EP0150429B1 - Temperaturregler-Einsatz für den Kühlkreis flüssigkeitsgekühlter Brennkraftmaschinen - Google Patents

Temperaturregler-Einsatz für den Kühlkreis flüssigkeitsgekühlter Brennkraftmaschinen Download PDF

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EP0150429B1
EP0150429B1 EP84115671A EP84115671A EP0150429B1 EP 0150429 B1 EP0150429 B1 EP 0150429B1 EP 84115671 A EP84115671 A EP 84115671A EP 84115671 A EP84115671 A EP 84115671A EP 0150429 B1 EP0150429 B1 EP 0150429B1
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EP
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expansion
substance
temperature
valve
capsule
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EP84115671A
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EP0150429A2 (de
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Gerhart Huemer
Athanasios Michassouridis
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Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control

Definitions

  • the invention relates to a temperature control device with the features according to the preamble of claim 1.
  • a known device of this type according to DE-A-1 295 255 and US-A-3 510 060 has an expansion capsule, which is partly through the radiator return -Valve extends through.
  • the temperature in the cooler return line influences the control temperature in the sense that the control temperature rises as the temperature of the cooler return decreases, because the main part of the expansion capsule arranged downstream of the cooler return valve in the mixing area with the hot short-circuit flow must be subjected to increasing temperature in order to achieve this Influence expansion capsule overall with its operating temperature.
  • a control temperature of the mixed flow which is constant or steadily falling as the cooler return temperature rises and which is fed to the machine can be achieved.
  • the object of the invention is to develop a temperature control device of the known type so that it sets a control temperature which remains constant within narrow limits at part load of the machine with a correspondingly low cooler return temperature and a lower control temperature at full load of the machine with a correspondingly high cooler return temperature .
  • a regulation is to be brought about which, on the one hand, due to a high operating temperature of the machine in part-load operation, a reduced frictional power with reduced fuel consumption and, on the other hand, with full load of the machine due to a lower operating temperature, enables more intensive cooling to avoid overheating and in particular auto-ignition.
  • the expansion capsule of the first expansion element causes a uniform, relatively high control temperature and the further expansion capsule of the second expansion element overrides the function of the first from a relatively high - but lower than that for the first expansion element - temperature in the radiator return line. This results in a lowering of the control temperature in the area of the full load of the machine to the actuation temperature of the second expansion capsule and to the subsequent course of the cooler return temperature with the cooler return valve open and the short-circuit valve closed in accordance with the full cooling effect of the cooler.
  • the preferred actuation temperature values of the two expansion capsules are the values proposed according to the features of claim 2, which within normal limits, on the one hand, have a favorable high temperature level at part load of the machine for low friction power of the machine and, on the other hand, a sufficient distance of the operating temperature from critical at full load Result in values.
  • claims 3 to 5 show preferred structural configurations of the invention, which are closely based on the commercial structure of temperature control device and therefore require only minor changes to the existing production facilities for training according to the invention.
  • a temperature regulator insert 1 consists of two mutually directed expansion capsules 2 and 3 with a common piston rod 4 and a sealing cap 5 and 6, which form two expansion elements with different actuation temperatures.
  • the first expansion capsule 2 carries a radiator return valve 7 and short-circuit valve 8.
  • the radiator return valve 7 is fixed on the expansion capsule 2 and is urged together with this by a return spring 9 in the direction of a valve seat 10.
  • the short-circuit valve 8 is mounted axially displaceably against the action of a further return spring 11, so that the stroke of the expansion capsule 2 when the short-circuit valve 8 is placed on its valve seat 8 'to the short-circuit line 12 is not limited.
  • the valve seat 10 is formed on a radial fastening and closure flange 13, which is held on its outer circumference in a flange connection 14 of a thermostat housing 15. Both the return spring 9 and the second expansion capsule 3 are supported on the flange 13 and thus on the thermostat housing 15 via a respective support bracket 16 and 17.
  • the expansion capsule 3 extends into a radiator return line 18 which adjoins the thermostat housing 15 and continues in the housing 15 up to the valve seat 10.
  • the short-circuit line 12 opening into the housing 15 opposite ends at the valve seat 8 ′ for the short-circuit valve 8.
  • the interior of the housing 15 forms between the valve seats 8 'and 10 a mixing chamber 15' for coolant components from the short-circuit line 12 and the cooler return line 18.
