DE2758058A1

DE2758058A1 - Fluessigkeitsgekuehlte brennkraftmaschine mit einer elektroheizung zum erwaermen des kuehlmittels

Info

Publication number: DE2758058A1
Application number: DE19772758058
Authority: DE
Inventors: Dietmar Dipl Ing Bockel
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1977-12-24
Filing date: 1977-12-24
Publication date: 1979-06-28

Description

"Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit
einer Elektroheizung zum Erwärmen des Kühlmittels" Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Bei einer bekannten Brennkraftmaschine dieser Art (US-PS 1 463 510) arbeitet die Heizvorrichtung unabhängig vom Betrieb der Brennkraftmaschine, d.h., die Batterie kann bei laufender oder abgestellter Maschine wie auch während des Anlassens durch die Heizvorrichtung belastet werden. Schließlich dient bei dieder bekannten Brennkraftmaschine das vom Generator abhängige Steuerorgan dazu, den elektrischen Antriebsmotor für die den Kühlflüssigkeitsumlauf aufrechterhaltende Umwälzpumpe erst bei entsprechender Generatorleistung an den Generator anzuschließen. Jedoch ist auch bei der bekannten Brennkraftmaschine sichergestellt, daß der Arbeitsstrom der Heizvorrichtung zwangsläufig abgeschaltet wird, wenn die Kühlmitteltemperatur über den Temperaturgrenzwert ansteigt.
Das Starten des Antriebsmotores eines modernen Kraftfahrzeuges bei sehr niedrigen Außentemperaturen ist nur mit voller oder fast voller, den Anlaßmotor speisenden Batterie möglich, wobei die Kapazität voll genutzt wird.
Die Untterie darf also weder vor dem kaltstart noch während desselben stark geschwächt oder zusätzlich belastet werden.
Andererseits wird fiir einen sinnvollen Einsatz der Ileizvorrichtung, d.h. fiir eine spürbare hilfe bei der Kühlwassererwärmung in der Warmlaufphase zur Verringerung der Schadstoffemission im Abgas eine fiir ein bordnetz sehr erhebliche Ileizleistung erforderlich, die größenordnungsmäßig etwa der Lei -stungsaufnahme des elektrischen Anlaßmotores entspreche kann.
Ein Dauerbetrieb der Heizvorrichtung wiirde somit den Kraftstoffverbrauch erhöhen und eine wesentliche Vergrößerung, Gewichtserhöhung und Verteuerung von Generntor und Datterie verursachen.
Ausgehend von der bekannten Brennkraftmaschine mit Abschaltung ihrer Heizvorrichtung bei ausreichender Kühlmitteltemperatur ist zur Erfüllung der vorstehend erläuterten Bedingungen gemäß der Erfindung die Anordnung nach den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 getroffen.
Bei der Brennkraftmaschine nach der Erfindung ist durch das vom Generator abhängige Steuerorgan sichergestellt, daß eine Inbetriebnahme der lleizvorrichtung über das Bordnetz bei stillstehender Maschine unmöglich ist und die lleizvorrichtung während des Anlassens ausgeschaltet bleibt - während das temperaturibhangige Steuerorgan daf;ir Sorge trägt, daß die Heizvorrichtung nach dem Start nur iiber einen unbedingt erforderlichen Zeitraum, nähmlich bis zum Brreichen des gewünschten Temperaturgrenzwertes, eingeschaltet bleibt.
Um die Heizvorrichtung auch bei Versagen dieses erfiiidungsgemäßen Steuerungssystemes abschalten zu können, ist die Anordnung nach Patentanspruch 2 vorteilhaft.
Zur Bildung eines einfachen generatorabhängigen Steuerorganes ist die Anordnung nach Patentanspruch 3 vorteilhaft, bei der der Elektromagnet in seiner Leistungsaufnahme auf die gewünschte Generatordrehzahl abgestimmt ist und die Heizvorrichtung nur dann einschaltet, weiin der Generator diese Drehzahl erreicht hat.
Besonderes vorteilhaft ist bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine eine Anordnung nach Patentanspruch 4.
Wie die Brennkraftmaschine nach der Erfindung beispielsweise im einzel iien ausgebildet sein kamin 1 ist in folgenden anliaiid eines in der Zeichnung dargestellten Steuerungsschemas ihrer Heizvorrichtung beschrieben, wobei von der Brennkraftmaschine lediglich die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Merkmale symbolhaft gezeigt siiid.
