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DE102008037062A1 - Cooling device for a motor vehicle internal combustion engine and method for operating the same - Google Patents

Cooling device for a motor vehicle internal combustion engine and method for operating the same Download PDF

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DE102008037062A1
DE102008037062A1 DE200810037062 DE102008037062A DE102008037062A1 DE 102008037062 A1 DE102008037062 A1 DE 102008037062A1 DE 200810037062 DE200810037062 DE 200810037062 DE 102008037062 A DE102008037062 A DE 102008037062A DE 102008037062 A1 DE102008037062 A1 DE 102008037062A1
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DE
Germany
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coolant
internal combustion
heat exchanger
combustion engine
subcircuit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE200810037062
Other languages
German (de)
Inventor
Werner Dipl.-Ing. Mietschnig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Publication date
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Priority to EP09776737.0A priority patent/EP2307678B1/en
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    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
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    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/165—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control characterised by systems with two or more loops
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kühlung einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine in einem Kühl-Kreislauf mit einer Kühlmittel-Pumpe, einem Brennkraftmaschinen-Gehäuse, einem Abgasrückführ-Wärmetauscher, einem Kühlmittel-Thermostatventil und einem Kühlmittel-Wärmetauscher, wobei die Kühlmittel-Pumpe, der Abgasrückführ-Wärmetauscher und das Kühlmittel-Thermostatventil von einem ersten Kühlmittel-Teilkreislauf und die Kühlmittel-Pumpe, das Brennkraftmaschinen-Gehäuse und das Kühlmittel-Thermostatventil von einem zweiten Kühlmittel-Teilkreislauf umfasst sind sowie ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Kühleinrichtung, wobei bei einer Temperatur der Brennkraftmaschine unterhalb eines vorbestimmten ersten Wertes ein erstes Absperrventil geschlossen ist und ein Kühlmittelumlauf im zweiten Kühlmittel-Teilkreislauf im Wesentlichen unterbunden ist, sodass das Kühlmittel im Wesentlichen im ersten Kühlmittel-Teilkreislauf umläuft.The invention relates to a device for cooling a motor vehicle internal combustion engine in a cooling circuit with a coolant pump, an engine housing, an exhaust gas recirculation heat exchanger, a coolant thermostatic valve and a coolant heat exchanger, wherein the coolant pump, the exhaust gas recirculation Heat exchanger and the coolant thermostatic valve from a first coolant subcircuit and the coolant pump, the engine housing and the coolant thermostatic valve from a second coolant subcircuit are included and a method of operating such a cooling device, wherein at a temperature of the Internal combustion engine below a predetermined first value, a first shut-off valve is closed and a coolant circulation in the second coolant subcircuit is substantially prevented, so that the coolant circulates substantially in the first coolant subcircuit.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kühlung einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine in einem Kühl-Kreislauf mit einer Kühlmittel-Pumpe, einem Brennkraftmaschinen-Gehäuse, einem Abgasrückführ-Wärmetauscher, einem Kühlmittel-Thermostatventil und einem Kühlmittel-Wärmetauscher sowie ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Kühleinrichtung.The The invention relates to a device for cooling a motor vehicle internal combustion engine in a cooling circuit with a coolant pump, an engine casing, an exhaust gas recirculation heat exchanger, a coolant thermostatic valve and a coolant heat exchanger and a method of operating such a cooling device.

Bei brennkraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeugen mit einer derartigen bekannten Einrichtung zur Kühlung der Brennkraftmaschine wird das Kühlmittel mittels der Kühlmittel-Pumpe umgewälzt und durchströmt auch in einer Startphase oder bei geringer Last der Brennkraftmaschine nicht nur den Abgasrückführ-Wärmetauscher, sondern auch das Brennkraftmaschinen-Gehäuse. Bei erreichen einer vorgegebenen Grenztemperatur schaltet das Kühlmittel-Thermostatventil den Kühlmittel-Wärmetauscher zu. Damit wird eine übermäßige thermische Belastung der Brennkraftmaschine insbesondere bei hoher Last verhindert.at Engine-powered vehicles with such known device for cooling the internal combustion engine is the coolant by means of the coolant pump circulated and flows through even in a starting phase or at low load of the internal combustion engine not just the exhaust gas recirculation heat exchanger, but also the engine case. When reaching a predetermined Limit temperature switches the coolant thermostatic valve to the coolant heat exchanger. This will be an excessive thermal load prevents the internal combustion engine, especially at high load.

