EP2128399A1 - Separate cooling of cylinder head - Google Patents

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EP2128399A1
EP2128399A1 EP09166866A EP09166866A EP2128399A1 EP 2128399 A1 EP2128399 A1 EP 2128399A1 EP 09166866 A EP09166866 A EP 09166866A EP 09166866 A EP09166866 A EP 09166866A EP 2128399 A1 EP2128399 A1 EP 2128399A1
Authority
EP
European Patent Office
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cooling
cylinder head
outlet
coolant
block
Prior art date
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Ceased
Application number
EP09166866A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ingo Lenz
Richard Fritsche
Kai Kuhlbach
Carsten Weber
Martin Lutz
Jan Mehring
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
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    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/12—Arrangements for cooling other engine or machine parts
    • F01P3/14—Arrangements for cooling other engine or machine parts for cooling intake or exhaust valves
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    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
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    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P2007/146—Controlling of coolant flow the coolant being liquid using valves

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of claim 1, with at least one cylinder head to close at least one combustion chamber, the inlet side is assigned at least one inlet channel and outlet at least one outlet channel, wherein the cylinder head is associated with a coolant flowed through by a cooling system, wherein the cooling system of the cylinder head at least two cooling regions with a first cooling region, which is flowed through by a first coolant flow, and with a second cooling region, which is flowed through by a second coolant flow forms, and wherein the cooling system controls are associated.
  • the EP 1 375 857 A1 discloses a cooling device for an internal combustion engine, the device comprising a plurality of cooling cells of the cylinder head of the engine, which are separated from each other and can flow through a cooling liquid.
  • First and second means for controlling the flow rate are provided, each of which is connected to at least one first cooling cell of the cylinder head and to at least one second cooling cell of the cylinder head.
  • the first and second flow rate control means are capable of controlling the amount of cooling fluid flowing through each first and each second cooling cell, respectively.
  • the two cooling cells are separated from each other and arranged one above the other, which extend in parallel and in the longitudinal direction over the entire length of the cylinder block of the engine. It can be provided more cooling cells of any shape and in optimal distribution for cooling the cylinder head.
  • DE 198 03 885 A1 relates to a refrigeration cycle arrangement for a liquid-cooled internal combustion engine, wherein the internal combustion engine in the cylinder head and in the crankcase each separately controlled with separately conveyed by a single pump coolant flows through cooling channels, and the demand in the cylinder head / cooling jacket promotional pump suction side with a controlled via a three-way valve / regulated bypass line to a connected thereto via a feed line and a return line heat exchanger in an outer cooling circuit is connected, the crankcase cooling jacket upon reaching a predetermined temperature in / on the crankcase via a controllable valve with the outer cooling circuit is separately connectable.
  • the suction side connected to a drain of a arranged in the bypass line three-way thermostat pump is the delivery side with an outlet side longitudinal channel of the cooling jacket in the inlet side longitudinal channel transversely flowed cylinder head in combination.
  • the inlet side longitudinal channel is connected via a connecting line to the bypass line and the heat exchanger supply line.
  • At least the crankcase cooling jacket is medium-or directly connectable via a one-way valve controlled by means of an electronic control unit one-way or multi-way valve with the outer cooling circuit.
  • the DE 41 00 459 C2 discloses a cylinder head of a liquid-cooled internal combustion engine with cylinders arranged in series, consisting of a casting with one of lateral outer walls, the cylinder head floor and a distance above it cylinder head middle deck limited cooling space and above this from the cylinder head center deck to the lid parting plane surrounded by outer walls enclosed control chamber with through the Refrigerator, from the mouth openings in the combustion chamber side portion of the cylinder head floor to the lateral outer walls extending valve channels and a cooling chamber and the control chamber parallel to the cylinder axis passing through, approximately cylindrical chamber for a spark plug or injector and molded into the lateral support walls support columns for receiving the cylinder head bolts.
  • the cylinder bank has a continuous cooling space divided into sections by vertical double ribs attached to the cylinder head floor and both sides to the support bolts for the cylinder head bolts, which are substantially only of exhaust ports, intake ports and spark plug studs are penetrated by a cylinder, and wherein the coolant flow through the double ribs in each case a main cooling flow, which flows through a cooling space section, starting from at least one passage opening from the engine block, below the outlet ducts, transversely to the engine longitudinal axis and the outside of the double fins cools, and each a secondary cooling flow which, starting from at least one further passage opening from the engine block, flows through the spaces enclosed by the double ribs approximately parallel to the cylinder axes and thereby cools the insides of the double fins, and wherein main and secondary cooling streams combine at the upper edge of the double fins and into one opening below the inlet channels longitudinally extending coolant collecting channel.
  • a cooling device in a cylinder head of a water-cooled multi-cylinder internal combustion engine is in DE OS 38 38 953 disclosed comprising a plurality of partitions disposed between the cylinders and water jacket formed in a cylinder head, a plurality of candle insertion tubes vertically disposed above the substantially central portions of the associated cylinders, a plurality of coolant inlet ports disposed on one side of the plug-in tubes, and a cooling water outlet port disposed on the other side of the plug-in tubes; a plurality of walls projecting from the partitions toward the plug-in tubes, and wherein each wall has a lower protruding part having a relatively small width in the vicinity of a wall of the cylinder head above a combustion chamber formed in each cylinder and an upper protruding part having a relatively large width.
  • Each of the first, second and third cooling passages is independently connected at one end to the cooling jacket of the cylinder block so as to individually receive coolant, three parallel flows of the coolant through the first, second and third cooling passages having a three-way distribution of the flow rates are made possible according to the predetermined, relative sizes of the flow resistance of the first, second and third cooling channels.
  • the cylinder head and an associated exhaust manifold are currently made as two separate parts.
  • the disadvantage here is that at partial and full load of the engine results in an increased heat input into the cylinder head and the associated cooling system. Especially with coolant side flowed through the cylinder head, this means an uneven temperature distribution between Auslaus- and inlet side. If the internal combustion engine is hardly loaded (traffic jam, stop and go, overrun during a longer-lasting downhill descent), there is a higher heat emission from the exhaust gas upstream of the catalytic converter. As a result, if the catalyst cools down too much, harmful exhaust gas components will only be converted insufficiently.
  • the invention has the object to improve an internal combustion engine of the type mentioned in simple terms to the effect that a well-regulated and thus optimized heat balance of the engine, in particular the cylinder head also has a reduced fuel consumption and reduced emissions result , Whose cooling or warm-up behavior is further improved by simple means.
  • an internal combustion engine having the features of claim 1, wherein a block water jacket of a cylinder block is in communication with the second cooling region, wherein the coolant entering from the block water jacket in the second cooling region and the refrigerant exiting therefrom in the flow direction in front of the control is mixed with the outlet side of the first cooling area coolant, wherein the two coolant flows are separated from each other or separated from each other until they are mixed.
  • an internal combustion engine is provided, each one separately in an exhaust region and in the remaining region of the cylinder head, has independently controllable coolant flow.
  • the outlet channel is in the context of the invention, a gas outlet. It is conceivable that the control elements are associated with the cooling system so that the separate coolant streams in the respective cooling regions can be controlled separately.
  • the corresponding control element is adjustable so that the required coolant flow, preferably a reduced or prevented coolant flow is applied to the first cooling region.
  • the control element is adjustable in such a way that a correspondingly higher coolant flow flows through the first cooling region.
  • the first cooling area is arranged in the sense of the invention outlet side or exhaust side, wherein the second cooling area in the context of the invention, the rest of the cylinder head so the respective combustion chamber and the inlet side is assigned.
  • the cylinder head has a plurality of outlet channels, which are combined to form a main strand, wherein the first cooling region is assigned to the main strand.
  • This advantageous embodiment is based on the finding that the cylinder head with its exhaust manifold can be combined in one unit. If both components, so the cylinder head and the exhaust manifold, executed as a unit, thereby the weight of the engine can be reduced, while the warm-up time can be shortened.
  • the exhaust ports are combined in the cylinder head to a main strand.
  • the first cooling area is completely separated from the second cooling area, wherein a control element is arranged on an inlet side of the first cooling area in an inlet line, and a further control element is arranged in a common outlet of both cooling areas, so that the Cooling system has completely separate coolant circuits in the cylinder head or in the two cooling areas, which mix only in the common outlet before the corresponding control.
  • the first cooling area is completely separated from the second cooling area, wherein a control element is arranged on an inlet side of the second cooling area in an inlet line, and another control element is arranged in a common outlet of both cooling areas, so that the cooling system in the cylinder head or in the two cooling areas has completely separate coolant circuits, which mix only in the common outlet before the corresponding control.
  • the inlet line is to be regarded as a direct connection of the block water jacket to the second cooling area, wherein the control is designed as a block thermostat. On a control in the inlet line to the first cooling area can be omitted.
  • thermostats are preferably designed as continuously adjustable valves, in particular as a thermostat. But there are also electrically controlled thermostats, regulators or other control means such as flaps conceivable.
  • the inlet line to the second cooling area represents the connection to the block water jacket.
  • the cylinder-head-side coolant area is divided into an outlet-side cooling area (first cooling area) and an inlet-side cooling area (second cooling area), wherein coolant from the inlet-side area can be guided on the outlet side into an outlet in which the outlet-side cooling area also opens on the outlet side.
  • the invention is based on the finding that the split-cooling system can be improved in that the cooling system is not only divided into a cylinder block area and a cylinder head area, but also the cylinder head is divided into an outlet side cooling area and an inlet side cooling area.
  • skilful cooling strategy so different areas of the engine, especially in its warm-up phase can be controlled by controls. For example, a coolant flow in a first phase has a magnitude of zero, wherein in a second phase, the outlet side of the cylinder head is cooled. Only in a third phase of the cylinder block is cooled. This has proven to be practical in that the internal combustion engine can be brought to the required operating temperature as quickly as possible.
  • the coolant flow through the cylinder block is controlled by means of a block thermostat. But flows, for example, during the warm-up phase, no coolant through the cylinder block, because the block thermostat is closed, causes the resulting heat, such as frictional heat, which is not dissipated, a warming example of lubricant, which is quite desirable to improve the warm-up properties.
  • the coolant can be warmed up so that Steam or air bubbles arise, which collect in the upper area of the cylinder block, and displace the actually existing coolant there. Between the liners of the cylinder so-called cylinder web or cylinder block web is arranged, which separates adjacent liners from each other.
  • this can be provided with a bore or a slot, wherein the slot is connected directly to the block water jacket.
  • the vapor bubbles displace the coolant now just in this cooling device within the web. This can cause temperature-related damage, so that the block thermostat must be opened to prevent displacement of the coolant in the upper area by replacing the coolant.
  • the solution according to the invention it is possible to keep the block thermostat, especially in the warm-up phase of the engine longer closed, since the resulting vapor bubbles can be derived from the upper region of the cylinder block.
  • the inlet-side cooling region of the cylinder head is coupled to the block water jacket, so that a derivation of the vapor bubbles in the cylinder head can be achieved, even if the block thermostat is closed.
  • the resulting vapor bubbles are thus transported into the cylinder head, in particular in the inlet-side cooling region.
  • Another advantage of the invention is the fact that a significantly improved cooling of the cylinder land can be achieved when the block thermostat is open.
  • the coolant cools the cylinder head or preferably the inlet side of the cylinder head, and enters the outlet, without first having contact with the coolant jacket of the outlet-side cooling region.
  • the exhaust side cooling refrigerant flows through the upper and lower shells of the exhaust side cooling section, and then enters the outlet in which the coolant flow from the inlet side cooling section and the exhaust side cooling section merges upstream of the control element.
  • the block thermostat the coolant flow through the cylinder block and thus also through the inlet-side cooling area controls, wherein the coolant flow is divided before the block thermostat at least in a partial flow, which enters the outlet side cooling region of the cylinder head.
  • the block thermostat is integrated with its housing in the cylinder block, but can also be designed as a separate component.
  • a coolant pump output is advantageously connected directly to the cylinder block.
  • the outlet side or the outlet-side cooling area is connected directly to the pump outlet.
  • a turbocharger can be connected directly to the coolant pump.
  • the outlet is designed as a separate outlet housing, in which both coolant flows from the inlet-side and outlet-side cooling region to flow, and in which the control is arranged, in front of which mix both coolant streams.
  • FIG. 1 shows in principle a cylinder head 1.
  • the cylinder head 1 terminates in a known manner from a combustion chamber, not shown.
  • the combustion chamber are associated with inlet and outlet channels for supplying air or a fuel / air mixture or exhaust burned fuel / air mixture exhaust gas, which in FIG. 1 are not shown.
  • the cylinder head 1 is associated with a cooling system 2 through which a coolant flows.
  • the Cooling system 2 of the cylinder head 1 has two cooling areas 3,4 with a first cooling area 3, which is flowed through by a first coolant flow (arrow 6), and with a second cooling area 4, which is traversed by a second coolant flow (arrow 7).
  • the first cooling area 3 is assigned to the exhaust gas outlet (s) on the exhaust gas side, wherein the second cooling area 4 is assigned to the remainder of the cylinder head 1 or the inlet ducts.
  • the first cooling region 3 can also be referred to as the outlet-side cooling region and the second cooling region 4 as the inlet-side cooling region.
  • the cylinder head 1 has a plurality of outlet channels, which are combined within the cylinder head 1 to form a main strand.
  • the cylinder head 1 complete several combustion chambers, wherein the internal combustion engine may be, for example, a motor or a V-engine.
  • Control elements 8 and 9 are associated with the cooling system or the cooling areas 3, 4 such that the separate coolant flows in the respective cooling areas 3, 4 can be regulated separately from one another.
  • the control element 9 assigned to the exhaust-side cooling region 3 is preferably designed as a flap valve which only permits a connection or release, but can be designed as a continuously adjustable valve, in particular as a thermostat.
  • the two cooling areas 3, 4 each have an inlet line 12 on their inlet side 11 and an outlet line 14 on their outlet side 13 opposite the inlet side 11.
  • inlet pipe 12 to the second cooling area 4 and the inlet-side cooling area should only be shown in principle and forms a connection of a second cooling area 4 to the block water jacket. In this respect, the block water jacket is quasi connected in series to the second cooling area 4.
  • the block thermostat is in FIG. 1 not shown.
  • the inlet pipe 12 is assigned to the first cooling area 3, the control 9.
  • control elements 8, in particular the control element 9, can preferably be connected to a central control unit, which controls and / or actuates in particular the control element 9 in the different temperature ranges of the internal combustion engine.
  • Both cooling areas 3, 4 are completely separated from each other within the cylinder head 1, so that the cooling system has completely separate coolant circuits within the cylinder head.
  • the complete separation can be seen by means of a partition wall 16 shown in principle, which extends continuously from the inlet side 11 to the outlet 13.
  • the exhaust gas side is preferably not cooled, so that a catalyst is faster to operating temperature, since this the uncooled exhaust gases are supplied.
  • the exhaust gas side is cooled.
  • the first part of the warm-up phase of the internal combustion engine is achieved by the lack of or reduced cooling that, for example, the downstream catalyst always receives exhaust gases with the required high temperature to convert harmful exhaust gas components.
  • the exhaust-gas-side region or the first cooling region 3 is cooled particularly intensively.
  • the recovered energy (heat) is supplied to the internal combustion engine, so that it warms up faster, thereby reducing friction losses in the warm-up phase.
  • the exhaust gas side is sufficiently cooled by complete opening of the control element 9, wherein, of course, the rest of the cylinder head is cooled.
  • an internal combustion engine is made available, which, inter alia, has a controllable and therefore optimized heat balance, as a result of which reduced fuel consumption and emissions can also be achieved.
  • the second coolant area 4 or the inlet-side cooling area 4 is in communication with the cylinder block water jacket.
  • the inlet-side cooling region 4 is controllable via a block thermostat.
  • FIG. 1 In principle illustrated outlet 128 is exemplified as a separate outlet housing 128 executable, in which the control element 8 is arranged. Therefore, the in FIG. 1 each illustrated dimension of the control 8 and the outlet 128 is not adapted to the corresponding installation situation. It is essential that the two coolant flows mix only in the outlet 128 in front of the control element 8.
  • the control 8 is preferably designed as a thermostat.
  • the coolant which passes through the block water jacket, enters the cylinder head 1, in particular in the inlet-side cooling region 4 and in the second cooling region 4 (via the corresponding inlet line, which in FIG. 1 is only shown in principle), flows through the inlet-side cooling region 4, thereby cooling the inlet side of the engine and enters, without first having contact with the ausligan wornem cooling region 3 and the first cooling region 3 flowing coolant into the outlet 128 and the outlet housing 128 on.
  • the coolant for cooling the outlet side of the cylinder head flows through the outlet-side cooling region 3 and also enters the outlet housing 128. In the outlet housing 128, both cooling streams are mixed in front of the control element 8.
  • the block thermostat can remain closed longer, since possibly forming vapor or air bubbles from the cylinder block or its upper portion can be derived by the connection with the inlet-side cooling region 4 in this.
  • a warm-up behavior of the engine is decidedly improved because the block thermostat must be opened only when an exchange of the coolant in the cylinder block side coolant area or in the water jacket is actually required.
  • FIG. 2 It can be seen that the control element 9 in the inlet line 12 to the first cooling area 3 can be dispensed with.
  • the block thermostat is shown as a control 8 in principle in the inlet line 12 to the second cooling area 4, wherein the block thermostat can be integrated in the cylinder block.
  • the illustrated inlet line 12 to the second cooling area 4 in turn represents the connection to the block water jacket.
  • the coolant flow from the water pump into the outlet-side cooling area 3 is not interrupted in this embodiment. Otherwise, in the embodiment after FIG. 2 on the design and mode of action FIG. 1 directed. It is well within the meaning of the invention that the block thermostat also in the embodiment according to FIG. 1 is provided, which is not shown.

