DE102009012534A1

DE102009012534A1 - Self-regulating thermostatic valve and cooling system for an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102009012534A1
Application number: DE200910012534
Authority: DE
Inventors: Uwe Haas
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2009-03-10
Filing date: 2009-03-10
Publication date: 2010-09-16
Also published as: WO2010102773A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein selbstregelndes Thermostatventil (18) zur Veränderung der Strömungsmenge eines Fluids durch einen Strömungskanal in Abhängigkeit von der Temperatur des Fluids sowie ein Kühlsystem (1) für eine Brennkraftmaschine. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Thermostatventil (18) die Strömungsmenge selbsttätig minimiert, wenn das Fluid eine vorbestimmte Solltemperatur aufweist und die Strömungsmenge bei zunehmender Abweichung von der Solltemperatur erhöht, wodurch bei einem Einsatz des Thermostatventils (18) in einem Kühlkreislauf (3) des Kühlsystems (1) hinter einem Motorölkühler (17) eine komplexe Regelung der Kühlmitteltemperatur im Kühlkreislauf (3) über Kennfelder und damit verbundene hohe Bauteilbelastungen vermieden und ein Zielkonflikt zwischen einem Wunsch nach hohen Motoröltemperaturen im Teillastbetrieb und niedrigen Kühlmitteltemperaturen im Vollastbetrieb optimal gelöst werden kann.The invention relates to a self-regulating thermostatic valve (18) for changing the flow rate of a fluid through a flow channel in dependence on the temperature of the fluid and a cooling system (1) for an internal combustion engine. According to the invention it is proposed that the thermostatic valve (18) automatically minimizes the flow rate when the fluid has a predetermined setpoint temperature and increases the flow rate with increasing deviation from the target temperature, whereby when using the thermostatic valve (18) in a cooling circuit (3) of the cooling system (1) behind a motor oil cooler (17) a complex control of the coolant temperature in the cooling circuit (3) over maps and associated high component loads avoided and a conflict between a desire for high engine oil temperatures in partial load operation and low coolant temperatures in full load operation can be optimally solved.

Description

Die Erfindung betrifft ein selbstregelndes Thermostatventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Kühlsystem für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.The The invention relates to a self-regulating thermostatic valve according to the preamble of claim 1, and a cooling system for one Internal combustion engine according to the preamble of claim 9.

Zur Kühlung von wassergekühlten Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen umfassen deren Kühlsysteme gewöhnlich einen Kühlmittelkreislauf mit einer von der Brennkraftmaschine zu einem Hauptkühler führenden Vorlaufleitung, einer vom Hauptkühler zur Brennkraftmaschine führenden Rücklaufleitung, einer Kühlmittelpumpe sowie einem dehnstoffgetriebenen Thermostatventil zur Regelung der Temperatur der zur Brennkraftmaschine zurückgeführten Kühlmittels. Bei leistungsstarken Brennkraftmaschinen ist daneben oft noch ein zusätzlicher, vom Kühlmittel und vom Motoröl der Brennkraftmaschine durchströmter Wärmetauscher vorgesehen, der allgemein als Motorölkühler bezeichnet wird.to cooling from water cooled Automotive internal combustion engines include their cooling systems usually a coolant circuit with one leading from the engine to a main radiator Supply line, one from the main cooler to Internal combustion engine leading Return line, one Coolant pump and a worm driven thermostatic valve for controlling the Temperature of the recirculated to the engine coolant. At powerful Internal combustion engines are also often an additional, from the coolant and the engine oil the internal combustion engine flows through heat exchangers provided, which is commonly referred to as engine oil cooler.

Da ein solcher Motorölkühler sowohl vom Motoröl als auch vom Kühlmittel durchströmt wird, sorgt er für eine direkte Kopplung oder Abhängigkeit zwischen den Temperaturen des durch den Motorölkühler hindurchströmenden Motoröls bzw. Kühlmittels. Das heißt, je höher die Temperatur des einen ist, umso höher ist gewöhnlich auch die Temperatur des anderen.There such an engine oil cooler both from engine oil as well as the coolant flows through he cares for a direct coupling or dependence between the temperatures of the engine oil flowing through the engine oil cooler Coolant. This means, The higher the temperature of the one is, the higher is usually the temperature the other.

Um den Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine zu reduzieren, ist es von Vorteil, die Reibung zwischen den Kolben und den Zylindern zu minimieren, was sich vor allem im Teillastbetrieb durch eine höhere Motoröltemperatur erreichen lässt. Infolge der Kopplung der Motoröltemperatur und der Kühlmitteltemperatur führt eine hohe Motoröltemperatur jedoch auch zu einer hohen Kühlmitteltemperatur, die beim Übergang vom Teillastbetrieb in den Volllastbetrieb sehr schnell abgesenkt werden muss, um durch eine effektive Kühlung im Zylinderkopf Verbrennungsstörungen (Klopfen) zu vermeiden.Around to reduce the fuel consumption of the internal combustion engine is It is beneficial to the friction between the pistons and the cylinders to minimize, especially in part-load operation by a higher Engine oil temperature can achieve. As a result of the coupling of the engine oil temperature and the coolant temperature leads one high engine oil temperature but also to a high coolant temperature, the transition From partial load operation to full load operation very quickly lowered must be in order to prevent combustion due to effective cooling in the cylinder head (knocking) to avoid.

