CZ226097A3

CZ226097A3 - Topné těleso vozidla

Info

Publication number: CZ226097A3
Application number: CZ972260A
Authority: CZ
Inventors: Erwin Burner; Michael Humburg; Fritz Mohring; Peter Reiser; Harald Sailer; Edwin Steiert; Heinrich Wacker
Original assignee: Firma J. Eberspächer Gmbh & Co.
Priority date: 1995-01-24
Filing date: 1996-01-09
Publication date: 1999-02-17
Also published as: JP3183350B2; US5855319A; DE19502082C2; CZ284951B6; WO1996023179A1; DE19502082A1; JPH10512212A

Description

Vynález se týká topného tělesa vozidla podle předvýznakové části patentového nároku 1.

Dosavad GÍ _§ £ 2 Y _--2ÍJDÍ!SÍ

Topná tělesa vozidla mohou být vytvořena buá jako pří dávná topná tělesa vozidla, nebo jako topná tělesa vozidla při jeho parkování. Přídavná topná tělesa vyžadují pro svoji funkci motor vozidla v chodu. Topná tělesa pro parkující vozidla jsou na rozdíl od toho v zásadě vytvořena pro provoz nezávislý na chodu motoru. Je samozřejmé, že mimoto mohou být topná tělesa pro parkující vozidla provozována doplňkově jako přídavná topná tělesa k jejich základní parkovací funkci.

Moderní vozidlové motory mají částečně tak vysoký stupeň účinnosti, že při chladném počasí nemohou vždy poskytnout dostatečné množství odpadního tepla pro vytápění vnitřního prostoru vozidla. Tento problém vzniká například zejména u Dieselových motorů s přímým vstřikováním, které mají malou spotřebu paliva. V těchto případech malého odpadu motorového tepla, které nepostačuje pro vytápění vnitřního prostoru vozidla, jsou motory, případně vozidla opatřeny přídavnými topnými ústrojími. Tato přídavná topná ústrojí jsou zpravidla provozována prostřednictvím hořáku a vyhřívají chladicí kapalinu motoru, využívanou pro vytápění vozidla, prostřednictvím výměníku tepla, který je upraven v přídavném topném tělese vozidla. Výměník tepla je přitom integrovanou součástí potrubí chladicí kapaliny nebo nejméně dílčího okruhu chladicí kapaliny, který zásobuje topení vozidla. Pokud je pro dostatečné vytápění vnitřního prostoru vozidla teplota chladicí kapaliny příliš nízká, lže při běžícím motoru automaticky zapojit hořák přídavného topného tělesa, aby se chladicí kapalina dostatečně ohřála. Ovládací ústrojí zabezpečuje, že přídavné topné ústrojí pracuje jen tehdy, když je teplota chladicí kapaliny vzhledem k vnější teplotě a vzhledem k požadované potřebě tepla pro vytápění vnitřního prostoru vozidla příliš nízká. .Ve všech ostatních případech však zůstává přídavné topné těleso mimo provoz. Taková přídavná topná tělesa jsou zpravidla z důvodů racionalizace a z ekonomických důvodů opatřena jen takovými funkčními součástmi, které jsou nutné pro jejich funkci přídavných topných těles. Taková ústrojí proto zpravidla nemají zejména žádnou samostatnou součást ve tvaru oběhového čerpadla chladicí kapaliny, to znamená, že oběh chladicí kapaliny je vytvářen výlučně oběhovým čerpadlem chladicí kapaliny motoru vozidla, čerpadlo chladicí kapaliny motoru, které musí být k dispozici jednak pro chlazení motoru chladicí kapalinou a jednak pro zásobování obvyklého topení vozidla závislého na motoru,musí být upraveno i bez přídavného topného tělesa vozidla a je mechanicky poháněno motorem nejméně při provozu motoru. V některých případech je upraveno přídavně ještě elektrické oběhové čerpadlo, aby se také zejména při volnoběhu motoru, kdy je počet otáček pro postačující dopravní výkon čerpadla příliš nízký, zajistil dostatečně velký průtok množství chladicí kapaliny, který odpovídá potřebě pro chlazení motoru, případně potřebě tepla pro vytápění.

