SE437179B - Anordning for reglering av temperaturen i en kylanordning, speciellt for forbrenningsmotor - Google Patents

Description

7801778-7 och ett funktionssätt svarande mot rullning i stadstrafik med låg hastighet; i det fall då relativt förhöjd omgivningstemperatur föreligger, och ett funktionssätt vilket uppvisar ett arbetssätt som är likformigt gentemot kylsystemet, svarande mot rullnirxg i hög hastighet, i det fall då relativt förhöjd omgivningsternperatur föreligger, och ett funktionssätt svarande mot en rullnzing vid hög hastighet i det fall då normal omgivningstemperatur fireligger och slutligen ett funktionssätt vid vilket motorn är fullt belastad (körning uppför en backe eller dragning av husvagn) med en förhöjd omgivningstemperatur.

Denna relativt stora spridning i funktionssätt, som ärimöjlig för en förbränningsmotor, härrör speciellt ur de skillnader som kan uppnås genom hastigheten hos fordonet, omgivningstemperaturm och den hos motorn utvecklade effekten, vilken medför att de kända regleranord- ningarna, vilka speciellt på grund av sin brist på smidighet och hastighet ej tillåter en optimering av funktionen hos kylsystemet med bästa möjliga konstans 'och minsta möjliga avgivna energi via ventilationssystemet.

Syftet med föreliggande uppfinning är att undanröja ovannämnda nackdelar. Detta syfte uppnås genom en anordning av i kraven angivet slag, av vilka även det, som särskilt kännetecknar uppfinningen, frangår.

Uppfinningen innebär alltså att den bl.a. använder sig av en tilläggstezrperaturtröskel, vilken medger en utökning av smidigheten i kylsystemet, till att ha en .optimal funktion för en mycket större variation i kylningssätt, och dessutom att man har anordnat det så att verkan sker icke enbart på ventilationssystemet, vilket om det ej svarar exakt mot den optimala kylningen medför en överförbrxflgxing av energi (ty man kan icke för en uppenbar säkerhetsrisk tillåta möjligheten av en otillräcklig kylning), utan även på kapaciteten hos vätskevärme-transportörem tilläggsparametern för bestämning av kylsystemets arbetssätt, där styrningen endast medför en energiåtgång som är försumbar eller noll.

Fördelen med denna anordning är i huvudsak att medge att hänsyn tages till terrperaturen hos luften under motorhuven för optimering av kylningen. - Man har vidare fördelaktigt anordnat att nämnda första detektor 7801778-7 šir belägen i omedelbar närhet till kylaren. På så sätt blir denna första detektor dessutom underordnad temperaturen hos värmevätske- transportören, vars verkan kan låta sig avkännas genom utstrålning.

I enlighet med uppfinningen har man ytterligare anordnat, att nämnda andra punkt i kylsystemet, på vilken är anordnad den andra ternperaturdetektorn, är belägen i nämnda värmevätsketrarisportanordning, nedströms motorn och uppströms kylaren, dvs i en punkt där temperaturen hos värmevätsketransportören kommer att vara den högsta, den som tillåter den andra detektorn att ge en säkerhetsfunktion, (man kan i egentlig bemärkelse icke tala om reglering) vilket är speciellt viktigt, eftersom ventilationssystemet ej arbetar för fullt mer än i extremfallen, vilket kommer att fraxngå bättre ur det följande.

Enligt ytterligare särdrag hos uppfinningen anordnas att nämnda tredje punkt i kylsystemet är belägen i kretsen för nämnda vätskevärme- transportör, nedströms motorn och uppströms kylaren, företrädesvis direkt vid utgången av motorn.

En faktisk orsak till att styrningen av ett sådant styrorgan för värmeavgivning av vätska (t.ex. typ termostat) medför en förbrukning av energi som är försumbar eller lika med noll, är att man väljer temperaturen i denna tredje punkt i kylsystemet som givare i huvudsak för regleranordraingen i det övre terrperaturområdet.

Ett annat viktigt särdrag hos föreliggande uppfinning består i det faktum att nämnda första bestämda tröskel väljes på så sätt, att den skall vara uppnådd vid den första punkten endast när nämnda tredje bestämda tröskel är uppnådd hos nämnda tredje punkt i kylsystemet, nämligen när nämnda styrorgan för kapaciteten hos värmevätsketrans- portören medger ett värde över nämnda kapacitet. Driftsättet hos ventilationssystemet blir därvid noll eller praktiskt taget noll.

