SE1250449A1 - Kylsystem och ett motorfordon innefattande ett sådant kylsystem - Google Patents

Abstract

26 SAM MANDRAG Uppfinningen avser ett kylsystem innefattande: - en kylkrets (2) för kylning av en förbränningsmotor (3) hos ettmotorfordon, - en kylarvätskekylare (6) - en termostatanordning (30) som reglerar flödet av kylarvätskatill kylarvätskekylaren och till en förbiledning (11) i beroende avtemperaturen hos kylarvätska i en pilotledning (14), - en i pilotledningen inkopplad värmeväxlare (50) som är anord-nad att medge värmeväxling mellan den genom pilotledningenströmmande kylarvätskan och något av följande medier: A) kylarvätska som strömmar genom ett ledningsparti (10a) ned-ströms kylarvätskekylaren, eller B) laddluft som strömmar genom en luftintagsledning (15) till för-bränningsmotorn (3) nedströms en i luftintagsledningen anordnadkompressor (22), eller C) avgaser som strömmar genom en avgasledning (16) från för-bränningsmotorn, eller D) omgivningsluft som passerat genom kylarvätskekylaren (6). (Fi9 1)

Description

15 20 25 30 kylarvätskeinlopp. Det har visat sig fördelaktigt att styra termo- statanordningen i beroende av temperaturen hos den kylarvätska som leds in i förbränningsmotorn istället för att styra termostat- anordningen i beroende av temperaturen hos den kylarvätska som lämnar förbränningsmotorn. För att möjliggöra en sådan styrning utan att behöva ändra termostatanordningens placering i kylkretsen har det utvecklats termostatanordningar som är an- ordnade att mottaga ett styrande kylarvätskeflöde från en pilot- ledning som avleder en del av den kylarvätska som strömmar mot förbränningsmotorns kylarvätskeinlopp. Kylsystem försedda med en termostatanordning av den sistnämnda typen är tidigare kända genom EP 2 037 097 A2 och EP 2 366 878 A2.

Kylarvätskan som strömmar genom kylarvätskekylaren kyls me- delst luft som av fartvinden blåses mot kylarvätskekylaren när motorfordonet är under rörelse. Vid större kyleffektbehov, exem- pelvis vid hög motorlast och hög omgivningstemperatur, kan en fläkt aktiveras för att generera en extra kraftig luftström genom kylarvätskekylaren. Drivningen av fläkten medför ökad bränsle- förbrukning och med avseende pä bränsleekonomin är det därför önskvärt att i största möjliga mån kunna åstadkomma erfordrad kyleffekt hos kylarvätskekylaren utan bistånd av fläkten.

Det temperaturberoende aktiveringselementet hos en konventio- nell termostatanordning är utformat att påverka termostatanord- ningen att öppnas när vaxkroppen värmts till en viss temperatur, den så kallade öppningstemperaturen. Vid kylarvätsketemperatu- rer under öppningstemperaturen förblir termostatanordningen i stängt läge och leder all kylarvätska direkt tillbaka till förbrän- ningsmotorn utan passage genom kylarvätskekylaren. Vid kylar- 10 15 20 25 30 vätsketemperaturer något över öppningstemperaturen är termo- statanordningen i ett delvis öppet läge och leder en del kylar- vätska till kylarvätskekylaren och en del kylarvätska direkt till- baka till förbränningsmotorn utan passage genom kylarvätskeky- laren. Vid högre kylarvätsketemperaturer är termostatanord- ningen i ett helt öppet läge och leder all kylarvätska till kylarväts- kekylaren.

Det är önskvärt att hålla temperaturen hos en förbränningsmotor inom ett visst temperaturintervall, där temperaturen är tillräckligt låg för att undvika skador på grund av överhettning och tillräck- ligt hög för att ge god bränsleekonomi. Vid låga temperaturer får förbränningsmotorns smörjolja en hög viskositet, vilket orsakar ökad friktion i förbränningsmotorn och därigenom ökad bränsle- förbrukning. En hög öppningstemperatur hos termostatanord- ningen är därför fördelaktig ur denna aspekt. En nackdel med en förhöjd öppningstemperatur är dock att detta medför att kylsy- stemets fläkt behöver aktiveras oftare för att kylarvätskekylaren ska kunna ge erfordrad kyleffekt vid kraftigare ökningar av mo- torlasten. Med en förhållandevis låg öppningstemperatur finns en större termisk buffert tillgänglig eftersom termostatanordningen då öppnar i ett relativt tidigt skede, vilket medför att kylarvätske- kylaren får bättre möjligheter att kunna ge erfordrad kyleffekt vid ökningar i motorlasten utan att fläkten behöver aktiveras. Hos en konventionell termostatanordning blir valet av öppningstempera- tur en kompromiss mellan dessa två motstridiga fördelar med hög respektive låg öppningstemperatur, vilket får till följd att förbrän- ningsmotorn i vissa driftsituationer med låg motorlast och/eller låg omgivningstemperatur kyls till en onödigt låg temperatur som ger onödigt hög bränsleförbrukning. 10 15 20 25 30 För att undvika det ovan nämnda problemet och möjliggöra en förbättrad reglering av kylarvätsketemperaturen hos en förbrän- ningsmotor har det utvecklats lösningar där kylsystemets termo- statanordning utformas med en förhållandevis hög öppningstem- peratur och där termostatanordningens vaxkropp vid behov, ex- empelvis vid plötsligt ökad motorlast, värms med hjälp av elekt- riska uppvärmningsmedel för att framtvinga ett tidigare öppnande av termostatanordningen innan kylarvätskan hunnit värmas till en temperatur som motsvarar termostatanordningens öppningstem- peratur. De elektriska uppvärmningsmedlen styrs härvid av en elektronisk styrenhet i beroende av uppmätta driftvariabler. Ter- mostatanordningar av denna typ beskrivs exempelvis i US 2009/0301408 A1 och DE 30 18 682 A1.

