DE3024209A1 - Liq. cooling system for automobile engine with electronic control - regulating circulation pump or variable selective blocking element and by=pass line - Google Patents
Liq. cooling system for automobile engine with electronic control - regulating circulation pump or variable selective blocking element and by=pass lineInfo
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Abstract
Description
Bezeichnung: Flüssigkeitskühlung furDesignation: liquid cooling for
Verbrennungsmotoren F1üssigkeitküh1un für Verbrennung=*zotoren Die Erfindung bezieht sich auf eine FlUssigkeitskühlung für Verbrennungsmotoren, insbesondere von Kraftfahrzeugen, mit einem geschlossenen,ein Absperrorgan od. Internal combustion engines Liquid cooler for combustion = * zotoren The invention relates to liquid cooling for internal combustion engines, in particular of motor vehicles, with a closed, a shut-off device od.
dgl. und eine Kurzschlußleitung aufweisenden Kühlkreislauf und einer Pumpe zum Umwälzen der Kühlflüssigkeit.Like. And a short-circuit line having cooling circuit and one Pump for circulating the coolant.
Mit einer guten, die währenddem Arbeitsprozesses anfallende Kühlwärme im gewünschten Maß abführenden Kühlung lassen sich Sicherheit, Leistungsausbeute, Lebensdauer und Wirtschaftlichkeit des Motors steigern, wobei durch eine entsprechende Kühlungsregelung die Motortemperaturen unabhängig von den Betriebsverhältnissen in zulässigen Grenzen gehalten werden sollen. Bei den bekannten FlUssigkeitskühlungen mit Zwangsumlauf der Kühlflüssigkeit ist nun die Pumpe am Motorblock angeflanscht und ihr Antrieb wird von der Motorwelle durch einen Riementrieb od.dgl. With good cooling heat generated during the work process the desired degree of dissipative cooling, safety, power output, Increase the service life and economy of the engine, with a corresponding Cooling control the motor temperatures regardless of the operating conditions should be kept within permissible limits. With the known liquid cooling With the forced circulation of the coolant, the pump is now flanged to the engine block and their drive is from the motor shaft through a belt drive or the like.
abgeleitet. Die Regelung des Kühlflüssigkeitsumlaufes erfolgt dabei meist mit Hilfe eines thermostatgesteuerten Ventils, das in Abhängigkeit von der Kühlflüssigkeitstemperatur den Kühikreislauf freigibt, drosselt oder über die Kurzschlußleitung kurzschließt. Eine Anpassung der Kühlung an unterschiedliche Motor- und Außenzustände ist undurchführbar und nur umständliche Manipulationen im Motorraum, wie Austausch des Regelthermostaten, erlauben eine grobe Umstellung zwischen Winter- und Sommerbetrieb. Da aber die Koordination der Motorbetriebstemperatur mit den jeweiligen Belastungs- und Umweltsbedingungen den Wirkungsgrad, die Leistung, den Kraftstoffverbrauch, den Verschleiß usw. stark beeinflußt, muß bisher auf eine solche Optimierung des Motors verzichtet werden und die Nachteile einer Durchschnittsbemessung und -auslegung sind in Kauf zu nehmen. Darüber hinaus machen die Zwangskopplung der Pumpe mit der Motorwellendrehzahl und die thermostatgesteuerte Drosselregelung eine genauere Abstimmung der Kühlwirkung auf extremere Anforderungen unmöglich und bringen hohe Leistungsverluste mit sich. Die mangelnde Kühlungsregelung zeigt sich allein darin, daß einerseits bei langsamer Motordrehzahl und hoher Belastung, beispielsweise beim Bergfahren oder Kolonnenfahren, eine zu geringe und anderseits, beispielsweise beim Kaltstart, durch das Mitlaufen der Pumpe eine zu starke Kühlung entsteht.derived. The coolant circulation is regulated usually with the help of a thermostat-controlled valve, which depends on the Coolant temperature releases the cooling circuit, throttles or via the short-circuit line shorts. An adaptation of the cooling to different engine and external conditions is impracticable and only cumbersome manipulations in the engine compartment, such as replacement of the control thermostat, allow a rough changeover between winter and summer operation. There but the coordination of the engine operating temperature with the respective Load and environmental conditions the efficiency, the performance, the fuel consumption, strongly influenced the wear, etc., has to date on such an optimization of the Motors can be dispensed with and the disadvantages of an average dimensioning and design are to be accepted. In addition, make the forced coupling of the pump with the Motor shaft speed and the thermostat-controlled throttle control a more precise coordination the cooling effect on more extreme requirements impossible and result in high performance losses with himself. The lack of cooling control shows itself in the fact that on the one hand at slow engine speed and high load, for example when driving uphill or driving in columns, too little and on the other hand, for example during a cold start, too much cooling occurs due to the running of the pump.
