DE2523436A1

DE2523436A1 - Fluessigkeitskuehlsystem fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2523436A1
Application number: DE19752523436
Authority: DE
Inventors: Emil Boemer
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1975-05-27
Filing date: 1975-05-27
Publication date: 1976-12-09
Also published as: DE2523436B2; DE2523436C3

Description

Flüssigkeitskühlsystem für eine Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf ein Flüssigkeitskühlsystem für eine Brennkraftmaschine mit einer Pumpe zur Förderung der Kühlflüssigkeit durch die Brennkraftmaschine, durch einen mit einer thermostatisch geregelten Bypaßleitung versehenen Wärmetauscher, durch einen Ladeluftkühler und ggfs. einen Ölkühler und mit einem Bypaß für die Brennkraftmaschine.
Es ist bekannt (Motor PA 6-280 der SEMT-Pielstick), ein Flüssigkeitskühlsystem gemäß obiger Gattung zu verwenden, bei dem Wärmetauscher, Ladeluftkühler und Ölkühler in Reihe angeordnet sind und die Kühlmittel leitung hinter dem Ölkühler sowie der Bypaß für die Brennkraftmaschine gemeinsam an die Saugseite der Pumpe angeschlossen sind. Zusätzlich ist an dem Austritt der Kühlflüssigkeit aus der Brennkraftmaschine ein weiteres thermostatisch geregeltes Ventil angeordnet, das die Kühlflüssigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur in den Bypaß für die Brennkraftmaschine oder in die zum Wärmetauscher, Ladeluftkühler und Ölkühler führende Leitung leitet.
Diese Ausführungsform der Einkreiskühlung ist relativ aufwendig und entsprechend teuer. Außerdem ist es problematisch, in einem derartigen System, das mit zwei thermostatischen Ventilen geregelt wird, eine insgesamt zufriedenstellende Abstimmung zu finden. So müssen z.B. der Ladeluftkühler und der ölkühler schon vor überschreiten des Temperaturgrenzwertes der Kühlflüssigkeit in dem Bypaß für die Brennkraftmaschine mit Kühlflüssigkeit versorgt werden, da keine Übereinstimmung des Temperaturanstieges in diesen beiden Kühlern mit dem Temperaturanstieg in dem Bypaß für die Brennkraftmaschine besteht.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten zu vermeiden, wobei insbesondere die unterschiedlichen Temperaturniveaus in den Kühlern und im Bypaß für die Brennkraftmaschine berücksichtigt werden sollen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Bypaß an der Austrittsleitung des Kühlmittels aus der Brennkraftmaschine abzweigt, wobei er einen konstant geöffneten, wirksamen Querschnitt aufweist. Der Bypaß für die Brennkraftmaschine ist dabei in seinem Querschnitt zweckmäßigerweise so zu gestalten, daß bei Vollast der Brennkraftmaschine die maximal zulässige Motoraustrittstemperatur erreicht ,jedoch nicht überschritten wird. Ein weiteres wichtiges Kriterium für die Wahl des Querschnittes des Bypasses der Brennkraftmaschine ist der maximale Grenzwert der Temperatur an der Saugseite der Pumpe bei gleichzeitiger Durchströmung des Wärmetauschers mit Kühiflüssigkeit. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung wird auch erreicht, daß im niedrigen Teillastbereich der Brennkraftmaschine das Schmieröl im Ölkühler erwärmt werden kann, so daß eine Kaltschlammbildung, die bei Temperaturen unter ca.
550 C auftritt, vermieden wird.
Es wird außerdem vorgeschlagen, daß das in der Bypaßleitung angeordnete thermostatisch geregelte Ventil über eine Geberleitung mit einem am Austritt der Kühlflüssigkeit aus dem Ladeluftkühler angeordneten Wärmefühler verbunden ist. Hierbei wird für die Regelung des Ventils die Temperatur der Kühlflüssigkeit am Austritt aus den Kühlern berücksichtigt.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung, die je nach Zielsetzung der Temperaturilberwachung Anwendung finden, sehen vor, daß der Wärmefernfühler am Eintritt der Kühlflüssigkeit in die Brennkraftmaschine oder am Austritt der KUhlflUssigkeit aus der Brennkraftmaschine angeordnet ist.
