DE714284C

DE714284C - Device for regulating the temperature of the coolant in internal combustion engines

Info

Publication number: DE714284C
Application number: DEU14470D
Authority: DE
Inventors: Dr Werner Baumann
Original assignee: Uher & Co Ges fur Appbau
Current assignee: Uher & Co Ges fur Appbau
Priority date: 1938-10-12
Filing date: 1938-10-12
Publication date: 1941-11-26

Description

Vorrichtung zum Regeln der Temperatur des Kühlmittels von Brennkraftmaschinen Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Temperaturreglung des Kühlmittels von Brennkr aftmaschinen in Abhängigkeit von der bereits herrschenden Temperatur einem Pendeln, d. h. einer Überreglung, möglichst vorzubeugen.Device for regulating the temperature of the coolant of internal combustion engines The object of the present invention is to regulate the temperature of the coolant of internal combustion engines depending on the already prevailing Temperature a pendulum, d. H. an overregulation to be prevented as far as possible.

Es ist bekannt, die Reglung der Kühlerklappen von Brennkraftmaschinen einmal in Abhängigkeit von einem wärmeempfindlichen Glied, das vom Kühlmittel beeinflußt ist, und zum andern in unmittelbarer Abhängigkeit von der Drosselklappenstellung der Brennstoffzufuhr zur Maschine über ein mechanisches Gestänge vorzunehmen. Die beiden Regelgrößen werden dabei in Reihenschaltung in der Kühlerklappenverstellung berücksichtigt, d. h. das mit der Drosselklappe in Verbindung stehende Gestänge wirkt auf das wärmeempfindliche Glied und verschiebt dieses in seiner Ausgangsstellung, wodurch eine unmittelbare Verstellung der Kühlerklappen durch das Gestänge vorgenommen wird. Es besteht dabei jedoch eine starre Verbindung zwischen Drossel- und Kühlerklappenstellung, wodurch die Solltemperatur nicht genau eingehalten werden kann und Abweichungen unabhängig von der Außentemperatur nicht unverzüglich berichtigt werden, denn mit einer Veränderung der ' Drosselklappenstellung wird zwangsläufig eine bestimmte zugeordnete Verstellung der Kühlerklappen vorgenommen, und durch das wärmeempfindliche Glied kann nur noch ein geringer Ausgleich erfolgen.It is known to regulate the radiator flaps of internal combustion engines once depending on a heat-sensitive member that is influenced by the coolant is, and on the other hand in direct dependence on the throttle position the fuel supply to the machine via a mechanical linkage. the Both controlled variables are connected in series in the radiator flap adjustment taken into account, d. H. the linkage associated with the throttle valve acts on the heat-sensitive member and moves it in its starting position, whereby an immediate adjustment of the radiator flaps is made by the linkage will. However, there is a rigid connection between the throttle and radiator flap positions, as a result of which the target temperature cannot be adhered to exactly and deviations can not be corrected immediately regardless of the outside temperature, because with a change in the 'throttle valve position is inevitably a certain assigned adjustment of the radiator flaps made, and by the heat-sensitive Link can only be made a small amount of compensation.

Diese Nachteile vermeidet die vorliegende Erfindung, indem unabhängig von einer in Abhängigkeit von der bereits herrschenden Temperatur erfolgenden Reglung gleichzeitig auch mit der Änderung der Brennstoffzufuhr der wärmeempfindliche Regler unmittelbar beeinflußt -wird. Die Vorrichtung zur Reglung der Temperatur gemäß der Erfindung ist dabei derart, daß die in Abhängigkeit von der Brennstoffzufuhr arbeitende Regelvorrichtung mit einem mit einer Rückstellvorrichtung versehenen an sich bekannten elektrischen oder flüssig111eitsbetriebenen Schalter über ein eine verzögerte Rückstellung des Schalters zulassendes Koppelglied, beispielsweise einen Balg mit Düse, verbunden ist. Dabei ist es möglich, den wärmeempfindlichen Regler unabhängig von der Größe der Änderung der Brennstoffzufuhr stets in leinselben Maß zu beeinflussen. Ebenso ist es aber möglich, den «-armeempfindlichen Regler in 4bhängigl:eit von der Größe der Brennstofrzufuhränderung zu beeinflussen.The present invention avoids these disadvantages by being independent of a regulation that takes place depending on the temperature already prevailing at the same time as the change in fuel supply, the thermosensitive regulator is directly influenced. The device for regulating the temperature according to the invention is such that the function of the fuel supply working control device with one provided with a reset device known electrical or liquid-operated switch via a coupling member permitting a delayed resetting of the switch, for example a bellows with nozzle, is connected. It is possible to use the heat-sensitive Regardless of the size of the change in fuel supply, the regulator is always the same Influence degree. However, it is also possible to use the «-arm-sensitive controller in 4dependent on the size of the fuel supply change.

