DE7626745U1

DE7626745U1 - Fahrzeugmotor mit Kühler und zur Fahrzeugheizung dienenden Wärmetauscher

Info

Publication number: DE7626745U1
Application number: DE19767626745
Authority: DE
Original assignee: Vauxhall Motors Ltd
Current assignee: Vauxhall Motors Ltd
Priority date: 1975-09-04
Filing date: 1976-08-26
Publication date: 1979-01-18
Also published as: GB1490646A; DE2638487A1

Description

Fahrzeugmotor mit Kühler und zur Fahrzeugheizung dienenden

Wärmetaus eher

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugmotor mit einem um den Motor herum angeordneten, mit Wasser gefüllten Kühlmantel, einem davor angeordneten, gegebenenfalls von einem Ventilator beaufschlagten Kühler, der mit seinem Auslaß an den Kühlmantel angeschlossen ist, und einem insbesondere zur Fahrzeugheizung dienenden, am Fahrzeugmotor angebrachten Wärmetauscher sowie mit Flüssigkeitsleitungen zwischen dem Kühlmantel und dem Wärmetauscher bzw. dem Kühler.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen Fahrzeugmotor der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welcher durch günstige bauliche Anordnung der einzelnen Bauteile bei jeder Beanspruchung und Umgebungstemperatur in der erforderlichen Weise gekühlt werden kann.

DIPL-ING. W. GRÄMKOW^,7QOO STUTTGART 50 (BAD CANNSTATT) · SEELBERGSTR. 23/25 · TEL. (0711) 5672 61 ZENTRALKASSE BAYER. VOtiJSBwJfi-TJO/lCEgN ■ J/XffliQfNWIi^!SB> ⁷²?° ' POSTSCHECK: MÖNCHEN 770 62-805

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß |

oberhalb des Kühlmantels des Fahrzeugmotors eine vom Motor angetriebene Kühlmittelpumpe und ein Wärmetauscher ange-racht sind, welcher durch einen ein temperaturgesteuertes Ventil enthaltenden Schlauch mit der Pumpe und einen Rücklaufschlauch mit dem Kühlmantel verbunden ist, und daß vor dem Motor und dem Wärmetauscher der Kühler angebaut ist, dessen Einlaßseite über ein temperaturgesteuertes Umsteuerventil mit dem Rücklaufschlauch verbunden ist.

Erfindungsgemäß werden also zwei wärmeableitende Bauteile, nämlich ein insbesondere der Fahrzeugheizung dienender p

Wärmetauscher und ein Kühler baulich kompakt am Fahrzeugmotor angeordnet und mit diesem so verbunden, daß die wärmeableitenden Elemente je nach Motorbeanspruchung und Umgebungstemperatur vom Kühlmittel beaufschlagt werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn oberhalb des Wärmetauschers ein temperaturgesteuerter Ventilator angeordnet ist, weil hierdurch die Abführung der im Kühlmittel enthaltenen Wärme weiter begünstigt wird.

Der Wärmetauscher und der darüber angeordnete Ventilator sind zweckmäßigerweise in ein gemeinsames Gehäuse eingebaut, welches oberhalb des Ventilators ein an die Außenluft angeschlossenes Austrittsrohr und ein an den Fahrzeuginnenraum angrenzendes zweites Rohr aufweist. Aufgrund dieser Ausbildung kann die im Wärmetauscher erwärmte Luft wahlweise zur Fahrzeugheizung verwendet oder an die Umgebung abgeführt werden.

Zur praktischen Verwirklichung der Umschaltung ist nach einer bevorzugten Ausführungsform oberhalb des Ventilators zwischen den beiden Rohren eine quer verschiebbare Ventilklappe angeordnet.

