DE19506935C1 - Kühlmittelkreislauf für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs - Google Patents
Kühlmittelkreislauf für einen Verbrennungsmotor eines KraftfahrzeugsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Kühlmittelkreislauf für einen Ver
brennungsmotor eines Kraftfahrzeugs mit einem Motorkühlkreis und
einem Heizkreis, in dem ein einer Heizungsanlage für einen In
nenraum des Kraftfahrzeugs zugeordneter Heizkörper angeordnet
ist, sowie mit Mitteln zur Regelung oder Steuerung des Heiz
kreislaufes.
Aus der DE 90 13 459 U1 ist ein Kühlmittelkreislauf für eine
Brennkraftmaschine bekannt, deren Abwärme zur Beheizung des In
nenraums des Kraftfahrzeugs verwendet wird. Ein solcher Heiz
kreis des Kühlmittelkreislaufes ist aus dem Motorkühlkreis abge
zweigt, wobei die Förderung des Kühlmittels durch eine motorsei
tige Kühlmittelpumpe sowie je nach Bedarf durch eine elektrische
Zusatzpumpe erfolgt. Die Regelung oder Steuerung des Kühlmittel
stroms zur Erzielung einer gewünschten Heizleistung erfolgt
durch Öffnen und Schließen eines Taktventils. Dadurch ergeben
sich relativ hohe Drücke an den Heizungsbauteilen sowie relativ
harte Druckstöße beim Öffnen und Schließen des Taktventils.
Die DE 41 23 678 A1 offenbart eine Standheizung für ein Kraft
fahrzeug, die in einen Heizkreislauf für einen Fahrzeuginnenraum
eingebunden ist. In dem Heizkreislauf ist eine elektronisch re
gelbare elektrische Pumpe integriert. Der Heizkreislauf weist
außerdem ein motorunabhängiges, mit Brennstoff betreibbares
Heizgerät auf, das für eine Erwärmung des Motorkühlmittels sowie
für eine Entfrostung des Fahrzeuginnenraumes bei sehr tiefen Au
ßentemperaturen vorgesehen ist.
Es ist auch bekannt (DE 41 20 390 A1), in einem Heizkreislauf
einer Heizungsanlage für ein Kraftfahrzeug eine elektrische
Strömungspumpe vorzusehen. Die Steuerung des Heizkreislaufes er
folgt durch ein in den Heizkreislauf eingebundenes Steuerglied
in Form einer Dichtmembran, die abhängig von den durch die Strö
mungspumpe erzeugten Druckunterschieden den Zulauf und Ablauf in
verschiedene Kammern eines Steuergehäuses, in dem die Membran
untergebracht ist, steuert.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kühlmittelkreislauf der ein
gangs genannten Art zu schaffen, der einfach aufgebaut ist und
die Erzielung eines von der Motordrehzahl unabhängigen Heizkrei
ses ohne den Aufbau größerer Druckstöße gestattet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Heizkreis als vom Mo
torkühlkreis unabhängiger Kreislauf ausgebildet und mit einer
elektrischen Pumpeinrichtung versehen ist, die durch eine elek
tronische Steuer- oder Regeleinrichtung für eine Steuerung oder
Regelung der Heizleistung des Heizkreises drehzahlgeregelt
und/oder getaktet an- und abschaltbar ist, und daß ein Zulauf
und ein Rücklauf des Heizkreises in einem gemeinsamen, direkt an
einem Motorblock des Verbrennungsmotors angeordneten Anschluß
stutzen integriert sind. Durch das Vorsehen eines separaten, von
dem Motorkühlkreis unabhängigen Kreislaufs ist die Förderung des
Kühlmittels im Heizkreis unabhängig von der Motordrehzahl. Durch
den Einsatz einer elektrischen Pumpeinrichtung wird ein Taktven
til vermieden, wodurch auch der Aufbau von größeren Druckstößen
des Kühlmittels verhindert wird. Durch das einfache Takten der
elektrischen Pumpeinrichtung wird analog der Taktventilregelung
beim Stand der Technik eine entsprechende Regelung oder Steue
rung der Heizleistung erreicht. Der erfindungsgemäße Heizkreis
benötigt wesentlich weniger Rauteile. Wird keine Beheizung des
Innenraums des Kraftfahrzeugs vorgenommen, so muß die elektri
sche Pumpeinrichtung auch keinen Kühlmittelstrom durch den Heiz
kreis pumpen, so daß kein Bedarf an elektrischem Strom besteht,
Durch die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich außerdem ein
"Rohr-in-Rohr"-Anschlußstück, das eine sehr einfache Montage des
Heizkreises ermöglicht und die Verwendung relativ kurzer Rohr-
oder Schlauchlängen für den Aufbau des Heizkreislaufes zuläßt.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfin
dung anhand der Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Schema einer Ausführungsform eines erfindungs
gemäßen Kühlmittelkreislaufs für einen Verbrennungsmotor
eines Kraftfahrzeugs, der mit einem separaten Heizkreis
lauf zur Beheizung des Kraftfahrzeuginnenraums versehen
ist und
Fig. 2a bis 2c
drei verschiedene Stellungen eines Kühlmittelreglers des
Kühlmittelkreislaufes.
