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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motor-Kühlvorrichtung zum Kühlen eines Motors sowie ein Motor-System, das diese aufweist.
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Technischer Hintergrund
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Ein Beispiel für eine derartige Motor-Kühlvorrichtung wird in
JP H05-13947 Y2 offenbart. Bei diesem Typ Motor-Kühlvorrichtung ist eine Vielzahl von Ventilen (Thermostate) vorhanden. Diese Ventile können Zirkulationswege für ein Kühlmittel in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlmittels umschalten.
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Aus
JP 2002-266641 A ist ein Thermostat bekannt, der betrieben wird auf der Grundlage einer Temperatur eines Fluids von einer Wärmekraftmaschine und umfasst: einen Einlasskanal, in den das Fluid eines Auslasses der Wärmekraftmaschine eingeleitet wird; einen kühlerseitigen Kanal, der mit einer Fluidleitung auf der Kühlerseite verbunden ist; einen Bypasskanal, der mit einer Bypassleitung verbunden ist; und ein Element zum Verbinden oder Trennen des Einlasskanals und des kühlerseitigen Kanals oder des Einlasskanals und des Bypasskanals auf der Grundlage der Temperatur des Fluids.
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CN 205349500 U betrifft einen mehrstufigen offenen Thermostat mit einem Hohlraum, der von einem Träger umschlossen ist, wobei der obere Teil des Hohlraums mit einem großen Kühlmittelzirkulationsweg versehen ist und der untere Teil des Hohlraums mit einem kleinen Kühlmittelzirkulationsweg versehen ist. Der Hohlraum ist mit zwei oder mehr Induktoren versehen, die parallel entlang der Achsenrichtung angeordnet sind. Jeder der Induktoren ist mittels einer Schubstange am oberen Ende des Induktors mit einem Ventil verbunden, um das Öffnen und Schließen des großen Kühlmittelzirkulationswegs zu steuern.
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JP H02-145623 U bezieht sich auf einen wassergekühlten Motor mit einem Wassermantel, umfassend: einen Kühler; einen Kühlwasserkanal, der zwischen dem Wassermantel und dem Kühler zirkuliert; ein Steuerventil, das an einer Auslassseite des Wassermantels in dem Kühlwasserkanal vorgesehen ist und eine Zirkulationsmenge von Kühlwasser zwischen dem Kühler und dem Wassermantel einstellt; einen Bypasskanal, der die Auslassseite und die Einlassseite des Wassermantels in dem Kühlwasserkanal verbindet; und eine Kühlwassersteuerung, die das oben erwähnte Steuerventil und die Kühlwasserumlaufmenge so steuert, dass die Kühlwassertemperatur unter einen bestimmten Wert fällt.
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Gemäß
JP H11-218024 A wird während eines Aufwärmvorgangs ein thermostatisches Hauptventil geschlossen und das aus einem Mantelauslass strömende Kühlwasser wird von einem Rücklaufkanal durch eine Wasserpumpe, einen Manteleinlass, einen Zylindermantel und einen Kopfmantel geleitet. Nach Beendigung des Aufwärmvorgangs wird das thermostatische Hauptventil normal geöffnet, der obige Rücklaufkreis geschlossen und das aus dem Mantelauslass strömende Kühlwasser durch eine obere Verbindungsleitung, einen Kühler, eine untere Verbindungsleitung, die Wasserpumpe, den Manteleinlass, den Zylindermantel, den Kopfmantel und den Mantelauslass geleitet. Zwischen Mantelauslass und oberem Verbindungsrohr ist ein Bypasskanal vorgesehen, um das thermostatische Hauptventil zu umgehen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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In der Motor-Kühlvorrichtung von
JP H05-13947 Y2 sind drei Ventile vorhanden. Je nach dem Modell einer Baumaschine, in der die Motor-Kühlvorrichtung installiert ist, besteht jedoch die Möglichkeit, dass ein Kühler kleine Abmessungen aufweist und eine Durchflussmenge des über die drei Ventile ausströmenden Kühlmittels relativ zu einer Kapazität des Kühlers groß wird. Wenn eine große Durchflussmenge ein Kühlmittel in den Kühler einströmt, nimmt ein Druck eines Einlasses des Kühlers zu, und Leistung einer Pumpe, mit der das Kühlmittel über einen Auslass des Kühlers in einen Kühl-Strömungskanal eines Motors eingeleitet wird, wird groß, wodurch es zu Energieverlust kommt. Wenn jedoch die Anzahl von Ventilen in Abhängigkeit von dem Modell geändert wird, ist für jedes Modell eine individuelle Konstruktion für ein Gehäuse erforderlich, in dem die Ventile installiert sind, wodurch es zu einer Zunahme der Kosten kommt.
