DE2943091C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Flüssigkeitskühlsystem einer Brennkraftmaschine, insbesondere Aggregatmotor, mit zumindest einem Kühlwasserregelventil, das mittels eines mit einer thermo­ statischen Betätigungseinrichtung verbundenen Regelschiebers den Zufluß zu einer Bypassleitung der Brennkraftmaschine, einem Ölkühler sowie ggfs. Ladeluftkühler und einem Rückkühler beherrscht.

Bei einem bekannten Flüssigkeitskühlsystem der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung (DE-OS 27 51 201) ist es bekannt, in der Kühlwasseraustrittsleitung der Brennkraftmaschine ein Kühlwasserregelventil anzuordnen, das den Durchfluß durch eine Bypassleitung der Brennkraftmaschine, einen Ölkühler und Ladeluftkühler sowie einen Rückkühler regelt. 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 Tem­ peratur der Kühlflüssigkeit wird das Kühlwasser über die Bypass­ leitung und die Kühlwasserpumpe wieder direkt dem Kühlmantel der Brennkraftmaschine zugeführt. Als Folge eines Anstiegs der Kühl­ wassertemperatur 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 Brenn­ kraftmaschine zum Antrieb von Aggregaten, die plötzlich aus dem Stand heraus hochgefahren und belastet werden, so besteht die Gefahr, daß die Kühlwasser-, Öl- und Ladelufttemperaturen unzu­ lässig hohe Werte annehmen, weil das Kühlwasserregelventil nicht schnell genug reagiert. Zwar wird bei derartigen Aggregatmotoren das Kühlwasser schon während des Stillstands der Brennkraftma­ schine vorgeheizt, jedoch nicht auf so hohe Temperaturen, daß das oder die Kühlwasserregelventile während der Hochlaufphase oder Lastübernahmephase den Durchfluß 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 abhängig.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten zu vermeiden und somit eine Kühlwasserregelung zu schaffen, mit der eine Überhitzung des Kühlwassers, Schmieröls und der Ladeluft von aus dem Stand hochgefahrener und belasteter Brennkraftmaschine vermieden wird.

Diese Aufgabe wird an einem Flüssigkeitskühlsystem der in Rede stehenden Gattung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 auf­ geführten Merkmale gelöst.

Durch die Kupplung einer Zusatzsteuereinrichtung mit dem Kühl­ wasserregelventil können die geschilderten Schwierigkeiten ver­ hindert werden, indem das Kühlwasserregelventil im Anschluß an den Anlaßvorgang der Brennkraftmaschine derart von der Zu­ satzsteuereinrichtung beherrscht wird, daß der Zufluß zu dem Öl­ kühler, dem Ladeluftkühler sowie ggfs. dem Rückkühler freigege­ ben wird. Mit Hilfe der Zusatzsteuereinrichtung wird das Kühl­ wasserregelventil 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 Ladeluftrückküh­ lung gewährleistet ist und unzulässig hohe Temperaturanstiege verhindert werden.

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die Zusatzsteuereinrichtung ein mechanisches, pneumatisches, hydraulisches oder elektrisches Betätigungselement aufweist. Dabei kann mit der Anlaßsteuerung der Brennkraftmaschine ein elektrisches Relais oder ein Magnet­ ventil verbunden sein, von dem aus ein Steuerdruck oder ein Steuerstrom auf den Regelschieber des Kühlwasserregelventils einwirkt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Zusatzsteuereinrichtung als Heizspirale ausgebildet ist, die die thermostatische Betätigungseinrichtung des Kühlwasserre­ gelventils umgibt. Mit dieser Heizspirale wird direkt im Anschluß an den Startvorgang der Brennkraftmaschine die Betätigungsein­ richtung soweit aufgeheizt, daß das Kühlwasserregelventil für die Kühler im Öffnungssinn betätigt wird. Außerdem besteht die Möglichkeit, die Zusatzsteuereinrichtung derart mit einem Zeit­ schaltwerk 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 Anlaßsteuerung der Brennkraft­ maschine ein Verzögerungsglied angeordnet sein, das dafür sorgt, daß mit einer Zeitverzögerung eine Verstellung der Zusatzsteuer­ einrichtung nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine erfolgt. Durch die Verwendung dieses Verzögerungsgliedes kann der Zeit­ punkt der Betätigung der Kühlwasserregelventile durch die Zusatz­ steuereinrichtung exakt bestimmt werden, entsprechend der vor­ handenen 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 zeigt

Fig. 1 einen schematischen Aufbau eines Flüssigkeitskühlsystems mit zwei Kühlwasserregelventilen,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Kühlwasserregelventil mit einer thermostatischen Betätigungseinrichtung und einer mechanisch ausgeführten Zusatzsteuereinrichtung, und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Kühlwasserregelventil, bei dem die Zusatzsteuereinrichtung als Heizspirale ausge­ bildet ist.

