SE532729C2 - Kylsystem hos ett fordon som drivs av en förbränningsmotor - Google Patents

Description

20 25 30 35 532 TÉB värmeväxlare i vilken ett annat medium i fordonet är anpassat att kylas av kylvätska som rnottas från den första ledningskretsen. Under tillfällen då kylsystemet inte är hårt belastat har kylvätskan i den första ledníngskretsen en temperatur så att den utan extra kylning kan mottas i den andra ledningskretsen och utnyttjas för att kyla mediet i värmeväxlaren. I detta fall leds kylvätskan huvudsakligen genom en bypassledning och således förbi den extra kylaren innan den når värrneväxlaren där den kyler mediet. Den extra kylaren utnyttjas således inte i detta fall för att kyla kylvätskan. Utnyttjandet av bypassledningen säkerställer att kylvätskan i kylsystemet inte kyls alltför kraftigt då kylsystemet inte är hårt belastat, vilket skulle resulterai en för låg drifistemperatur hos förbränningsrnotorn. Under tillfällen då kylsystemet är hårt belastat har kylvätskan som leds till den andra ledningskretsen från den forsta ledningskretsen en alltför hög temperatur för att den utan extra kylning ska kunna utnyttjas för att kyla mediet i värmeväxlaren. I detta fall leds kylvätskan huvudsakligen genom den extra kylaren.

Kylvätskan erhåller därmed en tillräckligt låg temperatur för att kyla mediet då den når värmeväxlaren på ett erforderligt sätt, Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen är ventilorganet anordnat i bypassledningen. Ett sådant ventilorgan är ställbart i ett öppet läge då det tillåter att kylvätska leds genom bypassledningen och i ett stängt läge då det förhindrar att kylvätska leds genom bypassledningen: Då ventilorganet är i ett stängt läge leds all kylvätska genom den parallellt anordnade ledningen med den extra kylaren. Om ledningen med den extra kylaren inte har ett eget ventilorgan eller är blockerat på annat sätt erhålls även ett kylvätskeflöde genom ledningen med den extra kylaren då ventilorganet i bypassledningen är öppen. För att fördela kylvätskeflödet mellan ledningarna kan bypassledningen ha en konstruktion så att kylvätskan leds med ett lägre strömningsmotstånd genom bypassledningen än genom ledningen med den extra kylaren. Därmed kan ett lämpligt mindre kylvätskeflöde erhållas genom den extra kylaren. I och med det möjliggörs avluftning av kylaren, risken för termisk utmattning av kylaren reduceras och risken för isbildning inuti kylaren då en kall omgivningstemperatur råder.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar den andra ledningskretsen en ternperatursensor som är anpassad att avkänna nämnda mediums temperatur och att styrenheten är anpassad att mottaga information från nämnda sensor och att styra ventilorganet så att åtminstone en huvuddel av kylvätskan leds genom ledningen med den extra kylaren då nämnda medium har en temperatur över en högsta 10 15 20 25 30 35 532 TEÉ! acceptabel temperatur. Med en lämpligt placerad temperatursensor kan styrenheten omedelbart styra ventilorganet så att åtminstone en huvuddel av kylvatskan leds genom den extra kylaren så snart som mediet erhåller en for hög temperatur, Denna extra kylning av kylvätskan leder till att den kan kyla mediet effektivare i värmeväxlaren. Denna effektivare kylning medför att mediers temperatur sjunker. Så snart som mediet erhåller en temperatur som är ett förbestämt antal grader lägre än den högsta acceptabla temperaturen öppnar styrenheten ventilorganet så att kylvätskan åter leds genom bypassledningen. Alternativt kan den andra ledningskretsen innefatta en temperatursensor som är anpassad att avkänna kylvätskans temperatur och att styrenheten 'ar anpassad att mottaga information från nämnda sensor och att styra ventilorganet så att åtminstone en huvuddel av kylvätskan leds genom ledningen med den extra kylaren då kylvätskan har en temperatur över en högsta acceptabel temperatur. I detta fall styr styrenheten ventilorganet således med hjälp av kylvätskans temperatur. Då den kylvätskan som rnottas i den andra kylkretsen är för varm för att kyla mediet i värmeväxlaren leds den genom den extra kylaren innan den tillåts kyla mediet i värmeväxlaren. Om kylvätskan inte är för varm leds den utan extra kylning, via bypassledningen, till värmeväxlaren för kylning av mediet.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar den andra ledningskretsen åtminstone två värmeväxlare för kylning av ett respektive medium. I synnerhet i tunga fordon finns det ett behov att kyla ett stort antal medier. Sådana medier kan vara laddluft, återcirkulerande avgaser, växellådsolja, köldmediet i en klimatanläggning, olja i servosystem, bränsle och hydraulolja. Nämnda värmeväxlare kan vara parallellt anordnade i den andra ledningskretsen. Därmed kan kylvätska med väsentligen samma temperatur utnyttjas för att kyla medierna i de respektive värmeväxlarna. Alternativt kan nämnda värmeväxlare vara anordnade i serie den andra ledningskretsen. Därmed erhålls den effektivaste kylningen av mediet i den värmeväxlare som kylvätskan först strömmar igenom. Värmeväxlarna är med fördel motströms värrneväxlare. l och med det kan medierna kylas till en temperatur i närheten av kylvätskans inloppstemperatur i värmeväxlaren.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen mottar den andra ledningskretsen kylvatska från den första ledningskretsen i en första position och återför kylvätskan till den första ledningskretsen i en andra position och att kylvätskan har ett högre tryck i den forsta positionen än i den andra positionen. Med en sådan anslutning av den andra ledningskretsen till den första ledningskretsen kan 10 15 20 25 30 35 532 'H29 kylvätskepumpen i den första ledningskretsen även utnyttjas för att cirkulera kylvätskan i den andra ledningskretsen. För att erhålla en tryckskillnad som säkerställer ett kontinuerligt kylvätskeflöde genom den andra ledningskretsen bör den andra ledningskretsens mottaga kylvätska relativt nära kylvätskepumpen på dess trycksida och återföra kylvätska relativt nära kylvatskepumpen på dess sugsida.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar den andra ledningskretsen en fläkt och att styrenheten är anpassad att aktivera fläkten så att ett kylande luftflöde erhålls genom den extra kylaren då det föreligger ett extra kylbehov av mediet ivärmeväxlaren. Därmed ökar kyleffekten av kylvätskan i den extra kylaren.