Die Regelvorrichtung gemäß der Erfindung kann sowohl mit Druckflüssigkeit als auch elektrisch betrieben werden und überall da Verwendung finden, wo zwei für die Temperaturreglung des Kühlmittels inaßgeljliche, voneinander unabhängige Grrißen vorhanden sind.The control device according to the invention can be used both with hydraulic fluid as well as electrically operated and can be used wherever two for the temperature control of the coolant in any other independent variables available.

Die Zeichnungen zeigen zwei Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen @'orriclitunh, und zwar in Abb. i finit einem Temperaturregler: der auf ein durch Druckflüssigkeit betriebene: und elektrisch beeinflußtes Steuergestänge arbeitet, und in Abb.2 mit einem Temperaturregler, der auf ein elektrisch beeinflußtes Gestänge arbeitet.The drawings show two embodiments of an inventive @ 'orriclitunh, namely in Fig. i finitely a temperature controller: the one through Hydraulic fluid operated: and electrically influenced control linkage works, and in Fig.2 with a temperature controller that operates on an electrically controlled linkage is working.

Gemäß der Ausführungsform der Abb. i besteht das Verstellgerät z. B. für die Kühlerklappen aus einer mit Druckflüssigkeit beaufschlagten Drehflügelkraftmascliine i, 2, 3, d, 3-Diese wird in dem einen oder anderen Drehsinn durch das in den Leitungen 6, 7 und 8, 9 zufließende Öl angetrieben, dessen Zufluß in Abhängigkeit von der Jeweils herrschenden Temperatur z. B. des Kühlmittels gesteuert wird. Das wärmeempfindliche Glied, das beliebiger Art sein kann, ist mit io bezeichnet. Bei Übertemperatur fließt das Öl durch die Leitungen 6, 7, uni die Dreliflügell;raf tmaschine in der angegebenen Pfeilrichtung anzutreiben. Das Öl tritt durch die Leitungen 8 und 9 aus. Bei Untertemperatur fließt das Öl durch die Leitungen 8 und 9 zti, utn durch die Leitungen 6 und 7 auszutreten.According to the embodiment of Fig. I, the adjustment device z. B. for the radiator flaps from a rotary vane power machine charged with hydraulic fluid i, 2, 3, d, 3 - This is turned in one sense or another by the one in the lines 6, 7 and 8, 9 driven oil flowing in, its inflow depending on the In each case prevailing temperature z. B. the coolant is controlled. The heat sensitive Member, which can be of any kind, is denoted by io. Flows in the event of excess temperature the oil through lines 6, 7, uni the three-winged raf t machine in the specified Drive direction arrow. The oil exits through lines 8 and 9. At low temperature the oil flows through lines 8 and 9 zti, utn through lines 6 and 7 to exit.

In den Leitungen 6 und 7 als auch 8 und 9 liegen mit Eindrehungen i i versehene, federbelastete Kolbenschieber 12 und 13, die, wie in der Zeichnung dargestellt, in der einen Lage die Leitungen 6, 7 einerseits und die Leitungen 8, 9 andererseits miteinander verbinden, in der anderen nicht gezeichneten Lage die Leitung 6 mit einer Zu- oder Ab- t, i.4 und die Leitung 8 mit einer Zu- oder i-Mußleitung 15 verbinden. Die Steuerkolben 12 und 13 werden durch Elektromagnete 16 und 17 beeinflußt, die bei Strörnfluß:-durch Verschieben des einen orier anderen Steuerkolbens entweder die Leitungen 6, 7 oder die Leitungen 8, 9 unterbrechen. Die Elektromagnete 16 und 17 sind einerseits unmittelbar an den einen Pol einer Stroinqttelle angeschlossen und andererseits über Stromleitungen 18 und i9 finit je einem Federkontaktstift -2o und 21 verbunden. Zwischen den beiden Federkontaktstiften 20 und 21 ist ein weiterer, federnder Kontaktstift 22 angeordnet. der an den anderen Pol der Stromquelle angeschlossen ist.In the lines 6 and 7 as well as 8 and 9 are provided with recesses ii, spring-loaded piston valves 12 and 13, which, as shown in the drawing, connect the lines 6, 7 on the one hand and the lines 8, 9 on the other hand in the other position, not shown, the line 6 with a supply or waste t, I.4 and the line 8 connected to a supply or i-Mußleitung 15th The control pistons 12 and 13 are influenced by electromagnets 16 and 17 which, in the event of a flow of electricity: The electromagnets 16 and 17 are, on the one hand, directly connected to one pole of a power source and, on the other hand, finitely connected to a respective spring contact pin -2o and 21 via power lines 18 and 19. A further, resilient contact pin 22 is arranged between the two spring contact pins 20 and 21. which is connected to the other pole of the power source.

