DE102014011746B4 - Coolant circuit for a vehicle and turntable for such a coolant circuit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Kühlmittelkreislauf für ein Kraftfahrzeug, mit einem Kühlmittelpumpenkreislauf (1) und zumindest einem Teilkreislauf (3, 5, 7), in welchem Kühlmittelpumpenkreislauf (1) eine Kühlmittelpumpe (39) über eine Saugleitung und eine Druckleitung mit einem Sauganschluss (15) und einem Druckanschluss (17) eines Drehstellers (9) verbunden ist, in dem ein drehbetätigbarer Saugdrehschieber (21) und ein drehbetätigbarer Druckdrehschieber (25) angeordnet sind, wobei ein Strömungsdurchlass (33) des Saugdrehschiebers (21) den Sauganschluss (15) mit zumindest einem zum Teilkreislauf (3, 5, 7) führenden Teilkreislauf-Anschluss (11) des Drehstellers (9) verbindet und wobei der Strömungsdurchlass (33) des Druckdrehschiebers (25) den Druckanschluss (17) mit zumindest einem Teilkreislauf-Anschluss (11) des Drehstellers (9) verbindet.The invention relates to a coolant circuit for a motor vehicle, having a coolant pump circuit (1) and at least one subcircuit (3, 5, 7), in which coolant pump circuit (1) a coolant pump (39) via a suction line and a pressure line with a suction port (15). and a pressure port (17) of a turntable (9) is connected, in which a drehbetätigbarer Saugdrehschieber (21) and a drehbetätigbarer pressure rotary valve (25) are arranged, wherein a flow passage (33) of the Saugdrehschiebers (21) the suction port (15) with at least a partial circuit (3, 5, 7) leading part circuit connection (11) of the turntable (9) connects and wherein the flow passage (33) of the pressure rotary valve (25) the pressure port (17) with at least one partial circuit connection (11) of the Turntable (9) connects.
Description
Die Erfindung betrifft einen Kühlmittelkreislauf für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und einen Drehsteller nach dem Patentanspruch 11.The invention relates to a coolant circuit for a vehicle according to the preamble of
Das Thermomanagement im Fahrzeug erfolgt mit Hilfe eines Kühlmittelkreislaufes, mittels dem die Motorkühlung sowie die Optimierung des Innenraumkomforts und die Getriebekühlung geregelt wird. Hierzu weist der Kühlmittelkreislauf Teilkreisläufe auf, in denen Wärmetauscher geschaltet sind, um eine entsprechende Wärmeübertragung zu ermöglichen. Die Teilkreisläufe sind über Ventilelemente, zum Beispiel einem zentralen Drehsteller, dem Kühlmittelkreislauf zuschaltbar oder stilllegbar.The thermal management in the vehicle takes place with the help of a coolant circuit, which regulates the engine cooling as well as the optimization of the interior comfort and the transmission cooling. For this purpose, the coolant circuit on subcircuits, in which heat exchangers are connected to allow a corresponding heat transfer. The subcircuits can be switched on or off via valve elements, for example, a central turntable, the coolant circuit.
Aus der
Durch Bereitstellung des Saugdrehstellers und des Druckdrehstellers können in dem Kühlmittelkreislauf die Teilkreisläufe in unterschiedlichen Leitungsführungen miteinander strömungstechnisch verbunden oder voneinander getrennt werden. In der
Aus der
Die
Die
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Kühlmittelkreislauf sowie einen Drehsteller für einen solchen Kühlmittelkreislauf bereitzustellen, dessen Funktionalität gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten Drehschieber gesteigert ist.The object of the invention is to provide a coolant circuit and a turntable for such a coolant circuit, whose functionality is increased compared to the known from the prior art rotary valve.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 11 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The object is solved by the features of
Der Erfindung liegt der Kerngedanke zugrunde, die Variabilität des im Kühlmittelkreislauf eingesetzten Drehstellers in konstruktiv einfacher Weise zu steigern, um durch unterschiedliche Leitungsführungen eine größtmögliche Variation von Volumenströmen im Kühlmittelkreislauf zu erlauben. Vor diesem Hintergrund ist gemäß Patentanspruch 1 in dem Drehsteller des Kühlmittelkreislaufes zumindest ein weiterer drehbetätigbarer Zwischendrehschieber angeordnet, mit dem die Strömungsdurchlässe des Saugdrehschiebers und des Druckdrehschiebers strömungstechnisch miteinander verbindbar sind. Auf diese Weise ergeben sich weitere Freiheitsgrade bei der Leitungsführung innerhalb des Drehstellers. Die Drehbetätigung der somit zumindest drei Drehschieber erfolgt in an sich bekannter Weise zum Beispiel über einen Zahnradtrieb oder dergleichen.The invention is based on the core idea to increase the variability of the rotary actuator used in the coolant circuit in a structurally simple manner, to allow the greatest possible variation of volume flows in the coolant circuit through different wiring. Against this background, at least one further drehbetätigbarer intermediate rotary valve is arranged according to claim 1 in the turntable of the coolant circuit, with which the flow passages of the Saugdrehschiebers and the pressure rotary valve are fluidically connected to each other. In this way, there are more degrees of freedom in the wiring within the turntable. The rotational actuation of the thus at least three rotary valve takes place in a conventional manner, for example via a gear drive or the like.
