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Die
Erfindung betrifft ein Kühlsystem
für ein Kraftfahrzeug
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Kühlung einer
Komponente eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs
22.
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DE 103 19 762 A1 beschreibt
einen Kühlkreislauf
eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, wobei ein Teil des
Kühlkreislaufs
zur Kühlung von
Ladeluft des Verbrennungsmotors abgezweigt wird. Der abgezweigte
Teil des Kühlkreislaufs
wird durch eine kühlmittelstrombetriebene
Turbinenpumpe umgewälzt,
wobei es in einer Ausführung
gemäß
6 ermöglicht ist,
die Turbinenpumpe über
ein stellbares Mehrwegventil zu überbrücken.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, ein Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug anzugeben,
dass zum einen die Kühlung
eines Fahrzeugmotors bereitstellt und zum anderen mit einfachen
Mitteln eine Niedertemperaturkühlung
eines weiteren Wärmetauschers bereitstellt.
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Diese
Aufgabe wird für
eine eingangs genannte Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die Anordnung der Pumpeneinheit in dem Hauptzweig wird eine
einfache Bauweise ermöglicht,
die insbesondere bei Fahrzeugmotoren mit einem bezüglich Bauraum oder
Anschlüssen
schwer zugänglichen
inneren Kühlmittelkreis
realisierbar ist.
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Vorteilhaft
ist zudem eine Zweigleitung vorgesehen, wobei die Zweigleitung von
dem Hauptzweig zu dem Niedertemperaturkühler führt. Eine solche Zweigleitung
ermöglicht
auf einfache Weise, dass der Niedertemperaturkühler in einer bestimmten Betriebsart
mit ausschließlich
von der Hauptpumpe umgewälztem
Kühlmittel
beschickt wird. Eine solche Betriebsart ist insbesondere in einer
Warmlaufphase des Fahrzeugmotors zweckmäßig, bei der keine Umwälzung des
Kühlmittels
in dem Hauptzweig erfolgt. In bevorzugter Weiterbildung zweigt dabei
die Zweigleitung in Strömungsrichtung nach
dem Fahrzeugmotor und vor der Hauptpumpe ab. Hierdurch wird der
Strömungswiderstand
der Hauptpumpe für
den abgezweigten Kühlmittelstrom vermieden,
wobei die Abzweigung nach dem Fahrzeugmotor baulich auf einfache
Weise und insbesondere in bestehende Systeme integrierbar ist.
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Allgemein
vorteilhaft umfasst die Pumpeneinheit eine kühlmittelbetriebene Turbine
und eine hiervon angetriebene Pumpe, wobei insbesondere Turbine
und Pumpe auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind. Eine solche
Pumpeneinheit ist zweckmäßig und
kostengünstig.
Aufgrund der Anordnung auf der gemeinsamen Welle werden Baukosten und
Bauteile gespart, wobei insbesondere bei einer optionalen Verbindung
der Kühlmittelkreise
durch den Kühlmittelkühler und
durch den Niedertemperaturkühler
keine aufwendigen Dichtungsmaßnahmen zwischen
Turbinen- und Pumpenteil der Pumpeneinheit erforderlich sind. Die
Pumpeneinheit kann bevorzugt aus Kunststoff ausgebildet sein und
allgemein Merkmale gemäß der eingangs
genannten Druckschrift
DE
103 19 762 A1 aufweisen.
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In
bevorzugter Weiterbildung umfasst der innere Kühlmittelkreis ein Drosselglied,
wobei ein Kühlmittelstrom
der Zweigleitung über
das Drosselglied ein stellbar ist. Über das Drosselglied wird auf
einfache Weise der Druckabfall über
der Zweigleitung und somit der Kühlmittelstrom
der Zweigleitung geregelt. Insbesondere in einer Warmlaufphase des
Motors, bei der die Zweigleitung durchströmt wird, ist eine Drosselung
des Kühlmittelstroms
im inneren Kühlkreis
des Fahrzeugmotors in weitem Rahmen unschädlich und führt ggf. vorteilhaft zu einer
schnelleren Erwärmung
des Fahrzeugmotors beim Kaltstart.