UPPFINNINGENS SYFTE Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett kylsy- stem av den inledningsvis angivna typen med ny och fördelaktig utformning.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Enligt föreliggande uppfinning uppnås nämnda syfte med hjälp av ett kylsystem uppvisande de i patentkravet 1 definierade särdra- gen.

Det uppfinningsenliga kylsystemet innefattar: - en kylkrets för kylning av en förbränningsmotor hos ett motor- fordon medelst en i kylkretsen strömmande kylarvätska, 10 15 20 25 - en kylarvätskepump för cirkulering av kylarvätskan i kylkretsen, - en i kylkretsen inkopplad kylarvätskekylare för kylning av kylar- vätskan, varvid denna kylarvätskekylare innefattar ett kylarväts- keinlopp som är förbundet med ett kylarvätskeutlopp hos för- bränningsmotorn via en första ledning hos kylkretsen och ett ky- larvätskeutlopp som är förbundet med ett kylarvätskeinlopp hos förbränningsmotorn via en andra ledning hos kylkretsen, varvid nämnda första ledning är förbunden med nämnda andra ledning via en tredje ledning hos kylkretsen, vilken tredje ledning är an- sluten till den andra ledningen i en första punkt hos den andra ledningen och anordnad att medge återföring av kylarvätska till förbränningsmotorn utan passage genom nämnda kylarvätskeky- lare, - en i nämnda första ledning inkopplad termostatanordning som är anordnad att reglera flödet av kylarvätska till kylarvätskekyla- ren och till nämnda tredje ledning i beroende av temperaturen hos kylarvätska som leds in i termostatanordningen från en i kyl- kretsen ingående pilotledning, vilken vid sin uppströmsände är anshnen UH nänmda andmalednmg i en andra punkt bmägen mellan nämnda första punkt och kylarvätskeinloppet hos förbrän- rflngsnufiorn,och - en värmeväxlare som är inkopplad i pilotledningen uppströms termostatanordningen, varvid denna värmeväxlare är anordnad aürnedge väHneväxHngrneHan den genonipfloflednmgen suönv mande kylarvätskan och något av följande medier: A) kylarvätska som strömmar genom ett ledningsparti hos nämnda andra ledning som är beläget uppströms nämnda första punkt, eller 10 15 20 25 30 B) laddluft som strömmar genom en luftintagsledning till förbrän- ningsmotorn nedströms en i luftintagsledningen anordnad kom- pressor, eller C) avgaser som strömmar genom en avgasledning från förbrän- ningsmotorn, eller D) omgivningsluft som passerat genom kylarvätskekylaren.

Med den uppfinningsenliga lösningen blir det genom värmeväx- ling med något av ovan angivna medier A-D möjligt att åstad- komma en fördelaktig påverkan av temperaturen hos kylarväts- kan i pilotledningen i en driftsituation med låg motorlast och/eller låg omgivningstemperatur så att termostatanordningens öppningsgrad blir mindre än vad den skulle ha varit utan sådan värmeväxling, eftersom termostatanordningen genom värmeväx- lingen kan ges intrycket att den kylarvätska som leds in i för- bränningsmotorn är kallare än vad den egentligen är. Denna re- ducerade öppningsgrad hos termostatanordningen ger en något förhöjd temperatur hos den kylarvätska som leds in i förbrän- ningsmotorn, vilket i sin tur ger en något varmare förbrännings- motor och därigenom reducerad bränsleförbrukning. Temperatu- ren hos nämnda medier A-D ökar med ökande motorlast och ökande omgivningstemperatur, vilket i sin tur innebär att det i en driftsituation med hög motorlast och/eller hög omgivningstempe- ratur, och därmed större kyleffektbehov, blir möjligt att undvika att den aktuella värmeväxlingen ger termostatanordningen in- trycket att den kylarvätska som leds in i förbränningsmotorn är kallare än vad den egentligen är. Härigenom kan behovet att aktivera kylsystemets fläkt i driftsituationer med förhöjt kyleffekt- behov bibehållas på en låg nivå. Den uppfinningsenliga lös- ningen fungerar helt automatiskt och kräver ej några elektriska 10 15 20 25 30 uppvärmningsmedel eller någon styrelektronik för att den öns- kade anpassningen av kylarvätsketemperaturen ska kunna upp- nås. Den uppfinningsenliga lösningen är således synnerligen en- kel och tillförlitlig och kan dessutom implementeras till låg kost- nad.

Andra fördelaktiga särdrag hos kylsystemet enligt uppfinningen framgår av de osjålvständiga patentkraven och den nedan föl- jande beskrivningen.

Uppfinningen avser även ett motorfordon uppvisande de i patent- kravet 9 definierade särdragen.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen kommer i det följande att närmare beskrivas med hjälp av utföringsexempel, med hänvisning till bifogade ritningar.

