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DE202011003696U1 - Installation unit for the cooling system of a motor vehicle internal combustion engine - Google Patents

Installation unit for the cooling system of a motor vehicle internal combustion engine Download PDF

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DE202011003696U1 DE202011003696U DE202011003696U DE202011003696U1 DE 202011003696 U1 DE202011003696 U1 DE 202011003696U1 DE 202011003696 U DE202011003696 U DE 202011003696U DE 202011003696 U DE202011003696 U DE 202011003696U DE 202011003696 U1 DE202011003696 U1 DE 202011003696U1
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Abstract

Einbaueinheit (10) für das Kühlsystem eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors, die einen Wärmespeicher (14) und die ihm zu seinem Betrieb unmittelbar zugeordneten, erforderlichen Hilfsorgane (28, 30, 32, 34, 36, 38, 40) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbaueinheit (10) einen zur Befestigung im Motorraum eines Kraftfahrzeugs geeigneten Grundkörper (12) aufweist, auf dem in raumsparender Anordnung der Wärmespeicher (14) und die Hilfsorgane (28, 30, 32, 34, 36, 38, 40), sowie eine Zuleitung (22) und eine Auslaßleitung (24) für das Kühlmittel, angebracht und verschaltet sind.Installation unit (10) for the cooling system of a motor vehicle internal combustion engine, which comprises a heat accumulator (14) and the necessary auxiliary elements (28, 30, 32, 34, 36, 38, 40) directly assigned to it for its operation, characterized in that the installation unit (10) has a base body (12) suitable for fastening in the engine compartment of a motor vehicle, on which the heat accumulator (14) and the auxiliary elements (28, 30, 32, 34, 36, 38, 40), as well as a Feed line (22) and an outlet line (24) for the coolant are attached and connected.

Description

Die Neuerung betrifft eine Einbaueinheit für das Kühlsystem eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors, die einen Wärmespeicher und die ihm zu seinem Betrieb unmittelbar zugeordneten, erforderlichen Hilfsorgane umfaßt.The innovation relates to an installation unit for the cooling system of a motor vehicle internal combustion engine, which includes a heat accumulator and the necessary for his operation, the necessary auxiliary organs.

Beispielsweise durch die Veröffentlichung DE 195 35 027 A1 sind Kühlsysteme für Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen bekannt, bei welchen ein in den Kühlmittelkreislauf einbeziehbarer Wärmespeicher insbesondere dazu dient, beim Kaltstart die vom Kühlmittel aufgenommene, und im Wärmespeicher bewahrte Wärme über den einsetzenden Kühlmittelkreislauf wieder an den Motor abzugeben. Derzeit besteht der Entwicklungsstand darin, das Kühlmittelvolumen bei Betriebsruhe des Motors vollständig in den Wärmespeicher zu überführen. Dies erfordert einen Wärmespeicher mit entsprechend großem Volumen. Aus fertigungstechnischen Gründen weist der Wärmespeicher die Form eines Zylinders auf. Außerhalb der zylindrischen, doppelwandigen und eine Hochvakuumisolierung enthaltenden Wandung des Wärmespeichers sind die für den Einsatz des Wärmespeichers erforderlichen Hilfsorgane anzuordnen, nämlich eine Kühlmittelpumpe mit einem Elektromotor, ein Eingangs- und ein Ausgangsventil mit je einem elektrischen Stellmotor und ein Steuergerät, das abhängig von Informationen über den Betriebszustand des Motors den Kühlmitteltransfer steuert.For example, by the publication DE 195 35 027 A1 cooling systems for internal combustion engines of motor vehicles are known in which a einbeziehbarer in the coolant circuit heat storage is used in particular to deliver the cold absorbed by the coolant, and stored in the heat storage heat over the onset coolant circuit back to the engine. At present, the development stage is to completely transfer the volume of coolant during idle operation of the engine in the heat storage. This requires a heat storage with a correspondingly large volume. For manufacturing reasons, the heat storage in the form of a cylinder. Outside the cylindrical, double-walled and a high vacuum insulation containing wall of the heat accumulator necessary for the use of the heat accumulator auxiliary organs are to be arranged, namely a coolant pump with an electric motor, an input and an output valve, each with an electric servomotor and a control unit, which depends on information about the operating state of the engine controls the coolant transfer.

