DE10361189B4

DE10361189B4 - Kühlsystem für einen Motor

Info

Publication number: DE10361189B4
Application number: DE10361189A
Authority: DE
Inventors: Jea-Woong Yi
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-12-24
Publication date: 2012-09-06
Anticipated expiration: 2023-12-25
Also published as: US7055467B2; JP2004346928A; CN1550647A; KR100622472B1; JP3925725B2; DE10361189A1; CN1285830C; US20040261730A1; KR20040099558A

Abstract

Kühlsystem eines Motors, aufweisend einen Hauptthermostat (40) und einen Nebenthermostat (50), mit denen der Fluss von Kühlwasser in einem Zylinderblock (10) und einem Zylinderkopf (20) individuell steuerbar ist, wobei der Nebenthermostat (50) einen Ventilsitz (56) und eine Temperaturabtasteinheit (52) aufweist und innerhalb eines Gehäuses (37) montiert ist, in dem eine Staukammer (38) vorgesehen ist, in der die Temperaturabtasteinheit (52) des Nebenthermostates (50) positioniert ist und von dem Zylinderblock (10) ausgelassenes Kühlwasser stehend verbleibt und die über eine Nebenflusspassage (36) mit einer Kühlwasseraustrittspassage des Zylinderkopfes (20) verbunden ist, wobei in dem Ventilsitz (56) des Nebenthermostates (50) eine Durchgangsöffnung (35) ausgebildet ist, die bezüglich des Ventilsitzes (56) auf der der Kühlwasseraustrittspassage des Zylinderkopfes (20) gegenüberliegenden Seite des Ventilsitzes (56) angeordnet ist und durch die als Bypass eine kleine Kühlwassermenge des von dem Zylinderblock (10) ausgelassenen Kühlwassers über die Nebenflusspassage (36) zu der Kühlwasseraustrittspassage des Zylinderkopfes (20) fließen kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem für einen Motor und insbesondere ein Kühlsystem für einen Motor, das konfiguriert ist eine Montagestruktur eines Sub-Thermostats zu ändern, das an einem Auslass einer Kühlwasserpassage an der Zylinderblockseite montiert ist, um ein genaues Öffnen und Schließen des Sub-Thermostats zu erreichen in Antwort auf die Kühlwassertemperatur an der Zylinderblockseite.
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Anmeldung 10-2003-0031576 , eingereicht am 19. Mai 2003. Die Offenbarung dieser koreanischen Anmeldung wird hiermit vollständig mit aufgenommen.
Die Druckschrift DE 22 06 266 B offenbart eine Umlaufkühlvorrichtung für eine Kolbenbrennkraftmaschine. Die Druckschrift DE 35 05 835 A1 offenbart eine Thermostateinheit für den Kühlkreislauf an einer Fahrzeugmaschine. Die Druckschrift DE 102 26 904 A1 offenbart ein Motorkühlsystem mit zwei Thermostaten.
Im Allgemeinen dient ein Kühlsystem für den Motor eines Kraftfahrzeugs dazu, eine normale Betriebstemperatur des Motors unter allen Betriebsbedingungen und allen Geschwindigkeitsbereichen aufrechtzuerhalten. Damit wird eine Beschädigung des Zylinderblocks, des Zylinderkopfs und eines Kolbens und dergleichen durch wärme von ungefähr maximal 2500°C verhindert, die im Verlauf der Verbrennung des Kraftstoffluftgemischs in einer Verbrennungskammer erzeugt werden.
Außerdem wird ein separates Kühlsystem auch offenbart, wobei ein Haupt-Thermostat und ein Sub-Thermostat verwendet werden, um einen Kühlbetrieb für den Zylinderblock und den Zylinderkopf separat auszuführen.
Jedoch hat das Kühlsystem mit dem separaten Kühlverfahren gemäß dem Stand der Technik einen Nachteil, der deshalb derart beschrieben wird, dass ein Sub-Thermostat mit einer temperaturabtastenden Kugel (darin mit Wachs abgedichtet) montiert ist, die zum Einstellen des Öffnens und des Schließen in Antwort auf den Temperaturgrad zu einer Kühlwasserpassage an der Zylinderkopfseite hin offen ist, so dass das Öffnen und das Schließen durch die Temperatur des Kühlwassers an der Zylinderkopfseite anstatt der Temperatur des Kühlwassers an der Zylinderblockseite eingestellt wird.
Dieses Problem wird durch ein Phänomen verursacht, bei dem leckendes Kühlwasser an der Zylinderblockseite nicht um eine temperaturabtastende Kugel des Sub-Thermostats durch Fluss des zu einer Hochtemperaturpassage von der Zylinderkopfseite ausgelassenen Kühlwassers verbleiben kann, wenn das Kühlwasser an der Zylinderblockseite zu der Hochtemperaturpassage ausgelassen wird, die via einer leckenden Passage mit einem Radiator verbunden ist, der an dem Sub-Thermostat montiert ist.