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In
vorteilhafter Ausbildung ist das Drosselglied als insbesondere thermomechanisches
Drosselventil in dem inneren Kühlmittelkreis
angeordnet. Unter einem thermomechanischen Ventil im Sinne der Erfindung
ist jedes Bauelement zu verstehen, das eine unmittelbare Umwandlung
von Wärme
in eine mechanische Kraft aufweist wie etwa Dehnstoffelemente, Bimetall-Elemente
und Ähnliches.
Unter diesen Begriff sind auch solche Bauteile zu erfassen, bei denen
die Regelcharakteristik des thermomechanischen Elements über z. B.
zusätzliche
elektrische Heizelemente beeinflussbar ist; derartige Bauteile sind
in Form von Thermostaten unter dem Begriff „Kennfeld-Thermostate" aus der Praxis bekannt.
Zur Ersparnis von Kosten und Bauraum ist es bevorzugt vorgesehen,
dass das Drosselglied als bauliche Einheit mit einem Abzweig der
Zweigleitung ausgebildet ist.
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In
weiterhin bevorzugter Ausführungsform
ist in dem Kühlmittelstrom
des Wärmetauschers
ein Drosselventil zur einstellbaren Begrenzung des Stroms durch
den Wärmetauscher
angeordnet. Hierdurch kann eine unmittelbare Begrenzung der durch den
Wärmetauscher
fließenden
Kühlmittelmenge eingestellt
werden, was z. B. dann von Vorteil sein kann, wenn der Wärmetauscher
in bestimmten Betriebszuständen
eine verringerte Kühlleistung
aufweisen soll oder wenn ein erhöhter
Kühlmittelstrom durch
den Fahrzeugmotor während
der Warmlaufphase angefordert wird. In diesem Zusammenhang kann
die Regelung des Drosselventils insbesondere von Parametern des durch
den Wärmetauscher
zu kühlenden
Elements oder allgemein von einer Regelelektronik des Fahrzeugs
abhängen.
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Allgemein
vorteilhaft ist es vorgesehen, dass zumindest bei einer vollständigen Öffnung des
Thermostaten der Kühlmittelstrom
durch den Fahrzeugmotor und der Kühlmittelstrom durch den Wärmetauscher
im wesentlichen getrennt sind. Hierdurch kann auch bei betriebswarmem
Fahrzeugmotor eine ausreichende Kühlung des durch den Wärmetauscher fließenden Kühlmittelstroms
erzielt werden. Bei betriebswarmen Fahrzeugmotoren hat der Kühlmittelstrom
austrittseitig des Motors typisch Temperaturen von bis zu 120°C, so dass
die Durchströmung
des Niedertemperaturkühlers
mit so heißem
Kühlmittel
zu keiner ausreichenden Kühlung
für die
Beschickung des Wärmetauschers
mehr führen
würde.
In dieser Betriebsart wird dann der von dem Motorkühlkreis getrennte
Kühlmittelstrom
durch Niedertemperaturkühler
und Wärmetauscher
mittels der Pumpeneinheit umgewälzt,
wobei die Antriebsenergie für
den Pumpenteil der Pumpeneinheit aus der Strömung des Fahrzeugmotor-Kühlmittels
in dem Hauptzweig abgegriffen wird.
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In
weiterhin vorteilhafter Ausführung
ist in dem Kühlmittelstrom
des Wärmetauschers
ein Rückschlagventil
angeordnet. Hierdurch kann auch bei Betriebsstörungen und ungünstigen
Druckverhältnissen
sichergestellt werden, dass das Kühlmittel in dem Zweig des Wärmetauschers
nur in definierter Richtung strömen
kann, wodurch insbesondere eine Unterversorgung des Fahrzeugmotors
mit Kühlmittel ausgeschlossen
wird.