Die Anwendung dieser Technologie stößt insbesondere bei vorhandenen Fahrzeugmodellen auf Probleme, wenn im Motorraum beengte Platzverhältnisse herrschen, die womöglich noch ausreichend Volumen für die Positionierung von Wärmespeicher und Hilfsorganen aufweisen, aber kein Platz mehr für die Montage- und gegebenenfalls Wartungsarbeiten, insbesondere für die Handhabung von Werkzeugen, besteht. Die Neuerung dient dem Zweck, selbst unter solch schwierigen Verhältnissen die Ausstattung eines Fahrzeugs mit dem vorstehend beschriebenen Kühlsystem zu ermöglichen.The application of this technology encounters problems, especially in existing vehicle models when there is limited space in the engine compartment, which may still have sufficient volume for the positioning of heat storage and auxiliary organs, but no more room for assembly and possibly maintenance, especially for the handling of Tools, consists. The purpose of the innovation is to make it possible to equip a vehicle with the cooling system described above, even under such difficult conditions.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Einbaueinheit einen zur Befestigung im Motorraum eines Kraftfahrzeugs geeigneten Grundkörper auf, auf dem in raumsparender Anordnung der Wärmespeicher und die Hilfsorgane, eine Zuleitung und eine Auslaßleitung für das Kühlmittel, sowie ein Steuergerät mit einer Schnittstelle zur Kommunikation mit der Motorsteuerung angebracht und verschaltet sind, wobei vorzugsweise die Hilfsorgane eine in die Zuleitung einbezogene Kühlmittelpumpe mit einem Antriebsmotor, eine in die Zuleitung und eine in die Auslaßleitung einbezogene Absperrvorrichtung mit je einem zugeordneten Stellmotor, sowie ein Steuergerät mit einer Schnittstelle zur Kommunikation mit der Motorsteuerung umfassen. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist jede Absperrvorrichtung eine Absperrklappe.To solve this problem, the installation unit has a suitable for attachment in the engine compartment of a motor vehicle body on which mounted in the space-saving arrangement of the heat storage and auxiliary organs, a supply line and an outlet for the coolant, and a controller with an interface for communication with the engine control and are connected, wherein preferably the auxiliary organs comprise a coolant pump included in the supply line with a drive motor, a shut-off device included in the supply line and in the outlet line, each with an associated servo motor, and a control device with an interface for communication with the engine control. According to a further preferred embodiment, each shut-off device is a butterfly valve.

Durch die Neuerung kann die außerhalb des Fahrzeugs zuverlässig und unkompliziert zusammengebaute und verschaltete Einbaueinheit unter beengten Platzverhältnissen im Motorraum untergebracht werden, wobei allein Raum für die Werkzeuge zur zuverlässigen Befestigung der Einbaueinheit und die Verbindung der Kühlmittelleitungen und den Anschluß der Leitungen an der Schnittstelle der Steuereinheit benötigt wird. Damit wird die Realisierung des Kühlmitteltransfers auch unter beengten Raumverhältnissen ermöglicht und zudem wird der Aufwand an Arbeitszeit beachtlich reduziert.Due to the innovation, the outside of the vehicle reliably and easily assembled and interconnected mounting unit can be accommodated in confined spaces in the engine compartment, with room alone for the tools for reliable attachment of the mounting unit and the connection of the coolant lines and the connection of the lines needed at the interface of the control unit becomes. Thus, the realization of the coolant transfer is made possible even in confined spaces and also the amount of work time is considerably reduced.

Anhand der nun folgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele der Neuerung wird diese näher erläutert. Es zeigt:Reference to the following description of two embodiments of the innovation will be explained in more detail. It shows:

1 einen schematischen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform der neuerungsgemäßen Einbaueinheit, von oben gesehen, zur Befestigung an einer horizontalen Fläche, 1 a schematic cross section through a first embodiment of the inventive installation unit, seen from above, for attachment to a horizontal surface,

2 eine der 1 ähnlich Ausführungsform zur Befestigung an einer vertikalen Fläche. 2 one of the 1 similar embodiment for attachment to a vertical surface.

