-
Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere für einen Personenkraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
-
Eine solche Kühleinrichtung für einen Kraftwagen ist beispielsweise bereits der
DE 10 2008 036 277 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Kühleinrichtung umfasst einen von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlkreislauf, welcher einen von dem Kühlmittel durchströmbaren ersten Kreislaufteil mit wenigstens einem Abgasrückführkühler und einen von dem Kühlmittel durchströmbaren zweiten Kreislaufteil mit wenigstens einem Kühler zum Kühlen des Kühlmittels aufweist. Dabei ist in dem Kühlkreislauf genau eine Pumpe angeordnet, mittels welcher das Kühlmittel durch den Kühlkreislauf und somit durch die Kreislaufteile gefördert werden kann. Bei der
DE 10 2008 036 277 A1 umfasst die Kühleinrichtung einen zusätzlichen zweiten Kühlkreislauf, in welchem eine zusätzliche zweite Pumpe angeordnet ist. Mittels der zweiten Pumpe kann ein Kühlmittel durch den zweiten Kühlkreislauf gefördert werden, um mittels des zweiten Kühlkreislaufs weitere Komponenten zu kühlen.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kühleinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sich auf bauraum- und gewichtsgünstige Weise eine besonders vorteilhafte Temperierung des Kraftwagens realisieren lässt.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Kühleinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
-
Um eine Kühleinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben Art derart weiterzuentwickeln, dass sich eine besonders vorteilhafte Temperierung des Kraftwagens auf bauraum- und gewichtsgünstige Weise realisieren lässt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Kühlkreislauf einen von dem Kühlmittel durchströmbaren dritten Kreislaufteil mit wenigstens einem ersten Kühlmittelmantel aufweist, der in einem Zylinderkopf einer zum Antreiben des Kraftwagens ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine verläuft. Außerdem weist der Kühlkreislauf einen von dem Kühlmittel durchströmbaren vierten Kreislaufteil mit wenigstens einem zweiten Kühlmittelmantel auf, der in einem Zylindergehäuse der Verbrennungskraftmaschine verläuft. Durch das Zylindergehäuse ist dabei wenigstens ein als Zylinder ausgebildeter Brennraum der Verbrennungskraftmaschine, welche beispielsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildet ist, gebildet, so dass mittels des zweiten Kühlmittelmantels und mittels des den zweiten Kühlmittelmantel durchströmenden Kühlmittels der Brennraum gekühlt werden kann.
-
Außerdem weist der Kühlkreislauf einen von dem Kühlmittel durchströmbaren fünften Kreislaufteil mit wenigstens einem Heizungswärmetauscher auf, mittels welchem dem Innenraum des Kraftwagens zuzuführende Luft erwärmbar ist. Die dem Innenraum zuzuführende Luft kann beispielsweise infolge eines Wärmeübergangs von dem den Heizungswärmetauscher durchströmenden Kühlmittel über den Heizungswärmetauscher an die dem Innenraum zuzuführende und den Heizungswärmetauscher umströmende Luft erwärmt werden. Dadurch kann der Innenraum erwärmt beziehungsweise beheizt werden.
-
Außerdem ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Pumpe als elektrisch betreibbare Pumpe, das heißt als elektrische Pumpe, ausgebildet ist. Des Weiteren ist in dem Kühlkreislauf ein elektrisch betreibbares Stellglied, das heißt ein elektrisch aktuierter Steller vorgesehen, mittels welchem jeweilige, die jeweiligen Kreislaufteile durchströmenden Mengen des Kühlmittels, insbesondere unabhängig voneinander, einstellbar sind. Das beispielsweise als Regler ausgebildete Stellglied ist beispielsweise zwischen wenigstens sechs voneinander unterschiedlichen Stellungen beziehungsweise Zuständen verstellbar.
-
In einem ersten der Zustände lässt das Stellglied beispielsweise eine Strömung des Kühlmittels, insbesondere dann, wenn das Kühlmittel mittels der elektrischen Pumpe gefördert wird, durch den ersten Kreislaufteil zu, während das Stellglied eine Strömung des Kühlmittels durch den zweiten, dritten, vierten und fünften Kreislaufteil verhindert. Mit anderen Worten, wird das Kühlmittel mittels der elektrisch betreibbaren Pumpe durch den Kühlkreislauf gefördert, während sich das Stellglied in dem ersten Zustand beziehungsweise in der ersten Stellung befindet, so sind beispielsweise der zweite, dritte, vierte und fünfte Kreislaufteil mittels des Stellglieds fluidisch versperrt, während das Stellglied den ersten Kreislaufteil freigibt, so dass das Kühlmittel nicht durch den zweiten, dritten, vierten und fünften Kreislaufteil, jedoch durch den ersten Kreislaufteil hindurchströmen kann beziehungsweise hindurchströmt.
