DE3725271A1 - Einrichtung zur beheizung der fahrerkabine eines fahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Behei­ zung der Fahrerkabine eines mit einer Brennkraftmaschine ausgestatteten Fahrzeugs, mit zwei in einer Leitung, durch die Luft von einem Gebläse aus förderbar ist, hintereinan­ der angeordneten Wärmetauschern, von denen der erste in einem von Wasser als Heiz- und Kühlmittel durchströmten Kreislauf liegt, der zweite stromab davon angeordnet ist und vom Schmieröl der Brennkraftmaschine durchströmt wird, wobei der durch die Wärmetauscher geförderte Luftstrom zur Temperierung des Schmieröls genutzt wird.

Es ist eine Einrichtung dieser Art durch die DE-PS 33 24 138 bekannt geworden, bei der die vom Gebläse ange­ saugte Frischluft wahlweise durch einen von den heißen Abgasen durchströmten Wärmetauscher hindurchgeleitet oder durch eine Umgehung desselben geführt werden kann. Die warme oder kalte Luft gelangt im Anschluß daran durch eine Leitung teils zur Gemischbildung zu den Zylindern und teils zu zwei hintereinander angeordneten Wärmetauschern. Der erste Wärmetauscher wird von Kühlwasser und der zweite Wärmetauscher von Schmieröl der Brennkraftmaschine durch­ strömt. Der zu den beiden Wärmetauschern gelangende Luft­ strom durchströmt diese und bewirkt je nach seiner Tempe­ ratur ein Aufheizen bzw. Abkühlen des Öls bzw. des Wassers in den beiden Wärmetauschern. Nach dem Durchtritt der Luft durch die Wärmetauscher gelangt diese ins Freie. Hierdurch soll sichergestellt werden, daß bei einem Leck in dem vom Abgas durchströmten Wärmetauscher keine Abgase in die Fahrerkabine gelangen können. Zur Beheizung der Fahrerka­ bine ist bei dieser bekannten Einrichtung jedoch ein be­ sonderer Wärmetauscher erforderlich, der vom Kühlwasser der Brennkraftmaschine durchströmt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs umrissenen Art für eine luftgekühlte Brenn­ kraftmaschine zu schaffen, bei der die Beheizung der Fah­ rerkabine weitgehend durch das erwärmte Schmieröl erfolgt. Dabei soll mit einfachen Mitteln dafür gesorgt sein, daß einerseits eine thermische Überlastung der Brennkraftma­ schine vermieden und andererseits das Schmieröl bei kalter Brennkraftmaschine schnell erwärmt wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der vom Wasser durchströmte erste Wärmetauscher Teil einer abhängig von der Temperatur im Schmieröl-Kreislauf regel­ baren Kraftstoff-Zusatzheizung ist und daß der durch beide Wärmetauscher geförderte Luftstrom zur Temperierung des Schmieröls und/oder zur Beheizung der Fahrerkabine dient.

Bei einer solchen Regelung ist vorgesehen, daß bei einer Öltemperatur, die beispielsweise über 90°C liegt, die Zusatzheizung außer Betrieb ist. Die vom Gebläse dem Wär­ metauscher im Schmieröl-Kreislauf zugeführte Frischluft wird erwärmt und dient bei Bedarf zur Beheizung der Fah­ rerkabine oder diese wird andernfalls ins Freie abgelei­ tet. Bei abfallender Öltemperatur, beispielsweise unter 88°C, wird die Zusatzheizung selbsttätig zugeschaltet, um die Temperatur des Schmieröls zu erhöhen und ggfs. die Kabine zu beheizen.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Zusatzheizung durch einen im Schmierölkreislauf in Strömungsrichtung vor dem zweiten Wärmetauscher angeordneten Thermoschalter ein- bzw. ausschaltbar.

Zur Einstellung der gewünschten Ölfördermenge für den im Schmierölkreislauf angeordneten Wärmetauscher ist es zweckdienlich, wenn im Schmierölkreislauf in die mit dem Wärmetauscher verbundene Leitungen ein einstellbarer Öl­ mengenregler eingebaut ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Stellglied des Ölmengenreglers mit einem Schalter gekoppelt ist, der das Einschalten der Zusatzheizung durch den Thermoschalter nur bei Förderung von Schmieröl durch den Wärmetauscher gestattet.

Um bei kalter Brennkraftmaschine das Schmieröl schnell aufheizen zu können, ist in vorteilhafter Weise vorgese­ hen, daß die Schmierölförderleitungen im Heizkreislauf durch ein eingebautes Wegeventil von der mechanischen Ölförderpumpe der Brennkraftmaschine auf eine elektrischen Ölförderpumpe umschaltbar sind. Dabei ist es von besonde­ rem Vorteil, wenn die die beiden Wärmetauscher sowie das Gebläse aufweisende Leitungs der Einrichtung durch Klappen o. dergl. sperrbare Ein- und Ausgänge für Frischluft bzw. Warmluft hat und wenn durch die Sperrung ein Umgehungska­ nal geöffnet wird, durch den die in der Leitung vorhandene Luft vom Gebläse im geschlossenen Kreislauf durch die beiden Wärmetauscher bewegbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. In der einzigen Abbil­ dung ist schematisch eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Beheizung der Fahrerkabine eines Fahrzeugs dargestellt.

