NL8102340A

NL8102340A - METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING THE TEMPERATURE OF THE COOLING MEDIUM FOR A HEAT SOURCE WITH VARIABLE HEAT OUTPUT.

Info

Publication number: NL8102340A
Application number: NL8102340A
Authority: NL
Original assignee: Stork Werkspoor Diesel Bv
Priority date: 1981-05-12
Filing date: 1981-05-12
Publication date: 1982-12-01
Also published as: GB2112924A; GB2112924B; WO1982004095A1; GB8300068D0

Description

Hw/Mv/Stork 2 -1- Γ rHw / Mv / Stork 2 -1- Γ r

Werkwijze en inrichting voor het regelen van de temperatuur van het koelmedium bij een warmtebron met variabele warmte-opbrengstMethod and device for controlling the temperature of the cooling medium at a heat source with variable heat output

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het regelen van de temperatuur van het koelmedium bij een warmtebron met variabele warmteopbrengst, zoals een watergekoelde inwendige verbrandingsmotor, waarbij 5 de koelkringloop bestaat uit een via een heen- en terugvoer-leiding met de warmtebron verbonden warmtewisselaar en een parallel hieraan tussen heen- en terugvoerleiding aangebrachte omloopleiding.The invention relates to a method for controlling the temperature of the cooling medium at a heat source with variable heat output, such as a water-cooled internal combustion engine, wherein the cooling circuit consists of a heat exchanger connected to the heat source via a return and return pipe and a bypass arranged parallel to this between the return and return lines.

Bij de bekende regelsystemen in een 10 koelkringloop voor bijvoorbeeld dieselmotoren worden bijvoorbeeld temperatuurgevoelige uitzettingselementen toegepast, welke kleppen in de leidingen sturen, zodanig dat bij een toenemende motorbelasting het verhoogde warmte-aanbod door middel'van meer koeling door een warmtewisselaar wordt 15 afgevoerd. De tot nu toe bekende regelsystemen hebben daarbij echter een stijgende temperatuurkarakteristiek, dat wil zeggen dat bij toenemende motorbelasting de temperatuur in de heenvoerleiding toeneemt. Het· bezwaar van een dergelijk systeem is echter dat bij lage belasting van bijvoorbeeld de 20 dieselmotor grote slijtage kan ontstaan als gevolg van de vorming van corrosief condens dat op de te koude cilinder-wanden neerslaat.In the known control systems in a cooling cycle for, for example, diesel engines, temperature-sensitive expansion elements are used, which control valves in the pipes, such that with an increasing engine load the increased heat supply is removed by means of more cooling through a heat exchanger. However, the previously known control systems have an increasing temperature characteristic, that is to say that the temperature in the return pipe increases with increasing engine load. The drawback of such a system is, however, that at a low load on, for example, the diesel engine, great wear can occur as a result of the formation of corrosive condensation which precipitates on the cylinder walls that are too cold.

Het doel van de uitvinding is om een regelwijze te verschaffen, waarmee een temperatuurdalend 25 karakter bij toenemende motorbelasting wordt bereikt, dat wil zeggen dat de koelmediumtemperatuur in de motor bij lage belasting op een niveau ligt dat hoger is dan wat is vereist bij vollast.The object of the invention is to provide a control method which achieves a temperature-decreasing character with increasing engine load, ie the cooling medium temperature in the engine at low load is at a level higher than what is required at full load.

De werkwijze volgens de uitvinding onder-30 scheidt zich doordat afhankelijk van het temperatuurverschil 8102340 -2- i \ r a van het koelmedium in heen- of omloopleiding en terugvoerleiding, alsmede van de absolute temperatuurwaarden daarvan, een zodanige volumehoeveelheid aan koelmedium door de warmtewisselaar heen wordt gestuurd, dat een nieuwe 5 evenwichtssituatie ontstaat, waarbij bij toegenomen warmte-opbrengst de temperatuur in de heenvoerleiding is afgenomen.The process according to the invention is distinguished in that such a volume quantity of cooling medium is passed through the heat exchanger depending on the temperature difference of the cooling medium in the return or bypass pipe and the return pipe, as well as the absolute temperature values thereof. controlled, that a new equilibrium situation arises, in which the temperature in the return pipe has decreased with increased heat yield.

Het voordeel dat met de voorgestelde werkwijze wordt bereikt is, dat de regeling continu kan geschieden, dat wil zeggen dat bij élke motorbelasting de optimale koel-10 mediumtemperatuur kan worden bereikt.The advantage that is achieved with the proposed method is that the control can be carried out continuously, that is to say that the optimum cooling medium temperature can be achieved with each engine load.

