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DE102004021551A1 - Cooling system especially for vehicle has a main cooling circuit and with several parallel circuits with different performance to cool accessories - Google Patents

Cooling system especially for vehicle has a main cooling circuit and with several parallel circuits with different performance to cool accessories Download PDF

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DE102004021551A1
DE102004021551A1 DE102004021551A DE102004021551A DE102004021551A1 DE 102004021551 A1 DE102004021551 A1 DE 102004021551A1 DE 102004021551 A DE102004021551 A DE 102004021551A DE 102004021551 A DE102004021551 A DE 102004021551A DE 102004021551 A1 DE102004021551 A1 DE 102004021551A1
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DE
Germany
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coolant
cooling
additional
cooling circuit
cooling system
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Withdrawn
Application number
DE102004021551A
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German (de)
Inventor
Reiko Dipl.-Ing. Haase
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
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
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
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Abstract

A cooling system especially for a vehicle has a main cooling circuit comprising a main heat exchanger (7), blower (21), pump (11) and with connections to the engine coolant circuit and a thermostat controlled bypass. The accessory equipment, e.g. hydraulic pumps, turbocharger cooler etc., are cooled by parallel cooling circuits, of differing performance and temperature to match the separate requirements and linked to an additional heat exchanger (8).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kühlsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Derartige Kühlsysteme werden beispielsweise für Kraftfahrzeugmotoren mit Turbolader eingesetzt, um mit dem Aggregatkühlkreislauf den Motor und mit dem Zusatzkühlkreislauf indirekt die Ladeluft zu kühlen, die für den Motor vom Turbolader bereitgestellt wird. The Invention relates to a cooling system, especially for a motor vehicle, according to the preamble of claim 1. Such cooling systems for example Motor vehicle engines with turbocharger used to work with the unit cooling circuit the engine and with the additional cooling circuit indirectly to cool the charge air, the for the engine is provided by the turbocharger.

Eine solche Nutzanwendung eines Kühlsystems zur Motorkühlung und indirekten Ladeluftkühlung bei einem Kraftfahrzeug ist in dem Zeitschriftenaufsatz "Kühlmittelgekühlte Ladeluftkühler für Kraftfahrzeug-Motoren", MTZ Motortechnische Zeitschrift 61(2000)9, Seiten 592 bis 599 beschrieben. Beim dortigen System sind Mittel zur Regulierung des Kühlmittelflusses über den Hauptkühlmittelkühler und Mittel zur Kühlmitteltemperaturerfassung als integrale Bestandteile eines Thermostatelementes realisiert, das vor dem Hauptkühlmittelkühler an einer Abzweigstelle einer den Hauptkühlmittelkühler umgehenden Bypassleitung angeordnet ist. Der Zusatzkühlkreislauf mit dem Zusatzkühlmittelkühler, in diesem Anwendungsfall als Niedertemperaturkühlmittelkühler bezeichnet, zweigt zwischen dem Motor und dem Thermostaten vom Aggregatkühlkreislauf ab, wobei vor dem Niedertemperaturkühlmittelkühler ein Regelventil angeordnet ist. Nach Durchtritt durch den Niedertemperatur kühlmittelkühler gelangt das über den Aggregatkühlkreislauf geführte Kühlmittel zu einem Ladeluft/Kühlmittel-Kühler, um dann an einer zwischen dem Hauptkühlmittelkühler und einer Kühlmittelförderpumpe gelegenen Einkoppelstelle wieder zum Aggregatkühlkreislauf zurückgeführt zu werden. An dieser Einkoppelstelle mündet auch die den Hauptkühlmittelkühler umgehende Bypassleitung ein.A such useful application of a cooling system for engine cooling and indirect intercooling in a motor vehicle is in the journal article "Coolant-cooled intercooler for motor vehicle engines", MTZ Motortechnische Journal 61 (2000) 9, pages 592 to 599 described. When there System are means for regulating the flow of coolant over the Main coolant cooler and Coolant temperature sensing means realized as integral components of a thermostatic element, that in front of the main coolant cooler a branch point of a bypass line bypassing the main coolant cooler is arranged. The additional cooling circuit with the additional coolant cooler, in this application case called low-temperature coolant cooler, branches between the engine and the thermostat from the unit cooling circuit, where before the Low-temperature coolant radiator a control valve is arranged. After passing through the low-temperature coolant cooler passes that over the Physical cooling circuit guided coolant to a charge air / coolant cooler to then at one between the main coolant radiator and a coolant delivery pump Einkoppelstelle located back to be returned to the unit cooling circuit. At this Einkoppelstelle opens also the immediate coolant coolant Bypass line on.

In der DE 102 15 262 A1 wird ein Kühlsystem der eingangs genannten Art, insbesondere für einen Kraftfahrzeugmotor mit indirekter Ladeluftkühlung, beschrieben, bei dem ein unverzweigter Zusatzkühlkreislauf zur Kühlung eines Zusatzmediums dient, insbesondere der Ladeluft.In the DE 102 15 262 A1 a cooling system of the type mentioned, in particular for a motor vehicle engine with indirect charge air cooling, described, in which an unbranched additional cooling circuit for cooling an additional medium is used, in particular the charge air.

Es sind auch bereits verschiedentlich Kühlsysteme für Kraftfahrzeuge mit Turbolader bekannt geworden, bei denen einerseits der Motor und andererseits die Ladeluft und gegebenenfalls weitere Fahrzeugkomponenten durch mehrere Kühlkreisläufe gekühlt werden, die jeweils einen eigenen, luftgekühlten Kühlmittelkühler und meist auch eine eigene Kühlmittelförderpumpe beinhalten, siehe z.B. die Offenlegungsschrift DE 198 54 544 A1 und die Patentschrift DE 41 14 704 C1 There are also various cooling systems for motor vehicles with turbocharger have become known in which on the one hand the engine and the other charge air and optionally other vehicle components are cooled by a plurality of cooling circuits, each including its own, air-cooled coolant cooler and usually also own coolant pump, see eg Offenlegungsschrift DE 198 54 544 A1 and the patent DE 41 14 704 C1

