferentially distributed on the housing of the rotary valve and controlled by a cross-sectionally sickle-shaped rotary valve, the fourth flow opening for the return line of the retarder opens axially to the rotary valve and constantly open is. This has the particular advantage that only three flow openings are to be controlled via the rotary valve, while in the constantly open flow opening of the flow resistance of the secondary cooling circuit is included in the control.

Dazu kann es ferner vorteilhaft sein, wenn in der Vorlaufleitung von der Brennkraftmaschine zum Kühler stromauf des Drehschieberventils, jedoch stromab der Abzweigung der Vorlaufleitung des Nebenkühlkreislaufs ein Drosselelement vorgesehen ist, das einen Mindestdurchsatz an Kühlflüssigkeit durch den Retarder sicherstellt. Beispielsweise kann das Drosselelement im Bereich des Drehschieberzulaufs durch eine Blende oder eine Querschnittsverjüngung gebildet sein.For this purpose, it may also be advantageous if in the flow line from the internal combustion engine to the radiator upstream of the rotary valve, but downstream of the branch of the flow line of the secondary cooling circuit, a throttle element is provided which ensures a minimum flow rate of cooling fluid through the retarder. For example, the throttle element may be formed in the region of the rotary valve inlet by a diaphragm or a cross-sectional taper.

In besonders vorteilhafter Weiterbildung der vorliegenden Erfindungsidee ist in den Hauptkühlkreislauf eine Fördereinrichtung, insbesondere eine Förderpumpe, eingeschaltet, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass die Fördereinrichtung im Hauptkühlkreislauf leistungsgeregelt ausgebildet ist und/oder temporär abhängig von der Schaltstellung des Drehschieberventils mit mehr oder weniger Förderleistung betreibbar ist. Die Fördereinrichtung kann dabei zum Beispiel durch eine elektrisch regelbare Förderpumpe gebildet sein oder aber auch alternativ durch eine mittels einer Kupplungseinrichtung, wie zum Beispiel einem Riementrieb, an die Brennkraftmaschine und damit deren "Drehzahl" angekoppelte mechanische Förderpumpe ausgebildet sein. Bei letzterer kann die Förderleistung wiederum mittels einer Einstelleinrichtung regelbar sein, wobei als Einstelleinrichtung zum Beispiel eine Kupplungseinrichtung dienen kann, wie beispielsweise eine Magnetkupplung oder eine Viscokupplung, um nur einige Beispiele zu nennen. Alternativ oder zusätzlich kann die Einstelleinrichtung aber auch durch eine verstellbare Leitschaufelanordnung gebildet sein. Bei einem derartigen Aufbau kann die Antriebsleistung der Förderpumpe (bei gleichbleibender Förderleistung) bei über das Drehschieberventil abgekoppeltem Retarder und/oder bei im Kurzschluss betriebenen Hauptkühlkreis (ohne Durchströmung des Kühlers) deutlich vermindert sein und damit Antriebsenergie der Brennkraftmaschine eingespart werden.In a particularly advantageous embodiment of the present inventive concept, a conveying device, in particular a feed pump, is switched on in the main cooling circuit, wherein it is preferably provided that the conveying device is in the main cooling circuit is designed power-controlled and / or temporarily depending on the switching position of the rotary valve with more or less capacity is operable. The conveyor may be formed for example by an electrically controllable feed pump or else alternatively be formed by means of a coupling device, such as a belt drive, to the internal combustion engine and thus their "speed" coupled mechanical feed pump. In the case of the latter, the delivery rate can in turn be regulated by means of an adjustment device, wherein the adjustment device can be, for example, a coupling device, such as a magnetic coupling or a viscous coupling, to name just a few examples. Alternatively or additionally, however, the adjustment device can also be formed by an adjustable guide vane arrangement. In such a structure, the drive power of the feed pump (with constant flow rate) at decoupled via the rotary valve retarder and / or operated in short circuit main cooling circuit (without flow through the radiator) can be significantly reduced and thus drive energy of the internal combustion engine can be saved.

Das Drehschieberventil bzw. der Drehschieber kann bevorzugt elektrisch über einen Schrittmotor verstellbar sein, wobei die Betriebstemperaturen der Kühlkreisläufe, Lastzustände der Brennkraftmaschine und Betriebszustände der Betriebsbremse des Kraftfahrzeugs erfasst und nach Maßgabe dieser Daten der Drehschieber und gegebenenfalls die Förderleistung der Förderpumpe verstellt wird. Der Schrittmotor kann bevorzugt in beide Drehrichtungen den Drehschieber verstellen und somit unterschiedliche Schaltungsabfolgen steuern.The rotary valve or the rotary valve can preferably be adjusted electrically via a stepping motor, wherein the operating temperatures of the cooling circuits, load conditions of the internal combustion engine and operating conditions of the service brake of the motor vehicle detected and adjusted in accordance with these data, the rotary valve and optionally the delivery rate of the pump. The stepper motor can preferably adjust the rotary slide valve in both directions of rotation and thus control different circuit sequences.