Ein Verbrennungsmotor (1) eines Kraftfahrzeugs weist einen
Zylinderkopf (1a) und ein Zylinderkurbelgehäuse (1b) auf, die
zusammen einen Motorblock bilden. Zur Kühlung des
Verbrennungsmotors (1) ist ein Motorkühlkreis (4, 5; 2, 6, 7)
vorgesehen, der Teil eines Kühlmittelkreislaufs ist. Der
Motorkühlkreis weist einen Kühlmittelregler (4), eine obere
Kühlmittelleitung (5), einen von Fahrtwind durchströmten
Querstromkühler (2), eine untere Kühlmittelleitung (6) und eine
Kühlmittelpumpe (7) auf. Die Kühlmittelpumpe (7) fördert einen
durch die Abwärme des Verbrennungsmotors (1) erwärmten
Kühlmittelstrom abhängig von einer Stellung eines Taktventils
(18) des Kühlmittelreglers (4) durch den Querstromkühler (2), in
dem das heiße Kühlmittel durch die hindurchströmende Luft
abgekühlt wird. Dem an sich bekannten Motorkühlkreis ist im
Bereich des Zylinderkurbelgehäuses (1b) ein
Kühlmittel/Motorölwärmetauscher (8) zugeordnet. In ebenfalls an
sich bekannter Weise weist der Motorkühlkreis zusätzlich einen
Ausgleichskreislauf auf, der mit einer Entlüftungsleitung (14),
einem Ausgleichsbehälter (15), einer Fülleitung (17) und einem
Überlaufbehälter (16) versehen ist. In dem Ausgleichsbehälter
(15) ist ein Silikatvorrat vorgesehen, der Aluminiumkorrosion
verhindert.
In den Fig. 2a bis 2c sind verschiedene Positionen des
Taktventils (18) im Kühlmittelregler (4) zur Regelung des
Motorkühlkreises dargestellt, wobei an dem Kühlmittelregler (4)
jeweils nach oben die obere Kühlmittelleitung (5) anschließt. In
der Stellung des Taktventils (18) nach Fig. 2a läuft das
Kühlmittel im Motor um. Diese Stellung wird als
Kurzschlußbetrieb bezeichnet, bei dem die Kühlmitteltemperatur
geringer als 87°C ist. In der in Fig. 2b dargestellten Position
des Taktventils (18) ist ein Mischbetrieb eingestellt, der
zwischen einer Kühlmitteltemperatur von 87°C und einer
Kühlmitteltemperatur von 102°C vorgesehen ist. In Fig. 2c
schließlich ist durch die dargestellte Position des Taktventils
(18) der Kühlbetrieb des Motorkühlkreises eingestellt, der ab
einer Kühlmitteltemperatur von 102°C vorgenommen wird. In dieser
Position wird der Querstromkühler (2) von dem Kühlmittelstrom
durchströmt.