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Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Figur zeigt den Motor 1 eines Motorfahrzeuges, der einen Motor-Kühlmantel 2 aufweist, in dem das Kühlmittel durch eine vom Motor angetriebene Pumpe 3 in umlauf versetzt wird. Ein erster Wärmetauscher 4 ist in einem ersten Kreislauf mit dem Motor durch einen Schlauch 5 und durch einen weiteren Schlauch 6 mit einem Schlauch 7 verbunden, von dessen Enden das eine in den Kühlmantel 2 und das andere in einen zweiten Wärmetauscher 8 führt, von dem aus ein weiterer Schlauch 9 zum Motor-Kühlmantel 2 führt.

Im Schlauch 5 befindet sich ein wärmeempfindliches Ventil 10; ferner befindet sich an der Verbindungsstelle zwischen den Schläuchen 6 und 7 ein weiteres wärmeempfindliches Ventil 11. Das Ventil 10 ist normalerweise geschlossen und öffnet bei

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einer ersten vorgegebenen Temperatur; das Ventil 11 blokkiert normalerweise einen Kühlmittelfluß von den Schläuchen 6 und 7 zum Wärmetauscher 8 und ermöglicht einen Kühlmittelfluß zwischen den Schläuchen 6 und 7 und dem Kühlmantel 2; jedoch bei einer weiteren vorgegebenen Temperatur, die höher ist als die Temperatur, bei der das Ventil 10 tätig wird, blockiert das Ventil 11 den Kühlmittelfluß vom Schlauch 6 zum Kühlmantel 2 über den Schlauch 7 und öffnet eine Strömungsleitung zwischen den Schläuchen 6 und 7 und dem Wärmetauscher

Auf diese Weise schafft die oben beschriebene Anordnung zwei Strömungskreise für das Kühlmittel, nämlich vom Kühlmantel 2 über die Pumpe 3* die Leitung 5, den Wärmetauscher ^, den Schlauch 6 und den Schlauch 7 zurück zum Kühlmantel 2 einerseits und vom Kühlmantel 2, über die Pumpe 3» den Schlauch 5, den Wärmetauscher ^, den Schlauch 6, den Schlauch 7, den Wärmetauscher 8 und den Schlauch 9 zurück zum Kühlmantel 2 andererseits.

Ein Ventilator 14 ist dem ersten Wärmetauscher k zugeordnet und ein Ventilator 18 ist dem Wärmetauscher 8 zugeordnet. Der Wärmetauscher 8 ist vorzugsweise der Kühler, wie er normalerweise vorgesehen ist, um die Kühlung des Kühlmittels zu bewirken, das durch den Motor-Kühlmantel umläuft; der Ventilator 18 kann ein beständig angetriebener Motorventilator sein oder ein vom Motor angetriebener Ventilator, der entweder mit einer Viskositäts-Fluidkupplung versehen ist, die den Antrieb vom Motor her abschaltet bzw. unterbricht, wenn die Motorgeschwindigkeit bzw. Motordrehzahl einen vorgegebenen Wert übersteigt, oder er kann von einer wärmeeinpfindlichen Vorrichtung gesteuert werden. Alternativ hierzu kann der Ventilator 18 ein elektrischer Ventilator sein, der von einer temperaturempfindlichen Vorrichtung so gesteuert wird,

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daß er in Betrieb gesetzt wird, wenn das Kühlmittel eine vorgegebene Temperatur erreicht, die gleich oder höher als die Temperatur ist, bei der das Ventil 11 tätig wird.

Der Ventilator 1Zf wird vorzugsweise von einem temperaturempfindlichen Schalter gesteuert (nicht dargestellt), der mit einem im Schlauch 6 angeordneten Meßfühler 19 verbunden ist.

