EP1083309A2 - Kühlkreislauf - Google Patents

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EP1083309A2
EP1083309A2 EP00119100A EP00119100A EP1083309A2 EP 1083309 A2 EP1083309 A2 EP 1083309A2 EP 00119100 A EP00119100 A EP 00119100A EP 00119100 A EP00119100 A EP 00119100A EP 1083309 A2 EP1083309 A2 EP 1083309A2
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EP
European Patent Office
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thermostat
cooling circuit
bypass valve
coolant
radiator
Prior art date
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Withdrawn
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EP00119100A
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English (en)
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EP1083309A3 (de
Inventor
Roland Altvater
Walter Marte
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Filing date
Publication date
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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
    • 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
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/04—Lubricant cooler
    • F01P2060/045—Lubricant cooler for transmissions
    • 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
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/06—Retarder
    • 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
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/08—Cabin heater
    • 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
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/20—Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine

Definitions

  • the present invention relates to a cooling circuit for a motor vehicle drive, the motor vehicle engine with at least one radiator via a feed and a discharge line is connected and into the lines Thermostat as well as a bypass valve and a circulation pump are used.
  • Cooling circuit for the motor vehicle drive is usually a heat exchanger before or after Motor inserted in the cooling circuit.
  • the coolant temperature of the engine is controlled by the thermostat that controls the flow of coolant through the radiator designed as a cooler regulates, stabilizes. With this scheme, the excess Power loss fed to the radiator.
  • thermostat is only partially open, which reduces the effect of the radiator.
  • the Arrangement of the heat exchanger before or after the engine is taken into account the concerns of the motor vehicle drive, d. H. of the engine, in a very good way, can address concerns of the gearbox insufficiently meet the situation then becomes particularly difficult when in the transmission system a hydrodynamic converter or a retarder is provided is what considerable power losses in the cooling circuit bring in.
  • the transmission oil temperatures are at Driven with retarders often only above permissible oil temperatures permanently stable.
  • DE 196 25 357 by the applicant is a vehicle transmission with a gear housing and with a cooling device described, which comprises a heat exchanger, the is provided as part of the transmission housing.
  • the heat exchanger is not an independent component on the transmission or in the cooling circuit of the vehicle mounted, but as part of the gearbox provided, for example in that channels for oil / water or Oil / air flow directly into the gearbox are cast or incorporated.
  • This integrated heat exchanger is particularly suitable for gearboxes with so-called intarders (integrated high-speed retarders) are provided.
  • Cooling circuit for a motor vehicle which has a hydrodynamic Has retarder, the coolant of the Internal combustion engine at the same time the working equipment of the retarder is; There is a check valve in the cooling circuit provided between the retarder and the vehicle radiator, in order to achieve a Form cooling circuit and operating pressure variations in the Compensate cooling circuit.
  • the retarder When the retarder is not activated flows through the coolant, which at the same time coolant for the internal combustion engine, coolant for the retarder and work equipment is unrestricted for the retarder.
  • the rotor shaft of the retarder can move due to the separation through a separating clutch from the output shaft of the Turn the gear freely.
  • the object of the present invention is the cooling circuit to simplify and thereby reduce manufacturing costs to lower.
  • bypass valve is integrated into the thermostat and that it is the Has shape of openings.
  • the invention creates a simple possibility the bypass valve directly into the thermostat integrate by making breakthroughs in the example Work element designed as a stamped sheet metal part of the thermostat.
  • the drive motor is one in the cooling circuit Motor vehicle designated, the power loss with Pvmot is called.
  • the engine discharge line is included Designated 3 and a thermostat with 4, which on a appropriate temperature heated coolant, in general a mixture of water and antifreeze, a first radiator 6, designed as a cooler, for cooling, from which it is via the feed line 8 with the help of a circulation pump 2 fed back to the engine 1 in a closed circuit becomes.
  • a thermostat On a appropriate temperature heated coolant, in general a mixture of water and antifreeze, a first radiator 6, designed as a cooler, for cooling, from which it is via the feed line 8 with the help of a circulation pump 2 fed back to the engine 1 in a closed circuit becomes.
  • the thermostat ensures that this is not yet the case sufficiently heated coolant to the engine via the line 7 is fed again without the radiator 6 enforced.
  • the gearbox assigned to engine 1 with the associated one hydrodynamic converter is denoted by 14, wherein its power loss is labeled Pvget + Pvwand.
  • the retarder assigned to the transmission is designated, which has a power loss Pvretar.
  • Gear 14 and retarder 15 are also cooled by a coolant, the heated coolant preferably oil in a line 16 is supplied to a heat exchanger 17 which seen in the flow direction of the coolant in the cooling circuit is inserted directly behind the radiator 6, so that him the coolant with the lowest temperature in the Cooling circuit is supplied.
  • the line 16 for returning the cooled oil flow to the transmission and retarder used circulation pump.
  • thermostat 4 bypassed with a bypass valve.
  • This Bypass valve is designed so that at deep Temperatures the temperature of the gearbox on a sufficient is held high value. To determine this value, the bypass valve is designed in one transient heat model and is then replaced by a Attempt to take off confirmed.
  • the temperature of the Transmission 14 with the associated hydrodynamic converter and / or the retarder 15 is set in a wide range become.
  • the bypass valve designated 5 is now integrated directly into the thermostat labeled 4.
  • the working element 19 of the thermostat 4 which is a function of temperature of the coolant closes the thermostat 4 or opens, provided with a number of openings 20 which even when the thermostat is closed of the coolant flow through the otherwise closed Conduct the thermostat.