-
In einem zweiten der Zustände beziehungsweise Stellungen gibt das Stellglied beispielsweise den ersten, dritten und fünften Kreislaufteil frei, während das Stellglied den zweiten und vierten Kreislaufteil fluidisch versperrt, so dass beispielsweise dann, wenn das Kühlmittel mittels der elektrisch betreibbaren Pumpe durch den Kühlkreislauf gefördert wird, während sich das Stellglied im zweiten Zustand befindet, das Kühlmittel den ersten, dritten und fünften Kreislaufteil, jedoch nicht den zweiten und vierten Kreislaufteil durchströmt. In einem dritten der Zustände beziehungsweise in einer dritten der Stellungen gibt das Stellglied beispielsweise den ersten, dritten, vierten und fünften Kreislaufteil frei, während das Stellglied den zweiten Kreislaufteil fluidisch versperrt. Wird somit beispielsweise mittels der elektrisch betreibbaren Pumpe das Kühlmittel durch den Kühlkreislauf gefördert, während sich das Stellglied in dem dritten Zustand beziehungsweise in der dritten Stellung befindet, so strömt das Kühlmittel durch den ersten, dritten, vierten und fünften Kreislaufteil, nicht jedoch den zweiten Kreislaufteil. In einem vierten der Zustände beziehungsweise Stellungen gibt das Stellglied beispielsweise den ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Kreislaufteil frei, so dass beispielsweise dann, wenn das Kühlmittel mittels der Pumpe durch den Kühlkreislauf gefördert, während sich das Stellglied in der vierten Stellung befindet, das Kühlmittel durch den ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Kreislaufteil strömt.
-
In einem fünften der Zustände gibt das Stellglied beispielsweise den ersten, zweiten, dritten und vierten Kreislaufteil frei, während das Stellglied den fünften Kreislaufteil fluidisch versperrt. Wird dann beispielsweise das Kühlmittel mittels der elektrisch betreibbaren Pumpe durch den Kühlkreislauf gefördert, während sich das Stellglied in dem fünften Zustand beziehungsweise in der fünften Stellung befindet, so strömt das Kühlmittel durch den ersten, zweiten, dritten und vierten Kreislaufteil, jedoch nicht durch den fünften Kreislaufteil.
-
Ist das Stellglied beispielsweise in den sechsten Zustand beziehungsweise in die sechste Stellung eingestellt, so gibt das Stellglied beispielsweise den zweiten Kreislaufteil, den dritten Kreislaufteil und den vierten Kreislaufteil frei, während das Stellglied den ersten und den fünften Kreislaufteil fluidisch versperrt. Wird dann beispielsweise das Kühlmittel mittels der elektrisch betreibbaren Pumpe durch den Kühlkreislauf gefördert, so strömt das Kühlmittel durch den zweiten, dritten und vierten Kreislaufteil, nicht jedoch durch den ersten und fünften Kreislaufteil, da das Kühlmittel mittels des Stellglieds daran gehindert wird, durch den ersten und fünften Kreislaufteil hindurchzuströmen. Mittels des Stellglieds ist es somit möglich, eine bedarfsgerechte Durchströmung der Kreislaufteile mit dem Kühlmittel einzustellen, so dass sich eine besonders vorteilhafte Temperierung, das heißt Kühlung und/oder Erwärmung, des Kraftwagens realisieren lässt.
-
Die erfindungsgemäße Kühleinrichtung ermöglicht dabei die wirtschaftliche Umsetzung einer elektrischen Pumpe bei einer spezifisch hochbelasteten und beispielsweise als Dieselmotor ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine. Da das Stellglied zwischen den unterschiedlichen Stellungen beziehungsweise Zuständen bedarfsgerecht verstellt werden kann, können das Gewicht, der Bauraumbedarf und die Kosten der Pumpe gering gehalten werden. Ferner genügt die genau eine elektrische betreibbare Pumpe aus, um die Verbrennungskraftmaschine als Gesamtmotor zu kühlen und den Innenraum zu temperieren, insbesondere zu beheizen. Unter der Kühlung des Gesamtmotors ist zu verstehen, dass sowohl der Zylinderkopf mittels des ersten Kühlmittelmantels als auch das beispielsweise als Kurbelgehäuse oder Zylinderkurbelgehäuse ausgebildete Zylindergehäuse mittels des zweiten Kühlmittelmantels bedarfsgerecht gekühlt werden kann.