Bij dieselmotoren met drukvulling waarbij de verbrandingslucht na de drukvulgroep in een luchtkoeler met een koelmedium wordt gekoeld, bestaat de wens bij hoge motor-belasting warmte te onttrekken en bij lage belasting warmte 15 toe te voeren aan de verbrandingslucht. De uitvinding verschaft een regelwijze die eveneens aan deze wens voldoet. Hierbij wordt de luchtkoeler opgenomen in de terugvoerleiding van het koelmedium.With supercharged diesel engines where the combustion air is cooled after the supercharging group in an air cooler with a cooling medium, there is a desire to extract heat at high engine load and to supply heat at low load to the combustion air. The invention provides a control method which also satisfies this desire. The air cooler is included in the return pipe of the cooling medium.

Teneinde de bij vplle motorbelasting gewenste 20 lage temperatuur in de terugvoerleiding te bereiken, wordt volgens de uitvinding slechts een deel van de totale hoeveelheid 'koelmedium voor de beoogde regeling over de warmtewisselaar gevoerd, waarbij het resterende deel in een neven omloopleiding wordt gecirculeerd.In order to achieve the low temperature in the return pipe desired at full engine load, according to the invention only part of the total amount of cooling medium for the intended control is passed over the heat exchanger, the remainder being circulated in a secondary bypass.

25 Volgens de voorgestelde regelwijze zal de temperatuur in de terugvoerleiding, en wel voor de luchtkoeler, sterk oplopen bij afnemende motorbelasting.25 According to the proposed control method, the temperature in the return pipe, in front of the air cooler, will rise sharply with decreasing engine load.

Daar de temperatuur van de verbrandingslucht voor de luchtkoeler daalt bij afnemende motorbelasting, zal beneden een 30 bepaalde belasting de temperatuur van het koelmedium de temperatuur van de verbrandingslucht overschrijden, waardoor warmte aan de verbrandingslucht wordt toegevoerd. Het voordeel van voorgestelde werkwijze is, dat door de verwarming van de verbrandingslucht in het lage belastingsgebied 35 condensvorming en als gevolg hiervan grote slijtage wordt voorkomen, en bovendien betere ontstekings- en verbrandingscondities worden bereikt. .< 8102340 r i -3-Since the temperature of the combustion air for the air cooler decreases with decreasing engine load, below a certain load the temperature of the cooling medium will exceed the temperature of the combustion air, so that heat is supplied to the combustion air. The advantage of the proposed method is that heating of the combustion air in the low-load area 35 prevents condensation and, as a result, great wear, and moreover improves ignition and combustion conditions. . <8102340 r i -3-

Indien een nog snellere temperatuurtoename bij de van vollast uit dalende belasting wordt gewenst, verschaft de voorgestelde regelwijze de mogelijkheid om de toe- of afname van de doorlaat in de neven omloopleiding in dezelfde 5 zin als de toe- of afname van de koelmediumdoorlaat over de warmtewisselaar te regelen. Hiermee wordt het punt waar de temperatuur van het koelmedium in de terugvoerleiding de temperatuur van de verbrandingslucht overschrijdt naar een hogere motorbelasting verschoven.If an even faster temperature increase is desired at the full load from falling load, the proposed control method provides the possibility of increasing or decreasing the passage in the secondary bypass in the same sense as increasing or decreasing the cooling medium passage over the heat exchanger. to arrange. This shifts the point where the temperature of the cooling medium in the return pipe exceeds the temperature of the combustion air to a higher engine load.

10 Voor het verkrijgen van een snelle response van het regelsysteem wordt gebruik gemaakt van een beperkt temperatuurtraject in de terugvoerleiding tussen een maximale respectievelijk minimale waarde.In order to obtain a fast response from the control system, use is made of a limited temperature range in the return line between a maximum and minimum value, respectively.

Volgens de uitvinding wordt derhalve bij het 15 bereiken van een vooraf ingestelde maximum- respectievelijk minimumtemperatuur in de terugvoerleiding, de toevoer van de hoeveelheid koelmedium naar de warmtewisselaar geregeld door alleen de temperatuur in de heenvoerleiding.According to the invention, therefore, upon reaching a preset maximum or minimum temperature in the return line, the supply of the amount of cooling medium to the heat exchanger is controlled by only the temperature in the return line.

De uitvinding heeft ook betrekking op een 20 inrichting voor het uitvoeren van de hierboven beschreven regelwijze, welke inrichting is toegepast bij een watergekoelde inwendige verbrandingsmotor, bijvoorbeeld dieselmotor en is opgenomen in een koelkringloop, bestaande uit een via de heen- en terugvoerleiding op de motor 25 aangesloten warmtewisselaar en een direct tussen heen- en terugvoerleiding aangebrachte omloopleiding.The invention also relates to a device for carrying out the above-described control method, which device has been applied to a water-cooled internal combustion engine, for example a diesel engine, and is incorporated in a cooling circuit, consisting of a return pipe on the engine. connected heat exchanger and a bypass installed directly between the return and return lines.

