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DE69623589T2 - Heizsystem für fahrzeuge - Google Patents

Heizsystem für fahrzeuge

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Publication number
DE69623589T2
DE69623589T2 DE69623589T DE69623589T DE69623589T2 DE 69623589 T2 DE69623589 T2 DE 69623589T2 DE 69623589 T DE69623589 T DE 69623589T DE 69623589 T DE69623589 T DE 69623589T DE 69623589 T2 DE69623589 T2 DE 69623589T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heater
water
engine
heating system
viscous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69623589T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69623589D1 (de
Inventor
Takashi Ban
Tatsuyuki Hoshino
Hidefumi Mori
Kenji Takenaka
Kiyoshi Yagi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp filed Critical Toyota Industries Corp
Publication of DE69623589D1 publication Critical patent/DE69623589D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69623589T2 publication Critical patent/DE69623589T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/04Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant from cooling liquid of the plant
    • B60H1/08Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant from cooling liquid of the plant from other radiator than main radiator
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
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    • B60H1/038Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant and from a source other than the propulsion plant from the cooling liquid of the propulsion plant and from a viscous fluid heater
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24VCOLLECTION, PRODUCTION OR USE OF HEAT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F24V40/00Production or use of heat resulting from internal friction of moving fluids or from friction between fluids and moving bodies
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/18Heater

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Description

  • Deutschsprachige Übersetzung der Beschreibung der Europäischen Patentanmeldung Nr. 96 935 543.7-2301 des Europäischen Patents Nr. 0 800 943
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Heizsystem für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, in welchem von zirkulierendem Wasser resultierende Wärme zum Beheizen einer Fahrgastzelle usw. eines Fahrzeugs verwendet wird.
  • In einem herkömmlich üblichen Heizsystem für ein Fahrzeug, ist ein Kraftmaschinengehäuse (d. h. ein Komponententeil einer Kraftmaschine) durch einen Zylinderblock, einen Zylinderkopf und dergleichen aufgebaut. In dem Zylinderblock ist eine Einbauwasserpumpe angeordnet, welche als Ergänzungseinheit arbeitet. Außerdem ist in dem Zylinderblock ein Wassermantel ausgebildet, welcher mit einer Pumpenkammer der Wasserpumpe in Verbindung steht. Eine Antriebswelle der Wasserpumpe wird durch eine Kraftmaschine mittels eines Riemens und einer Riemenscheibe angetrieben. Außerdem steht der Wassermantel mit einem Radiator und einem Heizkern mittels einer Wasserleitung in Verbindung, welche durch ein Thermostat geöffnet und geschlossen werden kann. Somit wird das zirkulierende Wasser in dem Wassermantel, der Pumpenkammer der Wasserpumpe, der Wasserleitung, dem Radiator und dem Heizkern zirkuliert.
  • Daher wird in dem herkömmlich üblichen Heizsystem die Kraftmaschine durch das kalte zirkulierende Wasser gekühlt. Dann wird das zirkulierende Wasser während des Kühlens der Kraftmaschine erwärmt und das somit erwärmte, zirkulierende Wasser wird von dem Heizkern verwendet, die Fahrgastzelle usw. eines Fahrzeugs zu beheizen. Wenn das zirkulierende Wasser übermäßig erhitzt wird, öffnet der Thermostat die Wasserleitung, sodass das zirkulierende Wasser durch den Radiator gekühlt wird.
  • Das herkömmlich übliche Heizsystem kann jedoch nicht vollständig eine Fahrgastzelle eines Fahrzeugs beheizen, wenn die Kraftmaschine in einer kalten Region oder dergleichen gestartet wird, weil der Fahrgastzellenheizvorgang lediglich von der Wärmeerzeugung der Kraftmaschine abhängt.
  • Wenn die Kraftmaschine außerdem kalt ist und sogar wenn die Kraftmaschine versucht, sich selbst durch Schließen der Wasserleitung mit dem Thermostat zu erwärmen, kann die Kraftmaschine die Verbrennung nicht optimal durchführen, bevor sie auf ein gewisses Ausmaß durch ihre eigene Wärmeerzeugung erhitzt ist. Außerdem wird vermutet, dass die Kraftmaschine unter den Problemen leidet, welche von einer geringen Verbrennungseffizienz und einem Abgas resultieren.
  • Selbst wenn eine zusätzliche thermische Quelle unabhängig von der Kraftmaschine vorgesehen ist, um die Nachteile zu überwinden, wird der Aufbau um die Maschine herum in ihrer Größe vergrößert. Schließlich tritt dort ein Problem darin auf, dass der Platz zum Unterbringen der zusätzlichen thermischen Quelle in dem überfüllten Kraftmaschinenraum zwangsläufig verringert ist. Außerdem benötigt die zusätzliche thermische Quelle eine unabhängige Riemenscheibe, eine Antriebswelle usw. Als ein Ergebnis steigt die Anzahl der Komponententeile an, was die Herstellungskosten in die Höhe treibt.
  • Die US-A-4 993 377 offenbart eine gattungsgemäße viskose Heizvorrichtung mit einem Heizvorrichtungsgehäuse, in welchem eine Wärme erzeugende Kammer und ein Heizvorrichtungswassermantel getrennt von der Wärme erzeugenden Kammer angeordnet sind. Der Heizvorrichtungswassermantel ist neben der Wärme erzeugenden Kammer zum Wärmeaustausch angeordnet. Eine Heizvorrichtungsantriebswelle wird drehbar an dem Heizvorrichtungsgehäuse gehalten und ist durch eine Kraftmaschine des Fahrzeugs mittels einer Heizvorrichtungsriemenscheibe antreibbar. Ein Rotor ist in der Wärme erzeugenden Kammer drehbar durch die Heizvorrichtungsantriebswelle angeordnet. Ein viskoses Fluid ist in einem Raum zwischen einer Wandfläche der Wärme erzeugenden Kammer und einer äußeren Fläche des Rotors zwischenliegend angeordnet und wird veranlasst, Wärme durch Rotation des Rotors zu erzeugen. Das Heizsystem weist ferner einen mit dem Heizvorrichtungswassermantel des Heizvorrichtungsgehäuses der viskosen Heizvorrichtung mittels einer Wasserleitung in Verbindung stehenden Heizvorrichtungskern auf und zirkulierendes Wasser wird in dem Heizvorrichtungswassermantel, der Wasserleitung und dem Heizvorrichtungskern zirkuliert.
  • Die EP-A-0 361 053 und die FR-A-2 639 009 zeigen, dass eine Heizvorrichtung als getrenntes Element, ohne gemeinsame Teile mit der Kraftmaschine zu haben, vorgesehen ist.