Allerdings ist eine Kühlmitteldurchströmung der Brennkraftmaschine bereits in der Startphase oder bei geringer Last der Brennkraftmaschine hinsichtlich ihrer thermischen Belastung oft gar nicht erforderlich und die von der Brennkraftmaschine in das Kühlmittel eingetragen Wärme trägt zu einer verringerten Kühlleistung im Abgasrückführ-Wärmetauscher bei.Indeed is a coolant flow through the Internal combustion engine already in the starting phase or at low load the internal combustion engine with regard to their thermal load often not necessary and that of the internal combustion engine in the coolant entered heat contributes a reduced cooling capacity in the exhaust gas recirculation heat exchanger at.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Einrichtung zur Kühlung einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine bereit zu stellen, bei der einen Kühlung der Brennkraftmaschine nur dann erfolgt, wenn dies insbesondere unter thermischen Gesichtspunkten erforderlich ist und ansonsten einen Wärmeeintrag in das Kühlmittel gering zu halten, um eine möglichst effiziente Kühlung des rückgeführten Abgases mittels des kühlmitteldurchströmten Abgasrückführ-Wärmetauschers zu erzielen.Of the Invention is therefore based on the object, an aforementioned Cooling device a motor vehicle internal combustion engine to provide, in the a cooling the internal combustion engine takes place only if this particular under thermal considerations is required and otherwise one heat input low in the coolant to keep one as possible efficient cooling the recirculated exhaust gas by means of the coolant-flowed exhaust gas recirculation heat exchanger achieve.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einer Einrichtung zur Kühlung einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1, indem die Kühlmittel-Pumpe, der Abgasrückführ-Wärmetauscher und das Kühlmittel-Thermostatventil von einem ersten Kühlmittel-Teilkreislauf und die Kühlmittel-Pumpe, das Brennkraftmaschinen-Gehäuse und das Kühlmittel-Thermostatventil von einem zweiten Kühlmittel-Teilkreislauf umfasst sind. Dadurch ist eine gesonderte Regelung der Durchströmung insbesondere des Brennkraftmaschinen-Gehäuses einerseits und andererseits insbesondere des Abgasrückführ-Wärmetauschers ermöglicht, sodass eine Durchströmung des Brennkraftmaschinen-Gehäuses und damit ein Wärmeeintrag in das Kühlmittel im Wesentlichen unterbunden werden kann und dennoch eine Durchströmung des Abgasrückführ-Wärmetauscher möglich ist.The solution The object is achieved with a device for cooling a motor vehicle internal combustion engine with the features of claim 1, by the coolant pump, the exhaust gas recirculation heat exchanger and the coolant thermostatic valve from a first refrigerant subcircuit and the coolant pump, the engine casing and the coolant thermostatic valve from a second refrigerant subcircuit are included. This is a separate regulation of the flow in particular of the engine casing on the one hand and, on the other hand, in particular of the exhaust gas recirculation heat exchanger allows so that a flow of the engine casing and thus a heat input into the coolant can be substantially prevented and yet a flow through the Exhaust gas recirculation heat exchanger possible is.

Außerdem wird die Erfindung mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst, indem bei einer Temperatur der Brennkraftmaschine unterhalb eines vorbestimmten ersten Wertes ein erstes Absperrventil geschlossen ist und ein Kühlmittelumlauf im zweiten Kühlmittel-Teilkreislauf im Wesentlichen unterbunden ist, sodass das Kühlmittel im Wesentlichen im ersten Kühlmittel-Teilkreislauf umläuft.In addition, will the invention with a method having the features of the claim 5 solved by at a temperature of the internal combustion engine below a predetermined first value, a first shut-off valve is closed and a coolant circulation in the second coolant subcircuit is substantially prevented, so that the coolant substantially in first coolant subcircuit circulates.

Besonders bevorzugte Ausführungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.Especially preferred embodiments and further developments of the cooling device according to the invention and of the method according to the invention are Subject of the dependent claims.

Bei einer sehr vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist ein erstes Absperrventil zum Öffnen oder Schließen des zweiten Kühlmittel-Teilkreislaufs vorgesehen. Damit kann eine Durchströmung des zweiten Kühlmittel-Teilkreislaufs, insbesondere des Brennkraftmaschinen-Gehäuses, im Wesentlichen unterbunden werden.at a very advantageous embodiment The invention relates to a first shut-off valve for opening or closing the second coolant subcircuit provided. This can be a flow the second coolant subcircuit, in particular of the internal combustion engine housing, substantially suppressed become.

