DE112009000330T5 - Cooling device for an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Eine Kühlvorrichtung für einen Verbrennungsmotor ist geschaffen worden, die eine geringere Anzahl an Kanälen für eine Zirkulation eines Kühlmittels verwendet, um die Kosten und das Gewicht zu verringern, und die das Kanallayout einfach gestaltet und die die Haltbarkeit eines Druckdifferenzventils verbessert. Inder Kühlvorrichtung für den Verbrennungsmotor, in der ein Kühlmittel aufgrund einer Wasserpumpe 4 durch einen Kühlmittelzirkulationsströmungspfad 9 zirkuliert, sind zumindest vorhanden: ein Heizeinrichtungszirkulationsströmungspfad 7, in dem das Kühlmittel zwischen einem Kühlmantel 1, der zumindest an einem Zylinderkopf und/oder an einem Zylinderblock des Verbrennungsmotors vorgesehen ist, und einem Heizeinrichtungskern 6 zirkuliert, ein Bypassströmungspfad 8, der den Kühlmantel 1 mit einem Abschnitt des Heizeinrichtungszirkulationsströmungspfades 7 stromabwärtig des Heizeinrichtungskerns 6 in Kommunikation bringt, und ein Druckdifferenzventil 11, das dann öffnet, wenn ein Fluiddruck an der Seite des Kühlmantels 1 einen vorbestimmten Wert überschreitet, ist an einem Ausgangspunkt des Kühlmittels von dem Kühlmantel 1 zu dem Bypassströmungspfad 8 angeordnet.A cooling device for an internal combustion engine has been provided which uses a smaller number of passages for circulation of a coolant to reduce cost and weight, and which makes the passage layout simple and which improves the durability of a pressure differential valve. In the cooling device for the internal combustion engine, in which a coolant circulates through a coolant circulation flow path 9 due to a water pump 4, there are at least: a heater circulation flow path 7 in which the coolant between a cooling jacket 1, which is at least one of a cylinder head and / or a cylinder block of the internal combustion engine is provided, and a heater core 6 circulates, a bypass flow path 8 that brings the cooling jacket 1 with a portion of the heater circulation flow path 7 downstream of the heater core 6 in communication, and a pressure differential valve 11 that opens when a fluid pressure on the side of the cooling jacket 1 a Exceeds a predetermined value is arranged at a starting point of the coolant from the cooling jacket 1 to the bypass flow path 8.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kühlvorrichtung für einen Verbrennungsmotor und insbesondere auf eine Kühlvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, bei der die Kühlvorrichtung einen Heizeinrichtungszirkulationsströmungspfad, der dazu dient, dass ein Kühlmittel durch einen Heizeinrichtungskern zirkuliert, und einen Beipassströmungspfad aufweist, der den Heizeinrichtungskern umgeht (Bypass).The present invention relates to a cooling device for an internal combustion engine, and more particularly to a cooling device for an internal combustion engine, wherein the cooling device includes a heater circulation flow path that serves to circulate a coolant through a heater core, and a bypass flow path that bypasses the heater core (Bypass ).
Hintergrund des Standes der TechnikBackground of the prior art
Eine Kühlvorrichtung für einen Verbrennungsmotor ist so aufgebaut, dass sie folgendes aufweist: einen Kühlmittelzirkulationsströmungspfad mit einem Kühlmantel, der an dem Verbrennungsmotor vorgesehen ist, einen Radiator und eine Wasserpumpe, wobei der Aufbau derart ist, dass das Kühlmittel, das auf eine hohe Temperatur nach dem Wärmeaustausch an dem Kühlmantel erwärmt worden ist, durch den Radiator tritt und herabgekühlt wird, bevor es zu dem Kühlmantel durch die Wasserpumpe zurückkehrt. Der Kühlmittelzirkulationsströmungspfad ist typischerweise mit einem Bypassströmungspfad versehen, der den Radiator umgeht (Bypass) und das Kühlmittel zu dem Kühlmantel während des Aufwärmens des Verbrennungsmotors zurückkehren lässt. Eine bekannte Kühlvorrichtung ist mit einer Thermostatvorrichtung stromaufwärtig der Kühlmittelströmung versehen, um das Kühlmittel in angemessener Weise zu dem Hauptzirkulationsströmungspfad, der durch den Radiator tritt, und den Bypassströmungspfad des Kühlmittelzirkulationsstromungspfades gemäß der Kühlmitteltemperatur verteilt (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).A cooling apparatus for an internal combustion engine is configured to include: a coolant circulation flow path having a cooling jacket provided on the internal combustion engine, a radiator, and a water pump, the structure being such that the coolant heated to a high temperature after Heat exchange has been heated to the cooling jacket, passes through the radiator and is cooled down before it returns to the cooling jacket through the water pump. The coolant circulation flow path is typically provided with a by-pass flow path bypassing the radiator and allowing the coolant to return to the cooling jacket during warm-up of the internal combustion engine. A known cooling device is provided with a thermostatic device upstream of the coolant flow for adequately distributing the coolant to the main circulation flow path passing through the radiator and the bypass flow path of the coolant circulation flow path according to the coolant temperature (for example, see Patent Literature 1).