  • GB-A-2 239 704 zeigt ein Heizsystem, in welchem ein Rotor Energie direkt zu dem durch die Integralwasserpumpe gepumpten Kühlmittel weitergibt.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Heizsystem zu schaffen, welches keinen großen Unterbringungsraum in einem Kraftmaschinenraum benötigt, welches zu verringerten Kosten hergestellt werden kann, während es vollständig eine Fahrgastzelle eines Fahrzeugs beheizt, wenn eine Kraftmaschine gestartet ist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Heizsystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterentwicklungen werden in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
  • In dem in Anspruch 1 dargelegten Kraftfahrzeugheizsystem wird der Rotor der viskosen Heizvorrichtung in der Wärme erzeugenden Kammer gedreht, wenn die Heizvorrichtungsantriebswelle durch die Kraftmaschine mittels der Heizvorrichtungsriemenscheibe angetrieben wird. Dementsprechend wird die viskose Heizvorrichtung geschert, um Wärme zwischen der Wandfläche der Wärme erzeugenden Kammer und der äußeren Fläche des Rotors zu erzeugen. Die so durch das viskose Fluid erzeugte Wärme wird über Wärmeaustausch zu dem zirkulierenden Fluid übergeben, welches in dem Hilfswassermantel der viskosen Heizvorrichtung zirkuliert. Dann wird das so erhitzte zirkulierende Wasser in den Heizvorrichtungskern mittels der Wasserleitung hinein zirkuliert. Als ein Ergebnis hängt der Fahrgastzellenheizvorgang nicht nur von der durch die Kraftmaschine erzeugten Wärme ab, sondern auch von der durch die viskose Heizvorrichtung erzeugten Wärme.
  • Die Konstruktion um die Kraftmaschine herum wird in ihrer Größe nicht stark vergrößert und die Anzahl von Komponententeilen kann verringert werden.
  • Daher kann das in Anspruch 1 dargelegte Fahrzeugheizsystem eine Fahrgastzelle eines Fahrzeugs vollständig beheizen, wenn die Kraftmaschine in einer kalten Region oder dergleichen gestartet wurde, weil der Fahrgastzellenheizvorgang nicht nur von der durch die Kraftmaschine erzeugten Wärme, sondern auch von der durch die viskose Heizvorrichtung erzeugten Wärme abhängt.
  • Außerdem benötigt das in Anspruch 1 dargelegte Fahrzeugheizsystem einen geringfügig größeren Unterbringungsraum in einem Fahrzeugraum, weil die Konstruktion um die Kraftmaschine herum in ihrer Größe nicht stark vergrößert wurde. Außerdem kann das Fahrzeugheizsystem bei verringerten Kosten hergestellt werden, weil die Anzahl der Komponententeile verringert ist.
  • Das in Anspruch 2 dargelegte Fahrzeugheizsystem benötigt keine unabhängige Riemenscheibe, Antriebswelle usw. für die Zusatzeinrichtung und benötigt keinen so viel größeren Unterbringungsraum in einem Maschinenraum. Zusätzlich kann das Fahrzeugheizsystem bei verringerten Kosten hergestellt werden, weil die Anzahl der Komponententeile verringert ist.
  • Wenn die Kraftmaschine kalt ist, arbeitet das in Anspruch 3 dargelegte Fahrzeugheizsystem folgendermaßen: Die viskose Heizvorrichtung erzeugt nämlich Wärme, um das zirkulierende Wasser zu erwärmen und das so erhitzte zirkulierende Wasser wird in dem Hauptwassermantel zirkuliert. Dementsprechend kann die Kraftmaschine die Verbrennung optimal in einer kurzen Zeitdauer ausführen, weil sie nicht nur durch ihre eigene Wärmeerzeugung, sondern auch durch die von der viskosen Heizvorrichtung erzeugten Wärme aufgewärmt wird. Wenn die Kraftmaschine vollständig durch ihre eigene Wärmeerzeugung aufgewärmt ist, öffnet der Thermostat die Hauptwasserleitung; sodass der Radiator das zirkulierende Wasser abkühlt. Als ein Ergebnis kühlt das Fahrzeugheizsystem die Kraftmaschine so ab, dass die Kraftmaschine nicht mehr als notwendig erhitzt wird. In diesem Fall ist es vorzuziehen, als die viskose Heizvorrichtung eine Heizvorrichtung der variablen Kapazitätsbauart einzusetzen.
  • Somit ermöglicht das in Anspruch 3 dargelegte Fahrzeugheizsystem der Kraftmaschine, in einer kurzen Zeitperiode die Verbrennung optimal auszuführen, weil die Kraftmaschine ebenso durch ihre eigene Wärmeerzeugung aufgewärmt werden kann, wie auch durch die Wärmeerzeugung der viskosen Heizvorrichtung, wenn die Kraftmaschine kalt ist. Folglich kann das Fahrzeugheizsystem Vorteile in Form von Verbrennungseffizienz der Kraftmaschine und dem davon emittierten Abgas bewirken.
  • Bevorzugter Weise steht der Heizvorrichtungskern mit der Wasserleitung an einer stromaufwärts liegenden Seite mit Bezug auf den Thermostat in Verbindung. Wenn das zirkulierende Wasser kalt ist, und wenn der Thermostat die Wasserleitung schließt, kann die viskose Heizvorrichtung das zirkulierende Wasser durch eine geringe Fließgeschwindigkeit erwärmen.
  • Somit kann das Fahrzeugheizsystem nicht nur eine Fahrgastzelle eines Fahrzeugs beheizen, sondern wärmt auch die Kraftmaschine in einer kurzen Zeitspanne, nachdem die Kraftmaschine gestartet wurde, auf, weil die viskose Heizvorrichtung das zirkulierende Wasser durch eine geringe Fließgeschwindigkeit erwärmen kann.
  • Weiterhin bevorzugter Weise wird die mit Bezug auf den Thermostat auf einer stromaufwärts liegenden Seite angeordnete Wasserleitung in eine Heizwasserleitung, welche mit dem Heizvorrichtungskern in Verbindung steht und eine Aufwärmwasserleitung, welche um den Radiator herum kurz schließt und mit dem Hauptwassermantel des Kraftmaschinengehäuses durch ein Drei-Wege-Ventil in Verbindung steht, geteilt.
  • Somit kann der Fluss des zirkulierenden Wassers in einen Fluss davon, der in der Heizwasserleitung und einen anderen Fluss davon, der in der Aufwärmwasserleitung fließt, durch Umschalten des Drei-Wege-Ventils manuell oder automatisch geteilt werden. Folglich kann das durch die viskose Heizvorrichtung oder die Kraftmaschine erhitzte zirkulierende Wasser verwendet werden, um bevorzugter Weise die Fahrgastzelle oder die Kraftmaschine zu erwärmen.
