DE19755042A1 - Control device for cooling circuit of motor vehicle IC engine - Google Patents
Control device for cooling circuit of motor vehicle IC engineInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung für den Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine und ein Verfahren zur Regelung der Kühlmitteltemperatur nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 5.The invention relates to an actuating device for the Cooling circuit of an internal combustion engine and a method for Regulation of the coolant temperature according to the generic term of the Claim 1 or 5.
Aus der DE 44 38 552 C1 ist es bekannt, im Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine eine Kurzschlußleitung vorzusehen, die über eine Schaltklappe abgesperrt oder freigegeben werden kann. Über die Kurzschlußleitung wird heißes Wasser im Kurzschluß zum Motorblock der Brennkraftmaschine geführt, um einen kalten Motor beschleunigt auf Betriebstemperatur zu erwärmen. Bei betriebswarmem Motor ist die Kurzschlußleitung abgesperrt und es wird von einem Kühler kommendes kaltes Wasser zum Zylinderkopf der Brennkraftmaschine geführt. Das Kühlwasser wird mittels einer Kühlmittelpumpe im Kühlkreislauf umgetrieben.From DE 44 38 552 C1 it is known in the cooling circuit to provide a short-circuit line to an internal combustion engine, shut off or released via a switching flap can be. Hot water flows through the short-circuit line in the short circuit to the engine block of the internal combustion engine led to accelerate on a cold engine Warm operating temperature. When the engine is warm the short-circuit line is blocked and it is from one Cooler cold water coming to the cylinder head Internal combustion engine led. The cooling water is by means of a coolant pump in the cooling circuit.
Die Steuerung der Schaltklappe erfolgt über ein Temperatur- Dehnstoffelement, das unter dem Einfluß der Kühlmitteltemperatur eine Längenänderung erfährt und eine Änderung der Schaltklappenstellung bewirkt. Parallel zum Dehnstoffelement ist eine Rückstellfeder angeordnet, die einer Ausdehnung des Dehnstoffelements entgegenwirkt. Um Bauraum für die Rückstellfeder und das Dehnstoffelement zu schaffen, ist ein von der Kurzschlußleitung abzweigender Seitenkanal vorgesehen, der über eine Abdeckplatte von der Kurzschlußleitung abgetrennt ist. Für einen funktionssicheren Betrieb muß das Kühlmittel in den Seitenkanal einströmen, damit eine Temperaturübertragung vom Kühlmittel auf das Dehnstoffelement möglich ist; dies kann Strömungswirbel zur Folge haben.The control flap is controlled via a temperature Expansion element that under the influence of Coolant temperature undergoes a change in length and one Change in the switching flap position causes. Parallel to Expansion element is a return spring arranged counteracts expansion of the expansion element. Around Space for the return spring and the expansion element too create is a branch from the short-circuit line Side channel provided, which is covered by a cover plate Short-circuit line is disconnected. For one reliable operation, the coolant must be in the Inflow side channel, so that a temperature transfer from the coolant to the expansion element is possible; this can cause flow eddies.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die gattungsgemäße Stellvorrichtung bzw. das gattungsgemäße Verfahren dahingehend auszubilden, daß last- oder temperaturabhängig die Kurzschlußleitung bei geringem Aufwand mit hoher Funktionssicherheit geöffnet oder geschlossen werden kann.The invention addresses the problem that generic actuating device or the generic Train the process so that load or Depending on the temperature, the short-circuit line with little effort can be opened or closed with a high level of functional reliability can.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 5 gelöst.This problem is inventively with the features of Claims 1 and 5 solved.
Das Steuerglied der Stellvorrichtung wird unabhängig von der Kühlmitteltemperatur nur über den Druck im Kühlkreislauf betätigt. Das temperaturunabhängige Steuerglied kann hierbei außerhalb der Kühlmittelleitungen angeordnet sein; der Kühlkreislauf und das Steuerglied sind räumlich entkoppelt. Die Übertragung des Druckes vom Kühlkreislauf zum Steuerglied erfolgt mit Hilfe eines außerhalb der Kühlmittelleitung verlaufenden Druckanschlusses. Die Kühlmittelströmung wird durch das Steuerglied und den Druckanschluß nicht behindert. Das Steuerglied, das als Druckmembrane ausgeführt ist, ändert unter dem Einfluß einer Druckänderung in der Kühlmittelleitung seine Schaltposition. Die Schaltbewegung der Druckmembrane wird mit Hilfe eines Übertragungsgliedes auf das Stellelement übertragen. Das Stellelement befindet sich je nach Schaltposition der Druckmembrane entweder in Öffnungsstellung, in der der Strömungsquerschnitt der Kurzschlußleitung freigeschaltet ist, oder in Schließstellung, in der die Kurzschlußleitung abgesperrt ist, bzw. in einer Zwischenstellung.The control element of the actuator becomes independent of the coolant temperature only via the pressure in the Cooling circuit operated. The temperature independent Control element can be outside the coolant lines be arranged; the cooling circuit and the control element spatially decoupled. Transfer of pressure from Cooling circuit to the control element takes place with the help of a outside the coolant line Pressure connection. The coolant flow is through the Control element and the pressure connection is not hindered. The Control element, which is designed as a pressure diaphragm changes under the influence of a change in pressure in the Coolant line its switching position. The switching movement the pressure membrane is made with the help of a transmission link transferred to the actuator. The actuator is located depending on the switching position of the pressure diaphragm either in Open position in which the flow cross section of the Short circuit line is enabled, or in Closed position in which the short-circuit line is shut off is, or in an intermediate position.
