DE3408024A1

DE3408024A1 - Thermostatregelung

Info

Publication number: DE3408024A1
Application number: DE19843408024
Authority: DE
Inventors: Joachim 5000 Köln Altdorf; Toni 5040 Brühl Kleinschmidt; Albert 5000 Köln Nolte
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1984-03-05
Filing date: 1984-03-05
Publication date: 1985-09-12
Also published as: EP0154134B1; ATE48890T1; EP0154134A2; EP0154134A3; DE3574897D1

Description

Klöckner-Humboldt-Deutz AG

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5000 Köln 80, den 02.03 D 84/17 DE AE-ZPB St/Hö

Thermostatregelung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art.

Es ist allgemein bekannt, daß der für eine Brennkraftmaschine verwendete Schmierstoff durch Temperaturänderungen seine viskosität und demzufolge seine Schmierfunktion ändert. So ist bei kalter Brennkraftmaschine und kaltem Schmierstoff dessen Viskosität hoch, während bei hoher Schmierstofftemperatur die viskosität geringer wird, so daß die Schmierwirkung deutlich abnimmt.

Aus diesem Grunde werden Steuereinrichtungen eingesetzt, die die Temperatur des Schmierstoffs und demzufolge die Schmierwirkung in einem durch die viskosität gegebenen optimalen Betriebsbereich halten.

Nachteilig an bisherigen Steuereinrichtungen für die Schmierstofftemperatur ist es, daß bei kalter Brennkraftmaschine der kalte Schmierstoff von einer Schmierstoffpumpe aus dem Schmierstoffsumpf angesaugt wird und über eine Bypaßleitung unter Umgehung eines Wärmetauschers den Lagerstellen der Brennkraftmaschine direkt zugeführt wird (DE-OS 19 32 908). Demzufolge muß der Schmierstoff erst durch ein vorbeistreichen an sich langsam erwärmenden

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Brennkraftmaschinenbauteilen angewärmt werden, bevor er in den Bereich seiner durch die Viskosität bedingten guten Schmiereigenschaften kommt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Regeleinrichtung für den Schmierstoffkreislauf einer Brennkraftmaschine derart zu gestalten, daß diese eine gegenüber herkömmlichen Steuereinrichtungen kürzere Warmlaufphase für die Brennkraftmaschine ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeichnende Merkmal des ersten Anspruchs gelöst. Dadurch, daß der kalte Schmierstoff in der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine durch den in dieser Phase als Vorwärmeinrichtung dienenden Wärmetauscher geleitet wird, wird die Warmlaufphase der Brennkraftmaschine verkürzt; denn, wie in Anspruch 6 und 7 weiter ausgeführt ist, erwärmt sich ein zusätzlich durch den Wärmetauscher zu leitender, die Brennkraftmaschine z.B. kühlender, Wärmeträger wesentlich schneller als der Schmierstoff und kann demzufolge wirkungsvoll den Schmierstoff anwärmen.

Anspruch 2 bis 5 beschreiben eine bevorzugte Ausführung der erfindungsgemäßen Thermostatregeleinrichtung. Der Ventilkörper verschließt im Ausgangszustand des Systems bei kalter Brennkraftmaschine mit einem flanschartigen Ansatz, der auf einem mit dem Ventilgehäuse verbundenen Sitzring nach Art eines Ventiltellers aufliegt den Zufluß des Schmierstoffs zu der den Wärmetauscher umgehenden Bypaßleitung. Der Schmierstoff fließt also nach einem Kaltstart der Brennkraftmachine durch den sich schnell erwärmenden Wärmetauscher, wobei der Wärmetauscher zur Aufnahme der bei kaltem Schmierstoff auftretenden Druckstöße

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bauteilmäßig entsprechend stark ausgelegt ist. Erst wenn der Thermostat soweit erwärmt ist, daß er den von ihm beherrschten Ventilkörper und somit den flanschartigen Ansatz von dem Sitzring abhebt, gelangt der Schmierstoff über eine Einbuchtung in dem Ventilkorper in die den Wärmetauscher umgehende Bypaßleitung. Der Schmierstoff ist mittlerweile soweit erwärmt, daß er weder einer weiteren Wärmezufuhr noch einer Kühlung bedarf. Erreicht der Schmierstoff durch die Belastung der Brennkraftmaschine höhere Temperaturen, schiebt der Thermostat den ventilkorper weiter aus seiner Grundstellung und durch die sich bis zu einem Pührungsteil stetig erweiternde Einbuchtung des Ventilkörpers wird der Zufluß von Schmierstoff in die Bypaßleitung zunehmend verringert. Ab einer bestimmten Grenztemperatur, beispielsweise 80° C, verschließt das Pührungsteil des ventilkorpers, das mit seinem Außendurchmesser dem Innendurchmesser des zuvor genannten Sitzringes entspricht, vollständig den Zufluß in die Bypaßleitung.