  • a return line 19 leads from the mixing chamber 15 'to the coolant pump 20 of the machine 21.
  • the short-circuit line 12 and a cooler supply line 22 to a cooler 23 with the subsequent cooler return line 18 close the two parallel line branches of the cooling circuit between the machine 21 and the mixing chamber 15 '.
  • the coolant pump 20 conveys the coolant, which is initially cold after a cold start, exclusively through the short-circuit line 12 with the short-circuit valve 8 open and the cooler return valve 7. Since a cooling effect of the cooler 23 is excluded, the temperature of the coolant quickly reaches the actuation temperature of the expansion capsule 2 arranged predominantly in the flow through the mixing chamber 15 '.
  • the expansion material contained therein expands at its actuation temperature by changing its physical state from solid to liquid in a low temperature range of e.g. B. 90 to 105 ° C very strong. In this temperature range, a stroke of the expansion capsule 2 is generated together with the radiator return valve and the short-circuit valve 8, which on the one hand opens the radiator return valve 7 at 90 ° C.
  • This curve 24 of the control temperature solely from the function of the expansion capsule 2 merges in a previously known manner according to the broken line 24 ′ directly into the curve 25 of the cooler outlet temperature TKA with a full flow through the cooler 23 and a short-circuit line 12 not flowed through.
  • the control temperature and thus the machine inlet temperature T ME according to the course 24-24 'in FIG. 2 is selected to be relatively high at approximately 100 ° C. in order to achieve an operating temperature that is advantageously high for low frictional power, this leads to this at the same time given a high ambient temperature and full machine load in the region 24 'at the same time as a risk of overheating and auto-ignition of the machine.
  • the second expansion capsule 3 arranged in the cooler return line 18 and exposed to the cooler outlet temperature TK, 6 of the coolant causes a lowering curve 27 of the control temperature and thus the engine inlet temperature T ME only from the beginning the actuation temperature range of z. B. 70 to 85 ° C of this second expansion capsule 3, which is only achieved at high machine part and full load and at the same time high ambient temperature.
  • the increase in volume of the expansion material in the second expansion capsule 3 causes the piston rod 4 to move out of the sealing head 6 and thus also the first expansion capsule 2 together with the cooler return valve 7 and the short-circuit valve 8 in the sense of increasing opening and closing of the first the latter moves.
  • the control temperature and thus the machine inlet temperature T ME fall in the range of the operating temperature from 70 to 85 ° C. of the second expansion capsule 3 from its horizontal course 24, which is determined by the function of the first expansion capsule 2 increasing cooler outlet temperature T KA from the course 25 of the cooler outlet temperature T KA with only flow through the cooler 23.
  • the operating temperature then rises further, the cooling output of the cooling circuit and, in particular, the cooler size in particular being decisive for the temperature values of this increase after the course 25.
  • the course of the coolant temperature that can be achieved by the invention in cooperation with tuning the entire cooling circuit allows a particularly high operating temperature for internal combustion engines for high efficiency in part-load operation and a lower operating temperature for safe full-load operation with extremely low construction costs for the use of the temperature controller according to the invention to reach. It is also possible in a simple manner to replace a previously common temperature controller insert on internal combustion engines with mixed thermostats for a temperature controller insert according to the invention which is matched to the respective internal combustion engine.