Zur strömungstechnischen Verbindung des Saugdrehschiebers mit dem Druckdrehschieber kann der Zwischendrehschieber einen Strömungsdurchlass aufweisen. Der Strömungsdurchlass kann zur weiteren Steigerung der Drehsteller-Funktionalität mit zumindest einem Teilkreislauf-Anschluss des Drehstellers verbindbar sein. Der Teilkreislauf-Anschluss und auch die Saug- sowie Druckanschlüsse sind in einem Drehsteller-Gehäuse vorgesehen, in dessen Innenraum die insgesamt zumindest drei Drehschieber angeordnet sind. Die Teilkreislauf-Anschlüsse sind über entsprechende Zu- oder Ableitungen mit den Teilkreisläufen gekoppelt.For the fluidic connection of the rotary vane with the pressure rotary valve, the intermediate rotary valve may have a flow passage. The flow passage may be connectable with at least one partial circuit connection of the turntable to further increase the turntable functionality. The partial circuit connection and also the suction and pressure connections are provided in a turntable housing, in the interior of which the total of at least three rotary valves are arranged. The subcircuit connections are coupled to the subcircuits via appropriate inlets or outlets.
In einer schaltungs- und regelungstechnisch bevorzugten Variante kann im Kühlmittelpumpenkreislauf, abgesehen von der Kühlmittelpumpe und dem Drehsteller, keine weitere Strömungskomponente, das heißt Wärmetauscher und/oder Wärmeübertrager, angeordnet sein.In a switching and control technology preferred variant can be arranged in the coolant pump circuit, apart from the coolant pump and the turntable, no further flow component, that is, heat exchangers and / or heat exchangers.
Zur Bildung des Strömungsdurchlasses weist der Saug-, Druck- und/oder Zwischendrehschieber erfindungsgemäß jeweils einen Ringraum auf. Der Ringraum ist zumindest teilweise von Kühlmittel durchströmbar. Zudem kann der Ringraum des Saug-, Druck- und/oder Zwischendrehschiebers rotationssymmetrisch um die Drehschieber-Drehachse verlaufen. To form the flow passage, the suction, pressure and / or intermediate rotary valve according to the invention in each case an annular space. The annulus is at least partially flowed through by coolant. In addition, the annular space of the suction, pressure and / or intermediate rotary valve can be rotationally symmetrical about the rotary valve axis of rotation.
