DE2839365A1

DE2839365A1 - Brennkraftmaschinenkuehlung, insbesondere motorkuehlung fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2839365A1
Application number: DE19782839365
Authority: DE
Inventors: Helmut Wulf
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1978-09-09
Filing date: 1978-09-09
Publication date: 1980-03-20

Description

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Daimler-Benz Aktiengesellschaft
Stuttgart-Untertürkheim

- ¹ * Dairo 12 16.3/4

7.P.78

Brennkraftmaschinenkühlung, insbesondere Motorkühlung für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschinenkühlung, insbesondere eine Motorkühlung für Kraftfahrzeuge mit einem Motorkühler.

Die üblichen Brennkraftmaschinenkühlungen, so auch die Motorkühlungen für Kraftfahrzeuge arbeiten mit einem Wassermantel für die Brennkraftmaschine und einem meist geschlossenen Kühlsystem, bei dem die Wassermenge über einen zwischengeschalteten 'Wasserkühler umgewälzt wird. Für die Zwangsumwälzung ist dabei eine verhältnismäßig hohe Pumpleistung erforderlich, was zusätzliche Leistung, einen zusätzlichen Raumbedarf und insbesondere auch zusätzliches Gewicht bedingt, da die insoweit verwendeten Teile verhältnismäßig schwer bauen. Nachteilig ist in diesem Zusammenhang ferner auch, daß der notwendige Pumpenantrieb eine spezielle Anordnung der Pumpe am Motor bedingt, falls nicht zusätzliche konstruktive Nachteile in Kauf genommen werden sollen.

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Durch die Erfindung soll demgegenüber eine in ihrer Auslegung flexiblere Brennkraftmaschinenkühlung geschaffen werden, bei der bevorzugt auch auf einen pumpenabhängigen Zwangsumlauf verzichtet werden kann.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Kühler durch den als Flächenkondensator ausgebildeten Kondensationsteil eines Wärmerohres gebildet wird. Hierbei wird einerseits von den bekannten Vorteilen von Wärmerohren Gebrauch gemacht, große Wärmemengen über praktisch beliebige Strecken ohne von außen zugeführte Pumpleistung transportieren zu können. Andererseits kann die Wärme verhältnismäßig gezielt an den kritischen Zonen des Motores abgenommen werden, so daß auf einen Zwangsumlauf im Motorkühlmantel ebenfalls verzichtet werden kann. Drittens ermöglicht die Ausbildung des Kondensationsteils als Flächenkondensator räumlich günstige Anordnungen, wobei von den bisher üblichen Kühleranordnungen weitgehend abgewichen werden kann.

In Ausgestaltung der Erfindung erweist es sich dabei als zweckmäßig, den Kondensationsteil einer Außenwand des Fahrzeuges, so insbesondere der Motorhaube zuzuordnen, wobei die Motorhaube gegebenenfalls einstückig mit dem Kondensationsteil ausgebildet sein kann. Derartige Lösungen sind4nsbesondere in Verbindung mit Laxhtbaustoffen vorteilhaft und zT\^reckmäßig, und zwar insbesondere dann₉ wenn Wärmerohrsysteme Verwendung finden, die mit geringen Innendrücken arbeiten. Neben der Zuordnung zur Motorhaube können zweckmäßigernase auch Radläufe, Kotflügeloberteile und sonstige, dem Luftstrom insbesondere ausgesetzte Fahr-

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zeugteile zur Anbringung des Kondensationsteiles herangezogen werden, bzw. gegebenenfalls auch als Kondensationsteil ausgebildet sein.

Insbesondere in Verbindung mit der Möglichkeit, Wärmeströme zu verzweigen ist es im Rahmen der Erfindung auch zweckmäßig, wenn zumindest ein Teil des Kondensationsteiles des Wärmerohres als Ileizluftwärmetauscher zumindest teilweise im Ileizluftstrom liegt, wobei es sich im Rahmen der Erfindung als z\\reckmäßig erweist, den insoweit verwendeten Teil des Wärmerohres gegebenenfalls unabhängig vom übrigen Wärmerohrsystem zu regeln.

