DE3216048A1 - Anordnung zum regeln der kuehlwassertemperatur eines wassergekuehlten motors - Google Patents
Anordnung zum regeln der kuehlwassertemperatur eines wassergekuehlten motorsInfo
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Description
5/91 -j Fuji Jukogyo K-K.
Anordnung zum Regeln der Kühlwassertemperatur
eines wassergekühlten Motors
Priorität: 1. Mai 1981 Japan 56-67223
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Regeln der Kühlwassertemperatur
eines in einem Kraftfahrzeug angebrachten
wassergekühlten Motors und insbesondere eine Anordnung,
welche die Kühlwassertemperatur auf einen geeigneten Wert
entsprechend dem Verhalten der Motortemperatur und dem Motorbetrieb regelt.
Bei einer bekannten Küh Iwasserregelanordnung wird eine
Wasserpumpe durch den Motor angetrieben, so daß die Strömungsgeschwindigkeit
des Kühlwassers durch die Motordrehzahl geändert wird. Die Strömungsgeschwindigkeit des
Kühlwassers wird des weiteren durch einen Thermostat geregelt, der in einer mit einem Radiator verbundenen
KühI wasser rohr leitung vorgesehen ist und der so ausgebildet
ist, daß er geöffnet wird, wenn die Kühlwassertemperatur
einen vorbestimmten Wert übersteigt, um die Strömung des
Kühlwassers zu dem Radiator zu ermöglichen. Auf diese Weise wird die Temperatur des Kühlwassers durch die Regelung
der Strömungsgeschwindigkeit geregelt. Die Kühlwassertemperatur wird deshalb nicht entsprechend dem Verhalten
der Motortemperatur und dem Motorbetrieb geregelt. Das Kühlwasser wird deshalb nicht auf einer geeigneten Temperatur
gehalten.
Die Strömungsgeschwindigkeit in der bekannten Kühlanordnung
wird so festgelegt, daß sie dem Betrieb des Motors bei VoI lastbedir.gungen, so bei einer Bergfahrt, mit vollständig
offenem Drossel-etrieb genügt. Die vorzugsweise
für eine solche Vollastbedingung eingestellte Strömungsgeschwindigkeit
ist demgemäß übermäßig hoch für einen
Betrieb bei niedriger Drehzahl oder Teillast. Obwohl die
Kühlwassertemperatur bei niedriger Drehzahl auch durch den Thermostat geregelt wird, sind die Verbrennungskammern
und die Zylinderwand des Motors überkühlt, da die Wassergeschwindigkeit
hoch ist. Dies verursacht einen Abfall des thermischen Wirkungsgrads des Motors.
Um diese Nachteile zu vermeiden, ist es notwendig, die
Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers fein zu regeln.
In der JP-OS 50-25951 ist eine Regelanordnung beschrieben,
die bestrebt ist, eine solche Forderung zu erfüllen. Diese
Anordnung genügt jedoch nicht dem Aufwärmen im kalten
Motorbetrieb und das Kühlwasser wird nicht entsprechend dem Motorbetrieb geregelt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung
zu schaffen, welche die Kühlwassertemperatur entsprechend
dem Motorbetrieb regelt, um einen Abfall des thermischen Wirkungsgrads bei niedriger Drehzahl und Teillast zu ver=
hindern. Die Kühlwasseranordnung der Erfindung soll auch imstande sein, den kalten Motor sehr schnell auf zuwärnren „
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs Eine Weiterbildung der Erfindung, ist im Unteranspruch
angegeben.
Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung
erläutert, in der sind
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung
der Erfindung und
Fig. 2 ein Schaltbild einer in der Anordnung der Fig„ 1 verwendeten Regelschaltung=
Fig. 2 ein Schaltbild einer in der Anordnung der Fig„ 1 verwendeten Regelschaltung=
Gemäß Fig. 1 hat ein Motor 1 einen Wassermantel 2f der
einen Thermostat 3 an einem Auslaßteil und eine Pumpe 5 an einem Einlaßteil aufweist. Der Auslaß des Thermostats
steht mit einem Radiator 4 über eine Wasserverbindung 6
und ein Strömungsrege I venti I 8 in Verbindung. Der Auslaß
des Radiators ist mit dem Einlaß der Pumpe 5 verbunden. Ein Bypass 7 ist zwischen den anderen Auslaß des Wassermantels
2 und eine Einlaßmündung 14 eines Umschaltventils
10 geschaltet. Der Auslaß der Pumpe 5 steht mit ihrem eigenen Einlaß durch ein Zirkulationsrohr 9 über
eine weitere Einlaßmündung 15 und eine Auslaßmündung 16
des Umscha11venti I s 10 in Verbindung. Das Umschaltventil
10 hat einen Ventilkörper 17 zum Schließen der Mündungen
14 oder 15. Der Ventilkörper 17 ist durch eine Feder 18 vorgespannt, um die Mündung 14 zu schließen, und wird
durch Erregen einer Spule 19 zurückgezogen, wodurch die
Mündung 14 geöffnet wird und die Mündung 15 geschlossen wird.