De inrichting onderscheidt zich volgens de uitvinding doordat in de heen- of ojnloopleiding en terugvoerleiding telkens een temperatuurgevoelig element is 30 aangebracht, waarbij een door beide temperatuurgevoelige elementen gestuurde omzetter een klepstelsel bedient voor het afsluiten respectievelijk openen van de omloopleiding en in combinatie daarmee het openen, respectievelijk sluiten van de warmtewisselaar.The device is distinguished according to the invention in that a temperature-sensitive element is each arranged in the return or return pipe and the return pipe, wherein a converter controlled by both temperature-sensitive elements serves a valve system for closing or opening the by-pass pipe and in combination opening it, respectively closing the heat exchanger.

35 De omzetter kan op verschillende wijzen zijn uitgevoerd, bijvoorbeeld elektronisch, hydraulisch, : * pneumatisch of mechanisch. Volgens een mechanische uitvoering « ..The converter can be designed in various ways, for example electronic, hydraulic, * pneumatic or mechanical. According to a mechanical version «..

is een koppelhefboom scharnierend verbonden met twee 81 0 2 3 40 -4- 4 % temperatuurgevoelige uitzettingsorganen, welke koppelhefboom voorts is verbonden met het klepstelsel. Hier wordt derhalve de temperatuurverandering direct omgezet in een plaatsverandering van de koppelhefboom, dat wil, zeggen een 5 translatie respectievelijk rotatie daarvan, welke beide bewegingen kunnen worden overgebracht op een verplaatsing van een hefboom- of tandwielstelsel voor de in de leidingen op te .nemen kleppen.a coupling lever is hingedly connected to two 81 0 2 3 40 -4-4% temperature sensitive expansion members, which coupling lever is further connected to the valve assembly. Here, therefore, the temperature change is directly converted into a change of position of the coupling lever, that is to say a translation or rotation thereof, both movements of which can be transferred to a displacement of a lever or gear system for the valves to be incorporated in the pipes .

Is de koelkringloop uitgevoerd met een neven-10 omloopleiding tussen heen- en terugvoerleiding dan kan de omzetter volgens de uitvinding tevens een klep voor het regelen van de doorlaat in die nevenomloopleiding bedienen, zodanig dat deze in dezelfde zin plaatsvindt als die voor de doorlaat in de warmtewisselaari 15 Bovengenoemde en andere kenmerken van de uitvinding zullen nader worden toegelicht in de hieronder . staande figuurbeschrijving van een tweetal uitvoeringsvoorbeelden van een koelkringloop bij een dieselmotor.If the cooling circuit is equipped with a secondary by-pass pipe between the return and return pipe, the converter according to the invention can also operate a valve for regulating the passage in that secondary circulation pipe, such that it takes place in the same sense as that for the passage in the heat exchangers The above and other features of the invention will be further explained in the following. standing figure description of two exemplary embodiments of a cooling cycle with a diesel engine.

20 In de tekening hebben fig. 1 tot en met 4 betrekking op de eerste uitvoeringsvorm.In the drawing, Figures 1 to 4 relate to the first embodiment.

Fig. 1 een schema van een koelkringloop in een eerste uitvoeringsvorm,Fig. 1 is a schematic diagram of a cooling circuit in a first embodiment,

Fig. 2 en 3 een tweetal grafieken waarin de 25 temperatuur respectievelijk de volumestroom van het koelmedium is uitgezet tegen de mate van belasting van de motor.Fig. 2 and 3 are two graphs in which the temperature and the volume flow of the cooling medium are plotted versus the degree of load on the engine.

Fig. 4 een schematische afbeelding van een regelklep met bijbehorende besturingsinrichting voor een 30 regelsysteem volgens fig. 1.Fig. 4 is a schematic representation of a control valve with associated control device for a control system according to FIG. 1.

De fig. 5 tot en met 8 hebben betrekking op de tweede uitvoeringsvorm.Figures 5 to 8 relate to the second embodiment.

Fig. 5 een schema van een tweede uitvoeringsvorm van een koelkringloop bij een dieselmotor.Fig. 5 is a diagram of a second embodiment of a cooling cycle in a diesel engine.

35 Fig. 6 en 7 een tweetal grafieken waarin de temperatuur respectievelijk volumestroom van het koelmedium is uitgezet tegen de mate van belasting van de motor.FIG. 6 and 7 are two graphs in which the temperature or volume flow of the cooling medium is plotted against the degree of load on the engine.