Ferner kann zur Erzielung einer fail safe Schaltung das Drehschieberventil mit zumindest einem Positionssensor, zum Beispiel einem Drehwinkelsensor versehen und dessen Funktion in einer feed back Steuerung elektronisch überwacht sein. Bei einer festgestellten Fehlfunktion kann dann ein Warnsignal generiert und/oder eine Sicherheitsstellung des Drehschiebers angefahren werden (zum Beispiel beide Kühlkreisläufe geöffnet, erhöhte Leistung der Förderpumpe, etc.).
Des Weiteren kann in einer Aufheizfunktion für die Brennkraftmaschine (zum Beispiel bei extrem niedrigen Außentemperaturen und/oder zu einem komfortablen Kaltfahrverhalten und/oder zu einem schnellen Ansprechen einer an den Hauptkühlkreislauf angeschlossenen Innenraumheizung) der Retarder aktiviert und dessen Nebenkühlkreislauf temporär über das Drehschieberventil an den kurzgeschlossenen Hauptkühlkreislauf angeschlossen sein. Daraus resultiert ein Doppeleffekt durch das Zuheizen des Retarders einerseits, dessen Bremsbetrieb aber andererseits eine höhere Antriebsleistung der Brennkraftmaschine verbunden mit einem höheren, temporären Kraftstoffdurchsatz und einer schnelleren Erwärmung der Brennkraftmaschine bewirkt.Further, to achieve a fail-safe circuit, the rotary valve may be provided with at least one position sensor, for example a rotation angle sensor, and its function may be electronically monitored in a feed back controller. In the case of a detected malfunction, a warning signal can then be generated and / or a safety position of the rotary valve can be approached (for example, both cooling circuits opened, increased output of the delivery pump, etc.).
Furthermore, in a heating function for the internal combustion engine (for example at extremely low outside temperatures and / or for a comfortable cold running behavior and / or for a quick response of a to the main cooling circuit connected interior heating) of the retarder activated and its auxiliary cooling circuit be temporarily connected via the rotary valve to the short-circuited main cooling circuit. This results in a double effect by the heating of the retarder on the one hand, but its braking operation on the other hand causes a higher drive power of the internal combustion engine connected to a higher, temporary fuel flow rate and a faster heating of the internal combustion engine.

Der Drehschieber des Drehschieberventils kann in eine vorgegebene Stellung federnd vorgespannt sein, in der sowohl der Hauptkühlkreislauf als auch der Nebenkühlkreislauf mit dem Kühler des Hauptkühlkreislaufs strömungstechnisch verbunden sind. Damit wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass bei einem Ausfall der elektrischen Betätigung des Drehschiebers die Kühlung der Brennkraftmaschine und des Retarders gesichert ist. Die Vorspannung kann zum Beispiel durch in Umfangsrichtung wirkende, am Drehschieber und am Gehäuse angreifende Schenkelfedern hergestellt sein.The rotary valve of the rotary valve can be resiliently biased in a predetermined position, in which both the main cooling circuit and the secondary cooling circuit are fluidically connected to the radiator of the main cooling circuit. This ensures in an advantageous manner that in case of failure of the electrical operation of the rotary valve, the cooling of the engine and the retarder is secured. The bias voltage can be produced, for example, by acting in the circumferential direction, acting on the rotary valve and the housing torsion springs.

Schließlich können in einer baulich kompakten und gewichtsgünstigen Konstruktion das Drehschieberventil und die Förderpumpe des Hauptkühlkreislaufs in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein.Finally, in a structurally compact and lightweight construction, the rotary valve and the feed pump of the main cooling circuit can be arranged in a common housing.

Ferner wird eine Verfahrensführung für einen derartigen erfindungsgemäßen Kühlkreislauf beansprucht, mit dem sich die zuvor genannten Vorteile ergeben.Furthermore, a process control for such a cooling circuit according to the invention is claimed, with which the advantages mentioned above result.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

  • Fig. 1 als vereinfachtes Blockschaltbild einen Kühlkreislauf für eine Brennkraftmaschine in Kraftfahrzeugen, mit einem Hauptkühlkreislauf und einem Nebenkühlkreislauf für einen Retarder als Bremseinrichtung des Kraftfahrzeuges, und mit einem elektrisch betätigten Drehschieberventil zur Steuerung beider Kühlkreisläufe, und
  • Fig. 2 bis 9 einen Querschnitt durch das Gehäuse des Drehschieberventils mit acht möglichen Stellungen des Drehschiebers zur Steuerung des Haupt- und Nebenkühlkreislaufs.
An embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the accompanying schematic drawing. Show it:
  • Fig. 1 as a simplified block diagram of a cooling circuit for an internal combustion engine in motor vehicles, with a main cooling circuit and a secondary cooling circuit for a retarder as a braking device of the motor vehicle, and with an electrically operated rotary valve for controlling both cooling circuits, and
  • Fig. 2 to 9 a cross section through the housing of the rotary valve with eight possible positions of the rotary valve to control the main and secondary cooling circuit.

In der Fig. 1 ist grob schematisch der Kühlkreislauf einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine 1 für Kraftfahrzeuge dargestellt, mit einem Hauptkühlkreislauf 2 und einem Nebenkühlkreislauf 3 für einen nur angedeuteten Retarder 4 einer nicht weiter dargestellten Bremseinrichtung (Dauerbremse) des Kraftfahrzeugs,In the Fig. 1 is roughly schematically illustrated the cooling circuit of a liquid-cooled internal combustion engine 1 for motor vehicles, with a main cooling circuit 2 and a secondary cooling circuit 3 for only indicated retarder 4 of a brake device (retarding brake) of the motor vehicle,

Der Hauptkühlkreislauf 2 setzt sich im Wesentlichen zusammen aus einer Vorlaufleitung 5 von der Brennkraftmaschine 1 zu einem Luft-Wasser-Wärmetauscher bzw. einem Kühler 6 und einer Rücklaufleitung 7 vom Kühler 6 zur Brennkraftmaschine 1. In der Rücklaufleitung 7 ist eine Förderpumpe 8 mit variabel steuerbarer Förderleistung angeordnet.The main cooling circuit 2 is composed essentially of a flow line 5 from the internal combustion engine 1 to an air-water heat exchanger or a cooler 6 and a return line 7 from the radiator 6 to the engine 1. In the return line 7 is a feed pump 8 with variable controllable Delivery arranged.