Der Wärmetauscher 1+ und der Ventilator M+ sind vorzugsweise in das Luft-Zirkulationssystem des Fahrzeuges eingefügt, durch das die Temperatur der für die Belüftung des Fahrzeugs verwendeten Luft gesteuert wird, wobei der Wärmetauscher ^ und der Ventilator 11+ in einer Ummantelung 20 angeordnet sind, die sich zu einer ersten Leitung 21 und einer zweiten Leitung 22 hin öffnet, wobei eine Ventilvorrichtung 23 über die Eingangsöffnungen zu den beiden Leitungen hinweg so bewegt werden kann, daß sie die Luftmenge reguliert, die vom Ventilator 14 entweder in die Leitung 21 oder in die Leitung 22 oder in beide eintritt. Die Leitung 21 ist vorzugsweise eine Luft-Ablaßleitung, durch die Luft in die Atmosphäre außerhalb des Fahrgastraums des Fahrzeugs abgelassen werden kann. Die Leitung 22 hat eine Öffnung in eine weitere Leitung 2Af, in der sich ein weiterer elektrisch betriebener Ventilator 25 befindet. An der Verbindungsstelle zwischen den Leitungen 22 und 2h, ist ein Luft-Steuerventil 26 vorgesehen, bequemerweise in der Form einer von Hand betätigbaren, schwenkbaren Klappe. Die Leitung 24 ist an ihrer Einlaßseite zu einer äußeren Quelle für die Umgebungsluft hin offen und das Luftsteuerungsventil 26 kann so eingestellt werden, daß es die Zumischung eines gewünschten Anteils von Frischluft zu der Luft ermöglicht, die durch die Leitung 22 kommt, wobei deren Menge ihrerseits durch die Bewegung der Ventilvorrichtung 23 gesteuert werden kann. Ein von Hand betätigbarer Schalter 27

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ist mit dem elektrischen Ventilator 25 verbunden; ein weiterer von Hand betätigbarer Schalter 28 ist mit dem Ventilator 1 if verbunden, so daß auf diese Weise die Wirkung des mit dem Meßfühler 19 verbundenen wärmeempfindlichen Schalters überbrückt bzw. ausgeschaltet werden kann.

Im folgenden soll nun kurz die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung für die verschiedenen Betriebszustände beschrieben werden.

Dabei sei zunächst auf die Motorkühlung eingegangen. Wird der Motor kalt gestartet, so ist das wärmeempfindliche Ventil 10 geschlossen und der Betrieb der Pumpe 3 bewirkt eine Zirkulation bzw. einen Umlauf des Motorkühlmittels lediglich um den Kühlmantel herum. Wird eine erste vorge-

gebene Temperatur des Kühlmittels im Kühlmantel erreicht, f,

w dann öffnet sich das Ventil 10 und ermöglicht eine Strömung von der Pumpe 3 zum Wärmetauscher if durch den Schlauch und vom Wärmetauscher if durch die Schläuche 6 und 7 zurück zum Kühlmantel 2, wobei das wärmeempfindliche Ventil 11 bei dieser Temperatur des Kühlmittels den Strömungspfad vom Schlauch 6 zum Wärmetauscher 8 schließt.

Bei der vorgegebenen höheren Temperatur des Kühlmittels wird das wärmeempfindliche Ventil 11 dahingehend tätig, daß es den Strömungspfad zwischen den Schläuchen 6 und und dem Kühlmantel 2 schließt und einen Strom des Kühlmittels vom Wärmetauscher if durch die Schläuche 6 und 7 zum Wärmetauscher 8 und von dort durch den Schlauch 9 zurück zum Kühlmantel 2 ermöglicht. Der Ventilator 18, der, wie bereits festgestellt, entweder vom Motor oder elektrisch angetrieben sein kann, ist dahingehend wirksam, daß er Luft durch den Wärmetauscher 8 zieht und die Kapazitäten bzw. Fördermengen der Wärmetauscher if und 8 und der Pumpe 3 sind so gewählt, daß unter normalen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs die

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gewünschte Arbeitstemperatur des Kühlmittels aufrecht erhalten wird. Tritt jedoch ein weiteres Anwachsen der Temperatur des Motorkühlmittels auf, so wird diese erhöhte Temperatur vom Meßfühler 19 erfaßt und der Ventilator 14 Wird in Betrieb gesetzt, um Luft durch den Wärmetauscher 4 zu fördern und eine weitere Kühlung des Kühlmittels zu schaffen.