-
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Kühlmittel um eine Kühlflüssigkeit, welche auch als Wasser oder Kühlwasser bezeichnet wird. Somit ist beispielsweise der jeweilige Kühlmittelmantel als Wassermantel ausgebildet. Ferner ist dabei beispielsweise die Pumpe als Wasserpumpe, insbesondere als elektrische Wasserpumpe, ausgebildet.
-
Der Abgasrückführkühler, der Heizungswärmetauscher, der Kühler zum Kühlen des Kühlmittels, der Zylinderkopf und das Zylindergehäuse sind Komponenten der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise der Kühleinrichtung, wobei diese Komponenten bedarfsgerecht mit dem Kühlmittel versorgt und insbesondere mittels des Kühlmittels temperiert, das heißt gekühlt und/oder erwärmt, werden können. Dabei sind der Kühler und der Heizungswärmetauscher zwei separat voneinander ausgebildete, einzelne Bauteile und beispielsweise als Wärmetauscher ausgebildet.
-
Durch die beschriebene Verstellbarkeit des Stellglieds ist eine zielgerichtete und flexible Kühlung der Komponenten beziehungsweise eine zielgerichtete und flexible Versorgung der Komponenten mit dem Kühlmittel bei geringster Leistungsaufnahme der Pumpe möglich, wobei gleichzeitig eine besonders hohe Aufheizgeschwindigkeit, insbesondere der Verbrennungskraftmaschine, realisiert werden kann. Somit kann beispielsweise eine sich an einen Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine anschließende Warmlaufphase der Verbrennungskraftmaschine besonders kurz gehalten werden.
-
Der Erfindung liegt dabei insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass herkömmliche Kreisläufe von Ottomotoren, insbesondere mit elektrischen Wasserpumpen, nicht ohne weiteres auf Dieselmotoren übertragen werden können, da es dann zu einer übermäßig hohen Leistungsaufnahme, zu einem übermäßig hohen Gewicht, zu einem übermäßig hohen Bauraumbedarf und zu übermäßig hohen Kosten der Wasserpumpe beziehungsweise der elektrisch betreibbaren Pumpe kommen kann. Daher ist es üblicherweise vorgesehen, zwei voneinander separate Kühlkreisläufe mit jeweiligen Pumpen oder in einem Kühlkreislauf zwei Pumpen einzusetzen, was zu einem hohen Gewicht, einem hohen Bauraumbedarf und zu hohen Kosten führt. Diese Probleme und Nachteile können nun mittels der erfindungsgemäßen Kühlereinrichtung vermieden werden, da aufgrund der bedarfsgerechten Verstellbarkeit des Stellglieds der Bauraumbedarf, das Gewicht, die Kosten und die Leistungsaufnahme der Pumpe gering gehalten werden können und die genau eine Pumpe ausreicht, um die genannten Komponenten mit dem Kühlmittel zu versorgen.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
-
Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kühleinrichtung für einen Kraftwagen, mit einem von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlkreislauf, in welchem ein elektrisch betreibbares Stellglied angeordnet ist, welches zwischen wenigstens sechs voneinander unterschiedlichen Zuständen verstellbar ist, um dadurch eine besonders vorteilhafte Temperierung auf bauraum- und gewichtsgünstige Weise realisieren zu können.
-
Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Kühleinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere für einen Personenkraftwagen. Die Kühleinrichtung 10 weist dabei einen von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlkreislauf 12 auf. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Kühlmittel um eine Kühlflüssigkeit, welche auch als Kühlwasser oder Wasser bezeichnet wird. In seinem vollständig hergestellten Zustand umfasst der Kraftwagen die Kühleinrichtung 10 und eine in der Fig. besonders schematisch dargestellte Verbrennungskraftmaschine 14, welche vorzugsweise als Dieselmotor ausgebildet ist. Dabei ist der Kraftwagen mittels der Verbrennungskraftmaschine 14 antreibbar, welche beispielsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildet ist.