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Allgemein
bevorzugt ist in Strömungsrichtung
nach dem Wärmetauscher
ein Abzweig angeordnet, wobei ein erster Zweig des Abzweigs als Rückführleitung
zu einem Kühlmittelkreis
des Fahrzeugmotors ausgebildet ist und wobei ein zweiter Zweig als
Rückführleitung
zu einer Pumpenseite der Pumpeneinheit ausgebildet ist. Über diesen
Abzweig kann in der ersten Betriebsart, insbesondere im Zuge des
Warmlaufens des Fahrzeugmotors, der Kühlmittel kreis durch den Wärmetauscher
unmittelbar über die
Hauptpumpe betrieben werden (Rückführung über den
ersten Zweig) und bei betriebswarmem Motor mittels der Rückführung über den
zweiten Zweig über
die Pumpeneinheit.
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In
vorteilhafter, weil Bauraum sparender und kostengünstiger
Ausführung
sind der Kühlmittelkühler und
der Niedertemperaturkühler
als bauliche Einheit ausgebildet. Die Kühler können z. B. im Bereich einer
Fahrzeugfront in der baulichen Einheit nebeneinander angeordnet
sein. Besonders bevorzugt sind die Kühler hintereinander angeordnet,
wobei der Niedertemperaturkühler
zweckmäßig bezüglich der Kühlluftströmung vor
dem Kühlmittelkühler angeordnet
ist. In vorteilhafter Weiterbildung umfasst die bauliche Einheit
zusätzlich
die Pumpeneinheit, wodurch ebenfalls die Kosten optimiert werden
und Bauraum eingespart wird. Zudem ergeben sich weniger potentielle
Schwachstellen durch Verbindungen von Schläuchen und Ähnlichem. In diesem Sinne ist ebenfalls
bevorzugt eine Zweigleitung zwischen dem Hauptzweig und einem Kühlmittelstrom
des Niedertemperaturkühlers
in der baulichen Einheit integriert sowie zweckmäßig auch ein Ventilglied zur
Einstellung eines Kühlmittelstroms
durch den Niedertemperaturkühler.
Besonders optimal ist es im Zuge der baulichen Integration der angesprochenen
Komponenten, dass letztlich eine Kühlerkomponente mit Zweigleitung,
Ventilmittel für
die Steuerung des Stroms durch die Zweigleitung und Pumpeneinheit bereitgestellt
wird, wobei die bauliche Einheit lediglich jeweils einen Einlass
und einen Auslass für
den Niedertemperaturkühler
und den Kühlmittelkühler aufweist.
Eine solche Einheit ist besonders leicht in bestehende Fahrzeugbauräume integrierbar
und insbesondere modular gegen bestehende Komponenten wie etwa konventionelle
Hauptkühler
ersetzbar.
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Durch
geeignete Anordnung von Zweigleitungen kann es vorteilhaft erreicht
werden, dass in der ersten Betriebsart der Kühlmittelstrom des Wärmetauschers
zuvor sowohl den Kühlmittelkühler als auch
den Niedertemperaturkühler
durchläuft.
Hierdurch wird in dieser Betriebsart bzw. in der Warmlauf phase des
Fahrzeugmotors eine besonders große Kühlleistung bereitgestellt,
so dass es insbesondere erreicht wird, dass die in den Wärmetauscher
eintretende Temperatur des Kühlmittels
trotz des vorherigen Durchlaufens des Fahrzeugmotors eine annähernd oder
gleich niedrige Temperatur aufweist wie im Normalbetrieb mit über die
Pumpeneinheit getrennten Kreisläufen.
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In
zweckmäßiger Ausführung ist
dabei die Pumpeneinheit stromabwärts
des Kühlmittelkühlers angeordnet,
so dass diese Einheit keinen zu durchströmenden Widerstand in der ersten
Betriebsart darstellt, insbesondere wenn der Kühlmittelstrom durch den Wärmetauscher
zwischen Kühlmittelkühler und Pumpeneinheit
abzweigt.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
ist der Wärmetauscher
ein Ladeluftkühler
für den
Fahrzeugmotor. Es kann sich dabei um den einzigen oder auch einen
zusätzlichen
Ladeluftkühler
handeln. Alternativ oder ergänzend
kann der Wärmetauscher
auch ein Abgaskühler,
insbesondere für
ein Abgasrückführsystem
des Fahrzeugmotors sein. Ebenso alternativ oder auch ergänzend kann
der Wärmetauscher
Wärme aus
einer elektrischen Energiequelle an das Kühlmittel abführen, wobei
das Fahrzeug insbesondere einen Hybridantrieb mit einem von der
Energiequelle versorgten Elektromotor aufweist. Grundsätzlich ist es
möglich,
dass in dem Niedertemperatur-Kühlkreis mehrere
Wärmetauscher
mit unterschiedlichen Kühlfunktionen
angeordnet sind, wobei die Anordnung seriell und/oder parallel sein
kann.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird für
ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 22 durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 22 gelöst.
