DE19860252C1 - Heizeinrichtung für Fahrzeuge - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung für Fahrzeuge mit wassergekühltem Verbrennungsmotor, mit einem einerseits mit dem Kühlwasserkreislauf des Verbrennungsmotors und andererseits mit einer vom Verbrennungsmotor unabhängigen Zusatzheizung (Standheizung) in Verbindung stehenden Wasser-Luft-Wärmetauscher und mit einem thermostatisch betätigten Schaltglied, das solchermaßen ausgebildet ist, daß bei eingeschalteter Zusatzheizung, das von diesem erwärmte Heizwasser unterhalb vom Thermostat vorgegebenen Temperatur zusätzlich über den Verbrennungsmotor fließt und bei abgeschalteter Zusatzheizung des vom Verbrennungsmotor aufgeheizte Motorkühlwasser über den Wärmetauscher strömt. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß eine Vorrichtung angeordnet ist, die im Kühlwasserkreislauf einen Unterdruck an der Stelle erzeugt, an der der Zusatzheizkreislauf in den Kühlwasserkreislauf mündet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung für Fahrzeuge gemäß den gattungsbildenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Eine gattungsgemäße Heizeinrichtung ist aus der DE 44 36 943 C2 bekannt, die einerseits einen mit dem Kühlwasserkreislauf des Verbrennungsmotors und andererseits einen vom Verbrennungsmotor unabhängigen Zusatzheizer aufweist. Der Zusatzheizer erwärmt das Heizwasser, dessen Temperatur unterhalb einer vom Thermo­ staten vorgegebenen Temperatur liegt. Bei abgeschaltetem Zu­ satzheizer strömt das aufgeheizte Motorkühlwasser über den Wär­ metauscher, wozu das Schaltglied eine mit dem Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors verbundene Zulaufkammer und eine sowohl mit dem Wärmetauscher als auch mit dem Zusatzheizer verbundene Ab­ laufkammer, sowie ein zwischen Zu- und Ablaufkammer angeordne­ tes Rückschlagventil aufweist, dessen Sperrichtung zum Motor hin gerichtet ist. Das Rückschlagventil weist ein Betätigungse­ lement auf, das oberhalb einer vorgegebenen Temperatur in der Zulaufkammer das Ventilglied des Rückschlagventils von dessen Ventilsitz abhebt.

Bei dieser Art des Betriebs einer Heizeinrichtung ist von Nach­ teil, daß bei laufendem Motor, insbesondere im hohen Drehzahl­ bereich, der Druck im Kühlwasserkreislauf so stark ist, daß das vom Zusatzheizer erwärmte Heizwasser nicht in den Kühlwasser­ kreislauf einmünden kann. Der Druck des Heizwassers muß mit Hilfe einer stärkeren Pumpe erhöht werden, um die Einmündung des Heizwassers in den Kühlkreislauf zu ermöglichen. Stärkere Pumpen haben den Nachteil, daß sie teuer und groß sind. So muß zum Einbau einer größeren Pumpe mehr Platz vorgesehen sein, was insbesondere im Fahrzeugbau nicht gegeben ist.

Die Aufgabe der Erfindung ist daher die grundsätzliche Be­ triebsweise von Motorheizung und Standheizung, insbesondere bei laufendem Motor, zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen des Er­ findungsgegenstandes sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Ausgestaltungen liegt darin, daß eine einfache und kostengünstige Vorrichtung genügt, insbe­ sondere bei laufendem Motor, wenn der Druck im Kühlwasserkreis­ lauf groß wird, die Zusatzheizung zu benutzen. Insbesondere wenn das Fahrzeug gestartet wird, reicht die Motorabwärme nicht aus, um den Kühlwasserkreislauf zu erwärmen und damit das Fahr­ zeug zu beheizen. Außerdem wird die Zusatzheizung gewöhnlich dazu benutzt, den Kühlwasserkreislauf zu erwärmen, um bei Start als Motorheizung den Motor zu erwärmen. Deshalb wird für eine schnelle Beheizung des Fahrzeuges bei Fahrzeugstart das von der Zusatzheizung erwärmte Heizwasser zur zusätzlichen Erwärmung in den Kühlwasserkreislauf befördert. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann trotz laufendem Motor der Heizwasserstrom, der von der Standheizung zur Fahrzeugheizung gefördert wird, auf einfache Weise in den Kühlkreislauf münden.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles in Ver­ bindung mit einer Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Heizeinrichtung für Fahrzeuge mit wassergekühltem Verbrennungsmotor,

Fig. 2 einen Längsschnitt der Mündung des Zusatzheizkreislau­ fes in den Kühlwasserkreislauf in der Heizeinrichtung gemäß Fig. 1.