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Daher schafft die vorliegende Erfindung eine Motor-Kühlvorrichtung, mit der ein Motor gekühlt werden kann und gleichzeitig Energieverlust und Kosten reduziert werden können, sowie ein Motor-System, das diese Motor-Kühlvorrichtung aufweist.
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Lösung des Problems
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Eine Motor-Kühlvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Pumpe, die so eingerichtet ist, dass sie einem Motor ein Kühlmittel über einen Austritts-Anschluss zuführt, einen Kühler, der so eingerichtet ist, dass er das Kühlmittel von dem Motor kühlt und einen Ansaug-Anschluss der Pumpe mit einem Auslass für das Kühlmittel verbindet, einen Strömungskanal-Umschaltteil, der sich zwischen dem Motor und dem Kühler befindet, einen Kühlerverbindungs-Strömungskanal, der so eingerichtet ist, dass er den Strömungskanal-Umschaltteil und den Kühler verbindet, sowie einen Umgehungs-Strömungskanal, der so eingerichtet ist, dass er den Strömungskanal-Umschaltteil und die Pumpe verbindet. Der Strömungskanal-Umschaltteil weist Ventile, die entsprechend einer Temperatur des Kühlmittels Umschalten zu dem Kühlerverbindungs-Strömungskanal oder dem Umgehungs-Strömungskanal durchführen, sowie einen Strömungs-Trennteil auf, der parallel zu den Ventilen angeschlossen ist und das Kühlmittel sowohl zu dem Umgehungs-Strömungskanal als auch dem Kühlerverbindungs-Strömungskanal leitet.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Mit der Motor-Kühlvorrichtung gemäß dem Aspekt kann ein Motor gekühlt werden und können gleichzeitig Energieverlust und Kosten reduziert werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Gesamtansicht eines Transportfahrzeugs, in dem ein Motor-System gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung installiert ist.
- 2 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus des Motor-Systems gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt einen Fall, in dem sich die Ventile in einem geschlossenen Zustand befinden.
- 3 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus des Motor-Systems gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt einen Fall, in dem sich die Ventile in einem geöffneten Zustand befinden.
- 4 ist eine Längsschnittansicht eines Ventilgehäuses in dem Motor-System gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 5 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Ventile in dem Ventilgehäuse in dem Motor-System gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung installiert sind, und zeigt einen Fall, in dem sich die Ventile in einem geschlossenen Zustand befinden.
- 6 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Ventile in dem Ventilgehäuse in dem Motor-System gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung installiert sind, und zeigt einen Fall, in dem sich die Ventile in einem geöffneten Zustand befinden.
- 7 ist eine Perspektivansicht einer Buchse in dem Motor-System gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 8 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Buchse in dem Ventilgehäuse in dem Motor-System gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung installiert ist.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 1 bis 8 beschrieben.
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Motor-System
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Ein Motor-System 1 ist, wie in 1 gezeigt, beispielsweise in einem großen Transportfahrzeug (einem Kipper) 100 installiert. Dieses Motor-System 1 kann in einer anderen Baumaschine, wie beispielsweise einem Radlader, installiert sein.
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Das Motor-System 1 enthält, wie in 2 und 3 gezeigt, einen Motor 2 sowie eine Motor-Kühlvorrichtung 3, die den Motor 2 kühlt.
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Kreislauf-Struktur des Motor-Systems
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Ein Kühlmittel W ist so eingerichtet, dass es in dem Motor-System 1 zirkuliert. Der Motor 2 ist mit einer stromab liegenden Seite (einer näher an einem Austritts-Anschluss 4a liegenden Seite) der Pumpe 4 verbunden, und ein Strömungskanal-Umschaltteil 6 ist mit einer stromab liegenden Seite des Motors 2 verbunden. Eine stromauf liegende Seite (eine näher an einem Ansaug-Anschluss 4b liegende Seite) der Pumpe 4 ist über einen Kühler 5 oder direkt mit einer stromab liegenden Seite des Strömungskanal-Umschaltteils 6 verbunden.
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Motor
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Der Motor 2 ist nicht im Detail dargestellt und enthält als Hauptbestandteile einen Zylinder, einen Zylinderblock, einen Zylinderkopf, einen Abgas(AGR)-Kühler usw. Ein Kühl-Strömungskanal EF befindet sich in dem Zylinderkopf und dem Zylinderblock des Motors 2. Das Kühlmittel W kann durch den Kühl-Strömungskanal EF zirkulieren. Der Motor 2 wird mit dem Kühlmittel W gekühlt, das durch den Kühl-Strömungskanal EF zirkuliert. Das Kühlmittel W strömt über einen Einlass EFa der stromab liegenden Seite (der nahe an dem Austritts-Anschluss 4a liegenden Seite) der Pumpe 4 in den Kühl-Strömungskanal EF des Motors 2 ein, und das Kühlmittel W strömt über einen Auslass EFb an einer stromauf liegenden Seite des Strömungskanal-Umschaltteils 6 aus.