Die Druckmembrane ist preiswert auszuführen und kann leicht in die Stellvorrichtung integriert werden.The pressure membrane is inexpensive to carry out and can be light be integrated into the actuator.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Druck als Systemparameter im Kühlkreislauf als Stellgröße des Stellelements verwendet. In Abhängigkeit der Druckhöhe im Kühlkreislauf nimmt das Stellelement, über das der freie Strömungsquerschnitt in der Kurzschlußleitung eingestellt wird, verschiedene Positionen ein und gibt die Kurzschlußleitung frei bzw. versperrt diese. Die Steuerung über das druckabhängige Stellelement reagiert direkter und schneller als herkömmliche temperaturabhängige Thermostatventile, so daß eine präzisere Einstellung möglich ist.According to the inventive method, the pressure is as System parameters in the cooling circuit as the manipulated variable of the Control element used. Depending on the pressure level in the The cooling circuit takes the control element over which the free Flow cross-section set in the short-circuit line will enter different positions and enter the Short-circuit line free or blocked. The control reacts more directly and via the pressure-dependent control element faster than conventional temperature-dependent Thermostatic valves, so that a more precise setting is possible.
Die Regelung der Temperatur erfolgt zweckmäßig in Abhängigkeit der Drehzahl der Kühlmittelpumpe, über die das Kühlmittel im Kühlkreislauf umgewälzt wird. Über die Drehzahl ergibt sich wiederum eine Abhängigkeit vom Druck im Kühlkreislauf. Bei kleiner Drehzahl, beispielsweise nach dem Start des Motors oder bei kleinen Lasten, ist die Fördermenge des Kühlmittels im Kühlkreislauf gering. Dementsprechend liegt im Kühlkreislauf auch nur ein geringer Druck an, der über den Druckanschluß auf die Druckmembrane geleitet wird. Die Druckmembrane befindet sich unterhalb eines einstellbaren Drehzahl-Grenzwertes - und damit einhergehend unterhalb eines bestimmten Druckwertes - in derjenigen Schaltposition, die der Öffnungsstellung des Stellelements entspricht; in dieser Stellung kann Kühlmittel durch die Kurzschlußleitung strömen. Bei einer höheren Drehzahl steigt der Druck in der Kühlmittelleitung an und die Druckmembrane nimmt eine andere Schaltposition ein. Mittels des Übertragungsgliedes wird die Änderung der Schaltposition auf das Stellelement übertragen, das entsprechend in seine Schließstellung versetzt wird. Die Lageänderung des Stellelements kann dabei kontinuierlich oder näherungsweise schlagartig erfolgen.The temperature is expediently regulated in Dependency of the speed of the coolant pump over which the Coolant is circulated in the cooling circuit. About the The speed depends on the pressure in the cooling circuit. At low speed, for example after the start of the engine or for small loads is the Flow rate of the coolant in the cooling circuit is low. Accordingly, there is only one in the cooling circuit low pressure on the pressure connection to the Pressure membrane is passed. The pressure membrane is located below an adjustable speed limit - and associated with it below a certain one Pressure value - in the switching position that the Corresponds to the open position of the control element; in this Position can coolant through the short circuit line stream. At a higher speed, the pressure in the Coolant line on and the pressure membrane takes one other switch position. By means of the transmission link will change the switching position on the actuator transferred that accordingly in its closed position is transferred. The change in position of the actuator can continuously or approximately suddenly respectively.