Als zweckmäßig wird es angesehen, wenn bei einer Kühleinrichtung mit einem Kühlmittel-Wärmetauscher im zweiten Kühlmittel-Teilkreislauf das Kühlmittel-Thermostatventil eine Kühlmitteldurchströmung des Kühlmittel-Wärmetauscher regelt, sodass eine Kühlung des Kühlmittels nur dann erfolgt, wenn dies insbesondere aufgrund der thermischen Belastung der Brennkraftmaschine und/oder der Anforderungen an die Kühlung des rückgeführten Abgases erforderlich ist.When becomes appropriate viewed it when at a refrigeration facility with a coolant heat exchanger in the second coolant subcircuit the coolant thermostatic valve a coolant flow of the Coolant heat exchanger regulates so that a cooling of the coolant only if this is due in particular to the thermal load the internal combustion engine and / or the cooling requirements of recirculated exhaust gas is required.

Vorzugsweise ist bei einer Kühleinrichtung mit einem Heizungs-Wärmetauscher dieser von einem dritten Kühlmittel-Teilkreislauf umfasst und es ist ein zweites Absperrventil zum Öffnen oder Schließen des dritten Kühlmittel-Teilkreislaufs vorgesehen. Damit kann der Heizungs-Wärmetauscher dem ersten und/oder zweiten Kühlmittel-Teilkreislauf bedarfsweise zugeschaltet oder davon abgeschaltet werden.Preferably is with a cooling device with a heating heat exchanger this from a third coolant subcircuit includes and there is a second shut-off valve for opening or Close the third coolant subcircuit intended. This allows the heating heat exchanger the first and / or second coolant subcircuit if necessary, switched on or switched off.

Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass bei einer Temperatur der Brennkraftmaschine oberhalb eines vorbestimmten ersten Wertes das erste Absperrventil geöffnet ist und das Kühlmittel sowohl im ersten und als auch im zweiten Kühlmittel-Teilkreislauf umläuft. Bei diesem Betriebszustand hat die Kühlung der Brennkraftmaschine Vorrang vor der Anforderung, das rückgeführte Abgas zu kühlen.A preferred development of the method is characterized characterized in that at a temperature of the internal combustion engine above a predetermined first value, the first shut-off valve is opened and the coolant circulates both in the first and in the second coolant subcircuit. at this operating state has the cooling the engine takes priority over the request, the recirculated exhaust gas to cool.

Sehr vorteilhaft ist es, wenn das Kühlmittel-Thermostatventil bei einer Temperatur der Brennkraftmaschine unterhalb eines vorbestimmten zweiten Wertes eine Durchströmung des Kühlmittel-Wärmetauschers unterbindet und diese bei einer Temperatur der Brennkraftmaschine oberhalb des vorbestimmten zweiten Wertes ermöglicht. Damit ist die Regelung des Kühlmittel-Thermostatventils grundsätzlich von dem vorbestimmten ersten Wert, nach dem das erste Absperrventil geregelt ist, unabhängig, jedoch können der erste und der zweite vorbestimmte Wert auch zumindest annähernd gleich sein.It is very advantageous if the coolant thermostatic valve at a temperature of the Brenn engine below a predetermined second value prevents flow through the coolant heat exchanger and this allows at a temperature of the internal combustion engine above the predetermined second value. Thus, the regulation of the coolant thermostatic valve is basically independent of the predetermined first value, after which the first shut-off valve is regulated, but the first and second predetermined values may also be at least approximately equal.

Zweckmäßigerweise öffnet oder schließt das zweite Absperrventil abhängig von der Temperatur der Brennkraftmaschine, der Außentemperatur, einer fahrerseitigen Heizanforderung und/oder anderer Parameter, sodass ein Kühlmittelumlauf im dritten Kühlmittel-Teilkreislauf im Wesentlichen unterbunden ist oder das Kühlmittel sowohl im ersten und/oder zweiten als auch im dritten Kühlmittel-Teilkreislauf umläuft.Appropriately opens or includes the second shut-off valve dependent from the temperature of the internal combustion engine, the outside temperature, a driver-side heating request and / or other parameters, so that a coolant circulation in the third coolant subcircuit is essentially suppressed or the coolant in both the first and / or second as well as in the third coolant subcircuit circulates.

