DE69816891T2

DE69816891T2 - Kühlungsanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE69816891T2
Application number: DE69816891T
Authority: DE
Inventors: Andrea Bartolazzi
Original assignee: Gate SRL
Current assignee: Gate SRL
Priority date: 1997-03-13
Filing date: 1998-02-26
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2018-02-27
Also published as: ES2205294T3; ITTO970205A1; US5975031A; EP0864733A1; EP0864733B1; IT1291190B1; DE69816891D1

Description

Diese Erfindung betrifft Kühlsysteme für Verbrennungsmotoren, im Besonderen für Kraftfahrzeuge.
Im Besonderen betrifft die Erfindung ein Kühlsystem, wie es im Oberbegriff von Anspruch 1 festgelegt ist.
Ein derartiges Kühlsystem ist in EP-A-0,557.113 geoffenbart. Bei diesem Kühlsystem gemäß dem Stand der Technik besteht das Regelventil aus einem elektrisch gesteuerten Ventil, das direkt von einer elektronischen Steuereinheit angesteuert wird, die auch die Umlaufpumpe antreibt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Kühlsystem für einen Verbrennungsmotor herzustellen.
Dieser sowie andere Gegenstände werden erfindungsgemäß mit einem Kühlsystem erreicht, wie es im Anspruch 1 festgelegt ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nun folgenden ausführlichen Beschreibung anhand eines nicht einschränkenden Beispiels und im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen zeigt:
1 die vereinfachte Darstellung einer Ausführungsform eines Kühlsystems für einen Verbrennungsmotor gemäß der Erfindung; und
2 den Schnitt durch ein Regelventil, das im Kühlsystem von 1 enthalten ist.
In 1 ist mit dem Bezugszeichen E ein Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug dargestellt.
Ein Kühlsystem, das allgemein die Bezugsziffer 1 trägt, ist dem Motor E zugeordnet.
Dieses System enthält einen Flüssigkeitskreislauf, um dem Motor E eine Strömung eines Kühlmittels zuzuführen. Beim Kühl mittel kann es sich beispielsweise um ein Gemisch von Wasser, einem Frostschutzmittel und Korrosionsschutzmitteln handeln.
Bei der vereinfacht dargestellten Ausführungsform weist der Flüssigkeitskreislauf des Kühlsystems eine elektrische Umlaufpumpe 2 auf, deren Ausgang oder Auslass mit dem Kühlmitteleinlass 3 zum Motor E verbunden ist. Bei der Pumpe 2 handelt es sich beispielsweise um eine elektrische Pumpe, vorzugsweise um eine Rotationspumpe, deren Fördermenge sich mit der Drehzahl ihres Rotors ändert.
Ein Kühler (ein Flüssigkeit/Luft-Wärmetauscher) 4 liegt mit seinem Einlass am Kühlmittelauslass 5 vom Motor E. Der Kühlerauslass 4 ist mit einem Einlass 10b eines Regelventils verbunden, das allgemein die Bezugsziffer 10 trägt.
In 1 ist mit der Bezugsziffer 6 eine Umgehungsleitung bezeichnet, die im Wesentlichen parallel zum Kühler 4 zwischen dem Auslass 5 des Motors E und einem weiteren Einlass 10a des Regelventils 10 liegt. Die Umgehungsleitung 6, kann, wenn sie dazu geeignet ist, beispielsweise über einen Wärmetauscher (nicht dargestellt) verlaufen, um jene Luft zu erwärmen, die in den Fahrgastraum eintritt.
Der Auslass 10c des Regelventils 10 ist mit dem Einlass der Umlaufpumpe 2 verbunden.
Ein elektrischer Temperaturfühler trägt in 1 die Bezugsziffer 11. Bei der in dieser Fig. beispielhaft gezeigten Ausführungsform liegt der Fühler 11 nahe beim Kühlmitteleinlass 3 des Motors E. Der Temperaturfühler 11 kann jedoch auch an einer anderen Stelle angeordnet werden, beispielsweise in der Nähe des Auslasses 5 des Motors E, innerhalb des Motors E oder auch an einer vorgegebenen Stelle im Flüssigkeitskreislauf, die von der Kühlmittelströmung beeinflusst wird.
Mit der Bezugsziffer 12 ist eine elektronische Steuereinheit bezeichnet, mit der der Auslass des Temperaturfühlers 11 verbunden ist. Die Steuereinheit 12 ist mit dem Elektromotor verbunden, der die elektrische Pumpe 2 antreibt, wobei die Steuereinheit die Pumpe so steuert, dass sich ihre Fördermenge auf vorgegebene Art in Abhängigkeit von jener Temperatur ändert, die vom Fühler 11 abgetastet wird.
