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DE102009036603A1 - Cooling system for an internal combustion engine - Google Patents

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Wolfgang Dr. Liesen
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Dr Ing HCF Porsche AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Kühlkreis, der einen durch einen Zylinderkopf der Brennkraftmaschine hindurchgeführten Hauptabschnitt sowie einen Nebenabschnitt aufweist, in den ein Wärmeübertrager eingebunden ist, der außerdem in einen Motorölkreis eingebunden ist, wobei der Zylinderkopf für den Hauptabschnitt einen Kühlmitteleinlasspfad und einen Kühlmittelauslasspfad aufweist.
Das Kaltstartverhalten der Brennkraftmaschine kann verbessert werden, wenn ein Bypass vorgesehen ist, der den Kühlmittelauslasspfad über wenigstens einen den Wärmeübertrager aufweisenden Kopplungsbereich des Nebenabschnitts mit dem Kühlmitteleinlasspfad verbindet, wobei eine Bypassschalteinrichtung vorgesehen ist, mit welcher der Bypass aktivierbar und deaktivierbar ist.
The invention relates to a cooling system for an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, comprising a cooling circuit having a guided through a cylinder head of the engine main section and a side section in which a heat exchanger is integrated, which is also involved in an engine oil circuit, wherein the cylinder head for the main portion has a coolant inlet path and a coolant outlet path.
The cold start behavior of the internal combustion engine can be improved if a bypass is provided which connects the Kühlmittelauslasspfad at least one heat exchanger having the coupling portion of the auxiliary portion with the coolant inlet path, wherein a bypass switching means is provided, with which the bypass is activated and deactivated.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.The The present invention relates to a cooling system for an internal combustion engine, in particular a motor vehicle.

Aus der DE 40 327 01 A1 ist ein Kühlsystem bekannt, bei dem ein Haupt-Kühlkreislauf durch einen Motorblock und einen Zylinderkopf hindurchgeführt ist und der deaktivierbar ausgestaltet ist. Darüber hinaus ist ein Zusatz-Kühlkreislauf oder Zylinderkopf-Kreislauf vorgesehen, der nur durch den Zylinderkopf hindurchgeführt ist und der unabhängig vom Haupt-Kühlkreislauf betrieben werden kann. In diesen Zylinderkopf-Kreislauf kann ein Kühlmittel-Öl-Wärmetauscher eingebunden sein, bspw. um Schmieröl der Brennkraftmaschine rasch auf Betriebstemperatur bringen zu können.From the DE 40 327 01 A1 a cooling system is known in which a main cooling circuit is passed through an engine block and a cylinder head and is designed to be deactivated. In addition, an additional cooling circuit or cylinder head circuit is provided, which is passed only through the cylinder head and can be operated independently of the main cooling circuit. In this cylinder head circuit, a coolant-oil heat exchanger may be involved, for example. To bring the engine's lubricating oil quickly to operating temperature.

Weitere Kühlsysteme für Brennkraftmaschinen sind aus der WO 2005012704 A1 , aus der DE 102 12 672 A1 , aus der DE 102 41 228 B4 , aus der US 7,237,513 B2 und aus der DE 100 00 299 A1 bekannt.Other cooling systems for internal combustion engines are from the WO 2005012704 A1 , from the DE 102 12 672 A1 , from the DE 102 41 228 B4 , from the US 7,237,513 B2 and from the DE 100 00 299 A1 known.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Kühlsystem einer Brennkraftmaschine eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch charakterisiert, dass im Rahmen eines Kaltstarts bzw. während einer Warmlaufphase der Brennkraftmaschine, insbesondere das Schmieröl der Brennkraftmaschine, möglichst rasch auf Betriebstemperatur gebracht werden kann, ohne dass hierzu ein aufwändiger Eingriff in die Konstruktion der Brennkraftmaschine bzw. deren Motorblock oder Zylinderkopf erforderlich ist.The The present invention addresses the problem of for a cooling system of an internal combustion engine a to provide improved embodiment, in particular Characterized in that during a cold start or during a Warm-up phase of the internal combustion engine, in particular the lubricating oil the internal combustion engine, as soon as possible to operating temperature can be brought without a complicated Intervention in the construction of the internal combustion engine or its engine block or cylinder head is required.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention this problem by the subject-matter of the independent claim solved. Advantageous embodiments are the subject the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen steuerbaren, also aktivierbaren und deaktivierbaren Bypass vorzusehen, der es ermöglicht, wenigstens einen den Motorölwärmeübertrager aufweisenden Kopplungsbereich des Nebenabschnitts einerseits mit einem im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine verlaufenden Kühlmittelauslasspfad und andererseits mit einem im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine verlaufenden Kühlmitteleinlasspfad zu verbinden. Zur Steuerung des Bypasses kann eine Bypassschalteinrichtung vorgesehen sein, mit welcher der Bypass aktivierbar und deaktivierbar ist. Vorzugsweise ist der Bypass an einem Heizungskühlmittelkreislauf angeschlossen. Hierdurch kann ein bereits vorhandener Kühlmittelkreislauf in der Brennkraftmaschine verwendet werden, der ohnehin an einen im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine verlaufenden Kühlmittelauslasspfad angeschlossen ist. Diese Bauweise ermöglicht es zum Beispiel bei deaktiviertem Kühlkreis, also während eines Kaltstarts, dem Zylinderkopf unmittelbar über dessen Kühlmittelauslasspfad Wärme zu entziehen, um damit über den Kopplungsteil des Nebenabschnitts und über den darin eingebundenen Motorölwärmeübertrager das Motorschmieröl zu einem sehr frühen Zeitpunkt aufzuheizen. Hierdurch wird das Motoröl vergleichsweise rasch auf seine Betriebstemperatur gebracht, wodurch die Motorschmierung verbessert und die Emissionswerte und Verbrauchswerte der Brennkraftmaschine verbessert werden können.The Invention is based on the general idea of having a controllable, So provide activatable and deactivatable bypass, it allows at least one engine oil heat exchanger having Coupling area of the auxiliary section on the one hand with a cylinder head the internal combustion engine extending Kühlmittelauslasspfad and on the other hand with a in the cylinder head of the internal combustion engine to connect extending coolant inlet path. For controlling the bypass may be provided with a bypass switching device with which bypass can be activated and deactivated. Preferably the bypass is connected to a heating fluid circuit. This allows an already existing coolant circuit be used in the internal combustion engine, anyway to a in the cylinder head of the engine extending Kühlmittelauslasspfad connected. This construction makes it possible, for example with the cooling circuit deactivated, that is during one Cold starts, the cylinder head directly above the coolant outlet Heat to escape, so that over the coupling part of the minor section and the engine oil heat exchanger incorporated therein the engine lubricating oil at a very early date heat. As a result, the engine oil is comparatively quickly brought to its operating temperature, reducing engine lubrication improves and the emission levels and fuel consumption of the internal combustion engine can be improved.