Podstata_vynálezu

Z toho hlediska, že kupující nebo majitelé vozidel, kte3 rá musí být opatřena pro dostatečnou dodávku tepla do vnitřního prostoru vozidla přídavnými topnými tělesy, mají Často přání upravit v jejich vozidle také komfortnější a na motoru nezávisle pracující parkovací vytápění, zabývá se vynález tím, že-uspořádá přídavné topné těleso tak, aby bylo možné značnou část jeho součástí použít beze změny pro výrobu parkovacího topného tělesa. Přitom se mají vnější rozměry parkovacího topného tělesa, které je vytvořeno pokud možno z mnoha součástí přídavného topného tělesa, pokud možno co nejméně odlišovat od odpovídajících rozměrů přídavného topného i _v tělesa. Zejména mají být konstrukčně shodné upevňovací prostředky, kterými je přídavné topné těleso nebo parkovací topné těleso upevněno na motoru, případně na Části vozidla.

Mimoto má být možné přídavné topné těleso, které již je zamontováno ve vozidle, vytvořit prostřednictvím co nejjednodušších prostředků bez změny jeho základní konstrukce jako topné těleso provozovatelné nezávisle na motoru s pokud možno mnoha funkcemi obvyklého parkovacího topného tělesa.

Základní řešení pro v předcházejícím uvedený okruh problémů spočívá v tom, že se vytvoří topné těleso vozidla pro funkci přídavného topného tělesa podle znaků význakové části patentového nároku 1.

Takové topné těleso lze mimořádně kompaktně uspořádat. Prostřednictvím jehp rozdělení do tří částí skříně lze při konstantním tvaru základní skříně realizovat z hlediska výkonu a funkce různá topná tělesa při využití velkého podílu konstrukčně shodných součástí. To zaručuje ekonomicky výhodnou výrobu různých topných těles. Pro prostorově úsporné zamontování topného tělesa vozidla podle vynálezu slouží uspořádání přiváděčích a odváděčích otvorů pro spalovací vzduch ve spodní ploše základní skříně podle patentového nároku 2.

V provedení podle patentových nároků 1 a 2 má topné těleso vozidla jen funkci přídavného topidla. Pokud je požadována úprava na topné těleso se značnou funkcí parkovacího topného tělesa, lze takové funkce nejjednodušším způsobem dosáhnout již tím, že se k ovládacímu ústrojí základní skříně přídavného topného tělesa připojí přídavné ovládací ústro. jí. Prostřednictvím tohoto přídavného ovládacího tělesa lze í

potom aktivovat pro vytápění vnitřního prostoru určené dmýchadlo vozidla, elektrické čerpadlo chladicí kapaliny a čerpadlo paliva pro dodávku paliva do hořáku přídavného topného tělesa. U tohoto provedení je třeba u parkovací funkce brát v úvahu ještě tu skutečnost, že v těch případech, kdy má motor jen mechanicky motorem poháněné a žádné přídavné elektricky provozovatelné oběhové čerpadlo chladicí kapaliny, je nutné takové čerpadlo ještě doplňkově upravit v okruhu chladicí kapaliny. To lze velmi jednoduše uskutečnit tak, že se v libovolném místě oddělí potrubí chladicí kapaliny a v tomto místě se upraví oběhové čerpadlo. Takto upravené top- < né těleso vozidla představuje již v každém případě na motoru I nezávisle pracující parkovací topné těleso.

Přídavná topná tělesa zpravidla pracují se samostatným ústrojím pro dopravu a dávkování paliva, které je přiváděno do hořáku. Toto ústrojí je jako celek zpravidla upraveno vně skříně přídavného topného tělesa v potrubí paliva, které vev de od nádrže k hořáku. Je však možné jej také upravit bud úplně nebo částečně ve skříni přídavného topného tělesa. Je však také možné nepoužít pro dodávku paliva do hořáku žádné samostatné dopravní ústrojí, ale dopravovat palivo hořáku od čerpadla paliva motoru v obtoku a upravit jen dávkovači ventil na nebo v přídavném topném tělese. U této varianty vystačí přídavné topné těleso, když pro něj není upraveno také žádné samostatné vodní čerpadlo, jen s minimálně malým počtem funkčních součástí.

