DE2751201C2 - Flüssigkeitskühlsystem für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

zur Kühlerleitüng geöffnet sind.

Danach können mit einem Schwingschieber in Abhängigkeit, von der Temperatur des Kühlmittels die Durchtrittsquerschnitte zum Bypaß, zum Wärmetauscher und zur Nebenanschlußleitung gesteuert werden. Da das 4/2-Wegeventil dem Ölkühler und dem Ladeluftkühler ständig eine Mindestkühlwassermenge zuführt, kann der Ölkühler bereits kurz nach dem AnlaSvorgang der Brennkraftmaschine mit Hilfe des in dem Bypaß erwähnten Kühlwassers vorgewärmt werden, so daß Kaltschiammbiidung im ölkühler vermieden wird. Außerdem wird durch die ständige Durchströmung des Ladeluftkühlers verhindert, daß die Ladeluft direkt nach dem Startvorgang zu stark erwärmt wird. Mit Hilfe der in der Nebenstromleitung angeordneten Verstelldrossel läßt sich entsprechend den allgemeinen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine, d. h. der Umgebungstemperatur und der Belastung, der Kühlmittelstrom durch die Nebenstromleitung einstellen.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführunp-ibeispiel vereinfacht dargestellt ist Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Aufbau eines Flüssigkeitskühlsystems mit einem in Abhängigkeit von der Motoraustrittstemperatur geregelten 4/2-Wegeventil und

F i g. 2 einen Längsschnitt durch ein 4/2-Wegeventil mit einem Schwingschieber.

In der F i g. 1 ist mit 1 eine Brennkraftmascnine bezeichnet, durch deren Kühlräume Kühlflüssigkeit mittels einer Pumpe 2 gefördert wird. Die Kühlflüssigkeit gelangt sodann von der Brennkraftmaschine 1 aus über eine Kühlmittelsammelleitung 3 in ein thermostatisch geregeltes Ventil 4, das als 4/2-Wegeventil ausgeführt ist An das Ventil 4 ist ein Bypaß 5 der Brennkraftmaschine 1 angeschlossen, der zur Saugseite der Pumpe 2 führt. Weiterhin steht das Ventil 4 über eine Kühlerleitung 6 mit einem Wärmetauscher 7, einem ölkühler 8, einem Ladelt'ftkühler 9 und schließlich gemeinsam mit dem Bypaß 5 mit der Saugseite der Pumpe 2 in Verbindung. Parallel zum Wärmetauscher 7 ist eine Nebenstromleitung 10 angeordnet, die an einen vierten Anschluß 11 des Ventils 4 angeschlossen ist und am Kühlwasseraustritt des Wärmetauschers 7 in die Kühlerleitung 6 mündet. In der NebenstromHtung 10 ist eine Verstelldrossei 21 angeordnet. Außerdem wird die Motoraustrittstemperatur des Kühlmittels in der Kühlmittelsammelleitung mittels eines Temperaturfühlers 12 überwacht, der über eine 5'euerleitung 13 mit dem Ventil 4 in Verbindung steht. Darüber hinaus besteht aber auch die Möglichkeit, den Temperaturfühler 12 im Austritt der Ladeluft aus dem Ladeluftkühler 9 oder am Eintritt der Kühlflüssigkeit in die Brennkraftmaschine 1 anzuordnen.

In der F i g. 2 ist ein Ausführungsbeispiel des Ventils 4 dargestellt. Das Ventil 4 besteht aus einem Gehäuse 14, welches einerseits an die Kühlmittelsammelleitung 3 und andererseits an die Nebenstromleitung 10, an den Bypaß 5 und die Kühlerleitung 6 angeschlossen ist. Weiterhin ist am Inneren des Gehäuses 14 ein Schwingschieber 15 angeordnet, der in seiner Mitte eine Durchtrittsöffnung 16 aufweist. Der Schwingschieber 15 ist über ein Koppelglied 17 an einer Schubstange 18 angelenkt, die sich einerseits auf einer Druckfeder 19 abstützt und andererseits über eine Servoverstellung 20 verschiebbar ist. Soll die Kühlmitteltemperatur im Inneren des Gehäuses 14 als Regelgröße für die Verstellung des Ventils 4 herangezogen werden, so kann an der Schubstangs 18 anstelle der Servoversteilung 20 ein Dehnstoffe!ement angeordnet sein.