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Motor-Kühlvorrichtung
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Die Motor-Kühlvorrichtung 3 enthält die Pumpe 4, die sich an dem Motor 2 befindet und Zirkulation des Kühlmittels W bewirkt, den Kühler 5, der das Kühlmittel W kühlt, sowie den Strömungskanal-Umschaltteil 6, der zwischen dem Motor 2, dem Kühler 5 und der Pumpe 4 angeordnet ist.
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Pumpe
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Die Pumpe 4 befindet sich beispielsweise an dem Zylinderblock des Motors 2. Die Pumpe 4 bewirkt, dass das Kühlmittel W unter Druck über den Einlass EFa des Kühl-Strömungskanals EF einströmt. Die Pumpe 4 wird mit Leistung von dem Motor 2 angetrieben. Die Pumpe 4 wird, wenn der Motor 2 angetrieben wird, permanent betrieben, um das Kühlmittel W zirkulieren zu lassen.
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Kühler
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Der Kühler 5 kühlt das Kühlmittel W, das durch den Kühl-Strömungskanal EF des Motors 2 zirkuliert, führt Wärmeaustausch zwischen dem Kühler 5 und dem Motor 2 durch und erreicht eine hohe Temperatur. Der Kühler 5 enthält einen Kern 11, der Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel W und Luft durchführt, sowie einen oberen Behälter 12, der sich oberhalb des Kerns 11 befindet, das über den Auslass EFb des Kühl-Strömungskanals EF des Motors 2 einströmende Kühlmittel W speichert und das Kühlmittel W dem Kern 11 zuführt. Das Kühlmittel W kann auch von außerhalb der Motor-Kühlvorrichtung 3 in den oberen Behälter 12 eingeleitet werden.
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Der Kern 11 ist beispielsweise, obwohl im Detail nicht dargestellt, ein aus Rippen und einer Röhre bestehender Wärmetauscher, der Rippen und eine Röhre aufweist. Der obere Behälter 12 steht mit der Röhre des Kerns 11 in Verbindung und führt der Röhre das Kühlmittel W zu. Wenn das Kühlmittel W durch die Röhre zirkuliert, führt das Kühlmittel W Wärmeaustausch mit Luft um die Röhre herum durch, und das Kühlmittel W wird gekühlt. Ein Pumpenansaug-Strömungskanal 21, der einen Auslass des Kerns 11 und den Ansaug-Anschluss 4b der Pumpe 4 verbindet, befindet sich zwischen ihnen.
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Strömungskanal-Umschaltteil
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Der Strömungskanal-Umschaltteil 6 weist, wie in 4 gezeigt, ein Ventilgehäuse 15 sowie Ventile 16 und eine Buchse (einen Strömung-Trennteil) 17 auf, die sich in dem Ventilgehäuse 15 befinden.
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Ventilgehäuse
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Das Ventilgehäuse 15 ist an den Auslass EFb des Kühl-Strömungskanals EF in dem Motor 2 angeschlossen und steht mit ihm in Verbindung. Ein Kühlerverbindungs-Strömungskanal 22, der das Ventilgehäuse 15 und den oberen Behälter 12 des Kühlers 5 verbindet, befindet sich zwischen ihnen. Ein Umgehungs-Strömungskanal 23, der das Ventilgehäuse 15 und die Pumpe 4 verbindet, befindet sich zwischen ihnen. Eine Vielzahl von Gehäuse-Räumen S (in der vorliegenden Ausführungsform drei Gehäuse-Räume) befindet sich in dem Ventilgehäuse 15. Anbringungs-Abschnitte für die Ventile 16 und die Buchse 17 in den Gehäuse-Räumen S, die weiter unten beschrieben werden, haben die gleiche Form. Im Folgenden werden die Gehäuse-Räume S3 der Reihe nach von rechts nach links in 4 als Gehäuse-Räume S1, S2 und S3 bezeichnet.
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Jeder der Gehäuse-Räume S1, S2 und S3 ist ein Raum, der sich in einer Längsrichtung (einer vertikalen Richtung in 4) senkrecht zu einer Querrichtung erstreckt, in der diese Gehäuse-Räume S1, S2 und S3 ausgerichtet sind.
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Ein erster Verbindungs-Kanal 15a, der bewirkt, dass die Gehäuse-Räume S1, S2 und S3 in Verbindung miteinander stehen, und der mit dem Auslass EFb des Kühl-Strömungskanals EF des Motors 2 verbunden ist, ist im Inneren des Ventilgehäuses 15 ausgebildet. Der erste Verbindungs-Kanal 15a bewirkt, dass die Gehäuse-Räume S1, S2 und S3, die sich in der Längsrichtung erstrecken, an einem untersten Abschnitt in 4 miteinander in Verbindung stehen.