Nachfolgen wird ein besonders zu bevorzugendes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert, dabei zeigen schematisch und beispielhaftFollow becomes a particularly preferable embodiment of the invention with reference to figures closer explains thereby show schematically and by way of example

1 eine Einrichtung zur Kühlung einer Kraftfahrzeug-Brennkraft-maschine in einem Kühl-Kreislauf in einem Betriebszustand, in dem eine Kühlung der Brennkraftmaschine nicht erforderlich ist, 1 a device for cooling a motor vehicle internal combustion engine in a cooling circuit in an operating state in which cooling of the internal combustion engine is not required,

2 eine Einrichtung zur Kühlung einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine in einem Kühl-Kreislauf in einem Betriebszustand, in dem eine Kühlung der Brennkraftmaschine erforderlich ist und 2 a device for cooling a motor vehicle internal combustion engine in a cooling circuit in an operating state in which cooling of the internal combustion engine is required and

3 eine Einrichtung zur Kühlung einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine in einem Kühl-Kreislauf in einem Betriebszustand, in dem eine Kühlung der Brennkraftmaschine und zusätzlich eine Kühlung des Kühlmittels erforderlich ist. 3 a device for cooling a motor vehicle internal combustion engine in a cooling circuit in an operating state in which cooling of the internal combustion engine and additionally cooling of the coolant is required.

1 zeigt eine Einrichtung zur Kühlung einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine in einem Kühl-Kreislauf in einem Betriebszustand, in dem eine Kühlung der Brennkraftmaschine nicht erforderlich ist, in 2 ist diese Einrichtung in einem Betriebszustand, in dem eine Kühlung der Brennkraftmaschine und in 3 in einem Betriebszustand, in dem zusätzlich eine Kühlung des Kühlmittels erforderlich ist, dargestellt. 1 shows a device for cooling a motor vehicle internal combustion engine in a cooling circuit in an operating state in which a cooling of the internal combustion engine is not required, in 2 this device is in an operating state in which a cooling of the internal combustion engine and in 3 in an operating condition in which additionally cooling of the coolant is required.

Die Figuren zeigen eine Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine mit Kühl-Kreislauf. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise ein LKW oder PKW, die Brennkraftmaschine ist insbesondere eine kohlenwasserstoffbetriebene Hubkolben-Brennkraftmaschine und das Kühlmittel ist zweckmäßigerweise wasserbasiert mit Additiven zur Verbesserung der Korrosionsschutzwirkung und Senkung des Gefrierpunktes.The Figures show a motor vehicle internal combustion engine with cooling circuit. The car is preferably a truck or car, the internal combustion engine is particular a hydrocarbon powered reciprocating internal combustion engine and the coolant is suitably water-based with additives to improve the anti-corrosive effect and lowering of freezing point.

Die Brennkraftmaschine umfasst ein Brennkraftmaschinen-Gehäuse mit Kurbelgehäuse 208 und Zylinderkopf 210, das Kanäle zur Kühlmitteldurchströmung aufweist. Zur Kühlmittel Zu- und Abströmung sind am Brennkraftmaschinen-Gehäuse mehrere Kühlmittel-Ein- und Auslässe vorgesehen. Eine Kühlmittel-Pumpe 102 dient zur Umwälzung des Kühlmittels. Vorliegend ist im Bereich des Kurbelgehäuses 208 kühlmittelpumpenseitig ein erster Kühlmittel-Einlass vorgesehen. Ein erster Kühlmittel-Auslass ist ebenfalls im Bereich des Kurbelgehäuses 208 vorgesehen und führt zu einem Abgasrückführ-Wärmetauscher 104.The internal combustion engine includes an engine crankcase housing 208 and cylinder head 210 having channels for coolant flow. For coolant inflow and outflow several coolant inlets and outlets are provided on the engine casing. A coolant pump 102 serves to circulate the coolant. In the present case is in the range of the crankcase 208 Coolant pump side provided a first coolant inlet. A first coolant outlet is also in the area of the crankcase 208 provided and leads to an exhaust gas recirculation heat exchanger 104 ,

Der Abgasrückführ-Wärmetauscher 104 ist einerseits kühlmittel- und andererseits abgasdurchströmt, sodass zwischen Kühlmittel und Abgas zur Kühlung des Abgases ein Wärmeübergang statt finden kann. Stromab des Abgasrückführ-Wärmetauschers 104 ist im Kühlkreislauf ein Kühlmittel-Thermostatventil 106 angeordnet, von dem ausgehend eine Kühlmittel-Leitung wieder zur Kühlmittel-Pumpe 102 führt.The exhaust gas recirculation heat exchanger 104 on the one hand coolant and on the other hand exhaust gas flows through, so that between the coolant and exhaust gas for cooling the exhaust gas, a heat transfer can take place. Downstream of the exhaust gas recirculation heat exchanger 104 is in the cooling circuit a coolant thermostatic valve 106 arranged, starting from a coolant line again to the coolant pump 102 leads.