Zwischen der Vorlaufleitung 5 und der Rücklaufleitung 7 ist stromab der Förderpumpe 8 eine Kurzschlussleitung 9 eingeschaltet, die über ein mittels eines elektrischen Schrittmotors (nicht dargestellt) betätigtes Drehschieberventil 10 steuerbar ist.Between the feed line 5 and the return line 7 downstream of the feed pump 8, a short-circuit line 9 is turned on, which is (not shown) by means of an electric stepping motor actuated rotary valve 10 is controllable.

Der Hauptkühlkreislauf 2 ist nur soweit dargestellt, als dies für das Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich ist. Weitere Kühlkreislaufanschlüsse wie zum Beispiel eine Innenraumheizung des Kraftfahrzeugs, etc. sind nicht eingezeichnet.The main cooling circuit 2 is shown only insofar as is necessary for the understanding of the present invention. Other cooling circuit connections such as an interior heating of the motor vehicle, etc. are not shown.

Der Nebenkühlkreislauf 3 zur Kühlung des Retarders 4 (zum Beispiel über einen Wärmetauscher oder durch Direktbeaufschlagung) weist ebenfalls eine Vorlaufleitung 11 und eine Rücklaufleitung 12 auf.The auxiliary cooling circuit 3 for cooling the retarder 4 (for example via a heat exchanger or by direct application) also has a flow line 11 and a return line 12.

Die Vorlaufleitung 11 ist stromauf des Drehschieberventils 10 an einen Abschnitt 5a der Vorlaufleitung 5 des Hauptkühlkreislaufs 2 angeschlossen, wobei zwischen der Verbindungsstelle der beiden Vorlaufleitungen 5a, 11 und dem Drehschieberventil 10 eine Drosseleinrichtung 13 (zum Beispiel eine definierte Verengung) in der Vorlaufleitung 5a vorgesehen sein kann.The flow line 11 is connected upstream of the rotary valve 10 to a portion 5a of the flow line 5 of the main cooling circuit 2, wherein between the junction of the two flow lines 5a, 11 and the rotary valve 10, a throttle device 13 (for example, a defined constriction) may be provided in the flow line 5a can.

Die Förderpumpe 8 und der Schrittmotor des Drehschieberventils 10 werden über ein elektronisches Steuergerät 14 (in gestrichelten Linien angedeutet) gesteuert, das die variable Leistung der Förderpumpe 8 zum Beispiel durch Drehzahl- bzw. Volumenstromveränderung und die Stellung des Drehschieberventils 10 in die noch zu beschreibenden Schaltstellungen bewirkt. Das Steuergerät 14 kann gegebenenfalls auch einen elektrischen Kühlerlüfter 16 am Kühler 6 ansteuern.The feed pump 8 and the stepper motor of the rotary valve 10 are controlled via an electronic control unit 14 (indicated in dashed lines), the variable capacity of the feed pump 8, for example, by speed or volume flow change and the position of the rotary valve 10 in the yet to be described Switch positions effected. If appropriate, the control unit 14 can also control an electric radiator fan 16 on the radiator 6.

Im Steuergerät 14 werden dazu die Daten von Temperatursensoren T (nicht dargestellt) beispielsweise in den Vorlaufleitungen 5, 12, von Lastzuständen L der Brennkraftmaschine (zum Beispiel Antriebs- oder Schubbetrieb), vom Betriebszustand R des Retarders 4, etc. erfasst und regelungstechnisch verarbeitet.In the control unit 14 to the data of temperature sensors T (not shown), for example, in the flow lines 5, 12, of load conditions L of the internal combustion engine (for example, drive or overrun), the operating state R of the retarder 4, etc. detected and processed control technology.

Die Fig. 2 bis 9 zeigen einen Querschnitt durch das Gehäuse 10a des Drehschieberventils 10, in dem der sichelförmige Drehschieber 10b drehbar gelagert ist. Der nach außen abgedichtete Drehschieber 10b kann über den Schrittmotor in die nachstehend beschriebenen Positionen von zum Beispiel Null Grad (Fig. 2) bis zu 315 Grad (Fig. 9) verstellt werden.The Fig. 2 to 9 show a cross section through the housing 10a of the rotary valve 10, in which the crescent-shaped rotary valve 10b is rotatably mounted. The externally sealed rotary valve 10b may be moved, via the stepping motor, to the positions of, for example, zero degrees (e) described below. Fig. 2 ) up to 315 degrees ( Fig. 9 ) are adjusted.

An dem Gehäuse 10a sind drei über den Umfang wie ersichtlich versetzte, radial abzweigende Anschlussstutzen angeordnet, die an Durchflussöffnungen angrenzen, die mehr oder weniger von dem Drehschieber 10b gesperrt oder freigegeben sind. An die Anschlussstutzen sind der Abschnitt 5a (jeweils mit Pfeilen angedeutet) der Vorlaufleitung 5, die weiterführende Vorlaufleitungsabschnitt 5b und die Kurzschlussleitung 9 angeschlossen.Disposed on the housing 10a are three circumferentially spaced apart radially branching connecting stubs adjacent to flow ports which are more or less blocked or released by the rotary valve 10b. To the connecting pieces of the section 5a (indicated in each case by arrows) of the flow line 5, the further flow line section 5b and the short-circuit line 9 are connected.