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Des Weiteren ist ein zweiter Verbindungs-Kanal 15b, der bewirkt, dass die Gehäuse-Räume S1, S2 und S3 an einem oberen Abschnitt des ersten Verbindungs-Kanals 15a in Verbindung miteinander stehen, und der mit dem Kühlerverbindungs-Strömungskanal 22 verbunden ist. im Inneren des Ventilgehäuse 15 ausgebildet. Der zweite Verbindungs-Kanal 15b bewirkt, dass die Gehäuse-Räume S1, S2 und S3, die sich in der Längsrichtung erstrecken, in der Nähe der Mitte in der vertikalen Richtung (der Längsrichtung) in 4 miteinander in Verbindung stehen.
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Des Weiteren ist ein dritter Verbindungs-Kanal 15c, der bewirkt, dass die Gehäuse-Räume S1, S2 und S3 an einem oberen Abschnitt des zweiten Verbindungs-Kanals 15b in Verbindung miteinander stehen, und der mit dem Umgehungs-Strömungskanal 23 verbunden ist, im Inneren des Ventilgehäuses 15 ausgebildet. Der dritte Verbindungs-Kanal 15c bewirkt, dass die Gehäuse-Räume S1, S2 und S3, die sich in der Längsrichtung erstrecken, an einem obersten Abschnitt in 4 miteinander in Verbindung stehen.
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Dementsprechend strömt das Kühlmittel W von dem Auslass EFb des Kühl-Strömungskanals EF des Motors 2 über den ersten Verbindungs-Kanal 15a in die Gehäuse-Räume S1, S2 und S3 ein. Das Kühlmittel W ist so eingerichtet, dass es anschließend aus dem zweiten Verbindungs-Kanal 15b zu dem Kühlerverbindungs-Strömungskanal 22 strömt und über den dritten Verbindungs-Kanal 15c zu dem Umgehungs-Strömungskanal 23 ausströmt. Das heißt, die Gehäuse-Räume S1, S2 und S3 sind über den ersten Verbindungs-Kanal 15a so verbunden, dass das über den Kühl-Strömungskanal EF des Motors 2 einströmende Kühlmittel W in dem Ventilgehäuse 15 parallel durch die Gehäuse-Räume S1, S2 und S3 strömt.
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Ventile
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Die Ventile 16 sind nacheinander in den Gehäuse-Räumen S des Ventilgehäuses 15 angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform befinden sich die Ventile 16 in zwei Gehäuse-Räumen S1 und S2 der drei Gehäuse-Räume S. Dementsprechend sind in der vorliegenden Ausführungsform in dem Ventilgehäuse 15 die zwei Ventile 16 vorhanden. Die Ventile 16 werden auch als Thermostate bezeichnet.
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Jedes der Ventile 16 weist als Hauptbestandteile ein Betätigungselement 31, bei dem beispielsweise Wachs eingesetzt wird, einen zylindrischen Ventilkörper 32, der durch das Betätigungselement 31 in der Längsrichtung hin- und herbewegt wird und dessen Mitte eine Achse O ist, die in der Längsrichtung verläuft, sowie einen Flansch-Teil 33 auf, der in einer radialen Richtung des Ventilkörpers 32 nach außen vorsteht. Ein Durchgangsloch H, das in einer Richtung der Achse O durch den Ventilkörper 32 hindurch verläuft, ist, wie in 5 gezeigt, in dem Ventilkörper 32 vorhanden. Der Flansch-Teil 33 ist an dem Ventilgehäuse 15 so befestigt, dass er in dem Ventilgehäuse 15 in einer Ringform gehalten wird.
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Wenn eine Temperatur des Kühlmittels W unter einer vorgegebenen Temperatur liegt, die einer Spezifikation des Motors 2 entspricht, wird das Ventil 16 in einen geschlossenen Zustand versetzt, indem der Ventilkörper 32, wie in 5 gezeigt, aufgrund einer Änderung des Volumens des Wachses in dem Betätigungselement so gezogen wird, dass er sich dem Flanschteil 33 nähert. Wenn hingegen die Temperatur des Kühlmittels W auf oder über der vorgegebenen Temperatur liegt, wird das Ventil 16 in einen geöffneten Zustand versetzt, indem der Ventilkörper 32, wie in 6 gezeigt, aufgrund einer Änderung des Volumens des Wachses so angehoben wird, dass der Ventilkörper 32 von dem Flansch-Teil 33 getrennt wird.