Im Bereich des Zylinderkopfes 210 ist ein zweiter Kühlmittel-Auslass vorgesehen, von dem ausgehend ein Kühlmittel-Leitungszweig über einen Kühlmittel-Ausgleichsbehälter 214 zur Kühlmittel-Pumpe 102 und ein anderer Kühlmittel-Leitungszweig über einen Kühlmittel-Wärmetauscher 216 zum Kühlmittel-Thermostatventil 106 führt. Der Kühlmittel-Wärmetauscher 216 ist einerseits kühlmittel- und andererseits luftdurchströmt, sodass zwischen Kühlmittel und Luft zur Kühlung des Kühlmittels ein Wärmeübergang statt finden kann.In the area of the cylinder head 210 a second coolant outlet is provided, starting from which a coolant line branch via a coolant surge tank 214 to the coolant pump 102 and another coolant conduit branch via a coolant heat exchanger 216 to the coolant thermostatic valve 106 leads. The coolant heat exchanger 216 on the one hand coolant and on the other hand flows through air, so that between the coolant and air for cooling the coolant heat transfer can take place.

Ein dritter Kühlmittel-Auslass im Bereich des Kurbelgehäuses 208 ist über einen Ölkühler 212 mit einem zweiten Kühlmittel-Einlass im Zylinderkopfbereich verbunden. Der Ölkühler 212 ist einerseits kühlmittel- und andererseits öldurchströmt, sodass zwischen Kühlmittel und Öl zur Kühlung des Öls ein Wärmeübergang statt finden kann. Das Öl dient beispielsweise zur Schmierung und Kühlung der Brennkraftmaschine.A third coolant outlet in the area of the crankcase 208 is over an oil cooler 212 connected to a second coolant inlet in the cylinder head area. The oil cooler 212 on the one hand coolant and on the other hand oil flows through, so that between the coolant and oil to cool the oil, a heat transfer can take place. The oil is used for example for lubrication and cooling of the internal combustion engine.

Stromab des Abgasrückführ-Wärmetauschers 104 zweigt eine Kühlmittel-Leitung ab, die zunächst zu einem ersten Absperrventil 402 führt und von dort ausgehend, sich verzweigend, einerseits in die vom zweiten Kühlmittel-Auslass im Bereich des Zylinderkopfes 210 kommenden Kühlmittel-Leitung mündet und andererseits über ein zweites Absperrventil 404 und einen Heizungs-Wärmetauscher 318 führt und in die zur Kühlmittel-Pumpe 102 führende Leitung mündet. Der Heizungs-Wärmetauscher 318 ist einerseits kühlmitteldurchströmt und andererseits von einem Heizmittel zur Heizung des Kraftfahrzeug-Innenraumes durchströmt, sodass zwischen Kühlmittel und Heizungs-Heizmittel ein Wärmeübergang statt finden kann. In der zum Heizungs-Wärmetauscher 318 führenden Leitung ist eine weitere Pumpe 320 angeordnet. Die Absperrventile 402 und 404 sind vorliegend gemeinsam als 3/2-Wege-Ventil ausgeführt.Downstream of the exhaust gas recirculation heat exchanger 104 branches off a coolant line, the first to a first shut-off valve 402 leads and starting from there, branching, on the one hand into the second coolant outlet in the region of the cylinder head 210 coming coolant line opens and on the other hand via a second shut-off valve 404 and a heating heat exchanger 318 leads and into the coolant pump 102 leading line opens. The heating heat exchanger 318 on the one hand coolant flows through and on the other hand flows through by a heating means for heating the motor vehicle interior, so that a heat transfer can take place between the coolant and heating heating means. In the to the heat exchanger 318 leading line is another pump 320 arranged. The shut-off valves 402 and 404 are here jointly designed as a 3/2-way valve.