Det visas i: Fig 1 en principskiss över ett kylsystem enligt en första utfö- ringsform av föreliggande uppfinning, Fig 2 en principskiss över ett kylsystem enligt en andra utfö- ringsform av uppfinningen, Fig 3 en principskiss över ett kylsystem enligt en tredje utfö- ringsform uppfinningen, Fig 4 en principskiss över ett kylsystem enligt en fjärde utfö- ringsform uppfinningen, och 10 15 20 25 30 Fig 5 ett snitt genom en termostatanordning som är lämpad att ingå i kylsystemen enligt Fig 1-4.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN I Fig 1-4 illustreras kylsystem 1 enligt fyra olika utföringsformer av föreliggande uppfinning. Respektive kylsystem 1 innefattar en kylkrets 2 för kylning av en förbränningsmotor 3 hos ett motorfor- don 4 medelst en i kylkretsen strömmande kylarvätska, företrä- desvis i form av vatten med eventuella fryspunktsnedsättande tillsatser såsom exempelvis glykol. En kylarvätskepump 5 är in- kopplad i kylkretsen 2 för cirkulering av kylarvätskan i kylkretsen.

Vidare är en kylarvätskekylare 6 inkopplad i kylkretsen 2 för kyl- ning av nämnda kylarvätska. Denna kylarvätskekylare 6 innefat- tar ett kylarvätskeinlopp 7a som är förbundet med ett kylarväts- keutlopp 8b hos förbränningsmotorn 3 via en första ledning 9 hos kylkretsen, och ett kylarvätskeutlopp 7b som är förbundet med ett kylarvätskeinlopp 8a hos förbränningsmotorn 3 via en andra led- ning 10 hos kylkretsen. Nämnda första ledning 9 är förbunden med nämnda andra ledning 10 via en tredje ledning 11 hos kyl- kretsen. Denna tredje ledning 11 är ansluten till den andra led- ningen 10 i en första punkt P1 och anordnad att medge kylar- vätska att återföras från förbränningsmotorns kylarvätskeutlopp 8b till förbränningsmotorns kylarvätskeinlopp 8a utan att kylar- vätskan passerar genom nämnda kylarvätskekylare 6. Den tredje ledningen 11 utgör således en förbiledning, via vilken den i kyl- kretsen 2 oirkulerande kylarvätskan kan förbiledas kylarvätske- kylaren 6 vid sin passage mellan kylarvätskeutloppet 8b och ky- 10 15 20 25 30 larvätskeinloppet 8a hos förbränningsmotorn 3. Mellan kylarväts- keinloppet 8a och kylarvätskeutloppet 8b hos förbränningsmotorn 3 cirkuleras kylarvätskan genom kylarvätskekanaler inuti förbrän- ningsmotorn under upptagande av värme från förbränningsmo- torn.

Kylarvätskan som strömmar genom kylarvätskekylaren 6 kyls medelst luft som av fartvinden blåses mot kylarvätskekylaren när motorfordonet är under rörelse. Kylsystemet 1 innefattar även en fläkt 12 som är anordnad att vid behov generera en luftström ge- nom kylarvätskekylaren 6. Denna fläkt 12 kan vara anordnad att drivas av en elmotor eller kopplad till förbränningsmotorn 3 för att drivas av denna.

En termostatanordning 30 är inkopplad i den första ledningen 9.

Denna termostatanordning 30 är anordnad att reglera flödet av kylarvätska till kylarvätskekylaren 6 och till nämnda tredje led- ning 11 i beroende av temperaturen hos kylarvätska som leds in i termostatanordningen 30 frän en i kylkretsen ingående pilotled- ning 14, vilken vid sin uppströmsände är ansluten till nämnda andra ledning 10 i en andra punkt P2 belägen mellan nämnda första punkt P1 och kylarvätskeinloppet 8a hos förbränningsmo- torn 3. Pilotledningens 14 inlopp, vars läge definieras av nämnda andra punkt P2, är lämpligen beläget mellan kylarvätskepumpen 5 och förbränningsmotorns kylarvätskeinlopp 8a, dvs nedströms kylarvätskepumpen 5. En mindre del av den kylarvätska som matas mot förbränningsmotorns kylarvätskeinlopp 8a avleds till pilotledningen 14 från den andra ledningen 10 och leds av pilot- ledningen till termostatanordningen 30. I termostatanordningen 30 bringas den från pilotledningen 14 mottagna kylarvätskan i 10 15 20 25 30 10 värmeöverförande kontakt med ett temperaturberoende aktive- ringselement och leds sedan tillbaka till den andra ledningen 10 via den tredje ledningen 11.

Termostatanordningen 30 innefattar: - ett första inlopp 31 som är förbundet med förbränningsmotorns kylarvätskeutlopp 8b via ett första ledningsparti 9a hos den första ledningen 9, - ett andra inlopp 32 som är förbundet med pilotledningen 14, - ett första utlopp 33a som är förbundet med kylarvätskekylarens kylarvätskeinlopp 7a via ett andra ledningsparti 9b hos den första ledningen 9, och - ett andra utlopp 33b som är förbunden med den tredje led- ningen 11.