F öreträdesvis aktiverar styrenheten en elmotor som driver fläkten då kylvätskan leds genom den extra kylaren. Den extra kylaren är med fördel anordnad vid en perifer yta i fordonet så att den genomströmmas av luft med omgivningens temperatur då fläkten aktiveras. Därmed kan kylvätskan erhålla en mycket effektiv kylning i den extra kylaren.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARN A I det följande beskrivs, såsom exempel, föredragna utforingsformer av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig, 1 Fig. 2 visar ett kylsystem enligt en första utföringsform av uppfinningen och visar ett kylsystem enligt en andra utföringsform av uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV F ÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORIVIER AV UPPFINNINGEN Fig. l visar schematiskt ett fordon l som drivs av en förbränningsmotor 2 som kan vara en dieselmotor. Fordonet l är med fördel ett tungt fordon. Förbränningsmotorn 2 är kyld av ett kylsystem med en cirkulerande kylvätska. En kylvätskepump 3 är anpassad att cirkulera kylvätska genom kylsystemet. Kylsystemet innefattar en första ledningskrets 4 och en andra ledningskrets 5. Den första ledningskretsen 4 innefattar schematiskt visade kylkanaler 4a som sträcker sig genom förbränningsmotorn 2 så att den erhåller en önskad kylning. Efter att kylvätskan kylt förbränningsmotorn 2 mottas den i en ledning 4b som leder kylvätskan till en termostat 6. Termostaten 6 leder en varierbar mängd av kylvätskan till en ledning 4c och en ledning 4d i beroende av 10 15 20 25 30 35 532 723 kylvätskans temperatur. Ledningen 4c leder kylvätskan åter till bränslepumpen 3 och forbränningsmotorn 2 medan ledningen 4d leder kylvätska till en kylare 7 som är monterad vid ett frärnre parti av fordonet l. En kylarfläkt 8 är anpassad att alstra en kylande luftstrom genom kylaren 7. Då kylvätskan uppnått en normal driftstemperatur leds huvudsakligen all kylvätska till kylaren 7 for att kylas innan den, via en ledning 4e åter leds till bränslepumpen 3 och forbränningsmotorn 2. Den forsta ledningskretsen 4. hos kylsystemet har således en uppbyggnad som ett konventionellt kylsystem för att kyla en forbränningsmotor 2 i ett fordon l, Kylsystemets andra ledningskrets 5 innefattar en ledning Sa som mottar kylvätska från den första ledningskretsen 4 i en position 4a' som är belägen i närheten av kylvätskepumpen 3 på dess trycksida, Ledningen Sa övergår så småningom i två parallella ledningar Sb, Sc. Den forsta parallella ledningen Sb innefattar en extra kylare 9. Den extra kylaren 9 är monterad i ett perifert område av fordonet 1. I detta fall är det perifera området beläget vid ett frontparti av fordonet 1. En kylarfläkt 10 som drivs av en elektrisk motor 11 är anpassad att alstra en kylande luftström genom den extra kylaren 9. Den andra parallella ledningen Sc är en bypassledning som innefattar en ventil 12. En styrenhet 13 är anpassad att styra den elektriska motorn ll och ventilen 12. De parallella ledningarna Sh, Sc går samman i en ledning Sd som leder kylvätskan till en första värmeväxlare l4a och en andra värmeväxlare l4b. I detta fall leds kylvätskan parallellt till de respektive värmeväxlarna l4a, l4b. Kylarvätskan är anpassad att kyla ett medium i de respektive värmeväxlarna 14a, l4b. I detta fall kyls olja från fordonets växellåda iden första värmeväxlaren l4a. I den andra värmeväxlaren l4b kyls ett annat medium som, exempelvis, kan vara laddlufi, återcírkulerande avgaser, köldmediet i en klimatanläggning, olja till servosystem, bränsle, ett medium som kyler elektriska komponenter i fordonet 1 eller hydraulolja.