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Das heißt, wenn die Temperatur des Kühlmittels W unter der vorgegebenen Temperatur liegt, kommt der Ventilkörper 32, wie in 5 gezeigt, in Kontakt mit dem Flansch-Teil 33, und es wird ein Zwischenraum zwischen dem Ventilkörper 32 und einer oberen Fläche Sa des Gehäuse-Raums S ausgebildet. Die obere Fläche Sa des Gehäuse-Raums S ist eine Fläche, die in eine Entleerungs-Richtung des Ventilkörpers 32 gewandt ist. Dadurch stehen der Kühl-Strömungskanal EF des Motors 2, der dritte Verbindungs-Kanal 15c sowie der Umgehungs-Strömungskanal 23 über die Gehäuse-Räume S und die Durchgangslöcher H der Ventilkörper 32 miteinander in Verbindung. in diesem Fall wird Verbindung zwischen dem Kühl-Strömungskanal EF, dem zweiten Verbindungs-Kanal 15b und dem Kühlerverbindungs-Strömungskanal 22 unterbrochen.
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Wenn hingegen die Temperatur des Kühlmittels W genauso hoch ist wie oder höher als die vorgegebene Temperatur, wird der Ventilkörper 32, wie in 6 gezeigt, von dem Flansch-Teil 33 getrennt und kommt in Kontakt mit der oberen Fläche Sa der Gehäuse-Räume S, und kein Zwischenraum ist zwischen dem Ventilkörper 32 und der oberen Fläche Sa des Gehäuse-Raums S ausgebildet. Dadurch stehen der Kühl-Strömungskanal EF des Motors 2, der zweite Verbindungs-Kanal 15b und der Kühlerverbindungs-Strömungskanal 22 über die Gehäuse-Räume S sowie einen Raum zwischen dem Flanschteil 33 und dem Ventilkörper 32 miteinander in Verbindung. In diesem Fall wird die Verbindung zwischen dem Kühl-Strömungskanal EF, dem dritten Verbindungs-Kanal 15c und dem Umgehungs-Strömungskanal 23 unterbrochen.
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In der vorliegenden Ausführungsform werden sog. Top-Bypass-Thermostate als die Ventile 16 eingesetzt, jedoch können Thermostate anderer Typen, wie beispielsweise ein sog. Bottom-Bypass-Thermostat oder ein sog. Side-Bypass-Thermostat als die Ventile eingesetzt werden.
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Buchse
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Die Buchse 17 befindet sich, wie in 4 gezeigt, in einem verbleibenden Gehäuse-Raum S3 neben zwei Gehäuse-Räumen S1 und S2, in denen sich die Ventile 16 befinden. Die Buchse 17 ist, wie in 7 gezeigt, in einer Röhrenform ausgebildet, die den gleichen Umriss hat wie der Ventilkörper 32 und der Flansch-Teil 33. Das heißt, die Buchse 17 weist einen Röhren-Teil 41 und einen Flansch-Teil 42 auf, der in einer radialen Richtung von dem Röhren-Teil 41 nach außen vorsteht.
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Der Röhren-Teil 41 hat eine zylindrische Form, in der ein Haupt-Loch (erstes Loch) MH vorhanden ist, das in einer axialen Richtung durch den Röhren-Teil 41 hindurch verläuft. Eine Vielzahl von Ableit-Löchern (zweite Löcher) WH, die durch den Röhren-Teil 41 in einer radialen Richtung hindurch verlaufen, sind in einer Außenumfangsfläche des Röhren-Teils 41 vorhanden. Die Ableit-Löcher WH sind, wie in 8 gezeigt, beispielsweise in gleichmäßigen Abständen in einer Umfangsrichtung angeordnet. Der Kühl-Strömungskanal EF des Motors 2 und der Kühlerverbindungs-Strömungskanal 22 stehen über die Ableit-Löcher WH miteinander in Verbindung. Der Kühl-Strömungskanal EF des Motors 2 und der Umgehungs-Strömungskanal 23 stehen über das Haupt-Loch MH miteinander in Verbindung. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Öffnungsfläche des Haupt-Lochs MH größer als der Wert der Summe von Öffnungsflächen der Vielzahl von Ableit-Löchern WH.
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Der Flansch-Teil 42 hat eine Ringform und ist so ausgeführt, dass er in das Ventilgehäuse 15 eingesetzt und so an dem Ventilgehäuse 15 befestigt wird.
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Im Folgenden wird der Zirkulations-Weg des Kühlmittels W beschrieben.
Wenn die Temperatur des durch den Kühl-Strömungskanal EF des Motors 2 zirkulierenden Kühlmittels W eine niedrige Wassertemperatur ist, die unter der vorgegebenen Temperatur liegt, kommen die Ventile 16, wie in 5 gezeigt, in Kontakt mit den Flansch-Teilen 33 und werden in einen geschlossenen Zustand versetzt. Dann strömt das Kühlmittel W über den Auslass EFb des Kühl-Strömungskanals EF des Motors 2 durch die zwei Gehäuse-Räume S1 und S2, in denen sich die Ventile 16 befinden, die Durchgangslöcher H der Ventilkörper 32 sowie den Umgehungs-Strömungskanal 23 und strömt zu dem Einlass der Pumpe 4 (den Ansaug-Anschluss 4b in 2).