Den ovan nämnda termostatanordningen 30 kan exempelvis vara av den typ som illustreras i Fig 5. Denna termostatanordning 30 innefattar ett termostathus 34, i vilket ovan nämnda inlopp 31, 32 och utlopp 33a, 33b är anordnade. Det första inloppet 31 är via en första flödespassage 35a förbundet med det första utloppet 33a och via en andra flödespassage 35b förbundet med det andra utloppet 33b Det andra inloppet 32 är förbundet med det andra utloppet 33b via en i termostathuset 34 anordnad förbin- delsekanal 36.

En ventilkropp 37 är förskjutbart anordnad i termostathuset 34.

Denna ventilkropp 37 är axiellt förskjutbar mellan olika lägen för reglering av flödet av kylarvätska från det första inloppet 31 till de första och andra utloppen 33a, 33b. Ventilkroppen 37 är fäst vid och förskjutbar tillsammans med en axiellt förskjutbar ventil- 10 15 20 25 30 11 stång 38. Ventilkroppen 37 är förskjutbar fram och åter mellan ett första ändläge, vilket illustreras i Fig 5, och ett andra ändläge. I det första ändläget är ventilkroppen 37 anordnad att hålla den första flödespassagen 35a tillsluten och den andra flödespassa- gen 35b öppen, varvid kylarvätska således hindras att strömma från det första inloppet 31 till det första utloppet 33a men med- ges att strömma från det första inloppet 31 till det andra utloppet 33b. Detta första ändläge hos ventilkroppen 37 representerar ett stängt läge hos termostatanordningen 30. I det andra ändläget är ventilkroppen 37 anordnad att hålla den första flödespassagen 35a öppen och den andra flödespassagen 35b tillsluten, varvid kylarvätska således medges att strömma från det första inloppet 31 till det första utloppet 33a men hindras att strömma från det första inloppet 31 till det andra utloppet 33b. Detta andra ändläge hos ventilkroppen 37 representerar ett helt öppet läge hos ter- mostatanordningen 30. När ventilkroppen 37 befinner sig i ett läge mellan nämnda ändlägen medges kylarvätska att strömma från inloppet 31 i varierande grad både till det första utloppet 33a via den första flödespassagen 35a och till det andra utloppet 33b via den andra flödespassagen 35b. Det sistnämnda läget hos ventilkroppen 37 representerar ett delvis öppet läge hos termo- statanordningen 30. Den från pilotledningen 14 mottagna kylar- vätskan medges alltid att strömma vidare till det andra utloppet 33b via förbindelsekanalen 36 oberoende av läget hos ventil- kroppen 37.

Ventilkroppen 37 är förskjutbar från nämnda första ändläge i rikt- ning mot nämnda andra ändläge under verkan av ett i förbindel- sekanalen 36 anordnat aktiveringselement 39 och mot verkan av fjäderkraften hos ett på ventilkroppen 37 verkande fjäderorgan 10 15 20 25 30 12 40. Aktiveringselementet 39 är anordnat att påverka förskjut- ningsläget hos ventilstången 38 och ventilkroppen 37 i beroende av temperaturen hos den kylarvätska som mottages frän pilotled- ningen 14 via det andra inloppet 32. Det temperaturberoende ak- tiveringselementet 39 innefattar en yttre hylsa 41 och en vax- kropp (ej visad) som är anordnad i ett invändigt utrymme i hyl- san. Ventilstången 38 är förbunden med en kolv (ej visad) som är förskjutbart mottagen i nämnda invändiga utrymme i hylsan 41.

Vaxkroppen är anordnad att verka pä kolven. När kylarvätskan som strömmar genom förbindelsekanalen 36 har en temperatur som ligger under smälttemperaturen hos vaxämnet i vaxkroppen är vaxkroppen i ett fast tillstånd och ventilkroppen 37 befinner sig då i det i Fig 5 illustrerade första ändläget. När vaxkroppen under verkan av värme frän kylarvätska som strömmar genom förbin- delsekanalen 36 värmts till nämnda smälttemperatur kommer vaxkroppen att börja smälta. När vaxkroppen smälter ökar den i volym och utövar därigenom tryckkraft mot kolven sä att denna förskjuts tillsammans med ventilstången 38 och ventilkroppen 37 mot verkan av fjäderorganet 40. Ventilkroppen 37 förskjuts här- igenom från ovan nämnda första ändläge i riktning mot ovan nämnda andra ändläge. När väsentligen hela vaxkroppen har smält när ventilkroppen 37 det andra ändläget. När vaxkroppen sedan, på grund av sänkt temperatur hos den kylarvätska som strömmar genom förbindelsekanalen 36, har svalnat till en tem- peratur under nämnda smälttemperatur kommer vaxkroppen att börja stelna. När vaxkroppen stelnar minskar den i volym, varvid kolven tillsammans med ventilstången 38 och ventilkroppen 37 förskjuts i den motsatta riktningen under verkan av fjäderorganet 40. 10 15 20 25 30 13 När temperaturen hos kylarvätskan i pilotledningen 14 är läg för- blir vaxkroppen i fast tillstånd och ventilkroppen 37 hålls i det ovan nämnda första ändläget, varvid all den kylarvätska som via den första ledningen 9 strömmar från förbränningsmotorn 3 till termostatanordningen 30 äterförs till förbränningsmotorn 3 via den tredje ledningen 11 och den andra ledningen 10 utan att passera genom kylarvätskekylaren 6. När kylarvätskan i pilotled- ningen 14 blivit sä varm att vaxkroppen har börjat smälta kommer ventilkroppen 37 att inta ett läge mellan ovan nämnda första och andra ändlägen, varvid en viss mängd av den kylarvätska som via den första ledningen 9 strömmar frän förbränningsmotorn 3 till termostatanordningen 30 leds vidare till kylarvätskekylaren 6 och kyls i denna innan kylarvätskan via den andra ledningen 10 äterförs till förbränningsmotorn, medan resterande mängd av nämnda kylarvätska äterförs till förbränningsmotorn 3 via den tredje ledningen 11 och den andra ledningen 10 utan att passera genom kylarvätskekylaren 6. När väsentligen hela vaxkroppen har smält intar ventilkroppen 37 ovan nämnda andra ändläge, varvid all den kylarvätska som via den första ledningen 9 ström- mar från förbränningsmotorn 3 till termostatanordningen 30 leds vidare till kylarvätskekylaren 6 och kyls i denna innan kylarväts- kan via den andra ledningen 10 äterförs till förbränningsmotorn 3.