Dadurch, dass die Selektion der Umwälzung des Kühlmittels über einen Thermostaten erfolgt,
können
Herstellungskosten und Aufwand und Störanfälligkeit des Systems verringert
werden. Der Thermostat ist dabei zweckmäßig zugleich der Hauptthermostat
des Kühlkreises
des Fahrzeugmotors.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
wird besonders bevorzugt mit einem Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis
21 durchgeführt.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend
beschriebenen Ausführungsbeispielen
sowie aus den abhängigen Ansprüchen.
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Nachfolgend
werden mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele
eines erfindungsgemäßen Kühlsystems
beschrieben und anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
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1 zeigt
eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kühlsystems.
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2 zeigt
das Kühlsystem
aus 1 in einer Warmlaufphase des Fahrzeugmotors.
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3 zeigt
das Kühlsystem
aus 1 in einem Betriebszustand mit betriebswarmem
Fahrzeugmotor.
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4 zeigt
eine zweite Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Kühlsystems.
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5 zeigt
das Kühlsystem
aus 4 in einer Warmlaufphase des Fahrzeugmotors.
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6 zeigt
das Kühlsystem
aus 4 in einem normalen Betriebszustand mit betriebswarmem Fahrzeugmotor.
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7 zeigt
eine dritte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Kühlsystems.
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8 zeigt
eine vierte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Kühlsystems.
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9 zeigt
das Kühlsystem
aus 8 in einer Warmlaufphase des Fahrzeugmotors.
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10 zeigt
das Kühlsystem
aus 8 in einem normalen Betriebszustand bei betriebswarmem Fahrzeugmotor.
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Das
Kühlsystem
gemäß 1 umfasst
einen inneren Kühlkreislauf
mit einer Hauptpumpe 1, einem der Hauptpumpe nachfolgenden
Fahrzeugmotor 2, z. B. ein Otto- oder Dieselmotor eines
Personenkraftwagens, ein dem Fahrzeugmotor 2 nachgeordnetes
Thermostat 3 und ein dem Thermostat 3 nachgeordnetes
und der Hauptpumpe 1 im inneren Kreislauf vorgeordnetes
Drosselventil 4.
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Zwischen
Thermostat 3 und Drosselventil 4 ist ein Abzweig 5 einer
Zweigleitung 6 vorgesehen, die eingangsseitig eines Niedertemperaturkühlers 7 in
einen Niedertemperatur-Kühlkreislauf
mündet,
der den Niedertemperaturkühler 7 und
diesem nachfolgend einen Wärmetauscher 16 umfasst. Über den Wärmetauscher 16 wird
vorliegend Ladeluft eines Verdichters 9, z. B. eines Abgasturboladers
des Verbrennungsmotors, gekühlt,
bevor diese dem Fahrzeugmotor 2 als Verbrennungsluft zugeführt wird.
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Von
dem Thermostat 3 führt
ein Hauptzweig des Kühlmittelstroms
des Fahrzeugmotors 2 durch einen Kühlmittelkühler 8 mit daran angeordnetem Lüfter 8a,
der bei betriebswarmem Motor 2 und entsprechend geöffnetem
Hauptthermostat 3 die Hauptkühlfunktion für den Motor 2 übernimmt.
Stromabwärts
des Thermostats 3 und vor dem Kühlmittelkühler 8 ist eine Pumpeneinheit 10 in
dem Hauptzweig angeordnet, wobei der Kühlmittelstrom des Hauptzweigs,
also der Strom durch den Kühlmittelkühler 8,
eine Antriebsturbine 10a der Pumpeneinheit 10 antreibt.
