DEP0443424DA

DEP0443424DA - Adjustable cooling, in particular for vehicle internal combustion engines

Info

Publication number: DEP0443424DA
Authority: DE
Inventors: Johann Dr.-Ing. Stuttgart Joeres
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Publication date: 1951-03-01

Description

Es ist bekannt, den Kühlwasserkreislauf zwischen einem Fahrzeugantriebsmotor und einem vom Fahrwind beaufschlagten Rückkühler durch einen von der Temperatur des Kühlwassers abhängigen Wärmeregler, z.B. Wärmefühler oder Thermostaten, zu regeln. Die Regelung erfolgt hierbei in der Regel durch Drosselung des Kühlwasserstromes oder durch eine den Rückkühler umgehende Umleitung des Kühlwassers, so dass der Kühler je nach der Temperatur des vom Motor kommenden Kühlwassers mehr oder weniger ausgeschaltet ist. Die Kühlung wird hierdurch der wechselnden Belastung des Motors angepasst, indem ungefähr gleicher Betriebs- bzw. Wärmezustand des Motors erhalten bleibt. Der Lüfter wird hierbei üblicherweise mit unveränderlicher Übersetzung, z.B. mittels Riementriebes, vom Motor angetrieben und nimmt dabei stets die der Drehzahl des Motors bzw. die seiner Drehzahl entsprechende Leistung auf, gleichgültig ob hoher oder niedriger Kühlbedarf der Maschine besteht und die gleiche Kühlleistung auch ohne Lüfter durch den Rückkühler aufgebracht werden könnte.It is known to regulate the cooling water circuit between a vehicle drive motor and a dry cooler acted upon by the driving wind by means of a heat regulator, e.g. a heat sensor or thermostat, which is dependent on the temperature of the cooling water. The regulation takes place here as a rule by throttling the cooling water flow or by diverting the cooling water bypassing the recooler, so that the cooler is more or less switched off depending on the temperature of the cooling water coming from the engine. In this way, the cooling is adapted to the changing load on the engine, in that the engine's operating or thermal state remains approximately the same. The fan is usually driven by the motor with an unchangeable gear ratio, e.g. by means of a belt drive, and always takes on the power corresponding to the speed of the motor or its speed, regardless of whether the machine requires high or low cooling and the same cooling performance even without a fan could be applied by the dry cooler.

Die Erfindung bezweckt demgegenüber einen wirtschaftlicheren Betrieb des Lüfters und somit der Maschine dadurch, dass der den Kühlflüssigkeitsumlauf regelnde Wärmefühler gleichzeitig auch zur Leistungsregelung des Lüfters, insbesondere durch Zu- und Abschalten desselben, dient. Zweckmässig ist hierbei der Lüfter so lange oder im wesentlichen so lange abgeschaltet bzw. unwirksam, als der Fahrwind eine ausreichende Kühlwirkung ausübt.In contrast, the invention aims at a more economical operation of the fan and thus the machine in that the heat sensor regulating the coolant circulation is also used to regulate the output of the fan, in particular by switching it on and off. In this case, the fan is expediently switched off or ineffective for as long or essentially as long as the driving wind exerts a sufficient cooling effect.

Die Schaltung des Lüfters kann ferner unmittelbar oder mittelbar durch eine Hilfskraft, z.B. hydraulisch, pneumatisch, elektrisch o.dgl. erfolgen. Statt einer Aussetzregelung durch Ein- und Ausschalten des Lüfters kann auch eine kontinuierliche Regelung, z.B. durch Verstellung der Lüfterflügel o.dgl. vorgesehen sein. Die Anwendung der Erfindung kann der für den Betrieb des Lüfters erforderliche Leistungsaufwand der Maschine ganz oder im wesentlichen auf diejenigen Fälle beschränkt werden, in denen der Fahrwind selbst nicht ausreicht, um eine genügende Kühlung zu gewährleisten. Gleichzeitig wird das vom umlaufenden Lüfter herrührende Geräusch mindestens teilweise unterbunden.The fan can also be switched directly or indirectly by an auxiliary force, e.g. hydraulically, pneumatically, electrically or the like. respectively. Instead of intermittent control by switching the fan on and off, continuous control, e.g. by adjusting the fan blades or the like, can also be used. be provided. The application of the invention, the power expenditure of the machine required for the operation of the fan can be restricted entirely or essentially to those cases in which the driving wind itself is not sufficient to ensure sufficient cooling. At the same time, the noise from the rotating fan is at least partially suppressed.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigtIn the drawing, two embodiments of the invention are shown schematically, namely shows