In der DE 101 58 436 A1 werden ein speziell aufgebauter Wärmetauscher mit mindestens einem Einlass und mindestens zwei Auslässen für unterschiedliche Temperaturniveaus und ein damit ausgerüstetes Kühlsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, beschrieben. Das Kühlsystem umfasst eine Kühlmittelförderpumpe, einen Aggregatkühlkreislauf zur Kühlung mindestens eines Aggregates, wie eines Motors, und einen Zusatzkühlkreislauf, der einen oder mehrere parallele Zusatzkühlzweige zur Kühlung von Zusatzaggregaten und/oder Zusatzmedien beinhaltet. Der Aggregatkühlkreislauf und jeder Zusatzkühlzweig zweigen von je einem Auslass des Wärmetauschers ab. Im ge zeigten Beispiel ist der Wärmetauscher dreiflutig mit je einem Auslass nach jeder Flut ausgelegt, wobei der Aggregatkühlkreislauf für den Motor nach der ersten Flut, ein erster Zusatzkühlzweig zur Getriebeölkühlung nach der zweiten Flut und ein zweiter Zusatzkühlzweig zur seriellen Kühlung einer Elektronikkomponente und von Ladeluft für den Motor nach der dritten Flut abzweigt. Die Kühlmittelförderpumpe ist ausgangsseitig mit der Eintrittsseite des Aggregats und eintrittsseitig mit dem zugehörigen Wärmetauscherauslass verbunden und der jeweilige Zusatzkühlzweig mündet zwischen diesem Wärmetauscherauslass und der Kühlmittelförderpumpe in den Aggregatkühlkreislauf. Die Einmündungsstelle befindet sich im Aggregatkreislauf nach einem Bypass-Thermostatventil, in das eine Bypassleitung des Aggregatkühlkreislaufs mündet. Die Bypassleitung dient in üblicher Weise dazu, je nach Situation einen Kurzschlussbetrieb, z.B. insbesondere bei noch kaltem Motor, zu ermöglichen.In the DE 101 58 436 A1 are described a specially constructed heat exchanger with at least one inlet and at least two outlets for different temperature levels and a cooling system equipped therewith, in particular for a motor vehicle. The cooling system comprises a coolant delivery pump, an aggregate cooling circuit for cooling at least one unit, such as an engine, and an additional cooling circuit, which includes one or more parallel auxiliary cooling branches for cooling additional units and / or additional media. The aggregate cooling circuit and each additional cooling branch branch off from one outlet of the heat exchanger. In ge example shown, the heat exchanger is three-flow with one outlet after each flood designed, the unit cooling circuit for the engine after the first flood, a first auxiliary branch for transmission oil cooling after the second flood and a second auxiliary cooling branch for the serial cooling of an electronic component and charge air for the engine branches off after the third flood. On the output side, the coolant delivery pump is connected to the inlet side of the unit and on the inlet side to the associated heat exchanger outlet, and the respective additional cooling branch opens into the aggregate cooling circuit between this heat exchanger outlet and the coolant delivery pump. The junction is located in the aggregate circuit after a bypass thermostatic valve, in which a bypass line of the unit cooling circuit opens. The bypass line is used in the usual way, depending on the situation a short-circuit operation, for example, especially when still cold engine to allow.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Kühlsystems der eingangs genannten Art zugrunde, das zur wirksamen und komfortablen Kühlung eines Hauptaggregats und von mehreren Zusatzaggregaten bzw. Zusatzmedien geeignet ist.Of the Invention is the technical problem of providing a cooling system of the type mentioned, which is effective and comfortable cooling a main unit and several additional aggregates or additional media suitable is.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Kühlsystems mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The Invention solves this problem by providing a cooling system with the characteristics of Patent claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.advantageous Further developments of the invention are specified in the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist der Zusatzkühlkreislauf in mindestens zwei parallele Zusatzkühlzweige mit unterschiedlichen vom Zusatzkühlmittelkühler erzeugten Temperaturniveaus aufgeteilt, welche jeweils mindestens ein Zusatzmedium und/oder Zusatzag gregat kühlen. Dadurch ist es möglich, ein wärmeerzeugendes Aggregat und verschiedene Zusatzaggregate und/oder Zusatzmedien mit unterschiedlichen Temperaturniveaus durch das gleiche Kühlmittel zu kühlen, ohne zusätzliche Kühler zur Kühlung des Kühlmittels zu benötigen. Zur Kühlmittelkühlung werden zwei Baugruppen genutzt, nämlich der Hauptkühlmittelkühler und der Zusatzkühlmittelkühler mit seinen mehreren Auslässen für verschiedene Temperaturniveaus. Es lässt sich eine optimale Anpassung an die Erfordernisse, wie ausreichende Druckverhältnisse und Volumenströme, erzielen. Durch die Auskopplung des Zusatzkühlkreislaufs zwischen der Kühlmittelförderpumpe und dem wärmeerzeugenden Aggregat wirkt sich in vorteilhafter Weise der Druckabfall am wärmeerzeugenden Aggregat nicht auf das für den Zusatzkühlkreislauf erzielbare Druckgefälle aus. Zudem braucht der Zusatzkühlmittelkühler nur auf eine ähnliche Druckbelastung wie der Hauptkühlmittelkühler ausgelegt werden.According to the invention, the additional cooling circuit is divided into at least two parallel auxiliary cooling branches with different temperature levels generated by the auxiliary coolant cooler, each of which cools at least one additional medium and / or additional gas. This makes it possible to cool a heat-generating unit and various additional units and / or additional media with different temperature levels by the same coolant, without additional cooler for To require cooling of the coolant. For coolant cooling two assemblies are used, namely the main coolant radiator and the auxiliary coolant radiator with its multiple outlets for different temperature levels. It can be an optimal adaptation to the requirements, such as sufficient pressure conditions and flow rates achieve. By decoupling the additional cooling circuit between the coolant supply pump and the heat-generating unit, the pressure drop on the heat-generating unit does not have an advantageous effect on the pressure gradient that can be achieved for the additional cooling circuit. In addition, the additional coolant cooler only needs to be designed for a similar pressure load as the main coolant cooler.