Nach Anspruch 4 stützt sich der mit dem Thermostaten zusammenwirkende Stößel an einem in das Ventilgehäuse verstellbar eingeschraubten Verschlußstopfen ab. Der Verschlußstopfen ist in seinem Durchmesser so groß gewählt, daß die Montage bzw. Demontage von Thermostat, Ventilkörper, Feder und Sitzring durch die entstandene Gehäuseöffnung erfolgen kann. Desweiteren ist der verschlußstopfen mit einem Führungszylinder versehen, in dem das Führungsteil des Ventilkörpers verschiebbar ist.

Nach Anspruch 5 erstreckt sich der Führungszylinder bis einschließlich des Sitzringes, wobei in der zylinderwand öffnungen zum übertritt des Schmierstoffs in die Bypaßlei-,tung angeordnet sind.

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Nach Anspruch 6 wird der Wärmetauscher von einem flüssigen Wärmeträger durchströmt. Dies kann beispielsweise bei einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine das entsprechende Kühlmittel sein. Da das Kühlmittel erheblich schneller als der Schmierstoff sein Betriebstemperatur erreicht, die aber niedriger als die des Schmierstoffs ist, kann das Kühlmittel sowohl zur Erwärmung als auch zur Kühlung des Schmierstoffs herangezogen werden.

Nach Anspruch 7 wird der Wärmetauscher von einem gasformigen Wärmeträger durchströmt. Dies kann bei einer luftgekühlten Brennkraftmaschine beispielsweise die Kühlluft sein. Dabei können während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine zusätzlich Brennkraftmaschinenabgase direkt zum Erwärmen des Schmierstoffs durch den Wärmetauscher geleitet werden, oder indirekt über einen weiteren Wärmetauscher vorgewärmte Kühlluft in den Schmierstoffwärmetauscher geleitet werden. Bei der direkten als auch bei der indirekten Schmierstoffanwärmung kann die den Wärmetauscher durchströmende Luft stufenlos über eine Thermostatregelung in ihren Mengenanteilen von erwärmter und nicht erwärmter Luft und somit in ihrer Temperatur geregelt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Thermostatregeleinrichtung bei kaltem Schmierstoff,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Thermostatregeleinrichtung bei warmem Schmierstoff und

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Fig. 3 einen Querschnitt durch die Thermostatregeleinrichtung bei heißem Schmierstoff.

In Fig. 1 befindet sich der Thermostat 1 in seiner Ausgangsstellung bei kaltem Schmierstoff. Der Ventilkörper wird von einer Feder 2, die sich in einem Gehäuse abstützt, mit seinem flanschartigen Ansatz 10 auf einen in dem Gehäuse 11 befestigten Sitzring 7 gepreßt. Desweiteren stützt der Ventilkörper 4 sich im Bereich seiner stetig vergrößernden Oberfläche 8 auf einem Absatz des in den Ventilkörper 4 eingeschobenen Thermostaten 1 ab. Dabei ist die Grundabstimmung, d.h. die in diesem Betriebszustand ausgefahrene Länge des Stößels 3 so abgestimmt, daß der Thermostat 1 die sich stetig vergrößernde Oberfläche 8 des Ventilkörpers 4 gerade berührt. Weiterhin kann mit dem verstellbaren Verschlußstopfen 9 die Einragtiefe der Thermostatregeleinrichtung in das Gehäuse 11 verändert werden.

In dem in Fig. 1 dargestellten stationären Regelzustand fließt der über die Eintrittsöffnung 14 in die Regeleinrichtung gelangende Schmierstoff durch den Wärmetauscher weiter zu der Brennkraftmaschine.