Aufgrund dieses Zielkonflikts zwischen einer zur Reibungsminderung erwünschten hohen Motoröltemperatur und einer zur Kühlung des Zylinderkopfs erwünschten niedrigen Kühlmitteltemperatur wird zur Verbrauchsreduzierung häufig eine sogenannte Kennfeld-Thermostat-Regelung eingesetzt. Dazu wird an Stelle eines selbstregelnden dehnstoffgetriebenen Thermostatventils im Kühlmittelkreislauf ein kennfeldgeregeltes Thermostatventil verwendet, bei dem das Ausdehnungselement elektrisch beheizbar ist. Dieses Thermostatventil weist in seinem im Teillastbetrieb eingestellten unbestromten Zustand eine hohe Regeltemperatur auf, um durch die zuvor beschriebene Kopplung zwischen der Kühlmittel- und Motoröltemperatur für eine hohe Motoröltemperatur zu sorgen. Zur schnellen Absenkung der Kühlmitteltemperatur beim Übergang zum Volllastbetrieb kann dem Ausdehnungselement zur Beheizung Strom zugeführt werden, wodurch das Ventil weiter geöffnet und der Brennkraftmaschine zur Absenkung der Kühlmitteltemperatur im Zylinderkopf mehr kaltes Kühlmittel aus dem Kühler zugeführt wird.by virtue of this conflict of objectives between a desired to reduce friction high engine oil temperature and one for cooling of the cylinder head desired low coolant temperature to reduce consumption frequently a so-called map thermostat control used. This is done in place of a self-regulating expanded material Thermostatic valve in the coolant circuit Map-controlled thermostatic valve used in which the expansion element is electrically heated. This thermostatic valve has in his in part load mode set no-current state a high Rule temperature to, by the previously described coupling between the coolant and engine oil temperature for one high engine oil temperature too to care. For rapid lowering of the coolant temperature at the transition for full load operation can the expansion element for heating electricity supplied which further opens the valve and the internal combustion engine for lowering the coolant temperature in the cylinder head more cold coolant from the cooler supplied becomes.

Jedoch ist bei derartigen kennfeldgeregelten Thermostatventilen die Zwangskopplung zwischen der Kühlmitteltemperatur und der Motoröltemperatur im Hinblick auf die gewünschte Verbrauchsreduzierung nicht optimal. Außerdem führt der verhältnismäßig schnelle Temperaturwechsel zwischen heißem Kühlmittel und kaltem Kühlmittel zu Thermoschockeffekten im gesamten Kühlsystem, was in einigen Bauteilen, wie zum Beispiel dem Hauptkühler, zu hohen Belastungen und ggf. einem frühzeitigen Versagen führen kann. Darüber hinaus lässt sich mit kennfeldgeregelten Thermostatventilen der Zielkonflikt zwischen dem Wunsch nach hohen Motoröltemperaturen im Teillastbetrieb und niedrigen Kühlmitteltemperaturen im Volllastbetrieb nur zeitverzögert und bedingt lösen, da die dazu erforderliche komplexe Regelung über Kennfelder sehr aufwendig und entwicklungsintensiv ist. Zudem ist eine Nachrüstung für existierende Kraftfahrzeuge kaum möglich.however is the forced coupling in such characteristic-controlled thermostatic valves between the coolant temperature and the engine oil temperature in Regard to the desired Consumption reduction not optimal. Besides, the comparatively fast one leads Temperature change between hot coolant and cold coolant to thermal shock effects throughout the cooling system, resulting in some components, such as the main cooler, can lead to high loads and possibly premature failure. About that lets out with map-controlled thermostatic valves, the conflict of goals between the desire for high engine oil temperatures in partial load operation and low coolant temperatures in full load operation only delayed and conditionally solve, because the required complex control over maps very expensive and development intensive. In addition, a retrofit for existing Motor vehicles hardly possible.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein selbstregelndes Thermostatventil der eingangs genannten Art zu entwickeln, das sich in Kühlsystemen von Brennkraftmaschinen einsetzen lässt, um eine komplexe Regelung über Kennfelder und damit verbundene hohe Bauteilbelastungen zu vermeiden und den zuvor genannten Zielkonflikt zwischen dem Wunsch nach hohen Motoröltemperaturen im Teillastbetrieb und niedrigen Kühlmitteltemperaturen im Volllastbetrieb besser zu lösen.outgoing This is the object of the invention, a self-regulating To develop a thermostatic valve of the type mentioned, which is in cooling systems of internal combustion engines can be used to a complex control over maps and to avoid associated high component loads and the aforementioned conflict between the desire for high engine oil temperatures in partial load operation and low coolant temperatures in full load operation better to solve.