Det finns således en rad medier och komponenter som behöver kylas i ett tungt fordon 1. En temperatursensor lS är anpassad att avkänna växellådsoljans temperatur på ett lämpligt ställe. Temperatursensom 15 mäter och sänder signaler avseende oljans temperatur väsentligen kontinuerligt till styrenhet 13 under drift av fordonet. Efter att kylvätskan kylt medierna i värmeväxlarna l4a, l4b leds den, via en ledning Se, tillbaka till den forsta ledningskretsen 4. Kylvätskan leds tillbaka ledningen 4e i den forsta ledningskretsen 4 i positionen 4e' som här är belägen mellan kylaren 7 och kylvätskepumpen 3. 10 15 20 25 30 35 532 'FEB Under drift av förbränningsrnotorn cirkulerar kylvätskepumpen 3 kylvätska genom den första ledningskretsen 4 så att förbränningsmotorn erhåller en erforderlig kylning. Den andra ledningskretsen 5 är dimensionerad så att den, via ledningen Sa i positionen 4a', mottar en bestämd andel av kylvätskan som cirkuleras i den första ledningskretsen 4.

Styrenheten 13 mottar information från temperatursensorn 15 avseende växellådsolj ans temperatur. Styrenheten 13 innehåller lagrad information om en högsta acceptabel temperatur som växellådsoljan inte bör överskrida. Då växellådsoljan har en temperatur inom det acceptabla området är styrenheten 13 anpassad att hålla ventilen 12 i ett öppet läge. Styrenheten 13 är samtidigt anpassad att hålla elmotorn 10 avstängd så att fläkten ll inte åstadkommer en kylande lufiström genom den extra kylaren 9.

Det andra ledningssystemet 5 är konstruerat så att strömningsmotståndet genom bypassledningen 5c är avsevärt mindre än strömningsmotståndet genom ledningen Sb med den extra kylaren 9, Då ventilen 12 är öppen kommer därmed huvuddelen av kylvätskan som cirkulerar i den andra ledningskretsen 5 att ledas genom bypassledningen 5c. Endast en mindre del av kylvätskan leds genom ledningen 5b och den extra kylaren 9. Även om den extra kylarens 9 inte behöver utnyttjas i detta fall för att kyla kylvätskan i den andra ledningskretsen 5 är det dock lämpligt av flera anledningar att låta en mindre del av kylvätskan passera genom den extra kylaren 9_ Ett sådant mindre kylvätskeflöde möjliggör avluñning av den extra kylaren 9, det säkerställer att den extra kylaren 9 upprätthåller en temperatur så att risken för termisk utmattning reduceras och det reducerar risken för isbildning inuti den extra kylaren 9 då en kall omgivningstemperatur råder. Då växellådsoljan har en acceptabel temperatur utnyttjas kylvätskan utan någon extra kylning i den extra kylaren 9 för att kyla medierna i de respektive värrneväxlarna l4a, 14b. Kylvätskan leds därefter tillbaka, via ledningen Se, till den första ledningskretsen 4 i positionen 4e”_ Den andra ledningskretsen 5 mottar således kylvätska från en position 4a” i den första ledningskretsen 4 i anslutning till kylvätskepumpens 3 trycksida och leder tillbaka kylvätskan till den första ledningskretsen i en position 4e' i anslutning till kylvätskepumpens 3 sugsida. Tryckskillnaden mellan nämnda positioner 4a”, 4e' i den första ledningskretsen 4 säkerställer att cirkulationen av kylvätska genom den andra ledningskretsen 5 kan upprätthållas med hjälp av samma kylvätskepump 3 som cirkulerar kylvätska i den första ledningskretsen 4.