In bevorzugter Ausführung sind beide Seiten der Druckmembrane mit unterschiedlich hohen Drücken beaufschlagt. Insbesondere wird der Druck aus der Kühlmittelleitung unmittelbar vor und hinter der Kühlmittelpumpe abgegriffen und auf jeweils eine Seite der Druckmembrane geleitet. In dieser Ausführung wird die Schaltposition der Druckmembrane durch den Differenzdruck zwischen Einlaß und Auslaß der Kühlmittelpumpe bestimmt.In a preferred embodiment, both sides of the Pressure membrane with different high pressures acted upon. In particular, the pressure from the Coolant line immediately before and after the Tapped coolant pump and on each side of the Pressure membrane directed. In this version, the Switching position of the pressure diaphragm by the differential pressure determined between the inlet and outlet of the coolant pump.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungsformen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, in der ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt ist.Further advantages and practical embodiments are the further claims, the description of the figures and Drawing can be seen in the an embodiment is shown schematically.
In dem in der Figur dargestellten Kühlkreislauf 8 wird über eine Kühlmittelpumpe 7 ein Kühlmittel, insbesondere Wasser, umgewälzt, um im Fahrbetrieb den betriebswarmen Motor zu kühlen. Das Kühlmittel wird über die Saugseite 7b von der Pumpe 7 aus einer Saugleitung 9 angesaugt. Das Kühlmittel strömt über die Druckseite 7a der Pumpe in eine Druckleitung 10. In der Druckleitung 10 ist ein Stellelement 2 angeordnet, das gemeinsam mit einem Steuerglied 3, einem Übertragungsglied 4 und Druckanschlüssen 5 und 6 eine Stellvorrichtung 1 bildet. Hinter dem Stellelement 2 verzweigt die Druckleitung in einen Druckleitungsabschnitt 11 und eine Kurzschlußleitung 12. Das Stellelement 2, das beispielsweise als 2-Wege-Ventil ausgebildet ist, ist bei betriebswarmem Motor so geschaltet, daß das Kühlmittel in den Druckleitungsabschnitt 11 geleitet wird, d. h. in dieser Schaltstellung befindet sich das Stellelement 2 in einer die Kurzschlußleitung 12 sperrenden Schließstellung. Der Druckleitungsabschnitt 11, der Teil des Hauptkreislaufs des Kühlmittels ist, führt zu einem nicht dargestellten Kühler. Nach Durchlaufen des Kühlers durchströmt das Kühlmittel den Motor und kühlt diesen. Anschließend ist das Kühlmittel in die Rücklaufleitung bzw. Saugleitung 9 zurückgeführt.In the cooling circuit 8 shown in the figure, a coolant, in particular water, is circulated via a coolant pump 7 in order to cool the warm engine during operation. The coolant is sucked via the suction side 7b of the pump 7 from a suction line. 9 The coolant flows via the pressure side 7 a of the pump into a pressure line 10 . An actuating element 2 is arranged in the pressure line 10 , which together with a control element 3 , a transmission element 4 and pressure connections 5 and 6 forms an actuating device 1 . Behind the control element 2 , the pressure line branches into a pressure line section 11 and a short-circuit line 12 . The control element 2 , which is designed, for example, as a 2-way valve, is switched when the engine is warm so that the coolant is conducted into the pressure line section 11 , ie, in this switch position, the control element 2 is in a closed position which blocks the short-circuit line 12 . The pressure line section 11 , which is part of the main circuit of the coolant, leads to a cooler, not shown. After passing through the cooler, the coolant flows through the engine and cools it. The coolant is then returned to the return line or suction line 9 .
Gegebenenfalls ist die Kühlmittelpumpe 7 unmittelbar vor dem Motor im Kühlkreislauf plaziert, damit eine sichere Durchströmung des Motorblocks mit Kühlmittel gewährleistet ist.If necessary, the coolant pump 7 is placed directly in front of the engine in the cooling circuit so that coolant is reliably flowed through the engine block.
In der Öffnungsstellung des Stellelements 2, in der die Kurzschlußleitung 12 freigeschaltet ist, strömt das Kühlmittel unter Umgehung des Kühlers unmittelbar über die Kurzschlußleitung 12 zum Motorblock. Das ungekühlte Kühlmittel dient der Erwärmung des Motors, beispielsweise nach einem Kaltstart oder bei kleinen Lasten, um diesen schneller auf Betriebstemperatur zu bringen.In the open position of the control element 2 , in which the short-circuit line 12 is activated, the coolant flows directly bypassing the cooler via the short-circuit line 12 to the engine block. The uncooled coolant is used to heat the engine, for example after a cold start or with small loads, in order to bring it up to operating temperature more quickly.