Zur Beschreibung der Fahrzeugheizung und Kühlung sei davon ausgegangen, daß der Motor kalt gestartet wird und das Ventil 10 geschlossen ist, so daß kein Kühlmittel durch den Wärmetauscher 4 zirkuliert, bis eine gewünschte Anfangstemperatur des Kühlmittels erreicht wird, was ein schnelles Erwärmen des Motors sicherstellt. Folglich kann dem Inneren des Fahrzeugs keine Warmluft vom Wärmetauscher 4 zugeführt werden, bis sich das Ventil 10 öffnet. Sobald sich das Ventil 10 öffnet, kann dem Inneren des Fahrzeugs aus der Umgebung des Wärmetauschers 4 warme Luft zugeführt werden und die gesamte weitere Kühlung des Kühlmittels vollzieht sich in dem ersten Kühlmittel-Strömungskreislauf, bis das Kühlmittel die zweite vorgegebene Temperatur erreicht, bei der das Ventil 11 tätig wird. Auf diese Weise ist es bei interlichen Bedingungen, in denen die Umgebungstemperaturen niedrig sind, unwahrscheinlich, daß die Temperatur des Kühlmittels diese zweite vorgegebene höhere Temperatur unter normalen Betriebsbedingungen erreicht, da die gesamte vom Motor erzeugte Überschußwärme über den Wärmetauscher 4 in das Innere des Fahrzeugs übertragen wird.

Die temperatur der vom Wärmetauscher 4 kommenden Luft wird durch die Einstellung des Luftsteuerventils 26 reguliert, wobei der Ventilator 25 erforderlichenfalls eingeschaltet werden kann, um den Umgebungsluftstrom für eine Beimischung zur erwärmten Luft zu erhöhen. Wird im Inneren des Fahrzeugs

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keine Heizung benötigt, so kann die Ventilvorrichtung 23 so betätigt werden, daß die Leitung 22 geschlossen und auf diese Weise die gesamte erhitzte Luft durch die Leitung 21 in die Umgebung des Fahrzeugs abgelassen wird.

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Claims

Schutzansprüche

Fahrzeugmotor mit einem um den Motor herum angeordneten, mit Wasser gefüllten Kühlmantel, einem davor angeordneten, gegebenenfalls von einem Ventilator beaufschlagten Kühler, der mit seinem Auslaß an den Kühlmantel angeschlossen ist, und einem insbesondere zur Fahrzeugheizung dienenden, am Fahrzeugmotor angebrachten Wärmetauscher sowie mit Flüssigkeitsleitungen zwischen dem Kühlmantel und dem Wärmetauscher bzw. dem Kühler, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Kühlmantels (2) des Fahrzeugmotors eine vom Motor (1) angetriebene Kühlmittelpumpe (3) und ein Wärmetauscher (4) angebracht sind, welcher durch einen ein temperaturgesteuertes Ventil (10) enthaltenden Schlauch (5) mit der Pumpe (3) und einen Rücklaufschlauch (6,7)mit dem Kühlmantel (1) verbunden ist, und daß vor dem Motor (1) und dem Wärmetauscher (4) der Kühler (8) angebaut ist, dessen Einlaßseite über ein temperaturgesteuertes Umsteuerventil (11) mit dem Rücklaufschlauch (6,7) verbunden ist.

MANlTZ · FINSTERWALD · HEYN · MORGAN · 8000 MÜNCHEN 22 · ROBERT-KOCH-STRASSE 1 · TEL. (089) 22 42 11 · TELEX 05-29672 PATMF

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2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Wärmetauschers ein temperaturgesteuerter Ventilator (14) angeordnet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Wärmetauscher (4) und der darüber angeordnete Ventilator (14) in ein gemeinsames Gehäuse (20) eingebaut sind, welches oberhalb des Ventilators (14) ein an die Außenluft angeschlossenes Austrittsrohr (21) und ein an den Fahrzeuginnenraum angrenzendes zweites Rohr (22) aufweist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Ventilators (14) zwischen den beiden Rohren (21, 22) eine quer verschiebbare Ventilklappe (23) angeordnet ist.

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