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Die
vorliegende Erfindung betrifft Motorkühlsysteme, insbesondere, aber
nicht ausschließlich,
für Kraftfahrzeuge
mit einem flüssigkeitsgekühlten Motor.
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In
der Regel umfasst ein Kraftfahrzeugkühlsystem einen Primärkühlkreislauf
mit einem luftgekühlten
Kühler
zum Kühlen
eines flüssigen
Kühlmittels
für den
Motor. Eine Pumpe zirkuliert das Kühlmittel durch den Motor und
dann zum Kühler
oder durch eine Motorrückleitung
zu einem Bypass und durch ein thermostatisches Stromregelventil
oder einen Hauptthermostat und eine Pumpenrückleitung zurück zur Pumpe.
Der Hauptthermostat regelt den Strom durch den Kühler, wobei Strom so lange
verhindert wird, bis der Motor eine geeignete Betriebstemperatur
erreicht hat.
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Es
ist bekannt, das Hauptmotorkühlmittel zum
Kühlen
eines oder mehrerer Zusatzwärmetauscher,
wie zum Beispiel des Abgasrückführungskühlers (AGR-Kühlers) zu
verwenden, der Teil eines Abgasrückführungssystems
(AGR-Systems) bildet.
Ein Beispiel für
einen AGR-Kühler
wird in der US-A-6141961 gezeigt. Bei einer bekannten Anordnung
ist der AGR-Kühler
zwischen der Heißzufuhrleitung
von dem Motor und der Kaltrückführung zur Pumpe
verbunden. Dies ist mit dem Nachteil behaftet, dass der AGR-Kühler nicht
mehr effektiv ist, nachdem sich der Motor und das Kühlsystem
auf einen hohen Grad erwärmt
haben. Um dies zu überwinden,
ist vorgeschlagen worden, den AGR-Kühler zwischen der Kühler-Kaltrückleitung
von dem Motorkühler
und der Kaltrückführung zur
Pumpe zu verbinden. Dies erfordert jedoch ein thermostatisches Stromregelventil,
das sich darauf verlässt,
dass ein minimaler Kühlmittelstrom
durch den AGR-Kühler
die Kühlmitteltemperatur
erfassen kann. Dieser minimale Strom raubt dem Motor und dem Kühlsystem
wertvolle Wärme
während
der anfänglichen Startphase,
da er den Kühler
durchströmt
und somit von der Motorzufuhrtemperatur auf die Umgebungstemperatur
abgekühlt
wird. Die EP-A-0870911 zeigt ein Motorkühlsystem gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1, bei dem ein Strom zu einem Wärmetauscher sowohl von der
Heißzufuhrleitung
vom Motor als auch von der Kühlerkaltrückleitung
zur Pumpe entnommen wird, wobei der Strom durch ein Stromregelventil
gemäß der Temperatur
des aus dem Zusatzwärmetauscher herausströmenden Kühlmittels
geregelt wird. Da die Temperatur solch eines Stroms im Wesentlichen
der der Heißzufuhr
von dem Motor, aber durch den Zusatzwärmetauscher, in diesem Fall
Motor- und Getriebeöle,
reduziert, entspricht, gestattet diese Anordnung unabhängig von
der Umgebungslufttemperatur einen Kaltstrom vom dem Kühler, nachdem
die Motortemperatur eine bestimmte Größe erreicht hat. Somit kann
unter kalten Umgebungsbedingungen Kaltstrom vom Kühler ein
schnelles Erwärmen
des Motors noch behindern, was sich nachteilig auf Emissionen und
Heizvorrichtungsleistung auswirkt.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines
verbesserten Kühlsystems, das
dazu beiträgt,
solche Probleme zu lindern.
