DE3725271A1

DE3725271A1 - Device for heating the driver's cab of a vehicle

Info

Publication number: DE3725271A1
Application number: DE19873725271
Authority: DE
Inventors: Juergen Wahnschaffe; Herbert Schleiermacher
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1987-07-30
Filing date: 1987-07-30
Publication date: 1989-02-09

Abstract

Heating device for the cab of a vehicle with internal combustion engine, with two heat exchangers (1, 2) which are connected downstream of a blower (5), the first (2) of which heat exchangers is located in a circuit, operated with water, of an additional heater (15) and the other (1) of which is located in the lubricating oil circuit of the internal combustion engine, in which circuit the amount of oil flowing through the heat exchanger (1) can be controlled. The additional heater (15) is switched on and off as a function of the temperature of the lubricating oil. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Behei zung der Fahrerkabine eines mit einer Brennkraftmaschine ausgestatteten Fahrzeugs, mit zwei in einer Leitung, durch die Luft von einem Gebläse aus förderbar ist, hintereinan der angeordneten Wärmetauschern, von denen der erste in einem von Wasser als Heiz- und Kühlmittel durchströmten Kreislauf liegt, der zweite stromab davon angeordnet ist und vom Schmieröl der Brennkraftmaschine durchströmt wird, wobei der durch die Wärmetauscher geförderte Luftstrom zur Temperierung des Schmieröls genutzt wird.The invention relates to a device for heating tongue of the driver's cabin with an internal combustion engine equipped vehicle, with two in one line, through the air can be conveyed from a blower, one after the other of the arranged heat exchangers, the first of which in one flowed through by water as a heating and cooling medium Circuit is located, the second downstream of which is arranged and the internal combustion engine's lubricating oil flows through it, wherein the air flow conveyed by the heat exchanger for Temperature control of the lubricating oil is used.

Es ist eine Einrichtung dieser Art durch die DE-PS 33 24 138 bekannt geworden, bei der die vom Gebläse ange saugte Frischluft wahlweise durch einen von den heißen Abgasen durchströmten Wärmetauscher hindurchgeleitet oder durch eine Umgehung desselben geführt werden kann. Die warme oder kalte Luft gelangt im Anschluß daran durch eine Leitung teils zur Gemischbildung zu den Zylindern und teils zu zwei hintereinander angeordneten Wärmetauschern. Der erste Wärmetauscher wird von Kühlwasser und der zweite Wärmetauscher von Schmieröl der Brennkraftmaschine durch strömt. Der zu den beiden Wärmetauschern gelangende Luft strom durchströmt diese und bewirkt je nach seiner Tempe ratur ein Aufheizen bzw. Abkühlen des Öls bzw. des Wassers in den beiden Wärmetauschern. Nach dem Durchtritt der Luft durch die Wärmetauscher gelangt diese ins Freie. Hierdurch soll sichergestellt werden, daß bei einem Leck in dem vom Abgas durchströmten Wärmetauscher keine Abgase in die Fahrerkabine gelangen können. Zur Beheizung der Fahrerka bine ist bei dieser bekannten Einrichtung jedoch ein be sonderer Wärmetauscher erforderlich, der vom Kühlwasser der Brennkraftmaschine durchströmt wird.It is a facility of this kind by the DE-PS 33 24 138 become known, in which the fan sucked fresh air either through one of the hot ones Exhaust gases passed through or can be led through a bypass. The warm or cold air then passes through a Line partly for mixture formation to the cylinders and partly to two heat exchangers arranged one behind the other. The first heat exchanger is cooling water and the second Heat exchanger of lubricating oil from the internal combustion engine flows. The air coming to the two heat exchangers current flows through it and, depending on its temp heating or cooling of the oil or water in the two heat exchangers. After passing through the air through the heat exchanger this is released outdoors. Hereby to ensure that in the event of a leak in the Exhaust gas flowing through the heat exchanger no exhaust gases into the Can get into the driver's cabin. For heating the driver's cab bine is a be in this known device special heat exchanger required by the cooling water is flowed through the internal combustion engine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs umrissenen Art für eine luftgekühlte Brenn kraftmaschine zu schaffen, bei der die Beheizung der Fah rerkabine weitgehend durch das erwärmte Schmieröl erfolgt. Dabei soll mit einfachen Mitteln dafür gesorgt sein, daß einerseits eine thermische Überlastung der Brennkraftma schine vermieden und andererseits das Schmieröl bei kalter Brennkraftmaschine schnell erwärmt wird.The invention has for its object a device of the type outlined at the beginning for an air-cooled distillery To create an engine in which the heating of the Fah cabin largely done by the heated lubricating oil. It should be ensured with simple means that on the one hand a thermal overload of the internal combustion engine machine avoided and on the other hand the lubricating oil when cold Internal combustion engine is warmed up quickly.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der vom Wasser durchströmte erste Wärmetauscher Teil einer abhängig von der Temperatur im Schmieröl-Kreislauf regel baren Kraftstoff-Zusatzheizung ist und daß der durch beide Wärmetauscher geförderte Luftstrom zur Temperierung des Schmieröls und/oder zur Beheizung der Fahrerkabine dient.The object is achieved in that the first heat exchanger through which water flows part of a depending on the temperature in the lubricating oil circuit The fuel auxiliary heating is and that by both Promoted air flow to control the temperature of the heat exchanger Lubricating oil and / or for heating the driver's cab.

