DE3043484A1

DE3043484A1 - Air-cooled engine cooling regulation appts. - has heat sensors determining electric power heating temp.-responsive fan speed adjuster

Info

Publication number: DE3043484A1
Application number: DE19803043484
Authority: DE
Inventors: Josef 7914 Pfuhl Lerch
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1980-11-18
Filing date: 1980-11-18
Publication date: 1982-07-08

Abstract

The appts. for air-cooled i.c. engine cooling regulation, is based on varying the r.p.m. of a cooling fan driven from the engine via a temp. responsive coupling. This includes a correcting unit influenced by one or more electric elements on a temp. basis. This correcting unit is conventionally located near the blower impeller (20) hub (21) forward face (24). The electric elements are heat sensors (31,34,35,37,38) directly or indirectly -through a controller (28) with various programmes for interpreting values measured - controlling the power supplied to an electric heater (26) near the correcting unit.

Description

Vorrichtung zur Regelung der Kühlung Device for regulating the cooling

einer luftgekühlten Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Regelung der Kühlung einer luftgekilhlten Brennkraftmaschine durch Änderung der Drehzahl und damit des Fördervolumens eines KühllufEgebläses, das über eine temperaturabhängig verstellbare Kupplung von der Brennkraftmaschine angetrieben ist, wobei die Kupplung ein durch ein oder mehrere elektrische Elemente temperaturabhe3ngig beeinflußtes Stellglied aufweist. an air-cooled internal combustion engine The invention relates to to a device for regulating the cooling of an air-cooled internal combustion engine by changing the speed and thus the delivery volume of a cooling air fan, this via a temperature-dependent adjustable clutch from the internal combustion engine is driven, the clutch being one by one or more electrical elements Has temperature-dependently influenced actuator.

Es ist aus der OE-PS 212 088 eine Vorrichtung einaangs genannter-Gattung bekanntgeworden, bei der eine hydraulische Kupplung vorgesehen ist. Diese Vorrichtung sieht an jedem Zylinder der Brennkraftmaschine einffl Thermoschalter vor, die ihrerseits mit einem elektrornagnetisch betätigten Ventil sowie mit einer Stromquelle in Reihe geschaltet sind. Das Ventil beherrscht den Ölförderstrom in einer Rohrleitung, die einerseits mit einer ständig angetriebenen Pumpe und andererseits mit der Kupplung in Verbindung steht.It is from the OE-PS 212 088 a device of the type mentioned became known, in which a hydraulic clutch is provided. This device provides a ffl thermal switch on each cylinder of the internal combustion engine, which in turn with an electromagnetically operated valve and with a power source in series are switched. The valve controls the flow of oil in a pipeline that on the one hand with a constantly driven pump and on the other hand with the clutch communicates.

Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß jeweils bei Erreichen einer vorbestimmten höchsten Temperatur an dem oder den Zylindern der Stromkreis durch den entsprechenden Thermoschalter unterbrochen wird, so daß das Ventil öffnet und der hydraulischen Kupplung Öl zur Verringerung des Schlupfes zugeführt wird. Bei Absinken der Zylindertemperatur auf einen vorbestimmten Wert wird dagegen der Stromkreis über den entsprechenden Thermoschalter geschlossen, wodurch das Ventil die Ölzufuhr zur Kupplung sperrt, so daß der Schlupf der Kupplung durch Abnahme der Ölfüllung zunimmt. Diese bekannte Vorrichtung ist jedoch in ihrer Arbeitsweise durch die Anwendung von Thermoschaltern sehr ungleichförmig, da die Thermoschalter das den Ölstrom beherrschende Ventil lediglich ein-oder ausschalten können, so daß hierdurch eine ständige Regelung des Ölstromes abhängig von der jeweiliyen Erwärmung der Brennkraftmaschine nicht möglich ist. Außerdem ist die elektrische Anlage der bekannten Vorrichtung an eine hydraulische Kupplung gebunden, die nicht nur einen relativ großen Einbauraum beansprucht, sondern auch sehr aufwendig ist und darüber hinaus eine ständig angetriebene Ölpumpe erfordert.The arrangement is made so that each time a predetermined highest temperature on the cylinder or cylinders of the circuit through the corresponding thermal switch is interrupted so that the valve opens and the hydraulic clutch is supplied with oil to reduce slip. at If the cylinder temperature drops to a predetermined value, however, the circuit becomes Closed via the corresponding thermal switch, whereby the valve controls the oil supply to the clutch locks, so that the slip of the clutch by decreasing the oil filling increases. However, this known device is in its operation by the application of thermal switches very unevenly, since the thermal switch controls the oil flow The valve can only be switched on or off, so that this results in constant regulation of the oil flow depending on the respective heating of the internal combustion engine is possible. In addition, the electrical system of the known device is a hydraulic clutch tied, which is not just a relatively large one Requires installation space, but is also very expensive and, moreover, a requires constantly driven oil pump.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für eine Brennkraftmaschine mit einer Vorrichtung der eingangs umrissenen Art mit einfachen Mitteln eine möglichst gleichförmig arbeitende Regelung mit einem hierfür geeigneten Meßsystem zu schaffen, wobei der Regelbereich den gesamten zur Regelung des Gebläses maßgebenden Temperaturbereich umfaßt.The invention is therefore based on the object for an internal combustion engine with a device of the type outlined above with simple means one as possible to create uniformly working regulation with a suitable measuring system, where the control range is the entire temperature range that is decisive for the control of the fan includes.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das temperaturabhäng,ge Stellglied der Kupplung in an sich bekannter Weise im Bereich der vorderen Stirnwand der Lüfternabe angeordnet ist und daß das elektrische Element als elektrischer Wärmefühler ausgebildet, der abhängig von der Betriebstemperatur an der Meßstelle die Energieversorgung einer nahe dem temperaturabhängig beeinflußten Stellglied angeordneten elektrischen Heizeinrichtung direkt oder indirekt steuert.The object is achieved in that the temperature-dependent, ge Actuator of the clutch in a manner known per se in the area of the front end wall the fan hub is arranged and that the electrical element as an electrical heat sensor formed, the energy supply depending on the operating temperature at the measuring point an electric actuator arranged close to the temperature-dependently influenced actuator Heating device controls directly or indirectly.