Bei relativ niedriger Temperatur der Kühlflüssigkeit am Temperaturfühler 12 nimmt der Schwingschieber 15 im Gehäuse 14 die in der Fig.2 dargestellte Stellung ein. Dann fließt das über die Kühlmittelsammelleitung 3 von der Brennkraftmaschine 1 kommende Kühlmittel zum Teil über den geöffneter. Bypaß 5 und zum Teil durch die Durchtrittsöffnung 16 des Schwingschiebers 15 in die Nebenstromleitung 10, d. h. ein Teilstrom gelangt über den Bypaß 5 direkt zur Pumpe 2, während der andere Teilstrom durch die Nebenstromleitung 10 über die Verstelldrossel 21, den Ölkühler 8 und den Ladeluftkühler 9 ebenfalls der Saugseite der Pumpe 2 zugeführt wird. Steigt die Kühlmitteltemperatur laufend an, so wird schließlich der Schwingschieber 15 im Uhrzeigersinn in eine Stellung verschwenkt in der er den Bypaß 5 und die Nebenstromleiiung 10 verschließt und die Kühlerleitung 6 öffnet so daß die gesamte Kuhlmittelmenge im Wärmetauscher 7 gekühlt und anzugießend dem Ölkühler 8 sowie dem Ladeluftkühler 9 zugeführt wird. Im Obergangsbereich zwischen den Schaltstellungen des Schwingschiebers findet eine Mischregelung des Kühlwasserkreislaufes statt, wobei das aus der Kühlmittelsammelloitung 3 in das Ventil 4 eintretende Kühlmittel auf den Bypaß 5, die Nebenstromleitung 10 und die Kühlerleitung 6 aufgeteilt und an die Saugseite der Pumpe 2 wieder gemischt wird. D'.e beschriebenen Steuerfunktionen können auch von einem Ventil übernommen werden, das als Schieber- oder Sitzventil ausgeführt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 auch der Kühlmittelstrom durch den Ölkühler und La- Patentansprüche: deluftkühler trotz steigender Temperatur konstant, so daß die Temperaturen in diesen beiden Kühlern eben-

1. Flüssigkeitskühlsystem für eine Brennkraftma- falls nicht optimal regelbar sind.

schine mit einer Pumpe zur Förderung der Kühlflüs- 5 Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei einem FJüssigsigkeit, einer Kühlmittelsammelleitung und einem keitskühlsystem einer Brennkraftmaschine eine auf alle BypaB der Brennkraftmaschine, eine einen Wärme- Betriebszustände der Brennkraftmaschine und folglich tauscher umgehende Nebenstromleitung sowie die- alle Kühlwassertemperaturen zufriedenstellende Abser und dem Wärmetauscher nachgeschaltete Lade- Stimmung der Regelung zu schaffen, luftkühler und Ölkühler, wobei die Nebenstromlei- to Diese Aufgabe wird an einem Flüssigkeitskühlsystem tung und eine Kühlerleitung des Wänaetauschers an der in Rede stehenden Gattung durch die im Kennzeidas thermostatisch geregelte Ventil angeschlossen chen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst sind, dadurch gekennzeichnet, daß das als Danach wird das thermostatisch geregelte Ventil als 4/2-Wegeventil ausgebildete thermostatisch gere- 4/2-Wegeventil ausgebildet und in einer gemeinsamen gelte Ventil (4) im gemeinsamen Zulauf der Kühlmit- 15 Verknüpfung von Kühlwassersammei-, Kühler- und Netelsammelleitung (3) in den Bypaß (5), in die Neben- benstromleitung sowie Bypaß angeordnet Das thermostromleitung (10) und in die Kühlerleitung (6) ange- statisch geregelte Ventil weist dabei eine Schaltstellung ordnet ist, wobei das Ventil (4) — ausgehend von für ein geringes Temperaturniveau auf, in der das aus einem geöffneten Zulauf zum Bypaß (5) und zur Ne- der Kühlmittelsammelleitung der Brennkraftmaschine benstrom!-iitung (10) und einem geschlossenen Zu- 20 austretende Kühlmittel zur raschen Erwärmung in den lauf zur Kühlerleitung (6) — bei einem Temperatur- Bypaß und zur Vorwärmung des Schmieröls und der anstieg wechselseitig den Zulaufquerschnitt zum By- Ladeluft in die Nebenstromleitung gelangt Ferner ist paß (5) und zur Nebenstromleitung (10) verringert eine Stellung des thermostatisch geregelten Ventils für und den Zulaufquerschnitt zur Kühlerleitung (6) ver- eine obere Kühlmitteltemperatur vorgesehen, in der das größe«, bis zu einer völligen Absperrung der Zuläu- 25 Kühlmittel ausschließlich der Kühlerleitung und somit fe der Leitungen (5 und 10) und einem maximalen dem Wärmetauscher und nachfolgend in seiner gesam-Öffnungsquerschnitt des Zulaufs der Leitung (6). ten geförderten Menge dem ölkühler und dem Lade-