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Abstract

The engine has a cylinder head (1) for closing of a combustion chamber. A cooling system (2) of the cylinder head is provided with two cooling areas (3, 4). A block water casing stands in connection with the cooling area (4). Cooling agent enters from the block water casing into the cooling area (4), and the cooling agent discharges from the cooling area (4) into an outlet side in a flow direction in front of control elements (8, 9), via which the cooling agent that is discharged from the area (4) into the outlet side is mixed. Cooling agent streams are separated from each other till mixing.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, mit zumindest einem Zylinderkopf zum Abschluß zumindest eines Brennraums, dem einlaßseitig zumindest ein Einlaßkanal und auslaßseitig zumindest ein Auslaßkanal zugeordnet ist, wobei dem Zylinderkopf ein von einem Kühlmittel durchströmtes Kühlsystem zugeordnet ist, wobei das Kühlsystem des Zylinderkopfes zumindest zwei Kühlbereiche mit einem ersten Kühlbereich, der von einem ersten Kühlmittelstrom durchströmt wird, und mit einem zweiten Kühlbereich, der von einem zweiten Kühlmittelstrom durchströmt wird, bildet, und wobei dem Kühlsystem Steuerelemente zugeordnet sind.The invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of claim 1, with at least one cylinder head to close at least one combustion chamber, the inlet side is assigned at least one inlet channel and outlet at least one outlet channel, wherein the cylinder head is associated with a coolant flowed through by a cooling system, wherein the cooling system of the cylinder head at least two cooling regions with a first cooling region, which is flowed through by a first coolant flow, and with a second cooling region, which is flowed through by a second coolant flow forms, and wherein the cooling system controls are associated.

Derartige Verbrennungsmotoren sind bekannt.Such internal combustion engines are known.

