DE2943091A1

DE2943091A1 - Fluessigkeitskuehlsystem einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2943091A1
Application number: DE19792943091
Authority: DE
Inventors: Ernst-Siegfried 5064 Rösrath Hartmann; Hans 5060 Bergisch Gladbach Stadler
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1979-10-25
Filing date: 1979-10-25
Publication date: 1981-05-14
Also published as: DE2943091C2

Description

Flüssigkeitskühlsystem einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf ein FlissigYeitskühlsystem einer Brennkraftmaschine, insbesondere Aggregatmotor, mit zumindest einem Kühlwasserregelventil, das mittels eines mit einer thermostatischen Betätigungseinrichtung verbundenen Regelschiebers den Zufluß zu einer Bypaßleitung der Brennkraftmaschine, einem Ölkühler sowie ggfs. Ladeluftkühler und einem Rückkühler beherrscht.
Bei einem bekannten Plüssigkeitskühlsystem der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung (DE-OS 27 51 201) ist es bekannt, in der Kühlwasseraustrittsleitung der Brennkraftmaschine ein Kühlwasserregelventil anzuordnen, d;s den Durchfluß durch eine Bypaßleitung der Brennkraftmaschine, einen Ölkühler und Ladeluftkühler sowie einen Rückkühler recelt. Dabei nimmt der Regelschieber in Abhängigkeit von der Kühlwassertemperatur im einzelnen Stellungen ein, durch die folgende Kühlwasserumläufe geschaffen werden: Nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine und bei niedriger Temperatur der Kühlflüssigkeit wird das Kühlwasser über die Bypaßleitung und die Kühlwasserpumpe wieder direkt dem Kühlmantel der Brennkraftmaschine zugeführt. Als Folge eines Anstiegs der Kühlwassertemperatur wird ein Kreislauf über den Ölkühler und den Ladeluftkühler freigegeben. Bei weiterer Zunahme der Temperatur öffnet sodann das Kühlwasserregelventil einen Kreislauf über den Rückkühler, den Ölkühler und den Ladeluftkühler. Dient die Brennkraftmaschine zum Antrieb von Aggregaten, die plötzlich aus dem Stand heraus hochgefahren und belastet werden, so besteht die Gefahr, daß die Kühlwasser-, Ö1- und Ladelufttemperaturen unzulässig hohe Werte annehmen, weil das Kühlwasserregelventil nicht schnell genug reagiert. Zwar wird bei derartigen Aggregatmotoren das Kühlwasser schon während des Stillstands der Brennkraftmaschine vorgeheizt, jedoch nicht auf so hohe Temperaturen, daß das oder die Kühlwasserregelventile während der Hochlaufphase oder Lastübernahmephase den Durchfluti zu den Kühlern freigeben.
Das Aufheizverhalten des Kühlkreises und damit der Verlauf der maßgebenden Temperaturen ist u.a. von der Vorwärmung, von der vorhandenen Wassermenge, von der Trägheit der Regler und von den Kühlerkennwerten abhängiq.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten zu vermeiden und somit eine Kühlwasserregelung zu schaffen, mit ir eine Überhitzung des Kühlwassers, Schmieröls und der Ladeluft von aus dem Stand hochgefahrener und belasteter Brennkraftmaschine vermieden wird.
Diese Aufgabe wird an einem Flüssigkeitskühlsysten der in Rede stehenden Gattung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Durch die Kopplung einer Zusatzsteuereinrichtung mit dem Kühlwasserregelventil können die geschilderten Schwierigkeiten verhindert werden, indem das Kühlwasserregelventil im Anschluß an den Anlaßvorgang der Brennkraftmaschine derart von der Zusatzsteuereinrichtung beherrscht wird, daß der Zufluß zu dem Ölkühler, dem Ladeluftkühler sowie ggfs. dem Rückkühler freigegeben wird. Mit Hilfe der Zusatzsteuereinrichtung wird das Kühlwasserregelventil somit bereits im Anschluß an die Startphase der Brennkraftmaschine so verstellt, daß beim anschließenden Hochfahrvorgang und der Lastübernahme der Brennkraftmaschine eine ausreichende Kühlwasser-, Schmieröl- und Ladeluftrückkühlung gewährleistet ist und unzulässig hohe Temperaturanstiege verhindert rden.
Weiterhin wird vorgeschlayen, daß die Zusatzsteuereinrichtung ein mechanisches, pneumatisches, hydraulisches oder elektrisches Betätigungselement aufweist. Dabei kann mit der Anlaßsteuerung der Brennkraftmaschine ein elektrisches Relais oder ein Magnetventil verbunden sein, von dem aus ein Steuerdruck oder ein Steuerstrom auf dos Recelschieber des Kühlwasserregelventils einwirkt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Zusatzsteuereinrichtung als Heizspirale ausgebildet ist, die die thermostatisrhe BeStigungseinrichtung des Kühlviasserregelventils umgibt. Mit dieser Heizspirale wird direkt im Anschluß an den Startvorgang der Brennkraftmaschine die Betätigungseinrichtung soweit aufgeheizt, daß das Kühlwasserregelventil für die Kühler im Öffnungssinn betätigt wird. Außerdem besteht die Möglichkeit, die Zusatzsteuereinrichtung derart mit einem Zeitschaltwerk zu verbinden, daß die Zusatzsteuereinrichtung nach den ersten Betriebsminuten der Brennkraftmaschine automatisch abgeschaltet wird und anschließend das Kühlwasserregelventil in Abhängigkeit von der thermostatischen Betätigungseinrichtung seine normale Funktion erfüllt. Darüber hinaus kann zwischen der Zusatzsteuereinrichtung und der Anlasteuerung der Brennkraftmaschine ein Verzögerungsglied angeordnet sein, das dafür sorgt, daß mit einer Zeitverzöcerunq eine Verstellung der Zusatzsteuereinrichtung nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine erfolgt.