Diese Aufgabe wird im Hinblick auf das Thermostatventil erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Thermostatventil die Strömungsmenge selbsttätig minimiert, wenn das Fluid eine vorbestimmte Solltemperatur aufweist, und dass das Thermostatventil die Strömungsmenge bei zunehmender Abweichung von der Solltemperatur selbsttätig erhöht, wobei die Strömungsmenge vorzugsweise etwa proportional zur Abweichung von der Solltemperatur zunimmt und wieder abnimmt, wenn sich die Temperatur des Fluids an die Solltemperatur annähert.These Task is in accordance with the invention in terms of the thermostatic valve solved, that the thermostatic valve automatically minimizes the flow rate, when the fluid has a predetermined target temperature, and that the thermostatic valve the flow rate automatically increases with increasing deviation from the setpoint temperature, wherein the flow rate preferably approximately proportional to the deviation from the target temperature increases and decreases again when the temperature of the fluid approaches the target temperature.

Außerdem wird die Strömungsmenge vom Thermostatventil vorteilhaft nicht nur dann erhöht, wenn die Temperatur des Fluids über die Solltemperatur ansteigt, sondern auch dann, wenn die Temperatur des Fluids unter die Solltemperatur absinkt.In addition, will the flow rate Advantageously not only increased by the thermostatic valve, if the temperature of the fluid over the set temperature increases, but also when the temperature of the fluid drops below the setpoint temperature.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Thermostatventil ein durch eine Querschnittsverengung des Strömungskanals bewegliches Drosselelement aufweist, das sich innerhalb der Querschnittsverengung befindet, wenn das Fluid die vorbestimmte Solltemperatur aufweist, und das sich in einer Richtung über die Querschnittsverengung hinaus bewegt, wenn die Temperatur des Fluids über die Solltemperatur ansteigt. Wenn die Temperatur des Fluids unter die Solltemperatur absinkt, bewegt sich das Drosselelement vorteilhaft in der entgegengesetzten Richtung über die Querschnittsverengung hinaus.A preferred embodiment of the invention provides that the thermostatic valve has a throttle element which is movable by a cross-sectional constriction of the flow channel and which is located in is located within the cross-sectional constriction when the fluid has the predetermined set temperature, and which moves in a direction beyond the cross-sectional constriction, when the temperature of the fluid rises above the target temperature. When the temperature of the fluid drops below the setpoint temperature, the throttle element advantageously moves in the opposite direction beyond the cross-sectional constriction.

Um die Baugröße des Thermostatventils klein zu halten, ist dieses gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung als Schlauchthermostatventil ausgebildet, bei dem das Drosselelement durch Ausdehnung bzw. Kontraktion eines im Strömungskanal angeordneten Ausdehnungs- oder Dehnstoffelements in Längsrichtung des Strömungskanals durch die Querschnittsverengung bewegt wird.Around the size of the thermostatic valve is small this is according to one Another preferred embodiment of the invention as a hose thermostatic valve formed, wherein the throttle element by expansion or contraction one in the flow channel arranged expansion or expansion element in the longitudinal direction of the flow channel is moved through the cross-sectional constriction.

Im Hinblick auf das Kühlsystem wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kühlmittelkreislauf ein solches Thermostatventil umfasst, das vorzugsweise hinter einem von Motoröl und einem Kühlmittel der Brennkraftmaschine durchströmten Motorölkühler im Strömungspfad des Kühlmittels angeordnet ist.in the Regard to the cooling system The object is achieved by the invention solved, that the coolant circuit Such a thermostatic valve comprises, preferably behind a of engine oil and a coolant the internal combustion engine flowed through Engine oil cooler in flow path of the coolant is arranged.