Bei einer solchen Regelung ist vorgesehen, daß bei einer Öltemperatur, die beispielsweise über 90°C liegt, die Zusatzheizung außer Betrieb ist. Die vom Gebläse dem Wär metauscher im Schmieröl-Kreislauf zugeführte Frischluft wird erwärmt und dient bei Bedarf zur Beheizung der Fah rerkabine oder diese wird andernfalls ins Freie abgelei tet. Bei abfallender Öltemperatur, beispielsweise unter 88°C, wird die Zusatzheizung selbsttätig zugeschaltet, um die Temperatur des Schmieröls zu erhöhen und ggfs. die Kabine zu beheizen.In such a scheme it is provided that at a Oil temperature, for example, is above 90 ° C, the Auxiliary heating is out of operation. The from the fan to the heat Fresh air supplied to the exchanger in the lubricating oil circuit is heated and is used to heat the car if necessary cabin or otherwise it will be taken outside tet. When the oil temperature drops, for example below 88 ° C, the additional heating is switched on automatically increase the temperature of the lubricating oil and, if necessary, the To heat the cabin.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Zusatzheizung durch einen im Schmierölkreislauf in Strömungsrichtung vor dem zweiten Wärmetauscher angeordneten Thermoschalter ein- bzw. ausschaltbar.In a development of the invention, the additional heating is one in the lubricating oil circuit in the flow direction before second heat exchanger arranged thermal switch can be switched on or off.

Zur Einstellung der gewünschten Ölfördermenge für den im Schmierölkreislauf angeordneten Wärmetauscher ist es zweckdienlich, wenn im Schmierölkreislauf in die mit dem Wärmetauscher verbundene Leitungen ein einstellbarer Öl mengenregler eingebaut ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Stellglied des Ölmengenreglers mit einem Schalter gekoppelt ist, der das Einschalten der Zusatzheizung durch den Thermoschalter nur bei Förderung von Schmieröl durch den Wärmetauscher gestattet.To set the desired oil flow for the in Lubricating oil circuit arranged heat exchanger is it useful if in the lubricating oil circuit with the Heat exchanger connected lines an adjustable oil quantity regulator is installed. It is advantageous if the actuator of the oil flow regulator with a switch is coupled, by switching on the additional heating the thermal switch only when pumping lubricating oil allowed the heat exchanger.