Insbesondere ist es bei dieser Ausgestaltung des Kühlsystems auch möglich, bei einem durch den Zylinderkopf hindurch geführten Kühlkreis, der mittels eines Thermostatventils aktivierbar und deaktivierbar ist, den Bypass so zu gestalten, dass der das Thermostatventil umgeht, um bei deaktiviertem Kühlkreis zumindest den genannten Kopplungsbereich des Nebenabschnitts weiterhin betreiben zu können. Auf diese Weise ist es besonders einfach und mit geringem Eingriff in den Aufbau eines konventionellen Kühlsystems möglich, für einen Kaltstart der Brennkraftmaschine den (großen) Kühlkreis mit Hilfe des Thermostatventils zu deaktivieren, damit die in den Zylindern generierte Wärme den Zylinderkopf aufheizen kann, ohne dabei das Kühlmittel des gesamten Kühlkreises aufheizen zu müssen. Durch Aktivieren des Bypasses, was bspw. mittels einer entsprechenden Bypass-Schalteinrichtung realisierbar ist, kann der mit dem Kühlmittel-Öl-Wärmeübertrager ausgestattete Kopplungsbereich des Nebenabschnitts quasi als kleiner Kühlkreis betrieben werden.Especially it is also possible in this embodiment of the cooling system in a cooling circuit guided through the cylinder head, which can be activated and deactivated by means of a thermostatic valve is to make the bypass so that bypasses the thermostatic valve, at least when the cooling circuit is deactivated Continue to operate coupling area of the auxiliary section. On this way it is particularly easy and with little intervention in the construction of a conventional cooling system possible, for a cold start of the engine the (big) Disable cooling circuit with the aid of the thermostatic valve so that the heat generated in the cylinders the cylinder head can heat up without losing the coolant of the entire cooling circuit to heat up. By activating the bypass, what For example, by means of a corresponding bypass switching device feasible is, can with the coolant-oil heat exchanger equipped coupling area of the Nebenabschnitts quasi as smaller Cooling circuit operated.

Das im kleinen Kühlkreis bzw. im aktivierten Kopplungsbereich des Nebenabschnitts zirkulierende Kühlmittel besitzt im Vergleich zum gesamten oder großen Kühlkreis nur ein deutlich verringertes Volumen und kann dementsprechend bei einer Durchströmung des Zylinderkopfs rasch erwärmt werden, ohne dass dadurch die Aufheizung des Zylinderkopfes signifikant beeinträchtigt wird. Gleichzeitig kann über diesen kleinen Kühlkreis und den darin eingebundenen Wärmeübertrager in Verbindung mit einem damit gekoppelten Motorölkühlkreis das Motoröl vergleichsweise rasch auf eine die Viskosität reduzierende, erhöhte Temperatur gebracht werden. Hierdurch kann das Schmieröl relativ rasch auf eine ausreichende Betriebstemperatur gebracht werden, wodurch die hinsichtlich Emissionen und Kraftstoffverbrauch kritische Kaltstartphase verkürzt werden kann.The in the small cooling circuit or in the activated coupling area the secondary section has circulating coolant in the Comparison to the whole or large cooling circuit only a significantly reduced volume and can accordingly at a flow The cylinder head can be heated quickly without it the heating of the cylinder head significantly affected becomes. At the same time can over this small cooling circuit and the incorporated therein heat exchanger in Connection with a coupled engine oil cooling circuit the engine oil comparatively quickly to a viscosity reducing, elevated temperature. hereby The lubricating oil can relatively quickly to a sufficient Operating temperature can be brought, thereby reducing emissions and fuel consumption shortened critical cold start phase can be.

Die zuvor genannte Bypass-Schalteinrichtung kann entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in das Thermostatventil integriert sein. Grundsätzlich ist jedoch auch eine Bauweise mit einem separaten zusätzlichen Thermostatventil denkbar. Ebenso ist ein elektrisch schaltbares Ventil vorstellbar.The aforementioned bypass switching device may be integrated into the thermostatic valve according to an advantageous embodiment of the present invention. In principle, however, a construction with a separate additional thermostatic valve is conceivable. Likewise is an elek trisch switchable valve conceivable.

Der Bypass kann eine Zusatzkühlmittelpumpe enthalten, die zusätzlich zu einer im Hauptabschnitt angeordneten Hauptkühlmittelpumpe vorhanden sein kann. Diese Zusatzkühlmittelpumpe kann für den Kaltstart bzw. während einer Motorwarmlaufphase aktiviert werden, um im Kopplungsbereich des Nebenabschnitts bzw. im kleinen Kühlkreis das Kühlmittel zu fördern. Eine derartige Zusatzkühlmittelpumpe ist insbesondere dann erforderlich, wenn die Hauptkühlmittelpumpe, aufgrund eines im Kaltstart bzw. während der Warmlaufphase geschlossenen Hauptthermostatventils kein Kühlmittel umwälzt oder abgeschaltet ist, mit der Brennkraftmaschine mechanisch antriebsverbunden ist und/oder wenn im Kopplungsbereich während des Bypassbetriebs, also während des Kaltstartbetriebs bzw. Warmlaufphase eine Kühlmittelströmungsrichtung aufweist, die vorzugsweise entgegengesetzt der Kühlmittelströmungsrichtung orientiert sein kann, die im Warmbetrieb der Brennkraftmaschine im Kopplungsbereich herrscht. Alternativ ist auch denkbar, die ohnehin vorhandene Hauptkühlmittelpumpe mit einer Einrichtung zur Strömungsrichtungsumkehr auszustatten, die es ermöglicht, bei gleich bleibender Antriebsdrehrichtung die Förderrichtung umzukehren. Ebenso ist es alternativ denkbar, eine unabhängig von der Brennkraftmaschine, insbesondere elektrisch, antreibbare Kühlmittelpumpe zu verwenden, die mit zwei Förderrichtungen betrieben werden kann und die sowohl zum Fördern des Kühlmittels im großen Hauptabschnitt als auch zum Fördern des Kühlmittels im Nebenabschnitt bzw. im Kopplungsbereich verwendet werden kann.Of the Bypass may contain an auxiliary coolant pump, in addition to a main coolant pump arranged in the main section can be present. This auxiliary coolant pump can be used for the cold start or during a motor warm-up phase activated be in the coupling area of the secondary section or in the small Cooling circuit to promote the coolant. Such an additional coolant pump is particularly then required if the main coolant pump, due to a in cold start or during the warm-up phase closed main thermostatic valve no coolant is circulated or switched off, is mechanically drive-connected with the internal combustion engine and / or if in the coupling area during the bypass operation, ie during of the cold start operation or warm-up phase, a coolant flow direction which is preferably opposite to the coolant flow direction can be oriented in the warm operation of the internal combustion engine prevails in the coupling area. Alternatively, it is also conceivable that anyway existing main coolant pump with a device for To provide a flow direction reversal that allows with constant drive direction of rotation, the conveying direction reverse. Likewise, it is alternatively conceivable, an independent from the internal combustion engine, in particular electrically, drivable coolant pump to be used, which are operated with two conveying directions can and which both promote the coolant in the big main section as well as to the sponsoring of the coolant in the secondary section or in the coupling region can be used.

Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann der Zylinderkopf einen Zusatzkühlmittelpfad enthalten, der zusätzlich zum Kühlmittelauslasspfad im Bereich von Abgasauslasskanälen angeordnet ist und der in den zuvor genannten Nebenabschnitt eingebunden ist, der im Kaltstartbetrieb den kleinen Kühlkreis bildet. Auf diese Weise kann für den Kaltstart gezielt im Bereich der Abgasseite des Zylinderkopfs Wärme aufgenommen und über den entsprechenden Wärmeübertrager an das Motoröl übertragen werden. Hierdurch kann die Wärmeübertragung auf das Motoröl intensiviert werden. Die Zeit bis zum Erreichen einer hinreichenden Betriebstemperatur für das Motoröl kann dadurch verkürzt werden.Corresponding a particularly advantageous embodiment of the Cylinder head contain an additional coolant path, the in addition to the coolant outlet path in the area is arranged by Abgasauslasskanälen and in the previously mentioned side section is involved in the cold start operation forms the small cooling circuit. This way can for the cold start specifically in the area of the exhaust side of the cylinder head Heat absorbed and over the corresponding Transfer heat exchanger to the engine oil become. As a result, the heat transfer on the engine oil can be intensified. The time to reach a sufficient operating temperature for the engine oil can be shortened.