Mit dem erfindungsgemäßen Thermostatventil ist es möglich, sowohl eine durch hohe Motoröltemperaturen bedingte Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs im Teillastbetrieb als auch niedrige Kühlmitteltemperaturen im Vollastbetrieb zu realisieren. Außerdem kann durch einen Verzicht auf aufwändige elektrisch beheizte Kennfeld-Thermostaten und eine aufwändige Applikation der Herstellungsaufwand des Kühlsystems gesenkt und aufgrund der einfachen und robusten Ausführung des Thermostatventils die Störanfälligkeit des Kühlsystems vermindert werden. Darüber hinaus ist ein Einbau des erfindungsgemäßen Thermostatventils in ein Kühlsystem einer bereits im Betrieb befindlichen Brennkraftmaschine ohne weiteres möglich, ebenso wie eine Motorölschnellaufwärmung, die in gleicher Weise wie mit bekannten Motorölkühlern vorgenommen wird, indem bei kalter Brennkraftmaschine der Strom des Motoröls infolge der hohen Strömungswiderstandes des Motorölkühlers über ein Umströmungsventil am Motorölkühler vorbei in die Brennkraftmaschine zurück geleitet wird.With the thermostatic valve according to the invention Is it possible, both due to high engine oil temperatures Conditional reduction of fuel consumption in partial load operation as well as low coolant temperatures to realize in full load operation. In addition, by a waiver on elaborate electric heated map thermostats and a complex application of the production costs of the cooling system lowered and due to the simple and robust execution of the Thermostatic valve the susceptibility of the cooling system be reduced. About that In addition, an installation of the thermostatic valve according to the invention in a cooling system an internal combustion engine already in operation easily possible, as well as a quick engine oil heating, the in the same way as with known engine oil cooler is made by at cold engine, the flow of engine oil due to the high flow resistance of the engine oil cooler over Umströmungsventil past the engine oil cooler returned to the internal combustion engine becomes.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Thermostatventil zusammen mit dem Motorölkühler in einer vom Kühlmittel durchströmten Verbindungsleitung zwischen einer von der Brennkraftmaschine zu einem Hauptkühler führenden Vorlaufleitung und einer vom Hauptkühler zur Brennkraftmaschine führenden Rücklaufleitung angeordnet ist. Durch eine solche Anordnung des Motorölkühlers und des Thermostatventils in einem zu einem Hauptkühlerzweig des Kühlmittelkreislaufs parallelen Motorölkühlerzweig bleibt die Regelung der Kühlmitteltemperatur im Hauptkühlerzweig nahezu unbeeinflusst von der Temperaturregelung im Motorölkühler.A advantageous embodiment of the invention provides that the thermostatic valve together with the engine oil cooler in one from the coolant perfused Connecting line between one of the internal combustion engine to a main cooler leading Supply line and one from the main cooler to the engine leading Return line is arranged. By such an arrangement of the engine oil cooler and of the thermostatic valve in a to a main radiator branch of the coolant circuit parallel engine oil cooler branch remains the control of the coolant temperature in the main cooler branch almost unaffected by the temperature control in the engine oil cooler.

Um für eine Kühlung des Motoröls im Motorölkühler zu sorgen, strömt das Kühlmittel aus der Rücklaufleitung durch den Motorölkühler in die Vorlaufleitung, wobei das Thermostatventil in Strömungsrichtung des Kühlmittels hinter dem Motorölkühler in der Verbindungsleitung angeordnet ist, um für eine direkte Kopplung zwischen der Temperatur des durch das Thermostatventil strömenden Kühlmittels und der Temperatur des Motoröls im Motorölkühler zu sorgen.Around for one cooling of the engine oil in the engine oil cooler too worry, streams the coolant from the return line through the engine oil cooler in the flow line, the thermostatic valve in the flow direction of the coolant behind the engine oil cooler in the connecting line is arranged to allow for a direct coupling between the temperature of the coolant flowing through the thermostatic valve and the temperature of the engine oil in the engine oil cooler too to care.

Der Hauptkühlerzweig des Kühlmittelkreislaufs umfasst zweckmäßig in bekannter Weise ein in der Rücklaufleitung angeordnetes und mit der Vorlaufleitung verbundenes selbstregelndes dehnstoffgetriebenes Hauptthermostatventil.Of the Main radiator branch of the coolant circuit suitably includes in known In the return line arranged and connected to the flow line self-regulating worm-driven main thermostatic valve.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:in the The following is the invention with reference to an illustrated in the drawing embodiment explained in more detail. It demonstrate:

1 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Kühlwasserkreislaufs eines Kühlsystems einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einem Motorölkühler und einem selbstregelnden Thermostatventil zur Regelung der Temperatur des durch den Motorölkühler strömenden Kühlwassers; 1 a simplified schematic representation of a cooling water circuit of a cooling system of an internal combustion engine of a motor vehicle with an engine oil cooler and a self-regulating thermostatic valve for controlling the temperature of the cooling water flowing through the engine oil cooler;

2 eine vergrößerte schematische Darstellung des Thermostatventils. 2 an enlarged schematic representation of the thermostatic valve.

Das in 1 der Zeichnung dargestellte Kühlsystem 1 einer wassergekühlten 8-Zylinder-Brennkraftmaschine 2 eines Kraftfahrzeugs umfasst einen zur Kühlung der Brennkraftmaschine 2 dienenden Kühlkreislauf 3 und einen zur Beheizung eines Innenraums des Kraftfahrzeugs dienenden Heizungskreislauf 4, die beide von einem Kühlmittel in Form von Kühlwasser nebst Additiven durchströmt werden.This in 1 the drawing shown cooling system 1 a water-cooled 8-cylinder internal combustion engine 2 a motor vehicle includes one for cooling the internal combustion engine 2 serving cooling circuit 3 and a heating circuit for heating an interior of the motor vehicle 4 , which are both flowed through by a coolant in the form of cooling water and additives.