In 1, die einen Betriebszustand zeigt, in dem eine Kühlung der Brennkraftmaschine nicht erforderlich ist, das rückgeführte Abgas jedoch gekühlt wird, ist ein erster Kühlmittel-Teilkreislauf 100 mit durchgezogener Linie dargestellt, die übrigen Bereiche des Kühlmittel-Kreislaufs sind punktiert dargestellt. In 2, die einen Betriebszustand zeigt, in dem eine Kühlung der Brennkraftmaschine erforderlich ist, ist neben dem ersten, mit durchgezogener Linie dargestellten Kühlmittel-Teilkreislauf 100 ein zweiter Kühlmittel-Teilkreislauf 200 mit gestrichelter Linie dargestellt. In 3 ist punktier ein dritter Kühlmittel-Teilkreislauf 300 dargestellt.In 1 , which shows an operating state in which cooling of the internal combustion engine is not required, but the recirculated exhaust gas is cooled, is a first refrigerant partial circuit 100 shown by a solid line, the remaining areas of the coolant circuit are shown dotted. In 2 , which shows an operating condition in which cooling of the internal combustion engine is required, is in addition to the first, shown in solid line coolant subcircuit 100 a second coolant subcircuit 200 shown with a dashed line. In 3 punktpunktier is a third coolant subcircuit 300 shown.

Der erste Kühlmittel-Teilkreislauf 100 umfasst die Kühlmittel-Pumpe 102, den Abgasrückführ-Wärmetauscher 104 und das Kühlmittel-Thermostatventil 106, der zweite Kühlmittel-Teilkreislauf 200 umfasst die Kühlmittel-Pumpe 102, das Brennkraftmaschinen-Gehäuse 208, 210 und das Kühlmittel-Thermostatventil 106.The first coolant subcircuit 100 includes the coolant pump 102 , the exhaust gas recirculation heat exchanger 104 and the coolant thermostatic valve 106 , the second refrigerant subcircuit 200 includes the coolant pump 102 , the engine casing 208 . 210 and the coolant thermostatic valve 106 ,

In einem Betriebszustand, in dem eine Kühlung der Brennkraftmaschine nicht erforderlich ist, das rückgeführte Abgas jedoch gekühlt wird (1), ist das erste Absperrventil 402 geschlossen, sodass eine ein Kühlmittelumlauf im zweiten Kühlmittel-Teilkreislauf 200 im Wesentlichen unterbunden ist. Das Kühlmittel wird daher im ersten Kühlmittel-Teilkreislauf 100 von der Kühlmittel-Pumpe 102 zum Kurbelgehäuse 208 gefördert, durchströmt dieses jedoch nur auf sehr kurzem Weg, um ohne wesentliche Wärmeaufnahme zum Abgasrückführ-Wärmetauscher 104 zu strömen. Weiter strömt das Kühlmittel zum Kühlmittel-Thermostatventil 106 und zurück zur Kühlmittel-Pumpe 102. Eine Kühlmittelströmung durch das Kurbelgehäuse 208, den Zylinderkopf 210 und den Kühlmittel-Wärmetauscher 216 ist unterbunden. Ebenfalls unterbunden ist eine Durchströmung des Heizungs-Wärmetauschers 318, indem das zweite Absperrventil 404 geschlossen ist.In an operating state in which cooling of the internal combustion engine is not required, but the recirculated exhaust gas is cooled ( 1 ), is the first shut-off valve 402 closed, so that a coolant circulation in the second coolant subcircuit 200 is essentially suppressed. The coolant is therefore in the first coolant subcircuit 100 from the coolant pump 102 to the crankcase 208 promoted, but flows through this only a very short way to without significant heat absorption to the exhaust gas recirculation heat exchanger 104 to stream. Further, the coolant flows to the coolant thermostatic valve 106 and back to the coolant pump 102 , A coolant flow through the crankcase 208 , the cylinder head 210 and the coolant heat exchanger 216 is stopped. Also prevented is a flow through the heating heat exchanger 318 by the second shut-off valve 404 closed is.