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Abstract

Ein Kühlkreislauf für einen Kraftfahrzeugantrieb, bei dem der Motor (1) mit mindestens einem Radiator (6) über eine Zufuhr- und eine Abfuhrleitung (3, 8) verbunden ist, weist einen Thermostat (4), ein Bypass-Ventil (5) und eine Umwälzpumpe (2) auf. Das Bypass-Ventil (4) ist direkt in den Thermostat (5) integriert und in Form von Öffnungen ausgebildet, die in dem Arbeitselement des Thermostats (4) vorgesehen sind, welches in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur den Thermostat (4) öffnet oder schließt. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühlkreislauf für einen Kraftfahrzeugantrieb, wobei der Kraftfahrzeugmotor mit mindestens einem Radiator über eine Zufuhr- und eine Abfuhrleitung verbunden ist und in die Leitungen ein Thermostat sowie ein Bypass-Ventil und eine Umwälzpumpe eingesetzt sind.
Bei Kraftfahrzeugantrieben mit Getrieben oder anderen Komponenten mit Verlustleistungen, die als Wärme über den Kühlkreislauf für den Kraftfahrzeugantrieb abgeführt werden, wird üblicherweise ein Wärmetauscher vor oder nach dem Motor in den Kühlkreislauf eingefügt. Die Kühlmitteltemperatur des Motors wird durch den Thermostat, der den Kühlmittelstrom durch den als Kühler ausgebildeten Radiator regelt, stabilisiert. Bei dieser Regelung wird die überschüssige Verlustleistung dem Radiator zugeführt.
Häufig ist dabei der Thermostat nur teilweise geöffnet, wodurch die Wirkung des Radiators verringert wird. Die Anordnung des Wärmetauschers vor oder nach dem Motor berücksichtigt die Belange des Kraftfahrzeugantriebs, d. h. des Motors, in sehr guter Weise, kann jedoch die Belange des Getriebes nur unzulänglich erfüllen, wobei die Situation dann besonders schwierig wird, wenn im Getriebesystem ein hydrodynamischer Wandler oder ein Retarder vorgesehen ist, welche beträchtliche Verlustleistungen in den Kühlkreislauf einbringen. Die Getriebeöltemperaturen sind bei Getrieben mit Retardern oft erst oberhalb zulässiger Öltemperaturen dauerstabil.
In der DE 196 25 357 der Anmelderin ist ein Fahrzeuggetriebe mit einem Getriebegehäuse und mit einer Kühleinrichtung beschrieben, die einen Wärmetauscher umfaßt, der als Bestandteil des Getriebegehäuses vorgesehen ist. Hierbei ist also der Wärmetauscher nicht als eigenständige Komponente am Getriebe oder im Kühlkreislauf des Fahrzeugs montiert, sondern als ein Bestandteil des Getriebegehäuses vorgesehen, beispielsweise dadurch, dass Kanäle zur Öl-/Wasser- oder Öl-/Luftführung direkt in das Getriebegehäuse gegossen oder eingearbeitet sind. Dieser integrierte Wärmetauscher eignet sich insbesondere für Getriebe, die mit sogenannten Intardern (integrierten Hochtreiber-Retardern) versehen sind.