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Gemäß der Erfindung
wird ein Motorkühlsystem
mit einem Primärkühlkreislauf
mit einem Kühler zum
Kühlen
von flüssigem
Kühlmittel
für den
Motor, einem parallel zum Kühler
angeordneten Bypass, einer Pumpe zur Zirkulation des Kühlmittels
durch den Motor, den Kühler
und den Bypass und einem Primärstromregelventil
zur Regelung von Strom als zwischen dem Kühler und dem Bypass bereitgestellt, wobei
das Primärstromregelventil
dahingehend wirkt, einen Strom durch den Kühler so lange zu verhindern,
bis der Motor eine geeignete Betriebstemperatur erreicht hat, wobei
eine Motorversorgungsleitung zur Zufuhr von Kühlmittel von der Pumpe zum
Motor angeordnet ist, wobei eine Motorrückleitung zur Zufuhr von Kühlmittel
vom Motor zum Bypass und zum Kühler
angeordnet ist, wobei eine Kühlerrückleitung zur
Zufuhr von Kühlmittel
vom Kühler
zum Primärstromregelventil
angeordnet ist, und wobei eine Pumpenrückleitung zur Zufuhr von Kühlmittel
vom Primärstromregelventil
zur Pumpe angeordnet ist, wobei das Kühlsystem des Weiteren einen
Nebenaggregat-Kühlkreislauf
umfasst, der einen Zusatzwärmetauscher,
der so angeordnet ist, dass Kühlmittel
von der Motorrückleitung
und von der Kühlerrückleitung durch
den Zusatzwärmetauscher
strömen
und als ein Nebenaggregat-Rückstrom
in die Pumpenrückleitung
zurückgeführt werden
kann, ein Sekundärstromregelventil
mit einem mit der Motorrückleitung
verbundenen ersten Einlass, einem mit der Kühlerrückleitung verbundenen zweiten
Einlass und einem mit dem Zusatzwärmetauscher verbundenen Auslass, und
ein wärmeempfindliches
Stellglied aufweist, das durch ein Temperaturerfassungsmittel gesteuert wird,
das dahingehend wirkt, Kühltemperatur
zu erfassen, so dass das Sekundärstromregelventil
Strom als Strom zwischen der Motorrückleitung durch den ersten
Einlass und Strom von der Kühlerrückleitung durch
den zweiten Einlass, steuern kann, wodurch Strom von der Kühlerrückleitung
durch den zweiten Einlass verhindert wird, bis eine erste vorbestimmte Temperatur
durch das Temperaturerfassungsmittel erfasst wird, und der Strom
von der Motorrückleitung durch
den ersten Einlass begrenzt wird, so dass im Wesentlichen kein Strom
durch den ersten Einlass gestattet wird, wenn die durch das Temperaturerfassungsmittel
erfasste Temperatur eine zweite vorbestimmte Temperatur überschreitet,
dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturerfassungsmittel dahingehend
wirkt, die Temperatur des Kühlmittels
von der Kühlerrückleitung
am zweiten Einlass und die Temperatur des Kühlmittels von der Motorrückleitung am
ersten Einlass zu erfassen.
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Bei
einer bevorzugten Anordnung umfasst das Sekundärstromregelventil ein Gehäuse, das
den ersten Einlass, den zweiten Einlass, den Auslass und eine Ventilkammer
definiert, und eine in der Ventilkammer angebrachte Ventilanordnung
umfasst, wobei die Ventilanordnung einen Ventilschieber und ein Vorbelastungsmittel
zur Vorbelastung des Ventilschiebers in eine Position, in der die
Ventilanordnung einen Strom durch den ersten Einlass zum Auslass gestattet,
während
sie einen Strom durch den zweiten Einlass zum Auslass verhindert.
Die Ventilanordnung kann weiterhin ein wärmeempfindliches Stellglied
umfassen, wobei das wärmeempfindliche
Stellglied zum Drücken
des Ventilschiebers gegen das Vorbelastungsmittel, um einen Strom
durch den zweiten Einlass zum Auslass zu gestatten, wenn das Kühlmittel
von der Motorrückleitung
die erste vorbestimmte Temperatur erreicht, während der Strom vom ersten
Einlass zum Auslass weiterhin gestattet wird, angeordnet ist. Die
Ventilanordnung kann so angeordnet sein, dass sich der Ventilschieber
mit sich erhöhender
Temperatur des Stroms von der Motorrückleitung weiter gegen das
Vorbelastungsmittel bewegt, um den Strom von der Motorrückleitung
durch den ersten Einlass zu behindern, wenn die zweite vorbestimmte
Temperatur erreicht ist, während
Strom von der Kühlerrückleitung
vom zweiten Einlass zum Auslass weiterhin gestattet wird.
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Der
Ventilschieber kann ein Hauptventilglied aufweisen, das mit dem
Gehäuse
zum Schließen
des zweiten Einlasses zusammenwirkt. Das Hauptventilglied kann dann
auch mit dem Gehäuse
dahingehend zusammenwirken, den ersten Einlass zu blockieren, wenn
die zweite vorbestimmte Temperatur erreicht ist.