Fig. 8 een klepstelsel toegepast bij de koel- m . ··,*♦-.· 8102340 r % . -5- kringloop volgens fig. 5Fig. 8 a valve system used in the cooling m. ··, * ♦ -. 8102340 r%. -5- cycle according to fig. 5

In fig. 1 is met het cijfer 1 schematisch een inwendige verbrandingsmotor, bijvoorbeeld dieselmotor aangegeven, welke is voorzien van een koelkringloop die 5 bestaat uit een warmtewisselaar 2, een naar die wisselaar toe leidende heenvoerleiding 3 en een vanaf die wisselaar naar de motor voerende terugvoerleiding 4. Tussen de heen-respectievelijk terugvoerleiding 3, 4 is een omloopleiding 5 over de warmtewisselaar 2 aangebracht. Een nevenomloopleiding 10 6 met een bepaalde vooraf ingestelde doorlaat voert direct een hoeveelheid koelmedium van de leiding 3 naar 4. Voor de samenkomst van leiding 4 en 6 is in de terugvoerleiding 4 een luchtkoeler 7 voor het afkoelen of verwarmen van gecomprimeerde verbrandingslucht voor de motor 1 opgenomen.In Fig. 1, numeral 1 schematically indicates an internal combustion engine, for example a diesel engine, which is provided with a cooling circuit consisting of a heat exchanger 2, a return pipe 3 leading to that exchanger and a return pipe leading from that exchanger to the engine. 4. A by-pass line 5 is arranged over the heat exchanger 2 between the return and return lines 3, 4 respectively. An auxiliary bypass line 10 6 with a predetermined orifice has a direct flow of cooling medium from line 3 to 4. For the convergence of lines 4 and 6, return pipe 4 has an air cooler 7 for cooling or heating compressed combustion air for the engine 1 included.

15 Bij de samenkomst van terugvoerleiding 4, omloopleiding 5, alsmede de afvoer 12 van de warmtewisselaar 2^ is .een.-klepstelsel 8 geplaatst.At the meeting of return line 4, bypass line 5, as well as the outlet 12 of the heat exchanger 21, a valve system 8 is placed.

Een circulatiepomp 9 verzorgt de circulatie van het koelmedium door de kringlopen.A circulation pump 9 ensures the circulation of the cooling medium through the cycles.

20 In de omloopleiding 5 respectievelijk de terugvoerleiding 4 is een temperatuurgevoelig uitzettings-orgaan 10 respectievelijk 11 geplaatst, welke het klepstelsel · 8 bedienen door middel van een koppelhefboom, die scharnierend aan beide voornoemde organen is bevestigd.A temperature-sensitive expansion member 10 and 11 respectively, which operate the valve assembly 8 by means of a coupling lever, which is hinged to both aforementioned members, is placed in the bypass line 5 and the return line 4, respectively.

25 De stand van het klepstelsel 8, gegeven door de waarde van de temperaturen van het koelmedium bij de uitzettingsorganen, bepaalt de verdeling van de koelmediumstroom over de omloopleiding 5 en de warmtewisselaar 2. Dit geschiedt zodanig dat bij toenemèndé' moforbelasting de koelmediumtemperatuur in 30 zowel de heen- als terugvoerleiding afneemt, totdat een nieuwe evenwichtssituatie is bereikt.The position of the valve system 8, given by the value of the temperatures of the cooling medium at the expansion members, determines the distribution of the cooling medium flow over the bypass line 5 and the heat exchanger 2. This is done in such a way that with increasing load the cooling medium temperature in both the return and return lines decrease until a new equilibrium situation is reached.

Een en ander wordt grafisch uitgebeeld in de figuren 2 en 3. ’ . *All this is graphically depicted in Figures 2 and 3. ". *

In fig. 2 is de koelmediumtemperatuur op 35 verschillende plaatsen in de kringloop uitgezet tegen de mate van belasting L van de motor 1. In de grafiek zijn de indicesses bij de temperaturen overeenkomstig de referentie-. cijfers van de betrokken leidingen.Uit de grafiek blijkt dat 81 0 2 3*4 O" ;·Λ " -6- 4 »In Fig. 2, the cooling medium temperature is plotted at 35 different places in the circuit against the degree of load L of the motor 1. In the graph, the indications at the temperatures are according to the reference. figures for the pipes concerned. The graph shows that 81 0 2 3 * 4 O "; · Λ" -6- 4 »

I II I

bij toenemende belasting L de temperatuur in leding 3 afneemt. Een en ander is het gevolg van een toenemende hoeveelheid koelmediumstroom door de warmtewisselaar 2.with increasing load L the temperature in conduit 3 decreases. All this is the result of an increasing amount of cooling medium flow through the heat exchanger 2.