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Temperatur-Regelvorrichtung mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine bekannte Vorrichtung dieser Bauart nach der DE-A-1 295 255 und US-A-3 510 060 weist eine Dehnstoffkapsel auf, die sich teilweise durch das Kühlerrücklauf-Ventil hindurch erstreckt. Dadurch beeinflußt die Temperatur in der Kühlerrücklaufleitung die Regeltemperatur in dem Sinne, daß mit fallender Temperatur des Kühlerrücklaufes die Regeltemperatur ansteigt, weil der stromab des Kühlerrücklauf-Ventiles im Mischbereich mit der heißen Kurzschlußströmung angeordnete Hauptteil der Dehnstoffkapsel dabei mit steigender Temperatur beaufschlagt werden muß, um die Dehnstoffkapsel insgesamt mit ihrer Betätigungstemperatur zu beeinflussen. Dadurch läßt sich eine mit steigender Kühlerrücklauf-Temperatur gleichbleibende oder stetig fallende Regeltemperatur der Mischströmung erzielen, die der Maschine zugeleitet wird. Die Grenzwerte des Temperaturregelbereiches werden dabei einerseits von einem Höchstwert der Regeltemperatur bei extrem niedriger Umgebungstemperatur und geringer Motorlast und dadurch extrem niedriger Kühlerrücklauf-Temperatur und andererseits von einer relativ niedrigen Regeltemperatur bei hoher Umgebungstemperatur und hoher Motorlast mit hoher Kühlerrücklauf-Temperatur bestimmt, wobei letztere weitgehend der Betätigungstemperatur der Dehnstoffkapsel entspricht.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Temperatur-Regelvorrichtung der bekannten Bauart so weiterzubilden, daß diese bei Teillast der Maschine mit entsprechend niedriger Kühlerrücklauf-Temperatur eine in engen Grenzen gleichbleibend hohe Regeltemperatur und bei Vollast der Maschine mit entsprechend hoher Kühlerrücklauf-Temperatur eine niedrigere Regeltemperatur einstellt. Auf diese Weise soll eine Regelung bewirkt werden, die einerseits durch eine hohe Betriebstemperatur der Maschine im Teillastbetrieb eine verringerte Reibleistung mit verringertem Kraftstoffverbrauch und anderereits bei Vollast der Maschine durch eine niedrigere Betriebstemperatur eine intensivere Kühlung zum Vermeiden einer Überhitzung und insbesondere von Selbstzündungen ermöglicht.
  • Durch die Merkmale nach dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 wird diese Aufgabe in überraschend einfacher Weise gelöst. Die Dehnstoffkapsel des ersten Dehnstoffelementes bewirkt eine gleichmäßige, relativ hohe Regeltemperatur und die weitere Dehnstoffkapsel des zweiten Dehnstoffelementes übersteuert die Funktion des ersten ab einer relativ hohen - jedoch niedrigeren als diejenige für das erste Dehnstoffelement - Temperatur in der Kühlerrücklauf-Leitung. Dadurch ergibt sich ein Absenken der Regeltemperatur im Bereich der Vollast der Maschine auf die Betätigungstemperatur der zweiten Dehnstoffkapsel und auf den daran anschließenden Verlauf der Kühlerrücklauf-Temperatur bei offenem Kühlerrücklauf-Ventil und geschlossenem Kurzschluß-Ventil entsprechend der vollen Kühlwirkung des Kühlers.
  • Als bevorzugte Betätigungs-Temperaturwerte der beiden Dehnstoffkapseln werden die Werte nach den Merkmalen des Anspruches 2 vorgeschlagen, die innerhalb üblicher Grenzen einerseits bei Teillast der Maschine ein günstig hohes Temperatur-Niveau für geringe Reibleistung der Maschine und andererseits bei Vollast einen ausreichenden Abstand der Betriebstemperatur von kritischen Werten ergeben.
  • Die Merkmale der Ansprüche 3 bis 5 zeigen bevorzugte bauliche Ausgestaltungen der Erfindung auf, die sich eng an den handelsüblichen Aufbau von Temperatur-Regelvorrichtung anlehnen und daher für eine Ausbildung nach der Erfindung nur geringe Änderungen an den vorhandenen Fertigungseinrichtungen erfordern.
  • Durch die DE-C-861 937 ist es zwar bereits bekannt, die gehäuseseitige Abstützstelle eines Thermostat-Dehnelementes abhängig von der Last der Maschine zu verstellen, jedoch sind dabei bauaufwendige mechanische oder pneumatische Übertragungen für Gestänge-Bewegungen bzw. Ansaugdruck-Übertragungen notwendig. Bei der Erfindung wird dagegen mit geringem Bauteilaufwand unmittelbar die Lastabhängigkeit der Kühleraustrittstemperatur als Regelgröße genutzt.
  • Durch die DE-A-1 451669 ist ferner bei einem Temperaturregler bekannt, zwei Dehnstoffkapseln beiderseits eines Kühlervorlauf-Ventiles eines an der Verzweigungsstelle von Kühlervorlauf- und Kurzschlußleitung angeordneten, diese Verzweigung steuernden Temperaturreglers anzuordnen und mit unterschiedlichen Betätigungstemperaturen auszubilden. Im Gegensatz zum erfindungsgemäßen, als Mischthermostat an der Mündung von Kühlerrücklauf-Leitung und Kurzschlußleitung angeordneten Temperaturregler ist bei dieser bekannten Ausbildung eine unmittelbare selbsttätige Beeinflussung der Regelfunktion durch die Temperatur in der Kühlerrücklauf- Leitung nicht möglich. Eine Anregung zur Erfindung war daher aus dieser Druckschrift nicht ableitbar.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine erfindungsgemäße Temperatur-Regelvorrichtung als Temperaturregler-Einsatz in einem schematisch dargestellten Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine und
    • Fig. 2 die Regelkurve des Temperaturregler-Einsatzes nach Fig. 1 im Vergleich zu Regelkurven bekannter Temperatur-Regelvorrichtungen.
