DE10043618A1

DE10043618A1 - Kühlmittelkreislauf für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10043618A1
Application number: DE10043618A
Authority: DE
Inventors: Jens Von Gregory
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2000-09-05
Filing date: 2000-09-05
Publication date: 2002-03-14
Also published as: US20020043223A1; FR2813636A1; US6516755B2

Abstract

Ein Kühlmittelkreislauf für eine Brennkraftmaschine, welche ein Kurbelgehäuse und wenigstens einen Zylinderkopf aufweist, weist eine Kühlmittelpumpe auf, welche mit der Brennkraftmaschine über eine Kühlmittelleitung verbunden ist. In der Kühlmittelleitung ist zwischen der Kühlmittelpumpe und der Brennkraftmaschine ein Ventil zum Absperren bzw. Freigeben der Kühlmittelleitung angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kühlmittelkreislauf für eine Brennkraftmaschine nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Aus der DE 197 41 861 A1 ist ein gattungsgemäßer Kühl mittelkreislauf für eine Brennkraftmaschine bekannt. Der von einer Wasserpumpe durch die Brennkraftmaschine geförderte Kühlwasserstrom wird dabei durch ein in Strömungsrichtung hinter der Brennkraftmaschine ange ordnetes Thermostatventil gesteuert.

Einen ähnlichen Kühlmittelkreislauf zeigt auch die DE 195 06 935 C1.

Bei beiden genannten Kühlmittelkreisläufen ist jedoch nachteilig, daß trotz teilweise aufwendiger Verschal tungen und sonstiger Anstrengungen insbesondere im kalten Zustand der Brennkraftmaschine keine ausrei chende Abwärme von derselben für einen Heizwärmetau scher zur Beheizung des Fahrzeuginnenraums entnommen werden kann.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kühlmittelkreislauf für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, bei welchem eine schnellere Aufheizung der Brennkraftmaschine bzw. des einen an der Brennkraftma schine angeschlossenen, zur Beheizung des Fahrzeugin nenraums dienenden Heizwärmetauscher durchströmenden Kühlmittels erreicht werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Ventils zwischen der Kühlmittelpumpe und der Brennkraftmaschine ist eine sehr einfache Regelung des Kühlmittel-Volumenstroms, der die Brennkraftmaschine durchströmt, möglich.

Beispielsweise kann mittels des erfindungsgemäßen Ven tils im kalten Zustand der Brennkraftmaschine die Kühlmittelleitung verschlossen werden, so daß der Brennkraftmaschine kein Kühlmittel zugeführt wird und somit eine sehr rasche Aufheizung des in der Brenn kraftmaschine sich befindlichen Kühlmittels erreicht werden kann. Beim Überschreiten einer ausreichend ho hen Kühlmitteltemperatur kann anschließend das Ventil die Kühlmittelleitung freigeben und das Kühlmittel kann in gewohnter Weise zirkulieren.

Des weiteren ist vorteilhafterweise auch die Einstel lung eines bestimmten Volumenstromes durch die Kühl mittelleitung möglich.

Eine sehr feinfühlige Steuerung des die Brennkraftma schine durchströmenden Kühlmittels kann erreicht wer den, wenn in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das Ventil ein Verschließelement zum Absper ren der Kühlmittelleitung aufweist, welches durch eine Betätigungseinrichtung steuerbar ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildun gen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Un teransprüchen sowie aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbei spiel.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungs gemäßen Kühlmittelkreislaufes für eine Brenn kraftmaschine;

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Unterbrin gung der Kühlmittelpumpe und des erfindungsge mäßen Ventils an der Brennkraftmaschine; und

Fig. 3 ein Verschließelement des erfindungsgemäßen Ventils.

Fig. 1 zeigt einen Kühlmittelkreislauf 1 für eine Brennkraftmaschine 2, welche eine Kurbelgehäuse 3 und einen daran angebrachten Zylinderkopf 4 aufweist. Der Kühlmittelkreislauf 1 ist folgendermaßen aufgebaut:
Von einem Kühler 5 führt eine Leitung 6 zu einer Kühl mittelpumpe 7, von wo aus eine Kühlmittelleitung 8 zu dem Kurbelgehäuse 3 führt. In der Kühlmittelleitung 8 befindet sich ein Ventil 9, dessen Funktion später erläutert wird. Das über die Kühlmittelleitung 8 in das Kurbelgehäuse 3 gelangende Kühlmittel, z. B. Kühl wasser, kann, wie durch den Pfeil 10 veranschaulicht, in den Zylinderkopf 4 gelangen, welchen es durch eine Kühlmittelrückführleitung 11 in Richtung eines Thermo states 12 oder durch eine Leitung 13 zu einem Abgas rückführkühler 14 wieder verläßt. Selbstverständlich wäre es auch möglich, mit der Kühlmittelleitung 8 den Zylinderkopf 4 anzusteuern und die Brennkraftmaschine 2 über das Kurbelgehäuse 3 zu verlassen, die darge stellte Ausführungsform ist jedoch wärmetechnisch bes ser geeignet.

Der Thermostat 12 ist außerdem mit der Kühlmittelpumpe 7 über eine weitere Leitung 15 und mit dem Kühler 5 über eine Leitung 16 verbunden. Schließlich zweigt noch von der Kühlmittelrückführleitung 11, die von dem Zylinderkopf 4 zu dem Thermostat 12 führt, eine Lei tung 17 ab, die durch einen Motorölwärmetauscher 18 verläuft und zu dem Kurbelgehäuse 3 führt. Die Strö mungsrichtung des Kühlmittels durch die Leitungen 6, 8, 11, 13, 15, 16 und 17 ist durch Pfeile in Fig. 1 eindeutig dargestellt.