Die EP 1 375 857 A1 offenbart eine Kühlvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, wobei die Vorrichtung eine Mehrzahl von Kühlzellen des Zylinderkopfes des Motors umfaßt, die voneinander getrennt sind und von einer Kühlflüssigkeit durchflossen werden können. Es sind erste und zweite Mittel zur Regelung der Durchflußmenge vorgesehen, die jeweils an mindestens eine erste Kühlzelle des Zylinderkopfes und an mindestens eine zweite Kühlzelle des Zylinderkopfes angeschlossen sind. Die ersten und zweiten Mittel zur Regelung der Durchflußmenge sind in der Lage, die Menge an Kühlflüssigkeit zu regeln, die jeweils durch jede erste und jede zweite Kühlzelle fließt. Die beiden Kühlzellen sind voneinander getrennt und übereinander angeordnet, wobei diese sich parallel und in Längsrichtung auf die gesamte Länge des Zylinderblocks des Motors erstrecken. Es können weitere Kühlzellen beliebiger Form und in optimaler Verteilung zur Kühlung des Zylinderkopfes vorgesehen werden.The EP 1 375 857 A1 discloses a cooling device for an internal combustion engine, the device comprising a plurality of cooling cells of the cylinder head of the engine, which are separated from each other and can flow through a cooling liquid. First and second means for controlling the flow rate are provided, each of which is connected to at least one first cooling cell of the cylinder head and to at least one second cooling cell of the cylinder head. The first and second flow rate control means are capable of controlling the amount of cooling fluid flowing through each first and each second cooling cell, respectively. The two cooling cells are separated from each other and arranged one above the other, which extend in parallel and in the longitudinal direction over the entire length of the cylinder block of the engine. It can be provided more cooling cells of any shape and in optimal distribution for cooling the cylinder head.

DE 198 03 885 A1 betrifft eine Kühlkreisanordnung für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine,
wobei die Brennkraftmaschine im Zylinderkopf und im Kurbelgehäuse jeweils gesondert gesteuert mit von einer einzigen Pumpe geförderten Kühlmittel gesondert durchströmte Kühlkanäle umfaßt, und die bedarfsweise in den Zylinderkopf/Kühlmantel fördernde Pumpe ansaugseitig mit einer über ein Drei-Wege-Ventil gesteuerten/geregelten Bypaßleitung zu einem mit dieser über eine Vorlaufleitung und eine Rücklaufleitung verbundenen Wärmetauscher in einem äußeren Kühlkreis in Verbindung steht, wobei
der Kurbelgehäuse-Kühlmantel bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur im/am Kurbelgehäuse über ein steuerbares Ventil mit dem äußeren Kühlkreis gesondert verbindbar ist. DE 198 03 885 A1 relates to a refrigeration cycle arrangement for a liquid-cooled internal combustion engine,
wherein the internal combustion engine in the cylinder head and in the crankcase each separately controlled with separately conveyed by a single pump coolant flows through cooling channels, and the demand in the cylinder head / cooling jacket promotional pump suction side with a controlled via a three-way valve / regulated bypass line to a connected thereto via a feed line and a return line heat exchanger in an outer cooling circuit is connected,
the crankcase cooling jacket upon reaching a predetermined temperature in / on the crankcase via a controllable valve with the outer cooling circuit is separately connectable.

Die ansaugseitig mit einem Ablauf eines in der Bypaßleitung angeordneten Drei-Wege-Thermostaten verbundene Pumpe steht förderseitig mit einem auslaßseitigen Längskanal des Kühlmantels im zu einem einlaßseitigen Längskanal quer durchströmten Zylinderkopf in Verbindung. Der einlaßseitige Längskanal ist über eine Verbindungsleitung mit der Bypaßleitung und der Wärmetauscher-Vorlaufleitung verbunden. Zumindest der Kurbelgehäuse-Kühlmantel ist über ein mittels einer elektronischen Steuereinheit kennfeldgesteuertes Ein- oder Mehr-Wege-Ventil mit dem äußeren Kühlkreis mittel -oder unmittelbar verbindbar.The suction side connected to a drain of a arranged in the bypass line three-way thermostat pump is the delivery side with an outlet side longitudinal channel of the cooling jacket in the inlet side longitudinal channel transversely flowed cylinder head in combination. The inlet side longitudinal channel is connected via a connecting line to the bypass line and the heat exchanger supply line. At least the crankcase cooling jacket is medium-or directly connectable via a one-way valve controlled by means of an electronic control unit one-way or multi-way valve with the outer cooling circuit.

Die DE 41 00 459 C2 offenbart einen Zylinderkopf einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine mit in Reihe angeordneten Zylindern, bestehend aus einem Gußstück mit einem von seitlichen Außenwänden, dem Zylinderkopfboden und einem mit Abstand darüber liegenden Zylinderkopfmitteldeck begrenzten Kühlraum und einem über diesem vom Zylinderkopfmitteldeck bis zur Deckeltrennebene reichenden von Außenwänden umschlossenen Steuerraum mit durch den Kühlraum, von Mündungsöffnungen im brennraumseitigen Abschnitt des Zylinderkopfbodens bis zu den seitlichen Außenwänden verlaufenden Ventilkanälen und einer den Kühlraum und den Steuerraum parallel zur Zylinderachse durchsetzenden, etwa zylindrischen Kammer für eine Zündkerze oder Einspritzdüse und mit in die seitlichen Stützwände eingeformten Stützsäulen zur Aufnahme der Zylinderkopfschrauben. Die Zylinderreihe weist einen durchgehenden Kühlraum auf, der durch senkrechte, an den Zylinderkopfboden sowie beiderseits an die Stützsäulen für die Zylinderkopfschrauben angebrachte Doppelrippen in Abschnitte unterteilt ist, die im Wesentlichen nur von Auslaßkanälen, Einlaßkanälen und Zündkerzenbutzen für einen Zylinder durchsetzt sind, und wobei der Kühlmittelstrom durch die Doppelrippen in je einen Hauptkühlstrom, der einen Kühlraumabschnitt, ausgehend von mindestens einer Durchtrittsöffnung aus dem Motorblock, unter den Auslaßkanälen, quer zur Motorlängsachse durchströmt und die Außenseite der Doppelrippen kühlt, und je einen Nebenkühlstrom, der, ausgehend von mindestens je einer weiteren Durchtrittsöffnung aus dem Motorblock, die von den Doppelrippen umschlossenen Räume etwa parallel zu den Zylinderachsen durchströmt und dabei die Innenseiten der Doppelrippen kühlt, und wobei sich Haupt- und Nebenkühlströme an der Oberkante der Doppelrippen vereinen und in einen unter den Einlaßkanälen längs verlaufenden Kühlmittel-Sammelkanal münden.The DE 41 00 459 C2 discloses a cylinder head of a liquid-cooled internal combustion engine with cylinders arranged in series, consisting of a casting with one of lateral outer walls, the cylinder head floor and a distance above it cylinder head middle deck limited cooling space and above this from the cylinder head center deck to the lid parting plane surrounded by outer walls enclosed control chamber with through the Refrigerator, from the mouth openings in the combustion chamber side portion of the cylinder head floor to the lateral outer walls extending valve channels and a cooling chamber and the control chamber parallel to the cylinder axis passing through, approximately cylindrical chamber for a spark plug or injector and molded into the lateral support walls support columns for receiving the cylinder head bolts. The cylinder bank has a continuous cooling space divided into sections by vertical double ribs attached to the cylinder head floor and both sides to the support bolts for the cylinder head bolts, which are substantially only of exhaust ports, intake ports and spark plug studs are penetrated by a cylinder, and wherein the coolant flow through the double ribs in each case a main cooling flow, which flows through a cooling space section, starting from at least one passage opening from the engine block, below the outlet ducts, transversely to the engine longitudinal axis and the outside of the double fins cools, and each a secondary cooling flow which, starting from at least one further passage opening from the engine block, flows through the spaces enclosed by the double ribs approximately parallel to the cylinder axes and thereby cools the insides of the double fins, and wherein main and secondary cooling streams combine at the upper edge of the double fins and into one opening below the inlet channels longitudinally extending coolant collecting channel.

Eine Kühlvorrichtung in einem Zylinderkopf einer wassergekühlten Mehrzylinder-Brennkraftmaschine ist in der DE OS 38 38 953 offenbart, umfassend
eine Mehrzahl von Trennwänden, die zwischen den Zylindern und in einem Zylinderkopf gebildeten Wassermantel angeordnet sind,
eine Mehrzahl von Kerzeneinsetzrohren, die vertikal oberhalb der im Wesentlichen zentral liegenden Teile der zugeordneten Zylinder angeordnet sind,
eine Mehrzahl von Kühlmitteleinlaßöffnungen, die auf einer Seite der Kerzeneinsatzrohre angeordnet sind, und eine Kühlwasserauslaßöffnung, die auf der anderen Seite der Kerzeneinsatzrohre angeordnet ist,
eine Mehrzahl von Wänden, die von den Unterteilungen in Richtung zu den Kerzeneinsatzrohren vorstehen, und
wobei jede Wand einen unteren vorspringenden Teil mit einer relativ kleinen Breite in der Nähe einer Wand des Zylinderkopfes oberhalb einer Brennkammer, die in jedem Zylinder gebildet wird, und einen oberen vorspringenden Teil mit einer relativ großen Breite hat.A cooling device in a cylinder head of a water-cooled multi-cylinder internal combustion engine is in DE OS 38 38 953 disclosed comprising
a plurality of partitions disposed between the cylinders and water jacket formed in a cylinder head,
a plurality of candle insertion tubes vertically disposed above the substantially central portions of the associated cylinders,
a plurality of coolant inlet ports disposed on one side of the plug-in tubes, and a cooling water outlet port disposed on the other side of the plug-in tubes;
a plurality of walls projecting from the partitions toward the plug-in tubes, and
wherein each wall has a lower protruding part having a relatively small width in the vicinity of a wall of the cylinder head above a combustion chamber formed in each cylinder and an upper protruding part having a relatively large width.