Im Rahmen der Erfindung erweist es sich als zweckmäßig, wenn dem zu kühlenden Motor ein geschlossener Kühlwassermantel zugeordnet ist, der insbesondere im Bereich seiner exponierten Stellen mit einem oder mehreren Verdampferteilen des zur Kühlung eingesetzten Wärmerohrsystemes in Verbindung steht. Darüber hinaus ist es aber auch möglich, den Verdampferteil des Wärmerohrsystemes unmittelb;) r dem Motorgehäuse zuzuordnen, so daß die Zylinderkopf- bzw. Motorblockhohlräume unmittelbar als Verdampferrohre dienen. Hierdurch ergibt sich zwar eine weitere Gewichtsersparnis, ein gesonderter Wassermantel ermöglicht aber ohne weitere konstruktive Maßnahmen bereits eine bessere Geräuschdämmung.

Die Erfindung wird im folgenden mit weiteren Einzelheiten anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 in schematisierter und teils geschnitte- . ner Darstellung einen Ausschnitt eines Personenkraftwagens mit Motorkühlung über ein Wärmerohrsystem,

Fig. 2 eine Frontansicht der Darstellung gemäß

Fig. 1, wobei zusätzlich eine weitere Anordnung des Kondensationsteiles des Wärmerohr systeme s strichliert dargestellt ist, und

Fig. 3 von dem der Motorhaube zugeordneten Kondensationsteil des Wärmerohrsystemes in Schnittdarstellung einen in Fig. 2 angegebenen Ausschnitt III.

Der in den Figuren schematisiert dargestellte Personenkraftwagen ist mit 1 bezeichnet und umfaßt einen Motorraum 2, in dem eine übliche Hubkolbenbrennkraftmaschine 3 angeordnet ist. Diese hier nur ausschnittsweise dargestellte Brennkraftmaschine 3 weist einen Zylinderkopf 4 sowie einen Motorblock 5 auf, denen jeweils ein hier nicht näher dargestellter Kühlwassermantel zugeordnet ist, wobei der Kühlwassermantel von Zylinderkopf und Motorblock sowohl getrennt wie auch zusammengefaßt ausgeführt sein kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel, das, wie gesagt, eine schematisierte, lediglich das Prinzip erläuternde Darstellung zeigt, ist sowohl dem Zylinderkopf 4 wie auch dem Motorblock 5 zumindest jeweils ein in den Wassermantel ragender Verdampferteil 6a bzw. 6b eines Wärmerohrsystems zugeordnet, das einen gemeinsamen Kondensationsteil 7 so-

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wie zu diesem führende Übertiagungsteile 8a, 8b in Form von Leitungsverbindungen aufxveist. Diese Leitungsverbindungen sind bevorzugt flexibel. Der Kondensationsteil 7 ist beim dargestellten Ausführungsbexspiel als Flächenwärmetauscher ausgebildet, der der"'Motorhaube 9 zugeordnet ist, wobei der Kondensationsteil insoweit ein gesondertes Bauteil bilden kann oder auch in die Motorhaube 9 integriert sein kann. Weiter kann der Kondensationsteil gegebenenfalls auch untergliedert sein, so daß im Bedarfsfall verschiedene Verbraucher über den Kondensationsteil mit verschiedenen Wärmemengen versorgt werden können.

Im Ausführungsbeispiel ist in Fig. 1 des weiteren noch schematisch angedeutet, daß die Durchströmung des Kondensationsteiles mit Kühlluft durch ein zusätzliches Gebläse 1o intensiviert werden kann, wobei davon ausgegangen ist, daß zumindest im Fahrbetrieb ein wesentlicher Teil der Kühlluft durch den Fahrwind gebildet ist.