Beim Abstellen des heißen Motors bricht auch sofort der Kühlflüssigkeitsumlauf ab, und es besteht die Gefahr eines Hitzestaus im Motor. Durch das ständige Mitlaufen der Pumpe, durch den mit starken Verlustleistungen behafteten Keilriemenantrieb, durch die unzureichende Kühlungsregelung usw. wird der Wirkungsgrad des ganzen Motors von vornherein stark beeinträchtigt. Weiters ist für die am Motorblock sitzende Pumpe ein relativ hoher Konstruktionsaufwand erforderlich, der nicht nur durch die Pumpe selbst, sondern auch durch deren Anordnung und Platzbedarf begründet ist. Die angeflanschte Pumpe ergibt immer wieder Dichtungsschwierigkeiten und, da die Vibrationen und Temperaturen des Motorblocks direkt auf die Pumpe einwirken, ist sie sehr störanfällig.When the hot engine is switched off, the coolant circuit breaks immediately and there is a risk of heat building up in the engine. By constantly running along the pump, due to the V-belt drive, which is subject to high power losses, the inadequate cooling control etc. reduces the efficiency of the whole engine severely impaired from the start. Another is for those sitting on the engine block Pump requires a relatively high design effort, which is not only due to the Pump itself, but also by its arrangement and space requirements. The flanged pump always results in sealing difficulties and, since the Vibrations and temperatures of the engine block act directly on the pump they are very prone to failure.
Sie ist schwer zugänglich und ihr Austausch bzw. ihre Reparatur bedarf umständlicher Ausbauarbeiten. Ähnliches gilt auch für das Thermostatventil. Es gibt keine oder des Ventils Funktionskontrollen, so daß ein Ausfall der Pumpe/nicht rechtzeitig bemerkbar ist und sich erst durch die Folgeerscheinungen zeigt, die meist bereits zu Schäden des Motors geführt haben.It is difficult to access and needs to be replaced or repaired laborious expansion work. The same applies to the thermostatic valve. There is no or the valve function checks, so that a failure of the Pump / is not noticeable in time and is only affected by the sequelae shows, most of which have already caused damage to the engine.
Zur Verbesserung der Kühlungsregelung sind auch schon temperaturabhängig gesteuerte Ventilatoren bekannt, die den Kühler des Kühlkreislaufes mit mehr oder weniger Kühlluft beaufschlagen. Diese Ventilatoren besitzen einen eigenen Elektromotor oder sind elektromagnetisch mit einem von der Motorwelle abgeleiteten Antrieb kuppelbar. To improve the cooling control are already temperature-dependent controlled fans known that the cooler of the cooling circuit with more or apply less cooling air. These fans have their own electric motor or they can be electromagnetically coupled to a drive derived from the motor shaft.
Sie können den Kühlkreislauf nur indirekt beeinflussen, ergeben auch nur geringen Erfolg und sind außerstande, die Wirtschaftlichkeit bzw. Effektivität der eigentlichen Flüssigkeitskühlung zu heben sowie deren Aufwand zu senken.You can only indirectly influence the cooling circuit, also result only little success and are unable to improve profitability or effectiveness to raise the actual liquid cooling and to reduce its effort.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und eine Flüssigkeitskühlung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die sich vor allem durch einfache Konzeption und optimale Regelbarkeit auszeichnet. The invention is therefore based on the object of eliminating these deficiencies and to create a liquid cooling of the type described above, which characterized above all by its simple design and optimal controllability.