Alternativ ist der Zusatzkühlmittelpfad als separater Pfad im Zylinderkopf ausgebildet oder wird durch den vorhandenen Kühlwassermantel mittels einer gezielt gebildeten Längsströmung im Zylinderkopf ausgestaltet. Im Sinne der Erfindung ist es weiterhin denkbar, mittels einer gezielt gebildeten Längsströmung entlang der Abgasauslassseite im Zylinderkopf eine erhöhte Wärmeaufnahme des Kühlmittels zu bewirken, so dass beispielsweise die Heizleistung des Motorölwärmeübertragers gesteigert wird.alternative is the additional coolant path as a separate path in the cylinder head trained or is through the existing cooling water jacket by means of a specifically formed longitudinal flow designed in the cylinder head. For the purposes of the invention, it is still conceivable, by means of a specifically formed longitudinal flow along the exhaust outlet in the cylinder head increased To cause heat absorption of the coolant, so that, for example, the heating power of Motorölwärmeübertragers is increased.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention will become apparent from the Subclaims, from the drawings and from the associated Description of the figures with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in each case specified combination, but also in other combinations or can be used in isolation, without the scope of the present To leave invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.preferred Embodiments of the invention are in the drawings and will become more apparent in the following description explained, wherein the same reference numerals to the same or similar or functionally identical components relate.

Es zeigen, jeweils schematisch,It show, in each case schematically,

1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung eines Kühlsystems einer Brennkraftmaschine bei einer ersten Ausführungsform, während eines Warmbetriebs der Brennkraftmaschine, 1 a highly simplified schematic diagram of a cooling system of an internal combustion engine in a first embodiment, during a warm operation of the internal combustion engine,

2 das Kühlsystem aus 1 während eines Kaltstarts der Brennkraftmaschine, 2 the cooling system off 1 during a cold start of the internal combustion engine,

3 eine Ansicht wie in 1, jedoch bei einer zweiten Ausführungsform während des Warmbetriebs, 3 a view like in 1 but in a second embodiment during hot operation,

4 das Kühlsystem aus 3, jedoch während des Kaltstarts. 4 the cooling system off 3 but during the cold start.

Entsprechend den 1 bis 4 ist eine Brennkraftmaschine 1 mit einem nur teilweise dargestellten Kühlsystem 2 ausgestattet. Die Brennkraftmaschine 1 befindet sich bevorzugt in einem Kraftfahrzeug.According to the 1 to 4 is an internal combustion engine 1 with a partially shown cooling system 2 fitted. The internal combustion engine 1 is preferably in a motor vehicle.

Das Kühlsystem 2 umfasst einen Kühlkreis 3, der einen Hauptabschnitt 44 und einen Nebenabschnitt 5 aufweist. Der Hauptabschnitt 44 ist durch einen Zylinderkopf 4 der Brennkraftmaschine 1 hindurch geführt. Dieser Kühlkreis 3 transportiert ein Kühlmittel und enthält eine Kühlmittelpumpe 46, die auch als Hauptkühlmittelpumpe 46 oder Hauptpumpe 46 bezeichnet werden kann. Diese ist zweckmäßig im Hauptabschnitt 44 angeordnet, und zwar in einem Vorlauf 43 des Hauptabschnitts 44. Ferner ist in diesem Kühlkreis 3 üblicherweise ein Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager angeordnet, der hier nicht dargestellt ist und bei einem Fahrzeug als „Hauptkühler” bezeichnet wird. Dieser Hauptkühler befindet sich üblicherweise stromauf der Hauptpumpe 46 im Vorlauf 43 des Hauptabschnitts 44.The cooling system 2 includes a cooling circuit 3 , the one main section 44 and a minor section 5 having. The main section 44 is through a cylinder head 4 the internal combustion engine 1 passed through. This cooling circuit 3 Transports a coolant and contains a coolant pump 46 Also used as the main coolant pump 46 or main pump 46 can be designated. This is useful in the main section 44 arranged, in a flow 43 of the main section 44 , Furthermore, in this cooling circuit 3 Usually arranged a coolant-air heat exchanger, which is not shown here and in a vehicle as "Hauptküh ler "is called. This main cooler is usually located upstream of the main pump 46 in the lead 43 of the main section 44 ,

In den Nebenabschnitt 5 ist zumindest ein Wärmeübertrager 6 eingebunden ist. Dieser Wärmeübertrager 6 ist außerdem in einen Motorölkreis 7 eingebunden, in dem ein Motoröl zirkuliert. Das Motoröl dient zur Realisierung einer Schmierung in der Brennkraftmaschine 1. Ferner umfasst der Kühlkreis 3 ein Thermostatventil 8, das so ausgestaltet ist, dass es in Abhängigkeit einer Temperatur den Kühlkreis 3 oder zumindest den Hauptabschnitt 44 oder zumindest den Nebenabschnitt 5 oder zumindest diese beiden Abschnitte 5, 44 aktivieren und deaktivieren kann.In the secondary section 5 is at least a heat exchanger 6 is involved. This heat exchanger 6 is also in a motor oil circuit 7 involved, in which a motor oil circulates. The engine oil is used to realize lubrication in the internal combustion engine 1 , Furthermore, the cooling circuit includes 3 a thermostatic valve 8th , which is designed so that it depends on a temperature of the cooling circuit 3 or at least the main section 44 or at least the minor section 5 or at least these two sections 5 . 44 can activate and deactivate.

Der Zylinderkopf 4 weist einen Kühlmitteleinlasspfad 9 sowie einen Kühlmittelauslasspfad 10 auf. Der Kühlmitteleinlasspfad 9 erstreckt sich im Bereich von Frischlufteinlasskanälen 11, die im Zylinderkopf 4 zu Zylindern 12 führen. Der Kühlmitteleinlasspfad 9 ist einlassseitig, also über einen Kühlmitteleinlass 13 an den Hauptabschnitt 44 bzw. an dessen Vorlauf 43 angeschlossen. Auslassseitig, also bei einem Kühlmittelauslass 14 ist der Kühlmitteleinlasspfad 9 an den zuvor genannten Nebenabschnitt 5 angeschlossen.The cylinder head 4 has a coolant inlet path 9 and a coolant outlet path 10 on. The coolant inlet path 9 extends in the range of fresh air intake ducts 11 in the cylinder head 4 to cylinders 12 to lead. The coolant inlet path 9 is inlet side, so via a coolant inlet 13 to the main section 44 or at its forerun 43 connected. On the outlet side, ie at a coolant outlet 14 is the coolant inlet path 9 to the aforementioned subsection 5 connected.

Der Kühlmittelauslasspfad 10 erstreckt sich im Bereich von Abgasauslasskanälen 15, die im Zylinderkopf 4 ausgebildet sind und von den Zylindern 12 wegführen. Ferner ist der Kühlmittelauslasspfad 10 auslassseitig, also über einen Kühlmittelauslass 16 an den Hauptabschnitt 44 bzw. an dessen Rücklauf 42 angeschlossen.The coolant outlet path 10 extends in the range of exhaust gas outlet channels 15 in the cylinder head 4 are formed and from the cylinders 12 lead away. Further, the coolant outlet path is 10 on the outlet side, ie via a coolant outlet 16 to the main section 44 or at its return 42 connected.

Ferner enthält der Zylinderkopf 4 mehrere Kühlmittelverbindungspfade 17, die jeweils vom Kühlmitteleinlasspfad 9 zum Kühlmittelauslasspfad 10 führen. Während sich der Kühlmitteleinlasspfad 9 und der Kühlmittelauslasspfad 10 im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken, sind die Kühlmittelverbindungspfade 17 zueinander parallel, jedoch zum Kühlmitteleinlasspfad 9 und zum Kühlmittelauslasspfad 10 quer orientiert.Furthermore, the cylinder head contains 4 several coolant connection paths 17 , each from the coolant inlet path 9 to the coolant outlet path 10 to lead. While the coolant inlet path 9 and the coolant outlet path 10 extend substantially parallel to each other, are the coolant connection paths 17 parallel to each other but to the coolant inlet path 9 and to the coolant outlet path 10 oriented transversely.