Die US 4,730,579 bezieht sich auf einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, der an einem Zylinderblock befestigt ist und mit diesem zusammen eine Vielzahl von Brennräumen begrenzt, die in Reihe angeordnet sind, wobei der Zylinderkopf einen Kühlmantel aufweist, und wobei der Zylinderkopf:

  • mit einer Vielzahl von Einlaßkanälen, die jeweils in einen ersten Halbseitenabschnitt der Brennräume münden, um Einlaßluft oder Kraftstoff/Luftgemisch zuzuführen,
  • mit einer Vielzahl von Auslaßkanälen, die jeweils in einen zweiten Halbseitenabschnitt der Brennräume münden, der dem ersten Halbseitenabschnitt gegenüberliegt, um Verbrennungsgase auszulassen,
  • mit einem ersten Kühlkanal, der entlang der Reihe der Vielzahl von Brennräumen, daran nacheinander vorbeiführend in der Nähe der Einlaßkanäle auf einer Seite angeordnet ist, die zentralen Deckenabschnitten der Brennräume gegenüberliegt,
  • mit einem zweiten Kühlkanal, der entlang der Reihe der Vielzahl von Brennräumen, daran nacheinander vorbeiführend in der Nähe der Auslaßkanäle, auf einer den zentralen Deckenabschnitten der Brennräumen gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, und
  • mit einem dritten Kühlkanal, der entlang der Reihe der Vielzahl von Brennräumen, daran nacheinander vorbeiführend in der Nähe der zentralen Deckenabschnitte der Brennräume angeordnet ist,
  • ausgebildet ist.
The US 4,730,579 relates to a cylinder head of an internal combustion engine, which is attached to a cylinder block and together defines a plurality of combustion chambers, which are arranged in series, wherein the cylinder head has a cooling jacket, and wherein the cylinder head:
  • having a plurality of intake ports each opening into a first half-side portion of the combustion chambers to supply intake air or fuel / air mixture,
  • a plurality of outlet passages each opening into a second half-side portion of the combustion chambers opposite to the first half-side portion to discharge combustion gases,
  • a first cooling passage disposed along the row of the plurality of combustion chambers, past it successively near the intake ports on one side, facing the central ceiling portions of the combustion chambers;
  • a second cooling passage disposed along the row of the plurality of combustion chambers, past it successively in the vicinity of the exhaust ports, on a side opposite to the central ceiling sections of the combustion chambers, and
  • with a third cooling channel arranged along the row of the plurality of combustion chambers, past it successively, near the central ceiling sections of the combustion chambers,
  • is trained.

Der erste, zweite und dritte Kühlkanal ist jeweils unabhängig an einem Ende mit dem Kühlmantel des Zylinderblocks so verbunden, dass er individuell Kühlmittel aufnimmt, wobei drei parallele Strömungen des Kühlmittels durch den ersten, zweiten und dritten Kühlkanal mit einer Dreifachverteilung der Strömungsraten entsprechend den vorbestimmten, relativen Größen des Strömungswiderstandes des ersten, zweiten und dritten Kühlkanals ermöglicht sind.Each of the first, second and third cooling passages is independently connected at one end to the cooling jacket of the cylinder block so as to individually receive coolant, three parallel flows of the coolant through the first, second and third cooling passages having a three-way distribution of the flow rates are made possible according to the predetermined, relative sizes of the flow resistance of the first, second and third cooling channels.

Zur Ableitung der entstehenden Verbrennungsgase werden der Zylinderkopf und ein zugeordneter Abgaskrümmer zur Zeit als zwei getrennte Teile ausgeführt. Nachteilig hierbei ist, dass sich bei Teil- und Vollast des Verbrennungsmotors ein erhöhter Wärmeeintrag in den Zylinderkopf und des zugeordneten Kühlsystems ergibt. Insbesondere bei kühlmittelseitig längs durchströmtem Zylinderkopf bedeutet dies eine ungleiche Temperaturverteilung zwischen Auslaus- und Einlaßseite. Wird der Verbrennungsmotor kaum belastet (Stau, Stop and Go, Schubbetrieb während einer länger andauernden Berg-Abfahrt) kommt es zu einem höherem Wärmeaustrag aus dem Abgas vor dem Katalysator. Kühlt infolge dessen der Katalysator zu sehr ab, werden schädliche Abgaskomponenten nur noch unzureichend konvertiert.To derive the resulting combustion gases, the cylinder head and an associated exhaust manifold are currently made as two separate parts. The disadvantage here is that at partial and full load of the engine results in an increased heat input into the cylinder head and the associated cooling system. Especially with coolant side flowed through the cylinder head, this means an uneven temperature distribution between Auslaus- and inlet side. If the internal combustion engine is hardly loaded (traffic jam, stop and go, overrun during a longer-lasting downhill descent), there is a higher heat emission from the exhaust gas upstream of the catalytic converter. As a result, if the catalyst cools down too much, harmful exhaust gas components will only be converted insufficiently.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Verbrennungsmotor der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln dahingehend zu verbessern, dass ein gut regelbarer und damit optimierter Wärmehaushalt des Verbrennungsmotors, insbesondere des Zylinderkopfes der zudem einen verringerten Kraftstoffverbrauch und reduzierte Emissionen zur Folge hat, erreicht wird, wobei dessen Kühlung bzw. Warmlaufverhalten mit einfachen Mitteln weiter verbessert wird.Therefore, the invention has the object to improve an internal combustion engine of the type mentioned in simple terms to the effect that a well-regulated and thus optimized heat balance of the engine, in particular the cylinder head also has a reduced fuel consumption and reduced emissions result , Whose cooling or warm-up behavior is further improved by simple means.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Verbrennungsmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei ein Blockwassermantel eines Zylinderblocks mit dem zweiten Kühlbereich in Verbindung steht, wobei das aus dem Blockwassermantel in den zweiten Kühlbereich eintretende Kühlmittel und aus diesem auslaßseitig austretenden Kühlmittel in Strömungsrichtung vor dem Steuerelement mit dem aus dem ersten Kühlbereich auslaßseitig austretenden Kühlmittel vermischt wird, wobei die beiden Kühlmittelströmungen bis zu deren Vermischung zueinander kontaktfrei bzw. voneinander getrennt sind.According to the invention the object is achieved by an internal combustion engine having the features of claim 1, wherein a block water jacket of a cylinder block is in communication with the second cooling region, wherein the coolant entering from the block water jacket in the second cooling region and the refrigerant exiting therefrom in the flow direction in front of the control is mixed with the outlet side of the first cooling area coolant, wherein the two coolant flows are separated from each other or separated from each other until they are mixed.

Damit wird ein Verbrennungsmotor zur Verfügung gestellt, der jeweils einen in einem Abgasbereich und im restlichen Bereich des Zylinderkopfes separat, unabhängig voneinander regelbaren Kühlmittelstrom aufweist. Der Auslaßkanal ist im Sinne der Erfindung ein Gasauslaßkanal. Denkbar ist, dass die Steuerelemente dem Kühlsystem so zugeordnet sind, dass die separaten Kühlmittelströme in den jeweiligen Kühlbereichen getrennt voneinander steuerbar sind.Thus, an internal combustion engine is provided, each one separately in an exhaust region and in the remaining region of the cylinder head, has independently controllable coolant flow. The outlet channel is in the context of the invention, a gas outlet. It is conceivable that the control elements are associated with the cooling system so that the separate coolant streams in the respective cooling regions can be controlled separately.

Durch die getrennt steuerbaren Kühlmittelströme in den jeweiligen Kühlbereichen wird vorteilhaft erreicht, dass nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors eine erheblich verkürzte Warmlaufzeit erzielt wird, wobei bei warmen Motor im Teil- bis Vollastbetrieb eine verbesserte Wärmegleichverteilung zwischen beiden Kühlbereichen des Zylinderkopfes erreichbar ist. In Niedriglastsituationen (Stop and Go, Stau, Schubbetrieb bei Berg-Abfahrten) ergeben sich erheblich geringere Abgaswärmeverluste (Wärmedurchgang durch Abgaskanäle in den Kühlkreislauf), wodurch eine Abkühlung des Katalysators verringert wird, weswegen schädliche Abgaskomponenten jederzeit hinreichend konvertiert werden können. Bei Vollast kann das Abgas gezielt gekühlt werden, wodurch der Anfettungsbedarf zum Bauteilschutz reduziert bzw. vermindert werden kann. Hierdurch sinkt zudem der Kraftstoffverbrauch.Due to the separately controllable coolant flows in the respective cooling regions is advantageously achieved that after a cold start of the engine, a considerably shortened warm-up time is achieved, with warm engine in partial to full load operation improved heat distribution between the two cooling areas of the cylinder head can be achieved. In low load situations (stop and go, congestion, overrun in mountain descents) significantly lower exhaust heat losses result (heat transfer through exhaust ducts in the cooling circuit), whereby a cooling of the catalyst is reduced, which is why harmful exhaust gas components can be sufficiently converted at any time. At full load, the exhaust gas can be cooled specifically, whereby the Anfettungsbedarf for component protection can be reduced or reduced. This also reduces fuel consumption.

Um zu erreichen, dass sich der Katalysator des Verbrennungsmotors nach einem Kaltstart schneller aufwärmt, oder wenn der Verbrennungsmotor im Niedriglastbereich betrieben wird, ist das entsprechende Steuerelement derart verstellbar, dass der erforderliche Kühlmittelstrom, vorzugsweise ein reduzierter bzw. unterbundener Kühlmittelstrom an dem ersten Kühlbereich anliegt. Wird der Verbrennungsmotor dagegen im Teil- bzw. Vollastbereich betrieben, ist das Steuerelement derart verstellbar, dass ein entsprechend höherer Kühlmittelstrom durch den ersten Kühlbereich strömt.In order to achieve that the catalyst of the internal combustion engine warms up faster after a cold start, or when the internal combustion engine is operated in the low load range, the corresponding control element is adjustable so that the required coolant flow, preferably a reduced or prevented coolant flow is applied to the first cooling region. On the other hand, if the internal combustion engine is operated in the partial or full load range, the control element is adjustable in such a way that a correspondingly higher coolant flow flows through the first cooling region.

