DE3804745A1

DE3804745A1 - Kuehlanlage fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3804745A1
Application number: DE3804745A
Authority: DE
Inventors: Johann Dr Ing Pausenberger; Peter Von Dipl Ing Korff
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 1988-02-16
Filing date: 1988-02-16
Publication date: 1989-08-24
Also published as: DE3804745C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlanlage für schwere Kraftfahrzeu ge und dergleichen, wie sie durch die DE-OS 29 31 306 der An melderin bekannt geworden ist.

Bei dieser bekannten Kühlanlage sind zwei Kühllüfter angeordnet, und zwar ein größerer und ein kleinerer. Die Kühlanlage ist so ausgelegt, daß bei durchschnittlichem Betrieb, also bei Fahrt mit mäßiger Geschwindigkeit auf gerader Strecke auch im belade nen Zustand, also dem in Betrieb meist vorkommenden Betriebszu stand, sich gerade die ideale Kühlmitteltemperatur einstellt. Bei höherer Belastung des Motors gibt dieser mehr Wärme ab, welche durch periodisches Hinzuschalten des größeren Lüfters rasch abgeführt wird, so daß die Kühlmitteltemperatur stets nahe dem idealen Wert liegt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Anlage dahingehend weiterzubil den, daß sie auch zur Kühlung eines Ladeluftkühlers verwendbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Während man bei früheren Versuchen davon ausging, der dem Lade luftkühler vor- oder nachgeschaltete Kühllüfter müsse stets betrieben werden, wobei man das Mitdrehen des nicht angetrie benen Kühllüfters infolge der Anströmung durch den Fahrtwind nicht für ausreichend angesehen hat, haben die Erfinder die Erkenntnis gewonnen, daß dann, wenn der Motor im Teillastbereich oder Bereich mit schwacher Last betrieben wird, die Ladeluft ohnehin eine Temperatur aufweist, die kaum 30°C erreicht, eine entsprechend niedere Umgebungstemperatur vorausgesetzt. Bei einem LKW oder einem sonstigen, schweren Fahrzeug, das zum Transportieren hoher Lasten eingerichtet ist, ist ein solcher Teillastzustand grundsätzlich bei Fahrt in der Ebene erreicht, und zwar auch dann, wenn der LKW einen Anhänger zieht und voll beladen ist, weil infolge der Geschwindigkeitsbeschränkung für Lastkraftwagen diese die zulässige Höchstgeschwindigkeit bereits erreichen, wenn sie noch weit im Teillastgebiet betrieben wer den.

Bei der Erfindung werden aufgrund der von den Erfindern gewonnenen Erkenntnisse die beiden Lüfter der Kühlanlage nicht nur von Meßfühlern für das Kühlmittel, sondern auch von Meßfühlern für die Ladeluft betrieben, wobei bei Unterschreiten einer untersten Ladelufttemperatur dann, wenn die ideale Kühlmitteltemperatur noch nicht erreicht ist, beide Lüfter ausgeschaltet sind. Erst bei Erreichen der mittleren Ladelufttemperatur bzw. Kühlmittel temperatur wird der kleinere der beiden Lüfter in Gang gesetzt.

Ferner wird ein Betriebszustand eingeführt, bei welchem nur der größere Lüfter allein betrieben wird, soweit nicht die Kühlmit teltemperatur den Betrieb beider Lüfter erforderlich macht.

Hierbei ist eine solche Regelung getroffen, daß von den beiden Lüftern jeweils die von Ladeluft oder Kühlmittel geforderte höchste Kühlleistung abgegeben wird; so sind bei Überschreiten der oberen Grenztemperatur des Kühlmittels beide Lüfter in Gang, selbst wenn durch einen plötzlichen Abfall der Ladelufttempe ratur nur einer der Lüfter zu deren Kühlung erforderlich wäre. Das ist z.B. der Fall, wenn bei hoher Bergabfahrt, bei der die Motorlast negativ ist, von einem hydraulischen Retarder Wärme in den Kühlkreis des Motors abgegeben wird.

Die Temperaturmessungen werden durch Meßfühler vorgenommen, welche so ausgelegt ist, daß sie eine obere Anschaltschwelle und eine untere Abschaltschwelle aufweisen, die um einen definierten Temperaturbereich auseinanderliegen. Bei den Meßfühlern für das Kühlmittel liegt der Abstand der oberen und unteren Ansprech temperatur bei 5°C.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der beigefügten, sche matischen Zeichnung beispielsweise noch näher erläutert. Diese Zeichnung entspricht der Fig. 1 der DE-OS 29 31 306, wobei die Kühlmittel-Idealtemperatur bei 358°K, die obere Temperatur schwelle zum Einschalten des zweiten Lüfters bei 363°K und die untere Temperaturschwelle zum Ausschalten des ersten, kleineren Kühllüfters bei 353°K liegt.

In Fig. 1 der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch dargestellt. Mehrere Kühllüfter 1 und 2 unterschied licher Größen und Leistung werden von der Motorwelle 6 aus z.B. mit Hilfe von Keilriemen 3 mittels je einer elektromagnetischen Kupplung 4 bzw. 5 angetrieben. Bei Bedarf kann der Antrieb mit einer Drehmoment-Begrenzungseinrichtung versehen sein.