-
Dabei umfasst die Verbrennungskraftmaschine 14 ein als Zylindergehäuse 16 ausgebildetes erstes Gehäuseelement. Das Zylindergehäuse 16 ist beispielsweise als Kurbelgehäuse beziehungsweise als Zylinderkurbelgehäuse ausgebildet und bildet wenigstens einen in der Fig. nicht erkennbaren Brennraum in Form eines Zylinders, in welchem während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 14 Verbrennungsvorgänge ablaufen. Ferner umfasst die Verbrennungskraftmaschine 14 ein zweites Gehäuseelement in Form eines Zylinderkopfes 18. Die Gehäuseelemente sind separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Bauteile der Verbrennungskraftmaschine 14.
-
Der Kühlkreislauf 12 weist einen von dem Kühlmittel durchströmbaren ersten Kreislaufteil 20 mit wenigstens einem Abgasrückführkühler 22 auf. Dies bedeutet, dass der Abgasrückführkühler 22 in dem ersten Kreislaufteil 20 angeordnet und somit von dem den ersten Kreislaufteil 20 durchströmenden Kühlmittel durchströmbar ist. Die Verbrennungskraftmaschine 14 umfasst dabei wenigstens eine erste Abgasrückführung, welche beispielsweise als Hochdruck-Abgasrückführung (HD-AGR) ausgebildet ist. Die Hochdruck-Abgasrückführung umfasst wenigstens eine erste Rückführleitung. Mittels der Rückführleitung ist zumindest ein Teil eines von der Verbrennungskraftmaschine 14 bereitgestellten Abgases von einem Abgastrakt zu einem Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine 14 rückführbar und in den Ansaugtrakt einleitbar. Dabei ist der Abgasrückführkühler 22 in der ersten Rückführleitung angeordnet, so dass das die erste Rückführleitung durchströmende Abgas mittels des Abgasrückführkühlers 22 gekühlt werden kann.
-
Die Verbrennungskraftmaschine 14 umfasst ferner eine Aufladeeinrichtung 24, welche zwei Abgasturbolader 26 und 28 aufweist. Die Abgasturbolader 26 und 28 umfassen jeweils eine in dem Abgastrakt angeordnete und von dem Abgas antreibbare Turbine. Außerdem umfassen die Abgasturbolader 26 und 28 jeweils einen Verdichter, mittels welchem Luft, die den genannten Ansaugtrakt durchströmt und mittels des Ansaugtrakts in den Zylinder eingeleitet wird, verdichtet wird. Dabei sind die Turbinen der Abgasturbolader 26 und 28 in Strömungsrichtung des den Abgastrakt durchströmenden Abgases hintereinander angeordnet und somit seriell zueinander geschaltet, wobei beispielsweise die Turbine des Abgasturboladers 26 stromauf der Turbine des Abgasturboladers 28 angeordnet ist. Somit ist die Turbine des Abgasturboladers 26 als Hochdruck-Turbine ausgebildet, wobei die Turbine des Abgasturboladers 28 als Niederdruck-Turbine ausgebildet ist. Daher ist der Abgasturbolader 26 als Hochdruck-Abgasturbolader (HD-ATL) ausgebildet, wobei der Abgasturbolader 28 als Niederdruck-Abgasturbolader (ND-ATL) ausgebildet ist. Die erste Rückführleitung ist dabei beispielsweise an einer stromauf der Hochdruck-Turbine angeordneten Stelle fluidisch mit dem Abgastrakt verbunden.
-
Die Verbrennungskraftmaschine 14 umfasst ferner eine als Niederdruck-Abgasrückführung ausgebildete zweite Abgasrückführung, welche wenigstens eine zweite Rückführleitung aufweist. Mittels der zweiten Rückführleitung ist zumindest ein Teil des den Abgastrakt durchströmenden Abgases aus dem Abgas abzweigbar und zu dem Ansaugtrakt rückführbar und dabei in den Ansaugtrakt einleitbar. Dabei ist beispielsweise die zweite Rückführleitung an einer stromab der Hochdruck-Turbine, insbesondere an einer stromab der Niederdruck-Turbine, angeordneten Stelle fluidisch mit dem Abgastrakt verbunden. Die Niederdruck-Abgasrückführung umfasst einen zweiten Abgasrückführkühler 30, welcher in der zweiten Rückführleitung angeordnet und von dem die zweite Rückführleitung durchströmenden Abgas durchströmbar ist. Somit kann das die zweite Rückführleitung durchströmende Abgas mittels des zweiten Abgasrückführkühlers 30 gekühlt werden.
