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Title:
INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/191424
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an internal combustion engine and an associated method for cooling, wherein the coolant firstly flows through a first cooling jacket (10) and towards a fire deck (5) through a second cooling jacket (20), wherein the coolant flow (K) through the cooling jacket arrangement is regulated by a position of an actuator (8) downstream of the first cooling jacket (10) and/or the second cooling jacket (20).

Inventors:
ZURK ANDREAS (AT)
GELTER JÜRGEN (AT)
BREITENBERGER MANFRED (AT)
SALMUTTER THOMAS (AT)
GRUNDNER ROBERT (AT)
Application Number:
PCT/AT2020/060131
Publication Date:
October 01, 2020
Filing Date:
March 27, 2020
Export Citation:
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Assignee:
AVL LIST GMBH (AT)
International Classes:
F02F1/38; F01P3/02
Domestic Patent References:
WO2015086791A12015-06-18
WO2018037368A12018-03-01
Foreign References:
DE102011078929A12012-01-19
FR2860833A12005-04-15
EP2634388A12013-09-04
Attorney, Agent or Firm:
BABELUK, Michael (AT)
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Claims:
P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Brennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinder (3), zumindest einem Zy linderkopf (1) und einem Kurbelgehäuse (2), wobei der Zylinderkopf (1) eine Kühlmantelanordnung zur Flüssigkeitskühlung aufweist und das Kurbelge häuse (2) einen Kurbelgehäusekühlmantel (30) zur Flüssigkeitskühlung auf weist und die Kühlmantelanordnung des Zylinderkopfs (1) und der Kurbelge häusekühlmantel (30) in zumindest einem Kühlmittelkreis (40) angeordnet sind und ein Stellglied (8) zur Steuerung eines Kühlmittelstromes (K) in Strö mungsrichtung nach zumindest einem Kühlmantel (10; 20) der Kühlman telanordnung des Zylinderkopfes (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmantelanordnung einen ersten Kühlmantel (10) und einen zweiten Kühlmantel (20), der zwischen dem ersten Kühlmantel (10) und einem Feuerdeck (5) angeordnet ist, aufweist, wobei der erste Kühlmantel (10) von dem Kühlmittelstrom (K) zuerst durchströmt wird und der zweite Kühlmantel (20) im Wesentlichen in der Strömung nach dem ersten Kühl mantel (10) angeordnet ist, sodass eine Top-Down-Kühlung realisiert wird.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verteilleiste (41) vorgesehen ist, die in Strömungsrichtung mit dem Kurbel gehäusekühlmantel (30) strömungsverbunden ist und dass in Strömungsrich tung nach zumindest einem der Kühlmäntel (10; 20) der Kühlmantelanord nung des Zylinderkopfes (1) eine Sammelleiste (42) mit der Kühlmantelan ordnung strömungsverbunden oder zumindest strömungsverbindbar ist.

3. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (8) in Strömungsrichtung nach dem zweiten Kühlmantel (20) angeordnet ist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelleiste (42) in Strömungsrichtung zwischen dem Stellglied (8) und dem zweiten Kühlmantel (20) angeordnet ist.

5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (8) in einer geschlossenen Stellung einen Min destdurchfluss aufweist, sodass unabhängig von der Stellung des Stellglieds (8) immer ein Kühlmittelstrom (K) durch - vorzugsweise den ersten Kühl mantel (10) und -den zweiten Kühlmantel (20) erreichbar ist.

6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (1) eine Strömungsverbindung von dem ersten Kühlmantel (10) zu dem Stellglied (8) aufweist, wobei das Stellglied (8) in Strömungsrichtung nach dem ersten Kühlmantel (10) angeordnet ist, wobei der Kühlmittelstrom (K) durch die Strömungsverbindung durch das Stellglied (8) steuerbar ist.

7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (1) eine Strömungsverbindung von dem ersten Kühlmantel (10) zu einem Nebenstellglied (11) aufweist, wobei der Kühlmittelstrom (K) durch die Strömungsverbindung durch das Nebenstell glied (11) steuerbar ist.