  • Die Wasserleitung des Fahrzeugheizsystems kann eine Umgehungswasserleitung haben, welche den Hilfswassermantel des Heizvorrichtungsgehäuses der viskosen Heizvorrichtung umgeht, und das zirkulierende Wasser wird ebenso in der Umgehungswasserleitung zirkulieren gelassen.
  • Die Umgehungsleitung zirkuliert das durch die Wärmeerzeugung der Kraftmaschine erhitzte, zirkulierende Wasser in der Wasserleitung so, dass es nicht in die Hilfswasserleitung fließt. Dementsprechend wird das zirkulierende Wasser einem geringen Fließleitungswiderstand unterworfen.
  • Somit wird das zirkulierende Wasser einem geringen Fließleitungswiderstand unterworfen.
  • Als ein Ergebnis ist es möglich, die Verringerung der Wasserpumpenleistung zu erreichen.
  • Die Wasserpumpe des Fahrzeugheizsystems kann so angeordnet sein, dass sie das zirkulierende Wasser von dem Hauptwassermantel der Kraftmaschine zu dem Hilfswassermantel des Heizvorrichtungsgehäuses der viskosen Heizvorrichtung übergibt; die Wasserpumpe ist so angeordnet, dass sie das zirkulierende Wasser von dem Hilfswassermantel des Heizvorrichtungsgehäuses der viskosen Heizvorrichtung zu dem Heizvorrichtungskern übergibt; oder die Wasserpumpe ist so angeordnet, dass sie das zirkulierende Wasser von dem Heizvorrichtungskern zu dem Hauptwassermantel der Kraftmaschine übergibt.
  • Insbesondere wenn die Wasserpumpe so angeordnet ist, dass sie das zirkulierende Wasser von dem Hauptwassermantel der Kraftmaschine zu dem Hilfswassermantel des Heizvorrichtungsgehäuses der viskosen Heizvorrichtung übergibt, kann der Hilfswassermantel einfach mit dem in dem Kraftmaschinengehäuse ausgebildeten Hauptwassermantel in Verbindung stehen, weil der Hilfswassermantel angrenzend zu einer Pumpenkammer der Wasserpumpe positioniert ist. In diesem Fall wird keine aufwändige Wasserleitung erforderlich, weil der Hilfswassermantel einfach mit dem Hauptwassermantel in Verbindung gebracht werden kann. Somit ist es möglich zu verwirklichen, dass die Konstruktion um die Kraftmaschine herum verkleinert wird. Als ein Ergebnis kann ein Fahrzeugheizsystem erreicht werden, welches eine gute Unterbringbarkeit innerhalb eines Kraftmaschinenraums bietet.
  • Das zirkulierende Wasser des Fahrzeugheizsystems kann in den Heizvorrichtungskern mittels des Hilfswassermantels des Heizvorrichtungsgehäuses der viskosen Heizvorrichtung hinein zirkuliert werden.
  • Somit wird das zirkulierende Wasser durch die Wärmeerzeugung der viskosen Heizvorrichtung sogar dann erhitzt, wenn die Kraftmaschine kalt ist. Das so erhitzte, zirkulierende Wasser kann verwendet werden, um die Fahrgastzelle eines Fahrzeugs zu beheizen.
  • Daher kann das Fahrzeugheizsystem den Fahrgastzellenheizvorgang optimaler ausführen.
  • Die viskose Heizvorrichtung des Fahrzeugheizsystems kann eine viskose Heizvorrichtung mit einer variablen Kapazität sein, welche eine mit einem Zentralbereich der Wärme erzeugenden Kammer in Verbindung stehende Steuerkammer hat und in welcher das Viskosefluid zumindest durch den Weissenberg-Effekt des viskosen Fluids in Kapazitätsverringerung von der Wärme erzeugenden Kammer in die Steuerkammer hinein gesammelt wird.
  • Wenn die durch die Kraftmaschine erzeugte Wärme vollständig verwendet wird, um die Fahrgastzelle eines Fahrzeugs zu beheizen und um die Kraftmaschine selbst zu erwärmen, kann die Wärmeerzeugungsfähigkeit der viskosen Heizvorrichtung durch Sammeln des viskosen Fluids in der Wärme erzeugenden Kammer in die Steuerkammer hinein mittels des Weissenberg-Effekts reduziert werden. Dem entsprechend kann die viskose Heizvorrichtung so betrieben werden, dass sie die Kühlung des zirkulierenden Wassers durch den Radiator nicht beeinträchtigt und gegebenenfalls die Kühlung der Kraftmaschine durch das zirkulierende Wasser nicht beeinträchtigt.
  • Die Kühlung der Kraftmaschine kann, nachdem die durch die Kraftmaschine erzeugte Wärme vollständig verwendet wird, um die Fahrgastzelle eines Fahrzeugs zu beheizen und die Kraftmaschine an sich aufzuwärmen, nicht beeinträchtigt werden. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Probleme, welche durch Überhitzen der Kraftmaschine verursacht werden, zu lösen.
  • Fig. 1 zeigt eine vertikale Querschnittsansicht an Hauptabschnitten in einem Fahrzeugheizsystem eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels.
  • Fig. 2 zeigt ein Gesamtkonstruktionsschaubild des Fahrzeugheizsystems des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels.
  • Fig. 3 zeigt eine vertikale Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts in einem Fahrzeugheizsystem eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels.
  • Fig. 4 zeigt ein Gesamtkonstruktionsschaubild des Fahrzeugheizsystems des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels.
  • Fig. 5 zeigt ein Gesamtkonstruktionsschaubild einer Fahrzeugheizvorrichtung eines dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels.
  • Erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel
  • Wie dies in Fig. 1 veranschaulicht ist, ist in dem Fahrzeugheizsystem ein Installationsgehäuse 1 mit einem Zylinderblock einer Kraftmaschine (nicht dargestellt) verbunden. Mit dem Installationsgehäuse 1 ist eine Abdeckung 3 mittels einer Platte 2 verbunden. Hierbei bilden der Zylinderblock und das Installationsgehäuse 1 das Kraftmaschinengehäuse (d. h. ein Bestandteil der Kraftmaschine) und das Installationsgehäuse 1, die Platte 2 und die Abdeckung 3 bilden ein Heizvorrichtungsgehäuse einer viskosen Heizvorrichtung.