In der Darstellung gemäß Fig. 1 sind die Verdampferteile 6a und 6b als liegende, sich in Längsrichtung des Motorblockes erstreckende, rohrförmige Teile dargestellt. Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung auch abweichende Ausführungsformen möglich und es liegt ferner im Rahmen der Erfindung, die Verdampferrohre beispielsweise stehend anzuordnen, und zwar in Ausrichtung auf

besonders
die thermisch/hoch beanspruchten Zonen.

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Neben der Zuordnung des Kondensationsteiles 7 zur Motorhaube 9 veranschaulicht Fig. 2 des weiteren noch eine Anordnung für das Kondensationsteil, bei der dieses durch mehrere, in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende und seitlich etwa angrenzend an den Radkastenbereich des Fahrzeuges liegende Flächenkondensatoren 11 gebildet ist. Diese sind hier mit der entsprechenden Anschlußleitung lediglich strichliert angedeutet.

Fig. 2 zeigt des weiteren auch, daß die Übertragungsteile 8a und 8b sich im Übergang vom Verdampfungfsteil 6a bzw. 6b zum Kondensationsteil 7 erweitern, um ein möglichst flächiges Hinströmen der Gase in den Kondensationsteil zu ermöglichen.

Eine im Rahmen der Erfindung liegende, bevorzugte Ausgestaltung für die Anordnung des Kondensationsteiles 7 im Bereich der Motorhauc 9 zeigt Fig. 5, die einen vergrösserten Ausschnitt darstellt, wobei die Motorhaube hier doppelschalig ausgebildet ist und zwischen ihrer äußeren Wand 9a und ihrer inneren Wand 9b den mit Kühlrippen 12 versehenen Kondensatorteil 7 aufnimmt, wobei die Kühlrippen 12 beiderseits der wärmeabgebenden Oberfläche des den Kondensationsraum begrenzenden Hohlkörpers angeordnet sind. Liine solche doppelschalige Ausbildung der Motorhaube ermöglicht in bevorzugtem Maß eine gezielte Kühlluftführung.

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Im Hinblick darauf, daß das verwendete Wärmerohrsystem mit verhältnismäßig geringer Trägheit arbeitet, kann es von
Vorteil sein,beispielsweise im Übertragungsweg zur Heizung wärmespeichernde Einrichtungen vorzusehen. Solche sind in
Fig. 1 mit 13 angedeutet und durch einen den Heizluftkanal 14 umschließenden Wärmespeichermantel gebildet.

Durch die für das Wärmerohrsystem vorgesehene Regelung ist es im Rahmen der Erfindung möglich, motorseitig feinfühlig die jeweils gewünschte Temperatur aufrechtzuerhalten, wobei die Regelung dahingehend ausgelegt ist, daß am Verdampferteil die der gewünschten Motortemperatur entsprechende Temperatur aufrechterhalten wird.

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Leerseite

Claims

Daimler-Benz Aktiengesellschaft
Stuttgart-Untertürkheim

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7.9.78

Ansprüche

Brennkraftmaschinenkühlung, insbesondere Motorkühlung für Kraftfahrzeuge mit einem Motorkühler, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler durch den als Flächenkondensator (11) ausgebildeten Kondensationsteil (7) eines Wärmerohres gebildet ist.
2. Brennkraftmaschinenkühlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensationsteil 0 einer Außenwand des Fahrzeuges, insbesondere der Motorhaube (9) zugeordnet ist.
3. Brennkraftmaschinenkühlung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorhaube mit dem Kondensationsteil einstückig ausgebildet ist.
4. Brennkraftmaschinenkühlung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensationsteil als Heizluft-Wärmetauscher zumindest teilweise im Heizluftstrom liegt.

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ORIGINAL INSPECTED

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5. Brennkraftmaschinenkühlung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn-

z e ic h η e t , daß der Verdampferteil durch zumindest ein Teil des Motormantels gebildet ist.
6. Brennkraftmaschinenkühlung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß der Verdampferteil (6a, 6b) als Wärmetauscher im Wassermantel des Motores angeordnet ist.

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