Denna anordning, som för övrigt bättre framgår av det följande, är av det slag, som tillåter att realisera en viktig energiekonomi allt under det att den medger tillförsäkrandet av en optimering av tempe- raturreleringen, genom att ej tillåta start av ventilationssystemet i ett mellanområde, som när temperaturen i vätskevärmetransportören uppnår nämnda tredje bestämda tröskelvärde, eller formulerat på annat sätt, denna anordning hindrar igångsättningen av ventilationssystemet i själva mellanområdet under ternperaturhöjningsfasen hos motorn, vilken POÛR Qvzwfrr 7801778-7 följer på starten, och medger ej denna igångsättning som följer speciellt i det fall då' rullníng sker *med låg hastighet i stad eller på landsväg men vid förhöjd omgivningstemperatur, när den naturliga luft- växlingen är otillräcklig. i På kompletterande sätt har man fördelaktigt åstadkommit att nämnda första bestämda tröskel är vald på så sätt, att den ej kan uppnås på samma gång som nämnda bestämda tredje tröskel uppnås i nämnda tredje punkt i kylsystemet i det fall den naturliga luftväxl-ingen är tillräcklig, och ventilationssystanet förblir stillastående.

Det gäller ytterligare en anordning som medger realiseririg av en viktig energibesparing, eftersom den medger åstadkommandet av en typ av ventilationssystem som förblir i vila om den naturliga' luftväxlingen är tillräcklig, vilken luftväxling erhålles när fordonet rullar relativt fort, med en yttemperatur som är normal. Regleringen av temperaturen kommer således att enbart säkras genom nämnda styrorgan för 'kapaciteten hos värmevätsketransportören, dvs. utan ytterligare energiavgivning . p I Alla dessa villkor kan vara uppfyllda, speciellt i relativt tempererade områden, genom att välja t.ex. en omgivningstemperatur av 5500 för nämnda första bestämda tröskel, och en omgivningstemeratur av 84°C för nämnda tredje tröskel. Dessa temperaturer är endast givna som riktvärden. vad beträffar den andra nämnda temperaturtröskeln, vars överskridande är ett tillstånd forvilket luftväxlingssystemet arbetar' via fyll belastning, kan aetta väljas orfmring 97° , varvid är givet en begränsad temperatur i storleksordeningen l10°C vilken kan tolereras för kylarvätskan vid utgången av motorn.

En utföringsfonn av uppfinningen beskrives nedan endast som ett exempel och är på intet sätt begränsande, och i beskrivningen hänvisas till figurerna i bifogade ritning i vilken: fig. 1 schematiskt visar en anordning för reglering av temperaturen i enlighet med Lppfirmingen, och fig. 2 visar en variant av en elektrisk del i schemat i fig. 1.

I fig. l har man med M schematiskt och till del representerat en förbränningsmotor i en bil, och med R en kylare förbunden med motorkretsen (vilken urxderfórstått innefattar en icke visad vattenpump) 7801778-7 via en hetledning C och via en kylledning F. Lnftväxlingssystemet fir kylning av kylaren R innefattar i detta exempel två fläktar V1 och V2, vilka kan vara drivna av respektive två likströmsmotorer M1 och M2, vilka kan förses med matning via batteriet E hos fordonet. Som visas i figurerna är dessa fläktar V1 och V2 anordnade på andra 'sidan om kylaren R i förhållande till motom M.

Anordningen för reglering av temperaturen innefattar i egentlig benärkelse: l) En första temperaturdetektor (termokontakt BT) anordnad i omedelbar närhet av kylaren R mellan derma och motorn M, termokontakten är öppen så att temperaturen till vilken den är underkastad är under 55°C och den stänger när temperaturen är lika med eller över nämnda första tröskel. 2) En andra temperaturtetektor (termokontakt HT) anordnad i ledningen C, funktionen i huvudsak samma som fdr termokontakten BT, men temperaturtröskeln (andra bestämda tröskeln) är fixerad för densamma nu 97°c. i 3) Ett organ för styrning av kapaciteten hos värmevätsketrans- portören i kretsen MCRF, anordnat i en tredje punkt i kylsystemet, nämligen *i ledningen C, direkt vid utgången av motorn M, t.ex. termostaten TH, som när temperaturen för vilken den är känslig är under en viss tröskel (den tredje bestämda tröskeln), tillåter blott strömning av en liten kapacitet i nämnda krets (läckströmning) och vilken tillåter nominell strömning bestämd via effekten hos vattenpumpen när nämnda temperatur uppnås eller överskrides. För detta organ har nämnda tredje tröskel fixerats till 84OC. Underförstått utgör de tröskelvärden på temperaturen scm här givits endast riktvärden.