Die mechanische Antriebsenergie der Pumpeneinheit 10 stammt
somit letztlich von der Hauptpumpe 1, die in allgemein
bekannter Bauweise insbesondere in dem Fahrzeugmotor 2 integriert
sein kann und z. B. von einem Steuerriemen oder Nebenaggregate-Antriebsriemen des
Motors angetrieben sein kann.
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Eine
Pumpenseite 10b der Pumpeneinheit 10 ist vor dem
Niedertemperaturkühler 7 angeordnet, so
dass das Kühlmittel
mittels der Pumpeneinheit 10 durch Niedertemperaturkühler 7 und
nachfolgenden Wärmetauscher 16 gefördert werden
kann.
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Dem
Wärmetauscher 16 ist
ein Drosselventil 11 nachgeordnet, über das die Größe des Kühlmittelstroms
durch den Wärmetauscher 16 einstellbar
ist. Das Drosselventil 11 ist für den vorliegenden Aufbau des
ersten Ausführungsbeispiels
optional.
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Nach
dem Drosselventil 11 weist der Kühlkreislauf einen Abzweig 12 auf,
dessen erster Teilzweig 12a ausgangsseitig des Kühlmittelkühlers 8 und
vor der Hauptpumpe 1 in den Hauptzweig mündet. In
dem Zweig 12a ist ein Rückschlagventil 13 angeordnet, über das
sichergestellt ist, dass austrittsseitiges Kühlmittel des Kühlmittelkühlers 8 nicht
in den Zweig 12a eintreten kann, sondern zuverlässig in den
Fahrzeugmotor 2 rückgeführt wird.
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Ein
zweiter Zweig 12b des Abzweigs 12 führt ansaugseitig
zu der Pumpe 10b der Pumpeneinheit 10 zurück.
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Die
Erfindung funktioniert nun wie folgt:
In einer Warmlaufphase
des Verbrennungsmotors 2, die in 2 dargestellt
ist, ist der Thermostat 3 geschlossen, so dass die Hauptpumpe 1 lediglich
den inneren Kühlkreislauf
des Fahrzeugmotors 2 auf an sich bekannte Weise umwälzt. Allerdings
erfolgt nach dem Hauptthermostat 3 oder auch baulich integriert mit
dem Hauptthermostat 3 ein Abzweig 5 in eine Zweigleitung 6,
der in seinem Anteil über
das dem Abzweig 5 nachfolgende Drosselventil 4 einstellbar ist.
Dieser abgezweigte Teil des von der Hauptpumpe 1 geförderten
Kühlmittelstroms
tritt in den Niedertemperaturkühler 7 und
nachfolgend in den Wärmetauscher 16 ein,
wobei das durch den Niedertemperaturkühler 7 gekühlte Kühlmittel
erheblich geringere Temperaturen aufweist als das aus dem Motor 2 austretende
Kühlmittel.
Die Warmlaufphase von Verbrennungsmotoren erfolgt typisch bis zu
inneren Kreislauftemperaturen von rund 85°C (Beginn der Thermostatöffnung).
Es hat sich gezeigt, dass bei diesen Temperaturbereichen eine Kühlung durch
den Niedertemperaturkühler 7 regelmäßig ausreichend
ist, um eine indirekte Ladeluftkühlung
oder auch eine Abgaskühlung
zu ermöglichen.
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Die
in den Figuren punktiert dargestellten Kühlmittelleitungen werden in
dem jeweils gezeigten Betriebszustand (In 2: Warmlaufphase
des Motors) nicht durchströmt.
In der Warmlaufphase wird insbesondere die Pumpeneinheit 10 nicht
durchströmt,
so dass der gesamte durch den Wärmetauscher 16 fließende Kühlmittelstrom
durch die Hauptpumpe 1 gefördert wird.