In einem Betriebszustand, in dem eine Kühlung der Brennkraftmaschine erforderlich ist (2), ist das erste Absperrventil 402 geöffnet, sodass das Kühlmittel sowohl im ersten Kühlmittel-Teilkreislauf 100 und als auch im zweiten Kühlmittel-Teilkreislauf 200 umläuft. Eine Durchströmung des Abgasrückführ-Wärmetauscher 104 im ersten Kühlmittel-Teilkreislauf 100 erfolgt wie oben beschrieben. Zusätzlich wird der zweite Kühlmittel-Teilkreislauf 200 durchströmt. Dabei sperrt gemäß 2 das Kühlmittel-Thermostatventil 106 eine Durchströmung des Kühlmittel-Wärmetauschers 216, sodass das Kühlmittel ausgehend vom Zylinderkopf 210 zwischen den Absperrventilen 404 und 402 einströmt und nachfolgend durch das Thermostatventil 106 zur Kühlmittel-Pumpe 102 strömt.In an operating state in which cooling of the internal combustion engine is required ( 2 ), is the first shut-off valve 402 open so that the coolant in both the first coolant subcircuit 100 and in the second refrigerant subcircuit 200 circulates. A flow through the exhaust gas recirculation heat exchanger 104 in the first coolant subcircuit 100 takes place as described above. In addition, the second refrigerant partial circuit 200 flows through. It locks according to 2 the coolant thermostatic valve 106 a flow through the coolant heat exchanger 216 so that the coolant starting from the cylinder head 210 between the shut-off valves 404 and 402 flows in and then through the thermostatic valve 106 to the coolant pump 102 flows.

In dem in 3 dargestellten Betriebszustand, in dem eine Kühlung der Brennkraftmaschine und zusätzlich eine Kühlung des Kühlmittels erforderlich ist, ermöglicht das Thermostatventil 106 eine Durchströmung des Kühlmittel-Wärmetauschers 216, sodass das Kühlmittel ausgehend vom Zylinderkopf 210 den Kühlmittel-Wärmetauscher 216 durchströmt und nachfolgend durch das Thermostatventil 106 zur Kühlmittel-Pumpe 102 strömt. Mittels des zweiten Absperrventils 404 wird eine Durchströmung des Heizungs-Wärmetauschers 318 geregelt.In the in 3 shown operating state in which a cooling of the internal combustion engine and in addition a cooling of the coolant is required, allows the thermostatic valve 106 a flow through the coolant heat exchanger 216 so that the coolant starting from the cylinder head 210 the coolant heat exchanger 216 flows through and then through the thermostatic valve 106 to the coolant pump 102 flows. By means of the second shut-off valve 404 is a flow through the heating heat exchanger 318 regulated.

Mit der Erfindung kann eine Verbrauchsabsenkung insbesondere auch in besonderen Fahrzyklen für Emissions- und Verbrauchsmessungen, wie dem Europäischer Fahrzyklus für Emissions- und Verbrauchsmessungen auf Rollenprüfständen (MVEG-Zyklus) erzielt werden.With The invention can be a consumption reduction especially in special driving cycles for Emission and consumption measurements, such as the European Driving Cycle for emission and consumption measurements on chassis dynamometers (MVEG cycle) become.

Claims (8)