Die Erndung löst diese Aufgabe im wesentlichen dadurch, daß zur Regelung des Kühlflüssigkeitsumlaufes ein vorzugsweise elektronisches Steuergerät vorgesehen ist, das den Antrieb der Pumpe und/oder die Verstellung des Absperrorgans od.dgl. in Abhängigkeit vom Vergleich eines durch die Motortemperatur bestimmten Istwertes mit einem einstellbaren Sollwert steuert. Solche Steuergeräte, die mehrere Daten auswertende elektronische Steuergeräte oder auch einfachste Thermoschalter sein können, sind heute gängige, billige und leicht einzubauende Handelsartikel, die auf rationelle Weise eine wunschgemäße Wahl der Motortemperatur erlauben. Durch Verstellen des Sollwertes, was mit einem Handgriff etwa vom Armaturenbrett des Fahrzeuges aus möglich ist, wird die Kühlungsregelung auf eine bestimmte Motortemperatur abgestimmt und dementsprechend für eine stärkere oder geringere Wärmeabfuhr gesorgt. Dazu genügt es bereits, nur das Absperrorgan hinsichtlich seiner Ansprechtemperatur zu steuern, womit das Temperaturnivenau des Motors verändert wird. The invention solves this problem essentially in that for regulation of the coolant circuit, a preferably electronic control device is provided is that the drive of the pump and / or the adjustment of the shut-off device or the like. depending on the comparison of an actual value determined by the engine temperature controls with an adjustable setpoint. Such control units that have multiple data evaluating electronic control devices or the simplest thermal switches are now common, cheap and easy to install commercial items that allow the engine temperature to be selected as required in a rational manner. By Adjustment of the setpoint, which can be done with a flick of the wrist, for example from the dashboard of the vehicle is possible, the cooling control is activated to a certain engine temperature coordinated and accordingly provided for greater or lesser heat dissipation. For this it is already sufficient to only use the shut-off device with regard to its response temperature to control what the temperature level of the engine is changed.
Eine andere Möglichkeit liegt in der Antriebs steuerung der Pumpe, die ebenfalls eine Anpassung der Kühlungsregelung an verschiedene Betriebsverhältnisse mit sich bringt.Another possibility is the drive control of the pump, which also enables the cooling control to be adapted to different operating conditions brings with it.
Zusätzlich wird dabei noch der Leistungsverlust durch die Pumpe herabgesetzt, da diese nun nur nach Bedarf arbeitet und nicht mehr mit der Motorwelle dauernd zwangsgekoppelt ist. Besonders vorteilhaft ist selbstverständlich die Steuerung sowohl der Pumpe als auch des Absperrorgans, wobei ein gemeinsames oder für Pumpe und Absperrorgan Je ein e-igenes Steuergerät vorhanden sein kann. Hier kommt es zu einer sehr genauen, über einen großen Bereich wirksamen Anpassung bzw. Temperaturwahl. Die Funktionen von Pumpe und Absperrorgan können sinnvoll aufeinander abgestellt werden, so daß mit geringsten Aufwand beste Ergebnisse erreichbar sind. Über das Steuergerät läßt sich das ordnungsgemäße Arbeiten von Pumpe und Abstellorgan einfach kontrollieren und die elektrische Steuerung ergibt größere Betriebssicherheit sowie auch eine Konstruktionsvereinfachung gegenüber einer Thermostatsteuerung.In addition, the loss of power due to the pump is reduced, since this now only works as required and no longer continuously with the motor shaft is forcibly coupled. The control is of course particularly advantageous both the pump and the shut-off device, with a common or for pump and shut-off device.Each separate control device can be present. Here it comes to a very precise adjustment or temperature selection that is effective over a large area. The functions of the pump and shut-off device can be adjusted to one another in a meaningful way so that the best results can be achieved with the least amount of effort. About the Control unit makes the proper functioning of the pump and shut-off element easy control and the electrical control results in greater operational safety as well also a construction simplification compared to a thermostat control.
