EP2065583A2 - Kühlsystem für einen Kfz-Motor - Google Patents

Kühlsystem für einen Kfz-Motor Download PDF

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EP2065583A2
EP2065583A2 EP08018019A EP08018019A EP2065583A2 EP 2065583 A2 EP2065583 A2 EP 2065583A2 EP 08018019 A EP08018019 A EP 08018019A EP 08018019 A EP08018019 A EP 08018019A EP 2065583 A2 EP2065583 A2 EP 2065583A2
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EP
European Patent Office
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cooling system
inner diameter
degassing
cooling
connecting piece
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Withdrawn
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EP08018019A
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English (en)
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EP2065583A3 (de
Inventor
Peter Wissdorf
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GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
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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
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/02—Liquid-coolant filling, overflow, venting, or draining devices
    • F01P11/028—Deaeration devices
    • 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
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/04—Arrangements of liquid pipes or hoses

Definitions

  • the invention relates to motor vehicles and a cooling system for the engine cooling, a degassing line for connecting a connecting piece of the cooling system to the pressure equalization tank and the use of such a connecting piece for filling the cooling system with cooling water.
  • the internal combustion engine of a motor vehicle is usually cooled by a cooling water circuit.
  • the cooling water heated by the engine flows via cooling water hoses to the radiator where it is cooled down and flows back to the engine at a lower temperature.
  • a filler neck for filling the cooling system is provided with cooling water.
  • a small amount of gas can enter the cooling system via the cylinder head gasket. Furthermore, after repairs to the engine or to the cooling system, air enters the cooling system. These gases or air can cause malfunction of sensors, water pump or thermostat and must therefore be removed from the cooling system. This is done by means of a degassing hose, which leads from a connecting piece of the cooling system, which is arranged at a relatively high position, to a surge tank. This relatively high Position may be on a water hose, on the radiator or on the engine itself.
  • a first aspect of the invention relates to a cooling system for engine cooling of a motor vehicle.
  • This has according to a first embodiment, a connection piece, from which a degassing line leads to a surge tank, wherein the inner diameter of the connecting piece is at least 8 mm.
  • the said cooling system comprises at least one cooler and hoses with which a mechanically driven water cycle can be operated with the engine running.
  • the inner diameter of the degassing line is always chosen to be sufficiently small and usually does not exceed 7 mm. This is the case because the volume flow in the degassing line should not be too large, in order to use the total volume flow of the water pump as completely as possible for the water cooler and the heater. Incidentally, this material, weight and cost of the degassing be saved.
  • the inside diameter of the connection piece is selected with the corresponding dimension. Larger inner diameters should be avoided for the reasons mentioned.
  • the spud is selected to be larger he not only can take over the function of being able to connect the degassing to the cooling system, but can be used in addition to fill cooling water in the cooling water hose can.
  • This approach makes a separate, projecting from the cooling system filler for the filling of the cooling system dispensable and causes the cooling system takes up less space.
  • the filling can for example be such that the degassing is separated from the spigot, a short L-shaped hose is inserted with its end in the spigot, the cooling water is filled by means of a funnel on the L-shaped hose in the cooling system and finally the Degassing line is connected to the connection piece again.
  • the spigot may be part of a water hose, radiator or engine.
  • the degassing lines themselves are preferably made of EPDM, which are designed for a temperature range up to 130 ° C permanently.
  • a first sulfur-hardened type with aramid reinforcement or a second type, which is also sulfur-hardened and has an aramid reinforcement has proved successful, the tube having 0% by weight of thiuram and not more than 0.4% by weight of thiocarbamates
  • the inner diameter of the connecting piece for the degassing line on the cooling system is selected to be greater than 10 mm, preferably at least 13 mm. With these dimensions, a sufficiently rapid filling of the cooling system with cooling water is possible and can be an auxiliary hose, for example.
  • the above-mentioned L-shaped hose for filling of the cooling system easily insert into the connecting piece and thus fill lossless cooling water.
  • the cooling system has no filler neck for filling with cooling water.
  • the inner diameter of the degassing line tapers in at least 1 mm in a transition region, specifically starting from its end region to its middle part, that is from the outside to the inside. This reduction in the inner diameter of the degassing line compensates for the enlarged inner diameter of the connecting piece and thus avoids a too large volume flow in the degassing line. If the inner diameter tapers by at least 4 mm, preferably by at least 7 mm, the effective inner diameter of the degassing line can be limited to a desirable 7 mm or less while the connection opening at the same time being large.
  • a second aspect of the invention relates to a degassing line for connection to a cooling system according to one of the above-mentioned embodiments.
  • This degassing line has an inner diameter, which tapers in a transition region of the degassing line or from outside to inside by at least 1 mm.
  • the inner diameter of the o. Connecting piece is at least 7 mm, the choice of a conventional degassing with this corresponding and thereby constant internal diameter for the reasons mentioned above would be disadvantageous. By the taper this is compensated and the degassing is limited in a transition region to a value of the inner diameter, which is suitable for the function of the degassing.
  • the inner diameter of the degassing line tapers by at least 4 mm, preferably by at least 7 mm. These dimensions are based on the concrete values for the inner diameter of the above-mentioned. Connecting piece.
  • a third aspect of the invention relates to a motor vehicle with a cooling system according to one of the embodiments given above.
  • the connecting piece takes over insofar according to the invention has two functions. On the one hand, the connecting piece is used to connect a degassing line. On the other hand, the connecting piece is used to fill the cooling water system with cooling water. In practice, this is done by the degassing line is disconnected from the connection piece in case of service, the cooling water is filled into the connecting piece, for example, using an L-shaped tube, and after removing the L-shaped tube, the degassing line is reconnected.
  • FIG. 1 schematically a cooling water hose 1 with a filler neck 2 in the form of a filling screw.
  • the filling screw is used to fill the cooling system with cooling water.
  • Laterally projecting a connection piece 3 for a degassing line 4 is arranged.
  • the outer diameter of the connecting piece 3 is slightly smaller than the inner diameter of the degassing line 4, the latter having an inner diameter of 7 mm.
  • Fig. 2 shows the cooling water hose 1 according to the present invention.
  • the connecting piece 3 is provided with a much larger compared to the prior art inner diameter of 16 mm. Slipped over the degassing line 4, the inner diameter is reduced in a transition region 5 of 16 mm to 7 mm.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem für die Motorkühlung eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Anschlussstutzen (3), von dem aus eine Entgasungsleitung (4) zu einem Ausgleichsbehälter führt, wobei der Anschlussstutzen einen Innendurchmesser von mindestens 8 mm besitzt.