In der Fig. 1 ist mit 1 eine Brennkraftmaschine bezeichnet, durch deren Kühlräume Kühlflüssigkeit mittels einer Pumpe 2 gefördert wird. Die Kühlflüssigkeit gelangt von der Brennkraftmaschine 1 aus über eine Kühlmittelsammelleitung 3 in ein erstes Kühlwas­ serregelventil 4, an das sich eine Bypassleitung 5 und eine zu einem Rückkühler 6 sowie eine Nebenstromleitung 7 führende Küh­ lerleitung 8 anschließen. Zur Regelung des wahlweisen Kühlmittel­ stromes 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 Ladeluft­ kühler 11 vorgesehen sind. Die Kühlwasserregelventile 4 und 9 stehen mit thermostatischen Betätigungseinrichtungen 12, die Temperaturfühler 22 aufweisen, in Verbindung. Außerdem sind an den Kühlwasserregelventilen 4 und 9 Zusatzsteuereinrichtungen 13 ange­ ordnet, die mit einer Anlaßsteuerung der Brennkraftmaschine 1 über Steuerleitungen 15 verbunden sind. Weiterhin weist das Kühl­ wasserregelventil 4 in seiner Steuerleitung 15 ein Verzögerungs­ glied 16 und ein Zeitschaltwerk 17 auf.

In den Fig. 2 und 3 ist ein Ausführungsbeispiel des Kühlwasser­ regelventils 4 dargestellt, dessen Aufbau und Funktion der des Kühlwasserregelventils 9 gleicht. Das Kühlwasserregelventil 4 besteht aus einem Gehäuse 18, welches einerseits an die Kühlmit­ telsammelleitung 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 Schwing­ schieber 20 angeordnet. Die Verstellung des Schwingschiebers 20 und folglich die Regelung des Kühlmittelflusses durch die Bypaß­ leitung 5 oder die Kühlerleitung 8 erfolgt in Abhängigkeit von der durch die thermostatische Betätigungseinrichtung 12 mittels des Temperaturfühlers 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 Kühl­ wasserregelventil 4 mit der Zusatzsteuereinrichtung 13 in Ver­ bindung. In der Fig. 2 ist dabei die Zusatzsteuereinrichtung 13 als mechanische Verstellung, die direkt über die thermostatische Betätigungseinrichtung 12 an der Schubstange 19 angreift, aus­ gebildet, während in der Fig. 3 die Zusatzsteuereinrichtung 13 als Heizspirale 21, die die thermostatische Betätigungseinrich­ tung 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 Ver­ wendung 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 Kühlwasser­ regelventile 4 und 9 durch die relativ träge reagierenden thermo­ statischen Betätigungseinrichtungen 12 unzulässig hohe Werte annehmen können. Dieser entscheidende Nachteil des vorliegenden Flüssigkeitskühlsystems wird dadurch vermieden, daß unmittelbar nach dem Anlaßvorgang der Brennkraftmaschine 1 oder mit einer gewissen Zeitverzögerung für einen fest bestimmbaren Zeitabschnitt mit Hilfe der Zusatzsteuereinrichtung 13 stets für eine Durch­ strömung der Kühler 10 und 11 sowie ggfs. 6 gesorgt wird.

Claims (5)

1. Flüssigkeitskühlsystem einer Brennkraftmaschine, insbe­ sondere Aggregatmotor, mit mindestens einem Kühlwasserregelven­ til, das mittels eines mit einer thermostatischen Betätigungs­ einrichtung verbundenen Regelschiebers den Zufluß zu einer By­ paßleitung der Brennkraftmaschine, einem Ölkühler sowie ggfs. Ladeluftkühler und einem Rückkühler beherrscht, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlwasserregelventil (4, 9) mit einer Zusatzsteuereinrichtung (13) verbunden ist, die mit einer Anlaßsteuerung (14) der Brennkraftmaschine (1) in Wirkver­ bindung steht und das Kühlwasserregelventil (4, 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 gekenn­ zeichnet, daß die Zusatzsteuereinrichtung (13) ein mechanisches, pneumatisches, hydraulisches oder elektrisches Betätigungsele­ ment aufweist.

3. Flüssigkeitskühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zusatzsteuereinrichtung (13) als Heizspirale (21) ausgebildet ist, die einen Temperaturfühler (27) der ther­ mostatischen Betätigungseinrichtung (12) umgibt.

4. Flüssigkeitskühlsystem nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzsteuereinrichtung (13) mit einem Zeitschaltwerk (17) in Wirkverbindung steht.

5. Flüssigkeitskühlsystem nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zusatzsteuer­ einrichtung (13) und der Anlaßsteuerung (14) ein Verzögerungs­ glied (16) angeordnet ist.