Der Sollwert kann auf einfache Weise händisch z.B. The setpoint can easily be set manually e.g.
durch einen Schalter oder stufenlos durch ein Potentiometer verstellt werden.Besonders vorteilhaft ist es aber, wenn nach einer Weiterbildung der Erfindung der Sollwert über Meßfühler od.dgl. bzw. einen Bordcomputer in Abhängigkeit von Außenzuständen, Belastungsbedingungen oder Betriebsverhältnissen eingegeben wird. Dadurch ist automatisch eine Optimierung des Motorwirkungsgrades garantiert, da über die entsprechenden MeB- oder Computerdaten der Sollwert und damit die Motortemperatur und Kühlwirkung an Luftdruck, Lufttemperatur, Feuchtigkeit, Belastung, Gemischzusammensetzung, Einspritzmenge und -zeit, Zündzeitpunkt usw. angepaßt wird.adjusted by a switch or steplessly by a potentiometer However, it is particularly advantageous if, according to a further development of the invention the setpoint via sensor or the like. or an on-board computer depending on External conditions, load conditions or operating conditions is entered. This automatically guarantees an optimization of the motor efficiency because the target value via the corresponding measurement or computer data and so that the engine temperature and cooling effect on air pressure, air temperature, humidity, Load, mixture composition, injection quantity and time, ignition point, etc. is adjusted.
Um eine einfache Steuerbarkeit für den Pumpenantrieb zu erreichen, kann erfindungsgemäß die Pumpe über eine durch das Steuergerät betätigbare Kupplung, insbesondere elektromagnetische Kupplung, mit der Motorwelle antriebsverbunden sein. Der Pumpenantrieb läßt sich so ohne Schwierigkeiten abschalten bzw. bei Bedarf einkuppeln, wodurch eine gute Kühlungsregelung und eine Leistungseinsparung gegeben ist. To achieve easy controllability for the pump drive, according to the invention, the pump can be operated via a clutch that can be actuated by the control unit, in particular electromagnetic clutch, be drive-connected to the motor shaft. The pump drive can be switched off or engaged if necessary without difficulty, whereby a good cooling control and a power saving is given.
In einer besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung weist die Pumpe einen von der Motorwellendrehzahl unabhängigen, vorzugsweise elektrischen Antrieb auf, der über das Steuergerät ein- und ausschaltbar und/oder dessen Leistung über das Steuergerät veränderbar ist. So kann die Kühlung feinfühlig an die Betriebsverhältnisse des Motors angepaßt werden, da der Kühlflüssigkeitsumlauf nicht mit dem Lauf des Motors zwangsgekoppelt ist, sondern rein nach dem gewünschten Temperaturniveau im Motor geregelt wird. Bei Kaltstart des Motors bleibt die Pumpe außer Funktion, bis die gewünschte Betriebstemperatur erreicht ist, bei Kolonnen- oder Bergfahren kommt es trotz der langsamen Motordrehzahl zu voller KUhlflUssigkeitsumwälzung und damit zu voller Kühlung und auch nach Abstellen des Motors wird weitergekühlt, bis die Motortemperatur auf das gewünschte Maß abgebaut ist. Der vom Motorbetrieb getrennte Kühlbetrieb gewährleistet eine exakte Temperaturregelung des Motors, wodurch allein schon der Wirkungsgrad und die Lebensdauer des Motors erhöht werden. Es ergibt sich eine einfache Kontrollmöglichkeit der Pumpenfunktion, eine Freizügigkeit der Anordnung und eine gute Zugänglichkeit. Da die Pumpe nicht mehr am Motorblock angebaut sein muß, können übliche, als Massenartikel zur Verfügung stehende Pumpen verwendet werden, die mit wenigen Handgriffen, beispielsweise durch Schlauchklemmen od.dgl. ohne Dichtungsprobleme anschließbar sind. Die vom Motorblock getrennte Pumpe besitzt eine höhere Lebensdauer und, da ihr Betrieb Ja frei gesteuert werden kann, ist nicht nur ihr wirtschaftlicher, leistungssparender Einsatz gegeben, sondern es könnte sogar auf den Einbau eines Absperrorganes verzichtet werden. Außerdem ist nun der bisher von der Wasserpumpe und ihrem Antrieb eingenommene Platz am Motorblock frei, der ganze Motorblock kann demnach einfacher ausgestaltet und die anderen Hilfsgeräte günstiger angeordnet werden, beispielsweise könnte die Lichtmaschine