Mit dem beschriebenen Ventil 9 ist es möglich, die Kühlmittelleitung 8 zu der Brennkraftmaschine 2 frei zugeben bzw. dieselbe abzusperren, wobei auch Zwi schenstellungen zum Erreichen eines bestimmten Volu menstromes möglich sind. Beim vollständigen Absperren der Kühlmittelleitung 8 kann kein Kühlmittel mehr in die Brennkraftmaschine 2 gelangen, wodurch das in dem Zylinderkopf 4 enthaltene Kühlmittel sehr viel schnel ler erwärmt wird als dies der Fall wäre, wenn der Zy linderkopf 4 kontinuierlich von Kühlmittel durchströmt würde. Ein Absperren der Kühlmittelleitung 8 mit Hilfe des Ventils 9 ist somit insbesondere beim Kaltstart der Brennkraftmaschine 2 angebracht, da die schnellere Erwärmung des Kühlmittels für eine schnellere Aufhei zung eines nicht dargestellten Innenraumes eines Kraftfahrzeugs sorgt, in dem die Brennkraftmaschine 2 angeordnet ist.

Erreicht das Kühlmittel innerhalb der Brennkraftma schine 2 oder in der Kühlmittelleitung 8 in dem Be reich zwischen dem Ventil 9 und der Brennkraftmaschine 2 oder in der Kühlmittelrückführleitung 11 zwischen der Brennkraftmaschine 2 und dem Thermostat 12 eine bestimmte Temperatur, so kann dies mittels eines oder mehrerer an den besagten Stellen angeordneten Tempera tursensoren 19, 20 bzw. 21 festgestellt und an ein Steuergerät 22 weitergegeben werden, welches mit dem Ventil 9 verbunden ist. Durch ein von dem Steuergerät 22 ausgehendes Signal kann das Ventil 9 dann so ge schaltet werden, daß der Volumenstrom des Kühlmittels in der Kühlmittelleitung 8 nach den Anforderungen der Brennkraftmaschine 2 geregelt werden kann und das Kühlmittel in das Kurbelgehäuse 3 und von dort zu dem Zylinderkopf 4 gelangen kann.

In Fig. 2 ist das Kurbelgehäuse 3 der Brennkraftma schine 2 mit insgesamt vier Brennräumen 23 darge stellt, wobei selbstverständlich auch eine andere An zahl an Brennräumen 23 möglich ist. An einer Stirnsei te ist das Kurbelgehäuse 3 mit einem Kettenkasten 24 für eine nicht dargestellte Steuerkette und einem die Brennkraftmaschine 2 nach außen abschließenden Steuer gehäusedeckel 25 versehen. Direkt an dem Steuergehäu sedeckel 25 ist die Kühlmittelpumpe 7 angebracht und es ist die durch den Steuergehäusedeckel 25 und den Kettenkasten 24 zu dem Kurbelgehäuse 3 durchgeführte Kühlmittelleitung 8 zu erkennen. Des weiteren ist wie derum das Ventil 9 schematisch dargestellt, und zwar in der Kühlmittelleitung 8 zwischen der Kühlmittelpum pe 7 und der Brennkraftmaschine 2. Fig. 2 stellt somit eine Möglichkeit zur Unterbringung des Ventils 9 in nerhalb der Brennkraftmaschine 2 dar.

Wie in Fig. 3 dargestellt, weist das Ventil 9 ein Ver schließelement 26 zum Absperren der Kühlmittelleitung 8 auf, welches durch eine an dem Verschließelement 26 angreifenden Betätigungseinrichtung 27 steuerbar ist. Im vorliegenden Fall ist das Verschließelement 26 als Schieber ausgebildet, welcher die Kühlmittelleitung 8 ganz verschließen, ganz freigeben oder auch nur teil weise freigeben kann. Die Betätigungseinrichtung 27 kann beispielsweise als elektrischer Stellmotor, als Unterdruckdose oder als Elektromagnet ausgebildet sein und wird, wie bereits oben erläutert, von dem Steuer gerät 22 beaufschlagt.

Claims

1. Kühlmittelkreislauf für eine Brennkraftmaschine, welche ein Kurbelgehäuse und wenigstens einen Zy linderkopf aufweist, mit einer Kühlmittelpumpe, welche mit der Brennkraftmaschine über eine Kühl mittelleitung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kühlmittelleitung (8) zwischen der Kühlmit telpumpe (7) und der Brennkraftmaschine (2) ein Ventil (9) zum Absperren bzw. Freigeben der Kühl mittelleitung (8) angeordnet ist.

2. Kühlmittelkreislauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (9) ein Verschließelement (26) zum Ab sperren der Kühlmittelleitung (8) aufweist, wel ches durch eine Betätigungseinrichtung (27) steu erbar ist.

3. Kühlmittelkreislauf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschließelement (26) als Schieber ausgebil det ist.

4. Kühlmittelkreislauf nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelleitung (8) zu dem Kurbelgehäuse (3) führt, und daß von dem Zylinderkopf (4) eine Kühl mittelrückführleitung (11) ausgeht.

5. Kühlmittelkreislauf nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (27) als elektrischer Stellmotor ausgebildet ist.

6. Kühlmittelkreislauf nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (27) als Unterdruckdose ausgebildet ist.

7. Kühlmittelkreislauf nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (27) als Elektromagnet ausgebildet ist.

8. Kühlmittelkreislauf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelpumpe (7) direkt an der Brennkraft maschine (2) angebracht ist, wobei das Ventil (9) innerhalb der Brennkraftmaschine (2) angeordnet ist.