Die Abbildung zeigt zwei hintereinander geschaltete Wärme­ tauscher 1 und 2, die in einem erweiterten Teil 3 einer Leitung 4 angeordnet sind. In der Leitung 4 befindet sich ein Gebläse 5, das beim Betrieb Frischluft durch eine Öffnung der Leitung 4 ansaugt und durch die beiden Wärme­ tauscher 1, 2 fördert. Am entgegengesetzten Ende führt von der Leitung 4 eine im Querschnitt kleinere Leitung 8 zur nicht dargestellten Fahrerkabine. Die Leitung 8 ist am Übergang zur Leitung 4 durch eine Klappe 9 verschließbar. Ein von der Leitung 4 abgegrenzter Kanal 10 ist einerseits von einer Klappe 12 verschlossen, welche in ihrer anderen Endstellung die Öffnung 6 verschließt und den Kanal 10 zum Gebläse 5 hin freigibt. Der Kanal 10 steht anderenends durch eine Leitung 13 ebenfalls mit der Fahrerkabine in Verbindung. Eine am Eingang zur Leitung 13 angeordnete Klappe 14 verschließt eine Öffnung 15, die zwischen dem Kanal 10 und der Leitung 4 angeordnet ist. Die Klappe 14 sperrt in der anderen Endstellung die Leitung 13 gegenüber dem Kanal 10 und verbindet dabei den Kanal 10 durch die Öffnung 15 mit der Leitung 4. Der Wärmetauscher 2 ist Bestandteil einer Kraftstoff-Zusatzheizung, die mit 15 bezeichnet ist.

Vom Wärmetauscher 2 führt eine Leitung 16, in die eine Pumpe 17 eingefügt ist, zur Zusatzheizung 15. Eine andere Leitung 18 verbindet den Wärmetauscher 2 im geschlossenen Kreislauf mit der Zusatzheizung 15. Im Kreislauf der Zu­ satzheizung 15 wird Wasser als Wärmeträger verwendet. Ein in der Leitung 18 befindlicher Wasserausgleichsbehälter 20 sorgt stets für die richtige Wassermenge im Kreislauf der Zusatzheizung 15. Ein in der Leitung 18 sitzender Thermo­ schalter 21 öffnet bei 98°C und schließt bei 96°C. Der Thermoschalter 21 ist elektrisch an die Zusatzheizung 15 zum An- und Abschalten derselben angeschlossen und dient als Sicherung gegen unzulässige hohe Temperaturen in die­ sem Heizkreislauf.

Der Wärmetauscher 1 ist für den Durchlauf von Schmieröl der Brennkraftmaschine vorgesehen und er steht ein- und ausgangsseitig durch je eine Leitung 22 bzw. 23 mit einem Ölmengenregler 24 in Verbindung. Der Ölmengenregler 24 hat einen von Band zu betätigenden Hebel 26, mit dem eine stufenlose Einstellung des Ölmengenreglers 24 im Bereich zwischen der gezeigten Schließstellung und der gestrichelt angedeuteten Offenstellung des Hebels 26 möglich ist. In Schließstellung greift der Hebel 26 an einem Schalter 27 an, so daß dieser geöffnet ist und bei Betätigung des Hebels 26 in Schließstellung gelangt. Der Schalter 27 steht mit der Zusatzheizung 15 elektrisch in Verbindung und ermöglicht in Schließstellung das Einschalten der Zusatzheizung 15 durch das dafür vorgesehene Schaltorgan. In die Leitung 23 ist ein Thermoschalter 28 eingefügt, der bei 90°C öffnet und bei 88°C schließt. Der Thermoschal­ ter 28 hat eine nicht dargestellte elektrische Verbindung mit der Zusatzheizung 15 und dient zum Ein- und Ausschal­ ten derselben. Der Ölmengenregler 24 ist durch eine Lei­ tung 29 mit der nicht gezeigten Brennkraftmaschine und durch eine Leitung 30 mit deren Schmierölpumpe verbunden. Beide Leitungen 29, 30 führen zu einem Umschalter 31, der in einer Schaltstellung die beiden vom Ölmengenregler 24 kommenden Leitungen 29, 30 durch Leitungen 32, 33 direkt bzw. über eine elektrische Ölpumpe 34 mit dem Ölsumpf der Brennkraftmaschine verbindet.