8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (8) und das Nebenstellglied (11) - vorzugsweise mechanisch - ver bunden sind und abhängig voneinander verstellbar sind.

9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass unabhängig von der Stellung des Stellglieds (8) und/oder eines Neben stellglieds (11) ein Mindestkühlmittelstrom durch den zweiten Kühlmantel (20) besteht, wobei dazu eine geschlossene Stellung des Stellglieds (8) einen Mindestdurchfluss aufweist und vorzugsweise das Nebenstellglied (11) in einer vollständig geöffneten Stellung einen Durchfluss aufweist, der geringer ist als der gesamte Kühlmittelstrom (K) des Zulaufs.

10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurbelgehäusekühlmantel (30) unabhängig von dem Kühlmittelstrom (K) durch die Kühlmantelanordnung von Kühlmittel durch- strömbar ist.

11. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (8) mit einem Aktuator (9) verbunden ist, der als Antrieb für die Verstellung des Stellglieds (8) dient.

12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Nebenstellglied (11) und das Stellglied (8) zur Steuerung mit einem gemein samen Aktuator (9) verbunden sind.

13. Verfahren zur Kühlung einer Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Kühlmittel zuerst den ersten Kühlmantel (10) durchströmt und in Richtung des Feuerdecks (5) durch den zweiten Kühlmantel (20) strömt wobei durch eine Stellung des Stellglieds (8) nach dem ersten Kühl mantel (10) und/oder dem zweiten Kühlmantel (20) der Kühlmittelstrom (K) durch die Kühlmantelanordnung reguliert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei ein Nebenstellglied (11) der Kühlmittel strom (K) durch den ersten Kühlmantel (10) reguliert.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 14, wobei das Stellglied (8) und/oder das Nebenstellglied (11) abhängig von einer Last der Brennkraft maschine gesteuert wird.

16. Verfahren nach Anspruch 13, 14 oder 15, wobei der Kühlmittelstrom (K) durch den zweiten Kühlmantel (20) bei Betrieb der Brennkraftmaschine im mer einen Volumenstrom größer 0 aufweist.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei das Stellglied (8) und/oder das Nebenstellglied (11) abhängig von einer Drehzahl der Brenn kraftmaschine gesteuert wird.

2020 03 27

WR

Description:
Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinder, zu mindest einem Zylinderkopf und einem Kurbelgehäuse, wobei der Zylinderkopf eine Kühlmantelanordnung zur Flüssigkeitskühlung aufweist und das Kurbelge häuse einen Kurbelgehäusekühlmantel zur Flüssigkeitskühlung aufweist und die Kühlmantelanordnung des Zylinderkopfs und der Kurbelgehäusekühlmantel in zu mindest einem Kühlmittelkreis angeordnet sind und ein Stellglied zur Steuerung eines Kühlmittelstromes in Strömungsrichtung nach zumindest einem Kühlmantel der Kühlmantelanordnung des Zylinderkopfes angeordnet ist.

Aus der EP 2 634 388 Al ist eine derartige Brennkraftmaschine bekannt. Die EP 2 634 388 Al zeigt ein Kontrollventil zur Steuerung der Kühlmittelströme in einem Motor. Der Motor weist einen Motorblock und einen Zylinderkopf auf. Dabei ist im Zylinderkopf und im Zylinderblock je ein Kühlmantel vorgesehen. Das ge meinsame Kontrollventil für die Kühlmäntel des Zylinderblocks und des Zylinder kopfs ist in Strömungsrichtung nach den Kühlmänteln angeordnet. Dadurch ist eine von der Kühlung des Feuerdecks unabhängige Kühlung des Zylinderblocks, des Kurbelgehäuses mit Zylindern und Kolben und den thermisch hoch beanspruchten Bauteilen nicht einfach realisierbar. Weiters ist durch dieses gemeinsame Steuer ventil, die Komplexität sehr hoch was wiederum Kosten und Baugröße erhöht. Die Baugröße hat negativen Einfluss auf das Gewicht, das in Fahrzeugen mit dem Ziel der Emissionsreduzierung reduziert werden sollte.