I det ovan beskrivna exemplet innefattar termostatanordningen 30 en ventilkropp och ett aktiveringselement. Det uppfinningsen- liga kylsystemet 1 skulle dock alternativt kunna innefatta en ter- mostatanordning där flödet mellan det första inloppet 31 och det första utloppet 33a regleras med hjälp av en första ventilkropp och där flödet mellan det första inloppet 31 och det andra utlop- 10 15 20 25 30 14 pet 33b regleras med hjälp av en andra ventilkropp, varvid dessa två ventilkroppar är tillordnade varsitt temperaturberoende akti- veringselement som är anordnat att påverka förskjutningsläget hos den tillhörande ventilkroppen i beroende av temperaturen hos den kylarvätska som mottages från pilotledningen 14 via det andra inloppet 32.

I de i Fig 1-4 illustrerade exemplen år motorfordonet 4 försett med ett turboaggregat 20. Luft tillförs förbränningsmotorn 3 via en luftintagsledning 15 och avgaser leds bort från förbrännings- motorn via en avgasledning 16. Turboaggregatet 20 innefattar en turbin 21 med ett turbinhjul som år anordnat i avgasledningen 16 för att drivas i rotation av avgasflödet från förbränningsmotorn 3.

Turboaggregatet 20 innefattar vidare en kompressor 22 med ett kompressorhjul som är anordnat i luftintagsledningen 15 för att komprimera luften som tillförs förbränningsmotorn 3 och därige- nom bygga upp önskat laddtryck. Kompressorhjulet och turbin- hjulet är driftmässigt kopplade till varandra, exempelvis genom att vara placerade på en och samma axel 23, så att kompres- sorhjulet drivs i rotation av turbinhjulet. En laddluftkylare 17 är anordnad i luftintagsledningen 15 mellan kompressorn 22 och förbränningsmotorn 3.

Kylsystemet 1 innefattar en vårmeväxlare 50 som är inkopplad i pilotledningen 14 uppströms termostatanordningen 30. Denna vårmeväxlare 50 är anordnad att medge värmeväxling mellan den genom pilotledningen 14 strömmande kylarvåtskan och ett me- dium vars temperatur påverkas av omgivningstemperaturen och förbränningsmotorns last. 10 15 20 25 30 15 Hos den i Fig 1 illustrerade utföringsformen är värmeväxlaren 50 anordnad att medge värmeväxling mellan den genom pilotled- ningen 14 strömmande kylarvätskan och kylarvätska som ström- mar genom ett ledningsparti 10a hos nämnda andra ledning 10 som är beläget uppströms nämnda första punkt P1, dvs kylar- vätska som strömmar mellan kylarvätskekylarens kylarvätskeut- lopp 7b och nämnda första punkt P1. I detta fall innefattar vär- meväxlaren 50 en första genomströmningskrets 51 som är in- kopplad i pilotledningen 14 uppströms termostatanordningen 30 och en andra genomströmningskrets 52 som är inkopplad i nämnda andra ledning 10 uppströms nämnda första punkt P1.

Den andra genomströmningskretsen 52 är anordnad i värme- överförande relation till den första genomströmningskretsen 51 för att medge värmeväxling mellan kylarvätska som strömmar genom den första genomströmningskretsen 51 och kylarvätska som strömmar genom den andra genomströmningskretsen 52. De tvä genomströmningskretsarna 51, 52 är lämpligen medströms- kopplade men skulle alternativt kunna vara motströmskopplade.

De första och andra genomströmningskretsarna 51, 52 utgör värmeväxlarens primärkrets respektive sekundärkrets. Hos denna utföringsform kommer den andra genomströmningskretsen 52, när termostatanordningen 30 är i delvis eller helt öppet läge, att genomströmmas av kylarvätska som passerat genom och kylts i kylarvätskekylaren 6 och som inte blandats med den eventuella kylarvätska som strömmar genom den tredje ledningen 11.