In fig. 3 is de relatie tussen de 5 verschillende koelmediumstromen afgebeeld. Van de totale waterstroom wordt een deel W 6 direct via de leiding 6 gecirculeerd. Het resterende deel W 4 wordt, afhankelijk van de stand van het klepstelsel 8, verdeeld in de stromen W 5 en WFig. 3 shows the relationship between the 5 different cooling medium flows. Part W 6 of the total water flow is circulated directly via line 6. Depending on the position of the valve system 8, the remaining part W 4 is divided into the flows W 5 and W

12. Bij toenemende belasting L van de motor vanaf het punt Ά 10 naar C (vollast) neemt de koelmediumstroom W 12 over de warmtewisselaar toe. Ten gevolge van de relatief koude temperatuur T 12 zal derhalve de temperatuur in leiding T 4 omlaag gaan. T 4 wordt na de luchtkoeler 7 verhoogd tot T 4', en na de samenkomst met het koelmedium uit leiding 6 verhoogd 15 tot T 4".12. With increasing load L of the engine from point Ά 10 to C (full load) the cooling medium flow W 12 increases over the heat exchanger. As a result of the relatively cold temperature T 12, the temperature in line T 4 will therefore decrease. T 4 is increased to T 4 'after the air cooler 7, and 15 to T 4 "after the confluence with the cooling medium from line 6.

In de motor 1 wordt het koelmedium opgewarmd tot T 3. Bij vollast is T 3 echter lager dan bij nullast door het regelsysteem volgens de uitvinding, vergelijk de situatie A, B en C.In the motor 1, the cooling medium is heated to T 3. However, at full load, T 3 is lower than at no load due to the control system according to the invention, compare situations A, B and C.

20 In fig. 4 is een mechanische uitvoeringsvorm, van een klepstelsel getoond. Op het klephuis 8 sluiten drie-, leidingen 5, 4 en 12 aan overeenkomstig de leidingen in fig*.Fig. 4 shows a mechanical embodiment of a valve system. Three, pipes 5, 4 and 12 connect to valve body 8 in accordance with the pipes in fig.

1. In het klephuis 8 is een schuifklep draaibaar welke de poorten van de leiding 5 respectievelijk 12 kan openen Λ Λ 25 respectieveli jk ^kan afsluiten. In de leiding 5 en 4 zijn " temperatuurgevoelige uitzettingsorganen 10 respectievelijk 11 opgenomen. Deze zijn met een koppelhefboom.13 verbonden, welke aan één einde draaibaar is gekoppeld aan een verbindingsstang 14 wélke op zijn beurt de hefboom 15 van*cfe^ 30 roterende schuifklep in-klephuis 8 bedient. ï -1. In the valve body 8, a sliding valve is rotatable which can open the ports of the pipe 5 and 12, respectively, which can close. In the pipe 5 and 4 "temperature-sensitive expansion members 10 and 11 are included. These are connected with a coupling lever 13, which is rotatably coupled at one end to a connecting rod 14, which in turn is the lever 15 of the rotary slide valve. valve body 8 controls. ï -

Uitgaande van de evenwichtssituatie bij de nullast bij punt A in fig. 2 en 3, respectievelijk punt A' in fig. 4, zal aanvankelijk bij toenemende belasting de tempera- . tuur T 3 stijgen. Deze temperatuurstijging wordt omgezet in 35 een verdraaing van de koppelhefboom 13 om het punt A tegen de., wijzers van de klok in, waardoor de schuifklep in het _ - ...Assuming the no-load equilibrium situation at point A in Figures 2 and 3 and point A 'in Figure 4, respectively, the temperature will initially increase with increasing load. T T 3 rise. This temperature rise is converted into a rotation of the coupling lever 13 about the point A counterclockwise, causing the slide valve to move in the ...

klephuis 8 wordt verdraaid, zodanig dat de doorlaat in leiding 5 wordt verkleind en van leiding 12 wordt vergroot,* 8102340 , . * * -7- met als gevolg dat meer koelmedium over de warmtewisselaar 2 wordt gevoerd, waardoor de temperatuur in leiding 4 zakt. De koppelhefboom 13 zal daardoor in dezelfde richting verdraaien maar nu om het bevestigingspunt met het uitzettingsorgaan 10, 5 waardoor de doorlaat in leiding 5 nog meer wordt verkleind.valve body 8 is rotated such that the orifice in line 5 is reduced and pipe 12 is increased, * 8102340,. * * -7- with the result that more cooling medium is passed over heat exchanger 2, causing the temperature in line 4 to drop. The coupling lever 13 will thereby rotate in the same direction, but now around the point of attachment with the expansion member 10, 5, whereby the passage in conduit 5 is reduced even more.