Pokud přídavné topné těleso pracuje již s vlastním dávkovacím a dopravním ústrojím pro palivo hořáku, není při úpravě na parkovací topné těleso nutná žádná přídavná, ekonomicky nevýhodná úprava. Pokud je na rozdíl od toho u přídavného topného tělesa dopravováno palivo dp hořáku od palivového čerpadla motoru v obtoku, je při úpravě na parkovací topné ústrojí třeba také ještě dodatečně upravit na motoru nezávislé dávkovači a/nebo dopravní ústrojí paliva pro palivo hořáku.

Parkovací topné ústrojí, které pracuje nezávisle na motoru, musí být řidičem takto vybaveného vozidla zapnuto přímo nebo podle předem naprogramovaných údajů. K tomu je potřebná součást, která může být vytvořena jako zapínací hodiny nebo jako ústrojí pro dálkové ovládání. Přijímač ústrojí pro dálkové ovládání může být s výhodou integrován přímo do přídavného ovládacího ústrojí.

Přídavné ovládací ústrojí lze dodatečně upravit na vozidle, které je již opatřeno přídavným topným tělesem, velmi jednoduše tak, že se oddělí elektrický kabelový spoj mezi ovládacím ústrojím základního topného tělesa vozidla k elektrickému zdroji vozidla a v tomto místě oddělení se do kabelového vedení vloží přídavné ovládací ústrojí.

Pokud je pro vozidlo vyžadováno předem úplné parkovací topné těleso se zejména samostatným čerpadlem chladicí kapalíny a dávkovacím ústrojím paliva, může být základní skříň kompletována prostým nasazením nastavovací skříně s potřebným přídavným ústrojím a tak lze vytvořit parkovací topné těleso. V takovém případě je vhodná celková skříň ve tvaru kvádru nebo válce, která má takové rozměry, že ji lze namontovat na shodném místě motoru, případně vozidla, na kterém by byla umístěna základní skříň podle nároku 1, pokud by se požadovala jen přídavná funkce. U takového parkovacího topného tělesa, které sestává ze základní skříně přídavného topného tělesa a na něm nasazené nástavné; skříně, odpadá účelně horní kryt základní skříně. Funkci tohoto krytu totiž v takovém případě přímo přejímá nástavná skříň. Prípoj*ky chladicí kapaliny v nástavné skříni jsou vzhledem v návaznosti na výměník tepla základní skříně nasměrovány tak, že lícují s přípojkami základní skříně. Totéž platí pro dávkovači ústrojí paliva, pokud je toto také zamontováno do nástavné skříně. Tak se vytvoří jednoduché a kompaktní spojení mezi přípojkami chladicí kapaliny výměníku tepla a přípojkami paliva na jedné straně s přiřazenými částmi nástavné skříně na druhé straně.

Připojovací hrdla chladicí kapaliny a paliva nástavné skříně jsou účelně zejména společně uspořádána v té čelní stěně nástavné skříně, která je přiřazena k prvnímu koncovému úseku skříně.

Topné těleso vozidla podle vynálezu je na motoru, případně na vozidle upevněno jen prostřednictvím prvního koncového úseku základní skříně. K tomu účelu jsou zde na v podélném směru upravených protilehlých vnějších plochách uspořádána zaskakovací ústrojí, prostřednictvím kterých je tato část skříně uvolnitelné zaskočena ve sponě, upevnitelné na motoru, případně na vozidle, která má odpovídající protilehlá zaskakovací ústrojí. Zaskakovací ústrojí je účelně uspořádáno tak, že na koncovém úseku základní skříně jsou upraveny vačky, které mohou zaskakovat do vybrání v úložné sponě. Pro uvolnění základní skříně ze spony je třeba tuto jen nepatrně pro vyjmutí rozšířit. Spona je sama o sobě k tomuto účelu vytvořena z pružného materiálu, což může například být plechový materiál. Tuto sponu jako úložné ústrojí pro topné těleso vozidla lze v nezměněné formě nasadit pro uložení buď jen základní skříně nebo základní skříně včetně nástavné skříně.

V koncové oblasti základní skříně upravené ovládací ústrojí může být podle potřeby vytvořeno různě, a to podle toho, zda má plnit funkci jen pro přídavné topné těleso nebo pro úplné parkovací topné těleso.