Ein weiterer Anschlussstutzen 15 der Rücklaufleitung 12 ist koaxial zur Drehachse des Drehschiebers 10b ausgerichtet, wobei dessen Durchflussöffnung ständig geöffnet bzw. je nach Drehschieberstellung mit einer oder zwei der übrigen drei Durchflussöffnungen verbunden ist.Another connecting piece 15 of the return line 12 is aligned coaxially with the axis of rotation of the rotary valve 10b, wherein the flow opening is constantly opened or connected depending on the rotary valve position with one or two of the other three flow openings.

In der 0 Grad Ausgangsstellung des Drehschiebers 10b (Fig. 2) sind die Durchflussöffnungen des Vorlaufabschnitts 5a der Vorlaufleitung 5 und der Kurzschlussleitung 9 voll geöffnet.
Die Durchflussöffnung des weiterführenden Vorlaufleitungsabschnitts 5b ist geschlossen. Diese Stellung entspricht einem Kaltstart der Brennkraftmaschine 1.In the 0 degree initial position of the rotary valve 10b ( Fig. 2 ), the flow openings of the flow section 5a of the flow line 5 and the short-circuit line 9 are fully open.
The flow opening of the continuing flow line section 5b is closed. This position corresponds to a cold start of the internal combustion engine. 1

In dieser Schaltstellung wird Kühlflüssigkeit von der Brennkraftmaschine 1 über die Kurzschlussleitung 9, die Förderpumpe 8 und den restlichen Abschnitt der Rücklaufleitung 7 wieder zur Brennkraftmaschine 1 umgewälzt. Der Kühler 6 ist abgekoppelt, wird also nicht durchströmt.In this switching position, coolant from the internal combustion engine 1 via the short-circuit line 9, the feed pump 8 and the remaining portion of the return line 7 again circulated to the internal combustion engine 1. The cooler 6 is decoupled, so it does not flow through.

Ebenso ist der Nebenkühlkreislauf 3 mit dem Retarder 4 aufgrund dessen höheren Durchflusswiderstands abgekoppelt, wobei durch die Drosselstelle 13 gegebenenfalls ein geringer Mindestdurchsatz eingestellt sein kann.Likewise, the secondary cooling circuit 3 is decoupled with the retarder 4 due to its higher flow resistance, which may be set by the throttle body 13, if necessary, a small minimum flow rate.

Die Aufteilung des Kühlflüssigkeits-Durchsatzes ist zum Beispiel wie folgt:

  • Kühler 6 - 0%;
  • Kurzschlussleitung 9 - 100%;
  • Retarder 4 - 0%;
  • Leistung der Förderpumpe 8 vermindert, oder sogar kurzfristig abgeschaltet.
  • Die Fig. 3 zeigt die Schaltstellung des Drehschiebers 10b bei zunehmender Erwärmung der Brennkraftmaschine 1, bei der die Durchflussöffnung des Vorlaufleitungsabschnitts 5a voll und die Durchflussöffnungen des Vorlaufleitungsabschnitts 5b und der Kurzschlussleitung 9 teilweise geöffnet sind und somit der Kühler 6 mit einem Anteil von ca. 50% in den Kühlflüssigkeitsumlauf eingeschaltet ist. Der Retarder 4 ist aufgrund des höheren Durchflusswiderstandes des Nebenkühlkreislaufs 3 nach wie vor unverändert abgekoppelt.
The distribution of the coolant throughput is for example as follows:
  • Cooler 6 - 0%;
  • Short circuit 9 - 100%;
  • Retarder 4 - 0%;
  • Performance of the feed pump 8 is reduced, or even switched off for a short time.
  • The Fig. 3 shows the switching position of the rotary valve 10b with increasing heating of the internal combustion engine 1, in which the flow opening of the flow line section 5a full and the flow openings of the flow line section 5b and the shorting line 9 are partially open and thus the cooler 6 with a share of about 50% in the coolant circulation is turned on. The retarder 4 is still uncoupled due to the higher flow resistance of the secondary cooling circuit 3 as before.

Sobald die Brennkraftmaschine 1 ihre Betriebstemperatur erreicht hat, wird der Drehschieber 10b über den Schrittmotor in die in der Fig. 4 dargestellte Schaltstellung verstellt, in der die Kurzschlussleitung 9 geschlossen und der Vorlaufleitungsabschnitt 5b zum Kühler 6 sowie der Vorlaufleitungsabschnitt 5a der Vorlaufleitung 5 voll geöffnet sind. Der Retarder 4 ist aus den zuvor genannten Gründen weiter abgekoppelt. Die Leistung der Förderpumpe 8 kann gegebenenfalls bereits erhöht sein.Once the internal combustion engine 1 has reached its operating temperature, the rotary valve 10 b via the stepping motor in the in the Fig. 4 adjusted switching position adjusted, in which the short-circuit line 9 is closed and the flow line section 5b to the radiator 6 and the flow line section 5a of the flow line 5 are fully open. The retarder 4 is further decoupled for the reasons mentioned above. The power of the feed pump 8 may optionally already be increased.