Durch die Verwendung dieses Verzögerungsgliedes kann der Zeitpunkt der Betätigung des Kühlwasserregelventils durch die Zusatzsteuereinrichtung exakt bestimmt werden, entsprechend der vorhandenen Kühlwasser- und Schmierölmenge und dem Kühlerkennwert des Ladeluftkühlers sowie der vorhandenen Außentemperatur.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel vereinfacht dargestellt ist. Es zeigen: Fig. 1 einen schematischen Aufbau eines Flüssigkeitskühlsystems mit zwei Kühlwasserregelventilen, Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Kühiwasserregelventil mit einer thermostatischen Betätigungseinrichtung und einer mechanisch ausgeführten Zusatzsteuereinrichtung und Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Kühlwasserregelventil, bei dem die Zusatzsteuereinrichtung als Heizspirale ausgebildet ist.
In der Fig. 1 ist mit 1 eine Brennkraftmaschine bezeichnet, durch deren Kühlraume Kühlflüssigkeit mittels einer Pumpe 2 gefördert wird. Die Kühlflüssigkeit gelangt von der Brennkraftmaschine 1 aus über eine Kühlmittelsammelleitung 3 in ein erstes Kühlwasserregelventil 4, an das sich eine Bypaßleitung 5 und eine zu einem Rückkühler 6 sowie eine Nebenstromleitung 7 führende Kühlerleitung 8 anschließen. Zur Regelung des wahlweisen Kühlmittelstromes durch den Rückkühler 6 oder die Nebenstromleitung 7 ist an der Verbindung von Kühlerleitung 8 und Nebenstromleitung 7 ein zweites Kühlwasserregelventil 9 angeordnet, wobei im weiteren Verlauf der Kühlerleitung 8 ein Ölkühler 10 und ein Ladeluftkühler 11 vorgesehen sind. Die Kühlwasserregelventile 4 und 9 stehen mitjthermostatischcn Betätigungseinrichtungen 12, die Temperaturfühler 22 aufweisen, in Verbirdung. Aunerdem sind an steuer den Kühlwasserreqelventilen 4 und 9 ZusatCinrichtungen 13 angeordnet, die mit einer Anlaßsteuerung der Brennkraftmaschine 1 über Steuerleitungen 15 verbunden sind. Weiterhin weist das Kühlwasserregelventil 4 in seiner Steuerleitung 15 ein Verzöcerungsglied 16 und ein Zeitschaltwerk 17 auf.
In den Fig. 2 und 3 ist ein Ausführungsbeispiel des Kühlwasserregelventils 4 dargestellt, dessen Aufbau und Funktion der des Kühlwasserregelventils 9 gleicht. Das Kühiwasserregelventil 4 besteht aus einem Gehäuse 18, welches einerseits an die Kühlmittelsammelleitung 3 und andererseits an die Bypaßleitung 5 und die Kühlerleitung 8 angeschlossen ist. Im Inneren des Gehäuses 18 ist ein mittels einer Schubstange 19 verstellbarer Schwingschieber 20 angeordnet. Die Verstellung des Schwingschiebers 20 und folglich die Regelung des Kühlmittelflusses durch die Bypanleitung 5 oder die Kühlerleitung 8 erfolgt in Abhängigkeit von der durch die thermostatische Betätigungseinrichtung 12 mittels des Temperaturfühiers 22 gemessenen Kühlwassertemperatur. Dabei ist die thermostatische Betätigungseinrichtung 12 zusammen mit dem Temperaturfühler 22 in den Fig. 2 und 3 im Gegensatz zu der Fig. 1 innerhalb des Kühlwasserregelventils 4 angeordnet. Wie weiterhin den Fig. 2 und 3 entnommen werden kann, steht das Kühlwasserregelventil 4 mit der Zusatzsteuereinrichtung 13 in Verbindung. In der Fig. 2 ist dabei die Zusatzsteuereinrichtung 13 als mechanische Verstellung, die direkt über die thermostatische Betätigungseinrichtung 12 an der Schubstange 19 angreift, ausgebildet, während in der Fig. 3 die Zusatzsteuereinrichtung 13 als Heizspirale 21, die die thermostatische Betdticungseinrichtung 12 umgibt, ausgeführt ist.
Zu Beginn des Anlaßvorganges der Brennkraftmaschine 1 sind die Kühlwasserregelventile 4 und 9 so geschaltet, daß ein innerer Kreislauf über die Bypaßleitung 5 gebildet wird. Bei einer Verwendung der Brennkraftmaschine 1 als Aggregatmotor hätte dies zur Folge, daß während des Hochfahrens und der Lastübernahme der Brennkraftmaschine 1 die Temperaturen des Kühlmittels, des Schmieröls und der Ladeluft ohne eine Verstellung der Kühlwasserregelventile 4 und 9 durch die relativ träge reagierenden thermostatischen Betätigungseinrichtungen 12 unzulässig hohe Werte annehmen können. Dieser entscheidende Nachteil des vorliegenden Flüssigkeitskühlsystems wird dadurch vermieden, daß unmittelbar nach dem Anlaßvorgang der Brennkraft;naschine 1 oder mit einer gewissen Zeitverzögerung für einen fest bestimmbaren Zeitabschnitt mit Hilfe der Zusatzsteuereinrichtung 13 stets für eine Durchströmung der Kühler 10 und 11 sowie ggfs. 6 gesorgt wird.