In der in Fig. 1 schematisch dargestellten Heizeinrichtung für ein Fahrzeug mit wassergekühltem Verbrennungsmotor ist der Ver­ brennungsmotor durch den Block 10 symbolisiert und mit 11 der Wasser-Luft-Wärmetauscher der Heizeinrichtung bezeichnet, der wasserseitig an den Kühlwasserkreislauf 12 des Verbrennungsmo­ tors 10 angeschlossen ist, in dem zur Umwälzung des vom Ver­ brennungsmotor 10 aufgeheizten Kühlwassers noch eine elektri­ sche Wasserpumpe 13 eingeschaltet ist. Bei betriebswarmem Ver­ brennungsmotor 10 und Heizbedarf wird Luft über den Wärmetau­ scher 11 geführt und in die Fahrgastzelle des Kraftfahrzeuges eingeleitet. Die den Wärmetauscher 11 durchströmende Luft nimmt hier Wärme aus dem Kühlwasser auf und erwärmt ihrerseits die Fahrgastzelle. Zum Heizen der Fahrgastzelle bei stillstehendem Verbrennungsmotor 10, also für sogenannte Standheizungen, ist ein Zusatzheizgerät 14 vorgesehen, das parallel zum Kühlwasser­ kreislauf 12 über Anschlußleitungen 15 und 16 an den Wärmetau­ scher 11 angeschlossen ist. Das Zusatzheizgerät 14 enthält in dieser Ausführung als Heizgerät einen Kraftstoffbrenner, durch welchen das durch das Zusatzheizgerät 14 hindurchgeführte Was­ ser aufgeheizt wird sowie eine Umwälzpumpe 5 zur Erzeugung ei­ ner Wasserströmung durch das Zusatzheizgerät 14 hindurch. Zum wahlweisen Betreiben des Wärmetauschers 11 mit dem Kühlwasser­ kreislauf 12 des Verbrennungsmotors 10 und dem Zusatzheizgerät 14 ist im Kühlwasserkreislauf 12 zwischen Kühlwasserausgang des Verbrennungsmotors 10 und Eingang des Wärmetauschers 11 ein Schaltglied 17 mit drei Anschlüssen 171, 172 und 173 einge­ schaltet. Dabei ist der Anschluß 171 mit dem Verbrennungsmotor 10, der Anschluß 172 mit dem Wärmetauscher 11 und der Anschluß 173 mit der als Zuflußleitung zum Schaltglied 17 fungierenden Anschlußleitung 15 des Zusatzheizgeräts 14 verbunden, die hier­ zu ein Rückschlagventil 18 enthält, dessen Durchflußrichtung vom Zusatzheizgerät 14 zum Schaltglied 17 fungierenden An­ schlußleitung 16 des Zusatzheizgeräts 14 hin gerichtet ist. Die als Rücklaufleitung dienende Anschlußleitung 16 des Zusatzheiz­ geräts 14 ist an dem Kühlwasserkreislauf 12 zwischen Ausgang des Wärmetauschers 11 und Eingang der Wasserpumpe 13 ange­ schlossen. Die als Zuflußleitung fungierende Anschlußleitung 15 mündet an der Stelle 34 in den Kühlwasserkreislauf 12. An der Stelle 34 wird dann das vom Zusatzheizgerät 14 erwärmte Heizwasser dem Kühlwasserkreislauf 12 zugemischt.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt der Mündung des Zusatzheiz­ kreislaufes in den Kühlwasserkreislauf in der Heizeinrichtung gemäß Fig. 1. Anhand der Wirkungsweise der beschriebenen Hei­ zeinrichtung wird dieser Längsschnitt beschrieben: Bei still­ stehendem Verbrennungsmotor 10 und eingeschaltetem Zusatzheiz­ gerät 14 kommt Heißwasser vom Zusatzheizgerät 14 über die An­ schlußleitung 15 zum Anschlußstutzen 32, drückt hier das Ven­ tilglied 30 auf den Ventilsitz 27 und fließt weiter zum Wärme­ tauscher 11 ab, gibt dort seine Wärme an die den Wärmetauscher 11 durchströmende Luft ab und gelangt über die Anschlußleitung 16 wieder zurück zum Zusatzheizgerät 14, wo es erneut aufge­ heizt wird. Die im Wärmetauscher 11 erwärmte Luft wird der Fahrgastzelle zugeführt, und diese wird aufgewärmt. Bei diesem Vorgang gelangen kleinere Heißwassermengen über die Leckageboh­ rungen 29 in die Zulaufkammer 25 und erwärmen hier den Thermo­ staten 35. Durch die Erwärmung dehnt sich das Wachs in der Wachspatrone 37 aus, und der Betätigungsstift 38 schiebt sich allmählich in Richtung zum Ventilglied 30. Ist die vorgegebene Solltemperatur erreicht, so hebt der Betätigungsstift 38 das Ventilglied 30 vom Ventilsitz 27 ab. Nunmehr fließt auch Heiß­ wasser aus der Zulaufkammer 25 über das geöffnete Rückschlag­ ventil 31 in die Ablaufkammer 34 und gelangt von hier über den Anschlußstutzen 24 zum Verbrennungsmotor 10. In dieser Stellung des Schaltgliedes 17 wird über den Kühlwasserkreislauf 12 auch der Verbrennungsmotor 10 von dem durch das Zusatzheizgerät 14 aufgeheizten Heißwasser durchströmt und wärmt sich allmählich auf. Sind die Heizungsventile geschlossen, so fließt das Heiß­ wasser des Zusatzheizgerätes 14 ausschließlich über den Ver­ brennungsmotor 10, so daß dieser sehr schnell auf Betriebstem­ peratur aufgewärmt wird. Es ist eine Vorrichtung 34 angeordnet, die im Kühlwasserkreislauf 12 einen Unterdruck an der Stelle 33 erzeugt, an der die Anschlußleitung 15 in den Kühlwasserkreis­ lauf 12 mündet. Eine oberhalb des Schaltgliedes 17 den Durch­ flußquerschnitt verengende Düse 34 ist so angeordnet, daß sich an der Stelle 33 im Kühlwasserkreislauf 12 bei laufendem Ver­ brennungsmotor 10 ein Unterdruck einstellt. Dieser Unterdruck bewirkt, daß das durch das Zusatzheizgerät 14 aufgeheizte Heizwasser in den Kühlwasserkreislauf 12 gedrückt wird und sich mit dem Kühlwasser mischt und dieses erwärmt.