Beim Betrieb der Brennkaftmaschine wird die Ölmenge, die durch den Wärmetauscher 1 fließen soll, am Ölmengenregler 24 mit dem Hebel 26 eingestellt. Beim Verstellen des He­ bels 26 aus der gezeigten Endstellung wird der Schalter 27 im Schließsinn betätigt, wodurch die Zusatzheizung 15 einschaltbereit wird. Beträgt die Öltemperatur weniger als 90°C, so wird die Zusatzheizung 15 durch den Thermoschal­ ter 28 eingeschaltet. Die vom Gebläse 5 durch die Öffnung 6 angesaugte Frischluft wird folglich im Wärmetauscher 2 vorgewärmt, so daß sich eine geringe Temperaturdifferenz Öl/Luft am Wärmetauscher ergibt und demgemäß weniger Wärme vom Schmieröl abgeführt wird. Folglich steigt die Öltempe­ ratur an. Überschreitet die Schmieröltemperatur 90°C, schaltet der Thermoschalter 28 die Zusatzheizung 15 ab. Die Vorwärmung der Frischluft geht zurück und die Tempera­ turdifferenz Öl/Luft am Wärmetauscher 1 vergrößert sich. Es kann somit wieder mehr Wärme vom Schmieröl abgeführt werden, so daß die Öltemperatur fällt. Bei einer Schmier­ öltemperatur kleiner als 88°C wird die Zusatzheizung 15 wieder zugeschaltet. Dieser Zyklus wiederholt sich solan­ ge, bis die Betriebsbedingungen sich ändern und sich ein entsprechend neuer Regelzyklus einstellt.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Einrichtung liegt darin, daß bei Betriebsbedingungen, bei denen das Schmieröl nicht ausreichend warm wird, die Zusatzheizung 15 das Öl auf eine gleichbleibende Temperatur erwärmt, bei der die Schmierfähigkeit optimal und der Motorverschleiß entspre­ chend gering ist.

Die Heizeinrichtung gestattet auch die Ölvorwärmung bei ungünstigen Startbedingungen. Hierfür werden die Klappen 9, 12, 14 der Leitung 4 verschwenkt, so daß die vom Wärme­ tauscher 2 erwärmte Luft durch die Leitung 4 und den Kanal 10 im geschlossenen Kreislauf umgewälzt wird und diese das Öl im Wärmetauscher 1 vorwärmt. Dabei wird nach Betätigung des Umschalters 31 das kalte Schmieröl von der elektri­ schen Pumpe 34 aus der Ölwanne angesaugt und über den Umschalter 31 in den Heizungskreislauf gefördert. Erwärmt fließt das Schmieröl wieder in die Ölwanne zurück. Der Umschalter 31 kann aber auch so ausgebildet sein, daß das erwärmte Öl mit dem erforderlichen Förderdruck zusätzlich durch die Ölkanäle der Brennkraftmaschine gedrückt wird, so daß dabei der gesamte Maschinenblock vorgewärmt wird.

Claims (6)

1. Einrichtung zur Beheizung der Fahrerkabine eines mit einer Brennkraftmaschine ausgestatteten Fahrzeugs, mit zwei in einer Leitung (4), durch die Luft von einem Geblä­ se (5) aus förderbar ist, hintereinander angeordneten Wärmetauschern (1, 2), von denen der erste (2) in einem von Wasser als Heiz- und Kühlmittel durchströmten Kreis­ lauf liegt, der zweite (1) stromab davon angeordnet ist und vom Schmieröl der Brennkraftmaschine durchströmt wird, wobei der durch die Wärmetauscher (1, 2) geförderte Luft­ strom zur Temperierung des Schmieröls genutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der von Wasser durchströmte erste Wärmetauscher (2) Teil einer abhängig von der Tempe­ ratur im Schmieröl-Kreislauf regelbaren Kraftstoff-Zusatz­ heizung (15) ist und daß der durch beide Wärmetauscher (1, 2) geförderte Luftstrom zur Temperierung des Schmieröls und/oder zur Beheizung der Fahrerkabine dient.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzheizung (15) durch einen im Schmierölkreislauf in Strömungsrichtung vor dem zweiten Wärmetauscher (1) angeordneten Thermoschalter (28) ein- bzw. ausschaltbar ist.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Schmierölkreislauf in die mit dem Wärmetauscher (1) verbundenen Leitungen (22, 23) ein einstellbarer Ölmengenregler (24) eingebaut ist.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (26) des Ölmen­ genreglers (24) mit einem Schalter (27) gekoppelt ist, der das Einschalten der Zusatzheizung (15) durch den Thermo­ schalter nur bei Förderung von Schmieröl durch den einge­ stellten Wärmetauscher (1) gestattet.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierölförderleitungen (29, 30) im Heizkreislauf durch ein eingebautes Wegeventil (31) von der mechanischen Ölförderpumpe der Brennkraftma­ schine auf eine elektrische Ölförderpumpe (34) umschaltbar sind.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die beiden Wärmetauscher (1, 2) sowie das Gebläse (5) aufweisende Leitung (4) der Einrichtung durch Klappen (9, 12, 14) o. dergl. sperrbare Ein- und Ausgänge (6, 8, 13) für Frischluft bzw. Warmluft hat und daß durch die Sperrung ein Umgehungskanal (10) geöffnet wird, durch den die in der Leitung (4) vorhandene Luft vom Gebläse (5) im geschlossenen Kreislauf durch die beiden Wärmetauscher (1, 2) bewegbar ist.