Wie später aus der Beschreibung der Ausführungsform von 2 ersichtlich ist, kann das Regelventil 10 im Allgemeinen das Verhältnis zwischen den Strömungen des Kühlmittels einstellen, die dem Motor E über die Umgehungsleitung 6 bzw. über den Kühler 4 zugeführt werden.
Das Regelventil 10 von 2 weist einen hohlen Körper auf, der beispielsweise von zwei Teilen 13 und 14 gebildet wird, die miteinander abgedichtet verbunden sind. Ein Einlassanschluss 10a sowie ein Auslassanschluss 10c sind am Körper 10 vorgesehen. Ein Einlassanschluss 10b ist im Teil 14 des Ventilkörpers ausgebildet.
Ein Führungselement, das allgemein die Bezugsziffer 15 trägt, liegt zwischen den beiden Teilen 13 und 14 des Ventilkörpers. Bei der beispielhaft gezeigten Ausführungsform weist das Führungselement 15 einen scheibenförmigen Teil 15a auf, der mit einer Vielzahl von Umfangsöffnungen 15b sowie mit einem mittleren Vorsprung oder einer Nabe 15c versehen ist, die einen axialen Kanal 15d besitzt.
Der Teil 14 des Ventilkörpers 10 ist nahe des Einlassanschlusses 10b mit einer Verengung 16 versehen. Diese Verengung dient als Ventilsitz, mit dem ein Ventilverschluss 17 zusammenwirkt, der an einer Welle 18 befestigt ist, die im Kanal 15d des Führungselements 15 verschiebbar angebracht ist.
Eine Schraubenfeder 19 liegt zwischen der Scheibe 15a des Füh rungselements 15 und dem Verschluss 17, wobei sie den Verschluss in der in 2 gezeigten Stellung hält, das heißt gegen den Sitz des Ventils 16.
Das oben beschriebene Kühlsystem arbeitet wie folgt.
Eine Strömung einer warmen Flüssigkeit vom Motor E erreicht den Einlass 10a des Ventils 10, während eine relativ kühlere Flüssigkeit vom Kühler 4 zum Einlass 10b dieses Ventils gelangt.
Das Ventil 10 ist üblicherweise geschlossen, das heißt, dass der Verschluss 17 üblicherweise (wenn der Motor kalt ist) den Einlass 10b des Ventils verschließt.
Wenn die vom Fühler 11 abgetastete Temperatur einen vorgegebenen Wert überschreitet, setzt die Steuereinheit 12 die elektrische Pumpe 2 in Drehung, so dass die Differenz zwischen dem Druck an der unteren und an der oberen Fläche des Verschlusses 17 den Widerstand der Feder 19 überschreitet und sich der Verschluss 17 vom Sitz 16 weg bewegt, wodurch der Weg zum relativ kühleren Fluid geöffnet wird, das vom Kühler 4 kommt. Das Ventil 10 ermöglicht dann, dass sich die warme Flüssigkeit von der Umgehungsleitung mit der relativ kühleren Flüssigkeit vom Kühler 4 mischt.
Die Steuereinheit 12 steuert die Drehzahl der Pumpe 2 so, dass die Temperatur des Fluids, das dem Motor E zugeführt wird, so geregelt wird, wie dies erwünscht ist.
Das System gemäß der Erfindung besitzt verschiedene Vorteile.
Erstens ist es einfacher und weniger kostspielig als herkömmliche Aufbauten, die eine Pumpe, die vom Verbrennungsmotor in Drehung versetzt wird, sowie ein Thermostat-Regelventil verwenden.
Was seinen Aufbau betrifft, so kann das Regelventil 10 integriert aufgebaut sein, das heißt, dass es als Einheit mit der elektrischen Pumpe selbst hergestellt wird, wodurch sich Vorteile auch hinsichtlich des Aufbaus und der Montage des Kühlsystems ergeben, im Besonderen von dessen Flüssigkeitskreislauf.
Selbstverständlich ist für Fachleute ersichtlich, dass viele Varianten in jenem System eingeführt werden können, das oben im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben wurde.
Im Besonderen kann das Regelventil anders ausgebildet sein, als dies im Zusammenhang mit 2 beschrieben wurde.
Weiters können die Pumpe und das zugeordnete Regelventil auch an jener Seite angeordnet sein, an der die Flüssigkeit den Motor E verlässt, statt an der Einlassseite.
Selbstverständlich bleibt die Grundlage der Erfindung gleich, wobei die Ausführungsformen und die Details der Fertigung gegenüber der Beschreibung eines nicht einschränkenden Beispiels und den Zeichnungen weit verändert werden können, ohne dadurch vom Gebiet der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie sie in den angeschlossenen Ansprüchen festgelegt ist.