Unter einem Kurbelgehäusekühlmantel kann im Rahmen der Erfindung auch ein Zylinderblockkühlmantel verstanden werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Kühlung der thermisch kritisch be anspruchten Bereiche der Brennkraftmaschine zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Brennkraftmaschine erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Zylinderkopf einen ersten Kühlmantel und einen zweiten Kühlmantel, der zwischen dem ersten Kühlmantel und einem Feuerdeck angeord net ist, aufweist, wobei der erste Kühlmantel von dem Kühlmittelstrom zuerst durchströmt wird und der zweite Kühlmantel im Wesentlichen in der Strömung nach dem ersten Kühlmantel angeordnet ist, sodass eine Top-Down-Kühlung rea lisiert wird.

Der zweite Kühlmantel grenzt an das Feuerdeck. Unter Top-Down-Kühlung ver steht sich hier die Kühlung eines Zylinderkopfes von einer dem Feuerdeck abge wandten Oberfläche in Richtung des Feuerdecks. Das Kühlmittel strömt dabei von einem oberen Kühlraum, dem ersten Kühlraum über zumindest eine Übertrittsöff nung in den unteren Kühlraum, der hier als zweiter Kühlraum bezeichnet ist. Durch diese Art der Kühlung wird die Kühlung des Feuerdecks und damit der kritisch thermisch beanspruchten Bereiche der Brennkraftmaschine verbessert.

Der erste Kühlmantel ist mit seiner Eintrittsöffnung im Zylinderkopf druckseitig mit einer Kühlmittelpumpe verbunden. Der zweite Kühlmantel ist saugseitig mit seiner Austrittsöffnung im Zylinderkopf mit der Kühlmittelpumpe des Kühlmittelkreises verbunden.

Durch die Top-Down-Kühlung werden eine verbesserte Anströmung und Kühlung des Feuerdecks erreicht. Die Wärme aus einem Brennraum, der wiederum vom zweiten Kühlmantel abgewandt an das Feuerdeck grenzt, wird durch das Kühlmit tel im zweiten Kühlmantel abtransportiert, ohne den oberen Bereich des Zylinder kopfs weiter zu erwärmen. Davon unabhängig wird das Kurbelgehäuse von Kühl mittel durchströmt. Bei Nutzfahrzeugmotoren kann die Strömung durch den Kur belgehäusekühlmantel ungeregelt bleiben. Dadurch bleibt die Anordnung einfacher und kostengünstiger. Trotzdem kann durch die dauerhafte Strömung durch den Kurbelgehäusekühlmantel eine ideale, dauerhaft sichergestellte Kühlung im Be reich von Zylinder und Kolben realisiert werden.

Der erste Kühlmantel und zweite Kühlmantel sind durch ein Zwischendeck vonei nander baulich getrennt und grenzen jeweils an dieses. Der erste Kühlmantel ist vom Brennraum entfernt angeordnet und der zweite Kühlmantel ist nahe dem Brennraum, nur durch das Feuerdeck getrennt angeordnet.

Unter im Wesentlichen in der Strömung angeordnet versteht sich hier auch der Umstand, dass die Strömung aufgeteilt wird und nicht der gesamte Kühlmittel strom entlang derselben Kühlmäntel und Strömungsverbindungen strömt.

Es ist hinsichtlich der Kühlung vor allem bei einer Mehrzylinder-Brennkraftma schine in Reihe günstig, wenn eine Verteilleiste vorgesehen ist, die in Strömungs richtung mit dem Kurbelgehäusekühlmantel strömungsverbunden ist und dass in Strömungsrichtung nach zumindest einem der Kühlmäntel der Kühlmantelanord nung des Zylinderkopfes eine Sammelleiste mit der Kühlmantelanordnung strö mungsverbunden oder zumindest strömungsverbindbar ist.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass Verteilleiste und Sammelleiste in Bezug auf eine Längsebene einander gegenüber angeordnet sind, sodass im Wesentlichen eine Querströmung durch die Kühlmantelanordnung im Zylinderkopf und/oder durch den Kurbelgehäusekühlmantel realisiert wird.