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In diesem Fall strömt das Kühlmittel W über den Auslass EFb des Kühl-Strömungskanals EF des Motors 2 durch den Gehäuse-Raum S3, in dem sich die Buchse 17 befindet, das Haupt-Loch MH der Buchse 17 sowie den Umgehungs-Strömungskanal 23 und strömt in den Einlass der Pumpe 4 ein. Ein Teil des Kühlmittels W von dem Auslass EFb des Kühl-Strömungskanals EF des Motors 2 strömt durch die Ableit-Löcher WH der Buchse 17 sowie den Kühlerverbindungs-Strömungskanal 22 und strömt in den oberen Behälter 12 ein. Wenn die Ventile 16 in einen geschlossenen Zustand versetzt sind, ist eine Durchflussmenge (siehe eine durchgehende Linie in 2) des durch den Umgehungs-Strömungskanal 23 zirkulierenden Kühlmittels W größer als eine Durchflussmenge (siehe eine Strichpunktlinie in 2) des durch den Kühlerverbindungs-Strömungskanal 22 zirkulierenden Kühlmittels W.
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Wenn hingegen die Temperatur des durch den Kühl-Strömungskanal EF des Motors 2 zirkulierenden Kühlmittels W eine hohe Wassertemperatur ist, die auf oder über der vorgegebenen Temperatur liegt, werden die Ventile 16, wie in 6 gezeigt, von den Flansch-Teilen 33 getrennt und werden in einen geöffneten Zustand versetzt. Dann strömt das Kühlmittel W von dem Auslass EFb des Kühl-Strömungskanals EF des Motors 2 durch die zwei Gehäuse-Räume S1 und S2, in denen sich die Ventile 16 befinden, sowie den Kühlerverbindungs-Strömungskanal 22 und strömt in den oberen Behälter 12 ein. Selbst wenn sich die Ventile 16 in einem geöffneten Zustand befinden, strömt ein Teil des Kühlmittels W von dem Auslass EFb des Kühl-Strömungskanals EF des Motors 2 durch den Umgehungs-Strömungskanal 23 und in den Einlass der Pumpe 4 ein und strömt durch den Kühlerverbindungs-Strömungskanal 22 und in den oberen Behälter 12 ein. Wenn die Ventile 16 in einen geöffneten Zustand versetzt sind, ist eine Durchflussmenge (siehe eine durchgehende Linie in 3) des durch den Kühlerverbindungs-Strömungskanal 22 zirkulierenden Kühlmittels W größer als eine Durchflussmenge (siehe eine Strichpunktlinie in 3) des durch den Umgehungs-Strömungskanal 23 zirkulierenden Kühlmittels W.
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Funktion und Effekte
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In dem Motor-System 1 ist die Vielzahl von Gehäuse-Räumen S, in denen die Anbringungs-Abschnitte für die Ventile 16 und die Buchse 17 die gleiche Form haben, in dem Ventilgehäuse 15 des Strömungskanal-Umschaltteils 6 vorhanden. Die Ventile 16 befinden sich in den zwei Gehäuse-Räumen S1 und S2, und die Buchse 17 befindet sich in dem einen verbleibenden Gehäuse-Raum S3. Dementsprechend strömt selbst in dem in 3 gezeigten Zustand, in dem das Kühlmittel W mit der hohen Wassertemperatur zirkuliert, nicht das gesamte Kühlmittel W über den Auslass EFb des Kühl-Strömungskanals EF des Motors 2 in den Kühler 5 ein. Das heißt, ein Teil des Kühlmittels W von dem Auslass EFb des Kühl-Strömungskanals EF des Motors 2 wird mittels der Pumpe 4 über das Haupt-Loch MH der Buchse 17 zu dem Umgehungs-Strömungskanal 23 geleitet und strömt in den Kühl-Strömungskanal EF des Motors 2 ein.
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Daher strömt, wenn das Kühlmittel W von dem Fall ausgehend, in dem die in 2 gezeigten Ventile 16 in einen geschlossenen Zustand versetzt sind, bis die in 3 gezeigten Ventile 16 in einen geöffneten Zustand versetzt werden, das Kühlmittel W nicht abrupt in einer Menge in den Kühler 5 ein, die genauso groß ist wie oder größer als eine für den Kühler 5 zulässige Menge, und ein Druckanstieg an einem Einlass des Kühlers 5 kann vermieden werden. Daher kann die Leistung der Pumpe 4, mit der das Kühlmittel W von einem Auslass des Kühlkörpers 5 in den Kühl-Strömungskanal EF des Motors 2 geleitet wird, reduziert werden. Da die Leistung der Pumpe 4 von dem Motor 2 bezogen wird, führt Reduzierung der Leistung der Pumpe 4 zu einer Verbesserung des Wirkungsgrades des Motors 2.