-
Aus der Fig. ist ferner erkennbar, dass beispielsweise der Abgasturbolader 26 einen ersten Aktor 33 aufweist. Alternativ oder zusätzlich weist der zweite Abgasturbolader 28 einen zweiten Aktor 34 auf. Mittels des Aktors 33 beziehungsweise 34 kann beispielsweise eine jeweilige variable Turbinengeometrie der jeweiligen Turbine verstellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann mittels des jeweiligen Aktors 33 beziehungsweise 34 wenigstens ein Wastegate-Ventil betätigt, insbesondere verstellt, werden. Das Wastegate-Ventil wird auch als Umgehungsventil bezeichnet und genutzt, um beispielsweise eine die jeweilige Turbine umgehende Menge des Abgases und somit einen jeweiligen Ladedruck des jeweiligen Abgasturboladers 26 beziehungsweise 28 einzustellen.
-
Der Kühlkreislauf 12 weist ferner einen von dem Kühlmittel durchströmbaren zweiten Kreislaufteil 32 mit wenigstens einem Kühler 34 auf, mittels welchem das Kühlmittel gekühlt werden kann. Der Kühler 34 wird auch als Wasserkühler bezeichnet und ist beispielsweise als Wärmetauscher ausgebildet. Dabei ist der Kühler 34 von dem den Kreislaufteil 32 durchströmenden Kühlmittel durchströmbar und beispielsweise von Luft umströmbar. Über den Kühler 34 kann ein Wärmeübergang von dem den Kühler 34 durchströmenden Kühlmittel an die den Kühler 34 umströmende Luft erfolgen, wodurch die den Kühler 34 umströmende Luft erwärmt und das Kühlmittel gekühlt wird.
-
Um nun eine besonders vorteilhafte Temperierung des Kraftwagens auf bauraum- und gewichtsgünstige Weise zu realisieren, weist der Kühlkreislauf 12 einen von dem Kühlmittel durchströmbaren dritten Kreislaufteil 37 mit wenigstens einem in dem Zylinderkopf 18 verlaufenden Kühlmittelmantel 38 beziehungsweise 40 auf. Aus der Fig. ist erkennbar, dass der Zylinderkopf 18 zwei Kühlmittelmäntel 38 und 40 aufweist, wobei der Kühlmittelmantel 38 ein oberer Kühlmittelmantel und der Kühlmittelmantel 40 ein unterer Kühlmittelmantel des Zylinderkopfes 18 ist. Die Kühlmittelmäntel 38 und 40 sind in dem dritten Kreislaufteil 37 angeordnet und somit von dem den dritten Kreislaufteil 37 durchströmenden Kühlmittel durchströmbar, wodurch der Zylinderkopf 18 temperiert, insbesondere gekühlt, werden kann. Der Kühlkreislauf 12 weist darüber hinaus einen von dem Kühlmittel durchströmbaren vierten Kreislaufteil 42 mit wenigstens einem in dem Zylindergehäuse 16 verlaufenden Kühlmittemantel 44 auf. Somit ist der Kühlmittelmantel 44 von dem den Kreislaufteil 42 durchströmenden Kühlmittel durchströmbar, wodurch das Zylindergehäuse 16 temperiert, insbesondere gekühlt, werden kann.
-
Außerdem weist der Kühlkreislauf 12 einen von dem Kühlmittel durchströmbaren fünften Kreislaufteil 46 mit wenigstens einem Heizungswärmetauscher 48 auf, mittels welchem dem Innenraum des Kraftwagens zuzuführende Luft erwärmbar ist. Dies bedeutet, dass der Heizungswärmetauscher 48 von dem den Kreislaufteil 46 durchströmenden Kühlmittel durchströmbar ist. Ferner ist der Heizungswärmetauscher 48 von Luft, die dem Innenraum zugeführt wird, umströmbar. Über den Heizungswärmetauscher 48 kann beispielsweise ein Wärmeübergang von dem Kühlmittel an die den Heizungswärmetauscher 48 umströmende Luft erfolgen, wodurch das Kühlmittel gekühlt und die dem Innenraum zuzuführende Luft erwärmt wird. Dadurch kann der Innenraum temperiert, insbesondere beheizt, werden. Der Kühler 36 und der Heizungswärmetauscher 48 sind separat voneinander ausgebildete, einzelne Bauteile und beispielsweise als Wärmetauscher ausgebildet.