Des Weiteren ist der hier gezeigte Kühlkreis 3 mit einem Bypass 18 ausgestattet, der das Thermostatventil 8 umgeht und der den Kühlmittelauslasspfad 10 einlassseitig, also an einem Kühlmitteleinlass 19 mit dem Nebenabschnitt 5 verbindet. Mit anderen Worten, eine Bypassleitung 20 verbindet den Einlass 19 des Kühlmittelauslasspfads 10 mit dem Nebenabschnitt 5. Eine entsprechende Verbindungsstelle des Nebenabschnitts 5 ist dabei mit 21 bezeichnet. Ziel der vorliegenden Anordnung ist es, den Bypass 18 mit einer Kühlmittelheißseite des Zylinderkopfes 4 zu verbinden. Alternativ kann demnach der Bypass 18 mit der Kühlmittelheißseite des Zylinderkopfes 4 über den Kühlmittelauslass 16 verbunden sein.Furthermore, the cooling circuit shown here 3 with a bypass 18 equipped with a thermostatic valve 8th bypasses and the coolant outlet path 10 inlet side, so at a coolant inlet 19 with the minor section 5 combines. In other words, a bypass line 20 connects the inlet 19 the coolant outlet path 10 with the minor section 5 , A corresponding connection point of the auxiliary section 5 is there with 21 designated. The aim of the present arrangement is to bypass 18 with a coolant hot side of the cylinder head 4 connect to. Alternatively, accordingly, the bypass 18 with the coolant hot side of the cylinder head 4 over the coolant outlet 16 be connected.

Der Bypass 18 umfasst eine Bypassschalteinrichtung 22, die so ausgestaltet ist, dass sie den Bypass 18 aktivieren und deaktivieren kann. Im Beispiel der 1 bis 4 ist die Bypassschalteinrichtung 22 als Ventil ausgestaltet, das zusätzlich zum Thermostatventil 8 vorgesehen ist. Hierbei kann es sich um ein elektrisch betätigbares Ventil oder um ein fremdenergie-frei arbeitendes Thermostatventil handeln. Alternativ ist es möglich, die Bypassschalteinrichtung 22 in das Thermostatventil 8 zu integrieren. Es ist klar, dass dann die Verbindungsstelle 21 am Thermostatventil 8 angeordnet ist.The bypass 18 includes a bypass switching device 22 that is designed to bypass 18 can activate and deactivate. In the example of 1 to 4 is the bypass switching device 22 designed as a valve, in addition to the thermostatic valve 8th is provided. This may be an electrically actuated valve or a thermo-energy-free working thermostatic valve. Alternatively, it is possible to use the bypass switching device 22 in the thermostatic valve 8th to integrate. It is clear that then the connection point 21 on the thermostatic valve 8th is arranged.

Ferner enthält der Bypass 18 hier eine Zusatzkühlmittelpumpe 23, die insbesondere unabhängig von der Brennkraftmaschine 1 betrieben werden kann. Bspw. ist diese Zusatzkühlmittelpumpe 23 oder Zusatzpumpe 23 mit einem elektromotorischen Antrieb ausgestattet, der hier nicht dargestellt ist.Furthermore, the bypass contains 18 here an additional coolant pump 23 , in particular, independent of the internal combustion engine 1 can be operated. For example. is this auxiliary coolant pump 23 or additional pump 23 equipped with an electric motor drive, which is not shown here.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform kann in den Bypass 18 außerdem ein Wärmeübertrager 24, beispielsweise ein Heizungswärmeübertrager, eingebunden sein, der außerdem in einen Luftpfad 25 eingebunden ist, der zur Versorgung eines Raumes mit Frischluft und/oder mit Umluft dient. Bspw. kann dieser Luftpfad 25 zur Versorgung eines Fahrzeuginnenraums, insbesondere eines Passagierraumes, mit Frischluft bzw. Umluft dienen. Bei entsprechender Ausgestaltung der Bypassschalteinrichtung 22 kann in Verbindung mit einer zusätzlichen Bypassleitung 26 besagter Wärmeübertrager 24 aktivierbar und deaktivierbar sein. D. h., wenn während der Warmlaufphase kein Heizbedarf für den Passagierraum benötigt ist, wird mittels der Bypassschalteinrichtung 22 die zusätzliche Bypassleitung 26 deaktiviert und die Bypassleitung 20 aktiviert. Hier wird der Wärmeübertrager 24 mit Kühlmittel nicht durchströmt. Das Kühlmittel gelangt nur über die Bypassleitung 20 zum Nebenabschnitt 5, so dass eine rasche Erwärmung der Nebenaggregate bzw. des Motorölwärmeübertragers 6 ohne Wärmeabgabe an die Passagierraumheizung erfolgt. Eine Entkopplung des Wärmeübertragers 24 findet statt.According to a preferred embodiment may be in the bypass 18 also a heat exchanger 24 , For example, a heating heat exchanger, be integrated, which also in an air path 25 is integrated, which serves to supply a room with fresh air and / or with circulating air. For example. can this air path 25 for supplying a vehicle interior, in particular a passenger compartment, with fresh air or circulating air. With a corresponding embodiment of the bypass switching device 22 Can be used in conjunction with an additional bypass line 26 said heat exchanger 24 be activated and deactivated. D. h., If during the warm-up phase no heating demand for the passenger compartment is needed, by means of the bypass switching device 22 the additional bypass line 26 disabled and the bypass line 20 activated. Here is the heat exchanger 24 with coolant does not flow through. The coolant only passes through the bypass line 20 to the secondary section 5 , so that a rapid heating of the ancillaries or the Motorölwärmeübertragers 6 done without heat to the passenger compartment heating. A decoupling of the heat exchanger 24 takes place.

Bei den hier gezeigten Ausführungsformen enthält der Nebenabschnitt 5 zusätzlich zum Motorölwärmeübertrager 6 zumindest einen weiteren Wärmeübertrager. Im Beispiel sind zwei weitere Wärmeübertrager 27 und 28 vorgesehen. Es ist klar, dass grundsätzlich auch mehr als zwei derartige, zusätzliche Wärmeübertrager 27, 28 vorgesehen sein können. Erkennbar sind diese weiteren Wärmeübertrager 27, 28 zum Motorölwärmeübertrager 6 parallel angeordnet, wozu sie in entsprechenden Parallelleitungen 29 bzw. 30 angeordnet sind. In diesen Parallelleitungen 29, 30 können Schaltventile 31 bzw. 32 angeordnet sein, um die zusätzlichen Wärmeübertrager 27, 28 bedarfsabhängig und unabhängig voneinander aktivieren und deaktivieren zu können.In the embodiments shown here, the minor section contains 5 in addition to the engine oil heat exchanger 6 at least one other heat exchanger. In the example, there are two more heat exchangers 27 and 28 intended. It is clear that in principle more than two such additional heat exchangers 27 . 28 can be provided. Visible are these other heat exchangers 27 . 28 to the engine oil heat exchanger 6 arranged in parallel, what they in corresponding parallel lines 29 respectively. 30 are arranged. In these parallel lines 29 . 30 can switch valves 31 respectively. 32 be arranged to the extra heat transfer ger 27 . 28 to be able to activate and deactivate independently of demand and independently of each other.