Das StrömungsregeI ventiI 8 ist mit einem Ventilkörper
11 mit KegeI stumpf form versehen. Der Ventilkörper 11 wird
durch eine Feder 12 gedruckt, um eine Ventilmündung zu schließen, und wird durch Erregen einer Spule 13 zurückgezogen,
um die Mündung zu öffnen. Die Öffnungsrate des VentiI körpers 11 wird durch eine an die Spule 13 angelegte
Spannung bestimmt. Die Spule 13 ist elektrisch mit einer Regelschaltung 23 verbunden. Wie Fig. 2 zeigt,
enthält die Regelschaltung 23 einen Transistor 24 zum
Schalten der Spule 13, einen Digital-Analog-Umsetzer 27
und Operationsverstärker 25 und 26. Demgemäß wird die Summe
der Ausgangssignale der Verstärker 25 und 26 an die Basis des Transistors 27 angelegt. Der Operationsverstärker
25 wird mit einer Spannung von einem MotordrehzahIfühler
20 gespei st.
Der Motordrehzahlfühler 20 enthält z.B. ein Ringzahnrad,
das an der Kurbelwelle des Motors befestigt ist, und einen Abnehmer nahe dem Ringzahnrad zum Erzeugen von
Impulsen in Abhängigkeit der Motordrehzahl oder
- Jr -
enthält eine Schaltung zum Erzeugen von Impulsen entsprechend den Zündimpulsen. Per Digital-Analog-Umsetzer
27 der Regelschaltung 23 ist elektrisch mit dem Ausgang
des MotordrehzahIfühlers 20 verbunden. Somit wird eine
analoge Spannung in Abhängigkeit des Ausgangssignals des
Drehzahlfühlers 20 an den Operationsverstärker 25 angelegt.
Der Operationsverstärker 26 wird mit einer Spannung von
einem Lastfühler 21 gespeist, der einen Potentiometerübertrager enthält, der durch das Vakuum in der Ansaugverbindung
des Motors betätigt wird. Das Vakuum ändert sich mit Änderungen der Last des Rotors.
Die Spule 19 ist mit einem Ausgang eines Thermos cha Iters
22 zum Feststellen der Motortemperatur verbunden. Der Thermoschalter ist an einer Stelle des Motorkörpers vorgesehen, die einer übermäßigen Erhitzung unterliegt^
und ist so ausgebildet, daß er bei einer Temperatur geschlossen wird, die niedriger als die Einstelltemperatur
des Thermostats 3 ist. Der Thermostat 3 ist so ausgebi lclet
daß er öffnet, wenn die Wassertemperatur die eingestellte Temperatur übersteigt.
Im kalten Motorbetrieb ist der Thermoschalter 22 ausgeschaltet, so daß die Mündung 14 geschlossen ist und
der Bypass 7 ausgeschaltet ist. Bei einer solchen niedri= gen Temperatur ist auch der Thermostat 3 geschlossen.
Das Wasser zirkuliert deshalb, indem es durch das Zirkulationsrohr
9 und die Mündungen 15 und 16 strömt. Das
Wasser strömt nicht durch den Wassermantel 2 des Motors
und ein Aufwärmen des Motors kann gefördert werden. Bei einem solchen kalten Motorbetrieb kann, da das Wasser
in dem Mantel nicht fließt, deshalb eine lokale überhitzung in dem Motor auftreten. Die Temperaturerhöhung
wird jedoch durch Einschalten des ThermoschaIters 22
festgestellt.
Wenn der Thermoschalter 22 eingeschaltet wird, wird die
Spule 19 erregt und zieht den VentiI körper 17 zurück,
so daß die Hündung 14 geöffnet und die Mündung 15 geschlossen wird. Das Wasser in dem Wassermantel 2 zirkuliert somit durch den Bypass 7/- wodurch die Wassertemperatur geregelt wird.