-
In dem Kühlkreislauf 12 ist dabei genau eine als elektrisch betreibbare Pumpe ausgebildete Pumpe 50 angeordnet, mittels welcher das Kühlmittel durch den Kühlkreislauf 12 und somit durch die Kreislaufteile 20, 32, 37, 42 und 46 gefördert werden kann. Außerdem umfasst die Kühleinrichtung 10 ein in dem Kühlkreislauf 12 angeordnetes, elektrisch betreibbares Stellglied 52, mittels welchem jeweilige, die jeweiligen Kreislaufteile 20, 32, 37, 42 und 46 durchströmende Mengen des Kühlmittels einstellbar sind. Insbesondere ist aus der Fig. erkennbar, dass in dem ersten Kreislaufteil 20 auch die Abgasturbolader 26 und 28 und der Abgasrückführkühler 30 angeordnet sind, sodass die Abgasturbolader 26 und 28 und der Abgasrückführkühler 30 von dem den Kreislaufteil 20 durchströmenden Kühlmittel durchströmbar sind.
-
Die Verbrennungskraftmaschine 14 umfasst ferner beispielsweise eine Abgasnachbehandlungseinrichtung, welche wenigstens einen Katalysator aufweisen kann. Der Katalysator ist dabei beispielsweise als SCR-Katalysator (SCR – selective catalytic reduction – selektive katalytische Reduktion) ausgebildet. Dabei ist ferner eine Dosiereinrichtung vorgesehen, mittels welcher ein Reduktionsmittel in das Abgas, insbesondere an einer stromauf des SCR-Katalysators angeordneten Stelle, einbringbar ist. Mittels des SCR-Katalysators und mittels des Reduktionsmittels wird das Abgas entstickt, das heißt zumindest teilweise von in dem Abgas enthaltenen Stickoxiden (NOx) befreit. Dabei ist es beispielsweise vorgesehen, dass wenigstens ein Bauelement 54 der Abgasnachbehandlungseinrichtung in dem Kreislaufteil 20 angeordnet sein kann. Bei dem Bauelement 54 handelt es sich beispielsweise um den SCR-Katalysator und/oder um die Dosiereinrichtung, insbesondere um eine zum Aufnehmen des Reduktionsmittels ausgebildeten Tank der Dosiereinrichtung. Somit ist es beispielsweise möglich, das Bauelement 54 mittels des den Kreislaufteil 20 durchströmenden Kühlmittels zu temperieren, insbesondere zu erwärmen.
-
Die Verbrennungskraftmaschine 14 umfasst ein als Verteilerleiste 56 ausgebildetes Verteilelement, welches in dem Kreislaufteil 42 angeordnet ist. Mittels der Verteilerleiste 56 ist das den Kreislaufteil 42 durchströmende Kühlmittel zwischen dem Zylinderkopf 18 und dem Zylindergehäuse 16 verteilbar beziehungsweise aufteilbar, sodass mittels der Verteilerleiste 56 das den Kreislaufteil 42 durchströmende Kühlmittel auf den Kühlmittelmantel 44 und eine die Kühlmittelmäntel 38 und 40 umfassende Kühlmittelmanteleinrichtung des Zylinderkopfes 18 aufteilbar ist. Dies bedeutet beispielsweise, dass das Kühlmittel zunächst in die Verteilerleiste 56 einströmen und von dieser dann in die jeweiligen Kühlmittelmäntel 38, 40 und 44 weiterströmen kann.
-
In dem Kreislaufteil 42 ist ein weiterer Wärmetauscher 58 angeordnet, welcher von dem den Kreislaufteil 42 durchströmenden Kühlmittel durchströmbar und dabei als Motoröl-Wärmetauscher ausgebildet ist. Über den Wärmetauscher 58 kann ein Wärmeaustausch zwischen dem den Wärmetauscher 58 beziehungsweise den Kreislaufteil 42 durchströmenden Kühlmittel und einem Öl zum Schmieren der Verbrennungskraftmaschine 14 erfolgen, wodurch das Öl temperiert, insbesondere erwärmt und/oder gekühlt, werden kann.