Die 1 und 2 zeigen eine Einbaueinheit 10 mit einem plattenförmigen Grundkörper 12 der zum zumindest annähernd horizontalen Einbau in den Motorraum eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor bestimmt ist. Auf dem Grundkörper 12 ist ein als zylindrischer Körper gestalteter Wärmespeicher 14 angeordnet, der eine doppelwandige Umhüllung 16 besitzt, von der die zylindrische Innenwandung 18 und die zu ihr konzentrisch angeordnete zylindrische Außenwandung 20 dargestellt sind. In dieser doppelwandigen Umhüllung 16 besteht als Wärmeisolierung ein Hochvakuum. Am unteren Ende des Wärmespeichers 14 mündet eine Zuleitung 22 für das Kühlmittel in den Wärmespeicher 14. Über eine ebenfalls unten angeordnete Auslaßleitung 24 kann das Kühlmittel wieder aus dem Wärmespeicher 14 in den Kühlmittelkreislauf über den nicht gezeigten Motor entlassen werden.The 1 and 2 show an installation unit 10 with a plate-shaped body 12 is intended for at least approximately horizontal installation in the engine compartment of a motor vehicle with internal combustion engine. On the main body 12 is designed as a cylindrical body heat storage 14 arranged, which is a double-walled cladding 16 possesses, from the cylindrical inner wall 18 and the concentrically arranged cylindrical outer wall to her 20 are shown. In this double-walled cladding 16 exists as a thermal insulation, a high vacuum. At the bottom of the heat accumulator 14 opens a supply line 22 for the coolant in the heat storage 14 , About an also arranged below outlet pipe 24 can the coolant back from the heat storage 14 be discharged into the coolant circuit via the engine, not shown.

Der Innenraum des Wärmespeichers 14 ist durch zu einander parallele Trennwände 26 in Kammern unterteilt, die jeweils abwechselnd mit Abstand von der oberen bzw. der unteren Stirnwand der Innenwandung des Wärmespeichers 14 aufweisen, so daß sich zwischen dem Kühlmitteleinlaß und dem Kühlmittelauslaß ein durchgehender, mäandernder Strömungspfad ergibt. Die jeweilige Strömungsrichtung ist durch Symbole angezeigt. In der auf den Einlaß folgenden Kammer steigt das Kühlmittel nach oben, in der in den Auslaß mündenden Kammer fließt das Kühlmittel nach unten. Für die Funktion der Wärmeisolierung im nicht dargestellten Ein- und Auslaßbereich ist eine vertikale Anordnung des Zylinders bevorzugt.The interior of the heat accumulator 14 is by parallel walls to each other 26 divided into chambers, each alternately at a distance from the upper and the lower end wall of the inner wall of the heat accumulator 14 have, so that there is a continuous meandering flow path between the coolant inlet and the coolant outlet. The respective flow direction is indicated by symbols. In the chamber following the inlet, the coolant rises upward, in the chamber which opens into the outlet, the coolant flows downwards. For the function of Heat insulation in the inlet and outlet area, not shown, a vertical arrangement of the cylinder is preferred.

Um das Kühlmittel im Bereich des Wärmespeichers 14 zu bewegen, ist dem Wärmespeicher 14 eine Kühlmittelpumpe 28 vorgeschaltet, die durch einen elektrischen Antriebsmotor 30 betätigt werden kann. Der Einlaß kann durch eine Klappe 32 geschlossen oder geöffnet werden, der ein Stellmotor 34 zugeordnet ist. Ebenso kann der Auslaß durch eine Klappe 36 geschlossen oder geöffnet werden, der ein Stellmotor 38 zugeordnet ist. Der Antriebsmotor 30 und die Stellmotoren 34 und 38 werden durch ein Steuergerät 40 angesteuert, daß seinerseits über eine Schnittstelle 42 Informationen über den Betriebszustand des Verbrennungsmotors erhält.To the coolant in the area of the heat accumulator 14 to move, is the heat storage 14 a coolant pump 28 connected upstream by an electric drive motor 30 can be operated. The inlet can through a flap 32 closed or opened, which is a servomotor 34 assigned. Similarly, the outlet through a flap 36 closed or opened, which is a servomotor 38 assigned. The drive motor 30 and the servomotors 34 and 38 be through a control unit 40 controlled, that in turn via an interface 42 Information about the operating condition of the internal combustion engine receives.