Der erste Kühlbereich ist im Sinne der Erfindung auslaßseitig bzw. abgasseitig angeordnet, wobei der zweite Kühlbereich im Sinne der Erfindung dem Rest des Zylinderkopfes also dem jeweiligen Brennraum und der Einlaßseite zugeordnet ist.The first cooling area is arranged in the sense of the invention outlet side or exhaust side, wherein the second cooling area in the context of the invention, the rest of the cylinder head so the respective combustion chamber and the inlet side is assigned.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zylinderkopf mehrere Auslaßkanäle aufweist, die zu einem Hauptstrang zusammengefaßt sind, wobei der erste Kühlbereich dem Hauptstrang zugeordnet ist.In an advantageous embodiment of the invention it is provided that the cylinder head has a plurality of outlet channels, which are combined to form a main strand, wherein the first cooling region is assigned to the main strand.

Dieser vorteilhaften Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Zylinderkopf mit seinem Abgaskrümmer in einer Einheit zusammengefaßt werden kann. Werden beide Komponenten, also der Zylinderkopf und der Abgaskrümmer, als eine Einheit ausgeführt, kann hierdurch das Gewicht des Verbrennungsmotors verringert werden, wobei gleichzeitig die Warmlaufzeit verkürzt werden kann. Dabei werden die Auslaßkanäle in dem Zylinderkopf zu einem Hauptstrang zusammengefaßt.This advantageous embodiment is based on the finding that the cylinder head with its exhaust manifold can be combined in one unit. If both components, so the cylinder head and the exhaust manifold, executed as a unit, thereby the weight of the engine can be reduced, while the warm-up time can be shortened. The exhaust ports are combined in the cylinder head to a main strand.

Zweckmäßig im Sinne der Erfindung ist, dass der erste Kühlbereich vollständig von dem zweiten Kühlbereich getrennt ist, wobei ein Steuerelement an einer Einlaßseite des ersten Kühlbereiches in einer Einlaßleitung angeordnet ist, und ein weiteres Steuerelement in einem gemeinsamen Auslaß beider Kühlbereiche angeordnet ist, so dass das Kühlsystem im Zylinderkopf bzw. in den beiden Kühlbereichen vollständig getrennte Kühlmittelkreisläufe aufweist, die sich erst in dem gemeinsamen Auslaß vor dem entsprechenden Steuerelement vermischen.It is expedient according to the invention that the first cooling area is completely separated from the second cooling area, wherein a control element is arranged on an inlet side of the first cooling area in an inlet line, and a further control element is arranged in a common outlet of both cooling areas, so that the Cooling system has completely separate coolant circuits in the cylinder head or in the two cooling areas, which mix only in the common outlet before the corresponding control.

Günstiger Weise kann in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen sein, dass der erste Kühlbereich vollständig von dem zweiten Kühlbereich getrennt ist, wobei ein Steuerelement an einer Einlaßseite des zweiten Kühlbereiches in einer Einlaßleitung angeordnet ist, und ein weiteres Steuerelement in einem gemeinsamen Auslaß beider Kühlbereiche angeordnet ist, so dass das Kühlsystem im Zylinderkopf bzw. in den beiden Kühlbereichen vollständig getrennte Kühlmittelkreisläufe aufweist, die sich erst in dem gemeinsamen Auslaß vor dem entsprechenden Steuerelement vermischen. Die Einlaßleitung ist hierbei als direkte Verbindung des Blockwassermantels zum zweiten Kühlbereich anzusehen, wobei das Steuerelement als Blockthermostat ausgeführt ist. Auf ein Steuerelement in der Einlaßleitung zum ersten Kühlbereich kann verzichtet werden.Conveniently, it can be provided in a further embodiment that the first cooling area is completely separated from the second cooling area, wherein a control element is arranged on an inlet side of the second cooling area in an inlet line, and another control element is arranged in a common outlet of both cooling areas, so that the cooling system in the cylinder head or in the two cooling areas has completely separate coolant circuits, which mix only in the common outlet before the corresponding control. The inlet line is to be regarded as a direct connection of the block water jacket to the second cooling area, wherein the control is designed as a block thermostat. On a control in the inlet line to the first cooling area can be omitted.

Günstig im Sinne der Erfindung ist, wenn die Steuerelemente bevorzugt als kontinuierlich verstellbare Ventile, insbesondere als Thermostat ausgestaltet sind. Es sind aber auch elektrisch gesteuerte Thermostate, Regler oder andere Steuermittel wie Klappen denkbar.Favorable in the context of the invention is when the controls are preferably designed as continuously adjustable valves, in particular as a thermostat. But there are also electrically controlled thermostats, regulators or other control means such as flaps conceivable.

Zweckmäßig im Sinne der Erfindung ist, wenn die Einlaßleitung zum zweiten Kühlbereich die Verbindung zum Blockwassermantel darstellt.It is expedient for the purposes of the invention if the inlet line to the second cooling area represents the connection to the block water jacket.

Günstigerweise ist vorgesehen, dass der zylinderkopfseitige Kühlmittelbereich in einen auslaßseitigen Kühlbereich (erster Kühlbereich) und in einen einlaßseitigen Kühlbereich (zweiter Kühlbereich) aufgeteilt ist, wobei Kühlmittel aus dem einlaßseitigen Bereich auslaßseitig in einen Auslaß führbar ist, in dem auch der auslaßseitige Kühlbereich auslaßseitig mündet.It is expediently provided that the cylinder-head-side coolant area is divided into an outlet-side cooling area (first cooling area) and an inlet-side cooling area (second cooling area), wherein coolant from the inlet-side area can be guided on the outlet side into an outlet in which the outlet-side cooling area also opens on the outlet side.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass das Split-Cooling-System dahingehend verbessert werden kann, als das Kühlsystem nicht nur in einen Zylinderblockbereich und in einen Zylinderkopfbereich aufgeteilt wird, sondern der Zylinderkopf zudem in einen auslaßseitigen Kühlbereich und einen einlaßseitigen Kühlbereich unterteilt wird. Mittels geschickter Kühlstrategie können so unterschiedliche Bereiche des Verbrennungsmotors, insbesondere in seiner Warmlaufphase über Steuerelemente angesteuert werden. Beispielsweise weist eine Kühlmittelströmung in einer ersten Phase einen Betrag von null auf, wobei in einer zweiten Phase die Auslaßseite des Zylinderkopfes gekühlt wird. Erst in einer dritten Phase wird der Zylinderblock gekühlt. Dies hat sich dahingehend als praktisch erweisen, als der Verbrennungsmotor schnellstmöglich auf die erforderliche Betriebstemperatur geführt werden kann.The invention is based on the finding that the split-cooling system can be improved in that the cooling system is not only divided into a cylinder block area and a cylinder head area, but also the cylinder head is divided into an outlet side cooling area and an inlet side cooling area. Using skilful cooling strategy so different areas of the engine, especially in its warm-up phase can be controlled by controls. For example, a coolant flow in a first phase has a magnitude of zero, wherein in a second phase, the outlet side of the cylinder head is cooled. Only in a third phase of the cylinder block is cooled. This has proven to be practical in that the internal combustion engine can be brought to the required operating temperature as quickly as possible.

Üblicherweise wird der Kühlmittelstrom durch den Zylinderblock dabei mittels eines Blockthermostaten gesteuert. Strömt aber zum Beispiel während der Warmlaufphase kein Kühlmittel durch den Zylinderblock, weil der Blockthermostat geschlossen ist, bewirkt die entstehende Wärme, beispielsweise Reibungswärme, welche nicht abgeführt wird, eine Aufwärmung beispielsweise von Schmiermittel, was durchaus zur Verbesserung der Warmlaufeigenschaften gewünscht ist. Allerdings kann das Kühlmittel dabei so aufgewärmt werden, dass Dampf- bzw. Luftblasen entstehen, welche sich im oberen Bereich des Zylinderblocks sammeln, und das dort eigentlich vorhandene Kühlmittel verdrängen. Zwischen den Laufbuchsen der Zylinder ist der sogenannte Zylindersteg bzw. Zylinderblocksteg angeordnet, welcher benachbarte Laufbuchsen voneinander trennt. Zur besseren Kühlung kann dieser mit einer Bohrung oder einem Schlitz versehen sein, wobei der Schlitz direkt mit dem Blockwassermantel verbunden ist. Die Dampfblasen verdrängen das Kühlmittel nun gerade in dieser Kühlvorrichtung innerhalb des Stegs. Damit können temperaturbedingte Schäden entstehen, so dass das Blockthermostat geöffnet werden muß, um ein Verdrängen des Kühlmittels im oberen Bereich durch Austausch des Kühlmittels zu vermeiden. Mit der erfindungsgemäßen Lösung dagegen ist es möglich, dem Blockthermostat, insbesondere in der Warmlaufphase des Motors länger geschlossen zu halten, da die entstehenden Dampfblasen aus dem oberen Bereich des Zylinderblocks abgeleitet werden können. Dies wird vorteilhaft dadurch erreicht, dass insbesondere der einlaßseitige Kühlbereich des Zylinderkopfes mit dem Blockwassermantel gekoppelt ist, so daß ein Ableiten der Dampfblasen in den Zylinderkopf erreichbar ist, auch wenn der Blockthermostat geschlossen ist. Die entstehenden Dampfblasen werden also in den Zylinderkopf, insbesondere in den einlaßseitigen Kühlbereich transportiert. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass bei geöffnetem Blockthermostat eine wesentlich verbesserte Kühlung des Zylinderstegs erreichbar ist. Dabei kühlt das Kühlmittel den Zylinderkopf bzw. bevorzugt die Einlaßseite des Zylinderkopfes, und tritt in den Auslaß ein, ohne vorher Kontakt mit dem Kühlmittelmantel des auslaßseitigen Kühlbereichs zu haben.Usually, the coolant flow through the cylinder block is controlled by means of a block thermostat. But flows, for example, during the warm-up phase, no coolant through the cylinder block, because the block thermostat is closed, causes the resulting heat, such as frictional heat, which is not dissipated, a warming example of lubricant, which is quite desirable to improve the warm-up properties. However, the coolant can be warmed up so that Steam or air bubbles arise, which collect in the upper area of the cylinder block, and displace the actually existing coolant there. Between the liners of the cylinder so-called cylinder web or cylinder block web is arranged, which separates adjacent liners from each other. For better cooling, this can be provided with a bore or a slot, wherein the slot is connected directly to the block water jacket. The vapor bubbles displace the coolant now just in this cooling device within the web. This can cause temperature-related damage, so that the block thermostat must be opened to prevent displacement of the coolant in the upper area by replacing the coolant. By contrast, with the solution according to the invention it is possible to keep the block thermostat, especially in the warm-up phase of the engine longer closed, since the resulting vapor bubbles can be derived from the upper region of the cylinder block. This is advantageously achieved in that in particular the inlet-side cooling region of the cylinder head is coupled to the block water jacket, so that a derivation of the vapor bubbles in the cylinder head can be achieved, even if the block thermostat is closed. The resulting vapor bubbles are thus transported into the cylinder head, in particular in the inlet-side cooling region. Another advantage of the invention is the fact that a significantly improved cooling of the cylinder land can be achieved when the block thermostat is open. In this case, the coolant cools the cylinder head or preferably the inlet side of the cylinder head, and enters the outlet, without first having contact with the coolant jacket of the outlet-side cooling region.