Weiterhin ist vorgesehen, in der Bypaßleitung des Wärmetauschers eine Drossel anzuordnen, wobei die Drossel den gleichen Strömungswiderstand wie der Wärmetauscher aufweist, so daß unabhängig von der Steuerung des thermostatisch geregelten Ventils der Ölkühler und der Ladeluftkühler stets mit der gleichen Kühlmittelmenge beaufschlagt werden. Wenn die Brennkraftmaschine mit erheblicher Verzögerung ihre Betriebstemperatur erreicht, so empfiehlt es sich, den Querschnitt der Drossel noch kleiner zu wählen, wodurch die Durchflußmenge bei dem Teilstrom über Brennkraftmaschine und Bypaß erhöht und somit das Kühlmittel in relativ kurzer Zeit erwärmt wird.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der vier Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen: Fig. 1 einen schematischen Aufbau des erfindungsgemäßen Flüssigkeitskühlsystem mit einem Wärmefühler innerhalb des thermostatisch geregelten Ventiles, Fig. 2 ein erfindungagemäfles Flüssigkeitskühlsystem mit Anordnung eines Wärmefernfühlers am Austritt der Kühl flüssigkeit aus dem Ladeluftkühler, Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Flüssigkeitskühlsystem mit Anordnung eines Wärmefernfühlers am Eintritt der Kühlflüssigkeit in die Brennkraftmaschine, Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Flüssigkeitskühlsystem mit Anordnung eines Wärmefernfühlers am Austritt der Kühlflüssigkeit aus der Brennkraftmaschine.
In den Figuren 1 bis 4 ist mit 1 eine Pumpe bezeichnet, die Kühlflüssigkeqt durch eine Brennkraftmaschine 2 fördert. Von einer Austrittsleitung 3 der Kühlflüssigkeit aus der Brennkraftmaschine 2 zweigen ein Bypaß 4 der Brennkraftmaschine 2 und eine Kühlerleitung 5 ab. An die Kühlerleitung 5 schließt sich ein Wärmetauscher 6 an, der mit einer thermostatisch geregelten Bypaßleitung 7 versehen ist. Die Bypaßleitung 7 weist eine Drosselstelle 8 auf und mündet ebenso wie die Kühlerleitung 5 in ein Ventil 9. An das Ventil 9 schließen sich ein Ölkühler 10 und ein Ladeluftkühler 11 in Reihenanordnung an. Von den Kühlern 10 und 11 aus gelangt die Kühlflüssigkeit sodann über die Kühlerleitung 5 zu einer gemeinsamen Mündung mit dem Bypaß 4 der Brennkraftmaschine 2 an der Saugseite der Pumpe 1.
In Figur 1 ist das Ventil 9 als Thermostat ausgeführt, so daß die Regelung in Abhängigkeit von der Temperatur der aus dem Ventil 9 ausströmenden Kühlflüssigkeit abhängig ist. Die Regelung des Ventils 9 gemäß Figur 2 erfolgt in Abhängigkeit von der Temperatur der Kühlflüssigkeit an einem Wärmefernfühler 12 der am Austritt der Kühlflüssigkeit aus dem Ladeluftkühler 11 in der Kühlerleitung 5 angeordnet ist, über eine Geberleitung 13. In Figur 3 ist der Wärmefernfühler 12 am Eintritt der Kühlflüssigkeit in die Brennkraftmaschine 2 also an der Druckseite der Pumpe 1 angeordnet.
Außerdem ist gemäß der Erfindung vorgesehen, den Wärmefernfühler 12 in der Austrittsleitung 3 der Kühlflüssigkeit aus der Brennkraft maschine 2 anzuordnen. Die in den Figuren 2 bis 4 festgelegten Temperaturmeßstellen eignen sich für eine genaue Charakteristik des Temperaturniveaus der Kühlflüssigkeit und somit für die Regelung des Ventils 9.
Bei relativ niedriger Temperatur der Kühlflüssigkeit am Wärmefernfühler 12 bzw. im Ventil 9 wird das Ventil 9 so geregelt, daß der Hauptteil des die Brennkraftmaschine 2 verlassenden KUhlmittelstromes über den Bypaß 4 zur Saugseite der Pumpe 1 gelangt, während ein Teilstrom der Xühlflüssig)ceitsmenge über die Kühlerleitung 5 und die Drossel stelle 8 der Bypaßleitung 7 sowie über das Ventil 9 in den Ölkühler 10 und den Ladeluftkühler 11 und somit ebenfalls zur Saugseite der Pumpe 1 gelangt. Bei Erhöhung der Kühlmitteltemperatur bis zu einem Grenzwert nimmt das Ventil 9 die Mischstellung ein, das heißt neben dem Kühimitteistrom über den Bypaß 4 erfolgt eine Aufteilung des Kühlmitteldromes in der Kühlerleitung 5 entsprechend der Stellung des Ventils 9 in Teilströme über den Wärmetauscher 6 und die Bypaßleitung 7 bzw. die Drossel' 8. Bei der Maximaltemperatur der Kühlflüssigkeit am Ventil 9 oder am Wärmefernfühler 12 wird der Austritt des Wärmetauschers 6 durch das Ventil 9 völlig geöffnet, so daß sich der Kühlflüssigkeitsstrom in Teilströme über den Bypaß 4 und den Wärmetauscher 6 und die Kühler 10 und 11 aufteilt. An der gemeinsamen Einmündung von Bypaß 4 und Kühlerleitung 5 an der Saugseite der Pumpe 1 erfolgt unabhängig von der Stellung des Ventils 9 eine Mischung der beiden unterschiedlich erwärmten Kühlflüssigkeitsteilströme, Dabei ist es wichtig, daß der Querschnitt des Bypasses 4 so gestaltet ist, daß bei Volllast der Brennkraftmaschine 2 die maximal zulässige Motoraustrittstemperatur erreicht jedoch nicht überschritten wird.