Um bei kalter Brennkraftmaschine das Schmieröl schnell aufheizen zu können, ist in vorteilhafter Weise vorgese hen, daß die Schmierölförderleitungen im Heizkreislauf durch ein eingebautes Wegeventil von der mechanischen Ölförderpumpe der Brennkraftmaschine auf eine elektrischen Ölförderpumpe umschaltbar sind. Dabei ist es von besonde rem Vorteil, wenn die die beiden Wärmetauscher sowie das Gebläse aufweisende Leitungs der Einrichtung durch Klappen o. dergl. sperrbare Ein- und Ausgänge für Frischluft bzw. Warmluft hat und wenn durch die Sperrung ein Umgehungska nal geöffnet wird, durch den die in der Leitung vorhandene Luft vom Gebläse im geschlossenen Kreislauf durch die beiden Wärmetauscher bewegbar ist. To get the lubricating oil quickly when the engine is cold To be able to heat up is advantageously provided hen that the lubricating oil delivery lines in the heating circuit by a built-in directional valve from the mechanical Oil pump of the internal combustion engine on an electric Oil pump are switchable. It is special Rem advantage if the two heat exchangers and the Blower-equipped lines of the device by flaps Lockable inputs and outputs for fresh air or Warm air has and if by blocking a bypass nal is opened through which the existing in the line Air from the fan in a closed circuit through the two heat exchangers is movable.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. In der einzigen Abbil dung ist schematisch eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Beheizung der Fahrerkabine eines Fahrzeugs dargestellt.An embodiment of the invention is as follows described using the drawing. In the only illustration manure is schematically an inventive device for Heating the driver's cabin of a vehicle shown.

Die Abbildung zeigt zwei hintereinander geschaltete Wärme tauscher 1 und 2, die in einem erweiterten Teil 3 einer Leitung 4 angeordnet sind. In der Leitung 4 befindet sich ein Gebläse 5, das beim Betrieb Frischluft durch eine Öffnung der Leitung 4 ansaugt und durch die beiden Wärme tauscher 1, 2 fördert. Am entgegengesetzten Ende führt von der Leitung 4 eine im Querschnitt kleinere Leitung 8 zur nicht dargestellten Fahrerkabine. Die Leitung 8 ist am Übergang zur Leitung 4 durch eine Klappe 9 verschließbar. Ein von der Leitung 4 abgegrenzter Kanal 10 ist einerseits von einer Klappe 12 verschlossen, welche in ihrer anderen Endstellung die Öffnung 6 verschließt und den Kanal 10 zum Gebläse 5 hin freigibt. Der Kanal 10 steht anderenends durch eine Leitung 13 ebenfalls mit der Fahrerkabine in Verbindung. Eine am Eingang zur Leitung 13 angeordnete Klappe 14 verschließt eine Öffnung 15, die zwischen dem Kanal 10 und der Leitung 4 angeordnet ist. Die Klappe 14 sperrt in der anderen Endstellung die Leitung 13 gegenüber dem Kanal 10 und verbindet dabei den Kanal 10 durch die Öffnung 15 mit der Leitung 4. Der Wärmetauscher 2 ist Bestandteil einer Kraftstoff-Zusatzheizung, die mit 15 bezeichnet ist.The figure shows two heat exchangers 1 and 2 connected in series , which are arranged in an extended part 3 of a line 4 . In line 4 there is a blower 5 which draws fresh air through an opening in line 4 during operation and promotes heat exchangers 1 , 2 through the two. At the opposite end, a line 8 with a smaller cross section leads from line 4 to the driver's cabin, not shown. The line 8 can be closed at the transition to line 4 by a flap 9 . A duct 10 delimited by the line 4 is closed on the one hand by a flap 12 which, in its other end position, closes the opening 6 and opens the duct 10 to the blower 5 . The channel 10 is also connected at the other end to the driver's cabin via a line 13 . A flap 14 arranged at the entrance to the line 13 closes an opening 15 which is arranged between the channel 10 and the line 4 . In the other end position, the flap 14 blocks the line 13 with respect to the channel 10 and connects the channel 10 to the line 4 through the opening 15 . The heat exchanger 2 is part of an additional fuel heater, which is designated by 15 .