In einer technischen Realisierung der Erfindung kann der Saug-, Druck- und/oder Zwischendrehschieber einen Zylindermantel aufweisen. Dieser kann zur Drehschieber-Drehachse rotationssymmetrisch im Gehäuseraum des Drehsteller-Gehäuses angeordnet sein. Zudem kann der Zylindermantel des Drehschiebers doppelwandig ausgeführt sein, und zwar mit einer radial inneren Innenwand und einer radial äußeren Außenwand, die den Ringraum begrenzen. Der Ringraum kann, wie bereits oben erwähnt, nicht voll umfänglich mit Kühlmittel durchströmbar sein, sondern vielmehr nur über ein Teilsegment. Zur strömungstechnischen Verbindung mit den gehäuseseitigen Anschlüssen und/oder mit angrenzenden Drehschiebern weist der, den Strömungsdurchlass bildende Ringraum des jeweiligen Drehschiebers erfindungsgemäß Kühlmittelöffnungen auf. Die Kühlmittelöffnungen können in Radialrichtung betrachtet außen an der Außenwand des zylindrischen Drehschiebers positioniert sein und zum Beispiel mit einem Teilkreislauf-Anschluss des Drehstellers in Überdeckung bringbar sein. Erfindungsgemäß weist der jeweilige Drehschieber in der Axialrichtung betrachtet jeweils eine stirnseitige Kühlmittelöffnung auf, die eine Kühlmittel-Überleitung in der Axialrichtung zu einem gehäuseseitigen Anschluss und/oder einem Ringraum eines angrenzenden Drehschiebers ermöglicht.In a technical realization of the invention, the suction, pressure and / or intermediate rotary valve may have a cylinder jacket. This can be arranged rotationally symmetrical to the rotary valve axis of rotation in the housing space of the turntable housing. In addition, the cylinder jacket of the rotary valve can be designed double-walled, with a radially inner inner wall and a radially outer outer wall defining the annulus. As already mentioned above, the annular space can not be flowed through completely with coolant, but rather only over a partial segment. For fluid communication with the housing-side terminals and / or with adjacent rotary valves, the, the flow passage forming annular space of the respective rotary valve according to the invention on coolant openings. The coolant openings, viewed in the radial direction, may be positioned outside on the outer wall of the cylindrical rotary valve and, for example, may be overlapped with a partial circuit connection of the rotary plate. According to the invention, the respective rotary valve, viewed in the axial direction, has in each case an end-side coolant opening which allows a coolant transfer in the axial direction to a housing-side connection and / or an annular space of an adjacent rotary valve.
In der technischen Umsetzung können die zumindest drei Drehschieber, das heißt der Saugdrehschieber, der Druckdrehschieber und der zwischengeordnete Zwischendrehschieber betrachtet in Reihe hintereinander angeordnet sein und im Drehsteller-Innenraum drehbar gelagert sein. Hierzu kann das Drehsteller-Gehäuse hohlzylindrisch ausgeführt sein mit einer nach außen fluiddicht geschlossenen Ummantelung.In the technical implementation, the at least three rotary valves, that is the Saugdrehschieber, the pressure rotary valve and the intermediate intermediate rotary valve considered considered in series and be rotatably mounted in the turntable interior. For this purpose, the turntable housing can be designed as a hollow cylinder with a jacket which is closed in a fluid-tight manner to the outside.
Die derart im hohlzylindrischen Drehsteller-Gehäuse positionierten Drehschieber können allesamt baugleich ausgeführt sein, und zwar mit Ausnahme der axialen und/oder radialen Kühlmittelöffnungen. Diese sind im Hinblick auf die Größe und/oder Positionierung entsprechend der Regelungsanforderung ausgelegt. Im Unterschied zur Außenwand kann die Innenwand des doppelwandigen Zylindermantels des Drehschiebers fluiddicht geschlossen sein. Bevorzugt können für jeden Drehschieber jeweils eine Reihe von Teilkreislauf-Anschlüssen im Drehsteller-Gehäuse bereitgestellt sein, um eine größtmögliche Variation der Teilkreisläufe bereitzustellen.The so positioned in the hollow cylindrical rotary actuator housing rotary valve can all be made identical, with the exception of the axial and / or radial coolant openings. These are designed in view of the size and / or positioning according to the control request. In contrast to the outer wall, the inner wall of the double-walled cylinder jacket of the rotary valve can be closed in a fluid-tight manner. In each case, a series of partial circuit connections in the turntable housing can be provided for each rotary valve in order to provide the greatest possible variation of the partial circuits.
Mit dem erfindungsgemäßen Drehsteller können in regelungstechnisch einfacher Weise die Teilkreisläufe je nach Betriebsanforderung in Reihenschaltung oder in Parallelschaltung miteinander verschaltet werden.With the turntable according to the invention, the subcircuits can be interconnected with one another in a series connection or in parallel connection, depending on the operating requirement, in a simple control technology.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.The advantageous embodiments and / or further developments of the invention explained above and / or reproduced in the dependent claims can be used individually or else in any desired combination with one another, for example in the case of clear dependencies or incompatible alternatives.
Es zeigen:Show it:
In der
Nachfolgend wird zunächst der grundsätzliche Aufbau sowie die Funktionsweise des Drehstellers
Wie aus der
Das Drehsteller-Gehäuse
Zudem ist gemäß der
Im Gegensatz zur Außenwand
Wie aus der
Wie aus der
Gemäß der
Analog dazu wirkt der in der
In der
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