Folglich tritt ein Problem auf, bei dem ein Sub-Thermostat, das durch eine Druckdifferenz (ungefähr 0,6 bar) zwischen dem Zylinderblock und dem Zylinderkopf geöffnet ist, geschlossen wird, wenn die Temperatur des Kühlwassers an der Zylinderkopfseite plötzlich auf einen relativ niedrigen Wert abfällt, während die Temperatur des Kühlwassers an der Zylinderblockseite hoch ist, wie in dem Fall, wenn ein Fahrzeug einen steilen Hügel hochfährt oder hinunterfährt, wodurch das Kühlwasser vom Fließen in den Zylinderblock gehindert wird, wodurch eine thermische Beschädigung des Zylinderblocks verursacht wird.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Kühlsystem für einen Motor zu schaffen, das ein verbessertes Kühlverhalten aufweist.
Die Erfindung stellt ein Kühlsystem für einen Motor gemäß Anspruch 1 bereit. Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Kühlsystem für einen Motor ist derart konfiguriert, dass an der Zylinderblockseite die Staukammer installiert ist zum Hindern von etwas via einen Auslass von der Kühlwasserpassage an der Zylinderkopfseite zu der Hochtemperaturpassage ausgelassenen Kühlwasser um eine Temperaturabtasteinheit, wodurch es ermöglicht ist, dass das Öffnen und das Schließen des Sub-Thermostats nur durch die Temperatur des Kühlwassers an der Zylinderblockseite beeinflusst wird.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines Kühlsystems für einen Motor, in dem ein erfindungsgemäßes Separierkühlsystem Anwendung findet,
2 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Abschnitts, in den ein Sub-Thermostat aus 1 montiert ist, und
3 eine Schnittdarstellung einer Struktur bezüglich einer Kühlwasserauslasspassage an der Zylinderblockseite, an der ein Sub-Thermostat montiert ist, ein prinzipielles erfindungsgemäßes Element.
Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem für einen Motor, in dem ein Separierkühlsystem Anwendung findet, dessen Struktur in 1 und 2 gezeigt ist.
Mit anderen Worten, ein Zylinderblock 10 bzw. ein Zylinderkopf 20 sind mit einer ersten Kühlwasserpassage 12 bzw. einer zweiten Kühlwasserpassage 22 zum Fördern von Kühlwasser ausgebildet. Die erste und die zweite Kühlwasserpassage 12 und 22 werden im Allgemeinen Wassermantel genannt und umgreifen einen Zylinder bzw. eine Verbrennungskammer.
Außerdem sind die erste und die zweite Kühlwasserpassage 12 und 22 via einer Hochtemperaturpassage 32 und einer Niedertemperaturpassage 34 mit einem Radiator 30 zum Kühlen des Kühlwassers durch Wärmeaustausch mit Atmosphärenluft verbunden, wodurch ein Zirkulieren des Kühlwassers erreicht wird.
Außerdem ist die Niedertemperaturpassage 34 mit einem Haupt-Thermostat 40 zum Steuern des Kühlwasserflusses in Antwort auf eine Temperatur von ungefähr 82°C ausgestattet, und an der Auslassseite der ersten Kühlwasserpassage 12 ist einen Sub-Thermostat 50 zum Steuern des Kühlwasserflusses in Antwort auf eine Temperatur von ungefähr 95°C und einer Druckdifferenz (ungefähr 0,6 bar) zwischen der ersten Kühlwasserpassage 12 und der zweiten Kühlwasserpassage 22 montiert.
Das Sub-Thermostat 50 ist innerhalb einer Flusspassage zum Herstellen einer Verbindung zwischen dem Auslass der ersten Kühlwasserpassage 12 und einem Abschnitt ausgebildet, mit dem die zweite Kühlwasserpassage 22 und die Hochtemperaturpassage 32 verbunden sind.
Außerdem ist die Niedertemperaturpassage 34 an ihrer Auslassseite mit einer Wasserpumpe 60 zum Ausgeben von dem Kühlwasser ausgebildet, und zwischen der Hochtemperaturpassage 32 und der Wasserpumpe 60 sind Zuführrohre 72 bzw. 82 und Rückführrohre 74 bzw. 84 zum Herstellen einer Zirkulation des Kühlwassers mit einem Heizmittel 70 bzw. einem Drosselkörper 80 ausgebildet.
Wie vorhergehend beschrieben, ist das Sub-Thermostat 50 an dem Abzweigungskanal 36 montiert, der die erste Kühlwasserpassage 12 und die Hochtemperaturpassage 32 verbindet, seine Struktur wird im Folgenden in 3 beschrieben.
Mit anderen Worten, ein Sub-Thermostatgehäuse 37, in das das Sub-Thermostat 50 montiert ist, ist darin mit einer Staukammer 38 versehen, in der von dem Zylinderblock 10 ausgelassenes Kühlwasser verbleibt, und eine Temperaturabtasteinheit 52 des Sub-Thermostats 50 ist in der Staukammer 38 positioniert. Die Staukammer 38 ist mit einer Kühlwasseraustrittspassage des Zylinderkopfs verbunden, d. h. einer Hochtemperaturpassage 32 via eine Nebenflusspassage 36, wobei die Nebenflusspassage 36 geneigt mit der Kühlwasseraustrittspassage des Zylinderkopfs verbunden ist, d. h. mit der Hochtemperaturpassage 32. Außerdem ist das Sub-Thermostat 50 an dem Sub-Thermostatgehäuse 37 montiert, so dass die Längsrichtung des Sub-Thermostats 50 parallel zu der Hochtemperaturpassage 32 angeordnet werden kann.