Vom Wärmetauscher 2 führt eine Leitung 16, in die eine Pumpe 17 eingefügt ist, zur Zusatzheizung 15. Eine andere Leitung 18 verbindet den Wärmetauscher 2 im geschlossenen Kreislauf mit der Zusatzheizung 15. Im Kreislauf der Zu satzheizung 15 wird Wasser als Wärmeträger verwendet. Ein in der Leitung 18 befindlicher Wasserausgleichsbehälter 20 sorgt stets für die richtige Wassermenge im Kreislauf der Zusatzheizung 15. Ein in der Leitung 18 sitzender Thermo schalter 21 öffnet bei 98°C und schließt bei 96°C. Der Thermoschalter 21 ist elektrisch an die Zusatzheizung 15 zum An- und Abschalten derselben angeschlossen und dient als Sicherung gegen unzulässige hohe Temperaturen in die sem Heizkreislauf.A line 16 , into which a pump 17 is inserted, leads from the heat exchanger 2 to the additional heater 15 . Another line 18 connects the heat exchanger 2 in a closed circuit to the auxiliary heater 15 . In the circuit of the auxiliary heater 15 , water is used as the heat transfer medium. A water expansion tank 20 located in line 18 always ensures the correct amount of water in the circuit of the auxiliary heater 15 . A seated in line 18 thermal switch 21 opens at 98 ° C and closes at 96 ° C. The thermal switch 21 is electrically connected to the additional heater 15 for switching it on and off and serves as a safeguard against impermissibly high temperatures in the heating circuit.

Der Wärmetauscher 1 ist für den Durchlauf von Schmieröl der Brennkraftmaschine vorgesehen und er steht ein- und ausgangsseitig durch je eine Leitung 22 bzw. 23 mit einem Ölmengenregler 24 in Verbindung. Der Ölmengenregler 24 hat einen von Band zu betätigenden Hebel 26, mit dem eine stufenlose Einstellung des Ölmengenreglers 24 im Bereich zwischen der gezeigten Schließstellung und der gestrichelt angedeuteten Offenstellung des Hebels 26 möglich ist. In Schließstellung greift der Hebel 26 an einem Schalter 27 an, so daß dieser geöffnet ist und bei Betätigung des Hebels 26 in Schließstellung gelangt. Der Schalter 27 steht mit der Zusatzheizung 15 elektrisch in Verbindung und ermöglicht in Schließstellung das Einschalten der Zusatzheizung 15 durch das dafür vorgesehene Schaltorgan. In die Leitung 23 ist ein Thermoschalter 28 eingefügt, der bei 90°C öffnet und bei 88°C schließt. Der Thermoschal ter 28 hat eine nicht dargestellte elektrische Verbindung mit der Zusatzheizung 15 und dient zum Ein- und Ausschal ten derselben. Der Ölmengenregler 24 ist durch eine Lei tung 29 mit der nicht gezeigten Brennkraftmaschine und durch eine Leitung 30 mit deren Schmierölpumpe verbunden. Beide Leitungen 29, 30 führen zu einem Umschalter 31, der in einer Schaltstellung die beiden vom Ölmengenregler 24 kommenden Leitungen 29, 30 durch Leitungen 32, 33 direkt bzw. über eine elektrische Ölpumpe 34 mit dem Ölsumpf der Brennkraftmaschine verbindet.The heat exchanger 1 is provided for the passage of lubricating oil from the internal combustion engine and it is connected to an oil quantity regulator 24 on the input and output sides through a line 22 and 23, respectively. The oil quantity regulator 24 has a lever 26 which can be actuated by tape and with which the oil quantity regulator 24 can be steplessly adjusted in the region between the closed position shown and the open position of the lever 26 indicated by dashed lines. In the closed position, the lever 26 engages a switch 27 so that it is open and comes into the closed position when the lever 26 is actuated. The switch 27 is electrically connected to the auxiliary heater 15 and, in the closed position, enables the auxiliary heater 15 to be switched on by the switching element provided for this purpose. In line 23 , a thermal switch 28 is inserted, which opens at 90 ° C and closes at 88 ° C. The thermal scarf ter 28 has an electrical connection, not shown, with the additional heater 15 and is used for switching the same on and off. The oil flow regulator 24 is connected by a line 29 to the internal combustion engine, not shown, and by a line 30 to the lubricating oil pump. Both lines 29 , 30 lead to a changeover switch 31 , which in a switching position connects the two lines 29 , 30 coming from the oil quantity regulator 24 through lines 32 , 33 directly or via an electric oil pump 34 to the oil sump of the internal combustion engine.