Das Kühlmittel zur Kühlung der Auslaßseite durchströmt zum Beispiel die Ober- und Unterschale des auslaßseitigen Kühlbereichs und tritt dann ebenfalls in den Auslaß ein, in dem sich der Kühlmittelstrom aus dem einlaßseitigen Kühlbereich und dem auslaßseitigen Kühlbereich in Strömungsrichtung gesehen vor dem Steuerelement vermischt.For example, the exhaust side cooling refrigerant flows through the upper and lower shells of the exhaust side cooling section, and then enters the outlet in which the coolant flow from the inlet side cooling section and the exhaust side cooling section merges upstream of the control element.

Insofern ist vorteilhaft vorgesehen, dass der Blockthermostat den Kühlmittelstrom durch den Zylinderblock und somit auch durch den einlaßseitigen Kühlbereich steuert, wobei der Kühlmittelstrom vor dem Blockthermostaten zumindest in einen Teilstrom aufgeteilt wird, der in den auslaßseitigen Kühlbereich des Zylinderkopfes eintritt. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Blockthermostat mit seinem Gehäuse in den Zylinderblock integriert, kann aber auch als separates Bauteil ausgeführt sein. Somit ist ein Kühlmittelpumpenausgang vorteilhaft direkt mit dem Zylinderblock verbunden. Aber auch die Auslaßseite bzw. der auslaßseitige Kühlbereich ist direkt mit dem Pumpenausgang verbunden. Weiter kann ein Turbolader direkt mit der Kühlmittelpumpe verbunden werden.In this respect, it is advantageously provided that the block thermostat the coolant flow through the cylinder block and thus also through the inlet-side cooling area controls, wherein the coolant flow is divided before the block thermostat at least in a partial flow, which enters the outlet side cooling region of the cylinder head. In a further advantageous embodiment of the block thermostat is integrated with its housing in the cylinder block, but can also be designed as a separate component. Thus, a coolant pump output is advantageously connected directly to the cylinder block. But also the outlet side or the outlet-side cooling area is connected directly to the pump outlet. Furthermore, a turbocharger can be connected directly to the coolant pump.

In zweckmäßiger Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Auslaß als separates Auslaßgehäuse ausgeführt ist, in welchem beide Kühlmittelströmungen aus dem einlaßseitigen und auslaßseitigen Kühlbereich einströmen, und in welchem das Steuerelement angeordnet ist, vor dem sich beide Kühlmittelströme vermischen.In an advantageous embodiment, it is provided that the outlet is designed as a separate outlet housing, in which both coolant flows from the inlet-side and outlet-side cooling region to flow, and in which the control is arranged, in front of which mix both coolant streams.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen:

Fig.1
eine Prinzipskizze eines getrennten Kühlkreislaufes in einem Zylinderkopf, und
Fig. 2
eine Prinzipskizze eines getrennten Kühlkreislaufes in einem Zylinderkopf in einer weiteren Ausgestaltung.
Further advantageous embodiments are disclosed in the subclaims and the following description of the figures. Show it:
Fig.1
a schematic diagram of a separate cooling circuit in a cylinder head, and
Fig. 2
a schematic diagram of a separate cooling circuit in a cylinder head in a further embodiment.

In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.In the different figures, the same parts are always provided with the same reference numerals, which is why these are usually described only once.

Figur 1 zeigt prinzipiell einen Zylinderkopf 1. Der Zylinderkopf 1 schließt in bekannter Weise einen nicht dargestellten Brennraum ab. Dem Brennraum sind Einlaß- und Auslaßkanäle zur Zuführung von Luft bzw. eines Kraftstoff/Luftgemisches bzw. Abführung verbrannten Kraftstoff/Luftgemisches Abgas zugeordnet, welche in Figur 1 nicht dargestellt sind. Dem Zylinderkopf 1 ist ein von einem Kühlmittel durchströmtes Kühlsystem 2 zugeordnet. Das Kühlsystem 2 des Zylinderkopfes 1 weist zwei Kühlbereiche 3,4 mit einem ersten Kühlbereich 3, der von einem ersten Kühlmittelstrom (Pfeil 6) durchströmt wird, und mit einem zweiten Kühlbereich 4 auf, der von einem zweiten Kühlmittelstrom (Pfeil 7) durchströmt wird. FIG. 1 shows in principle a cylinder head 1. The cylinder head 1 terminates in a known manner from a combustion chamber, not shown. The combustion chamber are associated with inlet and outlet channels for supplying air or a fuel / air mixture or exhaust burned fuel / air mixture exhaust gas, which in FIG. 1 are not shown. The cylinder head 1 is associated with a cooling system 2 through which a coolant flows. The Cooling system 2 of the cylinder head 1 has two cooling areas 3,4 with a first cooling area 3, which is flowed through by a first coolant flow (arrow 6), and with a second cooling area 4, which is traversed by a second coolant flow (arrow 7).

Der erste Kühlbereich 3 ist abgasseitig dem bzw. den jeweiligen Auslaßkanälen zugeordnet, wobei der zweite Kühlbereich 4 dem Rest des Zylinderkopfes 1, bzw. den Einlaßkanälen zugeordnet ist. In sofern kann der erste Kühlbereich 3 auch als auslaßseitiger Kühlbereich und der zweite Kühlbereich 4 als einlaßseitiger Kühlbereich bezeichnet werden. In der dargestellten bevorzugten Ausgestaltung weist der Zylinderkopf 1 mehrere Auslaßkanäle auf, die innerhalb des Zylinderkopfes 1 zu einem Hauptstrang zusammengefaßt sind. Selbstverständlich kann der Zylinderkopf 1 mehrere Brennräume abschließen, wobei der Verbrennungsmotor beispielsweise ein Motor oder ein V- Motor sein kann.The first cooling area 3 is assigned to the exhaust gas outlet (s) on the exhaust gas side, wherein the second cooling area 4 is assigned to the remainder of the cylinder head 1 or the inlet ducts. In this case, the first cooling region 3 can also be referred to as the outlet-side cooling region and the second cooling region 4 as the inlet-side cooling region. In the illustrated preferred embodiment, the cylinder head 1 has a plurality of outlet channels, which are combined within the cylinder head 1 to form a main strand. Of course, the cylinder head 1 complete several combustion chambers, wherein the internal combustion engine may be, for example, a motor or a V-engine.

Dem Kühlsystem bzw. den Kühlbereichen 3, 4 sind Steuerelemente 8 bzw. 9 derart zugeordnet, dass die separaten Kühlmittelströme in den jeweiligen Kühlbereichen 3, 4 separat voneinander regelbar sind.Control elements 8 and 9 are associated with the cooling system or the cooling areas 3, 4 such that the separate coolant flows in the respective cooling areas 3, 4 can be regulated separately from one another.

Das dem abgasseitigen Kühlbereich 3 zugeordnete Steuerelement 9 ist bevorzugt als Klappenventil ausgeführt, welches nur ein An- oder Ausstellung zuläßt, kann aber als kontinuierlich verstellbares Ventil, insbesondere als Thermostat ausgestaltet sein. Bei dem in Figur 1 dargestellten Beispiel weisen die beiden Kühlbereiche 3, 4 an ihrer Einlaßseite 11 jeweils eine Einlaßleitung 12 und auf ihrer zur Einlaßseite 11 gegenüberliegenden Auslaßseite 13 jeweils eine Auslaßleitung 14 auf. Die in Figur 1 prinzipiell dargestellte Einlaßleitung 12 zum zweiten Kühlbereich 4 bzw. zum einlaßseitigen Kühlbereich soll lediglich prinzipiell dargestellt sein und bildet eine Verbindung eines zweiten Kühlbereichs 4 zum Blockwassermantel. Insofern ist der Blockwassermantel quasi in Reihe zum zweiten Kühlbereich 4 geschaltet. Das Blockthermostat ist in Figur 1 nicht dargestellt.The control element 9 assigned to the exhaust-side cooling region 3 is preferably designed as a flap valve which only permits a connection or release, but can be designed as a continuously adjustable valve, in particular as a thermostat. At the in FIG. 1 2, the two cooling areas 3, 4 each have an inlet line 12 on their inlet side 11 and an outlet line 14 on their outlet side 13 opposite the inlet side 11. In the FIG. 1 In principle illustrated inlet pipe 12 to the second cooling area 4 and the inlet-side cooling area should only be shown in principle and forms a connection of a second cooling area 4 to the block water jacket. In this respect, the block water jacket is quasi connected in series to the second cooling area 4. The block thermostat is in FIG. 1 not shown.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, ist der Einlaßleitung 12 zum ersten Kühlbereich 3 das Steuerelement 9 zugeordnet.At the in FIG. 1 illustrated embodiment, the inlet pipe 12 is assigned to the first cooling area 3, the control 9.