In Ausgestaltung des Kühlsystems ist der Zusatzkühlmittelkühler als mehrflutiger Wärmeübertrager ausgeführt, wobei die Anzahl der Fluten mindestens so groß wie die Anzahl von Auslässen bzw. Zusatzkühlzweigen ist. Durch die Entnahme des Kühlmittels nach Durchlauf einer oder mehrerer Fluten des Zusatzkühlmittelkühlers steht das Kühlmittel mit einem reduzierten ersten Temperaturniveau für die Kühlung von Zusatzaggregaten und/oder Zusatzmedien zur Verfügung. Nach mindestens einer weiteren Flut wird das Kühlmittel zur Kühlung von weiteren Zusatzaggregaten und/oder Zusatzmedien, beispielsweise zur Ladeluftkühlung, weiter auf ein niedrigeres zweites Temperaturniveau abgekühlt. Dadurch kann die Größe des Zusatzkühlmittelkühlers gegenüber mehreren Kühlmittelkühlern mit nur einem Auslass reduziert werden.In Design of the cooling system is the auxiliary coolant cooler as multi-flow heat exchanger executed wherein the number of floods at least as large as the number of outlets or Additional cooling branches is. By removing the coolant after passing through one or more floods of the auxiliary coolant cooler the coolant with a reduced first temperature level for the cooling of additional units and / or additional media available. After at least one further flood, the coolant for cooling other additional aggregates and / or additional media, for example for intercooling, further cooled to a lower second temperature level. Thereby The size of the auxiliary coolant cooler over several Coolant coolers with only one outlet can be reduced.

In weiterer Ausgestaltung des Kühlsystems sind Mittel zur Kühlmitteltemperaturerfassung im Aggregatkühlkreislauf und/oder in mindestens einem Zusatzkühlzweig vorgesehen. Durch die Erfassung der Kühlmitteltemperatur an verschiedenen Stellen innerhalb der vorhandenen Kühlkreisläufe können die Kühlmittelförderpumpe und ein optionales Thermostatventil an die variierenden Anforderungen der Kühlkreisläufe während des Betriebs angepasst werden.In further embodiment of the cooling system are Coolant temperature sensing means in the unit cooling circuit and / or provided in at least one additional cooling branch. By the Detection of the coolant temperature At various points within the existing cooling circuits, the Coolant pump and an optional thermostatic valve to meet the varying needs the cooling circuits during the To be adjusted.

In weiterer Ausgestaltung des Kühlsystems sind Mittel zur Regulierung des Kühlmittelflusses über den Hauptkühlmittelkühler in Abhängigkeit von der erfassten Kühlmitteltemperatur vorgesehen, welche integraler Bestandteil eines Thermostatelementes sind, das an der Einkoppelstelle angeordnet ist. Dadurch bestimmt das Thermostatelement den Kühlmittelfluss über den Aggregatkühlkreislauf und den Zusatzkühlkreislauf in Abhängigkeit auch von der austrittsseitigen Kühlmitteltemperatur des Zusatzkreislaufs.In further embodiment of the cooling system are Means for regulating the flow of coolant over the Main coolant cooler in dependence from the detected coolant temperature provided, which integral part of a thermostatic element are, which is arranged at the coupling point. Determined by it the thermostatic element the coolant flow over the Physical cooling circuit and the additional cooling circuit dependent on also from the exit-side coolant temperature of the additional circuit.

In weiterer Ausgestaltung des Kühlsystems ist ein Kühlmittelausgleichsbehälter vorhanden, der dem Aggregatkühlkreislauf und/oder mindestens einem der Zusatzkühlzweige zugeordnet ist, d.h. über je wenigstens eine Ausgleichsleitung mit dem Aggregatkühlkreislauf und/oder mindestens einem der Zusatzkühlzweige gekoppelt ist. Dadurch lässt sich auf einfache Weise ein Druck- und/oder Volumenausgleich in den Kühlkreisläufen herbeiführen.In Another embodiment of the cooling system is a coolant expansion tank available, the aggregate cooling circuit and / or associated with at least one of the auxiliary cooling branches, i. at least ever a compensation line with the unit cooling circuit and / or at least one of the additional cooling branches is coupled. By doing so leaves in a simple way, a pressure and / or volume compensation in bring the cooling circuits.

Das Kühlsystem lässt sich zur Kühlung eines Kraftfahrzeugmotors, zur indirekten Kühlung von Ladeluft für den Motor und zur Kühlung von weiteren Zusatzaggregaten, wie beispielsweise einem Abgasturbolader und/oder einer Elektronikkomponente und/oder einem Getriebe, sowie von Zusatzmedien, wie bei spielsweise Kraftstoff und/oder rückgeführtes Abgas und/oder Getriebeöl, verwenden.The cooling system let yourself for cooling a motor vehicle engine, for the indirect cooling of charge air for the engine and for cooling of additional accessories, such as an exhaust gas turbocharger and / or an electronic component and / or a transmission, as well as of additional media, such as fuel and / or recirculated exhaust gas and / or gear oil, use.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.A advantageous embodiment The invention is illustrated in the drawing and will be described below described.

Die einzige Figur zeigt ein Blockdiagramm eines Kühlsystems für ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftfahrzeugmotor mit indirekter Ladeluftkühlung.The single figure shows a block diagram of a cooling system for a motor vehicle with an automotive engine with indirect intercooling.

Das in der Figur gezeigte Kühlsystem 100 umfasst einen Motorkühlkreislauf 1 als Aggregatkühlkreislauf zur Kühlung eines wärmeerzeugenden Aggregates, hier eines Kraftfahrzeugmotors 2, der optional einen Retarder 15 und einen Ölkühler 25 beinhaltet, die ebenfalls Teil des Aggregatkühlkreislaufs 1 sind und von diesem gekühlt werden, sowie einen strichpunktiert dargestellten Niedertemperaturkühlmittelkreislauf 3 als Zusatzkühlkreislauf, der in zwei punktiert bzw. gestrichelt dargestellte Zusatzkühlzweige 4 bzw. 5 aufgeteilt ist. Die Pfeile markieren jeweils die Strömungsrichtung des Kühlmittels in dem zugehörigen Kühlmittelkreislauf.The cooling system shown in the figure 100 includes an engine cooling circuit 1 as an aggregate cooling circuit for cooling a heat-generating unit, here a motor vehicle engine 2 , the optional retarder 15 and an oil cooler 25 which also forms part of the unit cooling circuit 1 are and are cooled by this, as well as a dash-dotted low-temperature coolant circuit 3 as an additional cooling circuit, which is shown in two dotted or dashed additional cooling branches 4 respectively. 5 is divided. The arrows each mark the direction of flow of the coolant in the associated coolant circuit.