Durch die Verwendung von elektrischen Meßfühlern ist eine genaue Messung der Betriebstemperatur an beliebigen.Stellen der Brennkraftmaschine möglich, zumal elektrische Wärmefühler unbeschadet den an Meßstellen dieser Art vorkommenden Temperaturen ausgeset=t werden können, ohne die Meßergebnisse zu beeinträchtigen. Darüber hinaus ist ein elektrisches Heizelement nicht nur einfach anzuordnen sondern auch unkompliziert im Aufbau und insbesondere leicht regelbar. Durch die Anordnung des temperaturabhängigen Stellgliedes an der vorderen Stirnwand der Lüfternabe und die nahe Zuordnung der elektrischen Heizeinrichtung liegt diese unmittelbar im Luftstrom des Gebläses, so daß die Heizeinrichtung bei einer Re gelung desselben im Sinne eines Temperaturrückganges infolge der Kuhlirkung der Luft schnell auf die der Regelung entsprechenden Temperatur absinken kann. Hierdurch werden relativ kurze Ansprechzeiten der Rcgelvorrichtung erzielt.An accurate measurement is possible through the use of electrical probes the operating temperature at any point of the internal combustion engine possible, especially electrical heat sensors without prejudice to the temperatures occurring at measuring points of this type can be set = t without affecting the measurement results. Furthermore an electrical heating element is not only easy to arrange but also uncomplicated in structure and, in particular, easily adjustable. Due to the arrangement of the temperature-dependent Actuator on the front end wall of the fan hub and the close assignment of the electrical heating device, this is located directly in the air flow of the blower, so that the heating device at a Re gel of the same in the sense of a temperature drop due to the cooling effect of the air quickly to the temperature corresponding to the regulation can sink. This results in relatively short response times for the regulating device achieved.

Bei Anordnung mehrerer Wärmefühler in verschiedenen Bereichen der Brennkraftmaschine ist es in Weiterbildung der Erfindung zweckdienlich, wenn zwischen die Wärmefühler sowie die Heinzeinrichtung ein Steuergerät geschaltet ist, das insbesondere zur Anpassung an die Anzahl der jeweils verwendeten Wärmefühler auf mehrere Steuerprogramme zur Auswertung der ermittelten Meßwerte umschaltbar ist.When arranging several heat sensors in different areas of the Internal combustion engine, it is useful in a development of the invention when between the heat sensor and the heating device is connected to a control device, which in particular to adapt to the number of heat sensors used in each case on several control programs can be switched over to evaluate the measured values.

Um die BetriebstCmperaturen möglicllit vieler rsereiche cier Brennkraftmaschine zu erfassen, ist es vorteilhaft, wenn Wärmefühler für die Zylinderkopftemperatur, die Ablufttemperatur, die Abgastemperatur sowie die Motoröl- und/oder die Getriebeöltemperatur vorgesehen sind.To keep the operating temperatures as high as possible with many high-powered internal combustion engines it is advantageous if a heat sensor for the cylinder head temperature, the exhaust air temperature, the exhaust gas temperature and the engine oil and / or transmission oil temperature are provided.