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Der
Betriebszustand nach Öffnen
des Thermostats 3 bei betriebswarmem Verbrennungsmotor 2 ist
in 3 dargestellt. Hierbei wird die Zweigleitung 6 nicht
mehr von Kühlmittel
durchströmt,
da der innere Kühlmittelkreis
durch die Stellung des Thermostats 3 abgesperrt ist. Entsprechend
liegt keine Verbindung mehr zwischen dem Kühlmittelkreis des Fahrzeugmotors 2 und
dem Kühlmittelkreis
des Wärmetauschers 16 mit
Niedertemperaturkühler 7 vor.
Vielmehr existieren in diesem Zustand zwei getrennte Kreise, wobei
der eine ein Motor-Kühlmittelkreis
mit Hauptpumpe, Fahrzeugmotor, Thermostat, Turbinenseite 10a der
Pumpeneinheit 10 und Hauptkühler 8 ist. Der zweite
Kühlmittelkreis
ist ein Niedertemperatur-Kühlmittelkreis
mit Niedertemperaturkühler 7, Wärmetauscher 16,
Drosselventil 11 und Pumpenteil 10b der Pumpeneinheit 10.
Durch diese Trennung ist auch bei betriebswarmem Motor eine ausreichend niedrige
Kühlmitteltemperatur
am Wärmetauscher 16 ermöglicht.
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Eine
andere Ausführungsform
der Erfindung ist in 4 dargestellt. Hinsichtlich
der Konzeption des Motorkühlkreislaufs
ergibt sich hier der Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel, dass das Thermostat 3 ausgangsseitig
des Kühlmittelkühlers 8 und
vor der Hauptpumpe 1 angeordnet ist, was auch als „Eintrittsregelung" bezüglich des
Fahrzeugmotors 2 bezeichnet wird. Der Ab zweig 5 der
Zweigleitung 6 erfolgt im inneren Kreislauf vor dem Thermostat 3.
Da somit bei betriebswarmem Motor (siehe Darstellung nach 6)
immer ein gewisser Druckabfall über
der Zweigleitung 6 existieren würde, ist die Zweigleitung 6 über ein
geeignetes Mittel absperrbar ausgestaltet. Vorliegend ist diese
Absperrung als ein auf Zweigleitung 6 und Kühlleitung
des inneren Kreises wirkendes Drosselglied 14 ausgebildet,
wobei das Drosselglied 14 auch eine vollständige Absperrung
der Leitung 6 bewirken kann. Je nach Strömungswiderstand des
Hauptthermostaten 3 kann es sein, dass der Druckabfall über der
Zweigleitung 6 in der Warmlaufphase (siehe 5)
nicht ausreichend groß ist,
so dass das Drosselglied 14 eine Drosselung des inneren
Kreises zur Erhöhung
des Druckabfalls über
der Zweigleitung 6 bewirken kann. Anstelle dieser doppelten
Funktion einer wahlweisen Absperrung der Zweigleitung 6 in
normalem Betriebszustand (siehe 6) und einer
Drosselung der Leitung des inneren Kreises bei geöffneter
Zweigleitung (siehe 5) kann das Drosselglied 14 auch
als einfaches serielles Drosselventil in die Zweigleitung 6 integriert
sein. Dies ist insbesondere dann eine mögliche Lösung, wenn über den Strömungswiderstand des Hauptthermostats 3 ein
ausreichender Druckabfall für
die Zweigleitung 6 zur Verfügung steht.
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Das
Drosselglied 14 ist in bevorzugter Ausführung als thermomechanisches
Ventil ausgebildet. Hierdurch entfallen kostenintensive und störanfällige Steuerungsmittel,
wie es etwa bei elektromechanischen Stellventilen erforderlich wäre. Bevorzugt
ist das thermomechanische Drosselglied 14 analog zu einem
Kennfeld-Thermostaten ausgebildet ist, zum Beispiel durch Kombination
eines thermomechanischen Bauteil wie etwa ein Dehnstoffelement mit
einem ansteuerbaren elektrischen Heizelement zur Beeinflussung der
Regelcharakteristik des thermomechanischen Elements.
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Bei
dem dritten Ausführungsbeispiel
gemäß 7 handelt
es sich um eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach 4 bis 6.
Der Abzweig 5 der Zweigleitung 6 ist in diesem
Fall nach einem motoraustrittsseitigem Abzweig 15 des inneren Kreises
und unmittelbar vor der Antriebsseite 10a der Pumpeneinheit 10 angeordnet.