När termostatanordningen 30 är i helt stängt läge strömmar ingen kylarvätska genom den andra genomströmningskretsen 52 hos värmeväxlaren 50, varvid temperaturen hos den genom pilotled- ningen 14 strömmande kylarvätskan således ej påverkas när denna kylarvätska passerar genom värmeväxlaren 50. 10 15 20 25 30 16 När motorlasten är låg och/eller omgivningstemperaturen är låg och termostatanordningen 30 är i delvis öppet läge kommer den kylarvätska som strömmar ut ur kylarvätskekylaren 6 att vara påtagligt kallare än den kylarvätska som leds genom den tredje ledningen 11, varvid den genom pilotledningen 14 strömmande kylarvätskan således kommer att kylas vid sin passage genom värmeväxlaren 50. I detta fall kommer således termostatanord- ningens aktiveringselement 39 att påverkas av ett pilotflöde som har en lägre temperatur än den kylarvätska som strömmar in i förbränningsmotorn 3 och termostatanordningen 30 kommer så- ledes att ges intrycket att den kylarvätska som strömmar in i för- bränningsmotorn är kallare än vad den egentligen är, vilket i sin tur medför att termostatanordningen 30 hos det aktuella kylsy- stemet 1 under dessa driftförhållanden kommer att leda en större mängd kylarvätska till den tredje ledningen 11 och därigenom upprätthålla en varmare kylarvätsketemperatur jämfört med ett motsvarande kylarsystem utan värmeväxlare i pilotledningen.

När motorlasten är hög och termostatanordningen 30 är i helt öppet läge har den kylarvätska som strömmar ut ur kylarvätske- kylaren 6 väsentligen samma temperatur som den kylarväska som strömmar genom pilotledningen 14, varvid temperaturen hos den genom pilotledningen 14 strömmande kylarvätskan således förblir väsentligen opåverkad när denna kylarvätska passerar ge- nom värmeväxlaren 50.

Hos den i Fig 2 illustrerade utföringsformen är värmeväxlaren 50 anordnad att medge värmeväxling mellan den genom pilotled- ningen 14 strömmande kylarvätskan och laddluft som strömmar genom förbränningsmotorns luftintagsledning 15 nedströms kom- pressorn 22, företrädesvis i ett ledningsparti 15a mellan kom- 10 15 20 25 30 17 pressorn 22 och laddluftkylaren 17. I detta fall innefattar värme- växlaren 50 en första genomströmningskrets 54 som är inkopplad i pilotledningen 14 uppströms termostatanordningen 30 och en andra genomströmningskrets 55 som är inkopplad i luftintagsled- ningen 15 nedströms kompressorn 22. Den andra genomström- ningskretsen 55 är anordnad i värmeöverförande relation till den första genomströmningskretsen 54 för att medge värmeväxling mellan kylarvätska som strömmar genom den första genom- strömningskretsen 54 och laddluft som strömmar genom den andra genomströmningskretsen 55. De två genomströmnings- kretsarna 54, 55 är lämpligen medströmskopplade men skulle alternativt kunna vara motströmskopplade.

Temperaturen hos laddluften ökar med ökande tryck. Eftersom trycket hos laddluften ökar med ökande motorlast kommer såle- des även temperaturen hos laddluften nedströms kompressorn 22 att öka med ökande motorlast. Temperaturen hos laddluften ökar dessutom med ökande omgivningstemperatur.

När motorlasten är låg kommer den laddluft som strömmar ge- nom luftintagsledningen 15 nedströms kompressorn 22 att ha en lägre temperatur än den kylarvätska som leds in i pilotledningen 14, varvid den genom pilotledningen 14 strömmande kylarvätskan således kommer att kylas vid sin passage genom värmeväxlaren 50. I detta fall kommer således termostatanordningens aktive- ringselement 39 att påverkas av ett pilotflöde som har en lägre temperatur än den kylarvätska som strömmar in i förbrännings- motorn 3 och termostatanordningen 30 kommer således att ges intrycket att den kylarvätska som strömmar in i förbränningsmo- torn är kallare än vad den egentligen är, vilket i sin tur medför att termostatanordningen 30 hos det aktuella kylsystemet 1 under dessa driftförhållanden kommer att leda en större mängd kylar- 10 15 20 25 18 vätska till den tredje ledningen 11 och därigenom upprätthålla en varmare kylarvätsketemperatur när termostatanordningen 30 är i delvis öppet läge jämfört med ett motsvarande kylarsystem utan värmeväxlare i pilotledningen.

När motorlasten är hög kommer den laddluft som strömmar ge- nom luftintagsledningen 15 nedströms kompressorn 22 att ha en högre temperatur än den kylarvätska som leds in i pilotledningen 14, varvid den genom pilotledningen 14 strömmande kylarvätskan således kommer att värmas vid sin passage genom värmeväxla- ren 50. I detta fall kommer således termostatanordningens akti- veringselement 39 att påverkas av ett pilotflöde som har en högre temperatur än den kylarvätska som strömmar in i förbrän- ningsmotorn 3 och termostatanordningen 30 kommer således att ges intrycket att den kylarvätska som strömmar in i förbrän- ningsmotorn är varmare än vad den egentligen är.

