EP1529157A1 - Koppelbare kühlmittelpumpen - Google Patents

Koppelbare kühlmittelpumpen

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Publication number
EP1529157A1
EP1529157A1 EP03747878A EP03747878A EP1529157A1 EP 1529157 A1 EP1529157 A1 EP 1529157A1 EP 03747878 A EP03747878 A EP 03747878A EP 03747878 A EP03747878 A EP 03747878A EP 1529157 A1 EP1529157 A1 EP 1529157A1
Authority
EP
European Patent Office
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coolant pump
coolant
pump
clutch
transmission gear
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03747878A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yasar Kaya
Willi Weber
Martin Zeilinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
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Publication date
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/021—Units comprising pumps and their driving means containing a coupling
    • 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
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • F01P5/12—Pump-driving arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/12—Combinations of two or more pumps
    • F04D13/14—Combinations of two or more pumps the pumps being all of centrifugal type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0072—Installation or systems with two or more pumps, wherein the flow path through the stages can be changed, e.g. series-parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • F01P2005/105—Using two or more pumps

Definitions

  • the invention relates to a coolant circuit of an internal combustion engine with a first coolant pump and a second coolant pump driven by the internal combustion engine, the first coolant pump and the second coolant pump being connectable via a coupling.
  • a coolant pump with two axially aligned pump wheels is already known from DT 1476365.
  • the first pump wheel is firmly connected to the drive shaft.
  • the second pump wheel can be connected to the first pump wheel via a pressure-controlled coupling, the control pressure depending on the temperature of the liquid being conveyed.
  • the object of the invention is to design and arrange a coolant pump in such a way that optimum cooling of the internal combustion engine is ensured.
  • the object is achieved in that the clutch is assigned a transmission gear or that the clutch has a transmission gear or is operatively connected to a transmission gear.
  • the second coolant pump can thus be very small in accordance with the transmission ratio.
  • an additional possibility is that the first coolant pump and the second coolant pump are arranged in a common housing.
  • joint pre-assembly and, if necessary, a joint test run are possible.
  • the transmission ratio i of the transmission gear is between 0.05 and 0.9, in particular between 0.2 and 0.5.
  • the speed of the second coolant pump can thus be adjusted according to its size and the necessary delivery rate or cooling capacity.
  • a favorable operating point can be reached at the intersection of the motor characteristic and the pump characteristic.
  • the second coolant pump has a suction line and a pressure line, a check valve being provided within the suction line and / or within the pressure line.
  • the first coolant pump is positively and / or non-positively connected to the internal combustion engine or a separate motor.
  • the first coolant pump can also be provided with an electric motor or a pneumatic drive.
  • the ratio of the specific delivery capacity of the first coolant pump and the second coolant pump is between 1.5 and 10, in particular between 2 and 6.
  • the clutch is automatic and / or. has manually operable control part and the transmission ratio i of the clutch can be changed automatically and / or manually, the clutch being assigned a control element with a temperature sensor that detects the coolant temperature of the coolant in the cooling circuit.
  • the automatic control of the speed or the delivery rate ensures the use of a control unit that at least the coolant temperature and possibly. further parameters of the internal combustion engine such. B. takes the speed into account.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a first
  • Coolant pump and a second coolant pump are provided.
  • the first coolant pump 1 shown in FIG. 1 has a pump shaft 1.3 and is driven by a pulley 6. On a side of the pump shaft 1.3 opposite the pulley 6, it is mechanically connected to a clutch 3.
  • the clutch 3 is a Assigned transmission gear 4, which translates the speed of the first coolant pump 1 to a higher speed.
  • the transmission 4 is infinitely variable, the transmission ratio i being between 0.2 and 0.8.
  • the clutch 3 or the transmission gear 4 is in turn mechanically connected to a second coolant pump 2 or to a pump shaft 2.4 of the second coolant pump 2.
  • Both coolant pumps 1, 2 are supplied with coolant via a common coolant supply line 7 and a suction line 1.1, 2.1, respectively. Via the pressure line 1.2 and the pressure line 2.2, the coolant is led into a common coolant channel -8 and from there to the internal combustion engine, not shown.
  • a check valve 2.3 is arranged within the suction line 2.1 of the second coolant pump 2.
  • the check valve 2.3 can also be provided within the pressure line 2.2 of the second coolant pump 2.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine erste Kühlmittelpumpe (1) einer Brennkraftmaschine, der eine zweite Kühlmittelpumpe (2) zugeordnet ist. Beide erste Kühlmittelpumpen (1, 2) stehen über eine Kupplung (3) in Wirkverbindung, wobei der Kupplung (3) ein Übersetzungsgetriebe (4) zugeordnet ist.