Om växellådsolj ans temperatur stiger över den acceptabla temperaturen konstaterar styrenheten 13 att kylvätskan i den första ledningskretsen 4 har en för hög temperatur 10 15 20 25 30 35 532 TEH för att kyla växellådsoljan på ett önskat sätt. Styrenheten 13 stänger därvid ventilen 12 samtidigt som den aktiverar elmotorn 11 och fläkten 10. All kylvätska i den andra ledningskretsen 5 leds nu genom ledningen Sb och den extra kylaren 9 där den tillhandahåller en kylning av luften som forceras genom den extra kylaren 9.

Kylvätskan i den andra ledningskretsen 5 tillhandahåller därmed en effektiv kylning till en temperatur som är klart lägre än kylvätskans temperatur i den första ledningskretsen 4 innan den utnyttjas för att kyla medierna i värmeväxlarna 14a, l4b.

Eftersom värmeväxlarna 14a, l4b i detta fall är parallellt anordnade så kommer mediernai de respektive värmeväxlarna 14a, l4b att kyls med kylvätska med samma låga temperatur, Den kalla kylvätskan tillhandahåller en effektiv kylning av medierna i _ de respektive värmeväxlarna l4a, l4b. Den effektiva kylningen av växellâdsolj an i värmeväxlaren 14a resulterar i att växellådsoljan relativt snabbt kyls till en acceptabel temperatur. Då Styrenheten 13 mottar information som indikerar att växellådsoljan har kylts till en temperatur som är ett förbestämt antal grader under den högsta acceptabla temperaturen öppnar den ventilen 12 samtidigt som den stänger av elmotorn 11 och fläkten 10. Huvuddelen av kylvätskan kommer därmed åter att ledas genom bypassledningen 5c och endast en mindre del genom ledningen Sb och den extra kylaren 9.

Fig. 2 visar en alternativ utföringsform av kylsystemet. 1 denna utföringsform mottar Styrenheten 13 information från en temperatursensor 16 avseende temperaturen på kylvätskan som mottas i den andra ledningskretsen 5. Om kylvätskan har en temperatur över en högsta acceptabel temperatur konstaterar styrenheten 13 att medierna i värmeväxlarna 14a, l4b inte kan erhålla en önskad kylning med en sådan varm kylvätska. Styrenheten 13 stänger därvid ventilen 12 samtidigt som den aktiverar elmotorn 11 och fläkten 10. All kylvätska i den andra ledningskretsen 5 leds nu genom ledningen Sb och den extra kylaren 9 där den tillhandahåller en kylning av luften som forceras genom den extra kylaren 9. Kylvätskan som leds till värmeväxlarna 14a, l4b efter kylningen i den extra kylaren 9 har nu en betydligt lägre temperatur och den kan därmed tillhandahålla en effektiv kylning av växellådsoljan i den första värmeväxlaren 14a. Kylvätskan leds därefter till den andra värmeväxlaren l4b där den kyler det andra mediet. I detta fall är värrneväxlarna 14a, l4b således anordnade i serie vilket är lämpligt då ett av medierna erfordrar en kylning till en lägre temperatur än det andra mediet. Den extra kylningen av kylvätskan i den extra kylaren 9 resulterar i att kylvätskan i hela kylsystemet erhåller en lägre temperatur. Då styrenheten 13 mottar information som indikerar att kylvätskan har kylts till en temperatur som är ett 'lO 532 721% förbestämt antal grader under den högsta acceptabla temperaturen konstaterar den att kylvätskan åter kan användas for att kyla nämnda medier utan någon extra kylning i den extra kylaren 9. Styrenheten 13 öppnar därvid ventilen 12 samtidigt som den stänger av elmotorn 11 och fläkten 17. Huvuddelen av kylvatskan kommer därmed att ledas genom bypassledníngen 5c och endast en mindre del genom ledningen Sb och den extra kylaren 9.