Hos den i Fig 3 illustrerade utföringsformen är värmeväxlaren 50 anordnad att medge värmeväxling mellan den genom pilotled- ningen 14 strömmande kylarvätskan och avgaser som strömmar genom förbränningsmotorns avgasledning 16. I detta fall inne- fattar värmeväxlaren 50 en första genomströmningskrets 58 som är inkopplad i pilotledningen 14 uppströms termostatanordningen 30 och en andra genomströmningskrets 59 som är inkopplad i avgasledningen 16. Den andra genomströmningskretsen 59 är anordnad i värmeöverförande relation till den första genom- strömningskretsen 58 för att medge värmeväxling mellan kylar- vätska som strömmar genom den första genomströmningskretsen 58 och avgaser som strömmar genom den andra genomström- ningskretsen 59. De två genomströmningskretsarna 58, 59 är 10 15 20 25 30 19 lämpligen medströmskopplade men skulle alternativt kunna vara motströmskopplade.

Temperaturen hos avgaserna från förbränningsmotorn 3 ökar kraftigt med ökande motorlast och ökar dessutom något med ökande omgivningstemperatur. Den genom pilotledningen 14 strömmande kylarvätskan kommer således att värmas mindre vid sin passage genom värmeväxlaren 50 när motorlasten är låg än när motorlasten är hög. Genom lämplig anpassning av öpp- ningstemperaturen hos termostatanordningens aktiveringsele- ment 39 kan termostatanordningen 30 hos kylsystemet 1 enligt Fig 3 i en driftsituation med låg motorlast bringas att leda en större mängd kylarvätska till den tredje ledningen 11 och därige- nom upprätthålla en varmare kylarvätsketemperatur när termo- statanordningen 30 är i delvis öppet läge jämfört med ett motsva- rande kylsystem utan värmeväxlare i pilotledningen.

Hos den i Fig 4 illustrerade utföringsformen är värmeväxlaren 50 anordnad att medge värmeväxling mellan den genom pilotled- ningen 14 strömmande kylarvätskan och omgivningsluft som pas- serat genom kylarvätskekylaren 6. I detta fall innefattar värme- växlaren 50 en kylslinga 57 som är inkopplad i pilotledningen 14 uppströms termostatanordningen 30. Denna kylslinga 57 är an- ordnad bakom kylarvätskekylaren 6 i ett sådant läge att omgiv- ningsluft som passerat genom kylarvätskekylaren 6 kommer i värmeöverförande kontakt med kylslingan 57 för att medge överföring av värme från den kylarvätska som strömmar genom kylslingan 57 till denna omgivningsluft.

När temperaturen hos den kylarvätska som strömmar ut från för- bränningsmotorn 3 är så låg att termostatanordningen 30 förblir i helt stängt läge strömmar ingen kylarvätska genom kylarvätske- 10 15 20 25 30 20 kylaren 6, varvid den genom kylslingan 57 strömmande kylar- vätskan kommer att påverkas av ett luftflöde som har en tempe- ratur som väsentligen motsvarar omgivningstemperaturen. I detta fall kommer således den genom pilotledningen 14 strömmande kylarvätskan att utsättas för en relativt stor kylverkan vid sin passage genom värmeväxlaren 50.

När motorlasten är låg och termostatanordningen 30 är i delvis öppet läge kommer den omgivningsluft som passerar genom ky- larvätskekylaren 6 att värmas något av den genom kylarvätske- kylaren strömmande kylarvätskan, varvid den genom kylslingan 57 strömmande kylarvätskan kommer att påverkas av ett luftflöde som har en temperatur som är något högre än omgivningstempe- raturen. I detta fall kommer således den genom pilotledningen 14 strömmande kylarvätskan att utsättas för en något mindre kylver- kan vid sin passage genom värmeväxlaren 50.

När motorlasten är hög och termostatanordningen 30 är i helt öppet läge kommer den omgivningsluft som passerar genom ky- larvätskekylaren 6 att värmas förhållandevis mycket av den ge- nom kylarvätskekylaren strömmande kylarvätskan, varvid den genom kylslingan 57 strömmande kylarvätskan kommer att på- verkas av ett luftflöde som har en temperatur som är påtagligt högre än omgivningstemperaturen. I detta fall kommer den ge- nom pilotledningen 14 strömmande kylarvätskan att utsättas för en ännu mindre kylverkan vid sin passage genom värmeväxlaren 50.

Hos den i Fig 4 illustrerade utföringsformen kommer således den genom pilotledningen 14 strömmande kylarvätskan vid sin pas- sage genom värmeväxlaren 50 att utsättas för en kylverkan som minskar med ökande motorlast och som dessutom minskar med ökande omgivningstemperatur. 10 21 Det uppfinningsenliga kylsystemet är särskilt avsett att användas i ett tungt motorfordon, såsom exempelvis en buss, ett dragfor- don eller en lastbil.

Uppfinningen år givetvis inte på något sätt begränsad till de ovan beskrivna utföringsformerna, utan en mängd möjligheter till mo- difikationer därav torde vara uppenbara för en fackman på områ- det, utan att denne för den skull avviker från uppfinningens grundtanke sådan denna definieras i bifogade patentkrav.