Description

Koppelbare Kühlmittelpumpen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kühlmittelkreislauf einer Brennkraftmaschine mit einer, von der Brennkraftmaschine angetriebenen ersten Kühlmittelpumpe und einer zweiten Kühlmittelpumpe, wobei die erste Kühlmittelpumpe und die zweite Kühlmittelpumpe über eine Kupplung verbindbar sind.
Es ist bereits eine Kühlmittelpumpe mit zwei axial fluchtenden Pumpenrädern aus der DT 1476365 bekannt. Das erste Pumpenrad ist mit der Antriebswelle fest verbunden. Das zweite Pumpenrad ist über eine druckgesteuerte Kupplung mit dem ersten Pumpenrad verbindbar, wobei der Steuerdruck von der Temperatur der geförderten Flüssigkeit abhängt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlmittelpumpe derart auszubilden und anzuordnen, dass eine optimale Kühlung der Brennkraftmaschine gewährleistet ist.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass der Kupplung ein Übersetzungsgetriebe zugeordnet ist bzw. dass die Kupplung ein Übersetzungsgetriebe aufweist oder mit einem Übersetzungsgetriebe in Wirkverbindung steht. Hierdurch wird erreicht, dass die Kühlleistung der zweiten Kühlmittelpumpe unabhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine bestimmt werden kann. Die zweite Kühlmittelpumpe kann somit entsprechend des Übersetzungsverhältnisses sehr klein ausfallen. Hierzu ist es vorteilhaft, dass die erste Kühlmittelpumpe und die zweite Kühlmittelpumpe mit der Kupplung und/oder mit dem Übersetzungsgetriebe form- und/oder kraftschlüssig verbunden sind. Durch die Verwendung einer formschlüssigen Verbindung werden Übertragungsverluste vermieden.
Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, dass die erste Kühlmittelpumpe und die zweite Kühlmittelpumpe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Somit sind neben einer effizienten Bauraumnutzung eine gemeinsame Vormontage und ggf. ein gemeinsamer Testlauf möglich.
Ferner ist es vorteilhaft, dass das Übersetzungsverhältnis i des Übersetzungsgetriebes zwischen 0,05 und 0,9, insbesondere zwischen 0,2 und 0,5 ist. Die Drehzahl der zweiten Kühlmittelpumpe kann somit entsprechend ihrer Baugröße und der notwendigen Förderleistung bzw. Kühlleistung eingestellt werden. Zudem ist ein günstiger Betriebspunkt im Schnittpunkt von der Motorkennlinie und der Pumpenkennlinie erreichbar.
Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass die zweite Kühlmittelpumpe eine Saugleitung und eine Druckleitung aufweist, wobei innerhalb der Saugleitung und/oder innerhalb der Druckleitung ein Rückschlagventil vorgesehen ist. Bei einer höheren Pump- bzw. Förderleistung der ersten Kühlmittelpumpe kann somit kein Kühlmittel von der Druckleitung der ersten Kühlmittelpumpe ausgehend über die zweite Kühlmittelpumpe zurück in die Kühlmittelzuführleitung fließen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, dass die erste Kühlmittelpumpe mit der Brennkraftmaschine oder einem separaten Motor form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist. Die erste Kühlmittelpumpe kann auch mit einem Elektromotor oder einem pneumatischen Antrieb versehen sein.
Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass das Verhältnis der spezifischen Förderleistung von der ersten Kühlmittelpumpe und der zweiten Kühlmittelpumpe zwischen 1,5 und 10,- insbesondere zwischen 2 und 6 ist.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dass die Kupplung ein automatisches und/oder ein . manuell bedienbares Steuerteil aufweist und das Übersetzungsverhältnis i der Kupplung automatisch und/oder manuell veränderbar ist, wobei der Kupplung ein die Kühlmitteltemperatur des Kühlmittels im Kühlkreislauf erfassendes Steuerelement mit einem Temperatursensor zugeordnet ist. Die automatische Regelung der Drehzahl bzw. der Förderleistung gewährleistet den Einsatz eines Steuergeräts, das zumindest die Kühlmitteltemperatur und ggf . weitere Parameter der Brennkraftmaschine wie z. B. die Drehzahl berücksichtigt.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt.
Dabei zeigt :
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten
Kühlmittelpumpe und einer zweiten Kühlmittelpumpe.
Die in Figur 1 dargestellte erste Kühlmittelpumpe 1 weist eine Pumpenwelle 1.3 auf und wird über eine Riemenscheibe 6 angetrieben. An einer der Riemenscheibe 6 gegenüberliegenden Seite der Pumpenwelle 1.3 ist diese mit einer Kupplung 3 mechanisch verbunden. Der Kupplung 3 ist ein Übersetzungsgetriebe 4 zugeordnet, welches die Drehzahl der ersten Kühlmittelpumpe 1 auf eine höhere Drehzahl übersetzt . Das Übersetzungsgetriebe 4 ist stufenlos ausgebildet, wobei das Übersetzungsverhältnis i zwischen 0,2 und 0,8 beträgt.
Die Kupplung 3 bzw. das Übersetzungsgetriebe 4 ist wiederum mit einer zweiten Kühlmittelpumpe 2 bzw. mit einer Pumpenwelle 2.4 der zweiten Kühlmittelpumpe 2 mechanisch verbunden.
Beide Kühlmittelpumpen 1, 2 werden über eine gemeinsame Kühlmittelzuführleitung 7 und jeweils eine Saugleitung 1.1, 2.1 mit Kühlmittel versorgt. Über die Druckleitung 1.2 und die Druckleitung 2.2 wird das Kühlmittel in einen gemeinsamen Kühlmittelkanal -8 und von dort zur nicht dargestellten Brennkraftmaschine geführt.
Innerhalb der Saugleitung 2.1 der zweiten Kühlmittelpumpe 2 ist ein Rückschlagventil 2.3 angeordnet. Das Rückschlagventil 2.3 kann auch innerhalb der Druckleitung 2.2 der zweiten Kühlmittelpumpe 2 vorgesehen sein.
Bezugszeichenliste
1 erste Kühlmittelpumpe
1.1 Saugleitung
1.2 Druckleitung
1.3 Pumpenwelle
2 zweite Kühlmittelpumpe
2.1 Saugleitung
2.2 Druckleitung
2.3 Ruckschlagventi1
2.4 Pumpenwe11e
3 Kupplung
4 Übersetzungsgetriebe
5 Steuerelement
5.1 Temperatursensor
6 Riemenscheibe
7 Kühlmittelzuführleitung
8 Kühlmittelkanal