Dabei versteht sich unter Querströmung eine Strömung die hauptsächlich entlang von Querebenen durch die Brennkraftmaschine strömt. Durch die Kombination von Top-Down-Kühlung und Querströmung durch die Brennkraftmaschine entsteht ein besonders günstiges Kühlverhalten bei hochbe lasteten Brennkraftmaschinen.

In einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass das Stellglied in einer ge schlossenen Stellung einen Mindestdurchfluss aufweist, sodass unabhängig von der Stellung des Stellglieds immer ein Kühlmittelstrom durch den ersten Kühlman tel und den zweiten Kühlmantel sowie andere zu kühlende Komponenten im Kühl mittelkreis erreichbar ist, sofern eine Kühlmittelpumpe eine Strömungsgeschwin digkeit erzeugt.

Dies beugt Überhitzung vor, da durch den dauerhaft garantierten Kühlmittelstrom Wärmeübertragung durch erzwungene Konvektion erreicht wird. Dieser Mindest durchfluss kann beispielsweise durch einen Bypass oder durch eine Öffnung im Stellglied realisiert werden. Auch andere Lösungen sind möglich.

In einer alternativen Ausführung ist vorgesehen, dass der Zylinderkopf eine Strö mungsverbindung von dem ersten Kühlmantel zu dem Stellglied aufweist, wobei das Stellglied in Strömungsrichtung nach dem ersten Kühlmantel angeordnet ist, wobei der Kühlmittelstrom durch die Strömungsverbindung durch das Stellglied steuerbar ist. Dadurch entsteht der Vorteil, dass beispielsweise bei geringer Tem peraturbelastung um den zweiten Kühlmantel ein Teil des Kühlmittelstroms bereits nach dem ersten Kühlmantel aus dem Zylinderkopf abgezweigt werden kann. Auch ein Aufwärmvorgang der Brennkraftmaschine bei Kaltstart wird dadurch möglich. Außerdem werden dadurch unerwünschte Wärmeverluste reduziert. Weiters wird dadurch eine zielgenaue Kühlung je nach Last ermöglicht. Die Steuerung des Stell glieds kann vorteilhafterweise drehzahlabhängig oder lastabhängig gesteuert wer den und so kann eine bedarfsangepasste, verlustminimierte, flexible und leistungs starke Kühlung erreicht werden. Die Wärmeverluste können damit vor allem im Bereich der Kühlung des Feuerdecks reduziert werden.

Es ist besonders günstig, wenn das Stellglied in Strömungsrichtung nach dem zweiten Kühlmantel angeordnet ist. Dadurch wird sichergestellt, dass der Kühlmit telstrom bis zum Stellglied durch die Kühlmäntel ungestört erfolgt. Dadurch ist es einfacher möglich Turbulenzen an Stellen thermisch höherer Belastung zur besse ren Kühlung durch die Innenform der Kühlmäntel zu erzeugen. Die Strömungsform ist dann im Zylinderkopf weitgehend unabhängig von der jeweiligen Stellung des Stellglieds.

Eine besonders günstige Anordnung auch hinsichtlich einer möglichen Querströ mung ergibt sich, wenn die Sammelleiste in Strömungsrichtung zwischen dem Stellglied und dem zweiten Kühlmantel angeordnet ist. Um den Kühlmittelstrom lastabhängig oder drehzahlabhängig besser Steuern oder Regeln zu können ist in einer vorteilhaften Ausführung vorgesehen, dass der Zy linderkopf eine Strömungsverbindung von dem ersten Kühlmantel zu einem Ne benstellglied aufweist, damit das Nebenstellglied den Kühlmittelstrom durch den ersten Kühlmantel - vorzugsweise abhängig vom Kühlmittelstrom durch den zwei ten Kühlmantel steuert. Dadurch werden Wärmeverluste, die bei zu guter Kühlung entstehen können, durch eine lastabhängige Regelung der Feuerdeck-nahen Küh lung zu reduziert.