-
Außerdem ist ein vorliegend als Sammelleiste 60 ausgebildetes Sammelelement vorgesehen. Mittels beziehungsweise in der Sammelleiste 60 wird beispielsweise das Kühlmittel aus dem Kreislaufteil 42 und das Kühlmittel aus den Kühlmittelmänteln 38 und 40 sowie beispielsweise das Kühlmittel aus dem Kreislaufteil 46 gesammelt und über jeweilige Eingänge 62 und 64 dem Stellglied 52 zugeführt. Ferner kann das Stellglied 52 einen dritten Eingang 66 aufweisen, über welchen beispielsweise das Kühlmittel von der Pumpe 50 kommend in das Stellglied 52 einströmen und in der Folge das Stellglied 52 durchströmen kann. Das Stellglied 52 weist beispielsweise einen ersten Ausgang 68 auf, über welchen Kühlmittel von dem Stellglied 52 in den Kreislaufteil 20 eingeleitet werden kann. Ferner weist das Stellglied 52 beispielsweise einen zweiten Ausgang 70 auf, über welchen das Kühlmittel von dem Stellglied 52 in den Kreislaufteil 32 eingeleitet werden kann. Das Stellglied weist ferner einen dritten Ausgang 72 auf, über welchen beispielsweise das Kühlmittel von dem Stellglied 52 zur Pumpe 50 geleitet werden kann. Schließlich weist beispielsweise das Stellglied 52 einen vierten Ausgang 74 auf, über welchen beispielsweise das Kühlmittel von dem Stellglied 52 zu der Verteilerleiste 56 und von dort beispielsweise in die Kreislaufteile 37 und 42 geleitet werden kann. Außerdem ist vorzugsweise wenigstens ein Temperatursensor 76 vorgesehen, mittels welchem eine Temperatur des Kühlmittels erfassbar ist. Insbesondere ist mittels des Temperatursensors 76 eine Temperatur des Kühlmittels an einer stromab der Pumpe 50 und stromauf des Stellglieds 52 angeordneten Stelle erfassbar.
-
Das Stellglied 52 ist nun zwischen wenigstens sechs voneinander unterschiedlichen Zuständen beziehungsweise Stellungen verstellbar. Mit anderen Worten können die sechs unterschiedlichen Stellungen beziehungsweise Zustände des Stellglieds 52 bedarfsgerecht eingestellt werden, um dadurch eine besonders vorteilhafte Temperierung realisieren zu können. Unter der Temperierung ist beispielsweise zu verstehen, dass in dem Kühlkreislauf 12 angeordnete Komponenten wie beispielsweise die Abgasrückführkühler 22 und 30, die Abgasturbolader 26 und 28, die Aktoren 32 und 34, das Bauelement 54, der Zylinderkopf 18 und das Zylindergehäuse 16 temperiert, insbesondere gekühlt und/oder erwärmt, das das Öl temperiert, das heißt gekühlt und/oder erwärmt, die dem Innenraum zuzuführende Luft temperiert, insbesondere erwärmt, und das Kühlmittel selbst temperiert, insbesondere gekühlt werden kann.
-
In einem ersten der Zustände beziehungsweise Stellungen gibt das Stellglied 52 den ersten Kreislaufteil 20 frei, während das Stellglied 52 die Kreislaufteile 32, 37, 42 und 46 fluidisch versperrt. Dadurch ist der Kreislaufteil 20 von dem Kühlmittel durchströmbar, während das Kühlmittel nicht durch die Kreislaufteile 32, 37, 42 und 46 und durch die Komponenten beziehungsweise Bauelemente hindurchströmenden kann. Somit können in der ersten Stellung die Abgasrückführkühler 22 und 30 sowie gegebenenfalls die Abgasturbolader 26 und 28 und die Aktoren 32 und 34 gekühlt werden, und zwar mit einer minimalen Leistungsaufnahme der als Wasserpumpe ausgebildeten Pumpe 50. Dadurch können der Kraftstoffverbrauch und somit die CO2-Emissionen der Verbrennungskraftmaschine 14 gering gehalten werden.