Die Steuerelemente 8, insbesondere das Steuerelement 9 kann vorzugsweise mit einer zentralen Steuereinheit in Verbindung stehen, die insbesondere das Steuerelement 9 in den unterschiedlichen Temperaturbereichen des Verbrennungsmotors entsprechend ansteuert und/oder betätigt.The control elements 8, in particular the control element 9, can preferably be connected to a central control unit, which controls and / or actuates in particular the control element 9 in the different temperature ranges of the internal combustion engine.

Beide Kühlbereiche 3, 4 sind innerhalb des Zylinderkopfes 1 vollständig voneinander getrennt, so daß das Kühlsystem vollständig getrennte Kühlmittelkreisläufe innerhalb des Zylinderkopfes aufweist. Die vollständige Trennung ist mittels einer prinzipiell dargestellten Trennwand 16 erkennbar, die sich durchgehend von der Einlaßseite 11 zur Auslaßseite 13 erstreckt.Both cooling areas 3, 4 are completely separated from each other within the cylinder head 1, so that the cooling system has completely separate coolant circuits within the cylinder head. The complete separation can be seen by means of a partition wall 16 shown in principle, which extends continuously from the inlet side 11 to the outlet 13.

An der Auslaßseite 13 werden weitere Kühlmittelströmungen 6, 7 in einem Auslaß 128 vor dem Steuerelement 8 bzw. in Strömungsrichtung gesehen vor dem Thermostat 8 vermischt, ohne dass beide Kühlmittelströmungen 6, 7 vorher Kontakt zueinander hatten.At the outlet side 13, further coolant flows 6, 7 are mixed in an outlet 128 upstream of the control element 8 or upstream of the thermostat 8, as seen in the flow direction, without the two coolant flows 6, 7 having previously been in contact with each other.

Mit der Erfindung wird unter anderem vorteilhaft erreicht, dass in einem ersten Teil der Warmlaufphase die Abgasseite bevorzugt nicht gekühlt wird, so daß ein Katalysator schneller auf Betriebstemperatur geführt wird, da diesem die ungekühlten Abgase zugeführt werden.With the invention is achieved, inter alia, advantageous that in a first part of the warm-up phase, the exhaust gas side is preferably not cooled, so that a catalyst is faster to operating temperature, since this the uncooled exhaust gases are supplied.

In dem folgenden zweiten Teil der Warmlaufphase, wenn der Katalysator seine Betriebstemperatur erreicht hat, wird die Abgasseite gekühlt. In dem ersten Teil der Warmlaufphase des Verbrennungsmotors wird durch die fehlende bzw. verringerte Kühlung erreicht, dass beispielsweise der nachgeschaltete Katalysator stets Abgase mit der erforderlich hohen Temperatur erhält, um schädliche Abgasbestandteile zu konvertieren. Im zweiten Teil der Warmlaufphase wird der abgasseitige Bereich bzw. der erste Kühlbereich 3 besonders intensiv gekühlt. Die gewonnene Energie (Wärme) wird dem Verbrennungsmotor zugeführt, so daß sich dieser schneller aufwärmt, wodurch sich Reibungsverluste in der Warmlaufphase verringern.In the following second part of the warm-up phase, when the catalyst has reached its operating temperature, the exhaust gas side is cooled. In the first part of the warm-up phase of the internal combustion engine is achieved by the lack of or reduced cooling that, for example, the downstream catalyst always receives exhaust gases with the required high temperature to convert harmful exhaust gas components. In the second part of the warm-up phase, the exhaust-gas-side region or the first cooling region 3 is cooled particularly intensively. The recovered energy (heat) is supplied to the internal combustion engine, so that it warms up faster, thereby reducing friction losses in the warm-up phase.

Bei einem Vollastbetrieb des Verbrennungsmotors wird die Abgasseite durch vollständiges Öffnen des Steuerelementes 9 hinreichend gekühlt, wobei selbstverständlich auch der Rest des Zylinderkopfes gekühlt wird.In a full-load operation of the internal combustion engine, the exhaust gas side is sufficiently cooled by complete opening of the control element 9, wherein, of course, the rest of the cylinder head is cooled.

Mittels des vorgenannten, lediglich beispielhaften Ausführungsbeispiels wird ein Verbrennungsmotor zur Verfügung gestellt, der unter anderem einen regelbaren und damit optimierten Wärmehaushalt aufweist, wodurch zudem verringerte Kraftstoffverbräuche und Emissionen erreicht werden können. Der zweite Kühlmittelbereich 4 bzw. der einlaßseitige Kühlbereich 4 steht mit dem Zylinderblockwassermantel in Verbindung. Insofern ist der einlaßseitige Kühlbereich 4 über ein Blockthermostat steuerbar.By means of the above-mentioned, merely exemplary embodiment, an internal combustion engine is made available, which, inter alia, has a controllable and therefore optimized heat balance, as a result of which reduced fuel consumption and emissions can also be achieved. The second coolant area 4 or the inlet-side cooling area 4 is in communication with the cylinder block water jacket. In this respect, the inlet-side cooling region 4 is controllable via a block thermostat.

Der in Figur 1 prinzipiell dargestellte Auslaß 128 ist beispielhaft als separates Auslaßgehäuse 128 ausführbar, in welchem das Steuerelement 8 angeordnet ist. Von daher ist die in Figur 1 jeweils dargestellte Dimension des Steuerelementes 8 und des Auslaß 128 nicht der entsprechenden Einbausituation angepaßt. Wesentlich ist, dass sich die beiden Kühlmittelströmungen erst in den Auslaß 128 vor dem Steuerelement 8 vermischen. Das Steuerelement 8 ist bevorzugt als Thermostat ausgeführt.The in FIG. 1 In principle illustrated outlet 128 is exemplified as a separate outlet housing 128 executable, in which the control element 8 is arranged. Therefore, the in FIG. 1 each illustrated dimension of the control 8 and the outlet 128 is not adapted to the corresponding installation situation. It is essential that the two coolant flows mix only in the outlet 128 in front of the control element 8. The control 8 is preferably designed as a thermostat.

Das Steuerelement 8, welches bei dem Ausführungsbeispiel zu Figur 2 prinzipiell in der Einlaßleitung 12 zum zweiten Kühlbereich 4 angeordnet ist, ist als Blockthermostat ausgeführt und sinnvollerweise für das Split-Cooling-System erforderlich. Das Kühlmittel, welches den Blockwassermantel passiert, tritt in den Zylinderkopf 1, insbesondere in den einlaßseitigen Kühlbereich 4 bzw. in den zweiten Kühlbereich 4 (über die entsprechende Einlaßleitung, welche in Figur 1 lediglich prinzipiell dargestellt ist) ein, strömt durch den einlaßseitigen Kühlbereich 4, kühlt dabei die Einlaßseite des Verbrennungsmotors und tritt, ohne vorher Kontakt mit dem auslaßseitigem Kühlbereich 3 bzw. dem ersten Kühlbereich 3 strömenden Kühlmittel zu haben, in den Auslaß 128 bzw. das Auslaßgehäuse 128 ein. Das Kühlmittel zur Kühlung der Auslaßseite des Zylinderkopfes durchströmt den auslaßseitigen Kühlbereich 3 und tritt ebenfalls in das Auslaßgehäuse 128 ein. In dem Auslaßgehäuse 128 werden beide Kühlströme vor dem Steuerelement 8 vermischt.The control 8, which in the embodiment to FIG. 2 is arranged in principle in the inlet line 12 to the second cooling area 4, is designed as a block thermostat and usefully required for the split-cooling system. The coolant, which passes through the block water jacket, enters the cylinder head 1, in particular in the inlet-side cooling region 4 and in the second cooling region 4 (via the corresponding inlet line, which in FIG. 1 is only shown in principle), flows through the inlet-side cooling region 4, thereby cooling the inlet side of the engine and enters, without first having contact with the auslaßseitigem cooling region 3 and the first cooling region 3 flowing coolant into the outlet 128 and the outlet housing 128 on. The coolant for cooling the outlet side of the cylinder head flows through the outlet-side cooling region 3 and also enters the outlet housing 128. In the outlet housing 128, both cooling streams are mixed in front of the control element 8.

Insbesondere in einer Warmlaufphase des Verbrennungsmotors kann der Blockthermostat länger geschlossen bleiben, da sich möglicherweise bildender Dampf- bzw. Luftblasen aus dem Zylinderblock bzw. seinem oberen Bereich durch die Verbindung mit dem einlaßseitigen Kühlbereich 4 in diesen ableiten lassen. Damit ist ein Warmlaufverhalten des Verbrennungsmotors entschieden verbessert, da das Blockthermostat erst geöffnet werden muß, wenn tatsächlich ein Austausch des Kühlmittels im zylinderblockseitigen Kühlmittelbereich bzw. im Blockwassermantel erforderlich ist.In particular, in a warm-up phase of the internal combustion engine, the block thermostat can remain closed longer, since possibly forming vapor or air bubbles from the cylinder block or its upper portion can be derived by the connection with the inlet-side cooling region 4 in this. Thus, a warm-up behavior of the engine is decidedly improved because the block thermostat must be opened only when an exchange of the coolant in the cylinder block side coolant area or in the water jacket is actually required.