In der Fig. 5 ist der Drehschieber 10b in eine Position verstellt, in der die Durchflussöffnung zum Vorlaufleitungsabschnitt 5b weiter voll geöffnet, die Durchflussöffnung des Vorlaufleitungsabschnitts 5a aber teilweise zugesteuert ist. Gegebenenfalls ist die Leistung der Förderpumpe 8 weiter angehoben.In the Fig. 5 is the rotary valve 10b adjusted to a position in which the flow opening to the supply line section 5b further fully open, the flow opening of the supply line section 5a is partially closed but. Optionally, the power of the feed pump 8 is further raised.

Dies bewirkt, dass die Förderpumpe 8 sowohl über den Vorlaufleitungsabschnitt 5b des Hauptkühlkreislaufs 2 als auch über die Vorlaufleitung 11 des Nebenkühlkreislaufs 3 Kühlflüssigkeit ansaugt, bzw. beide Kreisläufe 1 und 2 angekoppelt sind. Dies kann zum Beispiel bei im Bremsbetrieb befindlichem Retarder 4 und relativ heißer Brennkraftmaschine 1 der Fall sein.This has the effect that the delivery pump 8 sucks in coolant both via the supply line section 5b of the main cooling circuit 2 and via the supply line 11 of the auxiliary cooling circuit 3, or both circuits 1 and 2 are coupled. This may be the case, for example, in retarder 4 in a braking mode and relatively hot engine 1.

In der Schaltstellung des Drehschiebers 10b gemäß Fig. 6 ist die Durchflussöffnung der Kurzschlussleitung 9 weiter geschlossen und auch der Anschluss des Vorlaufleitungsabschnitts 5a der Vorlaufleitung 5 geschlossen. Die Förderpumpe 8 ist auf volle Leistung geschaltet.In the switching position of the rotary valve 10b according to Fig. 6 the flow opening of the short-circuit line 9 is further closed and the connection of the flow line section 5a of the flow line 5 is closed. The feed pump 8 is switched to full power.

Demzufolge sind beide Kühlkreisläufe 2 und 3 voll in den Kühlflüssigkeitsumsatz eingebunden bzw. auf volle Kühlleistung geschaltet. Der Kühlflüssigkeitsstrom strömt über den Vorlaufleitungsabschnitt 5a der Vorlaufleitung 5, die Vorlaufleitung 11, den Retarder 4, die Rücklaufleitung 12, den Vorlaufleitungsabschnitt 5b des Hauptkühlkreislaufs, den Kühler 6, usw.As a result, both cooling circuits 2 and 3 are fully integrated in the cooling liquid conversion or switched to full cooling capacity. The flow of the cooling liquid flows via the supply line section 5a of the supply line 5, the supply line 11, the retarder 4, the return line 12, the supply line section 5b of the main cooling circuit, the cooler 6, etc.

Nimmt zum Beispiel bei einer längeren Schubphase des Kraftfahrzeugs mit unbefeuerter Brennkraftmaschine 1 deren Temperatur T ab, so kann der Drehschieber 10b in eine Schaltstellung nach Fig. 7 gesteuert werden, in der der Vorlaufleitungsabschnitt 5a weiter geschlossen, die Durchflussöffnung für die Kurzschlussleitung 9 aber teilweise geöffnet ist. Daraus resultiert, dass bei noch voller Durchströmung des Retarders 4 die Durchströmung der Brennkraftmaschine 1 vermindert ist.If, for example, the temperature T decreases during a prolonged coasting phase of the motor vehicle with an unfired internal combustion engine 1, the rotary valve 10b can move into a switching position Fig. 7 be controlled, in which the flow line section 5a further closed, the flow opening for the short-circuit line 9 but is partially open. As a result, with full flow through the retarder 4, the flow through the internal combustion engine 1 is reduced.

Dieser Zustand kann bei einer längeren Schubphase bei gegebenenfalls weiterer Abkühlung der Brennkraftmaschine 1 gemäß Fig. 8 so gesteigert werden, dass bei geschlossenen Durchflussöffnungen des Vorlaufleitungsabschnitts 5a und des Vorlaufleitungsabschnitts 5b sowie bei geöffneter Durchflussöffnung der Kurzschlussleitung 9 der Retarder 4 weiter voll durchströmt ist, wobei der Kühlflüssigkeitsdurchsatz über die Vorlaufleitung 11 des Nebenkühlkreislaufs 3, den Retarder 4, dessen Rücklaufleitung 12, die Kurzschlussleitung 9, die Förderpumpe 8 und die stromauf liegende Rücklaufleitung 7 erfolgt. Der Retarder 4 bewirkt somit zusätzlich eine Aufheizung oder Temperaturstabilisierung der Brennkraftmaschine 1, während der Kühler 6 abgekoppelt ist.This state can be at a longer overrun phase with further optional cooling of the internal combustion engine 1 according to Fig. 8 be increased so that at closed flow openings of the flow line section 5a and the flow line section 5b and open flow opening of the short-circuit line 9 of the retarder 4 flows through full, the cooling liquid flow through the flow line 11 of the secondary cooling circuit 3, the retarder 4, the return line 12, the Short circuit line 9, the feed pump 8 and the upstream return line 7 takes place. The retarder 4 thus additionally causes a heating or temperature stabilization of the internal combustion engine 1, while the radiator 6 is decoupled.