  • Ein Temperaturregler-Einsatz 1 besteht aus zwei gegeneinander gerichteten Dehnstoffkapseln 2 und 3 mit einer gemeinsamen Kolbenstange 4 und je einer Dichtkappe 5 und 6, die zwei Dehnstoffelemente mit unterschiedlichen Betätigungstemperaturen bilden. Die erste Dehnstoffkapsel 2 trägt je ein Kühlerrücklauf-Ventil 7 und Kurzschluß-Ventil 8. Das Kühlerrücklauf-Ventil 7 ist auf der Dehnstoffkapsel 2 festgelegt und wird mit dieser gemeinsam von einer Rückstellfeder 9 in Richtung zu einem Ventilsitz 10 gedrängt. Am gegenüberliegenden Ende der Dehnstoffkapsel 2 ist das Kurzschluß-Ventil 8 gegen die Wirkung einer weiteren Rückstellfeder 11 axial verschiebbar gelagert, so daß der Hub der Dehnstoffkapsel 2 beim Aufsetzen des Kurzschluß-Ventiles 8 auf seinen Ventilsitz 8' zur Kurzschlußleitung 12 nicht begrenzt ist. Der Ventilsitz 10 ist an einem radialen Befestigungs-und Verschluß-Flansch 13 ausgebildet, der an seinem Außenumfang in einer Flanschverbindung 14 eines Thermostat-Gehäuses 15 gehalten ist. Über je einen Abstützbügel 16 und 17 stützen sich am Flansch 13 und damit am Thermostat-Gehäuse 15 sowohl die Rückstellfeder 9 als auch die zweite Dehnstoffkapsel 3 ab. Die Dehnstoffkapsel 3 erstreckt sich in eine am Thermostat-Gehäuse 15 anschließende Kühlerrücklauf-Leitung 18, die sich im Gehäuse 15 bis zum Ventilsitz 10 fortsetzt. Die gegenüberliegend in das Gehäuse 15 mündende Kurzschlußleitung 12 endet am Ventilsitz 8' für das Kurzschluß-Ventil 8.
  • Der Innenraum des Gehäuses 15 bildet zwischen den Ventilsitzen 8' und 10 eine Mischkammer 15' für Kühlmittel-Anteile aus der Kurzschlußleitung 12 und der Kühlerrücklaufleitung 18. Aus dem Mischraum 15' führt eine Rücklaufleitung 19 zur Kühlmittelpumpe 20 der Maschine 21. Die Kurzschlußleitung 12 und eine Kühlervorlauf-Leitung 22 zu einem Kühler 23 mit der anschließenden Kühlerrücklauf-Leitung 18 schließen die beiden parallelen Leitungszweige des Kühlkreislaufes zwischen Maschine 21 und Mischkammer 15'.