Auf einem die Brennstoffzufuhr dei-Brennkraftniaschine steuernden Gestänge a3. 2.1 ist ein Balg 25 befestigt, der über ein Gcstänge 26, -a7 mit der Kontaktfeder 22 Ver= Bunden ist. Die i`littellage der Kontaktfeder 22 ist durch zwei Schraubenfedern 28 auf dem Gestänge 26, 27 gesichert, die auf beiden Seiten eines festen Widerlagers 29 angeordnet sind. Der Balg 25 trägt auf .einer einen Begrenzungsplatte eine Düse 3o.On one that controls the fuel supply of the internal combustion engine Linkage a3. 2.1 a bellows 25 is attached, which via a Gcstänge 26, -a7 with the Contact spring 22 Ver = Bunden is. The middle position of the contact spring 22 is through two coil springs 28 secured on the linkage 26, 27 on both sides a fixed abutment 29 are arranged. The bellows 25 carries on .einer one Boundary plate a nozzle 3o.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Wird das Gestänge -2q. z. I>. durch Verstellung der Drosselklappe, durch Veränderung der Brennstoffeinspritzmenge o. dgl: in der Pfeilrichtung verschoben, so wird, da die in dem Balg 25 enthaltene Luft nicht sofort durch die Düse 3o austreten kann, die Kontaktfeder 22 gegen die Kontaktfeder 20 gedrückt. Damit wird der Elektromagnet ic@ unter Strom gesetzt und der Steuerkolben 13 im Sinne einer Unterbrechung der Leitungen 8 und 9 verschoben, so lall nunmehr durch die Leitung i5 Drucköl in die Drehflügelkraftmaschine gelangt und diese eiiigegen dem Sinne der Pfeilrichtung antreibt. um so eine Verstellung z. B. der Kühlerklappen zu bewirken. Das in der Dreliflügelkraftmaschine enthaltene Öl kann durch die Leitungen 6 und 7 austreten.The mode of operation of the device is as follows: If the linkage -2q. z. I>. by adjusting the throttle valve, by changing the fuel injection quantity o. The like: moved in the direction of the arrow, it is because that contained in the bellows 25 Air can not exit immediately through the nozzle 3o, the contact spring 22 against the Contact spring 20 pressed. With this the electromagnet ic @ is energized and the control piston 13 moved in the sense of an interruption of the lines 8 and 9, so now pressurized oil reaches the rotary vane engine through line i5 and it drives it counter to the direction of the arrow. such a pretense z. B. to effect the radiator flaps. The one contained in the rotary wing power machine Oil can escape through lines 6 and 7.

Hat sich der Balg 25 über die Düse 30 entleert, so nimmt unter dein Einfluß der Feder , 8 die Kontaktfeder 22 wieder die Mittellage ein, so daß also beide Elektromagnete i f; und 17 in Ruhe sind und die Steuerkolben 12. 13 unter dein Einfluß ihrer Federn in riie gezeichnete Ruhelage -zurückkehren.The bladder has emptied 25 via the nozzle 30, so increases under your influence of the spring 8, the contact spring 22 again, the center position a, so that therefore both electromagnets if; and 17 are at rest and the control piston 12. 13 return to the rest position drawn under the influence of their springs.

Wird das Gestänge 2-!. in dem der Pfeilrichtung entgegengesetzten Sinn verschoben. so wird Kontakt zwischen 21 und -22 gebildet und der Elektromagnet 17 erregt finit der Folge einer Verschiebung des Steuerkolbens i-# und einer Drehbewegung der Drehflügel in dem der Pfeilrichtung einsprechenden Drehsinn.Will the linkage 2- !. in the opposite direction to the arrow Meaning shifted. so contact is made between 21 and -22 and the electromagnet 17 excited finite the sequence of a displacement of the control piston i- # and a rotary movement the rotary wing in the direction of rotation corresponding to the direction of the arrow.