Diese Schaltventile 31, 32 können elektrisch betätigbar sein. Grundsätzlich ist auch eine Ausgestaltung als Thermostatventile denkbar. Die weiteren Wärmeübertrager 27, 28 können bspw. dazu verwendet werden, ein Getriebeöl und/oder eine Kühlflüssigkeit vom Abgasturbolader bzw. Generator des mit der Brennkraftmaschine 1 ausgestatteten Kraftfahrzeuges zu temperieren.These switching valves 31 . 32 can be electrically operated. In principle, a design as a thermostatic valves is conceivable. The other heat exchangers 27 . 28 can be used, for example, to a transmission oil and / or a coolant from the exhaust gas turbocharger or generator of the internal combustion engine 1 tempered motor vehicle.

Bei der in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsform ist der Zylinderkopf 4 zusätzlich mit einem Zusatzkühlmittelpfad 33 ausgestattet. Dieser Zusatzkühlmittelpfad 33 erstreckt sich im Zylinderkopf 4 zusätzlich zum Kühlmittelauslasspfad 10 im Bereich der Abgasauslasskanäle 15. Ferner ist dieser Zusatzkühlmittelpfad 33 in den Nebenabschnitt 5 eingebunden. Hierzu sind am Zylinderkopf 4 ein weiterer Einlass 34 und ein weiterer Auslass 35 vorgesehen. Der Kühlmittelauslasspfad 10 ist nun zweckmäßig einlassseitig, also über seinen Einlass 19 mit dem Zusatzkühlmittelpfad 33 verbunden. Dies erfolgt im Beispiel über eine Verbindungsleitung 36, die den Einlass 19 des Kühlmittelauslasspfads 10 mit dem Auslass 35 des Zusatzkühlmittelpfads 33 verbindet. Es ist klar, dass eine derartige Verbindung 36 auch intern, also innerhalb des Zylinderkopfs 4 realisierbar ist. Des Weiteren steht der Kühlmitteleinlasspfad 9 auslassseitig, also über seinen Auslass 14 mit diesem Zusatzkühlmittelpfad 33 in Verbindung. Hierzu führt ein Leitungsabschnitt 37 des Kühlkreisabschnitts 5 vom Auslass 14 des Kühlmitteleinlasspfads 9 zu einer Verzweigungsstelle 38, von der aus ein Leitungsabschnitt 39 zum Einlass 34 des Zusatzkühlmittelpfads 33 führt, während ein Leitungsabschnitt 40 zum Motorölwärmeübertrager 6 sowie zu dem ggf. vorhandenen wenigstens einen Wärmeübertrager 27, 28 bzw. zu den Parallelleitungen 29, 30 führt.In the in the 3 and 4 The embodiment shown is the cylinder head 4 additionally with an additional coolant path 33 fitted. This auxiliary coolant path 33 extends in the cylinder head 4 in addition to the coolant outlet path 10 in the area of the exhaust outlet ducts 15 , Further, this auxiliary coolant path is 33 in the secondary section 5 involved. These are on the cylinder head 4 another inlet 34 and another outlet 35 intended. The coolant outlet path 10 is now expedient on the inlet side, ie via its inlet 19 with the auxiliary coolant path 33 connected. This is done in the example via a connecting line 36 that the inlet 19 the coolant outlet path 10 with the outlet 35 of the auxiliary coolant path 33 combines. It is clear that such a connection 36 also internally, ie within the cylinder head 4 is feasible. Furthermore, there is the coolant inlet path 9 on the outlet side, ie via its outlet 14 with this additional coolant path 33 in connection. For this leads a line section 37 of the cooling circuit section 5 from the outlet 14 the coolant inlet path 9 to a branching point 38 , from which a line section 39 to the inlet 34 of the auxiliary coolant path 33 leads while a line section 40 to the engine oil heat exchanger 6 and to the optionally present at least one heat exchanger 27 . 28 or to the parallel lines 29 . 30 leads.

Die in den 1 und 2 gezeigte Ausführungsform arbeitet wie folgt:
Während eines Warmbetriebs der Brennkraftmaschine 1 stellt sich der in 1 gezeigte Zustand ein. Dabei ist der Kühlkreis 3 aktiv, während der Bypass 18 je nach Heizungsbedarf aktiv oder inaktiv ist. Hierzu ist das Thermostatventil 8 geöffnet, das Kühlmittel strömt im Hauptabschnitt 44 einerseits über den Kühlmitteleinlasspfad 9 in den Zylinderkopf 4 ein, über die Verbindungspfade 17 zum Kühlmittelauslasspfad 10 und über den Kühlmittelauslasspfad 10 aus dem Zylinderkopf 4 heraus. Zum anderen strömt ein Teil des Kühlmittels parallel durch den Nebenabschnitt 5, da ein Teil des Kühlmittels vom Kühlmitteleinlasspfad 9 über dessen Auslass 14 zum Nebenabschnitt 5 gelangt. Insgesamt ist dadurch ein großer Kühlkreis aktiv, der den Hauptabschnitt 44 und den Nebenabschnitt 5 umfasst. Dieser große Kühlkreis ermöglicht die gewünschte Kühlung des Zylinderkopfs 4 sowie des Motoröls und anderer Betriebsmittel. Außerdem kann durch eine Zuschaltung des im Bypass 18 angeordneten Wärmeübertragers 24 eine Innenraumbeheizung durchgeführt werden.
The in the 1 and 2 The embodiment shown operates as follows:
During a warm operation of the internal combustion engine 1 turns the in 1 shown state. Here is the cooling circuit 3 active while bypassing 18 depending on heating demand is active or inactive. This is the thermostatic valve 8th opened, the coolant flows in the main section 44 on the one hand via the coolant inlet path 9 in the cylinder head 4 on, over the connection paths 17 to the coolant outlet path 10 and via the coolant outlet path 10 from the cylinder head 4 out. On the other hand, a part of the coolant flows in parallel through the secondary section 5 because part of the coolant is from the coolant inlet path 9 over its outlet 14 to the secondary section 5 arrives. Overall, this is a large cooling circuit active, the main section 44 and the minor section 5 includes. This large cooling circuit allows the desired cooling of the cylinder head 4 and engine oil and other equipment. In addition, by a connection of the bypass 18 arranged heat exchanger 24 an interior heating can be performed.

2 zeigt einen Zustand des Kühlsystems 2, der sich für einen Kaltstart der Brennkraftmaschine 1 einstellen lässt. Während dieses Kaltstarts bzw. während eine Warmlaufphase ist der große Kühlkreis durch Schließen des Thermostats 8 oder durch Deaktivieren des Hauptpumpe inaktiv. Dafür ist der Bypass 18 aktiviert, sodass Kühlmittel vom Einlass 19 des Kühlmittelauslasspfads 10 durch den Nebenabschnitt 5 zum Auslass des Kühlmitteleinlasspfads 9 strömen kann. Erkennbar ist die Strömungsrichtung im Nebenabschnitt 5 während des Kaltstarts somit entgegengesetzt zur Strömungsrichtung im Nebenabschnitt 5 während des Warmbetriebs. Während des Kaltstarts strömt das Kühlmittel somit durch den Auslass 14 in den Kühlmitteleinlasspfad 9 ein, gelangt über die Verbindungspfade 17 zum Kühlmittelauslasspfad 10 und gelangt dort über den Einlass 19 zurück in den Nebenabschnitt 5. Der Nebenabschnitt 5 bildet zusammen mit dem Bypass 18 dadurch einen kleinen Kühlkreis mit im Vergleich zum großen Kühlkreis erheblich reduziertem Kühlmittelvolumen. Je nach Heizungsbedarf wird mittels der Bypassschalteinrichtung 22 die Bypassleitung 26 mitaktiviert oder deaktiviert. Wird die Heizung nicht benötigt, dann strömt das Kühlmittel zum Nebenabschnitt 5 nur über die Bypassleitung 20. Demnach erfolgt keine Wärmeabgabe an den Wärmeübertrager 24. In diesem Fall zirkuliert das Kühlmittel nur über mindestens einen Wärmeübertrager 7, 27 bzw. 28 der Nebenaggregate und über den Zylinderkopf 4. 2 shows a state of the cooling system 2 , who is looking for a cold start of the internal combustion engine 1 can be set. During this cold start or during a warm-up phase, the large cooling circuit is closed by closing the thermostat 8th or by deactivating the main pump inactive. That's the bypass 18 activated, allowing coolant from the inlet 19 the coolant outlet path 10 through the side section 5 to the outlet of the coolant inlet path 9 can flow. Visible is the flow direction in the secondary section 5 during the cold start thus opposite to the flow direction in the secondary section 5 during hot operation. During the cold start, the coolant thus flows through the outlet 14 in the coolant inlet path 9 on, passes over the connection paths 17 to the coolant outlet path 10 and gets there over the inlet 19 back to the secondary section 5 , The secondary section 5 forms together with the bypass 18 thereby a small cooling circuit with compared to the large cooling circuit significantly reduced coolant volume. Depending on the heating requirement is by means of the bypass switching device 22 the bypass line 26 mitaktiviert or deactivated. If the heater is not needed, then the coolant flows to the secondary section 5 only via the bypass line 20 , Accordingly, no heat is transferred to the heat exchanger 24 , In this case, the coolant circulates only via at least one heat exchanger 7 . 27 respectively. 28 the ancillaries and the cylinder head 4 ,