Der Kühlmittelkreislauf weist neben dem Motorkühlkreis einen
separaten Heizkreis (9, 10, 3, 11a, 11b, 12) auf, der mittels
eines einzelnen Anschlußstutzens (13) im Bereich des
Zylinderkopfes (1a) an den Motorblock und damit an den
Kühlmittelkreislauf angeschlossen ist. Dieser Anschlußstutzen
(13) stellt ein Rohr-in-Rohr-Anschlußstück dar, d. h. sowohl ein
Zufluß (9) als auch ein Abfluß (12) sind in dem Anschlußstutzen
integriert. Beim Ausführungsbeispiel ist dabei der Zulauf (9)
koaxial innerhalb des Rücklaufs (12) angeordnet und ragt axial
weiter in den Kühlmittelkreislauf im Bereich des Zylinderkopfes
(1a) hinein als der Rücklauf (12). Durch diese axiale
Beabstandung von Zulauf und Rücklauf wird eine Thermo-Syphon-
Wirkung vermieden. In der Zulaufleitung (9) ist eine elektrische
Pumpeinrichtung (10) angeordnet, die in nicht dargestellter
Weise durch eine elektronische Steuer- oder Regeleinheit an- und
abschaltbar ist. Durch die elektronische Steuer- oder
Regeleinheit ist durch Drehzahlregelung und/oder ein
entsprechendes An- und Abschalten der Pumpeinrichtung (10) eine
Taktung der elektrischen Pumpeinrichtung (10) erzielbar, durch
die eine gewünschte Steuerung oder Regelung der Heizleistung des
Heizkreises ermöglicht wird. Die elektrische Pumpeinrichtung
(10) fördert den Kühlmittelstrom in der Zulaufleitung (9) in
einen Heizkörper (3), der einen an sich bekannten Wärmetauscher
darstellt. Der Heizkörper (3) wird von Luft durchströmt, die in
den Innenraum des Kraftfahrzeugs geführt wird. Der Heizkörper
(3) weist beim dargestellten Ausführungsbeispiel für seine linke
und für seine rechte Seite ausgangsseitig jeweils eine getrennte
Rücklaufleitung (11a und 11b) auf, die jedoch in einen
gemeinsamen Rücklauf (12) zusammengeführt werden. Bei einem
nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist lediglich eine
einzelne Rücklaufleitung für den Heizkörper (3) vorgesehen. Eine
Trennung in eine linke und eine rechte Hälfte des Heizkörpers
(3) ist in erster Linie dann sinnvoll, wenn durch eine
unabhängige Regelung der beiden Rücklaufleitungen
unterschiedliche Heizleistungen für die linke und die rechte
Hälfte des Heizkörpers (3) und damit für die Fahrerseite und die
Beifahrerseite des Innenraums des Kraftfahrzeugs erzielbar sind.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist dies nicht möglich.
Die beiden Rücklaufleitungen (11a und 11b) dienen lediglich zur
Erzielung eines verbesserten Umlaufes des Kühlmittels. Durch den
Anschlußstutzen (13), in dem sowohl der Zulauf (9) als auch der
Rücklauf (12) integriert ist, ist der separate Heizkreis relativ
einfach montierbar und kommt mit relativ geringen Rohr- oder
Schlauchlängen aus. Die Regelung oder Steuerung des durch den
Anschlußstutzen (13) vom Motorblock abgezweigten Heizkreislaufes
erfolgt vollkommen unabhängig von der Regelung des
Motorkühlkreises.
Bei einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist ebenfalls ein separater Heizkreislauf mit einer
eigenen getakteten elektrischen Pumpeinrichtung vorgesehen. Dort
sind zusätzlich, jedoch noch für die Rechts- und Linkstrennung
der Beheizung des Innenraums des Kraftfahrzeugs durch den
Heizkörper, zusätzliche Regeleinrichtungen in den beiden
Rücklaufleitungen vorgesehen. Auch bei diesem
Ausführungsbeispiel werden die beiden Rücklaufleitungen in
Strömungsrichtung hinter den Regeleinrichtungen zusammengeführt
und münden in einem gemeinsamen Rücklauf in den
Kühlmittelkreislauf im Motorblock.
Claims (1)
- Kühlmittelkreislauf für einen Verbrennungsmotor eines Kraft fahrzeugs mit einem Motorkühlkreis und einem Heizkreis, in dem ein einer Heizungsanlage für einen Innenraum des Kraft fahrzeugs zugeordneter Heizkörper angeordnet ist, sowie mit Mitteln zur Regelung oder Steuerung des Heizkreises, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkreis als vom Motorkühlkreis unabhängiger Kreislauf ausgebildet und mit einer elektrischen Pumpeinrichtung (10) versehen ist, die durch eine elektronische Steuer- oder Re geleinrichtung für eine Steuerung oder Regelung der Heizlei stung des Heizkreises drehzahlgeregelt und/oder getaktet an- und abschaltbar ist, und daß ein Zulauf (9) und ein Rücklauf (12) des Heizkreises in einem gemeinsamen, direkt an einem Motorblock des Verbrennungsmotors (1) angeordneten Anschluß stutzen (13) integriert sind.
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