DE1601436A1 - OElkuehlung fuer Verbrennungsmotoren - Google Patents
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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Description
160U36
Emil Hegglin, Feldmeilen (Kanton Zürich/Schweiz)
ölkühlung für Verbrennungsmotieren
Die Erfindung bezieht sich auf eine ölkühlung für Ver··
brennungsmotoren, mit einem Wärmetauscher, der in· einem das
ölreservoir des Motors und eine ölpumpe einschließenden ölkreislauf
liegt.
Motorenöl ist nur bis zu einem gewissen Wärmegrad, maximal 14O° Celsius schmierfähig. Bei höheren Temperaturen können
Schaden am Motor auftreten. Mir die Kühlung der Verbrennungsräume , Zylinder und Zylinderköpfe wird bei den heutigen
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Motoren ein großer Aufwand betrieben, wogegen der ölkühlung,
abgesehen von wenigen Ausnahmen zu wenig Aufmerksamkeit geschenkt
wird. Nicht selten stellen sich daher Uberraschungsschäden
mannigfaltiger Art, insbesondere bei sportlicher Fahrweise, Dauerfahrt, Paßfahrten, heißer Witterung etc. ein. Man
hat diesem Mißstand allgemein durch Vergrößerung des dem Luftstrome ausgesetzten Teiles der ölwannen entgegenzutreten versucht,
woraus jedoch der Nachteil entsteht, daß das Motorenöl insbesondere im Winter sehr oft über längere Zeit zu kalt
bleibt.
Verschiedene luftgekühlte Benzin- und Dieselmotoren haben zwar progressive Ölkühler im Kühlluftstrom eingebaut. Diese
beanspruchten aber ganz allgemein mehr Öeljläseenergie als für
den Temperaturausgleich der Zylinder und Verbrennungsräume benötigt
wird, weil nach dem Gesichtspunkt größtmöglicher Sicherheit vorgegangen wird.
Ziel der Erfindung ist, diese Nachteile zu beheben und eine wirksame ölkühlung zu schaffen, mit der es möglich wird,
die Gebläsekühlleistung zugunsten erhöhter Motorleistung herabzusetzen bzw. die Motorleistung mit gleich großem Kühlersystem
zu erhöhen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Wärmetauscher für die Ölkühlung einen oder mehrere
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Durchflutungsräume hat und an die Saugseite der Ölpumpe angeschlossen
ist.
Unter Durchflutungsräume ist dabei nicht eine einzige große Kammer, wie beispielsweise die ölwanne zu verstehen,
in welcher das öl einer nahezu unbedeutenden Strömung unterliegt.
Vielmehr sind darunter solche Räume zu verstehen, welche das öl in ganz bestimmter Weise gelenkt mit nicht unbeträchtlicher
Geschwindigkeit hindurchströmt, also Räume, die einen Strömungskanal von relativ, kleinem Strömungsquerschnitt
bilden. Die erfindungsgemäße ölkühlung macht es möglich, die
bereits bei einer Fahrgeschwindigkeit von etwa 20 km/Std unter dem Fahrzeug bisher ungenutzt vorbeistreichenden beträchtlichen
Luftmengen zur ölkühlung auszunutzen, so daß ein besonderes anzutreibendes Gebläse nicht notwendig ist.
Der Wärmetauscher kann dabei im die Schmierstellen des
Motors einschließenden ölkreislauf liegen. Es ist aber auch möglich, ihn in einem besonderen Kühlkreislauf anzuordnen,
der neben dem die Schmierstellen einschließenden ölkreislauf angeordnet ist und ebenso wie der ölkreislauf vom
ölreservoir des "otors ausgeht. Zweckmäßig ist der Wärmetauscher
unmittelbar an die Beden- oder Seitenwand des ölreservoirs angesetzt, wobei er mit seinem Auslauf in das
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ölreservoir eintritt und innerhalb des Reservoirs an die in
bekannter Weise in dieses einmündende Saugleitung der ölpumpe angeschlossen ist.