  • Beim Betrieb der Maschine 21 fördert die Kühlmittelpumpe 20 das nach einem Kaltstart zunächst kalte Kühlmittel ausschließlich durch die Kurzschlußleitung 12 bei geöffnetem Kurzschluß-Ventil 8 und geschlossenem Kühlerrücklauf-Ventil 7. Da dabei eine Kühlwirkung des Kühlers 23 ausgeschlossen ist, erreicht die Temperatur des Kühlmittels rasch die Betätigungstemperatur der überwiegend im durchströmten Mischraum 15' angeordneten Dehnstoffkapsel 2. Der darin enthaltene Dehnstoff dehnt sich bei seiner Betätigungstemperatur durch Ändern seines Aggregatzustandes von fest in flüssig in einem geringen Temperaturbereich von z. B. 90 bis 105° C sehr stark. Dadurch wird in diesem Temperaturbereich ein Hub der Dehnstoffkapsel 2 zusammen mit dem Kühlerrücklauf-Ventil und dem Kurzschluß-Ventil 8 erzeugt, der einerseits bei 90°C das Öffnen des Kühlerrücklauf-Ventiles 7 und andererseits bei 105°C das Schließen des Kurzschluß-Ventiles 8 bewirkt. Die gemeinsame Kolbenstange 4 der beiden Dehnstoffkapseln 2 und 3 wird dabei durch die Volumenänderung des Dehnstoffes in der Dehnstoffkapsel 2 aus dieser heraus gegen die Wirkung der Rückstellfeder 9 verdrängt und stützt sich über einen Anschlagring 4' gegen die zweite Dehnstoffkapsel 3 ab. Der Anschlagring 4' bildet dabei eine feststehende Abstützung für die Kolbenstange 4, deren Stellung dadurch von der Volumensänderung des Dehnstoffes in der zweiten Dehnstoffkapsel 3 unter dem Beginn seines Betätigungs-Temperaturbereiches von z. B. 70 bis 85°C unbeeinflußt bleibt. Dadurch wird eine Übersteuerung der Regelfunktion der ersten Dehnstoffkapsel 2 durch die zweite Dehnstoffkapsel 3 dann vermieden, wenn die von der Umgebungstemperatur und von der Motorlast abhängige Kühlerrücklauf-Temperatur zwischen der jeweiligen Umgebungstemperatur und dem Beginn des Betätigungs-Temperaturbereiches der zweiten Dehnstoffkapsel von 70° C liegt. Durch den anteiligen Einfluß der Temperatur des Kühlmittels im Mischraum 15' auf den darin angeordneten Hauptanteil der Dehnstoffkapsel 2 und in der Kühlerrücklauf-Leitung 18 auf den darin angeordneten Dichtkopf 5 der Dehnstoffkapsel 2 ergibt sich ein Verlauf 24 in Fig. 2 der Regeltemperatur und damit der Maschineneintritts-Temperatur TME mit nahezu gleichbleibendem Wert bei veränderlicher Kühleraustrittstemperatur TKA, wie dies in Fig. 2 mit dem Linienzug 24 dargestellt ist. Dieser Verlauf 24 der Regeltemperatur alleine aus der Funktion der Dehnstoffkapsel 2 geht in bisher bekannter Weise gemäß dem unterbrochenen Linienzug 24' unmittelbar in den Verlauf 25 der Kühleraustritts-Temperatur TKA bei voller Durchströmung des Kühlers 23 und nicht durchströmter Kurzschlußleitung 12 über. Wenn dabei die Regeltemperatur und damit die Maschineneintritts-Temperatur TME gemäß Verlauf 24 - 24' in Fig. 2 mit ca. 100° C relativ hoch gewählt wird, um bei Maschinen-Teillast eine für geringe Reibleistung vorteilhaft hohe Betriebstemperatur zu erreichen, so führt dies bei gleichzeitig gegebener hoher Umgebungstemperatur und Maschinen-Vollast im Bereich 24' zugleich zur Überhitzungs- und Selbstzündungs-Gefährdung der Maschine. Wird der Einfluß des in der Kühlerrücklauf- Leitung angeordneten Anteiles des Dehnstoffelementes 2 in ebenfalls bekannter Weise verstärkt, so führt dies zu einem Verlauf 26 der Regeltemperatur mit bei steigender Kühleraustritts-Temperatur TKA fallenden Werten, wie dies in Fig. 2 mit strichpunktiertem Linienzug 26 dargestellt ist. Dabei wird die Maschineneintritts-Temperatur TME schon bei Maschinen-Teillast über den gesamten Regelbereich zunehmend abgesenkt, was insbesondere bei mittlerer bis hoher Teillast zu Einbußen im Wirkungsgrad der Maschine vor allem durch erhöhte Reibleistung führt.