Claims

Kühlsystem für einen Verbrennungsmotor (E), wobei das Kühlsystem einen Flüssigkeitskreislauf (1) aufweist, um eine Strömung eines Kühlmittels dem Motor (E) zuzuführen, wobei das System aufweist: eine Umlaufpumpe (2), deren Fördermenge als Funktion eines Steuersignals variabel ist; einen Kühler (4), der mit dem Motor (E) über eine Kühlerleitung verbunden ist; eine Umgehungsleitung (6), die im Wesentlichen parallel zum Kühler (4) liegt; ein Regelventil (15–19), das mit der Kühlerleitung verbunden ist und dauernd mit der Umgehungsleitung (6) und dem Motor (E) in Verbindung steht, wobei es das Verhältnis der Strömungen des Kühlmittels, das dem Motor (E) über die Umgehungsleitung (6) bzw. über den Kühler (4) zugeführt wird, dadurch einstellen kann, dass das Öffnen der Kühlerleitung gesteuert wird; einen Fühler (11), der Signale liefern kann, die die Temperatur jener Flüssigkeit anzeigen, die durch einen vorgegebenen Bereich des Motors (E) oder des Flüssigkeitskreislaufs (1) strömt; eine elektronische Einheit (12), die mit dem Fühler (11) verbunden ist, um die Pumpe (2) so zu steuern, dass deren Fördermenge auf vorgegebene Art in Abhängigkeit von jener Temperatur geregelt wird, die vom Fühler (11) abgetastet wird; wobei das System dadurch gekennzeichnet ist, dass das Regelventil (15–19) ein Ventil ist, das auf die an ihm anliegende Druckdifferenz anspricht, und dass die elektronische Einheit (12) so aufgebaut ist, um die Fördermenge der Pumpe (2) so zu regeln, um eine Änderung der Druckdifferenz am Regelventil (15–19) sowie eine entsprechende Einstellung des Strömungsverhältnisses einzustellen.
Kühlsystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (2) eine elektrische Rotationspumpe ist.
Kühlsystem gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil (10) einen hohlen Körper (13, 14) enthält, der einen ersten und einen zweiten Einlass (10a, 10b), die mit der Umgehungsleitung (6) bzw. mit dem Auslass des Kühlers (4) verbunden sind, sowie einen Auslass (10c) besitzt, der mit dem Kühlmitteleinlass (3) zum Motor (E) verbunden ist; der erste Einlass (10a) des Ventils (10) dauernd mit dem Auslass (10c) in Verbindung steht; ein Ventilsitz (16) zwischen dem zweiten Einlass (10b) und dem Auslass (10c) vorgesehen ist, wobei diesem Sitz ein Ventilverschluss (17) zugeordnet ist, der im Körper (13, 14) bewegbar ist; der Verschluss (17) vom Sitz (16) gegen die Wirkung einer Vorspanneinrichtung (19) weg bewegbar ist, wenn die Druckdifferenz zwischen dem Bereich des Körpers stromaufwärts des Sitzes (16) und dem Bereich stromabwärts dieses Sitzes (16) einen vorgegebenen Wert überschreitet.