Ein erster Zusatzkühlzweig 4 dient zur indirekten Kühlung von Ladeluft mittels eines Ladeluft/Kühlmittel-Kühlers 4.1, die für den Motor 2 von einem Abgasturbolader 5.2 bereitgestellt wird. Ein zweiter Zusatzkühlzweig 5 dient zur Kühlung von weiteren Zusatzmedien und/oder Zusatzaggregaten. So kühlt der zweite Zusatzkühlzweig 5 beispielsweise den Abgasturbolader 5.2 sowie mittels eines Kraftstoffkühlers 5.1 den Kraftstoff für den Motor 2 und mittels eines Abgasrückführungskühlers 6 zum Abgasturbolader 5.2 rückgeführtes Abgas. Die beiden Zusatzkühlzweige 4 und 5 haben unterschiedliche von einem Zusatzkühlmittelkühler 8 erzeugte Temperaturniveaus, die tiefer als das Temperaturniveau des Aggregatkühlkreislaufs 1 liegen.A first additional cooling branch 4 serves for the indirect cooling of charge air by means of a charge air / coolant cooler 4.1 for the engine 2 from an exhaust gas turbocharger 5.2 provided. A second additional cooling branch 5 is used for cooling of additional media and / or additional units. This cools the second additional cooling branch 5 for example, the exhaust gas turbocharger 5.2 and by means of a fuel cooler 5.1 the fuel for the engine 2 and by means of an exhaust gas recirculation cooler 6 to the exhaust gas turbocharger 5.2 recirculated exhaust gas. The two additional cooling branches 4 and 5 have different from an auxiliary coolant cooler 8th generated temperature levels lower than the temperature level of the unit cooling circuit 1 lie.

Zur Umwälzung des in den Kreisläufen 1, 3, 4 und 5 zirkulierenden Kühlmittels, z.B. Wasser, dient eine hinsichtlich ihres Volumenstromes verstellbare Kühlmittelförderpumpe 11. In einem modifizierten Ausführungsbeispiel ist die Kühlmittelförderpumpe 11 hinsichtlich ihres Förderdruckes verstellbar ausgebildet.To the circulation of the in the circuits 1 . 3 . 4 and 5 circulating coolant, for example water, is used in terms of their volume flow adjustable Coolant pump 11 , In a modified embodiment, the coolant delivery pump 11 designed adjustable in terms of their delivery pressure.

Von der Kühlmittelförderpumpe 11 gelangt das Kühlmittel nach Durchlauf des optionalen Ölkühlers 25 zu einer Auskoppelstelle 14, an welcher der Zusatzkühlkreislauf 3 abzweigt. In der Praxis kann das Kühlmittel für den Zusatzkühlkreislauf 3 z.B. direkt aus einem Gehäuse der Förderpumpe 11 oder aus einem Zylinderkurbelgehäuse des Motors 2 abgezweigt werden. Dort nicht abgezweigtes Kühlmittel wird im Motorkühlkreislauf 1 über den Motor 2 geleitet. Das aus diesem erwärmt austretende Kühlmittel durchläuft den optionalen Retarder 15 und wird über einen Hauptkühlmittelkühler 7 und/oder eine diesen umgehende Bypassleitung 1.1 geführt. Im Hauptkühlmittelkühler 7 wird das Kühlmittel vom Luftstrom eines Kühlgebläses 21 und gegebenenfalls vom Fahrtwind gekühlt.From the coolant delivery pump 11 the coolant enters after passing through the optional oil cooler 25 to a decoupling point 14 at which the additional cooling circuit 3 branches. In practice, the coolant for the additional cooling circuit 3 eg directly from a housing of the feed pump 11 or from a cylinder crankcase of the engine 2 be diverted. There not diverted coolant is in the engine cooling circuit 1 over the engine 2 directed. The coolant exiting from this passes through the optional retarder 15 and is via a main coolant cooler 7 and / or a bypass line immediately surrounding it 1.1 guided. In the main coolant cooler 7 is the coolant from the air flow of a cooling fan 21 and possibly cooled by the wind.

Das aus dem Hauptkühlmittelkühler 7 austretende Kühlmittel gelangt in einen Thermostaten 9, in den auch die Bypassleitung 1.1 mündet. Vom Thermostaten 9 gelangt das Kühlmittel dann wieder zur Förderpumpe 11. Die Bypassleitung 1.1 dient in üblicher Weise dazu, je nach Situation, z.B. insbesondere bei noch kaltem Motor 2, jegliche oder jedenfalls eine zu starke Kühlmittelabkühlung im Hauptkühlmittelkühler 7 zu verhindern. Zur Druckverlustanpassung ist in die Bypassleitung 1.1 optional ein Drosselelement 18 eingebracht.That from the main coolant cooler 7 escaping coolant enters a thermostat 9 , in which also the bypass line 1.1 empties. From the thermostat 9 the coolant then returns to the feed pump 11 , The bypass line 1.1 Serves in the usual way, depending on the situation, for example, especially when the engine is still cold 2 Any, or in any case, excessive coolant cooling in the main coolant cooler 7 to prevent. For pressure loss adjustment is in the bypass line 1.1 optionally a throttle element 18 brought in.