direkt auf der Kurbelwelle sitzen, so daß sich eine rationellere Konstruktion und eine Einsparung von Verlustleistungen erreichen lassen. An und für sich ist für die Pumpe jeder eigenständig steuerbare Antrieb, z.B. ein hydrostatischer Antrieb oder eine Abgasturbine usw. möglich. Für Fahrzeugmotoren bietet sich hier aber vor allem ein batteriegespeister Elektromotor an, der nicht nur ein billiger Wegwerfartikel ist, sondern auch einfach eingebaut werden kann. Zur Kühlungsregelung genügt ein entsprechendes Ein- und Ausschalten des Pumpenantriebes, da Ja die Einschaltdauer den Kühleffekt beeinflußt. Genauso ist auch eine Leistungsregelung möglich, wobei selbstverständlich die Kombination von Leistungsregelung und Ein- und Ausschaltregelung die weitreichendste Kühlungsregelung und Anpaßbarkeit ergibt. In a particularly favorable embodiment of the invention, the Pump is independent of the motor shaft speed, preferably electric Drive on, which can be switched on and off via the control unit and / or its power can be changed via the control unit. In this way, the cooling can be sensitively adapted to the operating conditions of the engine, since the coolant circulation does not coincide with the running of the Motor is positively coupled, but purely according to the desired temperature level in Motor is regulated. If the engine is cold started, the pump remains inoperative until the desired operating temperature has been reached, comes when driving in columns or mountains despite the slow engine speed, there is too full cooling fluid circulation and thus too full cooling and even after the engine has been switched off, cooling continues until the Engine temperature has been reduced to the desired level. The separated from engine operation Cooling mode ensures exact temperature control of the motor, which alone the efficiency and service life of the motor can be increased. It surrenders a simple control of the pump function, freedom of movement of the arrangement and a good one Accessibility. Because the pump is no longer on the engine block Must be attached, conventional, mass-produced pumps can be used can be used with a few simple steps, for example by hose clamps or the like. can be connected without sealing problems. The pump separated from the engine block has a longer service life and, since its operation can be freely controlled, is not only given their economical, performance-saving use, but the installation of a shut-off device could even be dispensed with. aside from that is now the space previously occupied by the water pump and its drive on the engine block free, the whole engine block can therefore be designed more simply and the other auxiliary devices be arranged more conveniently, for example, the alternator could be directly on the crankshaft sit, so that a more rational construction and a saving of power dissipation. In and of itself, everyone is for the pump independently controllable drive, e.g. a hydrostatic drive or an exhaust gas turbine etc. possible. For vehicle engines, however, a battery-powered one is particularly useful here Electric motor, which is not only a cheap disposable item, but also easy can be installed. Switching on and off accordingly is sufficient to control the cooling of the pump drive, since the duty cycle affects the cooling effect. Just like that Power control is also possible, with the combination of course the most extensive cooling control of power control and switch-on and switch-off control and adaptability results.
Um das Absperrorgan im gewünschten Sinn steuerbar zu machen, kann in einfacher Weise als Absperrorgan ein mit dem Steuergerät zusammenwirkendes motorisch oder elektromagnetisch betriebenes Ventil od.dgl. dienen, das entsprechend den eingestellten Ansprechwerten den Kreislauf öffnet, drosselt oder schließt. In order to make the shut-off element controllable in the desired sense, can in a simple manner, as a shut-off device, a motor that interacts with the control unit or electromagnetically operated valve or the like. serve that corresponding the circuit opens, throttles or closes the set response values.