Slutligen innefattar regleranordningen reläerna Rl, 122, R3, vilka styr respektive kontakterna Cl, G2 och G3 - G4, varvid ledningsgrenarna som realiseras på det sätt som visas i figur är sådana som: a) ingen av motorerna skall matas rmär termokontakterna BT och HT är öppna (öppning av Cl, G2, G4; stängning av C3); b) de två motorerna skall matas i serie och säkrar på så sätt ett mellanarbetssätt hos luftväxlingen, när termokontakten BT är stängd och termokontakten HT är öppen (stängning av Cl och C3, öppning av CZ Poem aussi-fw 7801778-7 och G4) har visats i fig. l,_ och _ c) de två motorerna skall matas parallellt och säkrar på så sätt en maximal luftväxling, när termokontakterxla BT och HT är slutna (stängning av Cl, C , C47 öppning av G3).

Funktionen hos anordningen som nyss har beskrivits är följande: motorn M i fordonet startas, temperaturen hos kylvattnet är låg och stegras progressivt för att skilja sig från omgivningstemperaturen. Så länge som temperaturen vid TH är under 84°C är kapaciteten vätska i strömming låg (läckströmning), och termokontakten BT förblir öppen, eftersom s-trömningen i kylaren är otillräcklig enär temperaturen detekterad vid BT härrörande således endast från strålningen hos kylaren R uppnår 55%. De två flaktama förblir alltså stillastående.

Man har alltså en hushållning av energi vid tiden för inställning av motortemperaturen, och denna inställning av temperaturen är underförstått mycket snabbare än om fläktsystemet fungerar och med detta framstår redan en viktig fördel hos uppfinningen. När temperaturen vid TH uppnår 84°C, uppnår vattenströrnningen i kylaren ett nominellt värde bestämt genom vattenpumpen (funktion av motorhastighet), och strålningen hos kylaren är alltså tillräcklig för temperaturen vid BT att uppnå och överskrida 55° , vilket ger en stängning av denna termokontakt och' funktion hos fläktsystemet V1, V2 i mellanarlft-tlllståna. ' Reglering av temperaturen sä TH, vilken upprätthåller vattentemperaturen vid utgången av motorn stabiliseraa runt s4° , detta alltid mer två villkor, tämligen efflast när den naturliga luftväxlixlgen är otillräcklig för att temperaturen som detekteras via termokontalcten BT blir lägre än 35°C och när motorn i fordonet ej arbetar med rnaxitrlal effekt.

Dessa två villkor kan t.ex. inträffa när fordonet rullar i en stad med låg hastighet i det fall då normal omgivningstemperatur föreligger, eller när det rullar med hög hastighet, men att omgivnings- ternperaturen är relativt förhöjd (t.ex. 30°C).

När däremot fordonet rullar med hög hastighet och' omgivningstemperaturen är normal, detta utan att effekten hos motorn är en maximal effekt, så är den naturliga luftväxlingen tillräcklig för att luften som passerar genom kylaren skall ligga på en temperatur 7801778-7 under 550 , vilket således meger öppningen av termokontakten BT och stillstående av de två flaktarna.

Således föreligger ett idealt funktionstillstånd av det faktum att effektförbrukningen hos fläktarna är noll, varvid regleringen säkras ytterligare enbart genom termokontakten TH. Temperaturen hos utgångsvattnet i kylaren förblir sålunda i området runt 84°C.

När slutligen effekten hos motorn i fordonet är maximal, vilket t.ex. uppstår i en backe eller när fordonet drar en husvagn, med dessutom en förhöjd omgivningstemperatur, kan ternperaturen för vattnet vid utgången av motorn uppnå och överstiga 97°C, vilket håller termokontakterna BI' och HT stängda, och har till följd att funktionen hos flaktsystemet V1, V2 är full arbetseffekt (motorerna M1 och M2 är anslutna parallellt på batteriet E).

I detta fall ser man att termostaten TH förlorar sin regleringsuppgift och att denna påtas således enbart av termokontakten HT. Kylsystemet som helhet är för övrigt beräknat på så sätt, att vattentemperaturen vid utgången från motorn aldrig kan få överstiga en maximal :sakerhetsgräns av t.ex. 1100 .

Det kan alltså konstateras att det är endast när vissa speciellt svåra villkor sammanfaller, som flaktsystemet arbetar i full omfattning och konsumerar en märkbar energi.

Dessutom medger uppfinningen att man erhåller mycket konstant temperatur under motorhuven, det gäller på samma sätt vattnet i kylarkretsen och dessutom erhåller man en långsammare regelbunden funktion.

Självfallet är exemplet på starten enligt uppfinningen som nyss har beskrivits ingalunda begränsande. Uppfinningen skulle kunna realiseras på många andra sätt, speciellt när det gäller det elektriska schemat över matningen till fläktsystemet. Man skulle t.ex. kunna anordna på det sätt som visas i fig. 2, att endast en fläkt V1 används, vilken kan drivas via en likströmsmotor, vilken matas via batteriet E hos fordonet.

