DE2527293A1

DE2527293A1 - Cab heater for air cooled engine vehicle - using warmed cooling air and warm oil circuit as booster

Info

Publication number: DE2527293A1
Application number: DE19752527293
Authority: DE
Inventors: Ludwig Hierath
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1975-06-19
Filing date: 1975-06-19
Publication date: 1977-01-13
Also published as: DE2527293C2; IT1059243B

Abstract

The air cooled engine (1) draws cooling air over it via a blower (2). After passing through the engine matrix the warmed air is collected a collection chamber (5) from where it is ducted (12) to a heat exchanger (6) in the cab. For added heating the heat exchanger is fitted with a cooling coil coupled to the engine lubricant system. The air collection chamber has a flap valve (9) to deflect warmed air into the duct or to the outside. The oil booster is coupled in parallel to the oil cooler (8) so that in winter the cab can be adequately heated. No separate blower is required for the cab heater due to the pressure in the supply duct.

Description

Einrichtung zum Beheizen der Bedienungskabine Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Beheizen der Bedienungskabine einer Maschine, die von einer luftgekühlten Brennkraftmaschine angetrieben wird, insbesondere des Fahrerhauses eines Fahrzeuges, wobei das öl der Brennkraftmaschine in einem ölkühler rUckgekühlt und ganz oder teilweise vor dem ölkühler abgezweigt und einem Wärmetauscher im Fahrerhaus zugeführt wird. Device for heating the operator's cabin The invention relates relies on a device for heating the operator's cabin of a machine that is driven by an air-cooled internal combustion engine, in particular the driver's cab of a vehicle, the oil of the internal combustion engine being cooled down in an oil cooler and wholly or partially branched off in front of the oil cooler and a heat exchanger in the driver's cab is fed.

Bei Fahrzeugen mit luftgekühlten Brennkraftmaschinen alss Antriebsmaschine ist bekannt, zur Beheizung des Fahrerhauses einen Teil der erwärmten Kühlluft von der Zylinderkühlung abzuzweigen und Uber einen Kanal dem Fahrerhaus zuzuführen. Diese Art der Beheizung ist bei tiefen Temperaturen nicht ausreichend, weil die Wärmemenge und die Temperatur der erwärmten Kühlluft zu gering sind. Die Ursache hierfür ist in Sicherheitsvorschriften zu sehen, die keine Verwendung von erwärmter Kühlluft zulassen, wenn diese Kühlluft zuvor entlang von Trennfugen von Brennräwnen, Abgasleitungen sowie O1- und Kraftstoffleitungen strömte. Die möglicalen Leckstellen an solchen Trennfugen stellen eine zu hohe Gefahr für Luftverunreinigungen dar. Aus diesem Grunde wurde die Abzweigung von erwärmter Kühlluft auf den Bereich des Zylinders beschränkt, wobei die Trennfuge zwischen Zylinder und Zylinderkopf und Zylinder und Kurbelgehäuse ebenfalls ausgelassen wurde. Die an den Zylinderwänden erwärmte KUhlluNt mit einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur verliert außerdem beim Wärmetransport in dem Luftkanal bis zur Fahrkabine noch ein Teil ihrer Wärme, so daß eine solche Heizung bei Wintertemperaturen nicht wirksam ist.In vehicles with air-cooled internal combustion engines as the prime mover is known to heat a part of the heated cooling air of the driver's cab branch off the cylinder cooling and feed it to the driver's cab via a duct. This type of heating is not sufficient at low temperatures because the The amount of heat and the temperature of the heated cooling air are too low. The cause therefor can be seen in safety regulations that do not use heated cooling air allow this, if this cooling air was previously installed along parting lines of Brennräwnen, exhaust pipes as well as O1 and fuel lines flowed. The possible leaks at such Parting lines represent too high a risk for air pollution. For this The reason was the diversion of heated cooling air to the area of the cylinder limited, the parting line between cylinder and cylinder head and cylinder and crankcase has also been omitted. The one that warmed up on the cylinder walls KUhlluNt with a relatively low temperature also loses during heat transport in the air duct up to the driver's cab still some of their heat, so that such Heating is not effective at winter temperatures.