Hinsichtlich Gewichtsreduktion und Kostenoptimierung ist es günstig, wenn das Stellglied und das Nebenstellglied - vorzugsweise mechanisch - verbunden sind und abhängig voneinander verstellbar sind. Dadurch ist auch eine einfachere Steuerung oder Regelung des Kühlmittelstroms möglich.

Um dauerhaft eine Kühlung zu garantieren, ist in einer Ausführung vorgesehen, dass unabhängig von der Stellung des Stellglieds und/oder eines Nebenstellglieds ein Mindestkühlmittelstrom durch den zweiten Kühlmantel besteht, wobei dazu eine geschlossene Stellung des Stellglieds einen Mindestdurchfluss aufweist und das Nebenstellglied in einer vollständig geöffneten Stellung einen Durchfluss auf weist, der geringer ist als der gesamte Kühlmittelstrom durch einen Zulauf.

Es ist hinsichtlich der Kühlung des Kurbelgehäuses günstig, wenn der Kurbelge häusekühlmantel unabhängig von dem Kühlmittelstrom durch den Kühlmantel von Kühlmittel durchströmbar ist.

Um die Betätigung des Stellglieds einfach zu realisieren, ist es vorzugsweise mit einem Aktuator verbunden, der als Antrieb für die Verstellung des Stellglieds dient und damit gesteuert wird.

Hinsichtlich Kosten und Gewicht und Erhalt der Einfachheit ist es wiederum günstig, wenn das Nebenstellglied und das Stellglied zur Steuerung mit einem ge meinsamen Aktuator verbunden sind.

Die gestellte Aufgabe wird außerdem durch ein Verfahren zur Kühlung der oben angeführten Brennkraftmaschine gelöst, wobei das Kühlmittel zuerst den ersten Kühlmantel durchströmt und in Richtung des Feuerdecks durch den zweiten Kühl mantel strömt, wobei durch eine Stellung des Stellglieds nach dem zweiten Kühl mantel der Kühlmittelstrom durch die Kühlmäntel reguliert wird.

Es ist günstig, wenn ein Nebenstellglied den Kühlmittelstrom durch den ersten Kühlmantel reguliert. Um dauerhafte Kühlung der thermisch kritisch beanspruchten Bauteilbereiche zu garantieren, ist günstigerweise in einer Ausführung vorgesehen, dass der Kühlmit telstrom durch den zweiten Kühlmantel bei Betrieb der Brennkraftmaschine immer einen Volumenstrom größer 0 aufweist.

Es ist vorgesehen in einer Variante, dass das Stellglied und/oder das Nebenstell glied abhängig von einer Last der Brennkraftmaschine gesteuert wird. Dadurch kann abhängig von der benötigten Kühlmittelmenge aufgrund der erzeugten Wär memenge der Kühlmittelstrom reguliert werden. Dadurch können zu hohe Wärme verluste vermieden werden und eine gezielte Kühlung je nach Last kann erreicht werden. Dabei können die Wärmeverluste vor allem nahe des Feuerdecks reduziert werden.

Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn das Stellglied und/oder das Neben stellglied abhängig von einer Drehzahl der Brennkraftmaschine gesteuert wird.

Als Top-Down-Cooling oder Top-Down-Kühlung wird bei Zylinderköpfen mit zwei übereinander angeordneten Kühlräumen ein Kühlkonzept bezeichnet, bei dem das Kühlmittel vom oberen Kühlraum durch Übertrittsöffnungen in den unteren Kühl raum strömt, wobei der Kühlmitteleintritt im Bereich des oberen Kühlraumes und der Kühlmittelaustritt im Bereich des unteren Kühlraumes angeordnet ist.

Thermisch hoch beanspruchte Bereich des Feuerdecks sind beispielsweise Ventil brücken des Feuerdecks zwischen zwei Auslassventilen oder zwischen einem Aus lassventil und einem Einlassventil der Gaswechselventile.