Uppfinningen är på intet sätt begränsad till den utföringsform som beskrivs på ritningen utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 Patentkrav

1. Kylsystem i ett fordon (1) som drivs av en förbränningsmotor (2), varvid kylsystemet innefattar en forsta ledningsledningskrets (4) med en cirkulerande kylvätska som är anpassad att kyla förbränningsmotorn (2), en kylvätskepump (3) som är anpassad att cirkulera kylvätskan i den första ledningskretsen (4), en kylare (7) som är avsedd att kyla kylvätskan i den första ledningskretsen (4) och en andra ledningskrets (5) som är anpassad att mottaga cirkulerande kylvätska från den forsta ledningskretsen (4) och att återföra kylvätska till den första ledningskretsen (4), vilken andra ledningskrets (5) innefattar en ledning (5b) som är försedd med en extra kylare (9), en bypassledning (Sc) som har en parallell sträckning med ledningen (5b), ett ventilorgan (12) med vilken det är möjligt att fördela kylvätskeflödet i det andra ledningssystemet mellan de parallella ledningama (Sh, Se), åtminstone en värmeväxlare (14a, 14b) som är belägen nedströms de parallella ledningarna (Sb, Sc) i vilken kylvätskan är anpassad att kyla ett medium och en styrenhet (13) som är anpassad att styra ventilorganet (12) så att det leder åtminstone en huvuddel av kylvätskan genom ledningen (5b) med den extra kylaren (9) då det föreligger ett extra kylbehov av mediet i värmeväxlaren (14a, 14b) och att det leder åtminstone en huvuddel av kylvätskan genom bypassledningen (Sc) då det inte föreligger något extra kylbehov av mediet i värmeväxlaren (14a, 14b), kännetecknat av att ventilorganet (12) är anordnat i bypassledningen (Sc) och att bypassledningen (Sc) har en konstruktion så att kylvätskan leds med ett lägre strömningsmotstånd genom bypassledningen (Sc) än genom ledningen (5b) med den extra kylaren (9) då ventilorganet (12) äri ett öppet läge.

2. Kylsystem enligt krav 1, kännetecknat av att den andra ledningskretsen (5) innefattar en temperatursensor (15) som är anpassad att avkänna nämnda mediums temperatur och att styrenheten (13) är anpassad att mottaga information från nämnda sensor (15) och att styra ventilorganet (12) så att åtminstone en huvuddel av kylvätskan leds genom ledningen (5b) med den extra kylaren (9) då nämnda medium har en temperatur över en högsta acceptabel temperatur.

3. Kylsystem enligt krav 1, kännetecknat av att den andra ledningskretsen (5) innefattar en temperatursensor (16) som är anpassad att avkänna kylvätskans temperatur och att styrenheten (13) är anpassad att mottaga information från nämnda sensor (16) och att styra ventilorganet (12) så att åtminstone en huvuddel av 10 15 20 25 30 kylvätskan leds genom ledningen (Sb) med den extra kylaren (9) då kylvätskan har en temperatur över en högsta acceptabel temperatur.

4. Kylsystem enligt något av föregående krav, kännetecknat av att den andra ledningskretsen (5) innefattar åtminstone två värmeväxlare (14a, 14b) för kylning av ett respektive medium.

5. Kylsystem enligt krav 4, kännetecknat av att nämnda värmeväxlare (l4a, 14b) är parallellt anordnade i den andra ledningskretsen (5).

6. Kylsystem enligt krav 4, kärmetecknat av att nämnda vårmeväxlare (14a, 14b) är anordnade i serie den andra ledningskretsen (5).

7. Kylsystem enligt något av föregående krav, kännetecknat av att den andra ledningskretsen (5) mottar kylvätska från den forsta ledningskretsen (4) i en forsta position (4a') och återför kylvätskan till den forsta ledningskretsen (4) i en andra position (4e') och att kylvätskan har ett högre tryck i den forsta positionen (4a') än i den andra positionen (4e').

8. Kylsystem enligt något av föregående krav, kännetecknat av att den andra ledningskretsen (5) innefattar en fläkt (10) och att styrenheten (13) är anpassad att aktivera fläkten (10) så att ett kylande luftflöde erhålls genom den extra kylaren (9) då det föreligger ett extra kylbehov av mediet i värmeväxlaren (l4a, 14b).