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Bei
einer bevorzugten Anordnung umfasst das wärmeempfindliche Stellglied
einen am Ventilschieber befestigten Stellgliedkörper und eine sich von einem
Ende des Stellgliedkörpers
erstreckende Schubstange zum Zusammenwirken mit einer Stoßstelle
am Gehäuse,
wobei das Temperaturerfassungsmittel einen temperaturempfindlichen
Teil des Stellgliedkörpers
umfasst. Die Stoßstelle
kann sich im zweiten Einlass befinden.
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Das
Vorbelastungsmittel kann eine Schraubenfeder sein, die durch das
Gehäuse
axial geführt werden
kann. Zweckmäßigerweise
befindet sich die Schraubenfeder im ersten Einlass. Der Ventilschieber
kann einen genuteten Endteil aufweisen, der in der Schraubenfeder
in Eingriff steht, so dass der Ventilschieber durch die Schraubenfeder
axial geführt wird.
Der genutete Endteil kann längliche
Rippen umfassen, die einen Absatz zum Bilden einer Reaktionsfläche für die Schraubenfeder
aufweisen.
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Im
ersten Einlass kann sich ein Halter zum Bilden einer Reaktionsfläche für das Vorbelastungsmittel
befinden.
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Der
Ventilschieber kann so geformt sein, dass er dem Kühlmittel
gestattet, den temperaturempfindlichen Teil des Stellgliedkörpers direkt
zu berühren.
Der Ventilschieber kann dann so geformt sein, dass er dem Kühlmittel
gestattet, einen Bereich des temperaturempfindlichen Teils des Stellgliedkörpers auf
der zum ersten Einlass weisenden Seite des Hauptventilglieds direkt
zu berühren
und einen anderen Bereich des temperaturempfindlichen Teils des Stellgliedkörpers auf
der zum zweiten Einlass weisenden Seite des Hauptventilglieds direkt
zu berühren.
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Im
Folgenden wird die Erfindung beispielhaft und unter Bezugnahme auf
die beigefügten
Zeichnungen beschrieben; darin zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Motorkühlsystems gemäß der Erfindung;
und
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2 einen
Querschnitt durch ein in 1 gezeigtes Sekundärstromregelventil.
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Unter
besonderer Bezugnahme auf 1 umfasst
ein Kraftfahrzeugkühlsystem 10 einen
Primärkühlkreislauf
mit einem luftgekühlten
Kühler 8 zum
Kühlen
eines flüssigen
Kühlmittels
für den
Motor 3. Eine Pumpe 2 zirkuliert das Kühlmittel
durch den Motor 3 und dann zu dem Kühler 8 oder durch
eine Motorrückleitung
ER zu einem Bypass BL. Kühlmittel vom
Kühler 8 und
dem Bypass BL wird durch ein Primärstromregelventil 5 und
eine Pumpenrückleitung RL
zur Pumpe 2 zurückgeführt. Das
Primärstromregelventil 5 wird
in der Regel einfach als Thermostat bezeichnet. Hier wird es als
Hauptthermostat 5 bezeichnet, um jegliche Verwechselung
mit anderen Teilen des Kühlsystems
zu vermeiden. In der EP-A-0794327 wird ein geeigneter Hauptthermostat 5 beschrieben,
obgleich auch herkömmliche
Thermostate verwendet werden können.
Der Bypass BL ist parallel zum Kühler 8 zwischen
der Motorrückleitung ER
und dem Hauptthermostat 5 angeordnet. Das Kühlmittel,
das durch den Kühler 8 gekühlt worden ist,
strömt
entlang einer Kühlerrückleitung
RR zum Hauptthermostat 5 und dann durch eine Pumpenrückleitung
RL zur Pumpe 2 zurück.
Der Hauptthermostat 5 steuert den Strom durch den Kühler 8 und verhindert
einen Strom, bis der Motor 3 eine geeignete Betriebstemperatur
erreicht hat. Wie bei den meisten Ventilen dieser Art steuert der
Hauptthermostat 5 aber auch den Strom in der Bypassleitung
BL. Ein Ausgleichbehälter 9 ist
durch eine Entgasungsversorgungsleitung DS an einem oberen Ende
mit dem Oberteil des Kühlers 8 und
durch eine Entgasungsrückleitung
DR an einem unteren Ende mit der Rückleitung RL verbunden.