  • Bei der Erfindung bewirkt die gemäß Fig. 1 zusätzlich in der Kühlerrücklauf-Leitung 18 angeordnete und der Kühleraustritts-Temperatur TK,6, des Kühlmittels ausgesetzte zweite Dehnstoffkapsel 3 einen absenkenden Verlauf 27 der Regeltemperatur und damit der Motoreintritts-Temperatur TME erst ab dem Beginn des Betätigungs-Temperaturbereiches von z. B. 70 bis 85°C dieser zweiten Dehnstoffkapsel 3, der nur bei hoher Maschinen-Teillast und -Vollast und gleichzeitig hoher Umgebungstemperatur erreicht wird. Dabei wird durch die Volumenzunahme des Dehnstoffes in der zweiten Dehnstoffkapsel 3 die Kolbenstange 4 aus dem Dichtkopf 6 herausbewegt und damit auch die erste Dehnstoffkapsel 2 zusammen mit dem Kühlerrücklauf-Ventil 7 und dem Kurzschluß-Ventil 8 im Sinne eines zunehmenden Öffnens des ersten und Schließen des letzteren bewegt. Dadurch ergibt sich ein Abfall der Kühlmitteltemperatur im Mischraum 15' bei gleichzeitigem weiteren Anstieg der Kühlerrücklauf-Temperatur TKA. Aus diesem Temperaturrückgang folgt ein negativer Hub der Kolbenstange 4 gegenüber der ersten Dehnstoffkapsel 2. Der weiterhin in abnehmendem Anteil aus der Kurzschlußleitung 12 fließende heißere ungekühlte Kühlmittelanteil verhindert dabei durch seinen Einfluß auf die Dehnstoffkapsel 2 zusammen mit der zeitlich verzögerten Umsetzung der Temperaturänderung in der Dehnstoffkapsel 2 eine zu schnelle Schließfunktion dieser ersten Dehnstoffkapsel 2 gegenüber der gleichzeitigen Öffnungsfunktion der zweiten Dehnstoffkapsel 3. Dadurch wird ein weitgehender Ausgleich der einander entgegengesetzten Hübe erreicht und ein Regelschwingen aufgrund der sich übergreifenden Bereiche der Betätigungstemperaturen beider Dehnstoffkapseln 2 und 3 vermieden. Ein Abstimmen der Betätigungstemperaturen und Regelhübe beider Dehnstoffkapseln 2 und 3 auf den jeweils gegebenen Kühlkreis trägt hierzu bei.
  • Bei einer Kühlerrücklauf-Temperatur TKA in der Kühlerrücklauf-Leitung 18 von etwa 85° C erreicht die Dehnstoffkapsel 3 einen Hub der Kolbenstange 4, der alleine dem vollen Öffnen des Kühlerrücklauf-Ventiles 7 und dem vollen Schließen des Kurzschluß-Ventiles 8 entspricht. Die erste Dehnstoffkapsel 2 wird dabei gleichfalls ausschließlich von der Kühlerrücklauf-Temperatur TKA aus der Kühlerrücklauf-Leitung 18 mit etwa 85°C beaufschlagt, so daß die Kolbenstange 4 relativ zur ersten Dehnstoffkapsel 2 ihre Ausgangsstellung aufweist und die Stellung der Ventile 7 und 8 somit ausschließlich vom Hub der Kolbenstange 4 aus der zweiten Dehnstoffkapsel 3 abhängig ist. Für einen weiteren Anstieg der Kühleraustritts-Temperatur TKA entlang dem Verlauf 25 in Fig. 2 ist entsprechend der Funktion beider Dehnstoffkapseln 2 und 3 ein ausreichender Freigang des Abstützbügels 16 und des Kurzschlußventiles 8 zur Dehnstoffkapsel 2 sowie ein ausreichender Weg der Rückstellfedern 9 und 11 vorgesehen.
  • Durch die Funktion der zweiten Dehnstoffkapsel 3 fällt die Regeltemperatur und damit die Maschineneintritts-Temperatur TME im Bereich der Betätigungstemperatur von 70 bis 85° C der zweiten Dehnstoffkapsel 3 von ihrem waagrechten Verlauf 24, der durch die Funktion der ersten Dehnstoffkapsel 2 bestimmt ist, mit steigender Kühleraustritts-Temperatur TKA auf den Verlauf 25 der Kühleraustritts-Temperatur TKA bei alleiniger Durchströmung des Kühlers 23 ab. In Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur und der Maschinenlast steigt anschließend die Betriebstemperatur weiter an, wobei für die Temperaturwerte dieses Anstieges nach dem Verlauf 25 allein die Kühlleistung des Kühlkreises und dabei insbesondere die Kühlergröße ausschlaggebend ist.