Zur Realisierung des kleinen Kühlkreises, der zumindest einen den Wärmeübertrager 6 enthaltenden Kopplungsbereich 45 des Nebenabschnitts 5 sowie den Bypass 18 und den Zylinderkopf 4 umfasst, kann die Zusatzpumpe 23 aktiviert werden. Die Bypassschalteinrichtung 22 ist im Beispiel der 2 so geschaltet, dass das Kühlmittel die beiden Bypassleitungen 20 und 26 parallel durchströmt, sodass auch eine Wärmeabgabe an den Luftstrom 25 möglich ist. In jedem Fall wird jedoch eine Wärmeabgabe an den Ölkreis 7 realisiert, um während des Kaltstarts möglichst rasch und möglichst viel Wärme auf das Schmieröl der Brennkraftmaschine 1 übertragen zu können. Durch die Bypassschalteinrichtung 22 ist die Bypassleitung 26 absperrbar und somit der Wärmeübertrager für die Fahrzeuginnenraumheizung auskoppelbar. Dadurch steht der Bypassleitung 20 mehr Wärmeleistung zur Verfügung, die an die Wärmeübertrager 6, 27 und 28 übertragen werden kann. Zusätzlich ist es optional möglich, durch entsprechende Betätigungen der Schaltventile 31, 32 weitere Betriebsmittel vorzuwärmen bzw. auf Betriebstemperatur zu bringen. Bspw. kann durch Vorwärmen von Getriebeöl und/oder Kupplungsöl der Wirkungsgrad im Antriebsstrang des Fahrzeugs verbessert werden.For the realization of the small cooling circuit, the at least one heat exchanger 6 containing coupling region 45 of the secondary section 5 as well as the bypass 18 and the cylinder head 4 includes, the auxiliary pump 23 to be activated. The bypass switching device 22 is in the example of 2 switched so that the coolant the two bypass lines 20 and 26 flows through in parallel, so that a heat transfer to the air flow 25 is possible. In any case, however, a heat transfer to the oil circuit 7 realized to as quickly as possible during the cold start and as much heat to the lubricating oil of the internal combustion engine 1 to be able to transfer. Through the bypass switching device 22 is the bypass line 26 shut off and thus the heat exchanger for the vehicle interior heating decoupled. This is the bypass line 20 more heat output available to the heat exchanger 6 . 27 and 28 can be transferred. In addition, it is optionally possible by appropriate actuation of the switching valves 31 . 32 Preheat other equipment or bring to operating temperature. For example. can by preheating of transmission oil and / or clutch oil, the efficiency in the drive train of the vehicle can be improved.

Die in den 3 und 4 gezeigte Ausführungsform arbeitet wie folgt:
3 zeigt den Warmbetrieb der Brennkraftmaschine 1. Dementsprechend ist das Thermostatventil 8 aktiv bzw. geöffnet, sodass der große Kühlkreis aktiv ist. Im Unterschied dazu ist der Bypass 18 inaktiv. Das Kühlmittel strömt dementsprechend einerseits durch den Einlass 13 in den Kühlmitteleinlasspfad 9, über die Verbindungspfade 17 zum Kühlmittelauslasspfad 10 und durch den Auslass 16 wieder aus dem Zylinderkopf 4 heraus. Hierdurch kann der Zylinderkopf 4 intensiv gekühlt werden. Hier zweigt sich der Teilstrom nochmals auf. Einerseits strömt ein Teil des Kühlmittels über den Leitungsabschnitt 39 zum Einlass 34 des Zusatzkühlmittelpfads 33 und gelangt dadurch zusätzlich in den Zylinderkopf 4. Ein im Leitungsabschnitt 39angeordnetes Schaltventil 47 wird bei diesem Betriebspunkt geschlossen. Dieses Kühlmittel gelangt über den Auslass 35 und den Verbindungspfad 36 zum Einlass 19 des Kühlmittelauslasspfads 10 und somit durch den Zylinderkopf 4 bis zum Auslass 16 des Kühlmittelauslasspfads 10. Andererseits gelangt der andere Kühlmittelteilstrom über den Leitungsabschnitt 37 und danach durch den Leitungsabschnitt 40 zumindest zum Motorölwärmeübertrager 26 sowie parallel dazu zu dem wenigstens einen weiteren Wärmeübertrager 27, 28. Es ist dennoch denkbar, den Kühlmittelteilstrom zum Leitungsabschnitt 40 über einen Überbrückungsleitungsabschnitt 37a zu führen. Der Nebenabschnitt 5 wird dabei parallel zum Zylinderkopf 4 mit Kühlmittel durchströmt. Optional kann auch hier vorgesehen sein, den zum Beheizen des Luftstroms 25 verwendbaren Wärmeübertrager 24 durch eine entsprechende Betätigung die Bypassschalteinrichtung 22 mit Kühlmittel zu beaufschlagen.
The in the 3 and 4 The embodiment shown operates as follows:
3 shows the warm operation of the internal combustion engine 1 , Accordingly, the thermostatic valve 8th active or open so that the large cooling circuit is active. In contrast, the bypass 18 inactive. The coolant accordingly flows through the inlet on the one hand 13 in the coolant inlet path 9 , via the connection paths 17 to the coolant outlet path 10 and through the outlet 16 again from the cylinder head 4 out. This allows the cylinder head 4 be cooled intensively. Here, the partial flow branches again. On the one hand flows a part of the coolant over the line section 39 to the inlet 34 of the auxiliary coolant path 33 and thus additionally enters the cylinder head 4 , One in the line section 39 arranged switching valve 47 is closed at this operating point. This coolant passes through the outlet 35 and the connection path 36 to the inlet 19 the coolant outlet path 10 and thus through the cylinder head 4 to the outlet 16 the coolant outlet path 10 , On the other hand, the other coolant partial flow passes over the line section 37 and thereafter through the pipe section 40 at least to the engine oil heat exchanger 26 and parallel to the at least one further heat exchanger 27 . 28 , It is still conceivable, the coolant partial flow to the line section 40 via a bypass line section 37a respectively. The secondary section 5 becomes parallel to the cylinder head 4 flows through with coolant. Optionally, it may also be provided here for heating the air flow 25 usable heat exchanger 24 by a corresponding operation, the bypass switching device 22 to apply coolant.