Description

  • Die Erfindung betrifft Kraftfahrzeuge sowie ein Kühlsystem für deren Motorkühlung, eine Entgasungsleitung zum Verbinden eines Anschlussstutzens des Kühlsystems an den Druckausgleichsbehälter sowie die Verwendung einer derartigen Anschlussstutzens zum Befüllen des Kühlsystems mit Kühlwasser.
  • Der Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs wird üblicherweise über einen Kühlwasserkreislauf gekühlt. Das vom Motor erhitzte Kühlwasser fließt hierbei über Kühlwasserschläuche zum Kühler, wird dort abgekühlt und fließt mit niedrigerer Temperatur zurück zum Motor. An einer relativ hohen Position des Kühlsystems ist dabei ein Einfüllstutzen zum Befüllen des Kühlsystems mit Kühlwasser vorgesehen.
  • Im Motorbetrieb kann über die Zylinderkopfdichtung eine geringe Menge Gas in das Kühlsystem gelangen. Weiterhin gelangt nach Reparaturen am Motor oder am Kühlsystem Luft in das Kühlsystem. Diese Gase oder die Luft können zu Fehlfunktionen von Sensoren, Wasserpumpe oder Thermostat führen und müssen daher aus dem Kühlsystem entfernt werden. Dies geschieht mithilfe eines Entgasungsschlauchs, der von einem Anschlussstutzen des Kühlsystems, der an einer relativ hohen Position angeordnet ist, zu einem Ausgleichsbehälter führt. Diese relativ hohe Position kann an einem Wasserschlauch, am Kühler oder am Motor selbst liegen.
  • Es ist eine Aufgabe einer Ausführungsform der Erfindung, ein Kühlsystem für die Motorkühlung eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, das weniger Platz beansprucht. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und weitere Ausführungsformen ergeben sich mit den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Kühlsystem für die Motorkühlung eines Kraftfahrzeugs. Dieses besitzt gemäß einer ersten Ausführungsform einen Anschlussstutzen, von dem aus eine Entgasungsleitung zu einem Ausgleichsbehälter führt, wobei der Innendurchmesser des Anschlussstutzens mindestens 8 mm ist.
  • Das genannte Kühlsystem umfasst mindestens einen Kühler sowie Schläuche, mit denen ein bei laufendem Motor mechanisch angetriebener Wasserkreislauf betrieben werden kann. Im Stand der Technik wird der Innendurchmesser der Entgasungsleitung stets hinreichend klein gewählt und überschreitet dabei üblicherweise nicht 7 mm. Dies ist deshalb der Fall, weil der Volumenstrom in der Entgasungsleitung nicht zu groß sein, darf, um den Gesamtvolumenstrom der Wasserpumpe möglichst vollständig für den Wasserkühler und die Heizung nutzen zu können. Im Übrigen werden dadurch Material, Gewicht und Kosten für den Entgasungsschlauch gespart. Der Innendurchmesser des Anschlussstutzens wird mit korrespondierendem Maß gewählt. Größere Innendurchmesser sollten aus den genannten Gründen vermieden werden. Der Anschlussstutzen wird jedoch gemäß der ersten Ausführungsform größer ausgewählt, damit er nicht nur die Funktion übernehmen kann, die Entgasungsleitung an das Kühlsystem anschließen zu können, sondern zusätzlich genutzt werden kann, um Kühlwasser in den Kühlwasserschlauch einfüllen zu können. Dieser Ansatz macht einen gesonderten, vom Kühlsystem abragenden Einfüllstutzen für die Befüllung des Kühlsystems entbehrlich und führt dazu, dass das Kühlsystem weniger Platz beansprucht.
  • Die Befüllung kann beispielsweise derart erfolgen, dass die Entgasungsleitung vom Anschlussstutzen getrennt wird, ein kurzer L-förmiger Schlauch mit seinem Ende in den Anschlussstutzen eingeführt wird, das Kühlwasser mithilfe eines Trichters über den L-förmigen Schlauch in das Kühlsystem eingefüllt wird und zum Schluss die Entgasungsleitung wieder mit dem Anschlussstutzen verbunden wird. Der Anschlussstutzen kann Teil eines Wasserschlauchs, des Kühlers oder des Motors sein.
