DE10240169B4

DE10240169B4 - Motorkühlsystem

Info

Publication number: DE10240169B4
Application number: DE10240169A
Authority: DE
Inventors: Bong-Sang Lee
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2013-09-26
Anticipated expiration: 2022-08-31
Also published as: DE10240169A1; JP3692426B2; JP2003120296A; US20030047150A1; KR20030023009A; KR100482542B1; US6883470B2

Abstract

Motorkühlsystem, aufweisend: einen Motorblock (21), der mit einer ersten Kühlmittelpassage versehen ist, die durch den Motorblock hindurchgeht; einen Kühler (25) zum Abstrahlen der vom Kühlmittel absorbierten Wärme des Motorblocks (21) an die Atmosphäre, eine Kühlmittelpumpe (9), die in einem Einlass der ersten Kühlmittelpassage angeordnet ist und das Kühlmittel durch Pumpen pumpt und zirkuliert, eine Heizung (35), die mit dem Kühlmittel Wärme austauscht; einen Thermostaten (27), der selektiv durch die Kühlmitteltemperatur betätigt wird, eine Kammer (100), die in einen ersten Raum und einen zweiten Raum unterteilt ist, wobei der Thermostat (27) in dem ersten Raum der Kammer (100) montiert ist, eine zweite Kühlmittelpassage, die von einem Auslass der ersten Kühlmittelpassage sequentiell mit dem Kühler (25), dem ersten Raum der Kammer (100) und der Kühlmittelpumpe (9) verbunden ist, eine dritte Kühlmittelpassage, die von einem Auslass der ersten Kühlmittelpassage sequentiell mit dem ersten Raum der Kammer (100) und der Kühlmittelpumpe (9) verbunden ist, einen Drosselkörper (37), der in der dritten Kühlmittelpassage angeordnet ist und die Zirkulation des Kühlmittels unterstützt, das in den ersten Raum der Kammer (100) strömt, und eine vierte Kühlmittelpassage, die von dem Auslass der ersten Kühlmittelpassage sequentiell mit der Heizung (25), dem zweiten Raum der Kammer (100) und der Kühlmittelpumpe (9) verbunden ist, wobei die zweite und die dritte Kühlmittelpassage in dem ersten Raum der Kammer verbunden sind, die dritte und vierte Kühlmittelpassage stromabwärts der Kammer (100) verbunden sind, und der Thermostat (27) die zweite Kühlmittelpassage selektiv nur mittels der Temperatur des Kühlmittels, das die dritte Kühlmittelpassage passiert, öffnet oder schließt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Motorkühlsystem, bei welchem ein Thermostat nur über die Temperatur des Kühlmittels betätigt wird, das durch einen Drosselkörper hindurchfließt, ohne dass der Motorblock und der Thermostat über eine Kühlmittelbypassleitung miteinander verbunden sind.
Im Allgemeinen ist ein Kühlsystem für einen flüssigkeitsgekühlten Motor mit einer Vorrichtung zum Steuern der Kühlmitteltemperatur versehen, um die Motorreibung und die Abgasemissionen zu reduzieren.
Es gibt zwei Arten von Kühlsystemen. Ein ausgangsgeregeltes Kühlsystem regelt die Kühlmittelzirkulation auf Basis der Temperatur des aus dem Motorblock austretenden Kühlmittels, und ein eingangsgeregeltes Kühlsystem regelt die Temperatur des in den Motorblock eintretenden Kühlmittels.
Das ausgangsgeregelte Kühlsystem hat einen einfachen Aufbau, aber bei diesem System kann die Kühlmittelzirkulation nicht präzise geregelt werden. Seit kurzem wird das eingangsgeregelte Kühlsystem häufig für die präzise Regelung der Kühlmittelzirkulation verwendet.
Ein konventionelles eingangsgeregeltes Kühlsystem, wie in 1 gezeigt, weist einen Thermostaten 5, mit einem Hauptventil 1 und einem Bypassventil 3, und eine Kühlmittelpumpe 9 auf. Das Kühlmittel zirkuliert im Kühlsystem aufgrund der Wirkung der Kühlmittelpumpe. Der Thermostat 5 ist in einer Kühlmittelpassage angeordnet, über die ein Kühler 11 und die Kühlmittelpumpe 9 miteinander verbunden sind.