Claims

Patentansprüche
1. Kühlmittelkreislauf einer Brennkraftmaschine mit einer über die Brennkraftmaschine angetriebenen ersten Kühlmittelpumpe (1) und einer zweiten
Kühlmittelpumpe (2) , wobei die erste Kühlmittelpumpe (1) und die zweite Kühlmittelpumpe (2) über eine Kupplung (3) verbindbar sind, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kupplung (3) ein Übersetzungsgetriebe (4) zugeordnet ist oder dass die Kupplung (3) mit einem Übersetzungsgetriebe (4) in Wirkverbindung steht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die erste Kühlmittelpumpe (1) und die zweite Kühlmittelpumpe (2) mit der Kupplung (3) und/oder mit dem Übersetzungsgetriebe (4) form- und/oder kraftschlüssig verbunden sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die erste Kühlmittelpumpe (1) und die zweite Kühlmittelpumpe (2) in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach einem' der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Übersetzungsverhältnis i des Übersetzungsgetriebes (4) zwischen 0,05 und 0,9, insbesondere zwischen 0,2 und 0,5 ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c-h g e k e n n z e i c h n e t , dass die zweite Kühlmittelpumpe (2) eine Saugleitung (2.1) und eine Druckleitung (2.2) aufweist, wobei innerhalb der Saugleitung (2.1) und/oder innerhalb der Druckleitung (2.2) ein Rückschlagventil (2.3) vorgesehen ist .
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die erste Kühlmittelpumpe (1) mit der Brennkraftmaschine oder einem separaten Motor form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Verhältnis der spezifischen Förderleistung von der ersten Kühlmittelpumpe (1) und der zweiten Kühlmittelpumpe (2) zwischen 1,5 und 10, insbesondere zwischen 2 und 6 ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kupplung (3) ein automatisches und/oder ein manuell bedienbares Steuerteil aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Übersetzungsverhältnis i der Kupplung (3) automatisch und/oder manuell veränderbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kupplung (3) ein die Kühlmitteltemperatur erfassendes Steuerelement (5) mit einem Temperatursensor (5.1) zugeordnet ist.
EP03747878A 2002-08-17 2003-08-06 Koppelbare kühlmittelpumpen Withdrawn EP1529157A1 (de)

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PCT/EP2003/008678 WO2004022939A1 (de) 2002-08-17 2003-08-06 Koppelbare kühlmittelpumpen

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EP1529157A1 true EP1529157A1 (de) 2005-05-11

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ID=31197063

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US (1) US7032546B2 (de)
EP (1) EP1529157A1 (de)
DE (1) DE10237778B4 (de)
WO (1) WO2004022939A1 (de)

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