Zur Vermeidung einer unzulässigen Erwärmung der Brennkraftmaschine bei Stromausfall ist es vorteilhaft, wenn das temperaturabhängig beeinflußte Stellglied die Kupplung bei steigend-er Temperatur im Sinne einer geringeren Drehzahl bzw. bei abfallender Temperatur entsprechend einer höheren Drehzahl des Gebläses verstellt und wobei der bzw. die Wärmefühler und/oder das Steuergerät so ausgebildet und mit der Heizeinrichtung verbunden ist bzw. sind, daß bei steigender Betriebstemperatur an der Meßstelle bzw. an den Meßstellen der Brennkraftmaschine die Temperatur der Heizeinrichtung entsprechend abfällt, dagegen bei abfallender Betriebstemperatur entsprechend ansteigt.To avoid inadmissible heating of the internal combustion engine in the event of a power failure, it is advantageous if the temperature-dependently influenced actuator the clutch with increasing temperature in the sense of a lower speed or adjusted when the temperature drops, corresponding to a higher fan speed and wherein the heat sensor (s) and / or the control device are designed in this way and with the heating device is or are connected that with increasing operating temperature at the measuring point or at the measuring points of the internal combustion engine, the temperature of the Heating device drops accordingly, on the other hand when the operating temperature drops increases accordingly.

Weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung,welche ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. darstellt, entnommen werden. Es zeigt; Fig. 1 in Seitenansicht eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einer Regelvorrichtung gemß' der Erfindung, Fig. 2 die Brennkraftmaschine gemäß Fig. 1 in Vorderansicht.Further properties, features and advantages of the invention can the following description of the drawing, which shows an embodiment of the Invention. represents, can be taken. It shows; Fig. 1 is a schematic side view Illustration of an internal combustion engine with a control device according to the invention, FIG. 2 shows the internal combustion engine according to FIG. 1 in a front view.

Die gezeigte luftgekühlte Brennkraftmaschine hat acht in V-Form angeordnete Zylinder, von denen die Zylinder 1 bis 4 in der vorderen Bildebene liegen. Die Zylinder sitzen in üblicher Weise auf einem Kurbelgehäuse 6, an das sich nach unten eine ölwanne 7 anschließt. An mit den Zylindern verbundenen Zylinderköpfen schließen sich abgasseitig Stutzen von Abgassammelleitungen 8 an. Am rückrtigen Ende des Kurbelgehäuses 6 befindet sich ein Gehäuse 10, in dem nicht dargestellt eine Schwungscheibe sowie eine Kupplung zur Kraftübertragung auf ein Getriebe angeordnet sind. An der Brennkraftmaschine ist vorn etwa in Höhe der Zylinder und Zylinderköpfe ein Ansaugstutzen 11 befestigt, der ein Teil eines Kilhlluftgebläses 12 darstellt. Im Ansaugstutzenil sitzt ortsfest eine mit axialen Führungsblechen 14 versehene Leiteinrichtung 15, deren Mittelteil 16 ein Lager 17 für eine Antriebswelle 18 des Gebläses aufweist. Die Antriebswelle 18 wird in nicht gezeigter Weise von der Brennkraftmaschine ständig mit angetrieben.The air-cooled internal combustion engine shown has eight arranged in a V-shape Cylinders, of which cylinders 1 to 4 are in the front image plane. The cylinders sit up in the usual way a crankcase 6 to which an oil pan 7 connects to the bottom. On cylinder heads connected to the cylinders nozzles of exhaust manifolds 8 are connected on the exhaust side. At the back At the end of the crankcase 6 there is a housing 10, in which not shown arranged a flywheel and a clutch for power transmission to a transmission are. The front of the internal combustion engine is approximately level with the cylinders and cylinder heads an intake stub 11, which is part of a Kilhlluftgebläses 12 is attached. A device provided with axial guide plates 14 is fixedly seated in the intake manifold Guide device 15, the middle part 16 of which is a bearing 17 for a drive shaft 18 of the Has blower. The drive shaft 18 is in a manner not shown by the internal combustion engine constantly driven.

Ein vor der L,eiteinrichtung 15 im Ansaugstutzen 11 angeordnetes Gebläserad 20 hat eine Nabe 21, an dem Schaufeln 22 befestigt sind.A fan wheel arranged in front of the guide device 15 in the intake port 11 20 has a hub 21 to which blades 22 are attached.