Denna variant kan realiseras t.ex. genom att påverka två reläer Rl matas med ström när termokontakten BT är sluten och realiserar då och Rz vilka styr respektive två kontakter Cl och C2- Reläet Rl motorgrenen M' till batteriet via förmedling av ett motstånd r, med PQQR QUALITY 7801778-7 i vilket åstadkommes ett medelventilationsarbetssätt, och reläet Rz är matat då slutningen av termokontakten HT är realiserad, varvid en direkt leaffiltg till m' erhålles från batteriet E, vlutet tillåter ett maximalt luftväxlingssätt.

Underförstått kan andra anordningar enligt uppfinningen i detta fall vara analoga med de som har beskrivits i samband med fig. l och speciellt innefatta en termostat direkt vid utgången från motorn M.

Som redan för övrigt framgår ur det. föregående är uppfinningen i och med ovanstående ingalunda begränsad till sina utfóringsformer och speciellt de realiseringar som har betraktats, tvärtom innefattar den al la varianter.

Claims (10)

0) 7801778-7 PATENTKRAV

1. Anordning för temperaturreglering för en kylanordning, särskilt i en motor med inre förbränning (M), vilken kylanord- ning dels innefattar en krets för en värmetransporterande fluid med en med motorn förbunden kylare (R), varvid cirkulationen ikretsen tillförsäkras av motorns vattenpump, och dels en ky- larventilationsanordning (V1, V2), som oberoende av motorns arbetssätt kan arbeta på åtminstone två sätt, varjämte tempe- raturregleranordningen innefattar en första och en andra tem- peraturdetektor (BT, HT) vid en första respektive en andra punkt i kylanordningen samt en styrkrets för ventilationsan- ordningen för att bringa denna att arbeta med en medeleffekt, när den första detektorn fastställer, att temperaturen vid den första punkten uppnår eller överskrider ett första, på förhand bestämt tröskelvärde, och med en högre, eventuellt maximal ef- fekt, när den andra detektorn fastställer att temperaturen vid den andra punkten uppnår eller överskrider ett andra, på för- hand bestämt tröskelvärde, som ligger över det första tröskel- värdet, k ä n n e t e c k n a d av ett organ (TH) för regle- ring av den värmetransporterande fluidens strömning och anord- nat att reagera för temperaturen i en tredje punkt i nämnda kylanordning och medge ett lågt värde hos nämnda strömning, när det fastställer, att temperaturen vid den tredje punkten är lägre än ett tredje, på förhand bestämt tröskelvärde mellan de båda andra tröskelvärdena, samt medge ett högre värde hos strömningen, eventuellt det av vattenpumpen bestämda nominella värdet, när det fastställer, att temperaturen vid den tredje punkten uppnår eller överskrider det tredje tröskelvärdet.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den första punkten i kylanordningen, vid vilken den första temperaturdetektorn (BT) är anordnad, är belägen mellan kyla- ren (R) och motorn (M) i den av luften efter dess passage ge- nom kylaren intagna passagen.

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e o k n a d av att den första detektorn (BT) är belägen i omedelbar närhet av kylaren (R).

4. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e- t e c k n a d av att den andra punkten i kylanordningen, vid Puuiš QÜALITÜ 7801778-7 'Ö vilken den andra temperaturdetektorn (HT) är anordnad, är be- lägen i kretsen för den värmetransporterande_fluiden, nedström motorn (M) och uppströms kylaren (R). _

5. _ Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e- t e c k n a d av att den tredje punkten i kylanordningen är belägen i kretsen för den värmetransporterande fluiden, ned- ströms motorn (M) och uppströms kylaren (R) och företrädesvis direkt vid utgången från motorn (M). _

6. Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att det första på förhand bestämda tröskelvärdet är så valt, att det uppnås vid den första punkten först när det tredje på förhand bestämda tröskelvärdet nås vid den tredje punkten i kylanordningen, nämligen när organet (TH) för reglering av den värmetransporterande fluidens strömning medger ett högre strömningsvärde, varvid således ventilationsanordningen (V1, V2) icke eller praktiskt taget icke arbetar.

7. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att det första på förhand bestämda tröskelvärdet är valt att icke kunna nås, ens när det tredje på förhand bestämda trös- kelvärdet nås vid den tredje punkten i kylanordningen, då den naturliga ventilationen är tillräcklig, varvid ventila- tionsanordningen är overksam.

8. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e- t e c k n a d av att det första på förhand bestämda tröskel- värdet är bestämt att vara omkring 55°C.>

9. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e- t e c k n a d av att det andra på förhand bestämda tröskel- värdet är bestämt att vara omkring 97°C.

10. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e- t e c k n a d av att det tredje på förhand bestämda tröskel- värdet är bestämt att vara omkring 84°C.l