Die nicht näher dargestellte Brennkraftmaschine treibt einen Generator 1 an, der iiber einen Regler 2 ebenso wie eine Batterie 3 Strom in eine Speiseleitung 4 zur Versorgung eines Bordnetzes eines von der Brennkraftmaschine antreibbaren Krnftfahrzeuges liefert. Lin über Feiner Steuerungsteil 5 durch einen Handanlaßschalter 6 einschalbarer elektrischer Anlaßmotor 7 zum Anlassen der Brennkraftmaschine erhält seinen Arbeitsstrom über die Speiseleitung 4 aus der Batterie 3. Der Regler 2 ist so iiber eine Diode 8 in der Speiseleitung !I gegen die Batterie 3 abgeschirmt, daß ein vom Regler 2 ebenfalls abgehender Steuerstromkreis 9 für ein elektromagnetischer Relais 10 ausschließlich Strom aus dem Generator 1 erhält. In dem Steuerstromkreis 9 liegt ein Temperaturschalter 11, der in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur im Kühlmantel der Brennkraftmaschine arbeitet und den Elektromagneten 12 des Relais 10 mit dem Regler 2 verbindet, wenn die Kühlmitteltemperatur unter einen bestimmten Grenzwert - z.B. 10°C - abgefallen ist.
Das Relais 10 dient zum Anbinden einer zu einem elektrischen !!eizelemerit 13 führenden Heizstromleitung 14 an die Speise-Leitung 4. Das Heizelement 13 di eit bei einem Kaltstart zum Erwärmen das den Kühlmantel der Brennkraftmaschine durchströmenden Kühlmittel und kann an einer oder mehreren beliebigen Stellen des Kurzschlußleitungssystemes für die Kühlflüssigkeit oder des Kühlmantels liegen. In die Heizstromleitung 14 ist ein von einem Relais 15 angesteuertes Zeitrelais 16 eingeschaltet, um das Heizelement 13 nach einer bestimmten Heizdauer auch dann mit Sicherheit auszuschalten, wenn die Abschaltfunktionen von 10 und 11 ausgefallen sind. Der Elektromagnet 12 ist in seiner Leistungsaufnahme so auf die Leistungscharackteristik des Generators 1 abgestimmt, daß er den Schalter 17 erst dann in seine die Leitungen 4 und 111 miteinander verbindende Stellung bringt, wenn die Anlaßphase abgeschlossen und die Brennkraftmaschine auf ihre Leerlnufdrehzahl gebracht ist, so daß dem Anlaßmotor 7 beim Starten das volle Potential der Batterie 3 zur Verfügung steht.
Der Schalter 18 des llelais 15 liegt an der Speiseleitung 4 an, die er in seiner gezeichneten Stellung mit dem Eingang 19 des Zeitrelais i6 fiir dessen gezeichnete Absdialtstellung verbindet, in der der in der lleizRtromleitung i4 liegende Schalter 20 des Zeitrelais 16 das Ileizelement 13 ausschaltet.
In der die Leitungen 4 und 14 verbindenden Stellung des Schalters 17 des llelais 10 steht der Steuerstromkreis 21 des Relais 15 unter Strom, wodurch der Elektromagnet 22 des letzteren den Schalter 18 in eine die Speiseleitung 4 mit dem anderen Eingang 23 des Zeitrelais 16 verbindende Stellung bringt.
!lierdurch zieht der Elektromagnet 211 das Zeitrelais i6 an, so dan der Schalter 20 in seine die Heizstromleitung 14 schlie-Bende Stellung gebracht wird. Für den Fall, daß der Schalter t8 des Relais -15 länger als die lialtedauer - z.B. 10 Minuten - des elektronischen Steuerteiles 25 des Zeitrelais 16 auf den Eingang 23 geschaltet ist, wird der Elektromagnet 24 vom Steuerungsteil 25 stromlos gemacht und damit der Schalter 20 in seine die Heizstromleitung 14 unterbrechende Stellung gebracht. L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 1. Flüssigkeitsgekühlte Brenskraftmaschine mit einer elektrischen Heizvorrichtung zum Erwärmen der Kühlmittels, einem in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur die von einer Batterie mit Strom versorgte Heizvorrichtung unterhate eines Temperaturgrenzwertes einschaltenden Steuerorgan und einem in Abhängigkeit von einer Betribesgröße eines von der Brenskraftmaschine angetrieben Generators zur Versorgung eines Bordnetzes arbeitenden Steuerorgan, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Generator (1) beeinflußte Steuerorgan (Relais 10) die Heizvorrichtung (13) zwangsläufig von der in an sich bekannter Weise von dem Generator (1) aufladbaren Batterie (3) abschaltet, wenn die Generatordrehzahl unter einem bestimmten Grenzwert liegt.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (13) durch ein zeitabhängig arbeitende Steuerorgan (Relais 10) zwangsläufig abschaltbar ist.
3. Brennkraftmaschine nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsstrom (Heizstromleitung 14) der Heizvorrichtung (13) durch ein elektromagnetisches Relais (10) abschaltbar ist, dessen Elektromagnet (12) mit einem ausschließlich von dem Generator (1) gelieferten Steuerstrom (Steuerstromkreis 9) arbeitet.
4. Bremskraftmaschine nach eines oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Kühlmitteltemperatur abhängige steuerorgan (Temperaturschalter 11) auf den ausschließlich von dem Generator (1) versorgten Steuer stromkreis (9) des Elektromagneter (12) arbeitet.