Da sich erfindungsgemäß beim Schmieröl der Brennkraftmaschine höhere Temperaturen einstellen als bei der erwärmten Kühlluft und Ö1. als flüssiges Medium einen haaren Wärmeinhalt Je Volumeneinheit hat, ergeben sich kleinere Lei/tungsquers chnitte für den Wärmetransport bis zum Fahrerhaus und ein höheres Wärmegefälle im Vergleich zu einer Heizungsanlage mit abgeeweigter erwärmter Kühlluft. Zur Wärmeverteilung im Fahrerhaus ist bei der bekannten, letztgenannten Ausführung Jedoch außer dem Wärmetauscher ein Gebläse zur Luftumwälzung notwendig.Since, according to the invention, the lubricating oil of the internal combustion engine is higher Set temperatures than with the heated cooling air and Ö1. as a liquid medium a hairy amount of warmth Each volume unit has smaller ones Line cross-sections for heat transport to the driver's cab and a higher one Heat gradient compared to a heating system with rejected heated cooling air. For heat distribution in the driver's cab, in the known, last-mentioned version However, in addition to the heat exchanger, a fan is required to circulate the air.

Das Gebläse wird elektrisch angetrieben und entnimmt der Batterie den notwendigen Strom. Damit ergibt sich für die Batterie eine zusätzliche Belastung, die bei tiefen Außentemperaturen wegen der verminderten Batteriekapazität fUr das Starten sehr nachteilig ist.The fan is electrically powered and takes from the battery the necessary electricity. This results in an additional load for the battery, those at low outside temperatures because of the reduced battery capacity for the Starting is very disadvantageous.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrerhaus oder eine Bedienungskabine durch die Vtrlustwärme der luftgekühlten Antriebsmaschine auch bei tiefen Außentemperaturen ausreichend zu beheizen.The invention is based on the object, a driver's cab or a Control cabin from the loss of heat from the air-cooled prime mover too to be heated sufficiently when the outside temperature is low.

