DE202013003370U1 - Cover with a pressure- or temperature-controlled directional valve for a reservoir and cooling system of an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Verschlussdeckel (2) für einen Ausgleichsbehälter (1) eines Kühlsystems einer Brennkraftmaschine (61), umfassend ein Gehäuse (4), wobei in das Gehäuse (4) ein Wegeventil (8) integriert ist, wobei ein Auslass des Wegeventils (8) mit dem Ausgleichsbehälter (1) verbunden ist, ein Einlass des Wegeventils (8) mit einer Bypass-Leitung (6) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Wegeventil (8) druckgesteuert oder temperaturgesteuert öffnet bzw. schließt.Closure cover (2) for a surge tank (1) of a cooling system of an internal combustion engine (61), comprising a housing (4), wherein in the housing (4) a directional control valve (8) is integrated, wherein an outlet of the directional control valve (8) with the Compensation tank (1) is connected, an inlet of the directional control valve (8) with a bypass line (6) is connected, characterized in that the directional control valve (8) opens or closes under pressure control or temperature controlled.
Description
Zur Kühlung der beim Betrieb anfallenden Abwärme von Brennkraftmaschinen hat sich sowohl bei Pkws als auch bei Nutzfahrzeugen die Wasserkühlung durchgesetzt.To cool the waste heat from internal combustion engines during operation, water cooling has become popular in both passenger cars and commercial vehicles.
Die wichtigsten Komponenten einer solchen Wasserkühlung sind der Wassermantel an der Brennkraftmaschine selbst, eine Umwälzpumpe, auch als Wasserpumpe bezeichnet, ein Luft-Kühlmittel-Kühler, ein Kühlmittelausgleichsbehälter und ein Thermostat.The most important components of such water cooling are the water jacket on the internal combustion engine itself, a circulation pump, also referred to as a water pump, an air-coolant cooler, a coolant expansion tank and a thermostat.
In der
Der Kühlmittelausgleichsbehälter, nachfolgend auch als Ausgleichsbehälter bezeichnet, hat mehrere Funktionen. Zum Einen dient er dazu, die bei der Kavitation vor allem auf der Saugseite der Pumpe entstehenden Gasblasen zuverlässig abzuscheiden.The coolant expansion tank, also referred to as a surge tank, has several functions. On the one hand, it serves to reliably separate off the gas bubbles produced during cavitation, especially on the suction side of the pump.
Außerdem dient das Luftvolumen im Ausgleichsbehälter dazu, einen raschen Druckaufbau bei Erwärmung und Ausdehnung des Kühlmittels zu ermöglichen und das Austreten von Kühlmitteln beim Abstellen zu verhindern.In addition, the volume of air in the surge tank is used to allow a rapid pressure build-up when heating and expansion of the coolant and to prevent the escape of coolant when parking.
Weil die heutigen Kühlsysteme mit Überdruck betrieben werden, wird der Ausgleichsbehälter mit einer Verschlusskappe oder einem Deckel verschlossen, der beim Überschreiten des zulässigen Maximaldrucks ein Abblasen in die Umgebung ermöglicht. Eine weitere Funktion dieses Verschlussdeckels besteht darin, das Öffnen des Ausgleichsbehälters zu verhindern, solange die Temperatur des Kühlmittels erhöht und infolgedessen auch der Druck des Kühlmittels deutlich höher als der Umgebungsdruck ist.Because today's cooling systems are operated with overpressure, the expansion tank is closed with a cap or a lid that allows blowing off into the environment when the maximum pressure is exceeded. Another function of this closure cap is to prevent the expansion of the expansion tank, as long as the temperature of the coolant increases and consequently the pressure of the coolant is much higher than the ambient pressure.
Aus Umweltschutzgründen und Komfortgründen ist man bestrebt, ein Kühlsystem bereitzustellen, das beim Kaltstart der Brennkraftmaschine eine möglichst rasche Erwärmung der Brennkraftmaschine erlaubt. Dadurch wird der Kraftstoffverbrauch in der Kaltstartphase verringert und auch die Emissionen in der Kaltstartphase werden deutlich reduziert. Ein weiteres Ziel ist es, den Innenraum des Fahrzeugs möglichst rasch aufheizen zu können.For reasons of environmental protection and comfort, efforts are being made to provide a cooling system which allows the internal combustion engine to heat up as quickly as possible when the internal combustion engine starts cold. This reduces fuel consumption during the cold start phase and significantly reduces emissions in the cold start phase. Another goal is to be able to heat up the interior of the vehicle as quickly as possible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verschlussdeckel und ein Kühlsystem einer Brennkraftmaschine bereitzustellen, welche diese Ziele unterstützen.The invention has for its object to provide a closure cap and a cooling system of an internal combustion engine, which support these goals.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Verschlussdeckel gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a cap according to
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Wegeventils und dessen Integration in den Verschlussdeckel werden in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend in den Zeichnungen und deren Beschreibung im Detail erläutert.Advantageous embodiments of the directional control valve according to the invention and its integration in the closure lid are claimed in the subclaims and are explained in detail in the drawings and their description below.