An der Auskoppelstelle 14 in den Zusatzkühlkreislauf 3 abgezweigtes Kühlmittel wird zunächst über ein Drosselelement 18a und von dort zu einem Einlassanschluss 22 des Zusatzkühlmit telkühlers 8 und/oder in eine diesen umgehende Bypassleitung 3.1 geführt. Die Bypassleitung 3.1 dient ebenfalls dazu, je nach Situation, z.B. insbesondere bei noch kaltem Motor 2, jegliche oder jedenfalls eine zu starke Kühlmittelabkühlung im Zusatzkühlmittelkühler 8 zu verhindern. Am anderen Ende der Bypassleitung 3.1 ist ein elektrisch ansteuerbares 3/2-Wegeventil 13 angeordnet. Durch dieses Ventil 13 wird das Kühlmittel in steuerbaren Anteilen über den Zusatzkühlmittelkühler 8 und/oder über die diesen umgehende Bypassleitung 3.1 geführt, in die optional ein Drosselelement 18b zur Druckverlustanpassung der Bypassleitung 3.1 an den Zusatzkühlmittelkühler 8 eingebracht ist.At the decoupling point 14 in the additional cooling circuit 3 branched coolant is first via a throttle element 18a and from there to an inlet port 22 the Zusatzkühlmit telkühlers 8th and / or in a bypass line immediately surrounding it 3.1 guided. The bypass line 3.1 Also serves, depending on the situation, for example, especially when the engine is still cold 2 , any or at least excessive coolant cooling in the auxiliary coolant cooler 8th to prevent. At the other end of the bypass line 3.1 is an electrically controllable 3/2-way valve 13 arranged. Through this valve 13 the coolant is in controllable proportions via the auxiliary coolant cooler 8th and / or via the immediate bypass line 3.1 guided, in the optional throttle element 18b for pressure loss adjustment of the bypass line 3.1 to the auxiliary coolant cooler 8th is introduced.

Der über den Zusatzkühlmittelkühler 8 geführte Kühlmittelstrom wird im Zusatzkühlmittelkühler 8 aufgeteilt und im dargestellten Ausführungsbeispiel in die zwei Zusatzkühlzweige 4 und 5 geleitet, in denen das Kühlmittel eine unterschiedliche Temperatur aufweist. Zu diesem Zweck ist der Zusatzkühlmittelkühler 8 im dargestellten Ausführungsbeispiel als dreiflutiger Wärmeübertrager ausgeführt, d.h. das Kühlmittel durchläuft ihn sukzessive unter jeweiliger Umlenkung in drei Fluten 8.1, 8.2 und 8.3 kaskadenartig, so dass es nach Durchlauf jeder der Fluten 8.1, 8.2 und 8.3 jeweils auf ein anderes Temperaturniveau abgekühlt ist.The over the additional coolant cooler 8th Guided coolant flow is in the auxiliary coolant cooler 8th split and in the illustrated embodiment in the two additional cooling branches 4 and 5 passed, in which the coolant has a different temperature. For this purpose, the auxiliary coolant cooler 8th executed in the illustrated embodiment as a three-flow heat exchanger, ie, the coolant passes through it successively under respective deflection in three floods 8.1 . 8.2 and 8.3 Cascading, so after passing each of the floods 8.1 . 8.2 and 8.3 has cooled to a different temperature level.

Der Zusatzkühlmittelkühler 8 umfasst zwei Auslassanschlüsse 23 und 24, an denen das Kühlmittel mit unterschiedlichen Temperaturniveaus abnehmbar ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel durchläuft der in den Zusatzkühlmittelkühler 8 eingeleitete Kühlmittelstrom die erste Flut 8.1 und wird dabei auf ein erstes Temperaturniveau abgekühlt. Ein Teil des auf das erste Temperaturniveau abgekühlten Kühlmittelstroms wird durch den Auslassanschluss 23 in den zweiten Zusatzkühlzweig 5 geleitet und in einem ersten von drei parallelen Teilzwei gen desselben zum Kraftstoffkühler 5.1, durch den anderseits Kraftstoff für den Verbrennungsmotor 2 hindurchgeleitet wird, und/oder in einem zweiten Teilzweig zum Abgasturbolader 5.2 und/oder im dritten Teilzweig zu einem 3/2-Wegeventil 26 geleitet. Durch das Ventil 26 wird bestimmt, ob Kühlmittel aus dem Zusatzkühlmittelkreislauf 3 mit dem Temperaturniveau nach Abzweigung vom Aggregatkühlkreislauf 1 von einer Verzweigungsstelle 14a oder aus dem zweiten Zusatzkühlzweig 5 mit dem ersten Temperaturniveau über den Abgasrückführungskühler 6 zur Kühlung des rückgeführten Abgases geleitet wird.The auxiliary coolant cooler 8th includes two outlet ports 23 and 24 in which the coolant with different temperature levels is removable. In the illustrated embodiment, which passes through the additional coolant radiator 8th introduced coolant flow the first tide 8.1 and is thereby cooled to a first temperature level. A portion of the cooled to the first temperature level coolant flow is through the outlet port 23 in the second auxiliary cooling branch 5 passed and in a first of three parallel Teilzwei same conditions to the fuel cooler 5.1 , on the other hand fuel for the internal combustion engine 2 is passed through, and / or in a second partial branch to the exhaust gas turbocharger 5.2 and / or in the third sub-branch to a 3/2-way valve 26 directed. Through the valve 26 it is determined whether coolant from the auxiliary coolant circuit 3 with the temperature level after branching from the unit cooling circuit 1 from a branching point 14a or from the second additional cooling branch 5 with the first temperature level via the exhaust gas recirculation cooler 6 for cooling the recirculated exhaust gas is passed.

Der im Zusatzkühlmittelkühler 8 verbleibende Teil des Kühlmittelstromes wird durch die zwei weiteren Fluten 8.2 und 8.3 geleitet und auf ein zweites Temperaturniveau abgekühlt. Das auf das zweite Temperaturniveau abgekühlte Kühlmittel wird über den Auslassanschluss 24 und das Ventil 13 in den ersten Zusatzkühlzweig 4 geleitet. Anschließend gelangt das Kühlmittel des Zusatzkühlzweiges 4 in den Ladeluft/Kühlmittel-Kühler 4.1 (Ladeluftkühler), durch den andererseits über eine Ladeluftleitung 30 vom Abgasturbolader 5.2 zugeführte Ladeluft vor Einspeisung in den Motor 2 hindurchgeleitet wird.The in the additional coolant cooler 8th remaining part of the coolant flow is through the two other floods 8.2 and 8.3 passed and cooled to a second temperature level. The cooled to the second temperature level coolant is via the outlet port 24 and the valve 13 in the first additional cooling branch 4 directed. Subsequently, the coolant reaches the additional cooling branch 4 in the charge air / coolant cooler 4.1 (Intercooler), by the other hand, via a charge air line 30 from the exhaust gas turbocharger 5.2 supplied charge air before feeding into the engine 2 is passed through.

