CN1922393A - 带有冷却剂保养***的机油-冷却剂-模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于内燃机的机油-冷却剂-模块,包括一个机油滤清器、一个机油/水-热交换器和一个称作为水泵的冷却剂泵,其中设有一个冷却剂保养***,该冷却剂保养***具有一个所谓的水滤清器,并且该冷却剂保养***包含保养添加剂,所述的保养添加剂在冷却剂保养***安装和/或维护时自动进入到冷却剂循环内。
Description
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的机油-冷却剂-模块以及一种对此合适的滤芯。内燃机的冷却剂在本发明框架内简略且简化地也称为“冷却水”或“水”。
背景技术
一种这样的机油-冷却剂-模块从实际中已知。
由EP 898 060 B1已知一种用于内燃机的机油-冷却剂-模块,该机油-冷却剂-模块具有一个机油滤清器和一个机油/水-热交换器。
上述的两种已知的机油-冷却剂-模块相应是一种用于内燃机机油的保养单元,因为一方面通过机油滤清器保证机油质量,并且另一方面通过热交换器产生其最佳的工作温度:因为冷却水比机油热得快,通过机油/水-热交换器在发动机启动后加热机油,以使其尽可能快地到达其最佳的工作温度。因为紧接着冷却水通过设在冷却剂循环内的冷却器冷却到低于最大允许的机油温度,所以机油通过热交换器在进一步的发动机工作过程中能被冷却,以使其能可靠地保持在其规定的温度范围内。
发明内容
本发明的目的是,如下改进一种同类的机油-冷却剂-模块,即其通过高的集成度能实现,
-使内燃机尤其是其***部件的所需空间保持尽可能地小,
-通过如下方式提高发动机的工作可靠性,即各个部件之间需要密封的连接位置的数量尽可能少,
-给内燃机或者容纳内燃机的汽车的设计者提供尽可能大的设计自由空间,并且
-对于维护人员,简化内燃机的需要维护的部件的可接近性。
此外本发明的目的是给出一种滤芯,该滤芯特别良好地适合于在一种这样的机油-冷却剂-模块中使用。
上述目的通过一种具有权利要求1的特征的机油-冷却剂-模块以及通过一种具有权利要求29的特征的滤芯解决。
换句话说,本发明建议把一个冷却剂保养***集成到机油-冷却剂-模块内。因此该机油-冷却剂-模块变成一个用于与发动机相关的液体即用于水和用于机油的中央保养单元,所述的液体能在一个中央位置上被保养和维护。此外把冷却剂保养***附加地放到机油-冷却剂-模块内产生如下优点:
-用于水的流动通道的尺寸能变短。因为不必敷设外部的管路,所以减小所需空间。
-通过集成到机油-冷却剂-模块内的流动通道不仅减小由于流动阻力产生的流动损失,而且通过集成到一个唯一的壳体内也减少潜在的泄漏位置。
-能改善在维护工作时相应部件的可接近性,因为这时在一个唯一的、容易接近的位置上既能接近机油的维护部件又能接近冷却剂的维护部件。
-改善例如汽车发动机舱的结构设计自由度,因为仅仅必须在所述一个上面提到过的位置上考虑发动机液体的维护部件的可接近性,而在其他位置上能更好地使用一个可支配的安装空间。
按本发明规定的冷却剂保养***具有一个水滤清器以及称作为防锈剂的保养添加剂,该保养添加剂例如在冷却水内用作防腐蚀和防冻。它们例如可以是固体片剂,所述的固体片剂在冷却剂内溶解,并且所述的固体片剂释放出可溶解的防锈剂,或者保养添加剂能存在于一个封闭的、液体密封的筒壳内。
在保养添加剂放入到冷却剂循环内之前,一个可能设有的包封可以用手打开,该包封例如防止固体片剂受潮,或者该包封对于液态的保养添加剂本来规定为上面提到过的筒壳的形式。
然而特别有利的是可以规定,当所述的包封导入到机油-冷却剂-模块内时,它自动打开,以使保养添加剂自动进入到冷却剂循环内。因此确保,在包封内的保养添加剂进入到冷却剂循环内。此外用这种方式能可靠地避免使用者的皮肤与保养添加剂接触。当包封导入到机油-冷却剂-模块内时,为了自动打开,例如可以在机油-冷却剂-模块内设一个干扰轮廓(Strkontur),该干扰轮廓损坏包封并且用这种方式打开包封。