2. Flüssigkeitskühlsystem nach Anspruch 1, da- luftkühler zugeführt wird. Zwischen diesen beiden Steldurch gekennzeichnet, daß das Ventil (4) einen dreh- lungen des Ventils ist ein Obergangsbereich vorgesebar gelagerten Schwingschieber (15) aufweist, der 30 hen, in welchem das Ventil im Verlauf des Temperaturüber ein Kuppelglied (17) von einer temperaturab- anstiegs zunehmend den Kühlmittelübertritt in den Byhängig bewegten Scfrubstaa/a (18) so angelenkt ist, paß und in die Nebenstromleitung drosselt und gleichdaß die Zuläufe zum Bj-paß (5) und zur Nebenstrom- zeitig den Kühlmittelübertritt in den Wärmetauscher leitung (10) oder zur Kühierlei' -Jig (6) geöffnet sind. erhöht Auf diese Weise werden bei einem mittleren

35 Temperaturniveau und bei Maximaltemperatur einer-

seits der Ladeluftkühler und der ölkühler mit zunehmender Kühlmittelmenge beaufschlagt, während andererseits bei Maximaltemperatur die volle Kühlmittel-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Flüssigkeitskühlsy- menge über den Wärmetauscher iTießt Das Flüssigstem für eine Brennkraftmaschine mit einer Pumpe zur 40 keitskühlsystem weist folglich Vorteile auf, die bislang Förderung der Kühlflüssigkeit, einer Kühlmittelsam- nur bei Verwendung zweier thermostatisch geregelter melleitung und einem Bypaß der Brennkraftmaschine, Ventile möglich waren, wobei dann allerdings die Vereiner einen Wärmetauscher umgehenden Nebenstrom- wendung von zwei Ventilen Probleme hinsichtlich deren leitung sowie dieser und dem Wärmetauscher nachge- Abstimmung bringt

schalteten Ladeluftkühler und Ölkühler, wobei die Ne- 45 Ein Flüssigkeitskühlsystem, bei dem zwei thermostabenstromleitung und eine Kühlerleitung des Wärmetau- tisch gesteuerte Ventile vorgesehen sind, von denen das schers an das thermostatisch geregelte Ventil ange- erste der Kühlwasserpumpe nachgeschaltete Ventil das schlossen sind. Kühlmedium den; Wärmetauscher oder dem Bypaß

Bei einem gatlungsgemäßen Flüssigkeitskühlsystem und/oder der Nebenstromleitung zuleitet, während ein nach der DE-OS 25 23 436 wird die durch den Wärme- so zweites diesem nachgeschaltetes Ventil eine Aufteilung tauscher und durch die Nebenstromleitung strömende des Kühlmittelstroms für die Nebenstromleitung und Kühlmittelmenge durch ein am Kühlmittelaustritt aus den Bypaß bewirkt, ist aus der DE-AS 12 11 862 bedem Wärmetauscher und aus der Nebenstromleitung kannt. In der Praxis treten bei Verwendung dieses Kühlangeordnetes Ventil geregelt. Der Kühlmittelstrom systems Schwierigkeiten bei der Abstimmung der beidurch den Bypaß ist hingegen ungeregelt, wobei der ss den Ventile auf, zumal es nicht wünschenswert ist, den konstante Querschnitt des Bypasses auf die bei Vollast Ladeluftkühler und den ölkühler unmittelbar nach der der Brennkraftmaschine zu begrenzende Motoraus- Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine mit der getrittstemperatur des Kühlmittels abgestimmt sein soll. samten noch nicht erwähnten Kühlmittelmenge zu be-Dieser ungeregelte Bypaß mit konstantem Querschnitt aufschlagen, da bei kalter Brennkraftmaschine, insbewird nach dieser Druckschrift zur Einsparung eines den 60 sondere beim Betrieb derselben, mit Schweröl Kaltkor-Zulauf zum Bypaß oder in die zum Wärmetauscher, La- rosion beim Verbrennungsvorgang einsetzen kann und deluftkühler und Ölkühler führenden Leitung vorge- da dann eine intensive Kühlung des Schmieröls im Ulschlagen. Diese vorbekannte Ausbildung des Flüssig- kühler zu Kaltschlammbildung führen kann, keitskühlsystems hat die entscheidenden Nachteile, daß In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll das Ventrotz steigender Tempratur der Brennkraftmaschine 65 til einen drehbar gelagerten Schwingschieber aufwei- oder gar einer vorhandenen Maximaltemperatur bei sen, der über ein Koppelglied von einer temperaturab-Vollast für den den Bypaß durchströmenden Kühlmit- hängig bewegten Schubstange so angelenkt ist, daß die telstrom keine Rückkühlung erfolgt. Andererseits bleibt Zuläufe zum Bypaß und zur Nebenstromleitung oder