Schließlich ist in der Schaltstellung des Drehschiebers 10b nach Fig. 9 die Durchflussöffnung der Kurzschlussleitung 9 weiter voll geöffnet und die des Vorlaufleitungsabschnittes 5b voll geschlossen, während die Durchflussöffnung des Vorlaufleitungsabschnitts 5a der Vorlaufleitung 5b teilweise geöffnet ist. Dadurch wird die Kühlleistung für den Retarder 4 vermindert, wobei gegebenenfalls auch die Leistung der Förderpumpe 8 zurückgefahren werden kann.Finally, in the switching position of the rotary valve 10b after Fig. 9 the flow opening of the short-circuit line 9 further fully open and the flow line section 5b fully closed, while the flow opening of the flow line section 5a of the flow line 5b is partially open. As a result, the cooling capacity for the retarder 4 is reduced, wherein optionally also the power of the feed pump 8 can be reduced.

Das Drehschieberventil 10 ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.The rotary valve 10 is not limited to the illustrated embodiment.

So kann anstelle eines in beiden Drehrichtungen verstellbaren Schrittmotors auch eine andere elektrische mechanische, pneumatische, hydraulische oder magnetische Betätigung vorgesehen sein.Thus, instead of an adjustable in both directions stepper motor also another electrical mechanical, pneumatic, hydraulic or magnetic actuation may be provided.

Der Drehschieber 10b kann über federnde Mittel (zum Beispiel Schenkelfedern) in eine Schaltstellung zum Beispiel gemäß Fig. 6 vorgespannt sein, die diesen bei einem Ausfall der elektrischen Betätigung selbsttätig in diese Stellung bewegen und dort halten. Damit ist sichergestellt, dass beide Kühlkreisläufe 2, 3 in Betrieb sind bzw. unzulässige Überhitzungen nicht auftreten können.The rotary valve 10b can by means of resilient means (for example, torsion springs) in a switching position, for example according to Fig. 6 be biased, these move automatically in case of failure of electrical operation in this position and hold there. This ensures that both cooling circuits 2, 3 are in operation or impermissible overheating can not occur.

Des Weiteren kann das Drehschieberventil 10 mit zumindest einem Positionssensor, zum Beispiel einem Drehwinkelsensor (nicht dargestellt), versehen sein, der an das Steuergerät 14 angeschlossen ist, um somit die Funktion des Drehschiebers 10b in einer feed back Steuerung elektronisch abzusichern.Furthermore, the rotary valve 10 may be provided with at least one position sensor, for example a rotation angle sensor (not shown), which is connected to the controller 14 so as to electronically protect the function of the rotary valve 10b in a feed back control.

Zusätzlich zu den beschriebenen Funktionen des Drehschieberventils 10 kann in einer Aufheizfunktion für die Brennkraftmaschine 1 der Retarder 4 aktiviert und dessen Nebenkühlkreislauf 3 temporär über das Drehschieberventil 10 an den kurzgeschlossenen Hauptkühlkreislauf 2 angeschlossen sein (Schaltstellung des Drehschiebers 10b gemäß Fig. 8). Der wesentliche Unterschied ist dabei, dass die Brennkraftmaschine 1 befeuert ist und zur Überwindung der eingesteuerten Bremsleistung mit höherer Lastanforderung zu betreiben ist. Dies stellt eine besonders wirksame Aufheizphase der Brennkraftmaschine 1 dar.In addition to the described functions of the rotary valve 10, the retarder 4 can be activated in a heating function for the internal combustion engine 1 and its secondary cooling circuit 3 temporarily connected via the rotary valve 10 to the short-circuited main cooling circuit 2 (switching position of the rotary valve 10b according to Fig. 8 ). The main difference is that the internal combustion engine 1 is fired and is to operate to overcome the applied braking power with higher load requirement. This represents a particularly effective heating phase of the internal combustion engine 1.

Die Förderpumpe 8 und das Drehschieberventil 10 können gegebenenfalls in einem gemeinsamen Gehäuse mit integrierter Kurzschlussleitung 9 angeordnet sein, wodurch sich der bauliche Aufwand vermindert und eine besonders kompakte und montagegünstige Konstruktion geschaffen ist.The feed pump 8 and the rotary valve 10 may optionally be arranged in a common housing with integrated short-circuit line 9, whereby the structural complexity is reduced and a particularly compact and easy to install construction is created.

Neben den dargestellten Schaltstellungen des Drehschiebers 10b gemäß den Fig. 2 bis 9 können stufenlos auch weitere Zwischenstellungen des Drehschiebers 10b über den Schrittmotor angefahren werden, wobei dies in beiden Drehrichtungen mit gegenüber der vorstehenden Beschreibung unterschiedlichen Schaltungsabfolgen der Fall sein kann.In addition to the illustrated switching positions of the rotary valve 10b according to the Fig. 2 to 9 can be approached continuously via the stepper motor further intermediate positions of the rotary valve 10b, and this may be the case in both directions with respect to the above description different circuit sequences.

BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Brennkraftmaschine (BKM)Internal combustion engine (BKM)
22
HauptkühlkreislaufMain cooling circuit
33
NebenkühlkreislaufSecondary cooling circuit
44
Retarderretarder
55
Vorlaufleitung von der BKM (1) zum Kühler (6)Supply line from the BKM (1) to the cooler (6)
5a5a
Abschnitt der Vorlaufleitung von der BKM (1) zum Drehschieberventil (10)Section of the supply line from the BKM (1) to the rotary valve (10)
5b5b
Abschnitt der Vorlaufleitung (vom Drehschieberventil (10) zum Kühler (6)Section of the supply line (from the rotary valve (10) to the cooler (6)
66
Kühlercooler
77
Rücklaufleitung vom Kühler (6)Return line from cooler (6)
88th
Förderpumpefeed pump
99
Kurzschlussleitung vom Drehschieberventil (10) zur Förderpumpe (8)Short circuit line from the rotary valve (10) to the feed pump (8)
1010
DrehschieberventilRotary valve
10a10a
Gehäusecasing
10b10b
Drehschieberrotary vane
1111
Vorlaufleitung von der BKM (1) zum Retarder (4)Supply line from the BKM (1) to the retarder (4)
1212
Rücklaufleitung vom Retarder (4) zum Drehschieberventil (10)Return line from the retarder (4) to the rotary valve (10)
1313
Drosselelementthrottle element
1414
Steuergerätcontrol unit
1515
Anschlussstutzenspigot
1616
Kühlerlüfterradiator fan

