DE3145506A1

DE3145506A1 - Vorrichtung zur regelung der kuehlwassertemperatur bei wassergekuehlten kraftfahrzeugmotoren

Info

Publication number: DE3145506A1
Application number: DE19813145506
Authority: DE
Inventors: Udo 8631 Weitramsdorf Nicolai
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-11-17
Filing date: 1981-11-17
Publication date: 1983-05-26

Description

Vorrichtung zur Regelung der Kühlwasser-
temperatur bei wassergekühlten Kraftfahrzeugmotoren Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Kühlwassertemperatur bei wassergekühlten Kraftfahrzeugmotoren mit auf der Kühllufteintrittsseite des Kühlers angeordnetem Lamellengitter.
Es ist bekannt, auf der Eintrittsseite der Kühlluft für den Kühler von Kraftfahrzeugmotoren, d.h. in Strömungsrichtung der Kühlluft gesehen vor dem Kühler, ein Lamellengitter anzubringen, mit dem vor allem die Strömungsverhältnisse der während der Fahrt anströmenden Kühlluft verbessert werden sollen.
Diese bekannten Lamellen sind starr ausgebildet, so daß der Kühlluftdurchsatz mit diesen starren Lamellen nicht beeinflußt werden kann und im wesentlichen allein von der Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeuges abhängt. Das aber bedeutet, daß das Kühl system des fahrenden Kraftfahrzeugs nach dem Kaltstart unnötigerweise durch den Fahrtwind gekühlt wird, so daß sich die Warmlaufphase des Motors erheblich verlängert und seine optimale Betriebstemperatur erst zu einem späteren Zeitpunkt erreicht wird. Dies hat nicht nur einen erhöhten Kraftstoffverbrauch zur Folge, sondern führt auch zu hohem Motorenverschleiß und -korrosion, wobei es in der kalten Jahreszeit besonders nachteilig zt, daß die Wagenheizung längere Zeit benötigt, bis sie die zum Enteisen insbesondere der Windschutzscheibe erforderliche Temperatur erreicht und auch die Innentemperatur des Kraftfahrzeuges zu wünschen übrig läßt. In der kalten Jahreszeit kann es darüber hinaus trotz des im Kühlwasser enthaltenen Frostschutzmittels zumindest zu lokalen Vereisungen im Kühler kommen, die zu einer Schädigung des Kühlers führen.
Es ist bekannt, in der kalten Jahreszeit vor dem Kühler des Kraftfahrzeugs eine Decke oder eine Abdeckung anzuordnen, um den Fahrtwind vom Kühler abzuhalten. Hierbei besteht jedoch die Gefahr der ungenügenden Kühlung bei längerem Betrieb, was ebenfalls zu erheblichen Schädigungen des Motors führt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zu schaffen, mit der zum einen die Warmlaufphase des MOtors erheblich verringert und zum anderen die notwendige Kühlung des Kühlwassers bei Erreichen der Betriebstemperatur gewährleistet wird. Außerdem soll mit der Vorrichtung ein längeres Halten einer erhöhten Kühlwassertemperatur auch bei stillstehendem Motor erreicht werden, so daß beim Wiederanlassen des Motors bereits eine höhere Temperatur vorhanden ist, wodurch die Warmlaufphase ebenfalls verkürzt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Gestaltungsmerkmale vorgesehen, wobei noch in den weiteren Ansprüchen für die Aufgabenlösung vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen beansprucht sind.
lurch die über die Kühlwassertemperatur qesteuerten verschwenk--bar gelagerten Lamellen läßt sich deren Winkelstellung in einer Weise regeln, daß der Kühlluftdurchsatz optimal einstellbar ist0 Hierdurch wird die Betriebstemperatur des Motors wesentlich früher erreicht, es wird Energie einqespart, die Innenraumheizung wird verbessert, der Motorverschleiß verringert1 so daß die Lebensdauer des Motors entsprechend vergrößert wird.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit-der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig0 1 eine schematische Seitenansicht und FigO 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung im geschlossenen Zustand bei kaltem Motor, Fig. 3 eine Seitenansicht und Fig0 4 eine Vorderansicht der Vorrichtung im halb geöffneten Zustand, Fig0 5 eine Seitenansicht und Fig. 6 eine Vorderansicht der Vorrichtung im vollständig geöffneten Zustand nach Erreichen der Motorbetriebstemperatur, Fig. 7 eine schematische Darstellung des Verstellmechanismus der Vorrichtung und Fig. 8 in vergrößerter abgebrochener Darstellung eine Variante der.
Vorrichtung.
Die Fig. 1 bis 6 zeigen die Vorrichtung zur Regelung der Kühlwassertemperatur jeweils in Vorder- und Seitenansicht in verschiedenen Betriebszuständen. Dabei ist dem Kühler 1 ein Lamellengitter 2 mit waagerecht und quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs verlaufenden, übereinander angeordneten Lamellen 3 vorgeschaltet. Die Lamellen 3 liegen innerhalb des Rahmens 4 des Lamellengitters 2 und sind verschwenkbar qelagert.
Die gleichfalls waagerecht und quer zur laahrtrichtung verlaufenden Dreh- bzw. Schwenkachsen der cinzelnen Lamellen 3 tragen das Bezugszeichen 5, wie insbesondere in Fig. 8 zu erkennen ist.
Bei kaltem Motor sind die Lamellen 3 des Lamellengitters 2 geschlossen, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, so daß der durch die Pfeile A angedeutete Fahrtwind nicht durch das als geschlossene Wand wirkende Lamellengitter 2 strömen kann und somit vom Kühler 1 ferngehalten wird. Dabei liegen die Lamellen 3 des in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs gesehen hinter bzw. in Richtung der Strömung der Kühlluft (Pfeile A) gesehen vor dem Kühler 1 angeordneten Lamellengitters 2 dicht aufeinander.