  • Der durch die Erfindung im Zusammenwirken mit einem Abstimmen des gesamten Kühlkreises erreichbare Verlauf der Kühlmitteltemperatur läßt bei Brennkraftmaschinen einerseits für einen hohen Wirkungsgrad im Teillastbetrieb eine besonders hohe Betriebstemperatur und andererseits für einen gefahrlosen Vollastbetrieb eine niedrigere Betriebstemperatur mit einem äußerst geringen Bauaufwand für den erfindungsgemäßen Temperaturregler-Einsatz erreichen. Auch ein Austausch eines bisher üblichen Temperaturregler-Einsatzes an Brennkraftmaschinen mit Mischthermostaten gegen einen erfindungsgemäßen auf die jeweilige Brennkraftmaschine abgestimmten Temperaturregler-Einsatz ist in einfacher Weise möglich.

Claims (5)

1. Temperatur-Regelvorrichtung für den Kühlkreis flüssigkeitsgekühlter Brennkraftmaschinen,
mit einem Thermostat (Temperaturregler-Einsatz 1),
der ein im wesentlichen in der Kühlmittel-Mischströmung (Mischraum 15') angeordnetes Dehnstoffelement (Dehnstoffkapsei 2 und Kolbenstange 4) aufweist,
das die Mischungsanteile des Kühlmittels aus einer Kühlerrücklaufleitung (18) und aus einer Kurzschlußleitung (12) mittels eine Ventiles bzw. je eines Ventiles (Kühlerrücklauf-Ventil 7 und Kurzschluß-Ventil 8) gegensinnig gesteuert,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Antriebsverbindung zwischen dem von der Kühlmittel-Mischsströmung beeinflußten Dehnstoffelement (Dehnstoffkapsel 2 und Kolbenstange 4) und dem Ventil bzw. den Ventilen (Kühlerrücklauf-Ventil 7 und Kurzschluß-Ventil 8) ein weiteres Dehnstoffelement (Dehnstoffkapsel 3 und Kolbenstange 4) angeordnet ist,
das in der Kühlmittelströmung aus der Kühlerrücklaufleitung (18) liegt und
das das Ventil bzw. die Ventile (Kühlerrücklauf-Ventil 7 und Kurzschluß-Ventil 8) bei einer niedrigeren Temperatur des Kühlmittels aus der Kühlerrücklaufleitung (18) betätigt als diejenige Temperatur, bei der das in der Kühlmittel--Mischströmung (Mischraum 15') angeordnete Dehnstoffelement (Dehnstoffkapsel 2 und Kolbenstange 4) betätigt wird
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dehnstoffkapsel (2) des ersten Dehnstoffelementes auf einen Öffnungsbeginn des Kühlerrücklauf-Ventiles (7) bei etwa 90 bis 100°C und die Dehnstoffkapsel (3) des zweiten Dehnstoffelementes auf diesen Öffnungsbeginn bei etwa 60 bis 80° C abgestimmt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
mit einem Befestigungs- und Ventilsitz-Flansch (13) für die Gehäuse-Befestigung des Temperaturregel-Einsatzes (1) und für den Ventilsitz (10) des Kühlerrücklauf-Ventiles (7) und
mit einem Abstützbügel (17) als gehäusefeste Abstützstelle der Kolbenstange (4) des ersten Dehnstoffelementes (Dehnstoffkapsel 2), wobei sich der Abstützbügel (17) zwischen seinen Befestigungsstellen am Flansch (13) etwa bogenförmig erstreckt,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstützbügel (17) als Widerlager für die Dehnstoffkapsel (3) des zweiten Dehnstoffelementes ausgebildet ist und
daß die Kolbenstangen (4) beider Dehnstoffelemente einander zugewandt sind und sich mit entgegengesetzten Betätigungsrichtungen gegeneinander abstützen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kolbenstangen (4) beider Dehnstoffelemente einstückig miteinander verbunden sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kolbenstange (4) einen Anschlag (Anschlagring 4') aufweist,
der die Kolbenstange (4) in Richtung zur Dehnstoffkapsel (3) des zweiten Dehnstoffelementes abstützt, wenn diese Dehnstoffkapsel (3) eine niedrigere Temperatur aufweist, als dem Öffnungsbeginn des Kühlerrücklauf-Ventiles (7) durch die Wirkung dieser Dehnstoffkapsel (3) entspricht.
EP84115671A 1983-12-24 1984-12-18 Temperaturregler-Einsatz für den Kühlkreis flüssigkeitsgekühlter Brennkraftmaschinen Expired EP0150429B1 (de)

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