Nach dem Durchströmen des Abgasturboladers 5.2 und/oder des Abgasrückführungskühlers 6 und/oder des Kraftstoffkühlers 5.1 und/oder des Ladeluftkühlers 4.1 werden die Teilkühlmittelströme der Zusatzkühlzweige 4 und 5 in Einkoppelstellen 17 wieder zum Zusatzkühlmittelkreislauf 3 vereinigt und zum Thermostaten 9 zurückgeführt, genauer in einen Regelraum desselben. Dies hat die Wirkung, dass das Kühlmittelflussregulierungsverhalten des Thermostaten 9 nicht nur von der Temperatur des Kühlmittels im Motorkühlkreislauf 1, d.h. des vom Hauptkühlmittelkühler 7 bzw. der Bypassleitung 1.1 kommenden Kühlmittels, sondern auch von der Temperatur des von den Zusatzaggregaten aus den Zusatzkühlzweigen 4 und 5 kommenden Kühlmittels bestimmt wird. Dabei handelt es sich bei dem Thermostaten 9 in herkömmlicher weise um ein temperaturabhängig selbstgesteuertes Durchflussstellglied.After flowing through the exhaust gas turbocharger 5.2 and / or the exhaust gas recirculation cooler 6 and / or the fuel cooler 5.1 and / or the intercooler 4.1 become the subcoolant streams of the additional cooling branches 4 and 5 in coupling points 17 again to the additional coolant circuit 3 united and to the thermostat 9 returned, more precisely in a control room of the same. This has the effect that the coolant flow regulation behavior of the thermostat 9 not only on the temperature of the coolant in the engine cooling circuit 1 , ie that of the main coolant cooler 7 or the bypass line 1.1 coming coolant, but also from the temperature of the additional aggregates from the additional cooling branches 4 and 5 coming coolant is determined. This is the thermo staten 9 in a conventional manner, a temperature-dependent self-controlled flow actuator.

Der Thermostat 9 befindet sich somit an einer Einkoppelstelle 10, an welcher der Zusatzkühlkreislauf 3 wieder in den Motorkühlkreislauf 1 mündet. Alternativ kann statt des Thermostaten 9 ein fremdgesteuertes Durchflussstellglied an der Einkoppelstelle 10 angeordnet sein, z.B. ein elektrisch beheizter Thermostat, ein Drehschieber etc. Das Stellglied wird dann von einer zugeordneten Steuereinheit in Abhängigkeit von einer erfassten Kühlmitteltemperatur angesteuert, wobei die Kühlmitteltemperatur wiederum an einer Stelle erfasst wird, an der sie nicht nur von dem aus dem Hauptkühlmittelkühler 7 austretenden Kühlmittel, sondern auch von dem Kühlmittel aus dem Zusatzkühlkreislauf 3 beeinflusst ist.The thermostat 9 is thus located at a Einkoppelstelle 10 at which the additional cooling circuit 3 back into the engine cooling circuit 1 empties. Alternatively, instead of the thermostat 9 an externally controlled flow control element at the coupling point 10 be arranged, for example, an electrically heated thermostat, a rotary valve, etc. The actuator is then controlled by an associated control unit in response to a detected coolant temperature, wherein the coolant temperature is in turn detected at a point where they not only from that from the main coolant radiator 7 escaping coolant, but also from the coolant from the additional cooling circuit 3 is affected.

Im Zusatzkühlmittelkühler 8 wird das Kühlmittel durch den Fahrtwind auf möglichst niedrige Temperatur abgekühlt, so dass es in den Zusatzaggregaten, wie im Ladeluft/Kühlmittel-Kühler 4.1, eine sehr effektive Kühlung der Zusatzmedien bewirken kann.In additional coolant cooler 8th the coolant is cooled by the airstream to the lowest possible temperature, so that it in the auxiliary units, such as in the charge air / coolant radiator 4.1 , can cause a very effective cooling of the additional media.

Mit der verstellbaren Kühlmittelförderpumpe 11 kann zum einen die Volumenstromänderung im Zusatzkühlkreislauf 3 beim Öffnen des Thermostaten 9 bzw. des alternativen fremdgesteuerten Durchfluss-Stellgliedes kompensiert und zum anderen der Volumenstrom im Zusatzkühlkreislauf 3 in Abhängigkeit von Drehzahl und Drehmoment des Motors 2 unter Berücksichtigung weiterer Parameter, wie z.B. der Kühlmitteltemperatur an der Austrittsseite des Ladeluft/Kühlmittel-Kühlers 4.1 und/oder an der Austrittsseite des Abgasrückführungskühlers 6 und/oder im Einlassbereich und/oder im Auslassbereich des wärmeerzeugenden Aggregates 2, auf einen für die Kühlung der Zusatzme dien optimalen Wert angepasst werden. Die Kühlmitteltemperatur kann beispielsweise mit entsprechenden, an geeigneten Stellen angeordneten Temperaturgebern 16 ermittelt werden.With the adjustable coolant pump 11 On the one hand, the volume flow change in the additional cooling circuit 3 when opening the thermostat 9 or the alternative externally controlled flow control actuator compensates and on the other hand, the volume flow in the additional cooling circuit 3 depending on the speed and torque of the motor 2 taking into account further parameters, such as the coolant temperature at the outlet side of the charge air / coolant cooler 4.1 and / or on the exit side of the exhaust gas recirculation cooler 6 and / or in the inlet area and / or in the outlet area of the heat-generating unit 2 be adapted to an optimum value for the cooling of the Zusatzme. The coolant temperature can, for example, with appropriate, arranged at suitable locations temperature sensors 16 be determined.