Die Kupplung 4 des kleinsten Kühllüfters 1 ist durch einen Kühlmittel-Temperaturfühler 8 und die Kupplung 5 des größten Kühllüfters 2 ist durch einen Kühlmittel-Temperaturfühler schaltbar. Die Schaltung ist so eingestellt und die Kühlanlage so bemessen, daß einerseits durch Einkuppeln des kleinsten Lüfters 1 bei durchschnittlicher Betriebsdrehzahl und Leistung des Motors sowie bei durchschnittlicher Außentemperatur und Fahrgeschwindigkeit die für den Motorbetrieb ideale Kühlmittel temperatur mit geringem Spiel nach unten und andererseits durch Einkuppeln des größten Lüfters bei kleinster Betriebsdrehzahl und höchster Leistung des Motors sowie bei höchster Außentempe ratur und kleinster Fahrgeschwindigkeit die für den Motorbetrieb beste Kühlmitteltemperatur mit geringem Spielraum nach oben eingehalten wird.

Jeder der beiden Kupplungen 4, 5 ist zur Steuerung neben dem Kühlmittel-Temperaturfühler 8, 9 jeweils noch ein Ladeluft-Tem peraturfühler oder -Druckfühler 10, 11 zugeordnet, wobei eine solche Schaltung getroffen ist, daß dann, wenn jeweils einer der beiden einander zugeordneten Fühler ein Einschaltsignal abgibt, der zugeordnete Lüfter in jedem Fall einschaltet, während der Lüfter erst dann abschaltet, wenn dies von beiden Fühlern 9, 10 bzw. 8, 11 übereinstimmend befürwortet wird.

Hierbei ergeben sich folgende Betriebszustände:

a) Kein Lüfter dreht,
b) kleiner Lüfter dreht,
c) großer Lüfter dreht,
d) kleiner und großer Lüfter dreht.

Diese Zustände beziehen sich auf die Temperatur des Kühlwassers und/oder der Ladeluft, d.h., wenn das Kühlwasser kalt, Ladeluft heiß,
oder Kühlwasser heiß, Ladeluft kalt,
oder Kühlwasser heiß, Ladeluft heiß liegt,
muß mindestens ein Lüfter anspringen je nach Betrag der Füh rungsgröße.

Statt mehrerer Lüfter kann auch ein einziges Lüfter-Antriebs system mit mehreren Drehzahlstufen verwendet werden. Hierbei beträgt die erste Drehzahlstufe 0 oder etwa 0, und als weitere Drehzahlstufen sind eine mittlere und eine hohe Drehzahl vor handen. Fig. 2 zeigt einen beispielhaften Temperaturverlauf der Ladeluft nach dem Ladeluftkühler (also vor Motoreintritt), abhängig von der Motorlast und der Zuschaltung der mittleren und hohen Drehzahlstufe des Lüfters.

Es ist erkennbar, daß der Lüfter nur bei Bedarf zugeschaltet wird, z.B. wenn durch Rückenwind oder große Hitze die Ladeluft temperatur steigt.

Es ist darauf zu achten, daß die Ladelufttemperaturen, welche das Einschalten der Lüfter verursachen, höher liegen als jene Temperaturen, welche ein Ausschalten besorgen; hierdurch wird ein Schaltpendeln verhindert.

Claims

1. Kühlanlage für Brennkraftmaschinen, insbesondere für schwere Kraftfahrzeuge, Triebwagen oder Lokomotiven, mit zwei Kühl lüftern, von denen der kleinere bei Anstieg der Kühlmittel temperatur auf eine erste Kühlmitteltemperatur, die der idealen Betriebstemperatur entspricht, in Gang gesetzt und bevorzugt eingekuppelt wird und bei Abfall auf eine zweite, niedrigere Kühlmitteltemperatur wieder ausgekuppelt bzw. außer Gang gesetzt wird, während der größere Kühllüfter bei Anstieg der Kühlmitteltemperatur auf eine dritte Kühlmittel temperatur, die höher ist als die erste, einkuppelt bzw. einschaltet und bei Abfall auf die erste Kühlmitteltemperatur auskuppelt bzw. abschaltet, wobei die Kühlanlage so ausgelegt ist, daß bei durchschnittlicher Motorleistung, Drehzahl, Außentemperatur und Fahrzeuggeschwindigkeit die Kühlmittel temperatur der Idealtemperatur mit geringem Spielraum nach unten entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß im Luftstrom der beiden Lüfter ein Kühler angeordnet ist, daß der kleinere Lüfter, soweit er nicht bereits betrieben ist, bei Erreichen einer ersten Ladelufttemperatur in Gang gesetzt und bei Abfall der Ladelufttemperatur auf eine zweite, niedrigere Ladelufttemperatur stillgesetzt wird, soweit er nicht auf grund der Kühlmitteltemperatur betrieben wird, daß der größere Lüfter bei Erreichen einer dritten Ladelufttemperatur die höher ist als die erste Ladetemperatur, in Gang gesetzt wird und bei der ersten Ladelufttemperatur stillgesetzt wird, soweit er nicht aufgrund der Kühlmitteltemperatur betrieben werden muß, und daß bei Überschreiten der dritten Ladeluft temperatur beide Lüfter in Gang gesetzt werden, wobei bei anschließendem Unterschreiten der dritten Ladelufttemperatur der erste Ladeluftkühler außer Betrieb gesetzt wird.

2. Kühlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler ein Ladeluftkühler ist.

3. Kühlanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß statt zweier Lüfter ein Lüfter drei Drehzahlstufen hat, d.h. eine niedrige, eine mittlere und eine höchste Drehzahl.

4. Kühlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die erste und zweite Ladelufttemperatur im Bereich von 80°C, die dritte Ladelufttemperatur im Bereich von 120°C liegt.