Einrichtung zur Kühlung einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine in einem Kühl-Kreislauf mit einer Kühlmittel-Pumpe (102), einem Brennkraftmaschinen-Gehäuse (208, 210), einem Abgasrückführ-Wärmetauscher (104), einem Kühlmittel-Thermostatventil (106) und einem Kühlmittel-Wärmetauscher (216), dadurch gekennzeichnet, dass – die Kühlmittel-Pumpe (102), der Abgasrückführ-Wärmetauscher (104) und das Kühlmittel-Thermostatventil (106) von einem ersten Kühlmittel-Teilkreislauf (100) und – die Kühlmittel-Pumpe (102), das Brennkraftmaschinen-Gehäuse (208, 210) und das Kühlmittel-Thermostatventil (106) von einem zweiten Kühlmittel-Teilkreislauf (200) umfasst sind.Device for cooling a motor vehicle internal combustion engine in a cooling circuit with a coolant pump ( 102 ), an internal combustion engine housing ( 208 . 210 ), an exhaust gas recirculation heat exchanger ( 104 ), a coolant thermostatic valve ( 106 ) and a coolant heat exchanger ( 216 ), characterized in that - the coolant pump ( 102 ), the exhaust gas recirculation heat exchanger ( 104 ) and the coolant thermostatic valve ( 106 ) from a first coolant subcircuit ( 100 ) and - the coolant pump ( 102 ), the engine housing ( 208 . 210 ) and the coolant thermostatic valve ( 106 ) from a second coolant subcircuit ( 200 ) are included. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein erstes Absperrventil (402) zum Öffnen oder Schließen des zweiten Kühlmittel-Teilkreislaufs (200).Cooling device according to claim 1, characterized by a first shut-off valve ( 402 ) for opening or closing the second coolant subcircuit ( 200 ). Kühleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen Kühlmittel-Wärmetauscher (216) im zweiten Kühlmittel-Teilkreislauf (200), dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel-Thermostatventil (106) eine Kühlmitteldurchströmung des Kühlmittel-Wärmetauscher (216) regelt.Cooling device according to one of the preceding claims, comprising a coolant heat exchanger ( 216 ) in the second coolant subcircuit ( 200 ), characterized in that the coolant thermostatic valve ( 106 ) a coolant flow through the coolant heat exchanger ( 216 ) regulates. Kühleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen Heizungs-Wärmetauscher (318), dadurch gekennzeichnet, dass der Heizungs-Wärmetauscher (318) von einem dritten Kühlmittel-Teilkreislauf (300) umfasst ist und ein zweites Absperrventil (404) zum Öffnen oder Schließen des dritten Kühlmittel-Teilkreislaufs (300) vorgesehen ist.Cooling device according to one of the preceding claims, comprising a heating heat exchanger ( 318 ), characterized in that the heating heat exchanger ( 318 ) from a third coolant subcircuit ( 300 ) and a second shut-off valve ( 404 ) for opening or closing the third coolant subcircuit ( 300 ) is provided. Verfahren zum Betreiben einer Kühleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Temperatur der Brennkraftmaschine unterhalb eines vorbestimmten ersten Wertes das erste Absperrventil (402) geschlossen ist und ein Kühlmittelumlauf im zweiten Kühlmittel-Teilkreislauf (200) im Wesentlichen unterbunden ist, sodass das Kühlmittel im Wesentlichen im ersten Kühlmittel-Teilkreislauf (100) umläuft.Method for operating a cooling device according to one of the preceding claims, characterized in that at a temperature of the internal combustion engine below a predetermined first value, the first shut-off valve ( 402 ) is closed and a coolant circulation in the second coolant subcircuit ( 200 ) is substantially prevented, so that the coolant substantially in the first coolant subcircuit ( 100 ) rotates. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Temperatur der Brennkraftmaschine oberhalb eines vorbestimmten ersten Wertes das erste Absperrventil (402) geöffnet ist und das Kühlmittel sowohl im ersten (100) und als auch im zweiten Kühlmittel-Teilkreislauf (200) umläuft.A method according to claim 5, characterized in that at a temperature of the internal combustion engine above a predetermined first value, the first shut-off valve ( 402 ) is open and the coolant both in the first ( 100 ) and in the second coolant subcircuit ( 200 ) rotates. Verfahren nach einem der Ansprüche 5–6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel-Thermostatventil (106) bei einer Temperatur der Brennkraftmaschine unterhalb eines vorbestimmten zweiten Wertes eine Durchströmung des Kühlmittel-Wärmetauschers (216) unterbindet und bei einer Temperatur der Brennkraftmaschine oberhalb eines vorbestimmten zweiten Wertes eine Durchströmung des Kühlmittel-Wärmetauschers (216) ermöglicht.Method according to one of claims 5-6, characterized in that the coolant thermostatic valve ( 106 ) at a temperature of the internal combustion engine below a predetermined second value, a flow through the coolant heat exchanger ( 216 ) and at a temperature of the internal combustion engine above a predetermined second value, a flow through the coolant heat exchanger ( 216 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 5–7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Absperrventil (404) abhängig von der Temperatur der Brennkraftmaschine, der Außentemperatur, einer fahrerseitigen Heizanforderung und/oder anderer Parameter öffnet oder schließt, sodass ein Kühlmittelumlauf im dritten Kühlmittel-Teilkreislauf (300) im Wesentlichen unterbunden ist oder das Kühlmittel sowohl im ersten (100) und/oder zweiten (200) als auch im dritten Kühlmittel-Teilkreislauf (300) umläuft.Method according to one of claims 5-7, characterized in that the second shut-off valve ( 404 ) opens or closes depending on the temperature of the internal combustion engine, the outside temperature, a driver-side heating request and / or other parameters, so that a coolant circulation in the third coolant subcircuit ( 300 ) is substantially suppressed or the coolant in both the first ( 100 ) and / or second ( 200 ) as well as in the third coolant subcircuit ( 300 ) rotates.
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