In einem anderen bekannten Aufbau für eine Kühlvorrichtung eines Verbrennungsmotors ist ein Heizeinrichtungszirkulationsströmungspfad vorgesehen, damit ein Teil des Kühlmittel von dem Kühlmantel durch einen Heizeinrichtungskern für eine Vorrichtung zirkuliert, die als Innenklimaanlage des Fahrzeuges dient. Außerdem ist, um die Strömung des Kühlmittels zu dem Hauptzirkulationsströmungspfad, der durch den Radiator tritt, zu dem Heizeinrichtungszirkulationsströmungspfad und zu dem Bypassströmungspfad zu steuern, ein Öffnungs-/Schließventil in dem Bypassströmungspfad zusammen mit einer Thermostatvorrichtung angeordnet, das geöffnet wird, wenn die Temperatur des Kühlmittels hoch ist, und das geschlossen wird, wenn die Temperatur niedrig ist (siehe beispielsweise Patentliteratur 2).In another known structure for a cooling device of an internal combustion engine, there is provided a heater circulation flow path for circulating a part of the coolant from the cooling jacket through a heater core for a device serving as the interior air conditioner of the vehicle. In addition, in order to control the flow of the coolant to the main circulation flow path passing through the radiator to the heater circulation flow path and to the bypass flow path, an opening / closing valve is disposed in the bypass flow path together with a thermostat device which is opened when the temperature of the Coolant is high, and which is closed when the temperature is low (see, for example, Patent Literature 2).
In dem Aufbau der Patentliteratur 2 wird, wenn die Temperatur des Kühlmittels gering ist, die Thermostatvorrichtung den Hauptzirkulationsstromungspfad, der durch den Radiator tritt, schließen, und das Öffnungs-/Schließventil schließt den Bypassströmungspfad ebenfalls, so dass das Kühlmittel lediglich durch den Heizeinrichtungszirkulationsströmungspfad strömt. Wenn in diesem Zustand die Drehzahl des Verbrennungsmotors erhöht wird, nimmt der Druck des Kühlmittels zu, was Probleme bewirken kann. Daher gibt es einen bekannten Aufbau, bei dem die Thermostatvorrichtung mit einer Funktion eines Druckdifferenzventils versehen ist, das heißt sie öffnet, wenn der Druck des Kühlmittels ein zuvor festgelegtes Niveau überschreitet, und ein Bypassströmungspfad ist vorgesehen, der den Heizeinrichtungszirkulationsströmungspfad an einer Position zwischen dem Kühlmantel und dem Radiator des Hauptzirkulationsströmungspfades umgibt (Bypass), wobei dieser Pfad mit einem Steuerventil (Druckdifferenzventil) versehen ist, dass dann offnet, wenn der Druck einen Wert überschreitet, der geringer als der vorstehend erwahnte zuvor festgelegte Druck der Thermostatvorrichtung ist, die in dem Bypassströmungspfad vorgesehen ist (siehe beispielsweise Patentliteratur 3).In the structure of
In einem anderen bekannten Aufbau sind, wie dies in
- – Patentliteratur 1:
Japanische Gebrauchsmusteranmeldung mit der Offenlegungsnummer Hei 3-127 029 - – Patentliteratur 2:
Japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2000-289 444 - – Patentliteratur 3:
Japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2007-102 381
- - Patent Literature 1:
Japanese Utility Model Application Laid-Open No. Hei 3-127,029 - - Patent Literature 2:
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-289444 - - Patent Literature 3:
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-102381
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Durch die Erfindung zu lösende AufgabenProblems to be solved by the invention
In dem