Mit der Kühlmittelförderpumpe 11 kann zum einen bei einem Verstellen der Mittel zur Regulierung des Kühlmittelflusses über den Hauptkühlmittelkühler 7 ein veränderter Kühlmittelstrom im Zusatzkühlkreislauf 3 eingestellt werden und zum anderen der Volumenstrom im Zusatzkühlkreislauf 3 in Abhängigkeit von Motorparametern des Kraftfahrzeugmotors 2 angepasst werden. Es ist eine besonders flexible Einstellung des Kühlmittelstromes im Aggregatkühlkreislauf 1 und/oder im Zusatzkühlkreislauf 3 und damit in den Zusatzkühlzweigen 4, 5 möglich. Gegebenenfalls vorab in einem Steuergerät 12, beispielsweise einer Motorelektronik, abgelegte und von Motorbetriebsparametern abhängige Kenngrößen des Aggregatkühlkreislaufs 1 und/oder des Zusatzkühlkreislaufs 3 bzw. der Zusatzkühlzweige 4 und 5 können hierbei als Sollwerte bei einer Verstellung der Kühlmittelförderpumpe 11 herangezogen werden. Zur Ausübung seiner Steuerungsfunktionen empfängt das Steuergerät 12 die Messwerte der Temperaturgeber 16.With the coolant pump 11 can firstly with an adjustment of the means for regulating the flow of coolant through the main coolant radiator 7 a modified coolant flow in the additional cooling circuit 3 on the other hand, the volume flow in the additional cooling circuit 3 depending on engine parameters of the motor vehicle engine 2 be adjusted. It is a particularly flexible adjustment of the coolant flow in the unit cooling circuit 1 and / or in the additional cooling circuit 3 and thus in the additional cooling branches 4 . 5 possible. If necessary, in advance in a control unit 12 , For example, an engine electronics, stored and dependent on engine operating parameters characteristics of the unit cooling circuit 1 and / or the additional cooling circuit 3 or the additional cooling branches 4 and 5 can in this case as setpoints in an adjustment of the coolant pump 11 be used. To perform its control functions, the controller receives 12 the measured values of the temperature sensors 16 ,

Dem Aggregatkühlkreislauf 1 ist ein Kühlmittelausgleichsbehälter 19 zugeordnet, der über fünf zusätzliche, teilweise gedrosselte Ausgleichsleitungen mit dem Aggregatkühlkreislauf 1 und dem Zusatzkühlkreislauf 3 gekoppelt ist. Dadurch lässt sich auf einfache Weise ein Druck- und/oder Volumenausgleich im Aggregatkühlkreislauf 1 und im Zusatzkühlkreislauf 3 herbeiführen. Eine erste gedrosselte Ausgleichsleitung ist am Zusatzkühlmittelkühler 8, eine zweite, gedrosselte Ausgleichsleitung ist am Hauptkühlmittelkühler 7, eine dritte, ungedrosselte Ausgleichsleitung ist vor der Kühlmittelförderpumpe 11, eine vierte, gedrosselte Ausgleichsleitung ist am Motor 2 und eine fünfte, gedrosselte Ausgleichsleitung ist am Ladeluftkühler 4.1 angeordnet. Entsprechend ihrer Entfernung von der Pumpe 11 sind die Ausgleichsleitungen mit wenigstens einer Engstelle mit ca. 1 mm Durchmesser stark gedrosselt oder mit wenigstens einer Engstelle mit ca. 3 mm Durchmesser schwach gedrosselt ausgestaltet. Die dritte Ausgleichsleitunc mündet in einem modifizierten Ausführungsbeispiel direkt in die Pumpe 11.The aggregate cooling circuit 1 is a coolant expansion tank 19 associated with the five additional, partially throttled compensation lines with the unit cooling circuit 1 and the additional cooling circuit 3 is coupled. This allows a simple way of pressure and / or volume compensation in the unit cooling circuit 1 and in the additional cooling circuit 3 cause. A first throttled equalization line is on the auxiliary coolant cooler 8th , a second, throttled equalization line is on the main coolant radiator 7 , a third, unthrottled equalization line is in front of the coolant pump 11 , a fourth, throttled compensation line is on the engine 2 and a fifth, throttled equalization line is on the intercooler 4.1 arranged. According to their distance from the pump 11 the equalizing lines are strongly throttled with at least one constriction with about 1 mm diameter or weakly throttled with at least one constriction with about 3 mm diameter. The third Ausgleichsleitunc opens in a modified embodiment directly into the pump 11 ,

Der geschilderte Aufbau des Kühlsystems ist mit relativ geringem Aufwand realisierbar und bietet mehrere funktionelle Vorteile. Insbesondere erzeugt der mehrflutige Zusatzkühlmittelkühler 8 Kühlmittel mit verschiedenen Temperaturniveaus zur Versorgung von Zusatzkühlzweigen 4, 5 zur Kühlung mehrerer Zusatzmedien und/oder Zusatzaggregate. Zudem wird die Kühlmitteltemperatur in dem Zusatzkühlkreislauf 3 bei der Kühlmitteltemperaturregelung berücksichtigt. Außerdem garantiert die Abzweigung des Zusatzkühlkreislaufs 3 an der Austrittsseite der Förderpumpe 5 vor Durchströmung des Motors 2 und die Einkopplung an der Saugseite der Förderpumpe 11 ein jederzeit ausreichendes Druckgefälle, und die Kühlmitteltemperatur im Zusatzkühlkreislauf 3 und damit in den Zusatzkühlzweigen 4, 5 ist so gering wie möglich und insbesondere nicht von einer Erwärmung im Motor 2 belastet. Ferner ist durch die verstellbare Förderpumpe 11 im Zusammenwirken mit dem Thermostat 9 ein optimaler Volumenstrom in den Kreisläufen einstellbar.The described structure of the cooling system can be realized with relatively little effort and offers several functional advantages. In particular, the multi-flow auxiliary coolant cooler produces 8th Coolant with different temperature levels for the supply of additional cooling branches 4 . 5 for cooling several additional media and / or additional units. In addition, the coolant temperature in the additional cooling circuit 3 considered in the coolant temperature control. In addition, the branching of the additional cooling circuit guarantees 3 at the outlet side of the feed pump 5 before flowing through the engine 2 and the coupling on the suction side of the feed pump 11 a sufficient pressure gradient at all times, and the coolant temperature in the additional cooling circuit 3 and thus in the additional cooling branches 4 . 5 is as low as possible and in particular not from a heating in the engine 2 loaded. Furthermore, by the adjustable feed pump 11 in cooperation with the thermostat 9 an optimal volume flow in the circuits adjustable.