Das Sub-Thermostat 50 ist federnd via eine Rückstellfeder 54 um die Temperaturabtasteinheit 52 abgestützt, die um die Temperaturabtasteinheit 52 montiert ist, und mit einem Ventilsitz 56 zum Öffnen und zum Schließen der Flusspassage montiert.
Der Ventilsitz 56 ist mit einem Durchgangsloch 35 ausgestattet, das als Bypasspassage funktioniert, so dass eine kleine Kühlwassermenge von dem Kühlwasser innerhalb der ersten Kühlwasserpassage 12 via die Nebenflusspassage 36 zu der Hochtemperaturpassage 32 ausgelassen werden kann. Das Durchgangsloch 35 ist gegenüber der Hochtemperaturpassage 32 ausgebildet, so dass die Temperaturabtasteinheit 52 das von dem Zylinderblock ausgelassene Kühlwasser vollständig detektieren kann.
Außerdem ist das Sub-Thermostatgehäuse 37 fest und lösbar an seiner Seitenfläche mit einer Kappe 39 gekuppelt, die innen einen Hohlraum vorherbestimmter Größe hat und eine Staukammer 38 mit der Kappe 39 ausbildet. Die Kappe 39 dient auch dazu, das Sub-Thermostat 50 einfach festzulegen und zu lösen.
Folglich, da die Staukammer 38, die so ausgebildet ist, dass sie eine vorherbestimmte Menge von Kühlwasser hält, mit der Temperaturabtasteinheit 52 des Sub-Thermostats 50 angeordnet ist, kann die Temperaturabtasteinheit 52 das öffnen und das Schließen des Ventilsitzes 56 in Antwort auf die Temperatur des Kühlwassers einstellen, das sich innerhalb der Staukammer 38 befindet, das von der ersten Kühlwasserpassage 12 via den Durchgangsloch 35 des Ventilsitzes 56 zu dem Nebenflusskanal 36 ausgelassen wurde.
Mit anderen Worten, die Temperaturabtasteinheit 52 des Sub-Thermostats 50 kann das öffnen und das Schließen des Ventilsitzes 56 durch den Einfluss von nur der Temperatur des Kühlwassers einstellen, das sich innerhalb der Staukammer 52 befindet.
Der Grund dafür ist, dass das Hochtemperaturkühlwasser, das von der zweiten Kühlwasserpassage 22 ausgelassen wird, vom Einfließen in die Nebenflusspassgage 36 von dem Kühlwasser der Staukammer 38 begrenzt wird, das von der ersten Kühlwasserpassage 12 ausgelassen wird.
Folglich, sogar wenn die Temperatur des Kühlwassers an der Zylinderkopfseite 20 plötzlich auf einen relativ niedrigen Wert abfällt, während die Temperatur des Kühlwassers an der Zylinderblockseite 10 hoch ist, wie im Falle, wenn ein Kraftfahrzeug einen steilen Hügel hochfährt oder hinunterfährt, wird das Sub-Thermostat 50 von der Temperaturabtasteinheit 52 nur durch die Temperatur des Kühlwassers an der Zylinderblockseite 10 beeinflusst, das sich innerhalb der Staukammer 38 befindet, um das Aufrechterhalten eines Offenzustands zu erreichen, so dass der Fluss des Kühlwassers innerhalb der ersten Kühlwasserpassage 12 via den offenen Sub-Thermostat 50 aufrecht erhalten werden kann, wodurch eine Beschädigung verhindert wird, wie beispielsweise eine thermische Beschädigung des Zylinders an der Zylinderblockseite 10 und dergleichen.
In einem Motor, der mit dem Sub-Thermostat 50 wie vorhergehend beschrieben ausgestattet ist, kann das Sub-Thermostat 50 den geschlossenen Zustand in Antwort auf die Temperatur des Kühlwassers innerhalb der ersten Kühlwasserpassage 12 während des Kaltstartbetriebs des Motors aufrechterhalten, um damit die Aufwärmzeit des Motors zu verkürzen.
Folglich kann die Aktivierungstemperatur des Katalysators innerhalb einer Katalysatorvorrichtung verkürzt werden, mit dem ein Abgassystem eines Motors ausgestattet ist, um damit schädliche Komponenten zu reduzieren, die in dem Abgas enthalten sind und von dem Motor während des Startbetriebs abgegeben werden.
Außerdem, da die Aufwärmzeit der Startphase des Motorbetriebs verkürzt ist, kann sich die Viskosität des Schmieröls während einer kurzen Zeitdauer absenken und die Reibung zwischen dem Zylinder und dem Kolben kann sich auch reduzieren, wodurch der Kraftstoffverbrauch sich verbessert.
Wie aus dem Vorhergehenden ersichtlich ist, ist das erfindungsgemäße Kühlsystem für einen Motor dadurch vorteilhaft, dass ein Sub-Thermostat 50 zum Verkürzen der Aufwärmzeit eines Motors durch Begrenzen des Kühlwasserflusses innerhalb des Zylinderblocks 10 während des Kaltstartbetriebs des Motors an einer Staukammer 38 zum Halten einer vorherbestimmten Kühlwassermenge an der Seitenfläche des Zylinderblocks 10 positioniert ist, so dass das öffnen und das Schließen des Sub-Thermostats 50 nur durch die Temperatur des Kühlwassers an der Zylinderblockseite 10 beeinflusst sind, wodurch das Durchführen einer genauen Einstellung des Öffnens und des Schließens des Sub-Thermostats 50 ermöglicht ist.