  • In dem Installationsgehäuse 1 ist eine Pumpenkammer 4 ausgebildet. Die Pumpenkammer 4 steht mit einem Hauptwassermantel WJ&sub1; des Zylinderblocks der Kraftmaschine in Verbindung. Die Pumpenkammer 4 steht außerdem mit einem Hilfswassermantel WJ&sub2; in Verbindung, welcher durch das Installationsgehäuse 1 und die Platte 2 gebildet wird. An einer hinteren Endfläche der Platte 2 (d. h. eine Seite rechter Hand der Platte 2 in Fig. 1) steht eine zylinderförmige Auswölbung 2a an dem Zentralbereich hervor. Außerdem sind an der hinteren Endfläche der Platte 2 weiterhin eine Vielzahl von Vorsprüngen 2b um die untere Hälfte der Auswölbung 2a herum ausgebildet und stehen in einer Axialrichtung hervor. Die Auswölbungen 2a und die Vorsprünge 2b werden mit dem Installationsgehäuse 1 in Kontakt gebracht. Zusätzlich ist eine Röhre 17 mit der Platte 2 und dem Installationsgehäuse 1 verbunden. Die Röhre 17 steht mit dem Hilfswassermantel WJ&sub2; in Verbindung und steht weiterhin mit einer Hauptwasserleitung 18 in Verbindung, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.
  • Wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, ist außerdem ein axiales Loch 5 durch das Installationsgehäuse 1, die Platte 2 und die Abdeckung 3 hindurchgebohrt und wird von diesen gemeinsam genutzt. Das axiale Loch 5 ist in die Pumpenkammer 4 hinein geöffnet und ein Ansatz 3a ist in der Abdeckung 3 ausgebildet. In dem in dem Installationsgehäuse 1 ausgebildeten axiale Loch 5 sind eine mechanische Dichtung 6, ein Lagergerät 7 und eine Öldichtung 8 in dieser Reihenfolge von der Seite der Pumpenkammer 4 aus angeordnet. In dem in der Abdeckung 3 und dem runden Vorsprung 3a ausgebildeten axialen Loch 5 sind eine Öldichtung 9 und ein Lagergerät 10 in dieser Reihenfolge von der Seite der Pumpenkammer 4 aus angeordnet. Eine Antriebswelle 11 ist durch die mechanische Dichtung 6, die Lagergeräte 7, 10 und die Öldichtungen 8, 9 drehbar gehalten und wird durch diese abgedichtet. An einem Hinterende der Antriebswelle 11 ist ein Flügelrad 12 befestigt. An einem Vorderende der Antriebswelle 11 ist eine Riemenscheibe 13 befestigt. Die Riemenscheibe 13 wird durch die Kraftmaschine über einen Riemen angetrieben. Somit wird die Antriebswelle 11 von einer Heizvorrichtungsantriebswelle und einer Zusatzeinheitsantriebswelle gemeinsam genutzt und die Riemenscheibe 13 wird von einer Heizvorrichtungsriemenscheibe und einer Zusatzeinheitriemenscheibe gemeinsam genutzt. Das axiale Loch 5 steht mit einem Drainageloch 5a in Verbindung, welches zwischen der mechanischen Dichtung 6 und dem Lagergerät 7 angeordnet ist.
  • Außerdem ist in einer Rückendfläche der Abdeckung 3 eine Einwölbung eingebeult und bildet zusammen mit einer flachen Vorderendfläche der Platte 2 eine Wärme erzeugende Kammer 14. Die Wärme erzeugende Kammer 14 benachbart den Hilfswassermantel WJ&sub2;. In der Wärme erzeugenden Kammer 14 ist ein flacher scheibenförmiger Rotor 15 um die Antriebswelle 11 an einer leichten Vorderendseite mit Bezug auf ihre Mitte herum druckgepasst. Somit kann sich der Rotor 15 in der Wärme erzeugenden Kammer 14 drehen.
  • Silikonöl ist in dem Raum zwischen der Wandfläche der Wärme erzeugenden Kammer 14 und der äußeren Fläche des Rotors 15 zwischengelegt. Das Silikonöl arbeitet als viskoses Fluid.
  • In einem Zentralbereich des Rotors 15 sind eine Vielzahl von Öffnungen 16a in einer Axialrichtung hindurch gebohrt. In der Platte 2 und dem Installationsgehäuse 1 ist ein Steuerloch 16b hindurchgebohrt. Das Steuerloch 16b steht mit einem Zentralbereich der Wärme erzeugenden Kammer 14 an einer entgegengesetzten Öffnung in Verbindung und wird an einer anderen entgegengesetzten Öffnung durch einen Faltenbalg 16c verschlossen. Der Faltenbalg 16c ist an dem Installationsgehäuse 1 befestigt. In dem Faltenbalg 16c ist eine Steuerkammer 16 ausgebildet. Der Faltenbalg 16c wird mit einer Spule 16e an dem Bodenende in Kontakt gebracht. Die Spule 16e ist in einem Abdeckteil 16d, welches mit dem Installationsgehäuse 1 verbunden ist, gleitbar angeordnet. Eine Drückfeder 16f ist zwischen dem Abdeckteil 16d und der Spule 16e angeordnet. Dementsprechend wird die Spule 16e durch die Drückfeder 16f in so eine Richtung gedrückt, dass sie das Innenvolumen der Steuerkammer 16 verringern kann. Zusätzlich wird die Spule 16e durch einen Solenoid 16g betätigt, welcher durch eine äußere Eingabe erregt oder entmagnetisiert wird, sodass er aufgrund des erregten Solenoids 16g das innere Volumen der Steuerkammer 16 vergrößern kann.
  • Das Heizvorrichtungsgehäuse und das Kraftmaschinengehäuse werden somit durch das Installationsgehäuse 1, die Platte 2 und die Abdeckung 3 aufgebaut. In das Heizvorrichtungsgehäuse und das Kraftmaschinengehäuse sind eine Wasserpumpe WP und die viskose Heizvorrichtung VH der variablen Kapazitätsbauart eingegliedert. Die Wasserpumpe WP arbeitet als die Zusatzeinheit und ist durch die Riemenscheibe 13, die Antriebswelle 11, das Flügelrad 12, die Pumpenkammer 4 usw. aufgebaut. Die viskose Heizvorrichtung VH ist durch die Riemenscheibe 13, die Antriebswelle 11, die Wärme erzeugende Kammer 14, den Rotor 15, das Silikonöl und den Hilfswassermantel WJ&sub2; aufgebaut.