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Weiterhin
enthält
das Motorkühlsystem 10 einen
Nebenaggregat-Kühlkreislauf
für einen
Zusatzwärmetauscher,
bei dem es sich in diesem Beispiel um einen Abgasrückführungskühler (AGR-Kühler) 16 handelt,
der durch ein Sekundärstromregelventil 20, das
zweckmäßiger als
AGR-Mischventil bezeichnet wird, mit der Motorrückleitung ER und der Kühlerrückleitung
RR verbunden ist. Das AGR-Mischventil 20 weist einen mit
der Motorrückleitung
ER verbundenen ersten Einlass und einen mit der Kühlerrückleitung
RR verbundenen zweiten Einlass auf. Kühlmittel wird dem AGR-Kühler 16 von
einem Auslass 3 im AGR-Mischventil 20 durch eine
Kühlerversorgungsleitung
CS zugeführt,
während
die Kühlmittelausgabe von
dem AGR-Kühler 16 durch
eine Drossel 17 zur Rückleitung
RL zugeführt
wird.
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Des
Weiteren enthält
das Motorkühlsystem 10 einen
Heizvorrichtungskreislauf mit einer Heizvorrichtung 4,
die einen Flüssigkeits-Luft-Wärmetauscher
zum Erwärmen
der Fahrzeugkabine aufweist. Die Heizvorrichtung 4 ist
zwischen dem Motor 3 und dem Kühler 8 durch eine
Heizvorrichtungsversorgungsleitung HS mit der Motorrückleitung
ER verbunden. Nach dem Durchströmen
der Heizvorrichtung 4 wird das Kühlmittel zur Rückleitung
RL zurückgeführt.
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Weiter
auf 2 Bezug nehmend, umfasst das AGR-Mischventil 20 ein
Gehäuse 30,
das aus einem einstückigen
Kunststoffformteil hergestellt ist, das den ersten Einlass 31,
den zweiten Einlass 32, den Auslass 33 sowie eine
Ventilkammer 41 definiert. Das Gehäuse 30 liegt in Form
eines herkömmlichen T-Stücks zur
Verbindung mit flexiblen Schläuchen vor,
wobei der erste und der zweite Einlass 31 und 32 axial
ausgerichtet sind und die Achse des Auslasses 33 senkrecht
zu der der Einlässe
verläuft.
In der Ventilkammer 41 wird eine Ventilanordnung 42 getragen, die
ein als einen Kunststoffformteil ausgebildeten Ventilschieber 24 und
ein teilweise im Schieber 24 getragenes wärmeempfindliches
Stellglied 19 umfasst. Ein Vorbelastungsmittel in Form
einer Schraubenfeder 22 wirkt dahingehend, den Schieber 24 zum zweiten
Einlass 32 vorzubelasten. Die Ventilkammer 41 ist
als eine Verlängerung
der Bohrung des ersten Einlasses 31 ausgebildet, und an
einem Absatz dieser Bohrung zu der kleineren Bohrung des zweiten Einlasses 32 ist
ein abgeschrägter
Ventilsitz 32 zum Zusammenwirken mit einem entsprechenden
Ventilsitz an einem als ein mit dem Schieber 24 integraler Bund
ausgebildetes Hauptventilglied 25 ausgebildet. In der Bohrung
des ersten Einlasses 31 ist eine Auslassöffnung 33B vorgesehen,
um die Ventilkammer 41 mit dem Auslass 33 zu verbinden.
Diese Auslassöffnung 33B befindet
sich am Ende dieser Bohrung am nächsten
zum zweiten Einlass 32 und weist im Vergleich zur Querschnittsfläche des
ersten und des zweiten Einlasses 31 und 32 eine
relativ kleine Querschnittsfläche
auf.