Besonders vorteilhaft ist es aber, wenn nach einer weiteren Aúsgestaltung der Erfindung als Absperrorgan eine zweite Pumpe dient, deren Antrieb über das Steuergerät ein- und ausschaltbar ist. Diese Pumpe wirkt im ausgeschalteten Zustand als Absperrorgan, hilft aber im eingeschalteten Zustand den Strömungswiderstand des Kühlers bzw. des Kühlkreislaufes zu überwinden und ergibt zusammen mit der anderen Pumpe einen verstärkten KühlflUssigkeitsumlauf. Beide Pumpen brauchen dabei nur auf geringe Leistung ausgelegt zu sein und gewährleisten eine optimale Kühlung mit weitgehendsten Regelungsmöglichkeiten. So sorgt z.B. der kurzgeschlossene Kreislauf mit der einen Pumpe für die Kühlung bei geringen Belastungen und günstigen Außenzuständen, wobei diese eine Pumpe auch nur dann läuft, wenn eine bestimmte Mindesttemperatur des Motors erreicht wird. Steigt durch entsprechende Zustands- oder Belastungsänderungen die Motortemperatur über eine gewünschte Grenztemperatur, d.h. reicht der kurzgeschlossene Kreislauf zur Kühlung nicht mehr aus, schaltet sich die zweite Pumpe und damit der normale Kühikreislauf dazu, so daß nunmehr ein ausreichender Kühleffekt gewährleistet ist. Sobald die Temperatur im Motor wieder sinkt und die Grenztemperatur unterschreitet, schaltet die zweite Pumpe ab und der Kühlkreislauf wird wieder auf den kurzgeschlossenen beschränkt. Sollte auch dieser kurzgeschlossene Kreislauf noch eine zu starke Kühlung ergeben, wird auch die erste Pumpe abgeschaltet. However, it is particularly advantageous if, after a further design the invention serves as a shut-off device, a second pump whose drive is via the control unit can be switched on and off. When switched off, this pump acts as a shut-off device, but helps the flow resistance of the cooler or the when switched on To overcome the cooling circuit and together with the other pump results in a reinforced Coolant circulation. Both pumps only need to be designed for low power and ensure optimal cooling with extensive control options. For example, the short-circuited circuit with one pump provides cooling with low loads and favorable external conditions, this being a pump too only runs when a certain minimum engine temperature is reached. The engine temperature rises due to corresponding changes in status or load above a desired limit temperature, i.e. the short-circuited circuit is sufficient is no longer switched off for cooling, the second pump and with it the normal one switches itself off Cooling circuit in addition, so that now a sufficient cooling effect is guaranteed. As soon as the temperature in the motor drops again and falls below the limit temperature, switches off the second pump and the cooling circuit is switched back to the short-circuited one limited. Should this short-circuited circuit still require too much cooling result, the first pump is also switched off.
Mit diesen beiden Pumpen ist eine genaue Kühlungsregelung über einen großen Temperaturbereich möglich, da sichergestellt ist, daß der Motor raschest sine Betriebstemperatur erreicht und den Betriebstemperaturbereich weder unter- noch überschreitet, wobei diese Betriebstemperatur jederzeit einstellbar und an Umweltbedingungen u.dgl. anpaßbar bleibt.With these two pumps, precise cooling control is possible via one large temperature range possible, as it is ensured that the engine is fastest its operating temperature is reached and the operating temperature range neither falls below or exceeds, this operating temperature being adjustable at any time and remains adaptable to environmental conditions and the like.
In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Flüssigkeitskühlung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 und 2 das Anlageschema zweier AusfUhrungsmöglichkeiten. In the drawing, the liquid cooling according to the invention is for example 1 and 2 show the system diagram of two possible embodiments.
Die Flüssigkeitskühlung eines Verbrennungsmotors 1 umfaßt einen geschlossenen Kreislauf 2, eine Kurzschlußleitung 3 und eine Pumpe 4 zum Umwälzen der KühlflUssigkeit. Gemäß Fig. 1 ist in den Kühlkreislauf 2 ein elektromagnetisch oder motorisch betriebenes Ventil 5 eingebaut, das zur Kühlungsregelung den Kühlkreislauf freigibt, drosselt oder kurzschließt. Die Verstellung des Ventils 5 wird dabei von einem Steuergerät 6 bewirkt, das den Antrieb des Ventils in Abhängigkeit einer Abweichung der Motortemperatur als Istwert von einem einstellbaren Sollwert steuert. Das Steuergerät 6 ist hier ein einfacher Thermoschalter, dem der Istwert über einen Temperaturfühler 7 eingegeben und dessen Sollwert über ein Potentiometer 8,beispielsweise vom Armaturenbrett eines Fahrzeuges aus,vorgewählt wird. Das Steuergerät 6 kann auch gleichzeitig einen Ventilator 9 steuern, der den Kühler 10 des Kühlkreislaufes mit Kühlluft beaufschlagt. Durch das Potentiometer 8 und den damit verstellbaren Sollwert für das Steuergerät 6 ist es möglich, über die Kühlung die Betriebstemperatur des Motors 1 zu variieren und an verschiedene Betriebsverhältnisse, z.B. Sommer- und Winterbetrieb, anzupassen, ohne daß dazu aufwendige Umrüstarbeiten notwendig wären. The liquid cooling of an internal combustion engine 1 comprises a closed one Circuit 2, a short-circuit line 3 and a pump 4 for circulating the cooling liquid. According to FIG. 1, an electromagnetically or motor-operated circuit is in the cooling circuit 2 Built-in valve 5, which releases the cooling circuit for cooling control, throttles or shorts. The adjustment of the valve 5 is carried out by a control unit 6 causes the valve to be driven depending on a deviation in the engine temperature controls as an actual value from an adjustable setpoint. The control unit 6 is here a simple thermal switch to which the actual value is entered via a temperature sensor 7 and its setpoint value via a potentiometer 8, for example from the dashboard Vehicle is preselected. The control unit 6 can also be a fan at the same time 9 control, which acts on the cooler 10 of the cooling circuit with cooling air. By the potentiometer 8 and the thus adjustable setpoint for the control unit 6 is it is possible to vary the operating temperature of the engine 1 via the cooling and to adapt to different operating conditions, e.g. summer and winter operation, without the need for complex conversion work.