Die erfindungsgemäße Anordnung eines Wärmetauschers in
Form eines durchfluteten Systems an der Saugseite der ölpumpe bietet den Vorteil, daß das an den Schmierstellen des Motors
zum Aufschäumen gelangte öl sich wieder entschäumen kann, weil die im ölschaum enthaltenen Gaseinschlüsse bei der erfindungsgemäßen
ölkühlung nach Abkühlung gegen den ölstrom in das ölreservoir zurückwandern und dort über eine Entlüftung
abgesaugt werden können, was bei den bekannten ölkUhlungen, bei welchen der Wärmetauscher auf der Druckseite der ölpumpe
liegt, nicht möglich ist. Dadurch wird auch eine wesentlich geringere ö!verschmutzung gewährleistet. Bei der erfindungsgemäßen
ölkühlung erfolgt der Temperaturaufbau im öl außerdem wesentlich zweckmäßiger als bei einer Kühlung, bei
welcher der Wärmetauscher sich auf der Druckseite der Pumpe befindet. Sie verbilligt ferner die Herstellung und vereinfacht
den Betrieb und macht außerdem auf einfache V/eise eine Selbstreinigung des Kühlers durch den Fahrtwind möglich.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der erfindungsgemaßen
Kühlung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der in
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- 5 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele:
Pig. 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellungsweise zwei
verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemaßen Ölkühlung.
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines gemäß
der Erfindung verwendeten Wärmetauschers.
Fig. 4 ist ein Schnitt durch den Wärmetauscher gemäß Fig. 3.
nach Linie IV-IV in Fig. 3, angesetzt an eine ölwanne.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf einen Wärmetauscher einer
anderen Ausführungsform.
Fig. 6 ist ein Schnitt durch den Wärmetauscher gemäß Fig. 5
nach Linie VI-VI in Fig. 5·
Fig. 7 ist eine Ansicht des Ein- und des Auslaufs des Wärmetauschers
von unten bei abgenommenem Deckel und
Fig. 8 ist ein Schnitt durch den Ein- und Auslauf des Wärmetauschers
gemäß Fig. 5 bis 7 nach Linie VIII-VIII in Fig. 7.
- 6 009844/0339
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Bei der in Pig. 1 schematisch dargestellten ölkühlung ist
der Wärmetauscher 1 im die Schmierstellen des Motors 2 einschließenden Ölkreislauf angeordnet. Dieser ölkreislauf geht
aus von der das Ölreser'/oir bildenden ölwanne 3* an deren Boden
eine zum Wärmetauscher 1 führende Austrittsleitung 4 angeschlossen
ist. Der Auslauf 5 des Wärmetauschers 1 tritt durch die Bodenwandung der ölwanne 3 hindurch und ist innerhalb der
ölwanne mit der Saugleitung 6 der ölpumpe 7 verbunden, welche das Öl zu den Schmierstellen des Motors 2 pumpt und von welchen es über die Rücklaufleitung 8 in die ölwanne 3 zurückfließt.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Ölkühlung befindet sich der Wärmetauscher 1 in einem eigenen Kühlkreislauf 3 der neben dem die Schmierstellen
des Motors 2 einschließenden üblichen ölkreislauf
6, "J, 8 angeordnet und ebenfalls wie dieser-an die^lwanne
3 angeschlossen ist. Dieser Kühlkreislauf wird von einer am Boden der Ölwanne 3 angeschlossenen Leitung 4 zum Wärmetauscher
1 und einer in die ölwanne 3 zurückführenden Rücklaufleitung 9 gebildetj in welche eine besondere ölpumpe 10 eingeschaltet
ist. Bei beiden Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und 2 befindet sich also der Wärmetauscher 1 erfindungsgemäß an
der Saugseite der das zu kühlende öl umwälzenden Pumpe 7>
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Ebenfalls in beiden Fällen ist der Wärmetauscher 1 unmittelbar
an der Unterseite der ölwanne angeordnet, so daß er dem unter
dem Kraftfahrzeug hindurchstreichenden Fahrtwind ausgesetzt ist, welcher die Kühlung des Öls im Wärmetauscher bewerkstelligt.
Es wäre natürlich aber auch möglich, die Kühlung des Öls im Wärmetauscher durch ein flüssiges Kühlmedium durchzuführen.
In diesem Fall wäre aber ein eigener Kreislauf für diese Kühlflüssigkeit
notwendig und ein weiterer vorzugsweise im Fahrtwind liegender Wärmetauscher, in welchem die Kühlflüssigkeit
auf die erforderliche niedrige Temperatur gebracht wird.