Zur Befestigung der vorstehend beschriebenen Einbaueinheit 10 sind in der Grundplatte beispielsweise zwei Befestigungslöcher 44 und 46 vorgesehen, die von Befestigungsbolzen durchquert werden können. Steht eine geeignete horizontale Fläche innerhalb des Motorraums in dem für den Einbau der Einbaueinheit 10 vorgesehenen Bereich nicht zur Verfügung, kann am Rand des Grundkörpers 12 eine Abwinkelung 48 (2) vorgesehen werden, die eine vertikale Anlagefläche aufweist und ebenfalls zwei Befestigungslöcher 50 und 52 aufweist. Je nach der Gestaltung des mit der Einbaueinheit 10 zu versehenden Motorraums kann der Grundkörper einer geeigneten Montagemöglichkeit angepaßt werden, ohne vom Grundgedanken der Neuerung, eine vormontierte Einbaueinheit einzusetzen, abzuweichen. Beispielsweise könnte die Abwinkelung 48 auch dazu benutzt werden, die Einbaueinheit in eine vorbereitete, schlitzartige Aufnahme einzustecken, wo sie dann durch geeignete Sicherungs-, beispielsweise Klemm- oder Verriegelungsmittel festgehalten wird. Nach dem Anschluß der Kühlmittelleitungen aus dem Motorraum und der Verbindung einer Steuerleitung mit der Schnittstelle 42 ist der Einbau abgeschlossen.For fastening the installation unit described above 10 For example, there are two mounting holes in the base plate 44 and 46 provided that can be traversed by fastening bolts. Is a suitable horizontal surface within the engine compartment in the for the installation of the installation unit 10 provided area not available, may be on the edge of the main body 12 a bend 48 ( 2 ) are provided, which has a vertical contact surface and also two mounting holes 50 and 52 having. Depending on the design of the with the installation unit 10 To be provided engine compartment, the body of a suitable mounting option can be adapted without departing from the idea of the innovation to use a preassembled mounting unit deviate. For example, the angulation could 48 also be used to insert the mounting unit in a prepared, slot-like receptacle, where it is then held by suitable security, such as clamping or locking means. After connecting the coolant lines from the engine compartment and the connection of a control line with the interface 42 the installation is complete.

Die Relativposition der auf dem Grundkörper 12 angeordneten Bauelemente ist nur als Beispiel zu verstehen. Sollte der zur Verfügung stehende Einbaubereich eine andere Gruppierung erfordern, könnten, beispielsweise die in den Figuren seitlich neben dem Wärmespeicher 14 gezeigten Elemente auch unter diesem angeordnet werden.The relative position of the on the main body 12 arranged components is to be understood only as an example. Should the available installation area require a different grouping, for example, those in the figures laterally next to the heat storage 14 shown elements are also arranged under this.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19535027 A1 [0002] DE 19535027 A1 [0002]

Claims (3)

Einbaueinheit (10) für das Kühlsystem eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors, die einen Wärmespeicher (14) und die ihm zu seinem Betrieb unmittelbar zugeordneten, erforderlichen Hilfsorgane (28, 30, 32, 34, 36, 38, 40) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbaueinheit (10) einen zur Befestigung im Motorraum eines Kraftfahrzeugs geeigneten Grundkörper (12) aufweist, auf dem in raumsparender Anordnung der Wärmespeicher (14) und die Hilfsorgane (28, 30, 32, 34, 36, 38, 40), sowie eine Zuleitung (22) und eine Auslaßleitung (24) für das Kühlmittel, angebracht und verschaltet sind.Installation unit ( 10 ) for the cooling system of a motor vehicle internal combustion engine, the heat storage ( 14 ) and the necessary auxiliary organs ( 28 . 30 . 32 . 34 . 36 . 38 . 40 ), characterized in that the installation unit ( 10 ) a suitable for attachment in the engine compartment of a motor vehicle body ( 12 ), on the space in a space-saving arrangement of the heat storage ( 14 ) and the auxiliary organs ( 28 . 30 . 32 . 34 . 36 . 38 . 40 ), as well as a supply line ( 22 ) and an outlet conduit ( 24 ) for the coolant, mounted and interconnected. Einbaueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsorgane eine in die Zuleitung (22) einbezogene Kühlmittelpumpe (28) mit einem Antriebsmotor (30), eine in die Zuleitung (22) und eine in die Auslaßleitung (24) einbezogene Absperrvorrichtung (32, 36) mit je einem zugeordneten Stellmotor (34, 38), sowie ein Steuergerät (40) mit einer Schnittstelle (42) zur Kommunikation mit der Motorsteuerung umfassen.Mounting unit according to claim 1, characterized in that the auxiliary organs one in the supply line ( 22 ) included coolant pump ( 28 ) with a drive motor ( 30 ), one in the supply line ( 22 ) and one in the outlet line ( 24 ) included shut-off device ( 32 . 36 ) each with an associated servomotor ( 34 . 38 ), as well as a control device ( 40 ) with an interface ( 42 ) for communication with the engine controller. Einbaueinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Absperrvorrichtung (32, 36) eine Absperrklappe ist.Mounting unit according to claim 2, characterized in that each shut-off device ( 32 . 36 ) is a butterfly valve.
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