Př ® - i 2É _ 2 b £ Ézků _22-XZ £ θ ® ®

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na příkladu provedení ve spojení s výkresovou částí.

Na obr. 1 je znázorněno topné těleso vozidla v provedení přídavného topidla.

Na obr. 2 je znázorněno přídavné ovládací ústrojí pro vybavení přídavného topného tělesa podle obr. 1 na topné těleso s funkcí parkovacího topného tělesa.

Na obr. 3 je znázorněno parkovací topné těleso sestávající ze základní skříně, která tvoří přídavné topné těleso, a z integrované nasazené nástavné skříně.

Na obr. 4 je znázorněna upevňovací spona pro topné těleso vozidla v provedení podle obr. 1 nebo podle obr. 3.

Příklady_provedění^vynálezu

Na obr. 1 znázorněné přídavné topidlo je upraveno v tak zvané základní skříni 1.. Tato základní skříň 3_, která má tvar zhruba po délkové straně rozděleného válce s horní rovnou povrchovou plochou, je složena z celkem tří po délce vedle sebe upravených částí, to je z prvního' skříňového koncového úseku 2, ze střední skříňové části 3 a z druhého skříňového koncového úseku 4. V prvním skříňovém koncovém úseku 2 je upraven hořák, provozovaný palivem, jakož i výměník tepla, ve kterém je ohříváno kapalinové teplónosné médium. Toto kapalinové teplonosné médium je obvyklechladicí kapalina spalovacího motoru. Na první skříňový koncový úsek 2 navazuje v podélném směru střední skříňová část li, ve které je uloženo dmýchadlo pro spalovací vzduch hořáku.

Druhý konec základní skříně JL vytváří druhý skříňový kon cový úsek 4 pro uložení ústrojí ovládajících topné těleso vozidla, to znamená topného ovládacího ústrojí.

Horní uzávěr základní skříně 1_ tvoří našroubované, v podstatě rovné kryty 5. Skrz kryt 5 prvního skříňového koncového úseku 2_ procházejí nátrubky 6 pro přívod a odvod chladicí kapaliny, která je ohřívána vě výměníku tepla tohoto prvního skříňového koncového úseku 2. Skrz kryt 5 prochází také připojovací nátrubek 19 pro palivo přiváděné do hořáku. Chladicí kapalina, která je přiváděna skrz výměník tepla topného tělesa vozidla,je zaváděna do okruhu oběhovým čerpadlem, které je upraveno vně topného tělesa. Oběho9 vé čerpadlo může být obvyklé čerpadlo chladicí kapaliny, které je mechanicky poháněno motorem.

Palivo pro hořák může být dopravováno v obtoku od čerpadla paliva motoru v průběhu provozu motoru. Pro tento naposledy uvedený případ je potřebný dávkovači ventil pro přídavné topidlo, který lze vestavět do základní skříně 1^, a to zejména do střední skříňové části 3.

Přívod a odtok spalovacího vzduchu do hořáku topného tělesa je upraven ve dnové oblasti 7 základní skříně K

Prostřednictvím přídavného ovládacího ústrojí 8 je možné upravit topné těleso vozidla, které je znázorněno na obr.

a které je vytvořeno jako přídavné topidlo, na parkovací topné těleso. Parkovací topné těleso přitom znamená, že takto vytvořené topné těleso lze provozovat zejména nezávisle na motoru. Toto přídavné ovládací ústrojí 8 lze prostřednictvím jeho elektrických přípojek 9 vložit do elektrického vedení 10 mezi topným tělesem a mezi hlavním elektrickým kabelem vozidla. Prostřednictvím elektrické vstupní přípojky 21 získá přídavné ústrojí spouštěcí signál vozidla. Pro ovládání externího ústrojí pro dopravu paliva pro hořák přídavného topného tělesa je upravena elektrická vstupní přípojka 21. Prostřednictvím přídavného ovládacího ústrojí 8 je ovládáno přes výstup 10 elektrické čerpadlo chladicí kapaliny, přes výstup 12 elektrické dmýchadlo vozidla a přes elektrickou vstupní přípojku 21 také ještě dopravní ústrojí paliva pro hořák. Čerpadlo chladicí kapaliny může být buá přídavně do okruhu chladicí kapaliny vložené elektrické oběhové čerpadlo nebo oběhové čerpadlo chladicí kapaliny motoru, které přídavně k mechanickému pohonu při obvyklém pro4