Claims (13)

Kühlkreislauf für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge, mit einem Hauptkühlkreislauf mit einer zu einem Kühler, insbesondere zu einem durch einen Luft-Wasser-Wärmetauscher gebildeten Kühler, führenden Vorlaufleitung und einer von dem Kühler wegführenden Rücklaufleitung, und mit einer den Kühler umgehenden Kurzschlussleitung, die in Abhängigkeit von vorgegebenen Parametern, zum Beispiel temperaturabhängig, steuerbar ist, sowie mit wenigstens einem angeschlossenen Nebenkühlkreislauf für einen Retarder einer Bremseinrichtung des Kraftfahrzeugs, der eine Vorlaufleitung und eine Rücklaufleitung aufweist und weiter mit einem Steuerventil an den Hauptkühlkreislauf angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kühlkreisläufe (2, 3) über ein einziges Drehschieberventil (10) als Steuerventil steuerbar sind, an dessen Durchströmöffnungen aufweisendem Gehäuse (10a) die Kühlkreisläufe (2, 3) derart zusammengeschaltet sind, dass deren Durchflussraten zum Kühler (6) und/oder zum Retarder (4) in definierter Weise, insbesondere zwischen 0% und 100%, veränderbar sind.A refrigeration cycle for a liquid-cooled internal combustion engine for motor vehicles, comprising a main cooling circuit with a leading to a radiator, in particular to a cooler formed by an air-water heat exchanger, leading flow line and leading away from the radiator return line, and with a cooler bypassing the shorting line in Depending on predetermined parameters, for example, temperature-dependent, is controllable, as well as with at least one connected secondary cooling circuit for a retarder of a braking device of the motor vehicle having a flow line and a return line and is further connected to a control valve to the main cooling circuit, characterized in that the two Cooling circuits (2, 3) via a single rotary valve (10) are controllable as a control valve, at the flow-through openings having housing (10 a), the cooling circuits (2, 3) are interconnected such that the Flow rates to the cooler (6) and / or the retarder (4) in a defined manner, in particular between 0% and 100%, are variable. Kühlkreislauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10a) des Drehschieberventils (10) vier Durchflussöffnungen aufweist und in die Vorlaufleitung (5) von der Brennkraftmaschine (1) zum Kühler (6) eingeschaltet ist, dass über eine dritte Durchflussöffnung die Kurzschlussleitung (9) zwischen der Vorlaufleitung (5) und der Rücklaufleitung (7) angeschlossen ist und dass die Rücklaufleitung (12) des Retarders (4) an die vierte Durchflussöffnung (15) angeschlossen ist, wobei die Vorlaufleitung (11) des Retarders (4) stromauf des Drehschieberventils (10) mit der Vorlaufleitung (5a) des Hauptkühlkreislaufs (3) verbunden ist.Cooling circuit according to claim 1, characterized in that the housing (10a) of the rotary valve (10) has four flow openings and in the flow line (5) of the internal combustion engine (1) to the radiator (6) is turned on, that via a third flow opening the short-circuit line (9) is connected between the feed line (5) and the return line (7) and that the return line (12) of the retarder (4) is connected to the fourth flow opening (15), wherein the feed line (11) of the retarder (4) upstream of the rotary valve (10) with the flow line (5a) of the main cooling circuit (3) is connected. Kühlkreislauf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass drei der Durchflussöffnungen radial, vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene liegend und/oder in Umfangsrichtung verteilt, am Gehäuse (10a) des Drehschieberventils (10) angeordnet sind und über einen Drehschieber (10b), vorzugsweise einen im Querschnitt sichelförmigen Drehschieber (10b), steuerbar sind und dass die vierte Durchflussöffnung (15) für die Rücklaufleitung (12) des Retarders (4) axial zum Drehschieber (10b) mündet und dauerhaft geöffnet ist.Cooling circuit according to claim 2, characterized in that three of the flow openings are arranged radially, preferably in a common plane and / or distributed in the circumferential direction, on the housing (10a) of the rotary valve (10) and via a rotary valve (10b), preferably one in Cross-section crescent-shaped rotary valve (10b), are controllable and that the fourth flow opening (15) for the return line (12) of the retarder (4) opens axially to the rotary valve (10b) and is permanently open. Kühlkreislauf nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorlaufleitung (5) von der Brennkraftmaschine (1) zum Kühler (6) stromauf des Drehschieberventils (10), jedoch stromab der Abzweigung der Vorlaufleitung (11) des Nebenkühlkreislaufs (3), ein Drosselelement (13) vorgesehen ist, das so ausgelegt ist, dass es einen Mindestdurchsatz an Kühlflüssigkeit durch den Retarder (4) sicherstellt.Cooling circuit according to claims 2 and 3, characterized in that in the flow line (5) of the internal combustion engine (1) to the radiator (6) upstream of the rotary valve (10), but downstream of the branch of the flow line (11) of the secondary cooling circuit (3) , a throttle element (13) is provided, which is designed so that it ensures a minimum flow rate of cooling fluid through the retarder (4). Kühlkreislauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Hauptkühlkreislauf (2) eine Fördereinrichtung (8), insbesondere eine Förderpumpe, eingeschaltet ist, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass die Fördereinrichtung (8) im Hauptkühlkreislauf (2) leistungsgeregelt ausgebildet ist und/oder temporär abhängig von der Schaltstellung des Drehschieberventils (10) mit mehr oder