In diesem geschlossenen Zustand des Lamellengitters 2 liegen also jeweils die Vorder- bzw. Unterkanten 6 der Lamellen 3 an der Hinter- bzw. Oberkante 7 der jeweils benachbar--ten Lamelle 3 an.
Steigt die Temperatur des Kühlwassers an, so öffnen die Lamellen 3 bis der in den lig. 3 und 4 dargestellte Zustand erreicht ist, bei dem die Lamellen 3 etwa halb geöffnet sind, so daß ein Teil des gemäß Pfeil A anströmenden Fahrtwindes zum Kühler 1 gelangt.
Hat der Motor schließlich seine Betriebstemperatur erreicht, so werden die Lamellen 3 ganz geöffnet, wie in Fig. 5 und 6 gezeigt, so daß der Fahrtwind ungehindert zum Kühler 1 strömen kann0 In dieser völlig geöffneten Stellung der Lamellen 3, bei der sie etwa parallel zueinander liegen, wird der maximale Kühlluftdurchsatz erhalten.
Die Verstellung der Lamellen 3 kann in Stufen erfolgen, beispielsweise Stufe 1 bei kaltem Motor (Lamellen 3 qeschlossen gemäß Fig, 1 und 2), Stufe 2 bei einer Wassertemperatur von 30° C (Lamellen 3 halb geöffnet gemäß Fig. 3 und 4) und Stufe 3 bei Erreichen der Betriebstemperatur (Lamellen 3 vollständig geöffnet gemäß Fig. 5 und 6). Die Lamellenverstellung kann jedoch auch stufenlos vorgenommen werden entsprechend der jeweiligen Momentantemperatur des Kühlwassers. Die Verstellung-der Lamellen 3 kann auch mit einer gewissen Verzögerung erfolgen oder aber die Öffnung der Lamellen 3 erfolgt erst bei Erreichen der Betriebs temperatur, so daß die Warmlaufphase des Motors nur sehr kurze Zeit dauert. Analog erfolgt die Verstellung der Lamellen 3 in deren Schließphase, wobei hier eine Voreilung vorgesehen werden kann, d.h. die Lamellen 3 schließen noch bei Betriebstemperatur, so daß diese Temperatur möglichst lange gehalten wird. Auf diese Weise kann der Kühlluftdurchsatz den Er-Lordernissen entsprechend eingestellt werden, während andererseits die optimale Betriebs temperatur möglichst lange gehalten wird, um einen nur kurze Zeit später vorgenommenen Motorstart zu erleichtern.
In Fig. 7 ist beispielsweise der eigentliche Verstellmechanismus für die Lamellen 3 schematisch dargestellt. Um eine synchrone und gleichsinnige Verstellung sämtlicher Lamellen 3 zu erreichen, ist seitlich eine Stelleiste 8 (vgl. auch Fig.
8) angeordnet, die mit sämtlichen Lamellen schwenkbar verbunden ist, d.h. die Lamellen 3 sind gelenkig an der Stelleiste 8 angelenkt. An der Stelleiste 8 greift, wie Fig. 8 zeigt, ein Gestänge 9 an, das auch, wie in Fig. 7 zu erkennen ist, als Seilzug io ausgebildet sein kann. Der Seilzug 1o ist als endloses Stahlseil gestaltet und fest mit der Stelleiste 8 verbunden. Jeweils im oberen und unteren Bereich des Lamellengitters 2 sind Umlenkrollen 11 angeordnet, über die das Stahlseil 1o geführt ist. Das Stahlseil lo lieqt auf der Abtriebsscheibe 12 eines als Elektromotor ausgebildeten Stellmotors 13 auf, der von der Fahrzeugbatterie 14 gespeist wird. Der im Bereich des Kühlers 1 angeordnete-Thermostat 15 ist über ein Relais 16 mit dem Stellmotor 13 verbunden, wobei die jeweilige Temperatur im Kühlwasser vom Thermostat 15 über das Relais 16 an den Stellmotor 13 übermittelt wird. Die vom Relais 16 an den Stellmotor 13 gegebenen Signale werden in eine entsprechende Drehung der Abtriebsscheibe 12 umgesetzt, so daß die beispielsweise in Richtung des Pfeils drehende Abtriebsscheibe 12 den Seilzug lo um einen dem Drehwinkel entsprechenden Betrag verlagert, was zu einer entsprechenden Verlagerung der Stelleiste 8 und damit zu einer entsprechenden Verschwenkunq der Lamellen 3 führt. Statt des Kühlerthermostats 15 kann auch ein weiterer Thermostat vorgesehen sein, der mit dem Stellmotor 13 über das Relais 16 in Verbindung steht. Ein solcher zusätzlicher Thermostat kann auch unmittelbar auf das Gestänge 9 bzw. den Seilzug 1o einwirken.
-Während in Fig. 7 die Lamellen 3 in vollständig geöffnetem Zustand und damit maximalem Kühlluftdurchsatz gezeigt sind, sind die Lamellen 3 in Fig. 8 etwa halb qeöffnet. Diese Lamellen sind darüber hinaus im Querschnitt als Strömunqsprokeile mit gerundeter Vorderkante 6 und spitz zulaufender Hinterkante 7 gestaltet. Durch diese tragflügelartige Gestaltung der Lamellen, die sowohl symmetrisch als auch asymmetrisch profiliert sein können, wird eine Verbesserung der Strömungsverhältnisse der Kühlluft erreicht, wenn die Lamellen 3 ganz oder teilweise geöffnet sind, so daß bei Erreichen der Betriebstemperatur durch das auf der Kühllufteintrittsseite des Kühlers 1 angeordnete I,amellenitter 2 eine bessere Kühlung erhalten wird. Wird die Stelleiste 8 gemäß Pfeil D durch das Gestänge 9 verlagert, so verschwenken die Lamellen 3 gemäß den Pfeilen E im Schließsinn bis zum völligen Schließen, so daß kein Küh-lluftdurchsatz mehr erfolgt. In dieser Schließstellung liegen die Lamellen 3 dicht aneinander an und überlappen sich geringfügig, so daß eine geschlossene Wand gebildet wird0