In Fig. 2 ist der stationäre Regelzustand bei warmem Schmierstoff dargestellt. Der Thermostat 1 hat sich soweit erwärmt, daß er sich auf dem feststehenden stößel 3 abstützend soweit bewegt hat, daß der flanschartige Ansatz 10 von dem Sitzring 7 abgehoben hat. Dadurch gelangt der in die Regeleinrichtung einfließende Schmierstoff über die Einbuchtung 8 in dem Ventilkörper 4 in die Bypaßleitung Der wesentliche Anteil des Schmierstoffs wird also folglich infolge des geringeren Strömungswiderstandes der By-

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paßleitung gegenüber den durch die engen Querschnitte bedingten hohen Strömungswiderstand des Wärmetauschers durch die Bypaßleitung zu der Brennkraftmaschine gelangen.

In Fig. 3 schließlich ist der stationäre Regelzustand bei heißem Schmierstoff dargestellt. Der Thermostat 1 hat sich soweit auf dem Stößel 3 verschoben, daß der Führungsteil 13 des Ventilkörpers 4 mit seiner Außenfläche genau in den Sitzring 7 hineinragt und somit den Zufluß von Schmierstoff zu der Bypaßleitung 6 unterbindet. Damit ist gewährleistet, daß bei heißem Schmierstoff dieser wiederum alleinig durch den Wärmetauscher 5 zu der Brennkraftmaschine fließt.

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- Leerseite -

Claims

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5000 Köln 80, den 02.03.1984 D 84/17 DE AE-ZPB St/Hö

Patentansprüche

Iy Brennkraftmaschine mit einer in Abhängigkeit von der Schmierstofftemperatur gesteuerten Thermostatregelung, bestehend aus Thermostat, Ventilkörper, Wärmetauscher und Bypaßleitung, wobei der schmierstoffumströmte - sich über einen Stößel an einem Gehäuse abstützende - Thermostat den den Schmierstofffluß in den Wärmetauscher oder in die Bypaßleitung und in den Wärmetauscher steuernden Ventilkörper in der Form beherrscht, daß bei heißem Schmierstoff der Schmierstofffluß in die den Wärmetauscher umgehende Bypaßleitung von dem Ventilkörper unterbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmierstofffluß in die Bypaßleitung (6) darüberhinaus bei kaltem Schmierstoff von dem Ventilkörper (4) unterbunden ist, während in dem zwischen kalt und heiß liegenden Temperaturbereich Schmierstoff durch eine Verschiebung des die Durchlaßöffnung ändernden Ventilkörpers (4) regelbar in die Bypaßleitung (6) einleitbar ist.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei der Thermostat in den hohl gefertigten Ventilkörper eingesetzt ist und der Thermostat bei fortfahrender Erwärmung des ihn umströmenden Schmierstoffs eine Hubbewegung gegen die Kraft einer auf den Ventilkörper wirkenden Feder ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (4) aus einem Führungsteil (13), einem sich verjüngenden Teil (8), einer

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Einbuchtung (12) und aus einem flanschartigen Ansatz (10) besteht, wobei der Thermostat (1) sich mit einer Schulter (15) an dem von dem Führungsteil (13) bis zu der Einbuchtung (12)/ deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Thermostaten (1) entspricht, verjüngenden Teil abstützt, und sich an die Einbuchtung (12) ein flanschartiger Ansatz (10) anschließt, dessen Außendurchmesser geringfügig größer als der des Führungsteils (13) ist.
3. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß je nach stellung des Ventilkörpers (4) der flanschartige Ansatz (10) nach Art eines Ventiltellers mit einem ortsfest in dem Gehäuse (11) befestigten Stützring (7) zusammenwirkt oder das Führungsteil (13) dichtend in den Bereich des Sitzringes (7) verschiebbar ist.
4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (3) sich auf einem mit dem Gehäuse verstellbar verbundenen Verschlußstopfen (9), der zugleich als Führungszylinder für das Führungsteil (13) des Ventilkörpers (4) ausgebildet ist, abstützt.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (7) einstückig mit dem Verschlußstopfen (9) hergestellt ist.
6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der wärmetauscher (5) von einem flüssigen Wärmeträger durchströmt ist.

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7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5/ dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (5) bei kaltem Schmierstoff mit von Brennkraftmaschinenbauteilen erwärmter Kuhlluft und/oder von den Brennkraftmaschinenabgasen erwärmter Luft durchströmt wird, wobei bei fortfahrender Erwärmung des Schmierstoffs die Vorwärmung der dem wärmetauscher (5) zugeführter Kühlluft stufenlos reduzierbar ist.