Abb. 1 ein regelbares Kühlsystem mit von der Temperatur des Kühlwassers durch Drucköl ein- und ausgeschalteten Ventilator undFig. 1 a controllable cooling system with a fan switched on and off based on the temperature of the cooling water by means of pressurized oil

Abb. 2 ein regelbares Kühlsystem mit auf elektrischem Wege verstellbaren Lüfterflügeln.Fig. 2 an adjustable cooling system with electrically adjustable fan blades.

Das vom Motor a kommende erwärmte Kühlwasser fliesst durch eine Leitung b dem Kühler c zu und über eine Leitung d mit der Kühlwasserpumpe e zum Motor a zurück. In der Leitung b befindet sich ein Thermostat f, welcher einerseits eine Drossel g und andererseits in der nachfolgend beschriebenen Weise den durch Riementrieb h von einer Antriebswelle (z.B. der Ventilsteuerwelle l(sub)1) aus angetriebenen Ventilator i schaltet.The heated cooling water coming from the engine a flows through a line b to the radiator c and back to the engine a via a line d with the cooling water pump e. In line b there is a thermostat f, which on the one hand switches a throttle g and on the other hand, in the manner described below, the fan i driven by a belt drive h from a drive shaft (e.g. the valve control shaft l (sub) 1).

Die Riemenscheibe k ist lose drehbar auf der Welle l gelagert und mit einer Kupplungshälfte m(sub)2 einer Reibkupplung m verbunden, deren andere Kupplungshälfte m(sub)1 über einen Hebel n o.dgl. mit dem Kolben o einer Hilfskrafteinrichtung verbunden ist. Der Kolben o wird durch eine Feder p belastet und gleitet in einem Zylinder q, der mit Drucköl, z.B. Schmieröl, aus dem Behälter rThe pulley k is loosely rotatably mounted on the shaft l and connected to a clutch half m (sub) 2 of a friction clutch m, the other clutch half m (sub) 1 via a lever n or the like. is connected to the piston o an auxiliary power device. The piston o is loaded by a spring p and slides in a cylinder q, which is filled with pressure oil, e.g. lubricating oil, from the container r

(z.B. auch dem Schmierölsumpf der Maschine) beliefert werden kann. Zur Förderung des Öles dient eine Pumpe s, welche das Öl aus dem Behälter r saugt und über eine Leitung s(sub)1 einem Steuerschieber t zuleitet, in welchem sich eine Steuernut t(sub)1 und eine Bohrung t(sub)2 befinden und welcher mittels eines Gestänges u vom Thermostaten f verstellt wird. Durch eine Leitung v steht das Gehäuse des Schiebers t mit dem Zylinder q in Verbindung. Eine Rückleitung w verbindet den Raum x im Schiebergehäuse mit dem Behälter r. Ferner ist eine vom Schieber gesteuerte, zum Raum x führende Leitung y und ein Überdruckventil z zwischen den Leitungen s(sub)1 und w vorgesehen.(e.g. also the lubricating oil sump of the machine) can be supplied. A pump s is used to convey the oil, which sucks the oil out of the container r and feeds it via a line s (sub) 1 to a control slide t, in which a control groove t (sub) 1 and a bore t (sub) 2 are located and which is adjusted by the thermostat f by means of a linkage u. The housing of the slide t is connected to the cylinder q through a line v. A return line w connects the space x in the valve body with the container r. In addition, a line y, controlled by the slide, leading to space x, and a pressure relief valve z between lines s (sub) 1 and w are provided.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende:The function of the device described is as follows:

Bei niederer Kühlwassertemperatur in der Leitung b ist der Thermostat f zusammengezogen und die Drosselklappe g geschlossen oder nahezu geschlossen. Der Schieber t befindet sich in seiner linken Stellung, in der die Leitung s(sub)1 über x mit der Rückleitung w verbunden ist. Das von der Pumpe s geförderte Drucköl kann also über s(sub)1, x, w in den Behälter r zurückfliessen. Gleichzeitig ist der Zylinder q über v, t(sub)1, t(sub)2, y mit x verbunden, also drucklos. Die Feder p hat den Kolben o nach links verschoben, wodurch die Kupplung m ausgerückt, der Ventilator i also stillgesetzt ist.When the cooling water temperature in the line b is low, the thermostat f is contracted and the throttle valve g is closed or almost closed. The slide t is in its left position, in which the line s (sub) 1 is connected to the return line w via x. The pressure oil delivered by the pump s can therefore flow back into the container r via s (sub) 1, x, w. At the same time, the cylinder q is connected to x via v, t (sub) 1, t (sub) 2, y, i.e. without pressure. The spring p has moved the piston o to the left, which disengages the clutch m and the fan i is therefore stopped.

Steigt die Temperatur des Kühlwassers in der Leitung b, so dehnt sich der Thermostat f aus, was zunächst nur eine allmähliche Öffnung des Querschnittes durch die Drosselklappe g zur Folge hat. Erst bei voll geöffneter oder nahezu voll geöffneter Drosselklappe ist der Schieber t so weit nach rechts verschoben, dass er die gezeichnete rechte Endstellung einnimmt. Um gegebenenfalls eine Ausdehnung des Thermostaten f über die voll geöffnete Drosselklappenstellung hinaus zu ermöglichen, kann im Gestänge der Drosselklappe ein federndes Spiel g(sub)1 o.dgl. vorgesehen sein.If the temperature of the cooling water in line b increases, the thermostat f expands, which initially only results in a gradual opening of the cross section through the throttle valve g. Only when the throttle valve is fully open or almost fully open is the slide t shifted so far to the right that it assumes the right-hand end position shown. In order to allow the thermostat f to expand beyond the fully open throttle valve position, a resilient play g (sub) 1 or the like can be provided in the linkage of the throttle valve. be provided.

In der gezeichneten Stellung für höhere Kühlwassertemperatur steht der Zylinder q über die Leitung v und die Steueröffnungen t(sub)2, t(sub)1 mit der Leitung s(sub)1 in Verbindung und wird daher von der Pumpe s mit Drucköl beliefert, wobei der Druck durch die Spannung der das Ventil z belastenden Feder bestimmt wird, indem das von der Pumpe s überschüssig geförderte Öl über das Ventil z in die Leitung w abfliessen kann. Durch den Druck im Zylinder q wird der Kolben o entgegen der Wirkung der Feder p nach rechts verstellt, wodurch die Kupplung m eingerückt und der Ventilator in Umdrehung versetzt wird.In the position shown for a higher cooling water temperature, the cylinder q is connected to the line s (sub) 1 via the line v and the control openings t (sub) 2, t (sub) 1 and is therefore supplied with pressurized oil by the pump s, wherein the pressure is determined by the tension of the spring loading the valve z, in that the excess oil delivered by the pump s can flow off via the valve z into the line w. Due to the pressure in the cylinder q, the piston o is moved to the right against the action of the spring p, whereby the clutch m is engaged and the fan is set in rotation.

Bei abnehmender Kühlwassertemperatur wird Schieber t wieder nach links verstellt, der Zylinder q also von der Zuleitung s(sub)1 wieder abgesperrt und mit dem Raum x über y in Verbindung gebracht. Die Feder p drückt den Kolben o nach links und schaltet den Ventilator wieder aus. Die Anordnung kann hierbei (z.B. durch Reibung am Schieber t) z.B. auch derart getroffen sein, dass die Abschaltung des Ventilators erst bei einer mehr oder weniger niedrigeren Temperatur als das Einschalten desselben erfolgt.When the cooling water temperature drops, slide t is moved to the left again, i.e. cylinder q is again shut off from supply line s (sub) 1 and connected to space x via y. The spring p pushes the piston o to the left and switches the fan off again. The arrangement can be made in such a way (e.g. due to friction on the slide t) that the fan is only switched off at a more or less lower temperature than when it is switched on.