Die Zeitdauer des Kontaktes zwischen -2o oder 21 und 2 2 ist,-von dem Querschnitt der Düse 3o abgesehen, abhängig von dem Versteliweg des Gestänges 24, also von der Größe der Änderung der Brennstoffzufuhrmenge. Um nun zu verhindern, daß die Drehflügelkraftmaschine i bis 5 übersteuert, arbeitet diese zweckmäßig entweder über eine starke Untersetzung z. B. auf die Kühlerklappen, oder aber es ist dafür gesorgt, daß der Ouerschnitt der Zuflußleitungen 6 und 8 verhältnismäßig klein ist. Letzteres kann durch Wahl besonderer Steuerkolben 12 und 13 erreicht werden.The duration of the contact between -2o or 21 and 2 2 is, apart from the cross section of the nozzle 3o, dependent on the adjustment path of the linkage 24, that is, on the size of the change in the amount of fuel supplied. In order to prevent the rotary vane engine from overdriving i to 5, this works appropriately either via a strong reduction z. B. on the radiator flaps, or it is ensured that the cross section of the inflow lines 6 and 8 is relatively small. The latter can be achieved by choosing special control pistons 12 and 13 .

Soll nun nicht in Abhängigkeit von der Größe der Änderung der Brennstoffzufuhrmenge geregelt werden, sondern soll vielmehr unabhängig von dieser Größe bei jeder erfolgenden Temperaturänderung die Drehflügelkraftmaschine oder eine andere Hilfskraftmaschine stets in demselben Maße beeinflußt werden, so ist ein Schrittschaltwerk, wie es in Abb. i dargestellt ist, erforderlich. Zu diesem Zweck sind an die Leitungen 6 und 8 Leitungen 31 angeschlossen, die in die Zylinder 3a von federbelasteten Kolben 33 führen. Jeder Kolben 33 ist mit einem Begrenzungsstift 34, 35 versehen, die beide mit einem mit Zähnen 36 ausgestatteten Begrenzungsrad 37 in Wechselwirkung stehen. Das Begrenzungsrad 37 ist starr auf der Welle i der Drehflügelkraftmaschine oder auf einer von dieser angetriebenen Welle angeordnet.Should not now be dependent on the size of the change in the fuel supply amount should be regulated, but should rather be independent of this size for each occurring Change in temperature of the rotary vane engine or another auxiliary engine are always influenced to the same extent, so is a step-by-step mechanism like it shown in Fig. i. For this purpose, lines 6 and 8 lines 31 connected into the cylinder 3a by spring-loaded pistons 33 lead. Each piston 33 is provided with a limiting pin 34, 35, both of which are in interaction with a limiting wheel 37 equipped with teeth 36. The limiting wheel 37 is rigid on the shaft i of the rotary vane engine or arranged on a shaft driven by this.

Fließt z. B. durch die Leitungen 14 und 6 der Drehflügelkraftmaschine C51 zu, so wird der Kolben 33 entgegen der Federkraft bewegt, so daß der Begrenzungsstift 34 zwischen die Zähne 36 des Begrenzungsrades 37 eintritt und so dafür sorgt, daß die Drehflügel der Maschine stets in dem gleichen Drehwinkel gedreht werden. Läuft umgekehrt das C51 durch die Leitungen 15 und 8 zu und ist die Leitung 14 abgesperrt, so wird der Begrenzungsstift 35 verschoben. Der Ouerschnitt der Düse 3o ist den Betriebsverliältnissen anzupassen.Flows z. B. through lines 14 and 6 of the rotary vane engine C51, the piston 33 is moved against the spring force, so that the limiting pin 34 enters between the teeth 36 of the limiting wheel 37 and thus ensures that the rotating blades of the machine are always rotated at the same angle of rotation. Runs conversely, the C51 through lines 15 and 8 is closed and line 14 is blocked, so the limit pin 35 is displaced. The cross section of the nozzle 3o is the To adapt to operating conditions.