Die Kühlung des Zylinderkopfes erfolgt, indem Kühlmittel in den ersten Kühlmantel des Zylinderkopfes einströmt, zumindest ein Teil des Kühlmittels vom ersten Kühl mantel über zumindest eine Übertrittsöffnung in den zweiten Kühlmantel strömt, und das Kühlmittel nach Durchströmen des zweiten Kühlmantels aus dem Zylin derkopf austritt. Dabei strömt es durch das Stellglied.

In einer ersten Ausführung strömt das gesamte Kühlmittel vom ersten Kühlmantel in den zweiten Kühlmantel.

In einer zweiten Ausführung wird je nach Stellung des Nebenstellglieds eine Teil menge des Kühlmittels aus dem ersten Kühlmantel ausgeleitet. Die andere Teil menge des Kühlmittels strömt aus dem ersten Kühlmantel weiter in den zweiten Kühlmantel und aus diesem aus dem Zylinderkopf aus und zum Stellglied.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der nicht einschränkenden Figuren näher erläutert. Darin zeigen : Fig. 1 eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine in einer ersten Ausfüh rung in einer Schemaskizze in einem Schnitt entlang einer Quer ebene;

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine in einer zweiten Aus führung analog zu Fig. 1;

Fig. 3 ein Schema eines Kühlmittelkreises einer erfindungsgemäßen

Brennkraftmaschine in einer dritten Ausführung;

Fig. 4 die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine im Schema analog zu

Fig. 1 in der dritten Ausführung;

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine in einer vierten Ausfüh rung in einer ersten Stellung in einer Schemaskizze analog zu Fig. 1; und

Fig. 6 die Brennkraftmaschine in der vierten Ausführung in einer zweiten

Stellung in einer Schemaskizze analog zu Fig. 1.

Die Fig. 1 und Fig. 2 zeigen eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf 1 und einem Kurbelgehäuse 2. Diese können für einen oder mehrere Zylinder 3 ausge bildet sein.

Der mit einem Top-Down-Kühlsystem konzipierte Zylinderkopf 1 weist einen obe ren, also brennraumfernen ersten Kühlmantel 10 und einen unteren, also brenn raumnahen zweiten Kühlmantel 20 auf, wobei der erste Kühlmantel 10 vom zwei ten Kühlmantel 20 durch ein Zwischendeck 4 voneinander getrennt sind. Der zweite Kühlmantel 20 grenzt an ein, eine Brennraumdecke bildendes Feuerdeck 5. Der an das Feuerdeck 5 grenzende Brennraum ist mit Bezugszeichen 6 angedeutet.

Ein Kolben 7 begrenzt neben dem Zylinder 3 und dem Feuerdeck 5 den Brennraum 6. Dieser ist im Zylinder 3 verschiebbar angeordnet und er wird von der Verbren nung eines durch Gaswechselventile eingebrachten Gasgemischs in den Brenn raum und dessen Ausbringung hin und her bewegt.

Nach dem zweiten Kühlmantel 20 ist ein Stellglied 8 angeordnet, das lastabhängig und/oder drehzahlabhängig einen Kühlmittelstrom K steuert. Dieses Stellglied 8 kann sehr einfach aufgebaut sein und den Durchfluss regulieren.

Dieses Stellglied 8 kann durch einen Aktuator 9, wie in dieser Ausführung gezeigt angetrieben und gesteuert werden.

Im Kurbelgehäuse 2 ist ein Kurbelgehäusekühlmantel 30 vorgesehen, der ebenfalls eine Strömung S von Kühlmittel durch ihn hindurch aufweist. Die Strömung S von Kühlmittel erfolgt über zwei Strömungsverbindungen nach außen, die durch die Pfeile S angedeutet ist.

Wie durch die Pfeile K in den Fig. 1 und Fig. 2 angedeutet, strömt das flüssige Kühlmittel aus dem ersten Kühlmantel 10 über eine oder mehrere Übertrittsöff nungen in den zweiten Kühlmantel 20, und strömt entlang des Feuerdecks 5 nach außen, wobei Wärme von Heißstellen thermisch hoch belasteter Bereiche aufge nommen und abgeleitet wird.