Eine Kühlmittelbypasspassage 17, deren eines Ende mit dem Motorblock 7 verbunden ist, stellt dem Thermostat 5 Kühlmittel bereit, das Wärme vom Motorblock 7 absorbiert hat.
Das Hauptventil 1 des Thermostaten 5 ist gemäß der Temperatur des Kühlmittels, das über die Kühlmittelbypasspassage 17 bereitgestellt wird, geöffnet oder geschlossen.
Jedoch machen bei dem oben genannten Kühlsystem das Bypassventil 3 und die Kühlmittelbypasspassage 17 den Aufbau des Kühlsystems kompliziert. Ferner ist die Heizleistung der Heizung 13 verringert, weil ein gewisser Anteil des im Motorblock 7 befindlichen, erwärmten Kühlmittels über die Kühlmittelbypasspassage 17 umgeleitet wird.
Aus der US 5 018 484 eine Vorrichtung zum Steuerung eines elektrischen Kühlventilators bekannt.
Aus der GB 2 348 485 A ist ein Motorkühlsystem mit einem Zylinderblock, einem Zylinderkopf einem Kühler, einem erste Kühlerschlauch und einer Wasserpumpe bekannt.
Aus der DE-OS-29 23 994 ist ein Thermostatisches Regelventil für den Kühlkreislauf von Brennkraftmaschinen bekannt.
Die Erfindung wurde in dem Bemühen gemacht, die oben genannten Probleme zu lösen. Es ist ein Ziel der Erfindung ein Motorkühlsystem bereitzustellen, das es ermöglicht, die Kühlmittelzirkulation präzise zu regeln, ohne dass eine von dem Motorblock zu dem Thermostaten hin verlaufende Kühlmittelbypasspassage vorhanden ist.
Erfindungsgemäß wird ein Motorkühlsystem gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Motorkühlsystem auf:
einen Motorblock, der eine erste Kühlmittelpassage aufweist, die durch den Motorblock hindurchgeht,
einen Kühler zum Abstrahlen der vom Kühlmittel absorbierten Wärme des Motorblocks an died Atmosphäre,
eine Kühlmittelpumpe, die in einem Einlassabschnitt der ersten Kühlmittelpassage angeordnet ist, wobei die Kühlmittelpumpe das Kühlmittel zwingt, durch das Kühlsystem hindurch zu zirkulieren,
einen Thermostaten, der in einer Kammer angeordnet ist, die in einer zweiten Kühlmittelpassage ausgebildet ist, über die der Kühler und die Kühlmittelpumpe miteinander verbunden sind, wobei der Thermostat die zweite Kühlmittelpassage selektiv öffnet und schließt, und
einen Drosselkörper, der in einer dritten Kühlmittelpassage angeordnet ist, über die ein Auslassabschnitt des Motorblocks und die Kühlmittelpumpe miteinander verbunden sind, wobei die dritte Kühlmittelpassage mit der Kammer der zweiten Kühlmittelpassage verbunden ist, so dass der Thermostat nur in Abhängigkeit von der Temperatur des durch den Drosselkörper hindurchgehenden Kühlmittels betätigt wird.
Vorzugsweise weist das Motorkühlsystem ferner eine Heizung auf, die in einer vierten Kühlmittelpassage angeordnet ist, über welche vierte Kühlmittelpassage der Auslassabschnitt der ersten Kühlmittelpassage und die Kühlmittelpumpe miteinander verbunden sind.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung detailliert beschrieben.
1 zeigt ein Kühlsystem gemäß dem Stand der Technik.
2 zeigt ein Kühlsystem gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
3 zeigt einen Schließ-Zustand eines Thermostaten des Kühlsystems von 2.
4 zeigt einen Öffnungs-Zustand des Thermostaten des Kühlsystems von 2.
Wie in 2 gezeigt, weist ein Kühlsystem gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Kühlmittelpumpe 9 auf, durch deren Wirkung das Kühlmittel im Kühlsystem zirkuliert.
Die Kühlmittelpumpe 9 ist zwischen einem Motorblock 21, mit einer sich durch einen Zylinderblock und einen Zylinderkopf erstreckenden Kühlmittelpassage, und einem Kühler 25 angeordnet, der die vom Kühlmittel absorbierte Wärme des Motorblocks 21 an die Atmosphäre abstrahlt. Weil eine konventionelle Kühlmittelpumpe und ein konventioneller Kühler für die Erfindung verwendbar sind, wurde eine detaillierte Beschreibung der Kühlmittelpumpe 9 und des Kühlers 25 weggelassen.