Zur Realisierung des Kaltstartbetriebs kann bei dieser Ausführungsform entsprechend 4 das Thermostatventil 8 in seine Sperrstellung überführt werden. Hierdurch wird der große Kühlkreis deaktiviert. Außerdem wird der Bypass 18 aktiviert. Weiterhin wird bei diesem Betriebspunkt das im Leitungsabschnitt 39 angeordnete Schaltventil 47 geöffnet. Insbesondere wird die Zusatzpumpe 23 zugeschaltet. In der Folge strömt das Kühlmittel im kleinen Kühlkreis, der wieder den Kopplungsbereich 45 des Nebenabschnitts 5, den Zylinderkopf 4 sowie den Bypass 18 umfasst. Das Kühlmittel strömt dabei über den Einlass 34 in den Zusatzkühlmittelpfad 33, also in den Zylinderkopf 4 ein.For realizing the cold start operation, according to this embodiment 4 the thermostatic valve 8th be transferred to its locked position. This deactivates the large cooling circuit. In addition, the bypass will 18 activated. Furthermore, at this operating point in the line section 39 arranged switching valve 47 open. In particular, the auxiliary pump 23 switched on. As a result, the coolant flows in the small cooling circuit, which again the coupling area 45 of the secondary section 5 , the cylinder head 4 as well as the bypass 18 includes. The coolant flows through the inlet 34 in the auxiliary coolant path 33 So in the cylinder head 4 one.

Der Zusatzkühlmittelpfad 33 ist alternativ als separater Pfad im Zylinderkopf 4 ausgebildet oder wird durch den vorhandenen Kühlwassermantel mittels einer gezielt gebildeten Längsströmung im Zylinderkopf 4 ausgestaltet.The auxiliary coolant path 33 is alternatively as a separate path in the cylinder head 4 or is formed by the existing water jacket by means of a targeted longitudinal flow in the cylinder head 4 designed.

Es tritt aus dem Zylinderkopf 4 über den Auslass 35 des Zusatzkühlmittelpfads 33 aus. Im Sinne der Erfindung ist es weiterhin denkbar, mittels einer gezielt gebildeten Längsströmung entlang der Abgasauslassseite im Zylinderkopf 4 eine erhöhte Wärmeaufnahme des Kühlmittels zu bewirken, so dass die Heizleistung der Wärmeübertrager 6, 24, 27 und 28 gesteigert wird.It emerges from the cylinder head 4 over the outlet 35 of the auxiliary coolant path 33 out. For the purposes of the invention, it is furthermore conceivable, by means of a specifically formed longitudinal flow along the exhaust gas outlet side in the cylinder head 4 To cause increased heat absorption of the coolant, so that the heat output of the heat exchanger 6 . 24 . 27 and 28 is increased.

Die Zusatzpumpe 23 fördert das Kühlmittel bei entsprechender Schaltstellung der Bypassschalteinrichtung 22 parallel durch die beiden Bypassleitungen 20, 26. Somit erfolgt zum einen eine Beaufschlagung des Luft-Kühlmittel-Wärmeübertragers 24. Zum anderen erfolgt eine Beaufschlagung wenigstens des Motorölwärmeübertragers 6 mit Kühlmittel. Je nach Heizungsbedarf wird mittels der Bypassschalteinrichtung 22 die Bypassleitung 26 mitaktiviert oder deaktiviert. Wird die Heizung nicht benötigt, dann strömt das Kühlmittel zum Nebenabschnitt 5 nur über die Bypassleitung 20. Demnach erfolgt keine Wärmeabgabe an den Wärmeübertrager 24. Durch entsprechende Betätigung der Schaltventile 31, 32 ist auch hier eine parallele Beaufschlagung des wenigstens einen zusätzlichen Wärmeübertragers 27, 28 möglich. Über die Leitungsabschnitte 40, 39 gelangt das Kühlmittel wieder zurück zum Zylinderkopf 4.The auxiliary pump 23 promotes the coolant with appropriate switching position of the bypass switching device 22 parallel through the two bypass lines 20 . 26 , Thus, on the one hand, an admission of the air-coolant heat exchanger takes place 24 , On the other hand, at least the engine oil heat exchanger is pressurized 6 with coolant. Depending on the heating requirement is by means of the bypass switching device 22 the bypass line 26 mitaktiviert or deactivated. If the heater is not needed, then the coolant flows to the secondary section 5 only via the bypass line 20 , Accordingly, no heat is transferred to the heat exchanger 24 , By appropriate actuation of the switching valves 31 . 32 is here also a parallel admission of at least one additional heat exchanger 27 . 28 possible. About the pipe sections 40 . 39 the coolant returns to the cylinder head 4 ,

Während dieses Kaltstartbetriebs sind innerhalb des Nebenabschnitts 5, der Leitungsabschnitt 37 und innerhalb des Kühlkreises 3 bzw. innerhalb des Zylinderkopfs 4 der Kühlmitteleinlasspfad 9 und der Kühlmittelauslasspfad 10 deaktiviert, also im Wesentlichen nicht durchströmt. Optional können hierzu entsprechende Sperreinrichtungen 41 einer Vorlaufleitung 43 des Kühlkreises 3 bzw. in einer Rücklaufleitung 42 des Kühlkreises 3 angeordnet sein. Durch die vorgeschlagene Konfiguration kann das Kühlmittel im kleinen Kühlkreis in relativer kurzer Zeit hinreichend weit erwärmt werden, wodurch das Motoröl vergleichsweise rasch seine Betriebstemperatur erreichen kann, was den Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine 1 während des Kaltstarts reduziert.During this cold start operation are within the auxiliary section 5 , the line section 37 and inside the cooling circuit 3 or within the cylinder head 4 the coolant inlet path 9 and the coolant outlet path 10 deactivated, so essentially does not flow through. Optionally, suitable locking devices for this purpose 41 a flow line 43 of the cooling circuit 3 or in a return line 42 of the cooling circuit 3 be arranged. The proposed configuration, the coolant in the small cooling circuit in a relatively short time can be heated sufficiently far, whereby the engine oil can reach its operating temperature comparatively quickly, which is the fuel consumption of the internal combustion engine 1 reduced during the cold start.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (16)