Dieses wird bei einer Bedienungskabine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die vom Ktlhlluftgebläse der Brennkraftmaschine geförderte und an den Zylindereinheiten erwärmt Kühlluft zu einem Teil über einen Luftkanal dem Wärmetauscher im Fahrerhaus zugeführt wird. Durch die Verwendung der Strömungsenergie der erwärmten Kühlluft zum Wärmetransport im Fahrerhaus kann auf ein Gebläse verzichtet werden. Damit ist das Heizungssystem unabhängig von der elektrischen Ausrüstung und die Batterie wird bei tiefen Temperaturen nicht mehr zusätzlich belastet. Da die Warmluft in der Hauptsache den Wärmetransport übernimmt, erübrigt sich eine Wärmeisolierung des Luftkanals, die wegen der großen Kanalquerschnitte sehr aufwendig würde. Die hohe Oberflächentemperatur des Wärmetauschers im Fahrerhaus ergibt sich durch die hohe Öltemepratur der Bretnkraftmaschine. Die Zutührungsleitungen zum Wärmetauscher im Fahrerhaus haben verhältnismäßig kleine Querschnitte und können leicht wärmeisoliert werden, So daß nur geringe Wärmeverluste auftreten. Durch die Verwendung von Warmluft als Transportmittel ergibt sich eine höhere Lufttemperatur am Wrmetauscheraustritt im Vergleich zu elektrisch betriebenen Gebläsen, die die Umgebungsluft umwälzen.This is done in a control cabin of the type mentioned at the beginning solved in that the promoted by the Ktlhlluftgebläse of the internal combustion engine and On the cylinder units, cooling air is partially heated via one Air duct is fed to the heat exchanger in the driver's cab. By using the flow energy the heated cooling air for heat transport in the driver's cab can be dispensed with a fan will. This means that the heating system is independent of the electrical equipment and the battery is no longer burdened at low temperatures. There the warm air mainly takes over the heat transport, one is not necessary Thermal insulation of the air duct, which is very complex because of the large duct cross-sections would. The result is the high surface temperature of the heat exchanger in the driver's cab due to the high oil temperature of the Bretnkraftmaschine. The feed lines to the Heat exchangers in the driver's cab have relatively small cross-sections and can be easily thermally insulated, so that only low heat losses occur. Through the Using warm air as a means of transport results in a higher air temperature at the heat exchanger outlet compared to electrically operated blowers that use the Circulate ambient air.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung wird zur besseren Regulierung der Heizung vorgeschlagen, daß die Warmluftströmung durch den Wärmetauscher von Hand oder thermostatisch regelbar ist. Dieses kann durch eine Drosselklappe im Luftkanal erfolgen. Damit eine stufenweise Heizung möglich ist, wird vorgeschlagen, daß der Öldurchfluß durch die Wärmetauscher von Hand und/oder thermostatisch regelbar ist. Damit kann durch völliges Abschalten des Öldurchflusses durch den Wärmetauscher die Heizung allein auf den Wärme inhalt der Warmluft beschränkt bleiben. Diese Betriebsstellung ist besonders für das Starten der Brennkraftmaschine vorteilhaft, denn der Ölkreislauf bleibt zunächst nur auf die Maschine mit Ölkühler beschränkt und ermöglicht ein schnelles Erreichen der Betriebstegeratur.According to a further idea of the invention is for better regulation the heater suggested that the warm air flow through the heat exchanger of Can be controlled manually or thermostatically. This can be done through a throttle valve in the air duct take place. So that a gradual heating is possible, it is proposed that the Oil flow through the heat exchanger can be regulated manually and / or thermostatically. This enables the oil flow through the heat exchanger to be switched off completely the heating is limited to the heat content of the warm air. This operating position is particularly advantageous for starting the internal combustion engine, because the oil circuit remains initially limited to the machine with an oil cooler and enables one rapid reaching of the operating temperature.

Die Einschränkung der Ölförderung bei kaltem Öl und verstärkter Förderung bei betriebswarmei Öl wird dadurch unterstützt daß der Öldurchfluß durch eine Förderpumpe in Abhängigkeit von der Öltemperatur in der BreNnkraftmaschine geregelt wird. Damit ergibt ßich eine sehr zweckmäßige Kabinenheizung, die genügend hohe Temperaturen im Wärmetauscher der Kabine erreicht und durch den abgezweigten, erwärmten Kühlluftstrom eine schnelle Wärmeabgabe an die Umgebungsluft bewirkt.The restriction of oil production in the case of cold oil and increased production When the oil is at operating temperature, the oil flow is supported by a feed pump is regulated as a function of the oil temperature in the internal combustion engine. In order to this results in a very useful cabin heating, the high enough Temperatures reached in the heat exchanger of the cabin and heated by the branched off Cooling air flow causes rapid heat dissipation to the ambient air.

Für die Beheizung der Kabine kann außer dem Öl der Brennkraftmaschine auch das heiße Öl eines hydraulischen Drahmomentenwandlers, der der Brennkraftmaschine nachgeschaltet ist, verwendet werden. In diesem Falle muß der Wärmetauscher in der Kabine ebenfalls parallel zum Ölkühler fUr den Wandler geschaltet sein.In addition to the oil from the internal combustion engine, the cabin can be heated also the hot oil of a hydraulic draft torque converter, that of the internal combustion engine downstream can be used. In this case, the heat exchanger must be in the Cabin must also be connected in parallel to the oil cooler for the converter.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing shown.

Die Abbildung zeigt eine luftgekühlte Brennkraftmaschine 1 deren Gebläse 2 Luft ansaugt und über den Luftaufnehmer 3 als Stauraum durch die verrippte Zylinderreihe 4 fördert.The figure shows an air-cooled internal combustion engine 1 with its fan 2 Sucks in air and via the air receiver 3 as storage space through the ribbed row of cylinders 4 promotes.