In der Nahe 21 ist eine nicht dargestellte Kupplung untergebracht, die del) ICraftflun zwiscizen der Antriebswelle 18 und dem Gebläse rad 20 beherrscht. Die Kupplung 23 ist temperaturabhängig verstellbar, wobei als temperaturabhängiges Stellglied ein gemaß Fia. 2 an der Stirnwand 24 der Lüfternabe 21 angeordnetes und mit der Kupplung verbundenes Bimetallelement 25 vorgesehen ist. Dabei ist das Bimetallelement 25 so ausgebildet und mit der Kupplung verbunden, daß bei zunehmender Erwärmung des Bimetallelements 25 der Schlupf der Kupplung geringer wird, wogegen der Schlupf der Kupplung bei abnehmender Erwärmung des Bimetallelements 25 zunimmt.A coupling, not shown, is housed in the vicinity 21, the del) ICraftflun between the drive shaft 18 and the fan wheel 20 dominated. The clutch 23 can be adjusted as a function of temperature, with being temperature-dependent Actuator according to FIG. 2 arranged on the end wall 24 of the fan hub 21 and connected to the coupling bimetal element 25 is provided. The bimetallic element is here 25 designed and connected to the clutch that with increasing heating of the bimetal element 25, the slip of the clutch is less, whereas the slip the coupling increases with decreasing heating of the bimetal element 25.

Mit geringem Abstand vor dem Bimetallelement 25 ist eine elektrische Heizeinrichtung 26 befestigt, die über eine Leitung 27 mit einem Steuergerät 28 in Verbindung steht. Die Steuereinrichtung 28 ist durch eine Leitung 30 mit einem elektrischen. Wärmefühler 31 verbunden, der an geeigneter Stelle eines Zylnderkopfes befestig ist. Eine andere elektrische Leitung 32 führt vom Steuergerät 28 zu einem Wärmefühler 33 für die-Ablufttemperatur der Brennkraftmaschine. Ein weiterer Wärmefühler 35 ist mittels einer Leitung 36 an das Steuergerät 28 angeschlossen. Schließlich sind noch zwei Wärmefühler 37 und 38 vorgesehen, von denen ersterer eine Anschlußleitung 39 hat und für die Motoröltemperatur zust;landiy ist, wlhrend der Wärmefühler 38 eine Verbindungsleitung 40 aufweist und als Meßorgan der Getriebeöltemperatur dient.At a small distance in front of the bimetal element 25 is an electrical Fastened heating device 26, which is connected to a control unit 28 via a line 27 communicates. The control device 28 is through a line 30 with a electrical. Heat sensor 31 connected, at a suitable point of a cylinder head is attached. Another electrical line 32 leads from control unit 28 to one Heat sensor 33 for the exhaust air temperature of the internal combustion engine. Another heat sensor 35 is connected to the control unit 28 by means of a line 36. In the end two heat sensors 37 and 38 are also provided, the former of which is a connecting line 39 and for the engine oil temperature; landiy is, while the heat sensor 38 is a Has connecting line 40 and serves as a measuring element of the transmission oil temperature.

Alle von den Wärmefühlern 31, 34, 35, 36 und 38 jeweils permit telten Meßwerte werden durch die genannten Leitunyen dem Steuergerät 28 zugeführt. Im Steuergerät 28 wird in vorbestimmter Weise abhängig von den eingehenden Meßergebnissen ein elektrischer atrom entsprechender Größe ermittelt und der Heizeinrichtung 26 durch die Leitung 27 zugeführt. Die Heizeinrichtung 26 erwärmt das nahe dahinter angeordnete Bimetallelement 25, welches seinerseits die worzugsweise als Rutschkupplung ausgebildete Kupplung so einstellt, daß die dadurch erreichte Drehzahl des Gebläserades 20 einen von der Erwärmung abhängigen, zur Kühlung der Brennlcraf-tmaschine ausreichenden Kühlluftstrom liefert.Permit all of the heat sensors 31, 34, 35, 36 and 38 respectively Measured values are fed to the control device 28 by the aforementioned lines. In the control unit 28 becomes an electrical one in a predetermined manner depending on the incoming measurement results determined atrom corresponding size and the heating device 26 through the line 27 supplied. The heating device 26 heats the bimetal element arranged close behind it 25, which in turn is the clutch, which is preferably designed as a slip clutch adjusts so that the thereby achieved speed of the fan wheel 20 one of the Heating-dependent, sufficient cooling air flow to cool the combustion engine supplies.