In dem in der Patentliteratur 3 beschriebenen Aufbau ist ebenfalls der Bypassströmungspfad, der einen Abschnitt zwischen dem Kühlmantel und dem Radiator des Hauptzirkulationsströmungspfades und die Thermostatvorrichtung verbindet, durch einen anderen Kanal ausgebildet, der sich von dem Kanal des Heizeinrichtungszirkulationsströmungspfades unterscheidet, und des weiteren ist ein Steuerventil (Druckdifferenzventil) in diesem Bypassstromungspfad angeordnet. Daher sind die Anzahl der Bauteile und die Anzahl der Arbeitsschritte hoch, wobei deshalb die Kosten hoch sind und das Gewicht groß ist, und außerdem ist es schwierig, das Kanallayout zu gestalten.In the structure described in
Im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Probleme des Standes der Technik ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kuhlvorrichtung fur einen Verbrennungsmotor zu schaffen, die eine Verringerung der Anzahl an Kanalen für die Kuhlmittelzirkulation und eine Verringerung der Kosten und des Gewichts ermöglicht und die außerdem das Gestalten eines Kanallayouts erleichtert und die die Haltbarkeit des Druckdifferenzventils verbessert.In view of the above-described problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a cooling device for an internal combustion engine which enables a reduction in the number of channels for coolant circulation and a reduction in cost and weight, and also in designing facilitates a channel layout and improves the durability of the pressure differential valve.
Lösung der AufgabenSolution of the tasks
Die vorliegende Erfindung schafft eine Kühlvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, in der ein Kühlmittel anhand einer Wasserpumpe durch einen Kuhlmittelzirkulationsströmungspfad zirkuliert, die zumindest folgendes aufweist: einen Heizeinrichtungszirkulationsströmungspfad, in welchem das Kühlmittel zwischen einem Kühlmantel, der zumindest an einem Zylinderkopf und/oder Zylinderblock des Verbrennungsmotors vorgesehen ist, und einem Heizeinrichtungskern zirkuliert, wobei ein Bypassströmungspfad vorhanden ist, der den Kühlmantel mit einem Abschnitt des Heizeinrichtungszirkulationsströmungspfades stromabwärtig des Heizeinrichtungskerns in Kommunikation bringt, wobei der Bypassströmungspfad quer gerichtet mit einem linearen Kanalabschnitt des Heizeinrichtungszirkulationsströmungspfades stromabwärtig des Heizeinrichtungskerns verbunden ist; und wobei ein Druckdifferenzventil, das dann öffnet, wenn ein Fluiddruck an der Seite des Kühlmantels einen vorbestimmten Wert uberschreitet, an einem Ausgabepunkt angeordnet ist, an dem das Kühlmittel von dem Kühlmantel zu dem Bypassströmungspfad abgegeben wird.The present invention provides a cooling apparatus for an internal combustion engine in which a coolant circulates through a coolant circulation flow path by means of a water pump, comprising at least: a heater circulation flow path in which the coolant is provided between a cooling jacket provided at least on a cylinder head and / or cylinder block of the internal combustion engine and a heater core having a bypass flow path communicating the cooling jacket with a portion of the heater circulation flow path downstream of the heater core, the bypass flow path being transversely connected to a linear channel portion of the heater circulation flow path downstream of the heater core; and wherein a pressure difference valve, which opens when a fluid pressure on the side of the cooling jacket exceeds a predetermined value, is disposed at an output point at which the coolant is discharged from the cooling jacket to the bypass flow path.