Bei der Ausführung nach Abb. 2 betätigt der Thermostat f ausser der Drosselklappe g einen Schalter u(sub)1 für einen elektrischen Stromkreis derart, dass bei niedriger Kühlwassertemperatur (Stellung u(sub)1' des Schalters) der Stromkreis geöffnet, bei hohler Kühlwassertemperatur dagegen geschlossen ist. Durch Schliessen des Kreises wird eine Solenoid- oder Erregerspule q(sub)1 mit Strom beliefert, wodurch der Solenoidkern oder ein Elektromagnetanker o(sub)1 angezogen wird und damit über einen Hebel n(sub)1 und eine Schaltmuffe m(sub)3 die Flügel des Ventilators i auf grössere Leistung verstellt. Eine Feder p(sub)1 stellt die Flügel wieder in Stellung geringerer Förderleistung zurück, wenn bei zurückgehender Kühlwassertemperatur der Schalter u(sub)1 den Strom wieder unterbricht.In the embodiment according to Fig. 2, the thermostat f actuates, in addition to the throttle valve g, a switch u (sub) 1 for an electrical circuit in such a way that the circuit opens when the cooling water temperature is low (position u (sub) 1 'of the switch) and when the cooling water temperature is hollow on the other hand is closed. By closing the circuit, a solenoid or excitation coil q (sub) 1 is supplied with current, whereby the solenoid core or an electromagnetic armature o (sub) 1 is attracted and thus via a lever n (sub) 1 and a switching sleeve m (sub) 3 the blades of the fan i are adjusted to a higher output. A spring p (sub) 1 puts the blades back into the position of lower delivery rate when switch u (sub) 1 interrupts the current again when the cooling water temperature drops.

Statt einer Kühlregelung mit Aus- und Einschalten des Lüfters (Ventilators oder Gebläses) kann auch eine kontinuierliche oder stufenweise Regelung, z.B. mittels stufenlos oder stufenweise schaltbaren Getriebes bzw. mit allmählicher Verstellung der Lüfterflügel o.dgl. zwischen einer Stellung geringster und einer Stellung grösster Förderleistung vorgesehen sein. Der Schalter u(sub)1 kann zu diesem Zweck als elektrischer Widerstandsregler ausgebildet sein. Die Verstellung kann ferner ganz oder teilweise gleichzeitig mit der Verstellung der Drosselklappe g (bzw. eines entsprechenden anderen Regelorgans) oder erst nach Verstellung derselben in die voll geöffnete Stellung erfolgen.Instead of a cooling control with switching the fan (fan or blower) on and off, continuous or step-by-step control, e.g. by means of continuously or step-wise switchable gears or with gradual adjustment of the fan blades or the like, can also be used. be provided between a position of the lowest and a position of the highest delivery rate. The switch u (sub) 1 can be designed as an electrical resistance regulator for this purpose. The adjustment can also take place wholly or partially simultaneously with the adjustment of the throttle valve g (or a corresponding other control element) or only after it has been adjusted into the fully open position.

Die Erfindung ist für alle Arten von Fahrzeugen (z.B. Strassen-, Schienen-, Luft- und Wasserfahrzeugen) sowie sinngemäss auch für andere ähnliche Zwecke verwendbar.The invention can be used for all types of vehicles (e.g. road, rail, air and water vehicles) and, mutatis mutandis, for other similar purposes.

Claims

1.) Controllable cooling, in particular for vehicle internal combustion engines, with a heat sensor regulating the coolant circulation and a fan conveying the cooling air for recooling the coolant, characterized in that the heat sensor is used not only to regulate the coolant circulation but also to regulate the output of the fan, in particular by supplying or shutdown of the same, serves.

2.) Controllable cooling according to claim 1, characterized in that the fan is switched off or ineffective as long as or essentially as long as the driving wind exerts a sufficient cooling effect.

3.) Controllable cooling according to claim 1 - 2, characterized in that the switching of the fan, e.g. by switching it on and off, by adjusting the fan blades or the like. takes place directly or indirectly (e.g. via a power amplifier).

4.) Controllable cooling according to claim 1 - 3, characterized in that the fan is switched by pressure oil, e.g. by means of a control slide and a piston.

5.) Controllable cooling according to claim 1 - 3, characterized in that the fan is switched on electrically, e.g. by a switch and an electromagnet.

6.) Controllable cooling according to claim 1 - 5, characterized in that the heat sensor arranged between the motor and the cooler regulates the cooling capacity by throttling the cooling water cross-section.