Claims

Kühlsystem eines Motors, aufweisend einen Hauptthermostat (40) und einen Nebenthermostat (50), mit denen der Fluss von Kühlwasser in einem Zylinderblock (10) und einem Zylinderkopf (20) individuell steuerbar ist, wobei der Nebenthermostat (50) einen Ventilsitz (56) und eine Temperaturabtasteinheit (52) aufweist und innerhalb eines Gehäuses (37) montiert ist, in dem eine Staukammer (38) vorgesehen ist, in der die Temperaturabtasteinheit (52) des Nebenthermostates (50) positioniert ist und von dem Zylinderblock (10) ausgelassenes Kühlwasser stehend verbleibt und die über eine Nebenflusspassage (36) mit einer Kühlwasseraustrittspassage des Zylinderkopfes (20) verbunden ist, wobei in dem Ventilsitz (56) des Nebenthermostates (50) eine Durchgangsöffnung (35) ausgebildet ist, die bezüglich des Ventilsitzes (56) auf der der Kühlwasseraustrittspassage des Zylinderkopfes (20) gegenüberliegenden Seite des Ventilsitzes (56) angeordnet ist und durch die als Bypass eine kleine Kühlwassermenge des von dem Zylinderblock (10) ausgelassenen Kühlwassers über die Nebenflusspassage (36) zu der Kühlwasseraustrittspassage des Zylinderkopfes (20) fließen kann.
Kühlsystem gemäß Anspruch 1, wobei eine Kappe (39) mit einer Seitenfläche des Gehäuses (37) lösbar gekuppelt ist.
Kühlsystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Nebenflusspassage (36) entgegengesetzt zur Kühlwasseraustrittsrichtung der Kühlwasseraustrittspassage des Zylinderblocks (10) schräg in die Kühlwasseraustrittspassage des Zylinderkopfes (20) mündet.
Kühlsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Längsachse des Nebenthermostates (50) parallel zu der Kühlwasseraustrittspassage des Zylinderkopfes (20) verläuft.
Kühlsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Nebenthermostat (50) durch die Temperatur des von dem Zylinderblock (10) ausgelassenen Kühlwassers und durch die Druckdifferenz zwischen einer Kühlwasserpassage (12) des Zylinderblockes (10) und einer Kühlwasserpassage (22) des Zylinderkopfes (20) geöffnet und geschlossen wird.