  • Wie dies in Fig. 2 veranschaulicht wird, ist die Hauptwasserleitung 18 in eine Hilfswasserleitung 19 geteilt, und ist im Wesentlichen mit einem Thermostat 20 verbunden. Die Hauptwasserleitung 18 steht außerdem mit einem Radiator 21 in Verbindung und steht im Wesentlichen mit einem Hauptwassermantel WJ&sub1; in Verbindung. Der Radiator 21 ist so angeordnet, dass er einem Kühlventilator gegenüber steht. Währenddessen steht die Hilfswasserleitung 19 mit einem Heizvorrichtungskern 23 in Verbindung und steht folglich mit dem Hauptwassermantel WJ&sub1; in Verbindung. Der Heizvorrichtungskern 23 ist so angeordnet, dass er einem Fahrgastzellenheizventilator 24 gegenüber steht. Zirkulierendes Wasser ist in dem Hauptkörpermantel WJ&sub1;, der Pumpenkammer 4, dem Hilfswassermantel WJ&sub2;, der Röhre 17, der Hauptwasserleitung 18, dem Radiator 21, der Hilfswasserleitung 19 und dem Heizvorrichtungskern 23 eingefüllt. Daher fließt das zirkulierende Wasser von dem Hauptwassermantel WJ&sub1; der Kraftmaschine und fließt in die Röhre 17 mittels der Pumpenkammer 4 und dem Hilfswassermantel WJ&sub2; hinein. Dann wird das zirkulierende Wasser von dem Radiator 21 zu dem Hauptwassermantel WJ&sub1; mittels der Hauptwasserleitung 18 zurückgeführt. Zur selben Zeit fließt das zirkulierende Wasser in den Heizvorrichtungskern 23 mittels der Hauptwasserleitung 18 und der Hilfswasserleitung 19 hinein und wird im Wesentlichen von dem Heizvorrichtungskern 23 zu dem Hauptwassermantel WJ&sub1; zurückgeführt.
  • In dem so angeordneten Fahrzeugheizsystem wird das Flügelrad 12 der Wasserpumpe WP dann gedreht, wenn die Antriebswelle 11 (in Fig. 1 dargestellt) durch die Kraftmaschine mittels der Riemenscheibe 13 angetrieben wird. Dementsprechend wird das zirkulierende Wasser in dem Wassermantel WJ&sub1; usw. zirkuliert. Und der Rotor 15 in der Wärme erzeugenden Kammer 14 wird einstückig mit der Flügelscheibe 12 gedreht. Folglich wird das Silikonöl in dem Raum zwischen der Wandfläche der Wärme erzeugenden Kammer 14 und der äußeren Fläche des Rotors 15 abgeschert, wodurch Wärme erzeugt wird. Die resultierende Wärme wird durch Wärmeaustausch zu dem zirkulierenden Wasser übergeben, welches in dem Hilfswassermantel WJ&sub2; der viskosen Heizvorrichtung VH zirkuliert wird. Dann wird das so erhitzte, zirkulierende Wasser in den Heizvorrichtungskern 23 mittels der Hilfswasserleitung 19 (in Fig. 2 dargestellt) hinein zirkuliert. Somit wird nicht nur die durch die Kraftmaschine erzeugte Wärme, sondern auch die durch die viskose Heizvorrichtung VH erzeugte Wärme verwendet, um die Fahrgastzelle eines Fahrzeugs zu beheizen. Das Beheizen wird sogar dann ausgeführt, wenn die Kraftmaschine kalt ist, weil das zirkulierende Wasser in den Heizvorrichtungskern 23 mittels des Hilfswassermantels WJ&sub2; der viskosen Heizvorrichtung VH hinein zirkuliert wird. Als ein Ergebnis kann ein Fahrzeugheizsystem eine Fahrgastzelle eines Fahrzeugs in einer kalten Region oder dergleichen vollständig beheizen, sobald die Kraftmaschine gestartet wurde.
  • Außerdem kann selbst dann, wenn die Kraftmaschine kalt ist, die Kraftmaschine durch ihre eigene Wärmeerzeugung ebenso wie durch die Wärmeerzeugung der viskosen Heizvorrichtung VH aufgewärmt werden, weil das durch die Wärmeerzeugung der viskosen Heizvorrichtung VH erhitzte, zirkulierende Wasser in den Hauptwassermantel WJ&sub1; hinein zirkuliert wird. Daher kann die Kraftmaschine nicht nur durch ihre eigene Wärmeerzeugung, sondern auch durch die Wärmeerzeugung der viskosen Heizvorrichtung VH aufgewärmt werden. Als ein Ergebnis kann die Kraftmaschine die Verbrennung in einer kurzen Zeitspanne optimal ausführen.
  • Insbesondere kann die viskose Heizvorrichtung VH in dem Fahrzeugheizsystem das zirkulierende Wasser durch eine kleine Fließgeschwindigkeit erwärmen, wenn das zirkulierende Wasser so kalt ist, dass der Thermostat 20 die Hauptwasserleitung 18 schließt, um den Fluss zu dem Radiator 21 zu stoppen. Als ein Ergebnis kann das Beheizen einer Fahrgastzelle eines Fahrzeugs und das Aufwärmen der Kraftmaschine in einer kurzen Zeitspanne, nachdem die Kraftmaschine gestartet wurde, ausgeführt werden.
  • Außerdem öffnet der Thermostat 20 die Hauptwasserleitung 18, wenn die Kraftmaschine durch ihre eigene Wärmeerzeugung vollständig aufgewärmt ist. Der Radiator 21 kühlt das zirkulierende Wasser so, dass die Kraftmaschine nicht stärker als notwendig erhitzt wird. In diesem Fall wird der Solenoid 16 (in Fig. 1 dargestellt) durch eine äußere Eingabe erregt. Dementsprechend vergrößert die Spule 16e das innere Volumen der Steuerkammer 16, indem sie sich nach unten gegen die Drückfeder 16f bewegt. Folglich wird das in der Wärme erzeugenden Kammer 14 gehaltene Silikonöl in die Steuerkammer 16 durch den Weissenberg-Effekt mittels des Steuerlochs 16b hineingesammelt. Man beachte, dass das sich an einer Seite einer Vorderendfläche des Rotors 15 befindende Silikonöl während dem Sammeln vorraussichtlich das Steuerloch 16b mittels der zentralen Öffnungen 16a erreicht. Das Fahrzeugheizsystem kann somit die Heizfähigkeit der viskosen Heizvorrichtung VH verringern, um so das Kühlen des zirkulierenden Wassers durch den Radiator 21 (in Fig. 2 dargestellt) ebenso wie das Kühlen der Kraftmaschine durch den Radiator 21 nicht zu beeinträchtigen. Alles in allem kann das Fahrzeugheizsystem was die Verbrennungseffizienz und das Abgas betrifft, vorteilhafte Wirkungen erzeugen und kann gleichzeitig die sich aus dem Überhitzen der Kraftmaschine ergebenden Probleme lösen.