Eine feinere Anpassungsmöglichkeit und Regelbarkeit des Kühlkreislaufes sowie ein wirtschaftlicher Betrieb ergeben sich, wenn, wie in Fig. 1 strichliert angedeutet, vom Steuergerät 6 auch der Antrieb dér 1 pe 4 gesteuert wird, was z.B. durch die entsprechende Betätigung einer elektromagnetischen Kupplung 11 durchführbar ist. Auf Grund dieser Kupplung 11 kann der Antrieb der Pumpe 4 vom Motor 1 abgeleitet sein und trotzdem wunschgemäß ein- und ausgeschaltet werden, was leistungssparend ist und eine gute Kühlungsregelung erlaubt. A finer adjustment option and controllability of the cooling circuit as well as an economical operation result if, as shown in FIG. 1 by dashed lines indicated the drive dér 1 pe 4 is also controlled by the control unit 6 becomes, for example, by the corresponding actuation of an electromagnetic clutch 11 is feasible. Due to this clutch 11, the drive of the pump 4 can from Motor 1 must be derived and still be switched on and off as required, which saves power and allows good cooling control.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist zur Flüssigkeitskühlung des Verbrennungsmotors 1 wieder ein geschlossener, eine Kurzschlußleitung 3 und einen Kühler 10 aufweisender Kühlkreislauf 2 vorgesehen. Zum Umwälzung der Kühlflüssigkeit dient aber eine elektrische Pumpe 4a und das Absperrorgan ist ebenfalls eine elektrische Pumpe 4b. In the embodiment according to FIG. 2 is for liquid cooling of the internal combustion engine 1 again a closed, a short-circuit line 3 and a cooler 10 having cooling circuit 2 is provided. For circulating the coolant but an electric pump 4a is used and the shut-off device is also an electric one Pump 4b.
Die beiden elektrischen Pumpen 4a, 4b werden von einer Batterie 12, beispielsweise der Fahrzeugbatterie, gespeist und laufen unabhängig von der Motordrehzahl des Verbrennungsmotors 1. Zur Regelung des Kühlflüssigkeitsumlaufes dient ein elektronisches Steuergerät 6a, das den Antrieb der beiden Pumpen 4a, 4b Jeweils in Abhängigkeit von den gewünschten Temperaturverhältnissen im Motor 1 ein- und ausschaltet. Dazu wird dem Steuergerät 6a die Jeweilige Motortemperatur über einen Temperaturfühler 7 als Istwert eingegeben, dort mit einem einstellbaren Sollwert verglichen und entsprechend der Abweichung des Istwertes vom Sollwert der Antrieb beider Pumpen ausgeschaltet, nur der Antrieb der einen Pumpe 4a eingeschaltet oder der Antrieb beider Pumpen 4a, 4b eingeschaltet. Die Pumpenfunktion wird dabei durch eine Kontrollampe 13 angezeigt. Um bei der Einstellung des Sollwertes den Außenzustand berücksichtigen zu können, sind an das Steuergerät 6a Meßfühler 7a für Luftdruck, Lufttemperatur und Feuchtigkeit angeschlossen. Außerdem kann dem Steuergerät 6a ein Potentiometer 8 zugeordnet sein, mit dem der Sollwert im Steuergerät auch händisch beeinflutbar ist. Zur Abstimmung der Kühlungsregelung auf Belastungs- und Betriebsverhältnisse des Motors selbst ist es auch möglich, das Steuergerät 6a mit einem Bordcomputer zu verbinden. Eine sinnvolle Ergänzung dieses Kühlsystems ist ein elektrischer Ventilator 9, der ebenfalls vom Steuergerät 6a in Abhängigkeit der Ist-Sollwerte gesteuert wird.The two electric pumps 4a, 4b are powered by a battery 12, for example the vehicle battery, powered and run independently of the engine speed of the internal combustion engine 1. An electronic one is used to regulate the coolant circulation Control unit 6a, which drives the two pumps 4a, 4b as a function of each of the desired temperature conditions in motor 1 switches on and off. In addition the respective engine temperature is sent to the control unit 6a via a temperature sensor 