有利的是可以规定,保养添加剂与水滤清器的一个滤芯一起用手操作。因此与一个在其他情况下必需的单独的自身带有密封盖的用于把保养添加剂放入到机油-冷却剂-模块内的开口相比较,可以节约必需的构件的空间和数量。此外可以确保,当过滤元件装入到水滤清器内时,保养添加剂均匀地掺入冷却剂***中。保养添加剂首先第一次在装配冷却剂保养***时与过滤元件一起装入到冷却水***内,并且此外在每次更换滤清器时通过使用一个新的、装有防锈剂的过滤元件更换该保养添加剂。
对于一个例如大约呈空心圆柱体结构的滤芯,保养添加剂可以设置在滤芯的空心的内部空间内。
优选可以设有一个辅助油路机油滤清器,该辅助油路机油滤清器以已知的方式有利地设计成离心分离器。辅助油路机油滤清器能特别可靠地进行机油过滤。
优选辅助油路机油滤清器可以与主油路机油滤清器一起设置在同一个壳体内。因此两个机油滤清器装置能节省空间地布置,并且在机油-冷却剂-模块的壳体的结构设计时简化各单个油道的布置。
有利的是,可以设有一个冷却水恒温器,并且集成到机油-冷却剂-模块内,以使以已知的方式通过该恒温器接通一个大的或小的冷却水循环。恒温器集成到机油-冷却剂-模块内减少可能在其他情况下必需的软管连接的数量。尤其是通过把恒温器设置在入口侧,可以最佳地使用在机油-冷却剂-模块内的空间,并且用这种方式可以在机油-冷却剂-模块内避免可能在其他情况下设有的无用的空腔。
有利的是,可以设有一个用于燃油温度调节装置即用于燃油预热或用于燃油冷却的接头,以使或者内燃机的加热的冷却水在低的外部温度时预热燃油并且例如可以液化柴油的烷烃部分(paraffinierte Anteile),或者在高发动机功率和高的外部温度时冷却在发动机舱内的燃油并且可以防止燃油中形成蒸汽泡。
有利的是,在机油-冷却剂-模块上可以设有一个用于车厢供暖的接头,以使在汽车中使用内燃机时,可以获得用于汽车-内部空间供暖的热水。
有利的是,在机油-冷却剂-模块上可以设有一个用于冷却空气压缩机的接头,例如用于一辆货车的制动装置。
最后机油-冷却剂-模块的集成度通过如下方式可以特别高,即设有一个通向冷却剂补偿罐的接头。
通过最后提到的接头节省大部分在其他情况下通常例如设在软管内的分支点,并且从而减小泄漏位置的危险,这样总体上建立一个运行特别可靠的冷却剂***并且极大可能避免由于泄漏引起的破坏环境的排放,因为能减少软管和相应软管连接位置的数量。
有利的是可以设有一个用于内燃机的发电机的冷却装置的接头,以使一个这样的发电机也能设置在热不利的环境中,并且相应地为了优化空间利用,一个发电机在紧凑的结构空间内也能安装在汽车内。
有利的是,设在机油-冷却剂-模块内的恒温器可以设计成环形滑阀,例如不同于在其他情况下已知的圆盘阀。通过设计成环形滑阀能特别有利并且节省空间地导引流动通道,以使机油-冷却剂-模块的结构尺寸能保持得小。
优选既对于机油又对于冷却剂设有加注开口,这样机油-冷却剂-模块在发动机舱内可以设计成一个维护点,并且可以设在容易接近的位置上,在该位置上一方面能补注冷却水并且另一方面检查油位,并且必要时能补注机油。
有利的是,在机油-冷却剂-模块的热交换器内能对角线地对流地导引机油和水。因此实现对于液体优化长度的路径,并且从而实现在热交换器内优化长度的停留时间,这样能进行特别强烈的热交换。
有利的是,在机油-冷却剂-模块上可以设有一个通向内燃机曲轴箱内的接头,其中多个回流管聚集在所述的唯一的接头内-也就是在一个唯一开口内,所述的回流管在机油-冷却剂-模块内在其他情况下具有单独的通道。在此例如一个回流管能从一个辅助油路机油滤清器通向所述的接头上,同样一根***管从主机油滤清器,并且同样一个注入通道从上面提到过的机油加注开口通向所述的接头上,该***管例如在更换滤芯时能从滤清器壳体内排出残余的机油。通过所述的多个管路或通道通向一个唯一的接头开口上,需要密封的位置的数量变少了,这样改善了机油-冷却剂-模块或装有机油-冷却剂-模块的内燃机的工作可靠性。