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Das
wärmeempfindliche
Stellglied 19 ist ein herkömmliches Wachs-Stellglied (allgemein
als Wachskapsel bezeichnet) mit einem Stellglied oder einem Kapselkörper 21 und
einer Schubstange 28, die sich zum Zusammenwirken mit einer
Stoßstelle 29 im
zweiten Einlass 32 zu diesem erstreckt. Die Stoßstelle 29 wird
auf drei Speichen getragen und ist als ein integraler Teil des Gehäuses 30 angeordnet. Der
Kapselkörper 21 weist
ein Metallgehäuse
auf, das einen wärmeempfindlichen
Teil bildet, der Wärme
auf Wachs übertragen
kann, um die Schubstange 28 anzutreiben. Der Kapselkörper 21 ist
zylindrisch mit einem einen kleinen Durchmesser aufweisenden Teil 21A,
der sich in Schiebepassung in einer Bohrung 24A des Schiebers 24 befindet,
und einen einen großen
Durchmesser aufweisenden Teil 21B. Ein Absatz zwischen
dem einen kleinen Durchmesser aufweisenden Teil 21A und
dem den großen
Durchmesser aufweisenden Teil 21B bildet eine Stoßstelle
mit dem Schieber 24. Der Schieber 24 weist vier
radiale Rippen 27 auf, die an seinem Ende neben dem ersten
Einlass 31 einen genuteten Endteil bilden. Jede Rippe 27 ist
auf eine Längsrippe 27A ausgerichtet, wobei
die Bohrung 24A die Rippen 27A schneidet, um vier Öffnungen 24A auf
der zum ersten Einlass 31 weisenden Seite des Hauptventilglieds 25 zu
bilden. Diese Öffnungen 24A gestatten,
dass Kühlmittel
vom ersten Einlass 31 das Kapselgehäuse 21 auf der zum ersten
Einlass 31 weisenden Seite des Hauptventilglieds 25 direkt
berührt.
Auf der anderen Seite des Hauptventilglieds 25 kann Kühlmittel
vom zweiten Einlass 32 den den großen Durchmesser aufweisenden
Teil 21B des Kapselgehäuses 21 sowie
den Bereich des den kleinen Durchmesser aufweisenden Teils 21A,
der sich zwischen dem den großen
Durchmesser aufweisenden Teil 21B und dem Ventilglied 25 befindet,
wie durch die offenen Enden der Rippen 27A freigelegt,
berühren.
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Jede
Rippe 27 weist einen Absatz 26 auf, um eine Reaktionsfläche für die Schraubenfeder 22 zu bilden.
Die Schraubenfeder 22 befindet sich im Gleitsitz auf den
Rippen 27, während
sie sich im Gleitsitz in der Bohrung des ersten Einlasses 31 befindet.
Somit wirkt die Schraubenfeder 22 als eine Führung für den Ventilschieber 24.
Ein leiterförmiger
Halter 23 erstreckt sich über den ersten Einlass 31 durch
diametral gegenüberliegende
Fenster im Gehäuse 30,
um eine Reaktionsfläche
für die
Schraubenfeder 22 bereitzustellen.
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Der
Betrieb des Primärkühlkreislaufs
ist herkömmlich
und wird somit nur relativ kurz beschrieben. Wenn der Motor 3 von
kalt gestartet wird, soll seine Temperatur so schnell wie möglich erhöht werden,
um Emissionen zu verringern und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit
zu erhöhen.
Während
des anfänglichen
Laufens des Motors verhindert der Hauptthermostat 5, dass
Kühlmittel
durch den Kühler 8 strömt, während ein
Strom durch den Bypass BL gestattet wird. Nachdem der Motor 3 seine
normale Betriebstemperatur, in diesem Fall 90°C, erreicht hat, beginnt der
Hauptthermostat 5, den Bypass BL zu schließen, damit
Kühlmittel
damit beginnen kann, durch den Kühler 8 zu
strömen,
um ein Überhitzen
des Motors 3 zu verhindern.
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Der
Betrieb des AGR-Mischventils 20 ist wie folgt. Nach einem
Kaltstart des Motors 3 befindet sich das Ventil in dem
in 2 gezeigten Zustand. Das Hauptventilglied 25 wird
durch die Feder 22 an dem Sitz 43 gehalten, um
den Strom von der Kühlerrückleitung
RR durch den zweiten Einlass 32 abzuschalten, während Strom
von der Motorrückleitung
ER durch den ersten Einlass 31 in die Ventilkammer 41 und
durch die zweite Öffnung 33B mit
einem durch die Drossel 22 gesteuerten Durchfluss gestattet
wird. Da der Kapselkörper 21 Kühlmittel
sowohl vom ersten Einlass 31 als auch vom zweiten Einlass 32 ausgesetzt
ist, erfasst der Kapselkörper 21 eine
Kombination der Temperaturen des Kühlmittels im ersten und zweiten
Einlass. Mit Anstieg der Temperatur des Motorrückstroms kann die Schubstange 28 deshalb eine
Kraft entgegen der Vorbelastung der Feder 22 erzeugen.