Claims

Ansprüche CalVorrichtung zur Regelung der Kühlwassertemperatur bei wassergekühlten Kraftfahrzeugmotoren mit auf der Kühllufteintrittsseite des Kühlers angeordnetem Lamellengitter, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (3) von einer Schließstellung, bei der die Lamellen (3) dicht aneinanderliegen und eine geschlossene Wand bilden, bis zu einer Offenstellung mit maximalem Kühlluftdurchsatz und umgekehrt verschwenkbar (Schwenkachse 5) sind, wobei die Lamellen (3) über ein Gestänge (9) od. dgl. mit einem in Abhängigkeit von der Kühlwassertemperatur betätigten Stellmotor (13) od dgl. in Verbindung stehen.

2o Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (3) zur gleichsinnigen synchronen Verschwenkung über eine seitlich angeordnete Stelleiste (8) miteinander verbunden sind, an der das Gestänge (9) od. dgl.

des Stellmotors (13) angelenkt ist.

30 Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge (9) als Seilzug (lo) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Seilzug (lo) als endloses Stahlseil ausgebildet ist, das an der Stelleiste (8) befestigt und über Umlenkrollen <11) geführt ist und auf der Abtriebsscheibe (12) des Stellmotors (13) aufliegt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostat (15) des Kühlers (1) über ein Relais (16) mit dem Stellmotor (13) in Verbindung steht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (16) für den Stellmotor (13) mit einem gesonderten Thermostat bzw. -fühler in Verbindung steht.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (5) der Lamellen (3) waagerecht und im rechten Winkel zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs verläuft, wobei in der Schließstellung jeweils die Vorder- bzw. Unterkante (6) einer Lamelle (3) an der Hinter- bzw. Oberkante (7) der-benachbarten Lamelle (3), sich gegenseitig überlappend, zur Anlage kommt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch kennzeichnet, daß die Lamellen (3) im Querschnitt als Strömungsprofil mit abgerundet er Vorderkante (6) und spitz zulaufender Hinterkante (7) ausgebildet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge (9) bzw. der Seilzug (lo) unmittelbar mit einem Thermostat bzw. -fühler in Verbindung steht.