有利的是,在冷却剂侧多根管路也可以合并到一个唯一的接头,也就是一个唯一的出口或一个唯一的进口。在压力侧例如可以是用于冷却废气再循环***的或用于调节燃油温度的接头,其中除了两个上面提到过的装置也可以设有其他的总成,这些总成可以借助于冷却水冷却。
在水泵的吸入侧上例如对于空气压缩机的冷却装置或对于发电机的冷却装置的接头合并到一个唯一的进口。水泵吸入侧可以优选只能集成到机油-冷却剂-模块内,以使水泵的吸入压力仅仅存在于机油-冷却剂-模块内,并且内燃机所有的需要回流到水泵吸入侧的功能装置连接到机油-冷却剂-模块内的一个通道上或者合并到一个唯一的通道。它们例如可以是供暖装置、补给罐加注管、空气压缩机的导引水的通道。
有利的是,水泵的压力侧和吸入侧只通过一个壁隔开,以使水滤清器能非常简单地集成到机油-冷却剂-模块内。
附图说明
下面借助于示意图详细解释本发明的一个实施例。其中:
图1-6 机油-冷却剂-模块的不同的部分透视图,
图7 冷却剂保养***区域的剖面图,
图8 机油-冷却剂-模块的工作原理图。
具体实施方式
在附图中一个所谓的机油-冷却剂-模块整体上标记为1,该机油-冷却剂-模块具有一个中央壳体2,该壳体也构成一个机油滤清器3的以及一个冷却剂保养***4的杯形壳体。壳体2具有一个侧向的连接面5,用该连接面可以将壳体连接到一个内燃机的发动机缸体上。
在前端面上,壳体2构成一个用于容纳水泵的泵叶轮的空间。水泵壳体作为壳体2的一部分单独标记为6。该水泵例如用电或者以已知的方式由内燃机的曲轴轴端通过多槽V形皮带轮和皮带驱动。
在连接面5的区域内设有一个热交换器7,在该热交换器内进行机油与内燃机冷却水的热交换,其中在壳体2内部设有大量用于机油和水的流道,并且从而把冷却水流从水泵导引到热交换器7内。
从图7中可见一个冷却剂保养***4的剖面图。该冷却剂保养***具有一个用于未过滤的冷却水的进口8以及一个用于已过滤的冷却水的回流口9,其中在冷却剂保养***4内部,冷却水流过一个可更换的滤芯10,该滤芯通过卡接与冷却剂保养***4的一个盖子11连接。在回流口9区域内设有一个止回阀12,该止回阀作为球体形的阀体允许清洁的冷却水从滤芯10内部流出。如果在其余的冷却剂循环中存在比在冷却剂保养***4内部更高的压力,则所述的球体关闭通向冷却剂保养***4内部空间的回流口9。
在进口8内也设有一个截止阀14,然而该截止阀不是压力控制的而是路径控制的:滤芯10用一个下面的端圆盘15压向一根推杆16,该推杆与截止阀14的阀体17一起运动,以使该阀体17强制地与其配属的阀座18隔开距离。
当盖子11连同滤芯10从冷却剂保养***4的壳体内拧出时,阀体17通过滤芯10的间接加载被取消了并且截止阀14关闭。关闭运动的发生或者因为阀体17借助于一根弹簧19压向阀座18,或者由于在其余冷却剂循环中存在比在冷却剂保养***4的内部空间内更高的压力,即当例如冷却剂有工作温度并且从而处在压力下时。
在盖子11与冷却剂保养***4的壳体之间的一个相对较长的重叠区域以及在与该壳体的上边缘隔开足够距离的位置上布置一个密封件20来确保,在密封件20到达冷却剂保养***4的杯形壳体的上边缘之前,截止阀14关闭,这样可靠地防止热的并且可能处在压力下的冷却剂流出:首先,当截止阀14并且必要时止回阀12关闭时,密封件20的作用才消失;其次,冷却剂保养***4的内部压力卸载通过以下方式进行,即一个成型在盖子11上的挤压体21限制在冷却剂保养***4内部的液体体积,以使在取出盖子11时,液面在冷却剂保养***4内下降,因为挤压体21逐渐从冷却剂保养***4的内部空间内取出,即连同盖子11一起拧出。当盖子11拧出时,这同样适用于滤芯10的体积,该滤芯逐渐从冷却剂保养***4的杯形壳体内取出,因此一旦密封件20到壳体的上边缘,就可靠地排除了在冷却剂保养***4内部的正压。