Bei der in Fig. 3 und k dargestellten Ausführungsform besteht
der Wärmetauscher für das zu lcühlende öl aus einer spiralförmigen
Rohrschlange 11, aus oinc-rn wärmeleitenden Material.
Diese Rohrschlange mündet mit einem abgebogener. Einlaßende 12 in eine EinlaSkatnmer 13 ein, welche an der Unterseite der ölwanne
3 im Bereich der Öffnung 14 für den "lablaß durch Schrauben
od. dgl. befestigt ist. Das Austrittsende 15 der Rohrschlange 11 ist unter entsprechender Abbiegung durch die Einlaßkammer
13 und die von dieser verschlossene ölablaßcffnung
14 hindurchgeführt und zwar so, ua3 es in der ölwanne 3 in geringem
Abstand über deren Boden endet. In dieses Austrittsende 15 der Rohrschlange 11 des Wärmetauschers greift die
Saugleitung 6 der ölpumpe 7 ein und zwar derart,. da3 sich
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an der Stoßstelle des Endes 15 der Rohrschlange 11 und des Endes
der Saugleitung 6 der ölpumpe 7 ein Ringspalt 16 bildet.
Dieser Ringspalt dient dazu, beim Beginn der Tätigkeit der ölpumpe
einen sofortigen ölumlauf über die Schmierstellen des Motors 2 hinweg sicherzustellen und zwar auch dann, wenn das
im Wärmetauscher befindliche öl z.B. im Winter infolge Ruhens des Motors so kalt ist, daß es nur sehr langsam durch den
Wärmetauscher durchgetrieben wird.
In diesem Fall wird also öl aus der ölwanne 3 durch den
Ringspalt 16 unter Umgehung der Rohrschlange 11 von der ölpumpe
7 unmittelbar in deren Saugleitung 6 eingesaugt und eine
sofortige Ölversorgung der Schmierstellen des Motors 2 sichergestellt. Da ein Ansaugen von öl durch den Ringspalt 16 hindurch
bei niederem ölstand in der ölwanne 5 nicht absolut sichergestellt
ist, weist das Austrittsende 15 der Rohrschlange 11
innerhalb der Einlaßkammer 13 zusaätzliche Einlaßbohrungen
auf, durch welche ebenfalls öl unter Umgehung der Rohrschlange 11 unmittelbar in die Saugleitung der ölpumpe 7 gelangen kann.
Diese öffnungen 17 können beispielsweise durch ein Bimetallventil thermostatisch in Abhänggkeit von der öltemperatur hinsichtlich
ihres Durchtrittsquerschnitts gesteuert werden und zwar derart, daß sie bei kaltem öl weitgehend offen und bei
warmem öl mehr oder weniger verschlossen sind.
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Da sich bei den üblichen ölwannen von Kraftfahrzeugen die Saugleitung 6 der Ölpumpe 7 unmittelbar oberhalb der Ablaßöffnung
14 der Ölwanne befindet, ist bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen ölkühlung ein Umbau der Saugleitung und der ölwanne nicht notwendig. Der Wärmetauscher
wird mit dem Austrittsende 15 seiner Rohrschlange 11 auf das untere Ende der Saugleitung 6 der ölpumpe aufgeschoben,
bis die Einlaßkammer 13 des Wärmetauschers unmittelbar an der Bodenwand der ölwanne 3 anliegt und an dieser befestigt
werden kann. Da sich dabei die Einlaßkammer 13 unmittelbar unterhalb der ölablaßöffnung 14 befindet, ist ein
Eintreten des Öls in die Einlaßkammer 13 und von dort in die
Rohrschlange 11 automatisch gewährleistet. Um das Aufstecken des Wärmetauschers mit seinem Austrittsende 15 auf die Saugleitung
6 zu erleichtern, kann das Austrittsende konisch aufgeweitet sein.
Das Einlaßende 12 der Rohrschlange 11 mündet im Abstand
über dem Boden der Einlaßkammer 13 in diese ein. Dadurch
wird vermieden, daß Unreinheiten in den ölkreislauf geraten. Auf ein ölsieb kann deshalb verzichtet werden. Die
Einlaßkammer 13 .ist an ihrem Boden außerdem mit einer durch
eine Schraube 18 verschließbarenöffnung ausgestattet, die bei
an die Wanne 3 angesetztem Wärmetauscher anstelle der öffnung
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11I- der Ölwanne 3 für den ölablaß bestimmt ist. Diese VerschluJ-schraube
18 kann einen Magnetkern enthalten, der Verunreinigungen
im öl anzieht und deren leichte Entfernung beim Ölwechsel
erlaubt.