Ein Thermostat 27 ist in einer Kammer 100 angeordnet, die in einer Kühlmittelpassage ausgebildet ist, über welche Kühlmittelpassage der Kühler 25 und die Kühlmittelpumpe 9 miteinander verbunden sind.
Ein gewisser Anteil des Kühlmittels, das durch den Motorblock 21 hindurchgeht, fließt durch eine Kühlmittelpassage hindurch, über die der Motorblock 21 und ein Drosselkörper 37 miteinander verbunden sind. Das Kühlmittel fließt durch den Drosselkörper 37 hindurch und kommt dann in der Kammer 100 an.
Der Thermostat 27 weist ein Ventil 29 auf, das die Kühlmittelpassage, über die der Kühler 25 und die Kühlmittelpumpe 9 verbunden sind, in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur öffnet und schließt.
Das Ventil 29 (siehe 3 und 4) weist einen Rundkörper 31, der mit einem Material wie z. B. Wachs gefüllt ist, das sich temperaturabhängig ausdehnt oder zusammenzieht, und ein Vorspannteil 33 auf.
Wenn die Temperatur des über den Drosselkörper 37 gelieferten Kühlmittels niedrig ist, kann die Kraft des Rundkörpers 31 nicht die Kraft des Vorspannteils 33 überwinden, so dass das Ventil 29 die Kühlmittelpassage schließt, über die der Kühler 25 und die Kühlmittelpumpe 9 verbunden sind. Wenn die Temperatur des über den Drosselkörper 37 gelieferten Kühlmittels hoch ist, kann die Kraft des Rundkörpers 31 die Kraft des Vorspannteils 33 überwinden, so dass das Ventil 29 die Kühlmittelpassage öffnet, über die der Kühler 25 und die Kühlmittelpumpe 9 verbunden sind.
Eine Heizung 35 ist in einer Kühlmittelpassage vorgesehen, über die ein Auslassabschnitt des Motorblocks 21 und die Kühlmittelpumpe 9 miteinander verbunden sind, separat von der Kühlmittelpassage, mittels welcher der Auslassabschnitt des Motorblocks 21 und die Kühlmittelpumpe 9 über den Thermostat 27 verbunden sind. Daher hat das Kühlmittel, das durch die Heizung 35 hindurchgeht, keinen Einfluss auf den Betrieb des Thermostaten 27.
Nun wird der Betrieb des Kühlsystems gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Während der Motorerwärmung ist die Temperatur des durch den Drosselkörper 37 hindurchgehenden Kühlmittels gering, und ist die Ausdehnkraft des Rundkörpers 31 geringer als die Kraft des Vorspannteils 33, so dass das Ventil 29 einen Schließ-Zustand beibehält (siehe 3).
Daher zirkuliert das Kühlmittel nicht durch den Kühler 25 hindurch, sondern nur durch die Heizung 35 und den Drosselkörper 37 hindurch.
Wenn sich die Temperatur des durch den Drosselkörper 37 hindurch und zum Thermostat 27 hin fließenden Kühlmittels erhöht, überwindet die Ausdehnkraft des Rundkörpers 31 die Kraft des Vorspannteils 33, so dass sich das Ventil 29 öffnet (siehe 4).
Folglich zirkuliert das mittels der Kühlmittelpumpe 9 gepumpte Kühlmittel durch den Motorblock 21, den Kühler 25, den Drosselkörper 37 und die Heizung 35 hindurch.
Weil der Temperaturabfall des Kühlmittels relativ gering ist, während es durch den Drosselkörper 37 hindurchgeht, ist eine präzise Kühlmittelzirkulationsregelung gemäß der Temperatur des durch den Drosselkörper 37 hindurchgehenden Kühlmittels möglich.
Das Kühlsystem gemäß der Erfindung wird mittels des Thermostaten 27 auf Basis der Kühlmitteltemperatur des durch den Drosselkörper 37 hindurchgegangenen Kühlmittels ohne eine zusätzliche Kühlmittelbypasspassage geregelt. Folglich wird der Aufbau des Kühlsystems einfacher und die Heizleistung der Heizung 35 erhöht.