  • Wenn die Kraftmaschine neu gestartet wird und wenn die Temperatur des Kühlwassers niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist, schließt der Thermostat 20 (in Fig. 2 dargestellt) die Hauptwasserleitung 18. Dementsprechend wird das zirkulierende Wasser durch die Wärmeerzeugung durch die viskose Heizvorrichtung VH erhitzt und wird in den Heizvorrichtungskern 23 und den Hauptwassermantel WJ&sub1; hinein zirkuliert. In diesem Fall wird der Solenoid 16g (in Fig. 1 dargestellt) entmagnetisiert und dadurch gibt die Spule 16e der Drückfeder 16f nach, um das innere Volumen der Steuerkammer 16 zu verringern. Folglich wird das in der Steuerkammer 16 gehaltene Silikonöl in die Wärme erzeugende Kammer 14 mittels des Steuerlochs 16b zurückgeführt. In der Zwischenzeit ist es wahrscheinlich, dass das Silikonöl an einer vorderen Endflächenseite des Rotors 15 ankommt. Das Fahrzeugheizsystem des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels stellt somit die Wärmeerzeugungskapazität der viskosen Heizvorrichtung VH wieder her.
  • Ferner wird in dem Fahrzeugheizsystem des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels die Konstruktion um die Kraftmaschine herum in ihrer Größe nicht stark vergrößert, weil die viskose Heizvorrichtung VH in das Kraftmaschinengehäuse eingegliedert ist. Überdies benötigt die viskose Heizvorrichtung VH in dem Fahrzeugheizsystem keine unabhängige Riemenscheibe, Antriebswelle, elektromagnetische Kupplung usw., da der Rotor 15 der viskosen Heizvorrichtung VH drehbar an der Antriebswelle 11 gehalten ist, welche mit der Antriebswelle der Wasserpumpe WP gemeinsam genutzt wird. Somit erhöht die Anordnung des Fahrzeugheizsystems kaum die Anzahl der Komponententeile. Insbesondere ist es in dem Fahrzeugheizsystem wahrscheinlich, dass der Hilfswassermantel WJ&sub2; mit dem Hauptwassermantel WJ&sub1; in Verbindung stehend gebracht wird, weil der Hilfswassermantel WJ&sub2; der viskosen Heizvorrichtung VH angrenzend zu der Pumpenkammer 4 der Wasserpumpe WP angeordnet ist. Als ein Ergebnis benötigt das Fahrzeugheizsystem keine komplizierte Wasserleitung. Somit ist es möglich, ein weiteres Verkleinern der Konstruktion um die Kraftmaschine herum zu verwirklichen. Alles in allem kann das Fahrzeugheizsystem nicht nur eine gute Unterbringbarkeit innerhalb des Kraftmaschinenraums bringen, sondern auch eine Verringerung in den Herstellungskosten erreichen.
  • zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel
  • Wie dies in Fig. 3 und 4 veranschaulicht ist, ist in dem Fahrzeugheizsystem eine Umgehungsleitung 25 zwischen einer Pumpenkammer 4 und einem Hilfswassermantel WJ&sub2; angeordnet, damit so die Pumpenkammer 4 mit dem Hilfswassermantel WJ&sub2; in Verbindung stehend gebracht wird. Die Umgehungsleitung 25 ist mit einem Auf-/Zuventil 26 versehen und steht ferner mit einer Hauptwasserleitung 18 und einer Hilfswasserleitung 19 an einer stromaufwärts liegenden Seite mit Bezug auf einen Thermostat 20 in Verbindung. Die Umgehungsleitung 25 hält auch zirkulierendes Wasser in sich.
  • Das Ventil 26 wird geöffnet, wenn die Temperatur des zirkulierenden Wassers höher als eine vorbestimmte Temperatur ist (d. h. wenn das zirkulierende Wasser ausreichend aufgewärmt ist). Sofern dies nicht anders beschrieben wird, hat das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel die selben Anordnungen wie jede des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels. Dementsprechend werden die selben Anordnungen mit den selben Bezugszeichen wie jenen des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben.
  • Wenn in dem so konstruierten Fahrzeugheizsystem das zirkulierende Wasser durch die Wärmeerzeugung der Kraftmaschine erhitzt wird, wird das Auf/Zu-Ventil 26 betätigt, um die Umgehungsleitung 25 zu öffnen. Dementsprechend lässt die Umgehungsleitung 25 das heiße, zirkulierende Wasser so fließen, dass es nicht mittels des Hilfswassermantels WJ&sub2; zirkuliert, sondern dass es direkt in die Hauptwasserleitung 18 und die Hilfswasserleitung 19 zirkuliert. Folglich wird das zirkulierende Wasser einem kleinen Fließleitungswiderstand unterworfen. Als ein Ergebnis kann es das Fahrzeugheizsystem des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels möglich machen, die Leistung der Wasserpumpe WP zu verringern. Sofern dies nicht anders beschrieben wurde, arbeitet das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel auf die selbe Weise und erzeugt Vorteile auf die selbe Weise wie das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel.
  • drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel
  • Wie dies in Fig. 5 veranschaulicht wird, ist in dem Fahrzeugheizsystem eine Hauptwasserleitung 18 mit einer Einlassöffnung eines Drei-Wege-Ventils 27 an einer mit Bezug auf einen Thermostat 20 an der stromaufwärts liegenden Seite verbunden. Ferner ist eine Hilfswasserleitung 19 mit einer der Auslassöffnungen des Drei-Wege-Ventils 27 verbunden. Man beachte, dass die Hilfswasserleitung 19 die Heizwasserleitung zum Beheizen der Fahrgastzelle eines Fahrzeugs ist und mit einem Heizvorrichtungskern 23 in Verbindung steht. Überdies ist eine Aufwärmwasserleitung 28 zum Aufwärmen einer Kraftmaschine mit einem anderen der Auslassanschlüsse des Drei-Wege-Ventils 27 verbunden und steht mit einem Hauptwassermantel WJ&sub1; in Verbindung. Somit schließt die Aufwärmwasserleitung 28 um einen Radiator 21 herum kurz: sie schließt nämlich zwischen einer mit Bezug auf den Radiator 21 stromaufwärts liegenden Seite der Hauptwasserleitung 18 und einer davon stromabwärts liegenden Seite kurz. Das Drei-Wege-Ventil 21 kann automatisch in Übereinstimmung mit der Temperatur eines Fahrgastraums eines Fahrzeugs und der Temperatur des zirkulierenden Wassers umgeschaltet werden. Sofern dies nicht anderweitig beschrieben ist, hat das dritte bevorzugte Ausführungsbeispiel die selben Anordnungen wie jene des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels. Dementsprechend werden die selben Anordnungen mit den selben Bezugszeichen wie jene des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben.