Durch die lastabhängige Steuerung des Stellglieds 8 wird gezielt bei höherer Be lastung und dementsprechend höherer Wärmeentwicklung der Brennkraftma schine die Kühlleistung erhöht und die Kühlung damit verbessert.

In Fig. 2 ist eine zweite Ausführung einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine gezeigt. Dabei sind die beiden Ausführungen im Wesentlichen gleich und es wird nur auf die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungen eingegangen. Funk tionsgleiche Bauteile weisen dabei gleiche Bezugszeichen auf.

In der zweiten Ausführung ist in Strömungsrichtung nach dem ersten Kühlmantel 10 ein Nebenstellglied 11 angeordnet. Der Kühlmittelstrom K strömt bei geöffne tem oder teilweise geöffnetem Nebenstellglied 11 teilweise aus dem Zylinderkopf 1 aus. Der im Zylinderkopf 1 verbliebene Teil des Kühlmittelstroms K strömt in den zweiten Kühlmantel 20 weiter und von dort aus zum Stellglied 8.

Das Stellglied 8 und das Nebenstellglied 11 sind in dieser Ausführung mechanisch verbunden. Sie können in alternativen Ausführungen auch auf andere Art und Weise verbunden sein.

Die beiden Stellglieder 8 und 11 weisen in dieser Ausführung einen gemeinsamen Aktuator 9 auf. In alternativen Ausführungen ist vorgesehen, dass beide einen eigenen Aktuator aufweisen und die Stellglieder 8, 11 beispielsweise signalleitend verbunden sind.

Wird nun durch einen Anstieg der Last der Aktuator 9 dazu gebracht die Stellglieder 8 und 11 zu betätigen, wird der Kühlmittelstrom K durch den zweiten Kühlmantel 20 erhöht. Umgekehrt sorgen die Stellglieder 8 und 11 dafür, dass bei abnehmen der Last der Kühlmittelstrom K durch den zweiten Kühlmantel 20 reduziert wird.

Fig. 3 zeigt einen Kühlmittelkreis 40 einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einer dritten Ausführung. In Fig. 3 sind mehrere Zylinder 3 in Reihe entlang einer Längsebene e angeordnet. Im Kühlmittelkreis 40 ist an einer Seite der Zylin der 3 hinsichtlich der Längsebene e eine Verteilleiste 41 vorgesehen. Ihr gegenüber auf der anderen Seite der Längsebene e wiederum an die Zylinder 3 angrenzend ist eine Sammelleiste 42 vorgesehen. Im Kühlmittelkreis wird zuerst die Verteil leiste 41 durchströmt. Diese verteilt einen gesamten Volumenstrom G auf die ein zelnen Kanäle oder die Bereiche des Kurbelgehäusekühlmantels 30 als Strömung S durch das Kurbelgehäuse 2 beziehungsweise durch den Zylinderblock.

Weiter führt der Kühlmittelkreis 40 durch den ersten Kühlmantel 10, von dort durch den zweiten Kühlmantel 20 und weiter in die Sammelleiste 42.

In der gezeigten Ausführung ist die Sammelleiste 42 mit Kühlkanälen eines Retar ders 43 verbunden. Vom Retarder 43 wird das Kühlmittel weiter durch einen AGR- Kühler 44 geführt. Von dort gelangt es zum Teil zu einem Fahrzeugkühler 45 und zum Teil zu einem Thermostat 46. Auch vom Fahrzeugkühler 45 wird das Kühlmit tel zum Thermostat 46 geleitet. Von dort gelangt es weiter zu einer Kühlmittel pumpe 47, die wiederum in die Verteilleiste 41 führt.

Unter AGR versteht sich hier Abgasrückführung. Mit dem AGR-Kühler 44 wird das heiße Abgas vom Kühlmittel gekühlt. Das Thermostat 46 regelt die Temperatur im Kühlmittelkreis 40.