Die Ausführungsform, gemäß welcher ein elektrischer Antriebsmotor verwendet wird, ist in Abb. -9 dargestellt: Von der Steuereinrichtung io, die in Abhängigkeit von der z. B. im Kühlmittel herrschenden Temperatur regelt, führen zwei elektrische Stromleitungen 38 und 39 zu einem elektrisch angetriebenen Motor 4o, der über einen Schaltarm 4i z. B. auf die Kühlerklappen arbeitet. Der Motor 4o erhält zufolge der Steuerung des Reglers io Strom entweder durch die Leitung 38 oder durch die Leitung 39 und wird dadurch schrittweise entweder in der einen oder in der anderen Richtung angetrieben. Zum Zwecke der schrittweisen Drehung, also der Drehung jeweils um einen bestimmten Drehwinkel, ist in dem Motor ein nicht gezeichneter Stufenschalter untergebracht.The embodiment according to which an electric drive motor is shown in Fig. -9: From the control device io, which is shown in Dependence on the z. B. regulates the temperature prevailing in the coolant, lead two electrical power lines 38 and 39 to an electrically powered motor 4o, the z. B. works on the radiator flaps. The motor 4o receives current either through the line according to the control of the regulator io 38 or through the line 39 and is thereby gradually either in the one or driven in the other direction. For the purpose of incremental rotation, so the rotation in each case by a certain angle of rotation is not in the motor Drawn tap changer housed.

Der Federkontakt 2o ist nun über eine Leitung 42 mit der Leitung 38 und der Federkontakt 21 über eine Leitung 43 mit der Leitung 39 verbunden. Damit wird der Motor 40 unter Umgehung des Reglers io geschaltet, und zwar in Abhängigkeit von der Änderung der Brennstoffzufuhrmenge. Der Antrieb des Motors 4o geschieht zufolge der Anwendung des Stufenschalters unabhängig von der Größe der Änderung der Brennstoffzufuhrmenge, also stets um den gleichen Weg.The spring contact 2o is now connected to the line 38 via a line 42 and the spring contact 21 is connected to the line 39 via a line 43. In order to the motor 40 is switched bypassing the controller io, specifically as a function from the change in the amount of fuel supplied. The drive of the motor 4o happens according to the application of the tap changer regardless of the size of the change the amount of fuel supplied, i.e. always by the same route.

Soll nun auch in diesem Falle in Abhängigkeit von der Größe der Änderung der Brennstoffzufuhrmenge gesteuert werden, so kommt der Stufenschalter bei dem Motor 4o in Fortfall, wenn der Schaltarm 41 über eine starke Untersetzung z. B. auf die Kühler klappen arbeitet. Einer Übersteuerung kann auch im Falle des Fehlens einer starken Untersetzung dadurch vorgebeugt werden, daß dem Motor l.o ein Widerstand vorgeschaltet ist. Ein Handschalter .4. ermöglicht den Antrieb des Motors 40 unabhängig von jeder Regeleinrichtung, z. B. bei Sturzflügen oder dann, wenn die Regeleinrichtungen aus irgendeinem Grunde unwirksam sind. Während also der Regler io in beiden Fällen nacheilend in Abhängigkeit von der jeweils z. B. im Kühlmittel herrschenden Temperatur regelt, wird durch die Einrichtungen ao, 2 i, 22, 24, 25, 30 voreilend mit der Änderung der Brennstoffzufuhr geregelt.If, in this case, too, the change in the amount of fuel supplied is to be controlled as a function of the magnitude of the change in the amount of fuel supplied. B. works on the cooler flap. Overdrive can also be prevented in the absence of a strong reduction in that a resistor is connected upstream of the motor lo. A hand switch .4. enables the motor 40 to be driven independently of any control device, e.g. B. when diving or when the control devices are ineffective for any reason. So while the controller io lagging in both cases depending on the z. B. regulates the temperature prevailing in the coolant, is controlled by the devices ao, 2 i, 22, 24, 25, 30 leading with the change in the fuel supply.

,Als Verzögerungseinrichtung läßt sich auch z. B. ein Windrad, ein Laufwerk, eine Wirbelstrombremse o. dgl. verwenden., As a delay device can also be used, for. B. a wind turbine Use a drive, an eddy current brake or the like.

Claims

PATENT CLAIM:. Device for regulating the temperature of the coolant of internal combustion engines as a function of a heat-sensitive member and of the fuel supply to the machine, e.g. B. by cooler control with control of the Air passage through radiator flaps. characterized in that the dependent of the fuel supply working control device (23, 24) with one with a Resetting device (28, 29) provided, known per se, electrical or with Pressurized fluid acted upon switch (22) via a delayed reset the switch permitting coupling member, z. B. a bellows (25) with nozzle (30) connected is.