Weiter ist in Figur 2 erkennbar, dass auf das Steuerelement 9 in der Einlaßleitung 12 zum ersten Kühlbereich 3 verzichtet werden kann. Wie bereits erwähnt, ist der Blockthermostat als Steuerelement 8 prinzipiell in der Einlaßleitung 12 zum zweiten Kühlbereich 4 dargestellt, wobei der Blockthermostat in dem Zylinderblock integriert sein kann. Die dargestellte Einlaßleitung 12 zum zweiten Kühlbereich 4 stellt wiederum die Verbindung zum Blockwassermantel dar. Der Kühlmittelfluß aus der Wasserpumpe in den auslaßseitigen Kühlbereich 3 wird in diesem Ausführungsbeispiel nicht unterbrochen. Ansonsten wird bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 auf die Ausgestaltung und Wirkungsweise nach Figur 1 verwiesen. Es liegt durchaus im Sinne der Erfindung, dass der Blockthermostat auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 vorgesehen ist, der aber nicht dargestellt ist.Next is in FIG. 2 It can be seen that the control element 9 in the inlet line 12 to the first cooling area 3 can be dispensed with. As already mentioned, the block thermostat is shown as a control 8 in principle in the inlet line 12 to the second cooling area 4, wherein the block thermostat can be integrated in the cylinder block. The illustrated inlet line 12 to the second cooling area 4 in turn represents the connection to the block water jacket. The coolant flow from the water pump into the outlet-side cooling area 3 is not interrupted in this embodiment. Otherwise, in the embodiment after FIG. 2 on the design and mode of action FIG. 1 directed. It is well within the meaning of the invention that the block thermostat also in the embodiment according to FIG. 1 is provided, which is not shown.

Claims (6)

Verbrennungsmotor mit zumindest einem Zylinderkopf (1) zum Abschluß zumindest eines Brennraumes, dem einlaßseitig zumindest ein Einlaßkanal und auslaßseitig zumindest ein Auslaßkanal zugeordnet ist, wobei dem Zylinderkopf (1) ein von einem kühlmitteldurchströmtes System (2) zugeordnet ist, wobei das Kühlsystem (2) des Zylinderkopfes (1) zumindest zwei Kühlbereich (3, 4) mit einem ersten Kühlbereich (3), der von einem ersten Kühlmittelstrom (6) durchströmt wird, und mit einem zweiten Kühlbereich (4), der von einem zweiten Kühlmittelstrom (7) durchströmt wird, bildet, und wobei dem Kühlsystem (2) Steuerelemente (8, 9) zugeordnet sind, und wobei ein Blockwassermantel mit dem Kühlsystem (2) des Zylinderkopfes (1) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Blockwassermantel mit dem zweiten Kühlbereich (4) in Verbindung steht, wobei das aus dem Blockwassermantel in dem zweiten Kühlbereich (4) eintretende Kühlmittel und aus diesem auslaßseitig austretende Kühlmittel in Strömungsrichtung vor dem Steuerelement (8) mit dem aus dem ersten Kühlbereich (3) auslaßseitig austretende Kühlmittel vermischt wird, wobei die beiden Kühlmittelströmungen bis zu deren Vermischung voneinander getrennt sind.Internal combustion engine having at least one cylinder head (1) for terminating at least one combustion chamber, the inlet side is assigned at least one inlet channel and outlet side at least one outlet channel, wherein the cylinder head (1) is associated with a coolant-flowed system (2), wherein the cooling system (2) of the cylinder head (1) at least two cooling region (3, 4) with a first cooling region (3), which is flowed through by a first coolant flow (6), and with a second cooling region (4), which flows through a second coolant flow (7) is, and wherein the cooling system (2) control elements (8, 9) are associated, and wherein a block water jacket with the cooling system (2) of the cylinder head (1) is in communication, characterized in that the block water jacket with the second cooling area ( 4) is in communication, wherein the cooling water entering from the block water jacket in the second cooling region (4) and cooling exiting therefrom is mixed in the flow direction upstream of the control element (8) with the outlet from the first cooling region (3) outlet coolant, wherein the two coolant flows are separated from each other until they are mixed. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kühlbereich (3) des Zylinderkopfes (1) als auslaßseitiger Kühlbereich (3) und der zweite Kühlbereich des Zylinderkopfes (1) als einlaßseitiger Kühlbereich (4) ausgeführt ist.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the first cooling region (3) of the cylinder head (1) is designed as an outlet-side cooling region (3) and the second cooling region of the cylinder head (1) as an inlet-side cooling region (4). Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kühlmittelströmungen (6, 7) aus den beiden zylinderkopfseitigen Kühlbereichen (3, 4) in Strömungsrichtung gesehen vor dem Steuerelement (8) in einem Auslaß (128) vermischt werden, in dem das Steuerelement (8) angeordnet ist.Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the two coolant flows (6, 7) from the two cylinder head side cooling regions (3, 4) seen in the flow direction in front of the control element (8) are mixed in an outlet (128) in which the Control element (8) is arranged. Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslaß (128) als separates Auslaßgehäuse (128) auslaßseitig angeordnet ist.Internal combustion engine according to claim 3, characterized in that the outlet (128) is arranged as a separate outlet housing (128) on the outlet side. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Blockwassermantel ein Blockthermostat zugeordnet ist, wobei der Kühlmittelstrom vor dem Blockthermostaten zumindest in einen Teilstrom aufgeteilt wird, wobei einer der Teilströme in den ersten Kühlbereich (3) des Zylinderkopfes (1) eintritt.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the block water jacket is assigned a block thermostat, wherein the coolant flow is divided before the block thermostat at least in a partial flow, wherein one of the partial flows in the first cooling region (3) of the cylinder head (1) occurs. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Blockthermostat mit seinem Gehäuse in dem Zylinderblock integriert ist.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the block thermostat is integrated with its housing in the cylinder block.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202013100500U1 (en) 2013-01-29 2013-02-14 Ford Global Technologies, Llc. Coolant circuit with head and block coolant jacket connected in series
DE102013201362A1 (en) 2013-01-29 2014-07-31 Ford Global Technologies, Llc Separate coolant circuit for internal combustion engine, is provided with cylinder head coolant jacket and cylinder block coolant jacket, where common pump, cooler, control element and heater are also provided
DE102014201113A1 (en) 2013-01-29 2014-07-31 Ford Global Technologies, Llc Coolant circuit with head and block coolant jacket connected in series

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1947308B1 (en) * 2007-01-17 2009-09-30 Ford Global Technologies, LLC Integrated motor cooling system
EP2325453B1 (en) 2009-07-30 2012-07-18 Ford Global Technologies, LLC Cooling system
EP2309106B1 (en) 2009-07-30 2017-06-07 Ford Global Technologies, LLC Cooling system
DE102018201645B3 (en) 2018-02-02 2019-08-08 Ford Global Technologies, Llc block

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6148917U (en) * 1984-08-30 1986-04-02
US4730579A (en) 1985-08-02 1988-03-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine cylinder head with port coolant passage independent of and substantially wider than combustion chamber coolant passage
DE3838953A1 (en) 1987-11-17 1989-05-24 Honda Motor Co Ltd CYLINDER HEAD COOLING DEVICE FOR WATER-COOLED MULTI-CYLINDER INTERNAL COMBUSTION ENGINES
JPH09203346A (en) * 1996-01-25 1997-08-05 Toyota Motor Corp Cooling water passage structure of cylinder head
DE19803885A1 (en) 1998-01-31 1999-08-05 Bayerische Motoren Werke Ag Cooling circuit arrangement for liquid-cooled internal combustion engine
DE4100459C2 (en) 1990-02-13 2000-06-21 Avl Verbrennungskraft Messtech Cylinder head of a liquid-cooled internal combustion engine with cylinders arranged in series
EP1283345A2 (en) * 2001-08-10 2003-02-12 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Cylinder head cooling structure for an internal combustion engine
EP1375857A1 (en) 2002-06-27 2004-01-02 Renault s.a.s. Cooling device for an internal combustion engine

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2845420B1 (en) 2002-10-04 2006-01-27 Mark Iv Systemes Moteurs Sa COOLING CIRCUIT COMPRISING A FLOW CONTROL MEMBER
FR2856426B1 (en) 2004-08-19 2006-06-09 Mark Iv Systemes Moteurs Sa COOLING CIRCUIT COMPRISING A FLOW CONTROL MEMBER

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6148917U (en) * 1984-08-30 1986-04-02
US4730579A (en) 1985-08-02 1988-03-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine cylinder head with port coolant passage independent of and substantially wider than combustion chamber coolant passage
DE3838953A1 (en) 1987-11-17 1989-05-24 Honda Motor Co Ltd CYLINDER HEAD COOLING DEVICE FOR WATER-COOLED MULTI-CYLINDER INTERNAL COMBUSTION ENGINES
DE4100459C2 (en) 1990-02-13 2000-06-21 Avl Verbrennungskraft Messtech Cylinder head of a liquid-cooled internal combustion engine with cylinders arranged in series
JPH09203346A (en) * 1996-01-25 1997-08-05 Toyota Motor Corp Cooling water passage structure of cylinder head
DE19803885A1 (en) 1998-01-31 1999-08-05 Bayerische Motoren Werke Ag Cooling circuit arrangement for liquid-cooled internal combustion engine
EP1283345A2 (en) * 2001-08-10 2003-02-12 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Cylinder head cooling structure for an internal combustion engine
EP1375857A1 (en) 2002-06-27 2004-01-02 Renault s.a.s. Cooling device for an internal combustion engine

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202013100500U1 (en) 2013-01-29 2013-02-14 Ford Global Technologies, Llc. Coolant circuit with head and block coolant jacket connected in series
DE102013201362A1 (en) 2013-01-29 2014-07-31 Ford Global Technologies, Llc Separate coolant circuit for internal combustion engine, is provided with cylinder head coolant jacket and cylinder block coolant jacket, where common pump, cooler, control element and heater are also provided
DE102014201113A1 (en) 2013-01-29 2014-07-31 Ford Global Technologies, Llc Coolant circuit with head and block coolant jacket connected in series
US9140176B2 (en) 2013-01-29 2015-09-22 Ford Global Technologies, Llc Coolant circuit with head and block coolant jackets connected in series
DE102014201113B4 (en) * 2013-01-29 2017-06-08 Ford Global Technologies, Llc Coolant circuit with head and block coolant jacket connected in series

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EP1698770A1 (en) 2006-09-06
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