Claims (2)

1. Heizeinrichtung für Fahrzeuge mit wassergekühltem Verbren­ nungsmotor (10), mit einem einerseits mit dem Kühlwasserkreis­ lauf (12) des Verbrennungsmotor (10) und andererseits mit einer vom Verbrennungsmotor (10) unabhängigen Zusatzheizung (14) (Standheizung) in Verbindung stehenden Wasser-Luft- Wärmetauscher (11) und mit einem thermostatisch betätigten Schaltglied (17), das solchermaßen ausgebildet ist, daß bei eingeschalteter Zusatzheizung (14), das von diesem erwärmte Heizwasser unterhalb einer vom Thermostaten vorgegebenen Tempe­ ratur über den Wärmetauscher (11) und oberhalb der vorgegebenen Temperatur zusätzlich über den Verbrennungsmotor (10) fließt und bei abgeschalteter Zusatzheizung (14) das vom Verbrennungs­ motor (10) aufgeheizte Motorkühlwasser über den Wärmetauscher (11) strömt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (34) angeordnet ist, die im Kühlwasser­ kreislauf (12) einen Unterdruck an der Stelle (33) erzeugt, an der der Zusatzheizkreislauf (7) in den Kühlwasserkreislauf (12) mündet.

2. Heizeinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (34) durch eine oberhalb des Schaltgliedes (17) den Durchflußquerschnitt verengende Düse gebildet ist.