-
In einem zweiten der Zustände beziehungsweise in einer zweiten der Stellungen gibt das Stellglied 52 die Kreislaufteile 20, 37 und 46 frei, während das Stellglied 52 die Kreislaufteile 32 und 42 fluidisch versperrt. Dadurch kann das Kühlmittel, insbesondere wenn es mittels der Pumpe 50 gefördert wird, durch die Kreislaufteile 20, 37 und 46, nicht jedoch durch die Kreislaufteile 32 und 42 hindurchströmen. Im Vergleich zur ersten Stellung beziehungsweise im Vergleich zum ersten Zustand wird in der zweiten Stellung beziehungsweise in dem zweiten Zustand zusätzlich der als Heizung fungierende Heizungswärmetauscher 48 von dem Kühlmittel durchströmt. Hierdurch kann eine minimale Leistungsaufnahme der Pumpe 50 für den Teillastbetrieb der Verbrennungskraftmaschine 14 realisiert werden. Gleichzeitig kann eine maximale Wärmezufuhr in den Innenraum realisiert werden, sodass sich eine schnelle Aufheizung des Innenraums und ein besonders hoher thermischer Komfort realisieren lassen.
-
In einer dritten der Stellungen beziehungsweise in einem dritten der Zustände gibt das Stellglied 52 die Kreislaufteile 20, 37, 42 und 46 frei, während das Stellglied 52 den Kreislaufteil 32 fluidisch versperrt. Somit werden bei der dritten Stellung das auch als Motoröl bezeichnete Öl und das Kurbelgehäuse 16 zusätzlich temperiert und dabei beispielsweise während eines Warmlaufs der Verbrennungskraftmaschine 14 aufgeheizt beziehungsweise bei einer hohen thermischen Belastung gekühlt.
-
In einem vierten der Zustände gibt das Stellglied 52 die Kreislaufteile 20, 32, 37, 42 und 46 frei. In einem fünften der Zustände gibt das Stellglied 52 die Kreislaufteile 20, 32, 37 und 42 frei, während das Stellglied 52 den Kreislaufteil 46 fluidisch versperrt. Der dritte Zustand und der vierte Zustand sind beispielsweise Zwischenzustände oder Zwischenstellungen, welche genutzt werden, um anfallende Wärme an den Kühler 36 zu führen und so eine besonders vorteilhafte Temperatur der Verbrennungskraftmaschine 14 einzustellen. Der fünfte Zustand beziehungsweise die fünfte Stellung ermöglicht eine weitere Steigerung des Volumenstroms des Kühlmittels am Kühler 36, sodass die Leistungsaufnahme, das Gewicht und die Abmessungen und somit die Kosten der als Wasserpumpe ausgebildeten Pumpe 50 besonders gering gehalten werden können.
-
In der sechsten Stellung beziehungsweise in dem sechsten Zustand gibt das Stellglied 52 die Kreislaufteile 32, 37 und 42 frei, während das Stellglied 52 die Kreislaufteile 20 und 46 fluidisch versperrt. Die fünfte Stellung und die sechste Stellung sind beispielsweise Zwischenstellungen oder Zwischenzustände, welche den Volumenstrom des Kühlmittels durch den Kühler 36 nochmals steigern, insbesondere für Fälle mit maximaler thermischer Anforderung
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Kühleinrichtung
- 12
- Kühlkreislauf
- 14
- Verbrennungskraftmaschine
- 16
- Zylindergehäuse
- 18
- Zylinderkopf
- 20
- erster Kreislaufteil
- 22
- Abgasrückführkühler
- 24
- Aufladeeinrichtung
- 26
- Abgasturbolader
- 28
- Abgasturbolader
- 30
- Abgasrückführkühler
- 32
- zweiter Kreislaufteil
- 33
- Aktor
- 34
- Aktor
- 36
- Kühler
- 37
- dritter Kreislaufteil
- 38
- Kühlmittelmantel
- 40
- Kühlmittelmantel
- 42
- vierter Kreislaufteil
- 44
- Kühlmittelmantel
- 46
- fünfter Kreislaufteil
- 48
- Heizungswärmetauscher
- 50
- Pumpe
- 52
- Stellglied
- 54
- Bauelement
- 56
- Verteilerleiste
- 58
- Wärmetauscher
- 60
- Sammelleiste
- 62
- Eingang
- 64
- Eingang
- 66
- Eingang
- 68
- Ausgang
- 70
- Ausgang
- 72
- Ausgang
- 74
- Ausgang
- 76
- Temperatursensor
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102008036277 A1 [0002, 0002]