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Des Weiteren wird, da das Kühlmittel W nicht abrupt in einer Menge in den Kühler 5 einströmt, die genauso groß ist wie oder größer als eine für den Kühler zulässige Menge, der Druck an dem Einlass der Pumpe 4 und dem Auslass des Kühlers 5 nicht verringert. Daher kann das Auftreten von Kavitation an dem Auslass des Kühlers 5 vermieden werden. Dadurch können die Lebensdauer der Pumpe 4 und die Lebensdauer des Kühlers 5 verbessert werden.
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Die Kapazität (die Größe) des Kühlers 5 unterscheidet sich je nach dem Modell, in dem das Motor-System 1 installiert ist. In der vorliegenden Ausführungsform haben die Anbringungs-Abschnitte für die Ventile 16 und die Hülse 17 die gleiche Form in den Gehäuse-Räumen S1 und S2, in denen die Ventile 16 installiert sind, und dem Gehäuse-Raum S3, in dem die Buchse 17 installiert ist. Das heißt, die Ventile 16 oder die Buchsen 17 können in allen der Gehäuse-Räume S installiert werden. Daher wird die Anzahl der Ventile 16 sowie der Buchsen 17, die in dem Ventilgehäuse 15 installiert werden, in Abhängigkeit von der Kapazität des Kühlers 5 verändert, und so kann eine in den Kühler 5 einströmende Menge des Kühlmittels W auf einen optimalen Wert reguliert werden. Daher lässt sich das Ventilgehäuse 15 für alle Modelle vereinheitlichen, und die Kosten können reduziert werden.
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Da es nicht notwendig ist, die Konstruktion der Pumpe 4 für jedes Modell entsprechend der für den Kühler 5 zulässigen Durchflussmenge des Kühlmittels W zu ändern, die je nach dem Modell variiert, kann die Pumpe 4 für alle Modelle vereinheitlicht werden und können die Kosten reduziert werden.
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Des Weiteren strömt, wie in 2 gezeigt, in dem Zustand, in dem das Kühlmittel W mit der niedrigen Wassertemperatur zirkuliert, nicht das gesamte Kühlmittel W von dem Auslass EFb des Kühl-Strömungskanals EF des Motors 2 über den Umgehungs-Strömungskanal 23 in die Pumpe 4 ein. Das heißt, ein Teil des Kühlmittels W von dem Auslass EFb des Kühl-Strömungskanals EF des Motors 2 wird über die Ableit-Löcher WH der Buchse 17 zu dem Kühlerverbindungs-Strömungskanal 22 geleitet und strömt in den oberen Behälter 12 ein. Daher wird das Kühlmittel W, selbst wenn das Kühlmittel W mit der niedrigen Wassertemperatur zirkuliert, oder selbst wenn das Kühlmittel W mit der hohen Wassertemperatur zirkuliert, kontinuierlich in den Kühler 5 eingeleitet.
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Wenn sich der Motor 2 aufwärmt, das Kühlmittel W erhitzt wird und die Temperatur des Kühlmittels W genauso hoch ist wie oder höher als die vorgegebene Temperatur, werden die Ventile 16 in einen geöffneten Zustand versetzt und wird der Zirkulations-Weg des Kühlmittels W umgeschaltet. In diesem Fall nimmt die Durchflussmenge des in den Kühler 5 einströmenden Kühlmittels W zu. Gegenüber dem Fall, in dem die Ventile 16 in einen geöffneten Zustand versetzt sind (3), ist die Durchflussmenge des in dem Kühlkörper 5 einströmenden Kühlmittels W in dem Fall, in dem die Ventile 16 in einem geschlossenen Zustand versetzt sind (2), gering. Jedoch strömt selbst in dem Fall, in dem die Ventile 16 in einen geschlossenen Zustand versetzt sind, da die Buchse 17 vorhanden ist, das Kühlmittel W in den Kühler 5 ein. Daher wird der Kühler 5 selbst in dem Fall, in dem die Ventile 16 in einen geschlossenen Zustand versetzt sind, durch das Kühlmittel W erhitzt. In der vorliegenden Ausführungsform kann thermischer Schock an dem Kühler 5 verglichen mit einem Fall verringert werden, in dem das Kühlmittel W mit der großen Durchflussmenge von einem Zustand ausgehend, in dem keinerlei Kühlmittel in den Kühler 5 einströmt, abrupt in den kühler 5 einströmt. Dadurch kann die Lebensdauer des Kühlers 5 verbessert werden.