Der Kühlkreislauf 3 umfasst einen mit zwei Gebläsen 5 bestückten Hauptwasserkühler 6, eine von der Brennkraftmaschine 2 zu einem Kühlereinlauf 7 des Hauptwasserkühlers 6 führende Vorlaufleitung 8, eine von einem Kühlerauslauf 9 des Hauptwasserkühlers 6 zurück zur Brennkraftmaschine 2 führende Rücklaufleitung 10 mit einem Hauptthermostatventil 11 und einer Hauptwasserpumpe 12, eine von der Vorlaufleitung 8 zum Hauptthermostatventil 10 führende Bypassleitung 13, einen durch eine Entlüftungsleitung 14 mit dem Hauptwasserkühler 6 und durch eine Rückführleitung 15 mit dem Hauptthermostatventil 11 verbundenen Ausgleichsbehälter 16, sowie einen Motorölkühler 17 und ein selbstregelndes Thermostatventil 18, die in einer hinter der Hauptwasserpumpe 12 aus der Rücklaufleitung 10 abzweigenden und hinter der Abzweigung der Bypassleitung 13 in die Vorlaufleitung 8 mündenden Verbindungsleitung 19 angeordnet sind.The cooling circuit 3 includes one with two blowers 5 equipped main water cooler 6 , one of the internal combustion engine 2 to a cooler inlet 7 of the main water cooler 6 leading supply line 8th , one from a radiator spout 9 of the main water cooler 6 back to the internal combustion engine 2 leading return line 10 with a main thermostatic valve 11 and a main water pump 12 , one from the supply line 8th to the main thermostatic valve 10 leading bypass line 13 one through a vent line 14 with the main water cooler 6 and through a return line 15 with the main thermostatic valve 11 connected expansion tank 16 , so like a motor oil cooler 17 and a self-regulating thermostatic valve 18 standing in a behind the main water pump 12 from the return line 10 branching and behind the branch of the bypass line 13 in the supply line 8th opening connection line 19 are arranged.

Die Verbindungsleitung 19 mit dem Motorölkühler 17 und dem Thermostatventil 18 wird im Rahmen dieser Patentanmeldung auch als Motorölkühlerzweig des Kühlkreislaufs 3 bezeichnet, während die Vorlaufleitung 8, der Hauptwasserkühler 6 und die Rücklaufleitung 10 mit dem Hauptthermostatventil 11 und der Kühlmittelpumpe 12 als Hauptkühlerzweig des Kühlkreislaufs 3 bezeichnet werden.The connection line 19 with the engine oil cooler 17 and the thermostatic valve 18 is in the context of this patent application as engine oil cooler branch of the cooling circuit 3 designated while the flow line 8th , the main water cooler 6 and the return line 10 with the main thermostatic valve 11 and the coolant pump 12 as main cooler branch of the cooling circuit 3 be designated.

Der Heizungskreislauf 4 umfasst einen Heizungswärmetauscher 20, der durch einen Heizungsvorlauf 21 mit der Vorlaufleitung 8 bzw. der Bypassleitung 13 und durch einen Heizungsrücklauf 22 mit der vom Ausgleichsbehälter 16 zum Hauptthermostatventil 11 führenden Rückführleitung 15 verbunden ist.The heating circuit 4 includes a heater core 20 by a heating flow 21 with the flow line 8th or the bypass line 13 and by a heating return 22 with the from the expansion tank 16 to the main thermostatic valve 11 leading return line 15 connected is.

Wie am besten in 2 dargestellt, besitzt das selbstregelnde Thermostatventil 18 ein vom Kühlwasser durchströmtes erweitertes röhrenförmiges Gehäuse 23, das einen Strömungskanal für das Kühlwasser begrenzt und einen auf der Seite des Motorölkühlers 18 angeordneten Einlass 24 sowie einen auf der Seite der Vorlaufleitung 8 angeordneten Auslass 25 aufweist. Der Einlass 24 und der Auslass 25 werden jeweils von Rohrstutzen 26, 27 begrenzt, deren Längsachsen mit einer Längsachse des röhrenförmigen Gehäuses 23 fluchten. Das Gehäuse 23 ist in seiner axialen Mitte mit einer Querschnittsverengung versehen, die von einer kreisförmigen Öffnung 28 in einer radial nach innen über das Gehäuse 23 überstehenden ringförmigen Trennwand 29 gebildet wird.How best in 2 shown, has the self-regulating thermostatic valve 18 a flowing through the cooling water extended tubular housing 23 , which defines a flow channel for the cooling water and one on the side of the engine oil cooler 18 arranged inlet 24 and one on the side of the supply line 8th arranged outlet 25 having. The inlet 24 and the outlet 25 are each of pipe sockets 26 . 27 limited, whose longitudinal axes with a longitudinal axis of the tubular housing 23 aligned. The housing 23 is provided in its axial center with a cross-sectional constriction, by a circular opening 28 in a radially inward direction over the housing 23 projecting annular partition 29 is formed.