weniger Förderleistung betreibbar ist.Cooling circuit according to one of the preceding claims, characterized in that in the main cooling circuit (2) a conveyor (8), in particular a feed pump, is turned on, wherein it is preferably provided that the conveyor (8) in the main cooling circuit (2) is designed power-controlled and / or temporarily depending on the switching position of the rotary valve (10) with more or less capacity is operable. Kühlkreislauf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung durch eine elektrisch regelbare Förderpumpe gebildet ist oder dass die Fördereinrichtung alternativ durch eine mittels einer Kopplungseinrichtung, insbesondere mittels eines Riementriebs, an die Brennkraftmaschine angekoppelte mechanische Förderpumpe gebildet ist, deren Förderleistung mittels einer Einstelleinrichtung, insbesondere in Form einer Kupplungseinrichtung und/oder in Form einer verstellbaren Leitschaufelanordnung, regelbar ist.Cooling circuit according to claim 6, characterized in that the conveying device is formed by an electrically controllable feed pump or that the conveyor is alternatively formed by a means of a coupling device, in particular by means of a belt drive, coupled to the internal combustion engine mechanical delivery pump whose delivery rate by means of an adjustment, in particular in the form of a coupling device and / or in the form of an adjustable vane arrangement, is controllable. Kühlkreislauf nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleistung der Fördereinrichtung (8), bezogen auf eine gleich bleibende Förderleistung, bei über das Drehschieberventil (10) abgekoppeltem Retarder (4) und/oder bei im Kurzschluss betriebenem Hauptkühlkreis (3) vermindert ist.Cooling circuit according to claim 5 or 6, characterized in that the conveying capacity of the conveyor (8), based on a constant flow rate, reduced at about the rotary valve (10) uncoupled retarder (4) and / or operated in short circuit main cooling circuit (3) is. Kühlkreislauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehschieberventil (10) mittels Hilfsenergie, insbesondere elektrisch und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch und/oder magnetisch, beispielsweise über einen Schrittmotor, verstellbar ist, wobei die Betriebstemperaturen (T) der Kühlkreisläufe (2, 3) und/oder die Lastzustände (L) der Brennkraftmaschine (1) und/oder die Betriebszustände (R) des Retarders (4) erfasst und nach Maßgabe dieser Daten das Drehschieberventil (10) und gegebenenfalls die Förderleistung der Fördereinrichtung (8) verstellt wird.Cooling circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary slide valve (10) by means of auxiliary power, in particular electrically and / or pneumatically and / or hydraulically and / or magnetically, for example via a stepping motor, is adjustable, wherein the operating temperatures (T) of the cooling circuits (2, 3) and / or the load conditions (L) of the internal combustion engine (1) and / or the operating conditions (R) of the retarder (4) detected and in accordance with these data, the rotary valve (10) and optionally the Delivery of the conveyor (8) is adjusted. Kühlkreislauf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehschieberventil (10) mit zumindest einem Positionssensor, vorzugsweise einem Drehwinkelsensor, versehen ist und dessen Funktion, vorzugsweise in einer feed back Steuerung, des Steuergeräts (14) elektronisch überwacht ist.Cooling circuit according to claim 8, characterized in that the rotary slide valve (10) is provided with at least one position sensor, preferably a rotation angle sensor, and whose function, preferably in a feed back control, of the control device (14) is electronically monitored. Kühlkreislauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Aufheizfunktion für die Brennkraftmaschine (1) der Retarder (4) aktiviert und dessen Nebenkühlkreislauf (3) temporär über das Drehschieberventil (10) an den kurzgeschlossenen Hauptkühlkreislauf (3) angeschlossen ist.Cooling circuit according to one of the preceding claims, characterized in that in a heating function for the internal combustion engine (1) of the retarder (4) activated and its subcooling circuit (3) is temporarily connected via the rotary valve (10) to the short-circuited main cooling circuit (3). Kühlkreislauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschieber (10b) des Drehschieberventils (10) in eine vorgegebene Schaltstellung (Fig. 6) federnd vorgespannt ist, in der sowohl der Hauptkühlkreislauf (2) als auch der Nebenkühlkreislauf (3) mit dem Kühler (6) des Hauptkühlkreislaufs (2) strömungstechnisch verbunden sind.Cooling circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary valve (10b) of the rotary valve (10) in a predetermined switching position (Fig. 6) is resiliently biased, in which both the main cooling circuit (2) and the secondary cooling circuit (3) the radiator (6) of the main cooling circuit (2) are fluidically connected. Kühlkreislauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehschieberventil (10) und eine Fördereinrichtung (8) des Hauptkühlkreislaufs (2) in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.Cooling circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary slide valve (10) and a conveying device (8) of the main cooling circuit (2) are arranged in a common housing. Verfahren zum Betreiben eines Kühlkreislaufes nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Method for operating a cooling circuit according to one of the preceding claims.
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