De daling van de temperatuur T 4 heeft tot gevolg dat de temperatuur T 3 na een aanvankelijke geringe stijging, gaat dalen, waardoor de koppelhefboom 13 in tegengestelde richting wordt verdraaid, relatief ten opzichte van de draaing door de 10 dalende temperatuur T 4. üiteindelijk zal zich bij een grotere belasting B een stand B' van de koppelhefboom 13 instellen waarbij de temperatuur T 3 en T 4 lager zijn dan bij motorbelasting A,‘ terwijl het temperatuurverschil T 3 -T 4 groter is (zie fig. 2).The decrease of the temperature T 4 causes the temperature T 3 to drop after an initial slight rise, whereby the coupling lever 13 is rotated in the opposite direction, relative to the rotation due to the falling temperature T 4. with a greater load B, a position B 'of the coupling lever 13 is set, wherein the temperature T 3 and T 4 are lower than with motor load A,' while the temperature difference T 3 -T 4 is larger (see Fig. 2).

15 Bij het toenemen naar de vollast C van de motorbelasting wordt een stand C' van de koppelhefboom bereikt, waarbij deze zover is verdraaid dat de poort van kanaal 5 volledig is afgesloten en van kanaal 12 volledig is geopend. De temperatuur T 4 komt dan overeen met temperatuur 20 T 12 en is dan gezakt naar zijn minimumwaarde. De temperatuur T 3 heeft daarbij ook zijn laagste waarde gekregen (zie fig.When the motor load increases to full load C, a position C 'of the torque lever is reached, in which it is turned such that the gate of channel 5 is completely closed and channel 12 is fully opened. The temperature T 4 then corresponds to temperature 20 T 12 and has then dropped to its minimum value. The temperature T 3 has also got its lowest value (see fig.

2).2).

Het verschil tussen T 3 en T4 in een evenwichtssituatie is een functie van de belasting van de 25 motor en wordt dus groter bij toenemende motorbelasting.The difference between T 3 and T 4 in an equilibrium situation is a function of the load on the motor and thus increases with increasing motor load.

De verplaatsing van de koppelhefboom 13, verbonden met de . ... - - .temperabuurgevoelige uitzettingsorganen 10 en 11 en het klepstelsel 8 is éeh functie van dezelfde temperaturen T 3 en T 4. De gewenste relatie tussen T 3 en T 4 wordt verkregen 30 door de kinematische betrekkingen tussen de verplaatsingen van de uitzettingsorganen en*de gewenste verdraaing van de koppelhefboom constructief in de regelaar te realiseren.The displacement of the coupling lever 13, connected to the. Temperature-sensitive expansion members 10 and 11 and the valve assembly 8 is a function of the same temperatures T 3 and T 4. The desired relationship between T 3 and T 4 is obtained by the kinematic relations between the displacements of the expansion members and * realize the desired rotation of the coupling lever in the controller.

Hierdoor wordt verkregen dat bij toenemende belasting, dus toenemende grootte van het verschil tussen de temperaturen 35 T 3 en T 4, door een relatief grotere daling van T 4 toch ook T 3 daalt.It is hereby obtained that with increasing load, i.e. increasing magnitude of the difference between the temperatures T 3 and T 4, T 3 also decreases due to a relatively greater decrease of T 4.

Wördt bij een bepaalde motorbelasting B, met • stand B* van de koppelhefboom de warmteoverdracht in de 81 023 40 « » -8- warmtewisselaar 2 slechter, bijvoorbeeld door vervuiling of door een hogere temperatuur van het buitenkoelmedium, dan zullen de temperaturen T 3 en T 4 stijgen. Daar het warmte-aanbod bij een constante motorbelasting niet verandert, zal 5 het temperatuurverschil T 3 - T 4 ook niet veranderen, waardoor beide temperaturen T 3 en T 4 evenveel stijgen. Hierdoor wordt de koppelhefboom 13 in translatie omhoog gebracht, waardoor de schuifklep in klephuis 8 de doortocht van leiding 5 verkleint en van leiding 12 vergroot tot er een 10 nieuwe evenwichtssituatie bereikt is.If the heat transfer in the 81 023 40 «» -8- heat exchanger 2 deteriorates with a certain engine load B, with position B * of the torque lever, for example due to contamination or a higher temperature of the outside cooling medium, the temperatures T 3 and T 4 rise. Since the heat supply does not change at a constant motor load, the temperature difference T 3 - T 4 will not change either, as a result of which both temperatures T 3 and T 4 rise by the same amount. As a result, the coupling lever 13 is raised in translation, whereby the slide valve in valve housing 8 reduces the passage of line 5 and increases line 12 until a new equilibrium situation is reached.