Da der Wärmetauscher 1 bei dieser Ausführungsform lediglich
im Bereich der ölablaßöffnung 14 der ölwanne 3 an dieser
mittels einiger Schrauben befestigt ist, kann er ohne großen Arbeitsaufwand zum Zwecke seiner Reinigung abgenommen v/erden.
Der hierzu erforderliche Arbeitsaufwand ist nicht größer als die Reinigung des bisher am Eintrittsende der Saugleitung dor
ölpumpe notwendigen Ölsiebs.
Bei der in Fig. 5 und β dargestellten Ausführungsform
besteht der Wärmetauscher aus einer Reihe von zueinander parallel angeordneten Kühlrohren 19* die-an ihren beiden Enden
an Verbindungsleitungen 20, 21 angeschlossen sind. Die eine Verbindungsleitung 2C ist durch eine Trennwand 22 in
einen Verteilerabschnitt 23 und einen Sammelabschnitt 2k unterteilt.
In den Vertoilerabschnitt 23 mündet eine Zuleitung 25
ein, während an den Sammelabschnitt eine Ableitung 26 angeschlossen ist. Die Zuleitung 25 mündet in eine Karr.mor 27 und
die Ableitung 26 in eine weitere Kammer 28 ein, welche bei Ίο
Kammern in einem Gehäuse 29 angeordnet und durch eine Tr-jnn-.
wand 30 getrennt sind. In dieser Trennwand 30 befinden sich
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Bohrungen 31> über welche die beiden Kammern 27, 28 unmittelbar
miteinander in Verbindung stehen. Diese Bohrungen haben die gleiche Wirkung wie die öffnungen 17 beim Wärmetauscher gemäß
Pig. 3 und 4, nämlich bei noch dickflüssigem öl eine evtl. auch geringe ölmenge unter Ausschaltung des Wärmetauschers unmittelbar
von der ölwanne 3 in die Saugleitung 6 der Pumpe 7 gelan-■gen
zu lassen, um auch in diesem Pail eine zeitweilige ölleere
bzw. einen ölmangel an den Schmierstellen zu vermeiden. Das Gehäuse 29 ist an seiner Unterseite durch einen auf- und abschraubbaren
Deckel 32 abgeschlossen, während es an seiner dem
Deckel gegenüberliegenden Seite mit einem ringförmigen Befestigungsflansch 33 ausgestattetist, mit welchem das Gehäuse ebenso
wie die Einlaßkammer 13 bei der Ausführungsfcrm gemäß Fig.
3 und 4 an der Bodenwandung der ölwanne 3 angeschraubt werde:.
kann. Zu diesem Zweck sind im Plansch 33 eine Reihe von Bohrungen 34 für die Aufnahme von Befestigungsschrauben od.dgl.
vorgesehen. Die Kammer 28 ist an ihrer Oberseite wie die- 2inlaßkammer
1? bei der vorgenannten Ausführungsform offen, se
daß das öl durch die Ablaßöffnung 14 in der ölwanne 3 hindurch
in diese Kammer 28 eintreten kann, welche unmittelbar an diese ölablaööffnung ansetzbar ist. Von dieser Kammer 28 aus gelangt
das öl über die Zuleitung 25 au den Rohren 23, 19*21 und 24
des Wärmetauschers und von dort über die Ableitung 26 in die Kammer 27 des Gehäuses 29. Diese Kammer 27 ist an ihrer dem
ν v> t,
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Deckel 32 gegenüberliegenden Oberseite mit einem Austrittsstutzen 35 versehen, der auf die unmittelbar über der ölablaßöffnung
14 in der ölwanne 3 befindliche Saugleitung 6 der
ölpumpe 7 auf bzw. in diese Leitung einsteckbar ist, Damit ist der Wärmetauscher 1 an die Saugseite der ölpumpe 7 angeschlossen.