Hinter der Zylinderreihe 4 strömt die rwärmte Kühlluft ins Freie ab; ein Teil wird Jedoch in einem Sammelraum 5 abgezweigt und über einen Luftkanal 12 einem Wärmetauscher 6 im Fahrerhaus 7 zugeführt. Der Wärmetauscher 6 wird von heißem Öl der Brennkraftmaschine durchströmt und durch die zugeführte, erwärmte Kühlluft gekühlt. Der Ölkühler 8 der Brennkraftmaschine und der Wärmetauscher 6 sind parallel in den Ölkreislauf der Br-ennkraftmaschine geschaltet und können durch Ventile ganz oder teilweise in den Ölkreislauf eingeschaltet werden. Die Ventile können Je nach Größe und Ausstattung der Heizungsanlagen von Hand oder thermostatisch geregelt werden.Behind the cylinder bank 4, the warmed cooling air flows out into the open; However, a part is branched off in a collecting space 5 and via an air duct 12 a heat exchanger 6 fed in the cab 7. The heat exchanger 6 is flowed through by hot oil of the internal combustion engine and by the supplied, heated cooling air cooled. The oil cooler 8 of the internal combustion engine and the heat exchanger 6 are connected in parallel in the oil circuit of the internal combustion engine and can be fully or partially switched into the oil circuit by valves. The valves Can be done manually or thermostatically, depending on the size and equipment of the heating system be managed.

In ähnlicher Weise kann der Luftstrom, der von der erwärmten Kühlluft hinter der Zylinderreihe 4 abgezweigt wird, von einer Drosselklappe 9 von Hand oder thermostatisch geregelt werden. Dampft die notwendige größere Ölumlaufmenge Je nach Betriebszustand der Maschine und der Öltemperatur weniger oder stärker dem Wärmetauscher 6 zugeführt werden kann, ist in der Zuführungsleitung 10 eine Ölpumpe 11 eingebaut, die in Abhängigkeit von der Öltemperatur geregelt wird. Die letztgenannte Regelung kann auch derart erfolgen, daß eine bestimmte Menge Öl durch ein geregeltes Ventil hinter der Ölpumpe abgesteuert wird. Eine solche Ausftlhrung ist dann notwendig, wenn die Ölpumpe von der Brennkraftmaschine direkt angetrieben wird und nicht beliebig abschaltbar ist.Similarly, the air flow created by the heated cooling air is branched off behind the cylinder bank 4, by a throttle valve 9 by hand or be thermostatically controlled. Vaporizes the necessary larger amount of oil circulating depending on the Operating condition of the machine and the oil temperature less or more than the heat exchanger 6 can be fed, an oil pump 11 is installed in the feed line 10, which is regulated depending on the oil temperature. The latter regulation can also be done in such a way that a certain amount of oil through a regulated valve is controlled downstream of the oil pump. One such version is necessary when the oil pump is driven directly by the internal combustion engine and cannot be switched off at will.

Claims

Device for heating the operator's cabin of a machine that is driven by an air-cooled internal combustion engine, in particular the driver's cab of a vehicle, the oil of the internal combustion engine being recooled in an oil cooler and wholly or partially branched off in front of the oil cooler and a heat exchanger in the driver's cab is supplied, characterized in that the cooling air fan (2) of the BrerLnkraftmaschine (1) Part of the cooling air conveyed and heated at the cylinder units (4) is fed via an air duct to the heat exchanger (6) in the driver's cab (7).

2. Device for heating a control cabin according to claim 1, characterized in that the hot air flow through the heat exchanger (6) can be controlled manually or thermostatically

3. Device for heating a control cabin according to one of claims 1 or 2, characterized in that that the Öldurchfluf3 through the heat exchanger (6) by hand and / or thermostatically is adjustable.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that dfaß the oil flow through an oil pump (11) as a function of the oil temperature is regulated in the internal combustion engine (1),