Der Kühlerrückstrom
bleibt jedoch so lange gesperrt, wie die erfasste Temperatur unter
einer vorbestimmten Temperatur liegt, die zweckmäßiger als die Öffnungstemperatur
bezeichnet wird und in diesem Beispiel 35°C beträgt. Diese erfasste Temperatur
ist ein Mittelwert der Temperaturen des Kühlmittels im ersten und zweiten
Einlass, gewichtet durch das Verhältnis der Bereiche des Kapselkörpers 21, die
auf beiden Seiten dem Ventilglied 25 ausgesetzt sind. Wenn
zum Beispiel die Temperatur am ersten Einlass 31 t1 beträgt
und die freigelegte Fläche
A1 ist, während die Temperatur am zweiten
Einlass 32 t2 und die freigelegte
Fläche
A2 ist, wäre die erfasste Temperatur
ca. (t1 × A1 +
t2 × A2)/(A1 + A2). Bei der Öffnungstemperatur überwindet
die durch die Schubstange 28 erzeugte Kraft die Vorbelastung
der Feder 22, und der Schieber 24 beginnt, sich
von dem zweiten Einlass 32 weg zu bewegen, damit Kühlmittel
von der Kühlerrückleitung
von dem zweiten Einlass 32 zum Auslass 33 strömen kann,
während
das Kühlmittel
von der Motorrückleitung
ER weiter vom ersten Einlass 31 zum Auslass 33 strömen kann.
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Mit
weiterem Ansteigen der Temperatur in der Motorrückleitung, erhöht sich
die durch das Wachsstellglied 19 erzeugte Kraft weiter,
und der Schieber 24 wird weiter weg vom zweiten Einlass 32 bewegt.
Bei einer zweiten vorbestimmten erfassten Temperatur, in diesem
Fall ca. 40°C,
bewegt sich das Ventilglied 25 an der Auslassöffnung 33B vorbei
und blockiert die Bohrung des ersten Einlasses 31, um den
Kühlmittelstrom
von der Motorrückleitung
ER zu verhindern. Zwischen dem Ventilglied 25 und der Bohrung
des ersten Einlasses 31 besteht ein kleines Arbeitsspiel,
das gestattet, dass ein kleiner Strom des relativ heißen Kühlmittels
vom ersten Einlass 31 weiter strömt, so dass der Kapselkörper 21 weiterhin die
Motorrückleitungstemperatur
erfasst, wie oben beschrieben. Mit weiterem Anstieg der erfassten Temperatur
wird die Schubstange 28 voll ausgefahren und das Ventilglied 25 mehr
oder weniger in der Mitte des Auslasses 33 positioniert.
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Durch
Verhindern eines Kühlerrückstroms
in dem einen Kaltstart des Motors 3 folgenden Zeitraum,
bis die erfasste Temperatur 35°C
erreicht, gibt es keinen Wärmeverlust
durch den Kühler 8,
so dass der Motor sich so schnell wie möglich erwärmen kann. Ein weiterer Vorteil
des Verhinderns oder Verzögerns
eines Stroms durch den Kühler
besteht darin, dass der Kühler 8 weniger
durch thermische Wechselbeanspruchung, insbesondere das stärkere Erwärmen eines
Bereichs als ein anderer, wenn der Durchfluss sehr gering ist, belastet
wird. Dabei handelt es sich um ein Problem, das bei Querstromkühlern besonders
akut sein kann, wenn der geringe Durchfluss bedeutet, dass Heißstrom nur
durch das obere der beiden Rohre verläuft.