Claims (8)

Kühlsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit – einem Aggregatkühlkreislauf (1) zur Kühlung eines wärmeerzeugenden Aggregates (2), der eine Kühlmittelförderpumpe (11) und einen Hauptkühlmittelkühler (7) beinhaltet, und – einem Zusatzkühlkreislauf (3) zur Kühlung wenigstens eines Zusatzmediums und/oder Zusatzaggregates, der an einer Auskoppelstelle (14) zwischen der Kühlmittelförderpumpe (11) und dem wärmeerzeugenden Aggregat (2) vom Aggregatkühlkreislauf (1) abzweigt und zu diesem an einer Einkoppelstelle (10) zwischen dem Hauptkühlmittelkühler (7) und der Kühlmittelförderpumpe (11) zurückführt und einen Zusatzkühlmittelkühler (8) beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass – der Zusatzkühlmittelkühler (8) mit mehreren Auslassanschlüssen (23, 24) für unterschiedliche Kühlmitteltemperaturniveaus ausgeführt ist und – der Zusatzkühlkreislauf (3) in mindestens zwei Zusatzkühlzweige (4, 5) aufgeteilt ist, welche jeweils von einem der Auslassanschlüsse (23, 24) des Zusatzkühlmittelkühler (8) abzweigen, jeweils mindestens ein Zusatzmedium und/oder Zusatzaggregat kühlen und an oder vor der Einkoppelstelle (10) wieder zusammengeführt sind.Cooling system, in particular for a motor vehicle, having - an aggregate cooling circuit ( 1 ) for cooling a heat-generating unit ( 2 ), which is a coolant delivery pump ( 11 ) and a main coolant cooler ( 7 ), and - an additional cooling circuit ( 3 ) for cooling little least one additional medium and / or additional aggregate, at a decoupling point ( 14 ) between the coolant delivery pump ( 11 ) and the heat generating unit ( 2 ) from the unit cooling circuit ( 1 ) branches off and to this at a Einkoppelstelle ( 10 ) between the main coolant cooler ( 7 ) and the coolant delivery pump ( 11 ) and an auxiliary coolant cooler ( 8th ), characterized in that - the auxiliary coolant cooler ( 8th ) with several outlet connections ( 23 . 24 ) is designed for different coolant temperature levels and - the additional cooling circuit ( 3 ) in at least two additional cooling branches ( 4 . 5 ), which in each case from one of the outlet connections ( 23 . 24 ) of the auxiliary coolant cooler ( 8th ), each cooling at least one additional medium and / or auxiliary unit and at or before the Einkoppelstelle ( 10 ) are brought together again. Kühlsystem nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzkühlmittelkühler (8) als mehrflutiger Wärmeüberträger ausgeführt ist, wobei die Anzahl von Fluten (8.1, 8.2, 8.3) mindestens so groß wie die Anzahl an Auslassanschlüssen (23, 24) ist.Cooling system according to claim 1, further characterized in that the auxiliary coolant cooler ( 8th ) is designed as a multi-flow heat exchanger, wherein the number of floods ( 8.1 . 8.2 . 8.3 ) at least as large as the number of outlet ports ( 23 . 24 ). Kühlsystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Mittel (16) zur Kühlmitteltemperaturerfassung im Aggregatkühlkreislauf (1) und/oder in mindestens einem Zusatzkühlzweig (4, 5).Cooling system according to claim 1 or 2, characterized by means ( 16 ) for coolant temperature detection in the unit cooling circuit ( 1 ) and / or in at least one additional cooling branch ( 4 . 5 ). Kühlsystem nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Mittel (9) zur Regulierung des Kühlmittelflusses über den Hauptkühlmittelkühler (7) in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur, welche integraler Bestandteil eines Thermostatelementes (9) sind, das an der Einkoppelstelle (10) angeordnet ist.Cooling system according to claim 3, characterized by means ( 9 ) for regulating the flow of coolant through the main coolant radiator ( 7 ) as a function of the coolant temperature, which is an integral part of a thermostatic element ( 9 ), which are at the coupling point ( 10 ) is arranged. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter dadurch gekennzeichnet, dass dem Aggregatkühlkreislauf (1) und/oder mindestens einem der Zuatzkühlzweige (4, 5) ein Kühlmittelausgleichsbehälter (19) zugeordnet ist.Cooling system according to one of claims 1 to 4, further characterized in that the aggregate cooling circuit ( 1 ) and / or at least one of the additional cooling branches ( 4 . 5 ) a coolant expansion tank ( 19 ) assigned. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeerzeugende Aggregat (2) ein Kraftfahrzeugmotor ist.Cooling system according to one of claims 1 to 5, further characterized in that the heat-generating unit ( 2 ) is an automotive engine. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter dadurch gekennzeichnet, dass ein zu kühlendes Zusatzaggregat ein Abgasturbolader (5.2) und/oder eine Elektronikkomponente ist.Cooling system according to one of claims 1 to 6, further characterized in that an additional unit to be cooled, an exhaust gas turbocharger ( 5.2 ) and / or an electronic component. Kühlsystem nach Anspruch 6 oder 7, weiter dadurch gekennzeichnet, dass ein zu kühlendes Zusatzmedium Ladeluft ei nes Abgasturboladers (5.2) für den Kraftfahrzeugmotor (2.1) und/oder Kraftstoff und/oder rückgeführtes Abgas und/oder Getriebeöl ist.Cooling system according to claim 6 or 7, further characterized in that an additional medium to be cooled charge air ei Nes exhaust gas turbocharger ( 5.2 ) for the motor vehicle engine ( 2.1 ) and / or fuel and / or recirculated exhaust gas and / or transmission oil.
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