  • Die Entgasungsleitungen selbst bestehen bevorzugterweise aus EPDM, die für einen Temperaturbereich bis dauerhaft 130°C ausgelegt sind. Bewährt hat sich hierbei ein erster schwefelgehärteter Typ mit Aramidverstärkung oder ein zweiter Typ, der ebenfalls schwefelgehärtet ist und eine Aramidverstärkung besitzt, wobei der Schlauch 0 Gew% Thiuram und maximal 0,4 Gew% Thiocarbamate besitzt
  • Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird der Innendurchmesser des Anschlussstutzens für die Entgasungsleitung am Kühlsystem größer als 10 mm, bevorzugt mindestens 13 mm gewählt. Mit diesen Maßen ist eine hinreichend rasche Befüllung des Kühlsystems mit Kühlwasser möglich und lässt sich ein Hilfsschlauch, bspw. der oben genannte L-förmige Schlauch zum Befüllen des Kühlsystems, problemlos in den Anschlussstutzen einführen und damit verlustfrei Kühlwasser einfüllen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform besitzt das Kühlsystem keinen Einfüllstutzen zum Befüllen mit Kühlwasser. Diese Ausführungsform macht deutlich, dass im Anschlussbereich der Entgasungsleitung kein separater Einfüllstutzen, beispielsweise als Befüllschraube ausgeführt, erforderlich ist und dadurch weniger Platz im Motorraum beansprucht wird. Auf diese Weise kann ein Fahrzeug mit weniger Beschränkungen neu entwickelt werden, weil andere Komponenten freier angeordnet werden können.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass sich der Innendurchmesser der Entgasungsleitung in einem Übergangsbereich, konkret ausgehend von seinem Endbereich zu seinem Mittelteil, also von außen nach innen, um mindestens 1 mm verjüngt. Diese Verkleinerung des Innendurchmessers der Entgasungsleitung kompensiert den vergrößerten Innendurchmesser des Anschlussstutzens und vermeidet insofern einen zu großen Volumenstrom in der Entgasungsleitung. Wenn sich der Innendurchmesser um mindestens 4 mm, bevorzugt um mindestens 7 mm verjüngt, kann bei gleichzeitig großer Anschlussstutzenöffnung der effektive Innendurchmesser der Entgasungsleitung auf wünschenswerte 7 mm oder weniger beschränkt werden.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Entgasungsleitung zum Anschluss an ein Kühlsystem gemäß einer der oben genannten Ausführungsformen. Diese Entgasungsleitung besitzt einen Innendurchmesser, der sich in einem Übergangsbereich der Entgasungsleitung bzw. von außen nach innen um mindestens 1 mm verjüngt.
  • Da der Innendurchmesser des o. g. Anschlussstutzens mindestens 7 mm ist, wäre die Wahl einer konventionellen Entgasungsleitung mit hierzu korrespondierendem und dabei konstantem Innendurchmesser aus den oben genannten Gründen nachteilig. Durch die Verjüngung wird dies ausgeglichen und wird die Entgasungsleitung in einem Übergangsbereich auf einen Wert des Innendurchmessers beschränkt, der für die Funktion der Entgasungsleitung geeignet ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform verjüngt sich der Innendurchmesser der Entgasungsleitung um mindestens 4 mm, bevorzugt um mindestens 7 mm. Diese Maße orientieren sich an den konkreten Werten für den Innendurchmesser des o. g. Anschlussstutzens.
  • Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Kühlsystem nach einem der oben angegebenen Ausführungsformen. Durch die Verwendung des Anschlussstutzens mit vergrößertem Innendurchmesser beansprucht diese wegen des nicht mehr benötigten separaten Einfüllstutzens weniger Platz, insbesondere an seiner höchsten Stelle bezogen auf seine Einbauposition im Motorraum, sodass andere Komponenten freier angeordnet werden können und der vorhandene Bauraum insgesamt vergrößert wird.
  • Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird die Verwendung eines für eine Entgasungsleitung bestimmten Anschlussstutzens eines für die Motorkühlung eines Kraftfahrzeugs bestimmten Kühsystems zum Befüllen mit Kühlwasser vorgeschlagen. Der Anschlussstutzen übernimmt insofern gemäß der Erfindung zwei Funktionen. Zum einen dient der Anschlussstutzen zum Anschließen einer Entgasungsleitung. Zum anderen dient der Anschlussstutzen zum Befüllen des Kühlwassersystems mit Kühlwasser. In der Praxis erfolgt dies dadurch, dass im Servicefall die Entgasungsleitung vom Anschlussstutzen getrennt wird, das Kühlwasser beispielsweise unter Einsatz eines L-förmigen Schlauches in den Anschlussstutzen eingefüllt wird, und nach dem Herausziehen des L-förmigen Schlauches die Entgasungsleitung erneut angeschlossen wird.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der beanspruchten Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erkennbar, die nachfolgend als nicht beschränkende Beispiele angegeben sind. Hierbei soll die Benutzung von Bezugszeichen in den Figuren nicht dahingehend verstanden werden, dass die Bezugszeichen den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung einschränken sollen. Es zeigen:
    • Fig. 1 einen Kühlwasserschlauch nach dem Stand der Technik,
    • Fig. 2 einen Kühlwasserschlauch gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • Bei den Figuren, die allgemein mit gleichen Bezugszeichen gleiche Gegenstände bezeichnen, zeigt Fig. 1 schematisch einen Kühlwasserschlauch 1 mit einem Einfüllstutzen 2 in der Form einer Befüllschraube. Die Befüllschraube dient dem Befüllen des Kühlsystems mit Kühlwasser. Seitlich abragend ist ein Anschlussstutzen 3 für eine Entgasungsleitung 4 angeordnet. Der Außendurchmesser des Anschlussstutzens 3 ist dabei geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Entgasungsleitung 4, wobei Letzterer einen Innendurchmesser von 7 mm hat.
  • Fig. 2 zeigt den Kühlwasserschlauch 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei diesem ist der Anschlussstutzen 3 mit einem im Vergleich zum Stand der Technik deutlich größeren Innendurchmesser von 16 mm versehen. Darüber gestülpt ist die Entgasungsleitung 4, deren Innendurchmesser in einem Übergangsbereich 5 von 16 mm auf 7 mm reduziert wird. Wie ersichtlich befindet sich an dieser Stelle des Anschlussstutzens 3 kein Einfüllstutzen 2 zum Befüllen von Kühlwasser, sodass der entsprechende Bauraum dieses Einfüllstutzens 2 nicht mehr benötigt wird. Auf diese Weise können in diesem Bereich des Anschlussstutzens 3 andere Komponenten leichter angeordnet werden und der vorhandene Bauraum nunmehr freier genutzt werden.
  • Obwohl vorstehend konkrete Ausführungsformen beschrieben wurden, wird der Fachmann erkennen, dass die Beschreibung dieser Ausführungsformen nicht zum Zweck hat, die Erfindung in der angegebenen Form zu beschränken. Die Erfindung soll vielmehr alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen umfassen, die in den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung fallen.
    • Bezugszeichenliste
    • 01
    Kühlwasserschlauch
    02
    Einfüllstutzen
    03
    Anschlussstutzen
    04
    Entgasungsleitung
    05
    Übergangsbereich