- 10 vozu motoru bez přídavné nebo parkovací funkce je v okruhu chladicí kapaliny elektricky provozovatelné. Topné těleso samo o sobě je prostřednictvím svých nátrubků 6 integrováno do okruhu chladicí kapaliny vozidla, případně motoru vozidla. Poloha těchto přípojek není závislá na tom, zda topné těleso pracuje jen jako přídavné topidlo nebo zda má připojené přídavné ovládací ústrojí 8 a pracuje jako parkovací topidlo.

Pro ovládání topného tělesa v provedení nezávislém na motoru má přídavné ovládací ústrojí 8 vstup 13, na který mohou být připojeny například časové spínací hodiny. Prostřednictvím tohoto vstupu 13 může být také připojen přijímač pro dálkové radiové ovládání.

, Přídavné ovládací ústrojí 8 může případně také rozlišovat vozidlem, případně pro provoz motoru vozidla vytvořený spouštěcí signál na elektrické vstupní přípojce 21 pro provoz přídavného topidla od spouštěcího signálu na vstupu 13 pro parkovací topidlo. Tak je možné prostřednictvím přídavného ovládacího ústrojí 8 podle vynálezu, které je upraveno na topném tělese, zajistit aktivaci před uvedením vozidla do chodu, to znamená nezávisle na motoru externě vydaným spouštěcím signálem, nebo v závislosti na spuštění motoru.

Ekonomicky výhodná možnost ovládání topného tělesa v nezávislosti na motoru spočívá v tom, že se do přídavného ovládacího ústrojí 8 integruje přijímač pro radiové dálkové ovládání.

Na obr. 3 je kompletováno topné těleso vozidla podle obr. 1 na kompletní, na motoru nezávislé parkovací topné tě11 Ϊ e s o př o a11 re ď ňictv ím '”ňasáϊζ ěřTí^- n ás t~a v n é ~ s k ř i n ě—1-4 . -V- -fc-é-t-o------nástavné skříni 14 je upraveno samostatné oběhové čerpadlo pro okruh chladicí kapaliny nebo dílčí okruh chladicí kapaliny, provozovaný topným tělesem. Připojovací nátrubky 15 na okruh chladicí kapaliny jsou upraveny čelně na nástav né skříni 14. Také palivový přípojný nátrubek 20 prochází navenek skrz tuto čelní stranu z nástavné skříně 14.

Nástavná skříň 14 je spojena s touto základní skříní JL bez mezilehlého zapojení krytů 5 základní skříně JL. V náí stavné skříni 14 je upraveno kromě čerpadla chladicí kapaliny účelně také ještě dávkovači ústrojí paliva pro hořák topného tělesa.

Pro upevnění topného tělesa vozidla, a to jak u provedení podle obr. 1 jako přídavného topidla, tak také u provedení podle obr. 3 jako kompletního parkovacího topného tělesa, na motoru nebo podvozku vozidla slouží spona 16, která je vytvořena z lehkého pružného materiálu. Tato spona 16 je pevně přišroubována na příslušném místě uložení na motoru nebo podvozku vozidla. Uložení topného tělesa vozidla u různých provedení se uskutečňuje výlučně v oblasti prvního skříňového koncového úseku 2. V této oblasti je na protilehlých podélných stranách upravena vždy jedna dvojice zaskakovacích vaček 17. S těmito zaskakovacími vačkami 17 se základní skříň I. zasune do spony 16, která má pro uložení zaskakovacích vaček 17 odpovídající upínací otvory 18. Vložení základní skříně 1 do spony 16 se uskutečňuje prostřednictvím automatického zaskočení zaskakovacího spoje, který je k tomu příslušně vytvořen o sobě známým způsobem. Požadované uvolnění tohoto spoje je jednoduše a bez speciálních nástrojů snadno možné prostřednictvím rozšíření spony 16.