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Des Weiteren ist in der vorliegenden Ausführungsform die Öffnungsfläche des Haupt-Lochs MH der Buchse 17 größer als der Wert der Summe der Öffnungsflächen aller der Ableit-Löcher WH. Dementsprechend ist beispielsweise, in einem Fall, in dem, wenn der Motor 2 gestartet wird und die Temperatur des Motors 2 niedrig ist, auch die Temperatur des Kühlmittels W niedrig ist und die Ventile 16 in einen geschlossenen Zustand versetzt sind, die Durchflussmenge des über den Umgehungs-Strömungskanal 23 in den Kühl-Strömungskanal EF des Motors 2 einströmenden Kühlmittels W größer als die Durchflussmenge des über den Kühlerverbindungs-Strömungskanal 22 in den oberen Behälter 12 einströmenden Kühlmittels W. Dementsprechend kann eine große Menge des Kühlmittels W zu dem Motor 2 geleitet werden. Daher kann beispielsweise, wenn die Temperatur des Motors 2 in einer kalten Region sehr niedrig ist, die Temperatur des Motors 2 schnell erhöht werden, so dass aufwärmen des Motors 2 frühzeitig beendet wird, wodurch der Wirkungsgrad des Motors 2 verbessert wird.
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Des Weiteren kann, wenn das Ventilgehäuse 15 und die Buchse 17 sich an einer hohen Position relativ zu dem Motor 2 befinden, wenn das Kühlmittel W dem oberen Behälter 2 von außerhalb des Motor-Systems 1 zugeführt wird, in jedem der Strömungskanäle des Motor-Systems 1 verbleibende Luft über die Ableit-Löcher WH der Buchse 17 nach oben geleitet werden. Das heißt, mit der Buchse 17 kann ein Effekt hinsichtlich des Ableitens der Luft erzielt werden.
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Andere Ausführungsformen
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Obwohl oben eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist. ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und kann in geeigneter Weise abgewandelt werden, ohne von der technischen Idee und dem Kern der Erfindung abzuweichen.
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Beispielsweise ist die Buchse 17 nicht auf die oben beschriebene Form beschränkt. Das heißt, die Buchse 17 kann eine Röhrenform ohne den Flansch-Teil 42 haben. Es ist so möglich, anstelle der Buchse 17 nur einen Strömungs-Trennteil vorzusehen, der das Kühlmittel W von dem Kühl-Strömungskanal EF des Motors 2 getrennt in den Kühlerverbindungs-Strömungskanal 22 und den Umgehungs-Strömungskanal 23 leitet.
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Ein Größenunterschied zwischen der Öffnungsfläche des Haupt-Lochs MH und den Öffnungsflächen der Ableit-Löcher WH oder die Anzahl von Ableit-Löchern WH ist nicht auf den Fall der oben dargestellten Ausführungsform beschränkt. Der Größenunterschied zwischen der Öffnungsfläche des Haupt-Lochs MH und der Öffnungsfläche des Ableit-Lochs WH oder ein Öffnungsflächen-Verhältnis zwischen dem Haupt-Loch MH und den Ableit-Löchern WH muss lediglich so festgelegt werden, dass der Druck in dem oberen Behälter 12 des Kühlers 5 einen für eine Größe des Kerns 11 des Kühlers 5 geeigneten Wert erreicht.
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Die Anzahl in dem Ventilgehäuse 15 vorhandener Gehäuse-Räume S ist nicht auf den oben dargestellten Fall beschränkt. Wenn die gleichen Ventile 16 in allen der Gehäuse-Räume S installiert werden können, sind die Formen der Gehäuse-Räume S möglicherweise nicht vollständig identisch.
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Industrielle Einsatzmöglichkeiten
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Mit der Motor-Kühlvorrichtung und dem Motor-System, dass diese Motor-Kühlvorrichtung aufweist, kann ein Motor gekühlt werden und können gleichzeitig Energieverlust und Kosten reduziert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Motor-System
- 2
- Motor
- 3
- Motor-Kühlvorrichtung
- 4
- Pumpe
- 4a
- Austritts-Anschluss
- 4b
- Ansaug-Anschluss
- 5
- Kühler
- 6
- Strömungskanal-Umschaltteil
- 11
- Kern
- 12
- oberer Behälter
- 15
- Ventilgehäuse
- 15a
- erster Verbindungs-Kanal
- 15b
- zweiter Verbindungs-Kanal
- 15c
- dritter Verbindungs-Kanal
- 16
- Ventil
- 17
- Buchse (Strömungs-Trennteil)
- 21
- Pumpen-Ansaug-Strömungskanal
- 22
- Kühlerverbindungs-Strömungskanal
- 23
- Umgehungs-Strömungskanal
- 31
- Betätigungselement
- 32
- Ventilkörper
- 33
- Flansch-Teil
- 41
- Röhren-Teil
- 42
- Flansch-Teil
- 100
- Transportfahrzeug
- EF
- Kühl-Strömungskanal
- EFa
- Einlass
- EFb
- Auslass
- H
- Durchgangsloch
- MH
- Haupt-Loch (erstes Loch)
- WH
- Ableit-Loch (zweites Loch)
- S
- Gehäuse-Raum
- W
- Kühlmittel
- O
- Achse