Claims

PatentansprUce i,j Flüssigkei tskühl system einer Brennkraftmaschine, insbesondere Aggregatmoto:, mit zumindest einem Kühlwasserregelventil, das mittels eines mit einer thermostatischen Betätigungseinrichtung verbundenen Regelschieh-rs den Zufluß zu einer Bypaßleitung der Brennkraftmaschine, einem Ölkühler sowie gcfs.

Ladeluftkühler und einem Rückkühler beherrscht, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühiwasserregelventil (4, 9) mit einer Zusatzsteuereinrichtung (13) verbunden ist, die mit einer Anlaßsteuerung (14) der Brennkraftmaschine (1) in Wirkverbindung steht und das Kühlwasserregelventil (d, 9) im Sinne einer Öffnung des Zuflusses zu dem Ölkühler (10) sowie ggfs.

Ladeluftkühler (11) und/oder Rückkühler (6) betätigt.
2. Flüssigkeitskühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzsteuereinrichtunq (13) ein mechanisches, pneumatisches, hydraulisches oder elektrisches Betatiungsele ment aufweist.
3. Flüssigkeitskühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzsteuereinrichtung (13) als Heizspirale (21) ausgebildet ist, die einen Temperaturfühler (22) der thermostatischen Beatigungseinrichtung (12) umgibt.
4. Flüssigkeitskühlsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzsteuereinrichtung (13) mit einem Zeitschaltwerk (17) in Wirkverbindung steht.
5. Flüssigkeitskühlsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zusatzsteuereinrichtung (13) und der Anlaßsteuerung (14) ein Verzögerungsglied (16) angeordnet ist.