机油滤清器3也具有一个杯形壳体。与冷却剂保养***4相比,该杯形壳体设计成较短的,这样机油滤清器3总高的明显较大的部分由盖子22构成。该盖子22包括一个辅助油路机油滤清器,该辅助油路机油滤清器设计成离心机,并且其转子在维护时与机油滤清器3的滤芯一起更换。
在机油-冷却剂-模块1的与连接面5对置的侧面上设有多个接头,例如一个用于车厢供暖装置的回流的接头23,或者一个按图6设有螺旋塞并用于连接一个加油管接头的接头24。对于所示的实施例有选地可以规定,根据机油-冷却剂-模块1的位置和可接近性例如在汽车的发动机舱内或者作为自由的动力/热-总成,机油-冷却剂-模块1本身构成一个加油管接头。
在图4中一个用于燃油预热装置的回流的接头标记为25,并且一个用于冷却剂预热装置的接头标记为26,其中预热装置可以例如借助于电的或燃油工作的辅助加热器实现。
此外在图4中有一个接头标记为27,该接头用于给内燃机首次加注燃油,并且用于一个空气压缩机的回流的接头标记为28。
在图5中一个用于冷却剂补偿罐的加注管的接头标记为29,并且用于一个废气再循环***的冷却装置的前置口(Vorlauf)的接头标记为30。在图4中一个冷却水恒温器的由壳体2构成的壳体标记为31。
图3示出一个与图1类似的视图,但是拆掉了热交换器7。机油-冷却剂-模块1的壳体2在此具有大量用于水和机油的进出开口:一个开口标记为46,用于小冷却循环也就是短路循环的水通过该开口进入到机油-冷却剂-模块1内。一个开口标记为47,热的未过滤的机油通过该开口能进入到热交换器7内。一个开口标记为48,该开口可以称为总回流口,并且无压力的机油通过该开口能流到内燃机的曲轴箱内。冷却的机油通过开口49从热交换器7进入到机油-冷却剂-模块1内并且到机油滤清器3内,其中紧接着被过滤的清洁机油通过开口50进入到内燃机的壳体内,并且从那儿到各个润滑位置上。一个开口标记为51,机油通过该开口能从机油滤清器3的一个***阀流到发动机的曲轴箱内。
通过开口47流到热交换器7内的机油是既未冷却又未过滤的。所述的机油的一个分流能通过开口52进入到辅助油路机油滤清器内。通过避免该分流流过热交换器,并且从而在到达辅助油路机油滤清器的离心机之前出现较小的压力损失,更多的功率能量还能用在用于分离作用的离心机上,以使所述的辅助油路机油滤清器产生更好的效率。
冷却水沿着标记为53的箭头流入到机油-冷却剂-模块1的壳体2内,并且在一块隔板54前转向到热交换器7内。冷却水从热交换器7内流出,并且进入到大面积的开口55内,冷却水通过该开口从机油-冷却剂-模块1的壳体2内流出。
图8示出机油-冷却剂-模块1的工作原理图。用于未过滤的脏机油(Rohl)的进口标记为32,该脏机油进入到热交换器7内,并且从那儿到机油滤清器3内。脏机油流过滤芯10并且到达清洁机油出口,该清洁机油出口用附图标记33表示。当滤芯10堵塞时,脏机油可以借助于滤清器旁通阀34绕过滤芯10,然后到达出口33。只要存在足够的最小压力并且开启一个最小压力阀36,未过滤的脏机油的一个分流流过辅助油路机油滤清器35。当低于最小压力时,所有油量通到机油滤清器3内。
通过一个机油***阀37能完全排空机油滤清器3,例如在更换滤芯10时,以使滤芯10能尽可能少油滴地从机油滤清器壳体内取出。一个接头标记为45,该接头连接到内燃机的油底壳并且所述的未过滤的机油通到油底壳内。当机油-冷却剂-模块1具有相应用于新鲜机油的加注口时,同样应导入到发动机内的新鲜机油通过所述的接头45进入到发动机的曲轴箱内。
除了上述用于机油循环的通道,机油-冷却剂-模块1也导引冷却水:一个水泵用附图标记38表示。冷却水或者通过一个标记为39的小循环或者通过一个标记为40的经过水冷却器的大循环到达水泵的吸入侧,其中一个冷却水恒温器41根据温度开启两个循环39或40中的一个,并且接通水泵38。水在水泵31的压力侧通过热交换器7,其中冷却水量的一部分通过冷却剂保养***4的滤清器进行再循环,而其余大部分冷却水在一个冷却水出口42流出用于发动机冷却,例如流入到发动机壳体内,机油-冷却剂-模块1法兰连接到该发动机壳体上。