Weil das erfindungsgemäße Wegeventil mit seinem Auslass in den Ausgleichsbehälter mündet, ist der Ausgleichsbehälter solange vom Rest des Kühlsystems hydraulisch getrennt, bis das im restlichen Teil des Kühlsystems zirkulierende Kühlwasser eine gewisse Mindesttemperatur erreicht hat und sich infolgedessen ein vorgegebener Überdruck im Kühlsystem eingestellt hat.Because the directional control valve according to the invention opens with its outlet into the expansion tank, the expansion tank is hydraulically separated from the rest of the cooling system until the circulating in the remaining part of the cooling system cooling water has reached a certain minimum temperature and consequently has set a predetermined pressure in the cooling system.
Solange die Mindesttemperatur bzw. der Überdruck nicht erreicht sind, ist das Wegeventil geschlossen und das Volumen des Kühlmittelkreislaufs wird in der Kaltstartphase um den Inhalt des Ausgleichsbehälters reduziert, so dass der „aktive” Teil des Kühlsystems und die Brennkraftmaschine sich schneller aufheizen.As long as the minimum temperature or the overpressure are not reached, the directional control valve is closed and the volume of the coolant circuit is reduced by the contents of the expansion tank in the cold start phase, so that the "active" part of the cooling system and the internal combustion engine heat up faster.
Der Vorteil eines druckgesteuerten Wegeventils ist darin zu sehen, dass unabhängig von der Positionierung des Ausgleichsbehälters, der Druck auf der Einlassseite des Wegeventils dem im Kühlsystem herrschenden Druck entspricht. Somit ist der Druck ein sehr direktes und zuverlässiges Kriterium zum Öffnen des Wegeventils nach Erreichen einer Betriebstemperatur. Selbstverständlich ist es auch möglich, anstelle eines druckgesteuerten Wegeventils, ein temperaturgesteuertes Wegeventil in dem Verschlussdeckel vorzusehen.The advantage of a pressure-controlled directional valve is the fact that, regardless of the positioning of the expansion tank, the pressure on the inlet side of the directional control valve corresponds to the pressure prevailing in the cooling system. Thus, the pressure is a very direct and reliable criterion for opening the directional valve after reaching an operating temperature. Of course, it is also possible to provide a temperature-controlled directional control valve in the closure lid instead of a pressure-controlled directional control valve.
Bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel ist es vorteilhaft, wenn sich die Druckfeder einen Endes gegen ein im Gehäuse fixierten Federteller abstützt und sich die Druckfeder anderen Endes gegen das Ventilglied abstützt.In the embodiment shown in the figures, it is advantageous if the compression spring is supported against an end fixed in the housing spring plate and the compression spring is supported against the other end of the valve member.
In einer Servicestellung des Deckels wird das gesamte Wegeventil aus einer dichtenden Anlage mit einem Gehäuse heraus verlagert, sodass das Kühlwasser das Wegeventil umgehen kann. Durch die Integration des Wegeventils in den Verschlussdeckel wird diese Funktionalität ohne zusätzliche Kosten realisiert.In a service position of the lid, the entire directional control valve is displaced out of a sealing contact with a housing so that the cooling water can bypass the directional control valve. By integrating the directional valve in the cap this functionality is realized without additional costs.
In anderen Worten: Wenn der Deckel fest zugeschraubt ist und somit ein Druckaufbau im Kühlsystem möglich ist, dann öffnet das erfindungsgemäße Wegeventil erst, sobald ein konstruktiv vorgegebener Überdruck im System herrscht.In other words, if the lid is screwed tight and thus a pressure build-up in the cooling system is possible, then opens the directional control valve according to the invention, as soon as a structurally predetermined pressure prevails in the system.
Es hat sich in vielen Fällen als vorteilhaft erwiesen, wenn der Dichtsitz als Plattensitz ausgebildet ist. Dadurch ist die Herstellung vereinfacht, eine ausreichende Dichtheit wird ebenfalls erzielt und das erfindungsgemäße Wegeventil ist robust gegenüber kleineren Verunreinigungen oder Ablagerungen.It has proven advantageous in many cases if the sealing seat is designed as a plate seat. As a result, the production is simplified, a sufficient tightness is also achieved and the directional control valve according to the invention is robust against minor impurities or deposits.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen sind den nachfolgenden Zeichnungen, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Further advantages and advantageous embodiments are the following drawings, the description and the claims can be removed.
Zeichnungendrawings
Es zeigen:Show it:
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In der
Im Zusammenhang mit der Erfindung ist jedoch von Bedeutung, dass der Deckel
In der Schließstellung dichtet der Deckel
In dem in
Das Wegeventil
Das Wegeventil
An einem Absatz (ohne Bezugszeichen) der Ausnehmung
In dem Topf des Ventilglieds
In der in
Mit dem Bezugszeichen
Wegen der hydraulischen Verbindung
Dabei wird unterstellt, dass der Druck im Ausgleichsbehälter
Der Öffnungsdruck des Wegeventils
In der
In der
Wenn der Deckel
In der
Eine Brennkraftmaschine trägt das Bezugszeichen
Die Bypassleitung
Claims (9)
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