Am einen Stirnende des Verbindungsrohres 21 des Wärmetauschers gemäß Fig. 5 bis 8 befindet sich eine durch eine Verschlußschraube
36 verschlossene öffnung, die ebenso wie der
Deckel 32 des Gehäuses 29 zum Ölwechsel verwendet werden kann,
aber auch eine zweite Öffnung zur Durchspülung des Rohrsystems des Wärmetauschers darstellt.
Selbstverständlich ist sowohl der Wärmetausder gemäß Fig.
3 und 4 als auch derjenige gemäß Fig. 5 bis 8 in der in Fig. 1
als auch in der in Fig. 2 dargestellten Weise zu verwenden.
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Claims (11)
1. ölkühlung für Verbrennungsmotoren mit einem Wärmetauscher,
der in einem das Ölreservoir des Motors und eine ölpumpe einschließenden ölkreislauf liegt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wärmetauscher (1) eine oder mehrere Durchflutungsräume
(11,19) hat und an die Saugseite der Ölpumpe (7j1o) angeschlossen ist.
2. Ölkühlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (1) im die Schmiersteilen des
Motors (2) einschließenden ölkreislauf (3,6,7,2,8) liegt.
3. ölkühlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wärmetauscher (1) in einem neben dem die Schmierstellen einschließenden Ölkreislauf (3*0,7,2,8) angeordneten
besonderen Kühlkreislauf (3*4,1o,9) angeordnet ist, der ebenso
wie der Ölkreislauf vom Ölreservoir (3) ausgeht.
4. . Ölkühlung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (1) unmittelbar an
die Boden- oder Seitenwand des Ölreservoir (3) angesetzt ist, mit seinem Auslauf (5) in das ölreservoir eintritt und
innerhalb des Reservoirs auf die in bekannter Weise in dieses
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einmündende Saugleitung (6) der ölpumpe (7) aufgesteckt
bzw. in diese Leitung eingesteckt ist.
5· ölkühlung nach Anspri:ch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Auslauf (5) des Wärmetauschers (1) durch die in
bekannter Weise am Ölreservoir (3) vorgesehene Ölablaßö'ffnung
(14) hindurchtritt.
6. ölkühlung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Auslauf (5) des Wärmetauschers (1) innerhalb des Ölreservoirs 0) mit der Saugleitung (6) der ölpumpe (7)
unter Bildung eines Ringspaltes (-16) verbunden ist.
7· ölkühlung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der innerhalb des ölreservoirs (5) mit der Saugleitung
(6) der Pumpe (7) verbundene Auslauf (5) des Wärmetauschers (1) innerhalb des Reservoirs mit mindestens einer
Öffnung (17) ausgestattet ist, die ein unmittelbares Ansaugen von öl in die Saugleitung der Pumpe unter Umgehung
des Wärmetauschers ermöglicht.
8. Ölkühlung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Öffnung im Auslauf (5) des Wärmetauschers (i) thermostatisch so gesteuert ist,, daß sie einen unmittelbaren
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Ölzutritt zur Saugleitung (6) der Pumpe (7) bei kaltem öl
gestattet und bei warmem öl mehr oder weniger verhindert.
9. Ölkühlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (1) aus einem durchfluteten Rohrsystem
(11,19) besteht, welches entweder aus einer spiralförmigen Rohrschlange (11) oder aus mehreren gegebenenfalls
gebündelt parallel nebeneinander angeordneten Kühlrohren (19) besteht.
10. ölkühlung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ein- und der Auslauf
des /Wärmetauschers (1) von zwei in einem einzigen Gehäuse
zusammengefaßten getrennten Kammern (27,28) gebildet wird und der Wärmetauscher mit diesem Kammergehäuse (29) unmittelbar
an die Bodenöffnung (1*0 des ölreservöirs (3) für
den ölablaß angeschlossen ist.
11. ölkühlung nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ein- und die Austrittskammer (27,28) des Wärmetauschers durch eine Wand (3o) voneinander getrennt sind,
in welcher eine oder mehrere Bohrungen (31) zum unmittelbaren
Ansaugen von Öl durch die ölpumpe (7,Io) unter Umgehung
des Wärmetauschers angeordnet sind.
fiO98U/Q338
Applications Claiming Priority (1)
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CH210067A CH463874A (de) | 1967-02-14 | 1967-02-14 | Olkühleinrichtung an einem Verbrennungsmotor |
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- 1968-02-14 GB GB716768A patent/GB1210865A/en not_active Expired
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