在机油-冷却剂-模块1的左侧边缘示意地示出不同的接头以及一个用于一个温度传感器的接头43。此外机油-冷却剂-模块1具有一个用于汽车制造商给机油-冷却剂-模块1首次加注发动机油的接头27。
Claims (29)
1.一种用于内燃机的机油-冷却剂-模块,包括一个机油滤清器、一个机油/水-热交换器和一个称作为水泵的冷却剂泵,其特征在于:有一个冷却剂保养***(4),该冷却剂保养***具有一个所谓的水滤清器,并且该冷却剂保养***包含用于冷却剂循环的保养添加剂。
2.根据权利要求1所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:保养添加剂设计成固体片剂,所述的固体片剂包含可在冷却剂内溶解的防锈剂。
3.根据上述任何一项权利要求所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:保养添加剂设置在一个封闭的、液体密封的筒壳内。
4.根据权利要求2或3所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:保养添加剂设置在一个封闭的、液体密封的包封内。
5.根据权利要求4所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:所述包封构成为与机油-冷却剂-模块适配,以使该包封在置入到机油-冷却剂-模块内时自动打开。
6.根据上述任何一项权利要求所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:保养添加剂与水滤清器的滤芯一起可手动操作地连接,以使该保养添加剂在滤芯置入到机油-冷却剂-模块(1)内时自动进入到冷却剂循环内。
7.根据上述任何一项权利要求所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:有一个辅助油路机油滤清器(35)。
8.根据权利要求7所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:辅助油路机油滤清器(35)与机油滤清器(3)设置在同一个壳体内。
9.根据权利要求7或8所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:辅助油路机油滤清器(35)设计成离心分离器。
10.根据上述任何一项权利要求所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:有一个水泵(38),其中水泵(38)的吸入侧和压力侧以及水循环的吸入侧的和/或压力侧的接头设在机油-冷却剂-模块(1)内;以及有一个恒温器(41),该恒温器设置在入口侧,也就是在水泵(38)的吸入侧,并且构成为使该恒温器取决于冷却剂温度或者在避开一个冷却剂冷却器的情况下接通一个较小的、称作为短路循环的、通向水泵(38)的冷却剂循环,或者接通一个较大的、通过冷却剂冷却器的、通向水泵(38)的冷却剂循环,其中在机油-冷却剂-模块(1)中设有一个通向恒温器(41)的短路通道,该短路通道构成短路循环的一段。
11.根据上述任何一项权利要求所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:有一个用于燃油预热装置的接头(25)。
12.根据上述任何一项权利要求所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:有一个用于乘员车厢供暖装置的接头(23)。
13.根据上述任何一项权利要求所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:有一个用于空气压缩机冷却装置的接头(28)。
14.根据上述任何一项权利要求所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:有一个通向冷却剂补偿罐的接头(29)。