7 is entered as the actual value, compared there with an adjustable setpoint and accordingly the deviation of the actual value from the setpoint the drive of both pumps is switched off, only the drive of one pump 4a is switched on or the drive of both pumps 4a, 4b switched on. The pump function is indicated by a control lamp 13. In order to be able to take the external conditions into account when setting the setpoint, sensors 7a for air pressure, air temperature and humidity are connected to the control unit 6a connected. In addition, a potentiometer 8 can be assigned to the control device 6a, with which the setpoint in the control unit can also be influenced manually. To vote on the Cooling control is based on the load and operating conditions of the engine itself it is also possible to connect the control unit 6a to an on-board computer. A sensible one Complementing this cooling system is an electric fan 9, which is also from Control device 6a is controlled as a function of the actual setpoints.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die Kühlung des Verbrennungsmotors 1 vollkommen unabhängig von dessen Motorwellendrehzahl und daher feinfühlig an die tatsächlichen Temperaturverhältnisse im Motor anpaßbar. Die Kühlungsregelung erfolgt dabei über den Antrieb der beiden elektrischen Pumpen 4a, 4b, die jeweils separat gesteuert sind, so daß entweder im Kühlmantel des Motors 1 eine Selbstumlaufkühlung erfolgt, wenn bei niedrigen Temperaturen beide Pumpen 4a, 4b ausgeschaltet sind, eine Pumpenumlaufkühlung mit kurzgeschlossenem Kreislauf erfolgt, wenn die Betriebstemperatur des Motors erreicht und zu ihrer Aufrechterhaltung der Betrieb der einen Pumpe 4a ausreicht, oder eine Pumpenumlaufkühlung mit erweitertem Kreislauf stattfindet, wenn bei starker Motorbelastung eine hohe Kühlwirkung erforderlich ist und beide Pumpen 4a, 4b eingeschaltet sind. In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the internal combustion engine is cooled 1 completely independent of its motor shaft speed and therefore sensitive to the adaptable to actual temperature conditions in the engine. The cooling control takes place while driving the two electric pumps 4a, 4b, each separately are controlled so that either in the cooling jacket of the engine 1 a self-circulation cooling occurs when both pumps 4a, 4b are switched off at low temperatures, a pump circulation cooling with a short-circuited circuit takes place when the operating temperature of the engine and to maintain the operation of one pump 4a sufficient, or a pump circulation cooling with an extended circuit takes place, if a high cooling effect is required under heavy engine loads and both Pumps 4a, 4b are switched on.
Die erfindungsgemäße Flüssigkeitskühlung bringt abgesehen von der funktionssicheren, gut regelbaren Kühlung vor allem die Möglichkeit einer Optimierung des Motorwirkungsgrades hinsichtlich Motortemperatur, Belastungsverhältnissen, Außenzuständen und Betriebsbedingungen mit sich, da die Kühlungsregelung über das Steuergerät händisch oder automatisch auf die verschiedensten Einflüsse abgestellt und die Betriebstemperatur danach ausgerichtet wird. The liquid cooling according to the invention brings apart from the functionally reliable, easily controllable cooling, above all the possibility of optimization the motor efficiency in terms of motor temperature, load conditions, external conditions and operating conditions, as the cooling is controlled manually via the control unit or automatically based on a wide variety of influences and the operating temperature is aligned accordingly.
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