Wenn die Wassertemperatur die eingestellte Temperatur des Thermostats 3 übersteigt, wird das Ventil in dem
Thermostat geöffnet. Falls der Motor mit niedriger Drehzahl und kleiner Last angetrieben wird, befinden sich
die Ausgänge des MotordrehzahIfühlers 20 und des Lastfühlers 21 auf niedrigen Werten. Der Ausgang der Regelschaltung 23 befindet sich demgemäß auf einem niedrigen
Pegel, so daß der Ventilkörper 11 leicht angehoben wird. Die Strömung des Kühlwassers durch den Radiator 4 wird
somit auf eine niedrige Strömungsgeschwindigkeit reguliert
Die Anhebung des Ventilkörpers 11 vergrößert sich mit
einem Anstieg der Motordrehzahl und der Last des Motors,
was zu einer Erhöhung der Kühlwirkung führt. Somit kann eine überhitzung aufgrund hoher Drehzahl und Schwerlastbetrieb verhindert werden.
Obwohl ein einziges Strömungsregelventil 8 bei der dargestellten Anordnung vorgesehen ist, können mehrere Regelventile vorgesehen werden, um wahlweise in Abhängigkeit
der Ausgangssignale der Fühler 20 und 21 betätigt zu werden oder um unabhängig durch jeweils einen entsprechenden
Fühler betätigt zu werden. Des weiteren kann ein Auf-Zu-Elektromagnetventil verwendet werden. Das Regelventil 8
soll nach dem öffnen des Thermostats betätigt werden. Deshalb ist es bevorzugt, einen Schalter in der Schaltung
zum Betätigen der Spule 13 vorzusehen und den Schalter mit dem öffnen des Thermostats zusammenwirken zu lassen.
Da bei der erfindungsgemäßen Anordnung das Kühlwasser
nicht in dem Motorkörper bei kaltem Motorbetrieb
zirkuliert, kann das Aufwärmen des Motors gefördert werden. Da die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers des weiteren
in Abhängigkeit des Motorbetriebs geregelt wird, können
Kühlverluste verringert werden und können der thermische Wirkungsgrad, die Ausgangsleistung und der Brennstoffverbrauch
verbessert werden.
Claims (2)
- PatentansprücheAnordnung zum Regeln der Kühlwassertemperatur eines wassergekühlten Motors mit einer Ansaugverbindung, mit einem Radiator, mit einem in dem Motor zu seiner Kühlung vorgesehenen Wassermantel, mit einer Wasserverbindung zum Verbinden des inneren Wassermantels mit dem Radiator, mit einem Thermostat in der Wasserverbindung und mit einer Pumpe, die bewirkt, daß das Kühlwasser in dem inneren Wassermantel und der Verbindung strömt, wobei der Thermostat so ausgebildet ist, daß er die äußere Wasserverbindung öffnet, wenn die Wassertemperatur einen vorbestimmten Wert übersteigt,
gekennzeichnet durcheinen Bypass, der zwischen einen Auslaß des Wassermantels und einen Einlaß der Pumpe geschaltet ist,ein Zirkulationsrohr, das zwischen den Auslaß und den Einlaß der Pumpe geschaltet ist,eine UmschaIt ventiLeinrichtung, die zum wahlweisen Verbinden der Wasserverbindung und des Zirkulationsrohrs mit dem Einlaß der Pumpe vorgesehen ist,eine erste Betätigungseinrichtung zum Betätigen des Umscha I tvent iIs,eine Strömungsregelvent'[einrichtung, die in der äußeren Wasserverbindung zum Regeln der Strömungsgeschwindigkeit des Wassers vorgesehen ist,eine zweite Betätigungseinrichtung zum Betätigen des Strömungsregelventi Ls,eine ThermoschaL tereinrichtung, die an dem Motor zum Betätigen der ersten Betätigungseinrichtung des Umschaltventils zum Verbinden des Bypasses mit dem Einlaß der Pumpe bei einer vorbestimmten Wassertemperatur vorgesehenist, undEinrichtungen zum Feststellen des Motorbetriebs und zum Betätigen der zweiten Betätigungseinrichtung des Strömungsregelventils zum Regeln der Strömungsgeschwindigkeit des Wassers bei einer Wassertemperatur, die höher als die vorbestimmte Wassertemperatur ist. - 2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen MotordrehzahIfühIer, einen Lastfühler und eine Regelschaltung, wobei jeder der Fühler arbeitet, um den festgestellten Wert in eine elektrische Größe umzusetzen, und wobei die RegeIschaItung dafür bestimmt ist, die Ausgangssignale der Fühler zu summieren und die Summe an die zweite Betätigungseinrichtung anzulegen.
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