Claims (7)

22 PATENTKRAV

1. Kylsystem för ett motorfordon innefattande: 10 15 20 25 30 - en kylkrets (2) för kylning av en förbränningsmotor (3) hos motorfordonet medelst en i kylkretsen strömmande kylar- vätska, - en kylarvätskepump (5) för cirkulering av kylarvätskan i kyl- kretsen (2), - en i kylkretsen (2) inkopplad kylarvätskekylare (6) för kylning av kylarvätskan, varvid denna kylarvätskekylare (6) innefattar ett kylarvätskeinlopp (7a) som är förbundet med ett kylarväts- keutlopp (8b) hos förbränningsmotorn (3) via en första ledning (9) hos kylkretsen och ett kylarvätskeutlopp (7b) som är för- bundet med ett kylarvätskeinlopp (8a) hos förbränningsmotorn (3) via en andra ledning (10) hos kylkretsen, varvid nämnda första ledning (9) är förbunden med nämnda andra ledning (10) via en tredje ledning (11) hos kylkretsen, vilken tredje ledning (11) är ansluten till den andra ledningen (10) i en för- sta punkt (P1) hos den andra ledningen och anordnad att medge äterföring av kylarvätska till förbränningsmotorn (3) utan passage genom nämnda kylarvätskekylare (6), och - en i nämnda första ledning (9) inkopplad termostatanordning (30) som är anordnad att reglera flödet av kylarvätska till ky- larvätskekylaren (6) och till nämnda tredje ledning (11) i bero- ende av temperaturen hos kylarvätska som leds in i termostat- anordningen (30) från en i kylkretsen ingående pilotledning (14), vilken vid sin uppströmsände är ansluten till nämnda andra ledning (10) i en andra punkt (P2) belägen mellan nämnda första punkt (P1) och kylarvätskeinloppet (8a) hos förbränningsmotorn (3), 10 15 20 25 30 23 kännetecknat därav, att kylsystemet (1) innefattar en värme- växlare (50) som är inkopplad i pilotledningen (14) uppströms termostatanordningen (30), varvid denna värmeväxlare (50) är anordnad att medge värmeväxling mellan den genom pilotled- ningen (14) strömmande kylarvätskan och något av följande medier: A) kylarvätska som strömmar genom ett ledningsparti (10a) hos nämnda andra ledning (10) som är beläget uppströms nämnda första punkt (P1), eller B) laddluft som strömmar genom en luftintagsledning (15) till förbränningsmotorn (3) nedströms en i luftintagsledningen an- ordnad kompressor (22), eller C) avgaser som strömmar genom en avgasledning (16) från förbränningsmotorn (3), eller D) omgivningsluft som passerat genom kylarvätskekylaren (6). .

2. Kylsystem enligt krav 1, kännetecknat därav, att värmeväxla- ren (50) innefattar: - en första genomströmningskrets (51) som är inkopplad i pi- lotledningen (14) uppströms termostatanordningen (30), och - en andra genomströmningskrets (52) som är inkopplad i nämnda andra ledning (10) uppströms nämnda första punkt (P1) och som är anordnad i värmeöverförande relation till den första genomströmningskretsen (51) för att medge värmeväx- ling mellan kylarvätska som strömmar genom den första genomströmningskretsen (51) och kylarvätska som strömmar genom den andra genomströmningskretsen (52). .

3. Kylsystem enligt krav 1, kännetecknat därav, att värmeväxla- ren (50) innefattar: 10 15 20 25 24 - en första genomströmningskrets (54) som är inkopplad i pi- lotledningen (14) uppströms termostatanordningen (30), och - en andra genomströmningskrets (55) som är inkopplad i nämnda luftintagsledning (15) nedströms nämnda kompressor (22) och som är anordnad i värmeöverförande relation till den första genomströmningskretsen (54) för att medge värmeväx- ling mellan kylarvätska som strömmar genom den första genomströmningskretsen (54) och laddluft som strömmar ge- nom den andra genomströmningskretsen (55). .

4. Kylsystem enligt krav 3, kännetecknat därav, att den andra genomströmningskretsen (55) är inkopplad i nämnda luftin- tagsledning (15) mellan nämnda kompressor (22) och en i luftintagsledningen anordnad laddluftkylare (17). .

5. Kylsystem enligt krav 1, kännetecknat därav, att värmeväxla- ren (50) innefattar: - en första genomströmningskrets (58) som är inkopplad i pi- lotledningen (14) uppströms termostatanordningen (30), och - en andra genomströmningskrets (59) som är inkopplad i nämnda avgasledning (16) för att medge värmeväxling mellan kylarvätska som strömmar genom den första genomström- ningskretsen (58) och avgaser som strömmar genom den andra genomströmningskretsen (59). .

6. Kylsystem enligt något av kraven 2-5, kännetecknat därav, att de två genomströmningskretsarna (51, 52; 54, 55; 58, 59) är medströmskopplade. 10 15 20 _ Motorfordon 25

7. Kylsystem enligt krav 1, kännetecknat därav, att värmeväxla- ren (50) innefattar en kylslinga (57) som är inkopplad i pilot- ledningen (14) uppströms termostatanordningen (30), varvid denna kylslinga (57) är anordnad bakom kylarvätskekylaren (6) i ett sådant läge att omgivningsluft som passerat genom kylarvätskekylaren (6) kommer i värmeöverförande kontakt med kylslingan (57) för att medge överföring av värme från den kylarvätska som strömmar genom kylslingan (57) till denna omgivningsluft. . Kylsystem enligt något av kraven 1-7, kännetecknat därav, att kylarvätskepumpen (5) är inkopplad i nämnda andra ledning (10) mellan nämnda första punkt (P1) och nämnda andra punkt (P2). innefattande en förbränningsmotor (3), kännetecknat därav, att motorfordonet (4) innefattar ett kylsy- stem (1) enligt något av kraven 1-8 för kylning av förbrän- ningsmotorn (3).