Claims (9)

  1. Kühlsystem für die Motorkühlung eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Anschlussstutzen (3), von dem aus eine Entgasungsleitung (4) zu einem Ausgleichsbehälter führt, wobei der Anschlussstutzen einen Innendurchmesser von mindestens 8 mm besitzt.
  2. Kühlsystem nach Anspruch 1, bei dem der Innendurchmesser des Anschlussstutzens größer als 10 mm, bevorzugt mindestens 13 mm ist.
  3. Kühlsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, das ohne einen Einfüllstutzen (2) zum Befüllen mit Kühlwasser ausgestattet ist.
  4. Kühlsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem sich der Innendurchmesser der Entgasungsleitung in einem Übergangsbereich (5) um mindestens 1 mm verjüngt.
  5. Kühlsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem sich der Innendurchmesser der Entgasungsleitung um mindestens 4 mm, bevorzugt um mindestens 7 mm verjüngt.
  6. Entgasungsleitung (4) zum Anschluss an ein Kühlsystem für die Motorkühlung eines Kraftfahrzeugs, deren Innendurchmesser sich in einem Übergangsbereich (5) um mindestens 1 mm verjüngt.
  7. Entgasungsleitung nach Anspruch 6, deren Innendurchmesser sich um mindestens 4 mm, bevorzugt um mindestens 7 mm verjüngt.
  8. Kraftfahrzeug mit einem Kühlsystem nach einem der vorherigen Ansprüche.
  9. Verwendung eines Anschlussstutzens (3) für die Entgasungsleitung (4) eines für die Motorkühlung eines Kraftfahrzeugs bestimmten Kühlsystems zum Befüllen mit Kühlwasser.
EP08018019A 2007-11-30 2008-10-15 Kühlsystem für einen Kfz-Motor Withdrawn EP2065583A3 (de)

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