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Durch
Erfassen einer Kombination der Temperaturen des Kühlmittels
im ersten und zweiten Einlass 31 und 32, kann
das AGR-Mischventil 20 verschiedene Umgebungstemperaturen
automatisch ausgleichen. Wenn die Temperatur t1 am
ersten Einlass 31 zum Beispiel 35°C beträgt (das heißt der Motor 3 gerade
beginnt, sich zu erwärmen)
und der freigelegte Bereich A1 = 1 cm2, während
die Umgebungstemperatur t2 am zweiten Einlass
32 15°C
beträgt
und der freigelegte Bereich A2 2cm2 ist, dann wäre die erfasste Temperatur
gemäß der oben
angeführten
gewichteten Mittelwertformel (35 × 1 + 15 × 2)/(1 + 2), das heißt ca. 22°C, was unter
der Öffnungstemperatur
liegt. Bei dieser gleichen Umgebungstemperatur von 15°C muss die
Temperatur des Kühlmittels
im ersten Einlass 31 auf 75°C ansteigen, damit das AGR-Ventil 20 sich
zu öffnen
beginnt. Bei einer niedrigeren Umgebungstemperatur von zum Beispiel
5°C bleibt
der zweiten Einlass so lange geschlossen, bis die Temperatur des
Kühlmittels
im ersten Einlass eine bedeutend höhere Zahl von 95°C erreicht,
weil (95 × 1
+ 5 × 2)/(1
+ 2) = 35. In dieser Situation bleibt das AGR-Ventil 20 für Strom
von der Kühlerrückleitung
so lange geschlossen, bis der Motor 3 seine normale Betriebstemperatur
erreicht hat. Wenn umgekehrt das Fahrzeug in einer höheren Umgebungstemperatur
von 30°C
betrieben wird, dann öffnet
sich der zweite Einlass mit einer bedeutend niedrigeren Zahl von
45°C, das
heißt
sehr bald nach Start des Motors. Bedeutend höhere Umgebungstemperaturen ändern gänzlich den
Betrieb des AGR-Mischventils 20. Zum Beispiel beginnt das
Ventil bei einer Umgebungstemperatur von 35°C damit, sich zu öffnen, und
bei Umgebungstemperaturen, die höher
sind, wird das Ventil bereits geöffnet
sein, da die erfasste Temperatur beim Motorstart die Öffnungstemperatur übersteigt.
Bei diesen höheren
Umgebungstemperaturen wird die Heizvorrichtung 4 nicht
verwendet (außer
zur Mäßigung der
Klimaanlagenleistung), und es hat keine nachteiligen Auswirkungen,
den Kühler 8 sofort
in Verwendung zu haben, da der Motor 3 sehr schnell seine
Betriebstemperatur erreicht.
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Es
versteht sich, dass die Temperatur des Kühlmittels im ersten Einlass 31 aufgrund
des konstanten Stroms durch den ersten Einlass im Wesentlichen die
gleiche ist wie die Temperatur des den Motor 3 verlassenden
Kühlmittels,
während
der Motor 3 und die Pumpe 2 laufen. Während der
geschlossenen und Öffnungsphasen
des Betriebs des AGR-Ventils 20 ist
die Temperatur des Kühlmittels
im zweiten Einlass 32 im Wesentlichen gleich der Umgebungstemperatur,
unabhängig
davon, ob der zweite Einlass 3 geöffnet oder geschlossen ist.
Dies ist darauf zurückzuführen, dass
die Temperatur bei Umgebungstemperatur anfängt und auf Umgebungstemperatur
bleibt, während
es keinen Strom durch den zweiten Einlass 32 gibt. Wenn
sich das Ventil 20 zu öffnen
beginnt, ist der Strom durch den zweiten Einlass 32 bezüglich der
Größe des Kühlers 8 gering, so
dass die Temperatur in der Kühlerrückleitung
RR auf Umgebungstemperatur bleibt, bis sich der Hauptthermostat 5 zu öffnen beginnt.
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Das
AGR-Mischventil 20 könnte
in Verbindung mit anderen Arten von Zusatzwärmetauscher verwendet werden,
die eine relativ niedrige Kühlmitteltemperatur
erfordern, zum Beispiel Ladeluftkühler für Turbolader.
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Obgleich
das oben beschriebene AGR-Mischventil 20 ein wärmeempfindliches
Wachskapsel-Stellglied verwendet, könnte das Stellglied auch einer
anderen wärmempflindlichen
Art sein, zum Beispiel jene, die Bimetallausdehnung oder Dampfdruck
verwenden. Des Weiteren könnte
das Erfassen von Temperaturen durch Thermoelemente oder andere Temperaturerfassungsmittel
erfolgen, die zur Erfassung sowohl des Motorrückstroms als auch des Kühlerrückstroms
angeordnet sind, und die Steuerung könnte mittels eines Servoventils
erfolgen, das mit den Thermoelementen entweder direkt oder durch
eine elektronische Steuereinheit indirekt verbunden ist.