Ferner ist aus der DE 196 03 184 der Anmelderin ein Kühlkreislauf für ein Kraftfahrzeug bekannt, das einen hydrodynamischen Retarder aufweist, wobei das Kühlmittel des Verbrennungsmotors gleichzeitig das Arbeitsmittel des Retarders ist; im Kühlkreislauf ist hierbei ein Rückschlagventil zwischen Retarder und Fahrzeugradiator vorgesehen, um unter bestimmten Betriebsbedingungen des Fahrzeugs einen Kühlteilkreislauf zu bilden und Betriebsdruckvariationen im Kühlkreislauf auszugleichen. Bei nicht betätigtem Retarder durchfließt das Kühlmittel, das gleichzeitig Kühlmittel für den Verbrennungsmotor, Kühlmittel für den Retarder und Arbeitsmittel für den Retarder ist, letzteren unbehindert. Die Rotorwelle des Retarders kann sich aufgrund der Abtrennung durch eine Trennkupplung von der Abtriebswelle des Getriebes frei drehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Kühlkreislauf zu vereinfachen und dadurch die Herstellungskosten zu senken.
Ausgehend von einem Kühlkreislauf der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im Hauptanspruch angegebenen Merkmalen.
Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass das Bypass-Ventil in den Thermostat integriert ist und dass es die Form von Öffnungen aufweist.
Die bisher üblichen Bypass-Ventile wurden als Rohrleitungen ausgeführt, die um den Thermostat herumgelegt wurden; der Herstellungsaufwand dafür ist relativ kostenintensiv.
Mit der Erfindung wird eine einfache Möglichkeit geschaffen, das Bypass-Ventil direkt in den Thermostat zu integrieren, indem entsprechende Durchbrüche in das beispielsweise als Blechstanzteil ausgeführte Arbeitselement des Thermostats eingearbeitet werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert, in denen ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigen:
Fig. 1
schematisch einen Kühlkreislauf für einen Kraftfahrzeugantrieb;
Fig. 2
das Arbeitselement des Thermostats mit den als Bypass-Ventil dienenden Öffnungen.
Mit 1 ist in dem Kühlkreislauf der Antriebsmotor eines Kraftfahrzeuges bezeichnet, dessen Verlustleistung mit Pvmot bezeichnet ist. Die Abfuhrleitung des Motors ist mit 3 bezeichnet und ein Thermostat mit 4, der das auf eine entsprechende Temperatur erhitzte Kühlmittel, im allgemeinen ein Wasser-Gefrierschutzmittel-Gemisch, einem ersten als Kühler ausgebildeten Radiator 6 zur Kühlung zuführt, von dem es über die Zufuhrleitung 8 mit Hilfe einer Umwälzpumpe 2 dem Motor 1 im geschlossenen Kreislauf wieder zugeführt wird. Bis der Motor 1 seine Betriebstemperatur erreicht hat, sorgt der Thermostat dafür, dass das noch nicht ausreichend erwärmte Kühlmittel dem Motor über die Leitung 7 wieder zugeführt wird ohne dass es den Radiator 6 durchsetzt.
Mit 9 ist ein zweiter Radiator bezeichnet, der für den Fall vorgesehen ist, dass die Kühlleistung des ersten Radiators 6 nicht ausreicht und der beispielsweise über ein Rückschlagventil 10 zuschaltbar ist. Mit 11 ist die übliche Heizung für das Kraftfahrzeug bezeichnet, die von einer parallel zur Abfuhrleitung verlaufenden Heizleitung und einer zugehörigen Umwälzpumpe 12 gespeist wird.