Kühlsystem für eine Brennkraftmaschine (1), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, – mit einem Kühlkreis (3), der einen durch einen Zylinderkopf (4) der Brennkraftmaschine (1) hindurch geführten Hauptabschnitt (44) sowie einen Nebenabschnitt (5) aufweist, in den ein Wärmeübertrager (6) eingebunden ist, der außerdem in einen Motorölkreis (7) eingebunden ist, – wobei der Zylinderkopf (4) für den Hauptabschnitt (44) einen Kühlmitteleinlasspfad (9) und einen Kühlmittelauslasspfad (10) aufweist, – wobei ein Bypass (18) vorgesehen ist, der den Kühlmittelauslasspfad (10) über wenigstens einen den Wärmeübertrager (6) aufweisenden Kopplungsbereich (45) des Nebenabschnitts (5) mit dem Kühlmitteleinlasspfad (9) verbindet, – wobei eine Bypassschalteinrichtung (22) vorgesehen ist, mit welcher der Bypass (18) aktivierbar und deaktivierbar ist.Cooling system for an internal combustion engine ( 1 ), in particular of a motor vehicle, - with a cooling circuit ( 3 ), one through a cylinder head ( 4 ) of the internal combustion engine ( 1 ) guided through the main section ( 44 ) as well as a secondary section ( 5 ), in which a heat exchanger ( 6 ), which is also incorporated into an engine oil circuit ( 7 ), - the cylinder head ( 4 ) for the main section ( 44 ) a coolant inlet path ( 9 ) and a coolant outlet path ( 10 ), wherein a bypass ( 18 ) is provided, the coolant outlet path ( 10 ) via at least one heat exchanger ( 6 ) having a coupling region ( 45 ) of the minor section ( 5 ) with the coolant inlet path ( 9 ), wherein a bypass switching device ( 22 ) is provided, with which the bypass ( 18 ) can be activated and deactivated. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Warmbetriebs der Brennkraftmaschine, bei dem der Kühlkreis (3) aktiv ist und der Bypass (18) inaktiv ist, Kühlmittel vom Kühlmitteleinlasspfad (9) durch den Kühlkreisabschnitt (5) geführt ist.Cooling system according to claim 1, characterized in that during a warm operation of the internal combustion engine, in which the cooling circuit ( 3 ) is active and the bypass ( 18 ) is inactive, coolant from the coolant inlet path ( 9 ) through the cooling circuit section ( 5 ) is guided. Kühlsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Kaltstarts der Brennkraftmaschine (1), bei dem der Kühlkreis (3) inaktiv ist und der Bypass (18) aktiv ist, Kühlmittel vom Kühlmitteauslasspfad (10) durch den Kopplungsabschnitt (45) zum Kühlmitteleinlasspfad (9) geführt ist.Cooling system according to claim 1 or 2, characterized in that during a cold start of the internal combustion engine ( 1 ), in which the cooling circuit ( 3 ) is inactive and the bypass ( 18 ) is active, coolant from the coolant outlet path ( 10 ) through the coupling section ( 45 ) to the coolant inlet path ( 9 ) is guided. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Thermostatventil (8) zum Aktivieren und Deaktivieren des Kühlkreises (3) vorgesehen ist, wobei das Thermostatventil (8) insbesondere zum Aktivieren und Deaktivieren des Hauptabschnitts (44) und/oder des Nebenabschnitts (5) ausgestaltet sein kann.Cooling system according to one of claims 1 to 3, characterized in that a thermostatic valve ( 8th ) for activating and deactivating the cooling circuit ( 3 ) is provided, wherein the thermostatic valve ( 8th ) in particular for activating and deactivating the main section ( 44 ) and / or the minor section ( 5 ) can be configured. Kühlsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassschalteinrichtung (22) in das Thermostatventil (8) integriert ist.Cooling system according to claim 4, characterized in that the bypass switching device ( 22 ) into the thermostatic valve ( 8th ) is integrated. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (18) eine Zusatzkühlmittelpumpe (23) enthält, die für einen Kaltstart der Brennkraftmaschine (1) aktivierbar ist.Cooling system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the bypass ( 18 ) an auxiliary coolant pump ( 23 ), which is for a cold start of the internal combustion engine ( 1 ) is activated. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in den Bypass (18) ein Wärmeübertrager (24) eingebunden ist, der in einen Luftpfad (25) zur Versorgung eines Raums, insbesondere eines Fahrzeuginnenraums, mit Frischluft und/oder Umluft eingebunden ist.Cooling system according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the bypass ( 18 ) a heat exchanger ( 24 ), which is in an air path ( 25 ) for supplying a space, in particular a vehicle interior, is integrated with fresh air and / or circulating air. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmitteleinlasspfad (9) sich im Bereich von zu Zylindern (12) führenden Frischgaseinlasskanälen (11) erstreckt, einerseits, insbesondere einlassseitig, an den Hauptabschnitt (44) des Kühlkreises (3) und andererseits, insbesondere auslassseitig, an den Nebenabschnitt (5) des Kühlkreises (3) angeschlossen ist,Cooling system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the coolant inlet path ( 9 ) in the range of cylinders ( 12 ) leading fresh gas inlet channels ( 11 ), on the one hand, in particular on the inlet side, to the main section ( 44 ) of the cooling circuit ( 3 ) and on the other hand, in particular on the outlet side, to the secondary section ( 5 ) of the cooling circuit ( 3 ) connected, Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Kühlmittelauslasspfad (10) sich im Bereich von den Zylindern (12) wegführenden Abgasauslasskanälen (15) erstreckt und, insbesondere auslassseitig, an den Hauptabschnitt (44) des Kühlkreises (3) angeschlossen ist,Cooling system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the coolant outlet path ( 10 ) in the region of the cylinders ( 12 ) leading exhaust gas outlet ducts ( 15 ) and, in particular on the outlet side, to the main section ( 44 ) of the cooling circuit ( 3 ) connected, Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (4) mehrere Kühlmittelverbindungspfade (17) aufweist, die vom Kühlmitteleinlasspfad (9) zum Kühlmittelauslasspfad (10) führen.Cooling system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the cylinder head ( 4 ) several coolant connection paths ( 17 ) from the coolant inlet path ( 9 ) to the coolant outlet path ( 10 ) to lead. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (4) einen Zusatzkühlmittelpfad (33) enthält, der zusätzlich zum Kühlmitteauslasspfad (10) im Bereich der Abgasauslasskanäle (15) angeordnet ist und der in den Nebenabschnitt (5) des Kühlkreises (3) eingebunden ist.Cooling system according to one of claims 1 to 10, characterized in that the cylinder head ( 4 ) an auxiliary coolant path ( 33 ), which in addition to the coolant outlet path ( 10 ) in the region of the exhaust gas outlet channels ( 15 ) and which is in the secondary section ( 5 ) of the cooling circuit ( 3 ) is involved. Kühlsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelauslasspfad (10), insbesondere einlassseitig, mit dem Zusatzkühlmittelpfad (33) verbunden ist, während der Kühlmitteleinlasspfad (9), insbesondere auslassseitig, mit dem Zusatzkühlmittelpfad (33) verbunden ist.Cooling system according to claim 11, characterized in that the coolant outlet path ( 10 ), in particular inlet side, with the additional coolant path ( 33 ) while the coolant inlet path ( 9 ), in particular on the outlet side, with the additional coolant path ( 33 ) connected is. Kühlsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Kaltstarts der Brennkraftmaschine (1), bei dem der Kühlkreis (3) inaktiv ist und der Bypass (18) aktiv ist, Kühlmittel durch den Kopplungsteil (45) des Nebenabschnitts (5) und durch den Zusatzkühlmittelpfad (33) geführt ist.Cooling system according to claim 12, characterized in that during a cold start of the internal combustion engine ( 1 ), in which the cooling circuit ( 3 ) is inactive and the bypass ( 18 ) is active, coolant through the coupling part ( 45 ) of the secondary section ( 5 ) and by the additional coolant path ( 33 ) is guided. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenabschnitt (5) parallel zum Motorölwärmeübertrager (6) zumindest einen weiteren Wärmeübertrager (27, 28) enthält, der insbesondere mittels eines im Nebenabschnitt (5) angeordneten Schaltventils (31, 32) aktivierbar und deaktivierbar sein kann.Cooling system according to one of claims 1 to 13, characterized in that the secondary section ( 5 ) parallel to the engine oil heat exchanger ( 6 ) at least one further heat exchanger ( 27 . 28 ), in particular by means of a subsection ( 5 ) arranged switching valve ( 31 . 32 ) can be activated and deactivated. Kühlsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine weitere Wärmeübertrager (27, 28) in einen Getriebeölkreis oder einen Kupplungsölkreis eingebunden ist.Cooling system according to claim 14, characterized in that the at least one further heat exchanger ( 27 . 28 ) is integrated in a transmission oil circuit or a clutch oil circuit. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine zum in den Bypass (18) eingebundenen Wärmeübertrager (24) führende Bypassleitung (26) während des Kaltstarts oder einer Warmlaufphase der Brennkraftmaschine mittels der Bypassschalteinrichtung (22) deaktiviert wird, so dass eine Abkopplung des Wärmeübertragers (24) vorliegt.Cooling system according to one of claims 6 to 15, characterized in that a in the Bypass ( 18 ) integrated heat exchanger ( 24 ) leading bypass line ( 26 ) during the cold start or a warm-up phase of the internal combustion engine by means of the bypass switching device ( 22 ) is deactivated, so that a decoupling of the heat exchanger ( 24 ) is present.
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