Het kan de voorkeur verdienen om het regelgebied van de temperatuurvoeIer 11 te beperken, zodanig dat de eindstanden A' en C' tot een lagere A'*, respectievelijk hogere C' worden beperkt, zie fig. 4. Dit 15 heeft tot gevolg dat nabij de eindstanden van het uitzettingsorgaan 11 de regeling verder wordt -uitgevoerd door het uitzettingsorgaan 10. Dit levert een snellere regelresponse op.It may be preferable to limit the control range of the temperature feeder 11, such that the end positions A 'and C' are limited to a lower A '* and higher C', respectively, see Fig. 4. As a result, near the end positions of the expander 11 the control is further carried out by the expander 10. This provides a faster control response.

In fig. 5 is een variant op het koelsysteem 20 getoond. Voor dezelfde onderdelen zijn dezelfde referentie-cijfers gebruikt. Het verschil is hier dat de leiding .6 niet direct van de heenvoerleiding 3 wordt afgetapt maar via het klepstelsel 18 loopt. Hierdoor is het mogelijk om ook de doorlaat van de leiding.6 te regelen en wel zodanig dat dit 25 in dezelfde zin plaatsvindt als de doorlaatverandering van leiding 12, die van de warmtewisselaar 2 komt. Wordt de doorlaat 12 meer afgesloten dan wordt ook de doorlaat 6 meer afgesloten, waardoor meer en warmer koelmedium over de luchtkoeler 7 wordt gestuurd, hetgeen bij afnemende belasting 30 van de motor een snellere toename van de temperatuur in het systeem met zich meebrengt dan bij dé eerste uitvoering.Fig. 5 shows a variant of the cooling system 20. The same reference numbers have been used for the same parts. The difference here is that the line 6 is not tapped directly from the return line 3 but runs through the valve assembly 18. This makes it possible to also regulate the passage of the pipe 6, in such a way that this takes place in the same sense as the change of passage of the pipe 12, which comes from the heat exchanger 2. If the passage 12 is closed more, the passage 6 is also closed more, as a result of which more and warmer cooling medium is sent over the air cooler 7, which results in a faster increase in the temperature in the system with decreasing load of the engine than with the first performance.

Een en ander is aangegeven in fig. 6, waarin in vergelijking met fig. 2 te zien is dat de temperatuurcurve T 3 respectievelijk T 4 een boller verloop heeft.All this is indicated in Fig. 6, in which it can be seen in comparison with Fig. 2 that the temperature curves T 3 and T 4 respectively have a more convex course.

35 In fig. 7 is in vergelijking met fig. 3 te zien dat de koelmediumhoeveelheid door leiding 6 regelbaar is volgens de bovenste kromme, waarbij de totale koelmedium-stroom wordt verdeeld over leiding 4 respectievelijk 6.In Fig. 7 it can be seen in comparison with Fig. 3 that the cooling medium quantity through line 6 is adjustable according to the upper curve, whereby the total cooling medium flow is distributed over line 4 and 6, respectively.

8102340 -9-8102340 -9-

Fig. 8 toont een mogelijke uitvoeringsvorm van een klepstelsel 18, bestaande uit een drietal draaikleppen opgenomen in een leidingstelsel bestaande uit vier kanalen 4, 5, 6 en 12. De kleppen 19 zijn zodanig ten opzichte van 5 elkaar verdraaibaar aan een centrale verbindingsstang 20 gekoppeld dat bij het openen van de middelste klep in leiding 5 de buitenste kleppen de leiding 12 respectievelijk 6 zullen afsluiten en omgekeerd.Fig. 8 shows a possible embodiment of a valve system 18, consisting of three rotary valves incorporated in a pipe system consisting of four channels 4, 5, 6 and 12. The valves 19 are rotatably coupled to a central connecting rod 20 such that 5 opening the middle valve in line 5 the outer valves will close line 12 and 6, respectively, and vice versa.

De besturing van de kleppen respectievelijk 10 verbindingsstang 20 vindt op een overeenkomstige wijze als hiervoren plaats door middel van temperatuurgevoelige uitzettingselementen 10 en 11 in leiding 6 respectievelijk 4. In leiding 6 heerst dezelfde temperatuur T 3 als in leiding 3 en 5. De werking van de temperatuurgevoelige uitzettings-15 organen 10 en 11 respectievelijk de koppelhefboom 13 is overeenkomstig het hierboven beschrevene met betrekking tot fig. 4. Een en ander wil zeggen dat in stand A' (nullast) praktisch al het koelmedium over leiding 4 wordt afgevoerd, en in stand C* (vollast) de mediumstroom over leiding 4 en 6. 20 In die stand wordt de maximumhoeveelheid koelmedium over de warmtewisselaar 2 geleid.The valves or connecting rod 20, respectively, are controlled in a similar manner as before by means of temperature-sensitive expansion elements 10 and 11 in line 6 and 4 respectively. In line 6, the same temperature T 3 prevails as in lines 3 and 5. The operation of the temperature-sensitive expansion means 10 and 11, respectively, the coupling lever 13 is in accordance with what has been described above with regard to Fig. 4. All this means that in position A '(no load) practically all the cooling medium is discharged over line 4, and in position C * (full load) the medium flow over lines 4 and 6. 20 In that position, the maximum amount of cooling medium is passed over heat exchanger 2.