Selbstverständlich kann das Steuergerät 28 auch auf mehrere Steuerprogramme umschaltbar ausgebildet sein, so daß beispielweise zeitweise für die Regelung nicht erwünschte Wärmefühler abschaltbar sind. Ein anderes Steuerprogramm könnte so ausgelegt sein, daß die Meßergebnisse bestimmter Wärmefühler gegenüber den Meßwerten der übrigen Wärmefühler vorrangig ausgewertet werden.Of course, the control device 28 can also access several control programs be switchable, so that, for example, temporarily not for the control Desired heat sensors can be switched off. Another control program could be designed in this way be that the measurement results of certain heat sensors compared to the measurement values of the others Heat sensors are evaluated with priority.

Eirle weitere Möglichkeit zur Regelung des KühlluEtyehläcies besteht darin, daß das Bimetallelement 25 in umgekehrter Weise wie vorstehend beschrieben, den Schlupf der Kupplung bei steigender Temperatur iln Sinne einer geringeren Drehzahl bzw. bei abfallender Temperatur entsprechend einer höheren Drehzahl des Gebläses einstellt. In Anpassung daran muß das Meß- und Steuersystem so aus-.There is another possibility to regulate the cooling airflow in that the bimetal element 25 in the reverse manner as described above, the slip of the clutch when the temperature rises in the sense of a lower speed or when the temperature drops, the fan speed increases accordingly adjusts. In adaptation to this, the measurement and control system must be designed in such a way.

gebildet sein, daß bei steigender Betriebstemperatur an den Meß stellen der Brennkraftrnaschine die Temperatur der Heizeinrichtung 26 entsprechend abfällt, dagegen bei abfallender Betriebstemperatur entsprechend ansteigt. Durch eine solche Schaltung weist die Heizeinrichtung 26 bei einer maximal zulässigen Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine ihre tiefste Temperatur und kurze Zeit nach dein Anlassen der Brennkraftmaschine bereits ihre höchste Temperatur auf. Bei einer Schaltung dieser Art fällt bei Stromausfall die Temperatur der Heinzeinrichtung 26, so daß das Gebläse auf eine entsprechend höhere Drehzahl eingeregelt wird. Hierdurch ist sichergestellt, daß bei Stromausfall eine unzulässige Erwärmung der Brennkraftmaschine infolge unzureichender Förderung des Kühlluftgebläses ausgeschlossen ist.be formed that make with increasing operating temperature at the measurement the internal combustion engine, the temperature of the heating device 26 drops accordingly, on the other hand, it rises accordingly when the operating temperature drops. By such a The circuit has the heating device 26 at a maximum permissible operating temperature the internal combustion engine its lowest temperature and a short time after your starting the internal combustion engine is already at its highest temperature. At a This type of circuitry drops the temperature of the heating system in the event of a power failure 26, so that the fan is regulated to a correspondingly higher speed. Through this it is ensured that in the event of a power failure, the internal combustion engine will overheat is excluded due to insufficient promotion of the cooling air fan.

Claims

Claims device for controlling the cooling of an air-cooled Internal combustion engine by changing the speed and thus the delivery volume of a Cooling air blower, via a temperature-dependent adjustable coupling from the Brennlcraftmaschine is driven, the clutch one by one or more Elektriscc elements having temperature-dependently influenced actuator, characterized in that that the temperature-dependent actuator.

(25) the coupling in a known manner in the area of the front End wall (24) of the hub (21) of the fan wheel (20) is arranged and that the electrical Element is designed as an electrical heat sensor (31, 34, 35, 37, 38), which depends from the operating temperature at the pouring point the energy supply to a near temperature-dependently influenced actuator (25) arranged electrical heating device (26) controls directly or indirectly.

2. Device according to claim 1, wherein a plurality of heat sensors in different Areas of the internal combustion engine are arranged, characterized in that between the heat sensors (31, 34, 35, 37, 38) and the heating device (26) are a control unit (28) is switched, in particular to adapt to the number of each used Heat sensor (31, 34, 35, 37, 38) on several ': expensive programs for evaluating the determined measured values is switchable.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that that heat sensors (31, 34, 35, 37, 38) for the cylinder head temperature, the exhaust air temperature, the exhaust gas temperature as well as the engine oil and / or the transmission oil temperature are provided are.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the temperature-dependent steep member (25) the clutch with increasing Temperature in the sense of a lower speed or with falling 'temperature accordingly a higher speed of the fan (12) and that the or the heat sensor (31, 34, 35, 37, 38) and / or the control device (28) so designed and with the heating device (26) is connected or are that with increasing operating temperature at the measuring point respectively.

the temperature of the heating device at the measuring points of the internal combustion engine (26) drops correspondingly, on the other hand correspondingly when the operating temperature drops increases.