Die Änderung des Schaltzustandes des Stellelements 2 erfolgt über das Steuerglied 3, das als Druckmembrane ausgeführt ist. Die Druckmembrane 3 wird über Druckanschlüsse 5, 6 mit dem im Kühlkreislauf 8 herrschenden Systemdruck beaufschlagt. Über den Druckanschluß 5 liegt an einer Seite 3a der Druckmembrane 3 der Druck p1 aus der Druckleitung 10 an. Zweckmäßig wird unmittelbar hinter der Kühlmittelpumpe 7 auf der Druckseite 7a der Druck p1 des Kühlkreislaufes 8 abgegriffen und auf die Seite 3a der Druckmembrane 3 geleitet. Die andere Seite 3b der Druckmembrane kommuniziert über den Druckanschluß 6 mit der Saugseite 7b des Pumpe 7; auf dieser Seite liegt der Druck p2 an, der kleiner als der Druck p1 auf der Druckseite 7a ist. Die Stellung der Druckmembrane 3 wird vom Differenzdruck Δp zwischen den beiden Seite 3a, 3b der Druckmembrane 3 bestimmt.The switching state of the control element 2 is changed via the control element 3 , which is designed as a pressure membrane. The pressure membrane 3 is acted upon by pressure connections 5 , 6 with the system pressure prevailing in the cooling circuit 8 . Via the pressure connection 5 , the pressure p 1 from the pressure line 10 is present on one side 3 a of the pressure membrane 3 . The pressure p 1 of the cooling circuit 8 is expediently tapped off directly behind the coolant pump 7 on the pressure side 7 a and passed to the side 3 a of the pressure membrane 3 . The other side 3 b of the pressure membrane communicates via the pressure connection 6 with the suction side 7 b of the pump 7 ; the pressure p 2 is present on this side, which is less than the pressure p 1 on the pressure side 7 a. The position of the pressure membrane 3 is determined by the differential pressure Δp between the two sides 3 a, 3 b of the pressure membrane 3 .
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführung ist die Seite 3b der Druckmembrane 3 über den Druckanschluß 6' mit Atmosphärendruck beaufschlagt.According to another advantageous embodiment, the side 3b of the pressure membrane 3 is pressurized with atmospheric pressure via the pressure connection 6 '.
Je nach Vorspannung der Druckmembrane und Höhe des Differenzdrucks Δp zwischen den beiden Seiten 3a, b nimmt die Druckmembrane unterschiedliche Schaltpositionen ein, die über das Übertragungsglied 4 auf das Stellelement 2 übertragen werden. Eine Änderung der Druckdifferenz Δp bewirkt eine Änderung der Schaltposition der Druckmembrane, die über das Übertragungsglied 4 auf das Stellelement 2 weitergegeben wird. Es ist dadurch möglich, in Abhängigkeit des Druckes p im Kühlkreislauf 8 den Schaltzustand des Stellelements 2 einzustellen. Bei einem kleinen Druck p, der sich bei einer geringen Förderung durch die Kühlmittelpumpe einstellt, befindet sich das Stellelement 2 in Öffnungsstellung, in der die Kurzschlußleitung 12 freigeschaltet ist. Bei einem größeren Druck p, der sich bei einer größeren Förderung einstellt, befindet sich das Stellelement 2 in Schließstellung, in der die Kurzschlußleitung 12 gesperrt ist und das Kühlmittel ausschließlich im Hauptkreislauf durch den Druckleitungsabschnitt 11 zirkuliert. Die Stellung des Stellelements 2 ist somit abhängig vom Druck im Kühlkreislauf und indirekt vom geförderten Kühlmittelstrom, der eine Funktion der Pumpendrehzahl ist.Depending on the preload of the pressure membrane and the level of the differential pressure Δp between the two sides 3 a, b, the pressure membrane assumes different switching positions which are transmitted to the actuating element 2 via the transmission element 4 . A change in the pressure difference Δp causes a change in the switching position of the pressure membrane, which is passed on to the control element 2 via the transmission element 4 . It is thereby possible to set the switching state of the control element 2 as a function of the pressure p in the cooling circuit 8 . At a low pressure p, which occurs when there is little pumping by the coolant pump, the actuating element 2 is in the open position, in which the short-circuit line 12 is activated. At a higher pressure p, which occurs with a greater delivery, the actuating element 2 is in the closed position, in which the short-circuit line 12 is blocked and the coolant circulates exclusively in the main circuit through the pressure line section 11 . The position of the control element 2 is thus dependent on the pressure in the cooling circuit and indirectly on the delivered coolant flow, which is a function of the pump speed.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1997155042 DE19755042A1 (en) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | Control device for cooling circuit of motor vehicle IC engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1997155042 DE19755042A1 (en) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | Control device for cooling circuit of motor vehicle IC engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19755042A1 true DE19755042A1 (en) | 1999-06-24 |
Family
ID=7851545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1997155042 Withdrawn DE19755042A1 (en) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | Control device for cooling circuit of motor vehicle IC engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19755042A1 (en) |
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