De verhouding van de hefboomlengtes tussen de draaipunten van de koppelhefboom 13 kunnen worden aangepast aan de karakteristiek van de temperatuurgevoelige 25 uitzettingsorganen. Zo kunnen deze zowel een gelijke als 'verschillende lengteverandering per graad temperatuurverandering hebben.The ratio of the lever lengths between the pivot points of the coupling lever 13 can be adapted to the characteristic of the temperature sensitive expansion members. For example, they can have both the same and different length changes per degree of temperature change.

De uitvinding is niet beperkt tot de hierboven beschreven direct op de temperatuur reagerende mechanische 30 uitvoeringsvormen. Zo kunnen bijvoorbeeld dé uitzettings^-organen 10 en 11 vervangen zijn door temperatuurafhankelijke signaalgevers. Deze signalen kunnen zowel langs mechanische, electrische, hydraulische als pneumatische weg of een combinatie hiervan omgezet worden in een klepverstelling.The invention is not limited to the above-described direct temperature-responsive mechanical embodiments. For example, the expansion members 10 and 11 may have been replaced by temperature-dependent signal generators. These signals can be converted into a valve adjustment by mechanical, electrical, hydraulic and pneumatic means or a combination thereof.

81023408102340

Claims

1. Method for controlling the temperature of the cooling medium at a heat source with variable heat output, such as a water-cooled internal combustion engine, the cooling circuit consisting of a heat exchanger connected to the heat source via a return and return pipe and a parallel therebetween. by-pass and return lines, characterized in that, depending on the temperature difference of the cooling medium in the return or by-pass line and return line 10, as well as the absolute temperature values thereof, such a quantity of cooling medium is passed through the heat exchanger that new balance. a situation arises in which the temperature in the return pipe has decreased with increased heat yield.

A method according to claim 1, wherein a second heat exchanger is included in the return pipe, for example for the combustion air to be compressed for the heat source, characterized in that only a part of the total amount of cooling medium is used for the intended control over the heat exchanger. , and the remainder in a bypass bypass is circulated.

Method according to claim 1, characterized in that the increase or decrease of the passage in the bypass is controlled in the same sense as the increase or decrease of the passage over the heat exchanger.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that upon reaching a preset maximum or minimum temperature in the return line, the supply of the amount of cooling medium to the heat exchanger is controlled by only the temperature in the return line . 8102340 -11-

5. Device for carrying out the method according to any one of the preceding claims, applied to a water-cooled internal combustion engine, for instance a diesel engine, which device is incorporated in a cooling circuit consisting of a heat exchanger connected to the engine via a return and return pipe and a bypass arranged parallel to it between the return and return lines, and control valves for distributing the cooling medium flow over the heat exchanger and the bypass line, characterized in that a temperature-sensitive element is each arranged in the return and return lines, wherein a transducer controlled by both temperature-sensitive elements operates a valve system for closing or opening the bypass lines and opening and / or closing the heat exchanger in combination therewith.

6. Device as claimed in claim 5, applied to a cooling circuit provided with a secondary circulation between the return and return pipe, characterized in that the converter has a valve for regulating the passage in the secondary circulation, in the same sense as that for controls the passage across the heat exchanger.

7. Device as claimed in claim 4, characterized in that the temperature-sensitive elements consist of temperature-sensitive expansion members and the converter 25 as a coupling lever hingedly connected to these expansion members and that this coupling lever operates the valve system.

8. Device according to claim 7, characterized in that two expansion members are used with the same change in length per degree of temperature change.

9. Device according to claim 7, characterized in that two expansion members are used with different changes in length per degree of temperature change.

Device according to one or more of claims 5 to 9, characterized in that the operating range of the temperature-sensitive expansion members is adjustable up to a maximum value of 8102340 V * V -12, respectively.

11. Device as claimed in claim 5, characterized in that the temperature-sensitive elements supply a signal which is supplied as a control signal to an electrical, hydraulic or pneumatic actuator, optionally, for adjusting the valves in the valve system. 4 8102340