Das Drosselglied 14 ist als einstellbares, querschnittsverengendes
Drosselventil seriell in die Zweigleitung integriert. Eine Ausführung gemäß 7 ist
je nach gegebenem Bauraum besonders einfach und unter nur wenigen Änderungen
in ein Kraftfahrzeug integrierbar.
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Insbesondere
ist es bei einer Ausführung
gemäß 7 möglich, sämtliche
der mit A gekennzeichneten Komponenten (siehe gestrichelte Einfassung
A in 7) als bauliche Einheit zu integrieren. Dies sind
der Kühlmittelkühler 8,
der Niedertemperaturkühler 7,
die Pumpeneinheit 10 und das Drosselglied 14 sowie
die Zweigleitung 6. Diese so integrierte bauliche Einheit
ist im Idealfall ein Kühlermodul
mit lediglich zwei eingangsseitigen Anschlussleitungen und zwei
ausgangsseitigen Anschlussleitungen.
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Eine
solche Integration der Pumpe 10 und des Drosselglieds 14 kann
beispielsweise in einem Wasserkasten des Kühlmittelkühlers oder des Niedertemperaturkühlers erfolgen.
Der Wasserkasten könnte
dabei einen Teil des Pumpengehäuses
bilden. Es kann sich um den Wasserkasten eines Mehrkreiskühlers handeln,
also eines Verbundes von Hauptkühler
und Niedertemperaturkühler.
Hierbei kann es sich entweder um ein einreihiges System handeln,
bei dem der Niedertemperaturkühler 7 im gleichen
Kühlerblock
neben dem Kühlmittelkühler 8 angeordnet
ist, wobei insbesondere die Pumpeneinheit 10 im Trennwandbereich
integriert sein kann. Besonders bevorzugt kann es sich aber auch
um ein zweireihiges System handeln, bei dem Niedertemperaturkühler 7 und
Kühlmittelkühler 8 hintereinander, aber
als integrierte Komponente mit gemeinsamem, intern geteiltem Wasserkasten
ausgebildet sind, wobei bevorzugt die Pumpeneinheit 10 in
dem gemeinsamen Wasserkasten integriert ist.
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Bei
einer vierten Ausführungsform
gemäß 8 ist
im Unterschied zu den zuvor genannten Ausführungsformen die Pumpeneinheit 10 nach
dem Kühlmittelkühler 8 angeordnet.
Die Zweigleitung 6 zweigt über ihren Abzweig 5 austrittsseitig
des Kühlmittelkühlers 8,
aber noch vor der Pumpeneinheit 10 ab. In der Zweigleitung 6 ist
ein Drosselglied 14 zur Absperrung der Zweigleitung 6 im
Normalbetrieb des Kühlsystems
(siehe 10) angeordnet.
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Bei
dem Kühlsystem
gemäß 8 besteht der
Vorteil, dass in der Warmlaufphase des Motors (siehe 9)
das abgezweigte und den Wärmetauscher 16 durchfließende Kühlmittel
erst durch den Kühlmittelkühler 8 und
nachfolgend durch den Niedertemperaturkühler 7 strömt. Dies
hat günstig
zur Folge, dass im Fall der Warmlaufphase, bei der Wärmeenergie
des Fahrzeugmotors 2 in das später den Wärmetauscher 16 durchströmende Kühlmittel
eingetragen wird, eine besonders große Kühlkapazität durch Kombination der beiden
Kühler 7, 8 bereitgestellt
wird.
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Analog
zu der baulichen Integration A im dritten Ausführungsbeispiel liegen die Bauteile
gemäß der Kennzeichnung
B (siehe 8) im vierten Ausführungsbeispiel
baulich integriert vor, nämlich
Kühlmittelkühler 8,
Niedertemperaturkühler 7,
Zweigleitung 6, Drosselglied 14 und Pumpeneinheit 10.
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Es
versteht sich, dass je nach Anforderungen einzelne Merkmale der
verschiedenen Ausführungsformen
sinnvoll miteinander kombiniert werden können.