In den Einlassstutzen 26 ist eine mit Durchlassöffnungen 30 versehene Halterung 31 eingesetzt, an der eine Wachspatrone oder ein anderes längliches Ausdehnungs- bzw. Dehnstoffelement 32 so befestigt ist, dass es koaxial zur Längsachse des Gehäuses 23 in Richtung des Auslassstutzens 25 über die Halterung 31 übersteht. Das Dehnstoffele ment 32 trägt an seinem freien Ende eine senkrecht zur Längsachse ausgerichtete kreisförmige Drosselscheibe 33. Über die vom Dehnstoffelement 32 abgewandte Seite der Drosselscheibe 33 steht ein zur Längsachse des Gehäuses 23 koaxialer zylindrischer Führungsstift 34 über, der eine mittige Führungsbohrung 35 in einer in den Auslassstutzen 27 eingesetzten, mit Durchlassöffnungen 36 versehenen Führung 37 durchsetzt. Die Länge des Führungsstifts 34 ist so gewählt, dass er bei der geringsten Ausdehnung des Dehnstoffelements 32 gerade noch in die Führungsbohrung 35 ragt, wie in 2 dargestellt. Das Thermostatventil 18 umfasst weiter eine das Dehnstoffelement 32 umgebende Rückstellfeder 38.In the inlet pipe 26 is one with passage openings 30 provided bracket 31 used at the wax cartridge or other elongated expansion or expansion element 32 is attached so that it is coaxial with the longitudinal axis of the housing 23 in the direction of the outlet 25 over the bracket 31 survives. The Dehnstoffele ment 32 carries at its free end a perpendicular to the longitudinal axis aligned circular throttle plate 33 , About the expansion element 32 opposite side of the throttle plate 33 is one to the longitudinal axis of the housing 23 coaxial cylindrical guide pin 34 over, the central guide bore 35 in one in the outlet 27 inserted, with passage openings 36 provided guidance 37 interspersed. The length of the guide pin 34 is chosen so that it at the lowest extension of the expansion element 32 just in the guide hole 35 sticks out as in 2 shown. The thermostatic valve 18 further comprises a the expansion element 32 surrounding return spring 38 ,

Die axiale Position der Halterung 31 und die Länge des Dehnstoffelements 32 sind so aufeinander abgestimmt, dass sich die Drosselscheibe 33 genau innerhalb der von der kreisförmigen Öffnung 28 der Trennwand 29 gebildeten Querschnittsverengung befindet, wie in 2 in unterbrochenen Linien dargestellt, wenn das durch das Gehäuse 23 des Thermostatventils 18 strömende Kühlwasser eine gewünschte Solltemperatur besitzt. In dieser Stellung der Drosselscheibe 33 ist der freie Strömungsquerschnitt des Thermostatventils 18 auf einen schmalen Ringspalt 39 zwischen dem Rand der Drosselscheibe 33 und dem gegenüberliegenden Rand der Öffnung 28 beschränkt, so dass nur wenig Kühlwasser durch das Gehäuse 23 strömt.The axial position of the bracket 31 and the length of the expansion element 32 are coordinated so that the throttle disk 33 just inside of the circular opening 28 the partition 29 formed cross-sectional constriction, as in 2 shown in broken lines when passing through the housing 23 of the thermostatic valve 18 flowing cooling water has a desired setpoint temperature. In this position of the throttle disk 33 is the free flow area of the thermostatic valve 18 on a narrow annular gap 39 between the edge of the throttle disc 33 and the opposite edge of the opening 28 limited, so that only a little cooling water through the housing 23 flows.