Beim Betrieb der Brennkaftmaschine wird die Ölmenge, die durch den Wärmetauscher 1 fließen soll, am Ölmengenregler 24 mit dem Hebel 26 eingestellt. Beim Verstellen des He bels 26 aus der gezeigten Endstellung wird der Schalter 27 im Schließsinn betätigt, wodurch die Zusatzheizung 15 einschaltbereit wird. Beträgt die Öltemperatur weniger als 90°C, so wird die Zusatzheizung 15 durch den Thermoschal ter 28 eingeschaltet. Die vom Gebläse 5 durch die Öffnung 6 angesaugte Frischluft wird folglich im Wärmetauscher 2 vorgewärmt, so daß sich eine geringe Temperaturdifferenz Öl/Luft am Wärmetauscher ergibt und demgemäß weniger Wärme vom Schmieröl abgeführt wird. Folglich steigt die Öltempe ratur an. Überschreitet die Schmieröltemperatur 90°C, schaltet der Thermoschalter 28 die Zusatzheizung 15 ab. Die Vorwärmung der Frischluft geht zurück und die Tempera turdifferenz Öl/Luft am Wärmetauscher 1 vergrößert sich. Es kann somit wieder mehr Wärme vom Schmieröl abgeführt werden, so daß die Öltemperatur fällt. Bei einer Schmier öltemperatur kleiner als 88°C wird die Zusatzheizung 15 wieder zugeschaltet. Dieser Zyklus wiederholt sich solan ge, bis die Betriebsbedingungen sich ändern und sich ein entsprechend neuer Regelzyklus einstellt.When the internal combustion engine is operating, the amount of oil that is to flow through the heat exchanger 1 is set on the oil amount regulator 24 using the lever 26 . When adjusting the lever 26 from the end position shown, the switch 27 is actuated in the closing direction, whereby the additional heater 15 is ready to be switched on. If the oil temperature is less than 90 ° C, the additional heater 15 is switched on by the thermal switch 28 . The fresh air drawn in by the blower 5 through the opening 6 is consequently preheated in the heat exchanger 2 , so that there is a small temperature difference between oil and air at the heat exchanger and accordingly less heat is removed from the lubricating oil. As a result, the oil temperature rises. If the lubricating oil temperature exceeds 90 ° C, the thermal switch 28 switches off the additional heater 15 . The preheating of the fresh air decreases and the temperature difference oil / air at the heat exchanger 1 increases. This means that more heat can be removed from the lubricating oil so that the oil temperature drops. If the lubricating oil temperature is less than 88 ° C, the additional heater 15 is switched on again. This cycle repeats itself until the operating conditions change and a corresponding new control cycle is established.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Einrichtung liegt darin, daß bei Betriebsbedingungen, bei denen das Schmieröl nicht ausreichend warm wird, die Zusatzheizung 15 das Öl auf eine gleichbleibende Temperatur erwärmt, bei der die Schmierfähigkeit optimal und der Motorverschleiß entspre chend gering ist. A major advantage of this device is that in operating conditions in which the lubricating oil does not become sufficiently warm, the auxiliary heater 15 heats the oil to a constant temperature at which the lubricity is optimal and the engine wear is accordingly low.