Durch diesen Aufbau ist der Bypassströmungspfad, der den Heizeinrichtungskern umgibt (Bypass), mit einem Abschnitt des Heizeinrichtungszirkulationsstromungspfades stromabwärtig des Heizeinrichtungskerns verbunden, und der Heizeinrichtungszirkulationsströmungspfad ist so gestaltet, dass er auch als der Strömungspfad von diesem verbindungsabschnitt zu einer Thermostatvorrichtung dient, die in der Nahe der Wasserpumpe angeordnet ist. Daher muss der Kanal, der den Bypassströmungspfad ausbildet, nicht so weit verlängert sein, dass er bis zu der Thermostatvorrichtung läuft, und stattdessen muss lediglich ein einzelner Kanal angeordnet sein, der den Heizeinrichtungszirkulationsströmungspfad ausbildet. Demgemäß können die Anzahl an Bauteilen und die Anzahl an Arbeitsschritten verringert werden, was wiederum die Kosten und das Gewicht verringert und außerdem ermöglicht, das Kanallayout einfacher zu gestalten. Darüber hinaus ist das Druckdifferenzventil, das den Bypassströmungspfad dann offnet, wenn der Druck des Fluides an der Seite des Kühlmantels einen vorbestimmten Wert uberschreitet, an dem Kühlmittelausgang des Kühlmantels angeordnet, so dass die Länge des Strömungspfades von der Wasserpumpe zu dem Druckdifferenzventil lang gestaltet ist, wobei deshalb das Druckdifferenzventil weniger anfälliger gegenüber einer Pulsation der Wasserpumpe ist, wodurch die Haltbarkeit des Druckdifferenzventils verbessert ist. Indem der Heizeinrichtungszirkulationsstromungspfad und der Bypassströmungspfad durch einen einzelnen Kanal ausgebildet sind, kann der Kanaldurchmesser des Heizeinrichtungszirkulationsstromungspfades demgemäß erhöht werden, wobei als ein Ergebnis davon der Stromungspfadwiderstand des Heizeinrichtungszirkulationsströmungspfades verringert ist und dadurch die Heizleistung verbessert werden kann.With this structure, the bypass flow path surrounding the heater core is connected to a portion of the heater circulation flow path downstream of the heater core, and the heater circulation flow path is also configured to serve as the flow path from this connection portion to a thermostat device close to the water pump is arranged. Therefore, the channel forming the bypass flow path need not be extended so far as to run to the thermostat device, and instead, only a single channel forming the heater circulation flow path needs to be arranged. Accordingly, the number of components and the number of operations can be reduced, which in turn reduces cost and weight and also makes it easier to design the channel layout. In addition, the pressure differential valve that is the Bypass flow path then opens, when the pressure of the fluid on the side of the cooling jacket exceeds a predetermined value, arranged at the coolant outlet of the cooling jacket, so that the length of the flow path from the water pump to the pressure differential valve is made long, and therefore the pressure differential valve less prone to Pulsation of the water pump is, whereby the durability of the pressure difference valve is improved. Accordingly, by forming the heater circulation flow path and the bypass flow path through a single passage, the passage diameter of the heater circulation flow path can be increased, as a result of which the flow path resistance of the heater circulation flow path is reduced and thereby the heating performance can be improved.
Indem der Bypassströmungspfad quer gerichtet (kreuzend) mit dem linearen Kanalabschnitt des Heizeinrichtungszirkulationsströmungspfades stromabwartig des Heizeinrichtungskerns verbunden ist, gelangt die Druckpulsation von der Wasserpumpe, die von dem Heizeinrichtungszirkulationsströmungspfad herkommt, kaum in den Bypassströmungspfad, wodurch die Haltbarkeit des Druckdifferenzventils weiter verbessert werden kann.By connecting the bypass flow path across (crossing) the linear duct portion of the heater circulation flow path downstream of the heater core, the pressure pulsation from the water pump originating from the heater circulation flow path hardly enters the bypass flow path, whereby the durability of the pressure difference valve can be further improved.
Wirkungen der vorliegenden ErfindungEffects of the present invention
Gemäß der Kühlvorrichtung für einen Verbrennungsmotor der vorliegenden Erfindung ist der Bypassströmungspfad mit dem Heizeinrichtungszirkulationsströmungspfad verbunden, und der Heizeinrichtungszirkulationsstromungspfad ist so gestaltet, dass er außerdem als der Strömungspfad von diesem Verbindungsabschnitt zu der Thermostatvorrichtung dient, und daher muss lediglich ein einzelner Kanal angeordnet sein. Demgemäß können die Anzahl an Bauteilen und die Anzahl an Arbeitsschritten verringert werden, was wiederum die Kosten und das Gewicht verringert und außerdem die Gestaltung des Kanallayouts einfacher macht. Indem außerdem das Druckdifferenzventil, das den Bypassströmungspfad öffnet, an dem Kühlmittelausgang des Kühlmantels angeordnet ist, wird die