  • In dem so konstruierten Fahrzeugheizsystem lässt das Drei-Wege- Ventil 27 das zirkulierende Wasser automatisch zu der Hilfswasserleitung 19 fließen, wenn die Temperatur einer Fahrgastzelle eines Fahrzeugs niedriger als eine erste bestimmte Temperatur ist. In diesem Fall ist der sich ergebende Kreislauf des zirkulierenden Wassers gleich wie der des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels. Dementsprechend wird die Fahrgastzelle bevorzugt beheizt. Dem entgegen lässt das Drei-Wege-Ventil 27 das zirkulierende Wasser automatisch zu einer Aufwärmwasserleitung 28 fließen, wenn die Temperatur der Fahrgastzelle höher als eine erste bestimmte Temperatur ist. In diesem Fall wird die Kraftmaschine vorzugsweise vor dem Beheizen der Fahrgastzelle aufgewärmt. Andererseits lässt das Drei-Wege- Ventil 27 das zirkulierende Wasser nicht automatisch zu der Hilfswasserleitung 19 und der Aufwärmwasserleitung 28 fließen, sondern sie lässt das zirkulierende Wasser zu der Hauptwasserleitung 18 nur dann fließen, wenn die Temperatur des zirkulierenden Wassers höher als eine zweite bestimmte Temperatur ist. Der Thermostat 20 ist geöffnet, wenn sich das zirkulierende Wasser bei der zweiten bestimmten Temperatur befindet. In diesem Fall werden die Fahrgastzellenbeheizung und das Aufwärmen der Kraftmaschine nicht ausgeführt, sondern der Radiator 21 kühlt das Kühlwasser (d. h. zirkulierende Wasser) wirksam.
  • In dem vorstehend beschriebenen dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Temperatur des zirkulierenden Wassers in dem Hauptwassermantel WJ&sub1; ermittelt werden, oder sie kann in der Röhre 17 ermittelt werden. Überdies ist es nicht unbedingt notwendig, das Drei-Wege-Ventil 27 durch die Temperatur des zirkulierenden Wassers in der vorstehend erwähnten Weise umzuschalten.
  • In den ersten bis dritten bevorzugten Ausführungsbeispielen wird das Kraftmaschinengehäuse mit dem Heizvorrichtungsgehäuse der viskosen Heizvorrichtung VH gemeinsam genutzt. Als eine abgeänderte Version kann eine Nockenwelle oder eine Kurbelwelle der Kraftmaschine mit der Heizvorrichtungsantriebswelle der viskosen Heizvorrichtung VH gemeinsam genutzt werden. Wenn zum Beispiel eine Nockenwelle einer Kraftmaschine mit der Heizvorrichtungsantriebswelle der viskosen Heizvorrichtung VH gemeinsam genutzt wird, kann eine Nockenwelle geringfügig verlängert werden, um so mit der Heizvorrichtungsantriebswelle der viskosen Heizvorrichtung VH gemeinsam genutzt zu werden und gleichzeitig wird eine Kopfabdeckung der Kraftmaschine als das Heizvorrichtungsgehäuse der viskosen Heizvorrichtung VH verwendet. Diese abgeänderte Anordnung ergibt sich aus der Tatsache, dass sich eine Nockenwelle für gewöhnlich in eine Kopfabdeckung einer Kraftmaschine erstreckt.
  • Ferner können als eine weitere abgeänderte Version der ersten bis dritten bevorzugten Ausführungsbeispiele die Wasserpumpe WP und die viskose Heizvorrichtung VH mit Bezug auf den Zylinderblock der Kraftmaschine umgekehrt angeordnet sein. In diesem Fall steht der Hauptwassermantel WJ&sub1; direkt mit dem Hilfswassermantel WJ&sub2; in Verbindung und der Hilfswassermantel WJ&sub1; steht mit der Pumpenkammer 4 in Verbindung.
  • Außerdem ist es als noch eine andere abgeänderte Version der ersten bis dritten bevorzugten Ausführungsbeispiele nicht absolut notwendig, die Zusatzantriebswelle der Wasserpumpe WP und die Heizvorrichtungsantriebswelle der viskosen Heizvorrichtung VH einstückig herzustellen. Zum Beispiel können die zusätzliche Antriebswelle und die Heizvorrichtungsantriebswelle parallel zueinander so angeordnet sein, dass sie synchron durch Zahnräder usw. angetrieben werden können.
  • Man beachte, dass die viskose Heizvorrichtung VH in den ersten bis dritten bevorzugten Ausführungsbeispielen einen flachen, plattenförmigen Rotor verwendet, dessen axiale Länge kürzer als ein von dem axialen Mittelpunkt gemessener Radius ist. Die ersten bis dritten bevorzugten Ausführungsbeispiele können jedoch eine Vielfalt von viskosen Heizvorrichtungen verwenden, zum Beispiel viskose Heizvorrichtungen, deren Rotor als eine Zylinderform mit einer axialen Länge ausgebildet ist, die länger als ein von der axialen Mitte gemessener Radius ist oder eine viskose Heizvorrichtung, deren Rotor mit einer darin eingebeulten Labyrinthnut versehen ist.
  • Als eine abgeänderte Version des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels kann das Drei-Wege-Ventil 27 so angeordnet sein, dass es manuell umgeschaltet wird. In diesem Fall kann ein Umschalter zum Anfordern des Beheizens der Fahrgastzelle und ein anderer Umschalter zum Anfordern des Aufwärmens der Kraftmaschine als eine Möglichkeit vorgesehen werden, wenn ein Umschalter zum Anfordern der Wärmeerzeugung durch die viskose Heizvorrichtung VH eingeschaltet ist.
  • Als eine weitere abgeänderte Version des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels kann das Drei-Wege-Ventil 27 in Übereinstimmung mit einer durch einen Fahrgast getätigten Anforderung zum Beheizen umgeschaltet werden. Zum Beispiel in dem Fall, in dem die Anfrage zum Beheizen durch einen Fahrgast getätigt wird, kann das Drei-Wege-Ventil 27 nicht nur dann, wenn die viskose Heizvorrichtung VH betätigt wird automatisch umgeschaltet werden, um das zirkulierende Wasser zu der Hilfswasserleitung 19 fließen zu lassen, während die Kraftmaschine kalt ist, sondern auch dann, wenn die Kraftmaschine vollständig aufgewärmt ist und dadurch das zirkulierende Wasser durch die Wärmeerzeugung der Kraftmaschine so erhitzt ist, dass die viskose Heizvorrichtung VH die Heizkapazität verringert, wie dies in dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Man beachte, dass in diesem Fall das Drei-Wege-Ventil 27 manuell umgeschaltet werden kann. Andererseits kann in dem anderen Fall, in dem die Anforderung zum Beheizen nicht durch einen Fahrgast getätigt wurde, das Drei-Wege-Ventil 27 automatisch umgeschaltet werden, um das zirkulierende Wasser zu der Aufwärmwasserleitung 28 sogar dann fließen zu lassen, wenn die viskose Heizvorrichtung VH betätigt wurde, um die Kraftmaschine vollständig aufzuwärmen, während die Kraftmaschine kalt ist. Man beachte, dass in diesem Fall ebenso das Drei-Wege-Ventil 27 manuell umgeschaltet werden kann. Nachdem die Kraftmaschine vollständig aufgewärmt ist, kann das Drei-Wege-Ventil 27 automatisch umgeschaltet werden, um so das zirkulierende Wasser nicht zu der Hilfswasserleitung 19 und der Aufwärmwasserleitung 28 fließen zu lassen, sondern um das zirkulierende Wasser nur zu der Hauptwasserleitung 18 fließen zu lassen. Man beachte, dass in diesem Fall ebenso das Drei-Wege- Ventil 27 manuell umgeschaltet werden kann. Außerdem kann eine abgeänderte Version überdies mit Steuereinrichtungen versehen sein, um das so angeordnete Drei-Wege-Ventil 27 in Übereinstimmung mit einer durch einen Fahrgast getätigten Nachfrage zum Beheizen zu steuern.