- 12 pro ohřívání v ovládacím ústrojím, topné těleso vo, . , , V J^Oí/sbi která ma zhruba

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Topné těleso vozidla s hořákem, s dmýchadlem pro horáku při^váděný spalovací vzduch, s výměníkem tepla okruhu vedené chladicí kapaliny motoru a s vyznačující se tím, že žídla je uspořádáno v základní skříni (1), tvar kvádru nebo poloválce s v podstatě rovnou průchozí hor•ní skříňovou plochou, a která je axiálně rozdělena do na prvním konci upraveného prvního skříňového koncového úseku (2), ve kterém je uložen hořák a výměník tepla, do střední •skříňové části (3), ve které je upraveno dmýchadlo, a do druhého skříňového koncového úseku (4), ve kterém je uzavřeno ovládací ústrojí, přičemž přiváděči a odváděči přípojky, například nátrubky (6) výměníku tepla a připojovací nátrubek (19) pro palivo přiváděné do hořáku, jsou upraveny uvnitř horní plochy základní skříně (l).
2. Topné těleso vozidla podle nároku 1, vyznačující se tím, že přiváděči a odváděči otvory pro spalovací vzduch jsou upraveny protisměrně v horní skříňové plo- ^řše základní skříně (l) na spodní ploše základní skříně (1), to-^e na dnové oblasti (7).
3. Topné těleso vozidla podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, žek ovládacímu ústrojí ve druhém skříňovém koncovém úseku (4) základní skříně (l) je připojeno přídavné ovládací ústrojí (8), kterým jsou aktivovatelné dmýchadlo vozidla, ústrojí pro dopravu paliva a/nebo ústrojí pro dávkování paliva a elektrické vodní čerpadlo.
4. Topné těleso vozidla podle nároku 3, vyznačují 13 cí se tím, že přídavné ovládací ústrojí (8) je opatřeno zařízením pro zjištování na motoru závislých a nezávislých vytvářených spouštěcích signálů a pro vyhodnocení zapnutí přídavného topidla do přitápěcí nebo do zastavené tophé funkce.
5. Topné těleso vozidla podle nároku 3 nebo 4, vyznačující se tím, že do přídavného ovládacího ústrojí (8) je integrován přijímač pro dálkové radiové ovlá' dání topného tělesa. ¹
6. Topné těleso vozidla podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že horní skří nová plocha základní skříně (l) je tvořenajnejméně jedním odníraatelným krytem (5).
7. Topné těleso vozidla podle jednoho z nároků 1 nebo 2, vy značující se tím, že v podstatě na celou horní skříňovou plochu základní skříně (1) je nasazena nástavná skříň (14) s nejméně jedním oběhovým čerpadlem pro ohřívanou chladicí kapalinu, jakož i případně s ústrojím
8. Topné těleso vozidla podle nároku 7, vyznačující se tím, že nástavná Skříň (14) je opatřena přívodními a* odváděcími nátrubky pro čerpadlo chladicí kapaliny, jakož i přípojkou pro ústrojí dávkování paliva hořáku topného tělesa, které při nasazení nástavné skříně (14) na základní skříň (l) lícují proti přiváděcím a odváděcím přípojkám výměníku tepla, případně přívodu paliva k hořáku.
9. Topné těleso vozidla podle nároku 7 nebo 8, vyzná čující .se tím, že nástavná skříň (14) je^ bez mezilehlého zapojení nejméně jednoho na základní skříni (1) uzavíratelného krytu (5)^ přímo spojena se základní skříní (1).
10. Topné těleso vozidla podle nároku 7 až 9, vyznač uj ící se tím, že připojovací nátrubky (15) čerpadla chladicí kapaliny motoru a palivového přípojného nátrubku (20) topného tělesa jsou upraveny v čelní ploše nástavné skříně (14 )^ líců jí cí s čelní stěnou prvního skříňové ho koncového úseku (2).
11. Topné těleso vozidla podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že topné těleso vozidla je drženo v zaskočení v prvním skříňovém konco vém úseku (2) základní skříně (1) prostřednictvím uvolnitel ného zaskakovacího uzávěru ve sponě (16), upevněné na libovolné části vozidla nebo motoru, přičemž je svou podélnou osou vodorovně nasměrované vloženo svisle shora do shodně nasměrované spony (16).