Wenn die Temperatur des Kühlwassers im Thermostatventil 18 aufgrund eines Anstiegs der Motoröltemperatur im vorgeschalteten Motorölkühler 17 über die Solltemperatur hinaus ansteigt, dehnt sich das Dehnstoffelement 32 aus. Dies hat zur Folge, dass sich die Drosselscheibe 33 in Strömungsrichtung (Pfeile A in 2) von der Trennwand 29 entfernt und die Öffnung 28 freigibt, wobei mit zunehmender Temperatur des Kühlwassers infolge einer zunehmenden Entfernung der Drosselscheibe 33 von der Trennwand 29 der freie Strömungsquerschnitt im Bereich der Trennwand 29 und damit der Kühlwasserdurchsatz durch das Thermostatventil 18 größer wird. Durch den höheren Kühlwasserdurchsatz sinkt die Motoröltemperatur im Motorölkühler 17, was wiederum ein Absinken der Temperatur des hinter dem Motorölkühler 17 durch das Gehäuse 23 des Thermostatventils 18 strömenden Kühlwassers zur Folge hat. Dadurch zieht sich das Dehnstoffelement 32 zusammen und bewegt die Drosselscheibe 33 in Richtung der Trennwand 29, womit der freie Strömungsquerschnitt im Bereich der Trennwand 29 und damit Kühlwasserdurchsatz durch das Thermostatventil 18 abnimmt. Dies führt wiederum dazu, dass die Motoröltemperatur im vorgeschalteten Motorölkühler 17 ansteigt, was für einen erneuten Anstieg der Kühlwassertemperatur im Thermostatventil 18 sorgt. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass sich die Kühlwassertemperatur im Thermostatventil 18 und damit auch die Motoröltemperatur im Motorölkühler 17 stets selbsttätig an die gewünschte Solltemperatur annähert, die durch eine geeignete Abstimmung der Querschnitte der Drosselscheibe 33 und der Öffnung 28 sowie der Länge des Dehnstoffelements 32 festgelegt werden kann.When the temperature of the cooling water in the thermostatic valve 18 due to an increase in the engine oil temperature in the upstream engine oil cooler 17 rises above the set temperature, expands the expansion element 32 out. This has the consequence that the throttle disc 33 in flow direction (arrows A in 2 ) from the partition 29 removed and the opening 28 releases, with increasing temperature of the cooling water due to an increasing distance of the throttle disc 33 from the partition 29 the free flow cross section in the region of the partition 29 and thus the cooling water throughput through the thermostatic valve 18 gets bigger. Due to the higher cooling water flow rate, the engine oil temperature in the engine oil cooler drops 17 , which in turn causes a drop in the temperature of the engine oil cooler behind 17 through the housing 23 of the thermostatic valve 18 flowing cooling water has the consequence. As a result, the expansion element pulls 32 together and move the throttle plate 33 in the direction of the partition 29 , whereby the free flow cross-section in the region of the partition wall 29 and thus cooling water flow through the thermostatic valve 18 decreases. This in turn causes the engine oil temperature in the upstream engine oil cooler 17 increases, what a renewed increase in the cooling water temperature in the thermostatic valve 18 provides. This ensures that the cooling water temperature in the thermostatic valve 18 and thus also the engine oil temperature in the engine oil cooler 17 always automatically approaches the desired setpoint temperature, by a suitable vote of the cross sections of the throttle plate 33 and the opening 28 and the length of the expansion element 32 can be determined.

Wenn die Motoröltemperatur im Motorölkühler 17 infolge eines hohen Lastzustands deutlich über den oben beschriebenen Regelbereich ansteigt, sinkt die Kühlwassertemperatur im Thermostatventil 18 nicht mehr ab, wodurch die Drosselscheibe 33 in ihrer in 2 in strichpunktierten Linien angezeigten rechten Endstellung bleibt, in der die maximale Kühlleistung des Motorölkühlers 17 abgerufen werden kann.When the engine oil temperature in the engine oil cooler 17 As a result of a high load condition, the temperature of the cooling water in the thermostatic valve drops significantly above the control range described above 18 no longer off, causing the throttle plate 33 in her in 2 indicated in dotted lines right end position remains, in which the maximum cooling capacity of the engine oil cooler 17 can be retrieved.

Durch die Anordnung des Thermostatventils 17 in der Verbindungsleitung 19, d. h. in dem zum Hauptkühlerzweig des Kühlmittelkreislaufs 3 parallelen Motorölkühlerzweig, bleibt die Regelung der Kühlwassertemperatur im Hauptkühlerzweig durch die Regelung der Motoröltemperatur im Motorölkühler 17 praktisch unbeeinflusst. Auf diese Weise kann im Hauptkühlerzweig durch das Hauptthermostatventil 11 eine niedrige Kühlwassertemperatur eingestellt werden, während gleichzeitig vom Thermostatventil 18 eine hohe Motoröltemperatur eingestellt und so der eingangs genannte Zielkonflikt optimal gelöst werden kann.By the arrangement of the thermostatic valve 17 in the connection line 19 ie, in the main radiator branch of the coolant circuit 3 parallel engine oil cooler branch, the regulation of the cooling water temperature remains in the main cooler branch by controlling the engine oil temperature in the engine oil cooler 17 virtually unaffected. In this way, in the main cooler branch through the main thermostatic valve 11 a low cooling water temperature can be set while at the same time by the thermostatic valve 18 set a high engine oil temperature and so the above-mentioned conflict of objectives can be optimally solved.

Nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine 2 befindet sich die Drosselscheibe 33 infolge der geringen Kühlwassertemperatur in ihrer in 2 in durchgezogenen Linien dargestellten linken Endstellung im Abstand von der Öffnung 28, so dass zur schnelleren Aufheizung des Motoröls im Motorölkühler 17 ein großer Kühlwasserdurchfluss durch den Motorölkühlerzweig gewährleistet ist, während das geschlossene Hauptthermostatventil 11 einen Hindurchtritt von Kühlwasser durch den Hauptkühlerzweig verhindert.After a cold start of the engine 2 is the throttle disk 33 due to the low cooling water temperature in their in 2 in solid lines shown left end position at a distance from the opening 28 , so that for faster heating of the engine oil in the engine oil cooler 17 a large cooling water flow is ensured by the engine oil cooler branch, while the closed main thermostatic valve 11 prevents passage of cooling water through the main cooler branch.

11: Kühlsystemcooling system
22: BrennkraftmaschineInternal combustion engine
33: KühlkreislaufCooling circuit
44: HeizungskreislaufHeating circuit
55: Gebläsefan
66: HauptwasserkühlerMain water cooler
77: KühlereinlaufCooler inlet
88th: Vorlaufleitungsupply line
99: KühlerauslaufCooler outlet
1010: RücklaufleitungReturn line
1111: HauptthermostatventilMain thermostat valve
1212: KühlwasserpumpeCooling water pump
1313: Bypassleitungbypass line
1414: Entlüftungsleitungvent line
1515: RückführleitungReturn line
1616: Ausgleichsbehältersurge tank
1717: MotorölkühlerEngine oil cooler
1818: selbstregelndes Thermostatventilself-regulating thermostatic valve
1919: Verbindungsleitungconnecting line
2020: HeizungswärmetauscherHeater core
2121: HeizungsvorlaufHeating flow
2222: HeizungsrücklaufHeating return
2323: Gehäusecasing
2424: Einlassinlet
2525: Auslassoutlet
2626: Einlassstutzeninlet port
2727: Auslassstutzenoutlet
2828: Öffnungopening
2929: Trennwandpartition wall
3030: DurchlassöffnungenPassage openings
3131: Halterungbracket
3232: Dehnstoffelementexpansion element
3333: Drosselscheibethrottle disc
3434: Führungsstiftguide pin
3535: Führungsbohrungguide bore
3636: DurchlassöffnungenPassage openings
3737: Führungguide
3838: RückstellfederReturn spring
3939: Ringspaltannular gap

Claims

Self-regulating thermostatic valve for varying the flow rate of a fluid through a flow channel as a function of the temperature of the fluid, characterized in that the thermostatic valve ( 18 ) automatically minimizes the flow rate when the fluid has a predetermined target temperature, and increases the flow rate with increasing deviation from the target temperature.

Self-regulating thermostatic valve according to claim 1, characterized in that the thermostatic valve ( 18 ) automatically reduces the flow rate as the temperature of the fluid approaches the target temperature.

Self-regulating thermostatic valve according to claim 1 or 2, characterized in that the thermostatic valve ( 18 ) increases the flow rate automatically when the temperature of the fluid rises above the target temperature and when the temperature of the fluid drops below the target temperature.

Self-regulating thermostatic valve according to one of the preceding claims, characterized by a cross-sectional constriction ( 28 ) of the flow channel movable throttle element ( 33 ), which is within the cross-sectional constriction ( 28 ), when the fluid is at the target temperature, and in a direction across the cross-sectional constriction (FIG. 28 ), as the temperature of the fluid rises above the setpoint temperature.

Self-regulating thermostatic valve according to claim 4, characterized in that the throttle element ( 33 ) in an opposite direction across the cross-sectional constriction ( 28 ) when the temperature of the fluid drops below the target temperature.

Self-regulating thermostatic valve according to claim 4 or 5, characterized in that the throttle element ( 33 ) is movable in the longitudinal direction of the flow channel.

Self-regulating thermostatic valve according to one of claims 4 to 6, characterized by a with the throttle element ( 33 ) connected expansion or expansion element ( 32 ).

Self-regulating thermostatic valve according to claim 7, characterized in that the expansion or expansion element ( 32 ) is disposed within the flow channel.

Cooling system for an internal combustion engine, with a cooling circuit, characterized by a self-regulating thermostatic valve ( 18 ) according to one of the preceding claims in the cooling circuit ( 3 ).

Cooling system according to claim 9, characterized in that the thermostatic valve ( 18 ) behind one of engine oil and coolant of the internal combustion engine ( 2 ) through-flow engine oil cooler ( 18 ) is arranged in the flow path of the coolant.

Cooling system according to claim 9 or 10, characterized in that the thermostatic valve ( 18 ) in a connection line ( 19 ) between one of the internal combustion engine ( 2 ) to a main cooler ( 6 ) leading flow line ( 8th ) and one from the main cooler ( 6 ) to the internal combustion engine ( 2 ) leading return line ( 10 ) is arranged.

Cooling system according to claim 11, characterized in that between the flow line ( 8th ) and the return line ( 9 ) a self-regulating main thermostatic valve ( 11 ) is arranged.