Claims (9)

1. Heizsystem für ein Fahrzeug, welches aufweist:
eine viskose Heizvorrichtung (VH) mit
einem Heizvorrichtungsgehäuse (1, 2, 3), in welchem eine Wärme erzeugende Kammer (14) und ein von der Wärme erzeugenden Kammer (14) getrennter Heizvorrichtungswassermantel (WJ&sub2;) ausgebildet sind, wobei der Heizvorrichtungswassermantel (WJ&sub2;) neben der Wärme erzeugenden Kammer (14) zum Wärmeaustausch angeordnet ist;
einer Heizvorrichtungsantriebswelle (11), die drehbar an dem Heizvorrichtungsgehäuse (1, 2, 3) gehalten ist und durch eine Kraftmaschine des Fahrzeugs mittels einer Heizvorrichtungsriemenscheibe (13) antreibbar ist;
einem Rotor (15) der in der Wärme erzeugenden Kammer (14) durch die Heizvorrichtungsantriebswelle (11) drehbar angeordnet ist; und
einem viskosen Fluid, das in einem Raum zwischen einer Wandfläche der Wärme erzeugenden Kammer (14) und einer äußeren Fläche des Rotors (15) liegt und durch Rotation des Rotors (15) dazu gebracht wird, Wärme zu erzeugen,
wobei das Heizsystem ferner aufweist:
einen Heizvorrichtungskern (23), der mit dem Heizvorrichtungswassermantel (WJ&sub2;) des Heizvorrichtungsgehäuses (1, 2, 3) der viskosen Heizvorrichtung (VH) mittels einer Wasserleitung (18, 19) in Verbindung steht; und
zirkulierendes Wasser, das in dem Heizvorrichtungswassermantel (WJ&sub2;) der Wasserleitung (18, 19) und dem Heizvorrichtungskern (23) zirkuliert wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Teil des Heizvorrichtungsgehäuses (1, 2, 3), der den Heizvorrichtungswassermantel (WJ&sub2;) der viskosen Heizvorrichtung (VH) begrenzt, durch ein Kraftmaschinengehäuse, eine Kopfabdeckung oder ein Wasserpumpengehäuse (1) der Kraftmaschine ausgebildet ist.
2. Heizsystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtungsantriebswelle (11) einstückig mit einer Nockenwelle, Kurbelwelle oder einer Wasserpumpenwelle ausgebildet ist.
3. Heizsystem für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet durch
einen Hauptwassermantel (WJ&sub1;), welcher in der Kraftmaschine ausgebildet ist, wobei
die Wasserleitung (18, 19) eine Hauptwasserleitung hat, welche durch einen Thermostat (20) geöffnet und geschlossen werden kann und welche mit dem Hauptwassermantel (WJ&sub1;) und dem Radiator (21) in Verbindung steht und wobei
das zirkulierende Wasser in dem Hauptwassermantel (WJ&sub1;), der Hauptwasserleitung (18, 19) und dem Radiator (21) zirkuliert wird.
4. Heizsystem für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zirkulierende Wasser in den Heizvorrichtungskern (23) über den Heizvorrichtungsmantel (WJ&sub2;) des Heizvorrichtungsgehäuses (1, 2, 3) der viskosen Heizvorrichtung (VH) hineinzirkuliert wird.
5. Heizsystem für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 3 oder 4, wenn dieser von Anspruch 3 abhängt, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizsystem eine Wasserpumpe aufweist, und die Wasserpumpe so angeordnet ist, dass sie das zirkulierende Wasser von dem Hauptwassermantel (WJ&sub1;) der Kraftmaschine zu dem Heizvorrichtungswassermantel (WJ&sub2;) der viskosen Heizvorrichtung (VH) übergibt, die Wasserpumpe so angeordnet ist, dass sie das zirkulierende Wasser von dem Heizvorrichtungswassermantel (WJ&sub2;) der viskosen Heizvorrichtung zu dem Heizvorrichtungskern (23) übergibt, oder die Wasserpumpe so angeordnet ist, dass sie das zirkulierende Wasser von dem Heizvorrichtungskern (23) zu dem Hauptwassermantel (WJ&sub1;) der Kraftmaschine übergibt.
6. Heizsystem für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die viskose Heizvorrichtung (VH) eine viskose Heizvorrichtung mit variabler Kapazität ist, die eine Steuerkammer (16) hat, die mit einem Zentralbereich der Wärme erzeugenden Kammer (14) in Verbindung steht und in der das Viskosefluid von der Wärme erzeugenden Kammer (14) in die Steuerkammer (16) hinein, zumindest durch den Weissenberg-Effekt des viskosen Fluids durch Kapazitätsverringerung, gesammelt wird.
7. Heizsystem für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 3 oder 5, oder 4 oder 6, wenn sie von Anspruch 3 abhängig sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizvorrichtungskern (23) mit der Wasserleitung (18, 19) an einer mit Bezug auf das Thermostat (20) stromaufwärts liegenden Seite in Verbindung steht.
8. Heizsystem für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 3, 5 oder 7, oder 4 oder 6, wenn diese von Anspruch 3 abhängig sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserleitung (18, 19), welche mit Bezug zu dem Thermostat (20) an einer stromabwärts liegenden Seite angeordnet ist, in eine Heizwasservorrichtung, welche mit dem Heizvorrichtungskern (23) in Verbindung steht und eine Aufwärmwasserleitung, welche um den Radiator (21) herum kurzschließt und mit dem Hauptwassermantel (WJ&sub1;) des Kraftmaschinengehäuses durch ein Drei-Wege-Ventils (27) in Verbindung steht, geteilt wird.
9. Heizvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserleitung (18, 19) eine Umgehungswasserleitung (25) hat, welche den Heizvorrichtungswassermantel (WJ&sub2;) der viskosen Heizvorrichtung (VH) umgeht und dass das zirkulierende Wasser ebenso in der Umgehungswasserleitung (25) zirkulieren gelassen wird.
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