Das dem Motor 1 zugeordnete Getriebe mit dem dazugehörigen hydrodynamischen Wandler ist mit 14 bezeichnet, wobei seine Verlustleistung mit Pvget + Pvwand bezeichnet ist. Mit 15 ist der dem Getriebe zugeordnete Retarder bezeichnet, der eine Verlustleistung Pvretar aufweist. Getriebe 14 und Retarder 15 werden ebenfalls durch ein Kühlmittel gekühlt, wobei das erwärmte Kühlmittel vorzugsweise Öl in einer Leitung 16 einem Wärmetauscher 17 zugeführt wird, der in Strömungsrichtung des Kühlmittels gesehen in den Kühlkreislauf direkt hinter dem Radiator 6 eingesetzt ist, sodass ihm das Kühlmittel mit der niedrigsten Temperatur im Kühlkreislauf zugeführt wird. Mit 18 ist eine in die Leitung 16' zur Rückführung des gekühlten Ölstromes zum Getriebe und Retarder eingesetzte Umwälzpumpe bezeichnet.
Um auch bei geschlossenem Thermostat 4 einen Durchfluß des Kühlmittels durch den Wärmetauscher 17 zu erhalten, ist der Thermostat 4 mit einem Bypass-Ventil überbrückt. Dieses Bypass-Ventil ist derart ausgelegt, dass bei tiefen Temperaturen die Temperatur des Getriebes auf einem ausreichend hohen Wert gehalten wird. Um diesen Wert zu ermitteln, erfolgt die Auslegung des Bypass-Ventils in einem instationären Wärmemodell und wird anschließend durch einen Abnabmeversuch bestätigt.
Zusammen mit einer aktiven Ansteuerung eines dem Kühler 6 bzw. dem Kühler 9 zugeordneten nicht näher dargestellten Lüfters, dessen Wirkung durch die mit Luft bezeichneten Pfeile angedeutet ist, kann die Temperatur des Getriebes 14 mit dem zugeordneten hydrodynamischen Wandler und/oder des Retarders 15 in einem weiten Bereich eingestellt werden.
Erfindungsgemäß ist nun das mit 5 bezeichnete Bypass-Ventil direkt in den mit 4 bezeichneten Thermostat integriert. Zu diesem Zweck wird, wie Fig. 2 zeigt, das Arbeitselement 19 des Thermostats 4, das als Funktion der Temperatur des Kühlmittels den Thermostaten 4 verschließt bzw. öffnet, mit einer Anzahl von Öffnungen 20 versehen, die auch im geschlossenen Zustand des Thermostats einen Teil des Kühlmittelstroms durch den ansonsten geschlossenen Thermostat leiten.
Bezugszeichen
1
Motor
2
Umwälzpumpe
3
Abfuhrleitung
4
Thermostat
5
Bypass-Ventil
6
Radiator, Kühler
7
Leitung
8
Zufuhrleitung
9
Zusatzradiator
10
Rückschlagventil
11
Heizung
12
Pumpe
13
Leitung
14
Getriebe
15
Retarder
16
Leitung
17
Wärmetauscher
18
Pumpe
19
Arbeitselement
20
Öffnungen

Claims (3)

  1. Kühlkreislauf für einen Kraftfahrzeugantrieb, wobei ein Kraftfahrzeugmotor (1) mit mindestens einem Radiator (6) über eine Motor-Zufuhr- (8) und eine Motor-Abfuhrleitung (3) verbunden ist, und wobei in die Abfuhrleitung (3) ein Thermostat (4) und ein Bypass-Ventil (5) sowie in die Zufuhrleitung (8) eine Umwälzpumpe (2) eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Bypass-Ventil (5) in Form von Öffnungen (20) in den Thermostat (4) integriert ist.
  2. Kühlkreislauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (20) in einem Arbeitselement (19) des Thermostats (4) angeordnet sind, wobei das Arbeitselement (19) in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur den Thermostat (4) öffnet oder schließt.
  3. Kühlkreislauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen im Gehäuse des Thermostats (4) angeordnet sind.
EP00119100A 1999-09-08 2000-09-04 Kühlkreislauf Withdrawn EP1083309A3 (de)

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