15.根据上述任何一项权利要求所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:有一个通向温度传感器的接头(43)。
16.根据上述任何一项权利要求所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:有一个用于给机油-冷却剂-模块(1)或内燃机首次加注的接头(27)。
17.根据上述任何一项权利要求所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:有一个用于废气再循环***的冷却装置的接头(30)。
18.根据上述任何一项权利要求所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:有一个用于燃油温度调节装置的接头(25)。
19.根据上述任何一项权利要求所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:有一个用于安装加油管接头的接头(24)。
20.根据权利要求1至18之一所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:有一个由机油-冷却剂-模块(1)构成的加油管接头。
21.根据上述任何一项权利要求所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:有一个用于发电机的冷却装置的接头。
22.根据上述任何一项权利要求所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:恒温器(41)设计成环形滑阀。
23.根据上述任何一项权利要求所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:设有用于机油和冷却剂的加注开口。
24.根据上述任何一项权利要求所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:在热交换器(7)内对角线地对流地导引这两种液体。
25.根据上述任何一项权利要求所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:有一个通向内燃机曲轴箱的接头(45),其中在机油-冷却剂-模块(1)内多个通道通向该接头(45),所述的通道用作为辅助油路机油滤清器(35)的回流管、机油滤清器(3)的***管以及加油开口的注入通道。
26.根据上述任何一项权利要求所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:设在机油-冷却剂-模块(1)的冷却剂压力侧上的各接头如用于废气再循环***的冷却装置的接头(30)和用于燃油温度调节装置的接头(25)合并到一个唯一的通道,该通道在机油-冷却剂-模块(1)上具有一个唯一的出口。
27.根据上述任何一项权利要求所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:设在机油-冷却剂-模块(1)的冷却剂吸入侧上的接头如用于空气压缩机的冷却装置的接头(28)或者如用于发电机的冷却装置的接头合并到一个唯一的通道,该通道在机油-冷却剂-模块(1)上具有一个唯一的进口。
28.根据上述任何一项权利要求所述的机油-冷却剂-模块,其特征在于:用于水泵(38)的压力侧和吸入侧的通道只通过一个壁隔开。
29.一种用于按上述任何一项权利要求构成的机油-冷却剂-模块的水滤清器的滤芯,其中按权利要求6的保养添加剂与水滤清器的滤芯一起可手动操作地连接,以使该保养添加剂在滤芯置入到机油-冷却剂-模块(1)内时自动进入到冷却剂循环内。
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