In alternativen Ausführungen ist es möglich, dass die Sammelleiste 42 mit anderen Bauteilen eines Fahrzeuges strömungsverbunden ist.

Der erste Kühlmantel 10 weist in dieser Ausführung eine Strömungsverbindung zur Sammelleiste 42 auf, in der das Stellglied 8 angeordnet ist. Das Stellglied 8 ist damit nach der Kühlmantelanordnung des Zylinderkopfs 1 angeordnet. Je nach Stellung des Stellglieds 8 strömt ein Teilvolumenstrom T über dieses Strömungs verbindung zur Sammelleiste 42.

In der Strömungsverbindung zwischen Thermostat 46 und Verteilleiste 41 ist ein Ölkühler 48 parallel zur Kühlmittelpumpe 47 angeordnet. Dabei wird das Kühlmit tel zwischen Kühlmittelpumpe 47 und Verteilleiste 41 entnommen und zwischen Thermostat 46 und Kühlmittelpumpe 47 vor Durchströmung der Kühlmittelpumpe 47 zurück eingespeist.

Optional oder auch in einer weiteren Ausführung wird das Kühlmittel zwischen dem AGR-Kühler 44 und dem Fahrzeugkühler 45 von dem Ölkühler 48 zurück einge speist, wie mit dem strichlierten Pfeil in Fig. 3 angedeutet ist.

Der Ölkühler 48 wird in der gezeigten Ausführung nicht geregelt.

Weiters zweigt von der Verteilleiste 41 eine Verbindung zur Kühlung eines Luft kompressors 49 ab und führt wieder vor die Kühlmittelpumpe 47. Fig. 4 zeigt eine Schemaskizze der Brennkraftmaschine in der dritten Ausführung. Dabei ist ersichtlich, dass das Kühlmittel entlang Pfeil G von der Verteilleiste 41 in den Kurbelgehäusekühlmantel 30 strömt. Von dort aus strömt das Kühlmittel ent lang dem Pfeil S in den ersten Kühlmantel 10, der wiederum der obere Kühlmantel ist. Bei geöffnetem Stellglied 8 strömt ein Teil des Kühlmittels entlang des Pfeils K zu einer Sammelleiste 42. Das Stellglied 8 wird über einen Aktuator 9 betätigt. Das im ersten Kühlmantel 10 verbliebene Kühlmittel strömt durch Öffnungen im Zwischendeck 4 weiter zum unteren Kühlmantel, dem zweiten Kühlmantel 20 und von dort zur Sammelleiste 42.

Fig. 5 und Fig. 6 zeigen eine vierte Ausführung der Brennkraftmaschine. In Fig. 5 ist eine erste Stellung des Stellglieds 8 gezeigt und in Fig. 6 ist das Stellglied 8 in seiner zweiten Stellung gezeigt. Die Strömung durch den Zylinderkopf 1 und das Kurbelgehäuse 2 erfolgt analog zu der dritten Ausführung. Im Unterschied zur drit ten Ausführung ist jedoch nach dem zweiten Kühlmantel 20 die Sammelleiste 42 in Strömungsrichtung angeordnet und von der Sammelleiste 42 geht eine Strö mungsverbindung zu dem Stellglied 8 ab. Das Stellglied 8 regelt nun den Kühlmit telstrom aus dem zweiten Kühlmantel 20. Darüber hinaus ist auch der erste Kühl mantel 10 direkt mit dem Stellglied 8 strömungsverbunden.

In der ersten Stellung in Fig. 5 strömt kein Kühlmittel entlang der Strömungsver bindung von erstem Kühlmantel 10 zum Stellglied 8.

In der zweiten Stellung, wie in Fig. 6 dargestellt, strömt ein Teil des Kühlmit telstroms K entlang der Strömungsverbindung vom ersten Kühlmantel 10 zum Stellglied 8. Dadurch wird die Temperatur im Zylinderkopf 1 flexibel durch Stellung des Stellglieds 8 geregelt.

Die Steuerung des Stellglieds 8 kann drehzahl- oder lastabhängig erfolgen.