Strömungspfadlänge von der Wasserpumpe zu dem Druckdifferenzventil lang gestaltet, wobei deshalb das Druckdifferenzventil weniger anfällig gegenüber einer Pulsation der Wasserpumpe ist, wodurch die Haltbarkeit des Druckdifferenzventils verbessert wird.According to the cooling apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the bypass flow path is connected to the heater circulation flow path, and the heater circulation flow path is designed to also serve as the flow path from this connection portion to the thermostat device, and therefore, only a single passage needs to be arranged. Accordingly, the number of components and the number of operations can be reduced, which in turn reduces the cost and weight and also makes the design of the channel layout easier. Further, by disposing the pressure difference valve opening the bypass flow path at the coolant outlet of the cooling jacket, the flow path length from the water pump to the pressure difference valve is made long, and therefore, the pressure difference valve is less susceptible to pulsation of the water pump, thereby improving the durability of the pressure difference valve ,
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kühlmantelcooling jacket
- 33
- Thermostatvorrichtungthermostatic device
- 44
- Wasserpumpewater pump
- 66
- Heizeinrichtungskern (Heizkörper)Heater core (radiator)
- 77
- HeizeinrichtungszirkulationsströmungspfadHeizeinrichtungszirkulationsströmungspfad
- 7b7b
- linearer Kanalabschnittlinear channel section
- 88th
- BypassströmungspfadBypass flow path
- 99
- KühlmittelzirkulationsströmungspfadCoolant circulation flow path
- 1010
- Verbindungsabschnittconnecting portion
- 1111
- DruckdifferenzventilDifferential pressure valve
Bester Modus zum Ausführen der vorliegenden ErfindungBest mode for carrying out the present invention
Ein Ausführungsbeispiel der Kühlvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die
In
Die Thermostatvorrichtung
Der Bypassströmungspfad
Ein Druckdifferenzventil
In dem Vorstehend erläuterten Aufbau ist, wenn der Verbrennungsmotor unmittelbar nach dem Starten sich in einem Aufwärmzustand befindet, die Temperatur des Kühlmittels im Inneren des Kühlmantels
In diesem Aufwärmzustand öffnet, wenn der Verbrennungsmotor bei einer hohen Drehzahl (4000 bis 6000 Umdrehungen je Minute) läuft, ein Druck, der sich von dem Kühlmittel im Inneren des Kühlmantels
Wenn die Temperatur des Kühlmittels im Inneren des Kühlmantels
Gemäß der Kühlvorrichtung für einen Verbrennungsmotor des vorliegenden Ausführungsbeispiels, das vorstehend beschrieben worden ist, ist der Bypassstromungspfad
Das Druckdifferenzventil
Indem der Heizeinrichtungszirkulationsströmungspfad
Industrielle AnwendbarkeitIndustrial applicability
Gemäß der Kühlvorrichtung für einen Verbrennungsmotor der vorliegenden Erfindung ist der Bypassströmungspfad mit dem Heizeinrichtungszirkulationsströmungspfad verbunden, und der Heizeinrichtungszirkulationsströmungspfad ist so gestaltet, dass er auch als der Stromungspfad von diesem Verbindungsabschnitt zu der Thermostatvorrichtung dient. Demgemäß muss lediglich ein einzelner Kanal angeordnet werden, wodurch die Anzahl an Bauteilen und die Anzahl an Arbeitsschritten verringert wird, was wiederum die Kosten und das Gewicht verringert und außerdem bewirkt, dass das Kanallayout einfacher zu gestalten ist. Darüber hinaus ist das Druckdifferenzventil, das den Bypassstromungspfad offnet, an dem Kuhlmittelausgang des Kühlmantels angeordnet, so dass die Strömungspfadlänge von der Wasserpumpe zu dem Druckdifferenzventil lang gestaltet ist. Aufgrund dieser Tatsache ist das Druckdifferenzventil weniger anfallig gegenuber einer Pulsation der Wasserpumpe, wodurch die Haltbarkeit des Druckdifferenzventils verbessert ist. Somit kann die vorliegende Erfindung in vorteilhafter Weise für Kühlvorrichtungen für einen Verbrennungsmotor angewendet werden.According to the cooling apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the bypass flow path is connected to the heater circulation flow path, and the heater circulation flow path is configured to also serve as the flow path from this connection portion to the thermostat device. Accordingly, only a single channel needs to be arranged, thereby reducing the number of components and the number of operations, which in turn reduces cost and weight and also makes the channel layout easier to design. Moreover, the pressure difference valve that opens the bypass flow path is disposed at the coolant outlet of the cooling jacket, so that the flow path length from the water pump to the pressure difference valve is made long. Due to this fact, the pressure difference valve is less prone to pulsation of the water pump, whereby the durability of the pressure difference valve is improved. Thus, the present invention can be advantageously applied to cooling devices for an internal combustion engine.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20131112 |