Claims

Patentansprüche

.M i Flüssigkeitskühlsystem für eine Brennkraftmaschine mit einer Pumpe zur Förderung der Kühlflüssigkeit durch die Brennkraftmaschine, durch einen mit einer thermostatisch geregelten Bypaßleitung versehenen Wärmetauscher, durch einen Ladeluftkühler und ggfs. einen Ölkühler, und mit einem Bypaß für die Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypaß (4) an der Austrittsleitung (3) des Kühlmittels aus der Brennkraftmaschine (2) abzweigt und einen solchen konstant geöffneten, wirksamen Querschnitt aufweist, daß bei Vollast der Brennkraftmaschine (2) die maximal zulässige Motoraustrittstemperatur erreicht aber nicht überschritten wird.
2. Flüssigkeitskühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Bypaßleitung (7) angeordnete thermostatisch geregelte Ventil (9) über eine Geberleitung (13) mit einem am Austritt der Kühlflüssigkeit aus dem Ladeluftkühler (11) angeordneten Wärmefernfühler (12) verbunden ist.
3. Flüssigkeitskühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Bypaßleitung (7) angeordnete thermostatisch geregelte Ventil (9) mit einem Eintritt der Kühlflüssigkeit in die Brennkraftmaschine (2) angeordneten W&rmefernfühler (12) verbunden ist.
4. Flüssigkeitskühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Bypaßleitung (7) angeordnete thermostatisch geregelte Ventil (9) mit einem an einer Austrittsleitung (3) der Brennkraftmaschine (2) angeordneten Wärmefernfühler (12) verbunden ist.
5. Flüssigkeitskühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bypaßleitung (7) des Wärmetauschers (6) eine Drossel (8) vorgesehen ist, wobei die Drossel (8) den gleichen Strömungswiderstand wie der Wärmetauscher (6) aufweist.
6. Flüssigkeitskühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (8) in der Bypaßleitung (7) des Wärmetauschers (6) einen größeren Strömungswiderstand als der Wärmetauscher (6) hat.