Die Heizeinrichtung gestattet auch die Ölvorwärmung bei ungünstigen Startbedingungen. Hierfür werden die Klappen 9, 12, 14 der Leitung 4 verschwenkt, so daß die vom Wärme tauscher 2 erwärmte Luft durch die Leitung 4 und den Kanal 10 im geschlossenen Kreislauf umgewälzt wird und diese das Öl im Wärmetauscher 1 vorwärmt. Dabei wird nach Betätigung des Umschalters 31 das kalte Schmieröl von der elektri schen Pumpe 34 aus der Ölwanne angesaugt und über den Umschalter 31 in den Heizungskreislauf gefördert. Erwärmt fließt das Schmieröl wieder in die Ölwanne zurück. Der Umschalter 31 kann aber auch so ausgebildet sein, daß das erwärmte Öl mit dem erforderlichen Förderdruck zusätzlich durch die Ölkanäle der Brennkraftmaschine gedrückt wird, so daß dabei der gesamte Maschinenblock vorgewärmt wird.The heater also allows oil preheating in poor starting conditions. For this purpose, the flaps 9 , 12 , 14 of the line 4 are pivoted so that the air heated by the heat exchanger 2 is circulated through the line 4 and the channel 10 in a closed circuit and this preheats the oil in the heat exchanger 1 . After actuation of the switch 31, the cold lubricating oil is sucked in by the electric pump 34 from the oil pan and is conveyed via the switch 31 into the heating circuit. When heated, the lubricating oil flows back into the oil pan. The switch 31 can also be designed so that the heated oil with the required delivery pressure is additionally pressed through the oil channels of the internal combustion engine, so that the entire machine block is preheated.

Claims

1. Device for heating the driver's cabin of a vehicle equipped with an internal combustion engine, with two in a line ( 4 ) through which air can be conveyed from a fan ( 5 ), heat exchangers ( 1 , 2 ) arranged one behind the other, the first of which ( 2 ) in a circuit through which water flows as a heating and cooling medium, the second ( 1 ) is arranged downstream of it and is flowed through by the lubricating oil of the internal combustion engine, the air flow conveyed through the heat exchangers ( 1 , 2 ) for temperature control of the Lubricating oil is used, characterized in that the first heat exchanger ( 2 ) through which water flows is part of a fuel auxiliary heater ( 15 ) which can be regulated depending on the temperature in the lubricating oil circuit and that the air flow promoted by both heat exchangers ( 1 , 2 ) serves to temper the lubricating oil and / or to heat the driver's cabin.

2. Device according to claim 1, characterized in that the additional heating ( 15 ) by a in the lubricating oil circuit in the flow direction in front of the second heat exchanger ( 1 ) arranged thermal switch ( 28 ) can be switched on or off.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that an adjustable oil quantity controller ( 24 ) is installed in the lubricating oil circuit in the lines ( 22 , 23 ) connected to the heat exchanger ( 1 ).

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator ( 26 ) of the Ölmen genreglers ( 24 ) is coupled to a switch ( 27 ) which switches on the additional heating ( 15 ) by the thermal switch only when conveying lubricating oil allowed by the set heat exchanger ( 1 ).

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the lubricating oil delivery lines ( 29 , 30 ) in the heating circuit by a built-in directional valve ( 31 ) from the mechanical oil delivery pump of the internal combustion engine can be switched over to an electric oil delivery pump ( 34 ).

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the two heat exchangers ( 1 , 2 ) and the blower ( 5 ) having line ( 4 ) of the device by flaps ( 9 , 12 , 14 ) o - And exits ( 6 , 8 , 13 ) for fresh air or warm air and that bypassing a bypass channel ( 10 ) is opened through which the air in the line ( 4 ) from the blower ( 5 ) in a closed circuit through the two heat exchangers ( 1 , 2 ) is movable.