DE3707789C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kühlsystem für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Brennkraftmaschinen wird allgemein angestrebt, nach dem Starten eine schnelle Erwärmung des Zylinderkurbel­ gehäuses auf Betriebstemperatur zu erreichen, um den Kaltverschleiß so gering wie möglich zu halten und im betriebswarmen Zustand den Zylinderkopf intensiv zu kühlen, um die Klopfneigung zu verringern und mit verbrauchsgünstigeren Zündwinkeln arbeiten zu können. Um dieses Ziel zu erreichen, ist es bekannt (AT-PS 2 83 824) für den Zylinderkopf und das Zylinderkurbel­ gehäuse getrennte Kühlflüssigkeitssysteme vorzusehen, um für diese beiden Bauteile jeweils die optimalsten Temperaturverhältnisse zu schaffen. Der Aufwand für zwei getrennte Kühlsysteme mit jeweils einer Umwälz­ pumpe, einem Kühler und einem Thermostatventil ist jedoch außerordentlich aufwendig.

Aus der DE-OS 33 17 454 ist ein Kühlsystem bekannt, bei dem entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 von der Förderleitung der Pumpe eine erste Zulaufleitung zum Zylinderkurbelgehäuse und eine zweite Zulaufleitung zum Zylinderkopf abzweigt und bei dem die Rücklaufleitungen vom Zylinderkurbelgehäuse und vom Zylinderkopf miteinander vereinigt und mit der Saugleitung der Pumpe verbunden sind. Dabei ist sowohl in der Rücklaufleitung vom Zylinderkopf als auch in der Rücklaufleitung vom Zylinderkurbelgehäuse vor der Vereinigung dieser beiden Leitungen jeweils ein Thermostatventil angeordnet, das von der Temperatur des aus dem Zylinderkopf bzw. aus dem Zylinderkurbelgehäuse rückströmenden Kühlwassers beaufschlagt wird, so daß die Kühlwassertemperatur des Zylinderkopfes und die Kühlwassertemperatur des Zylinderkurbelgehäuses unabhängig voneinander gesteuert werden. Die vereinigten Rücklaufleitungen sind durch einen Kühler und eine diesen umgehende Bypassleitung mit der Saugleitung der Pumpe verbunden, wobei die Strömung durch den Kühler und durch die Bypassleitung durch ein Doppelventil entsprechend dem Kühlbedarf der Brennkraftmaschine gesteuert wird. Bei diesem Kühlsystem wird angestrebt, durch Vermeidung eines Kühlwasseraustausches zwischen dem Kühlwasserkreislauf des Zylinderkopfes und dem Kühlwasserkreislauf des Zylinderkurbelgehäuses während der Warmlaufphase ein schnelleres Erwärmen des Kühlwassers im Kühlwasserkreislauf des Zylinderkopfes zu erreichen und damit die Warmlaufphase der Brennkraftmaschine zu verkürzen und eine Bereitstellung von Heizleistung für einen aus dem Kühlwasserkreislauf des Zylinderkopfes mit Kühlwasser versorgten Heizkreislauf für die Fahrgastzelle zeitiger zu gewährleisten. Durch die Anordnung von zwei Thermostatventilen und einem die Bypassleitung steuernden Doppelventil ist dieses Kühlsystem ebenfalls verhältnismäßig aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühl­ system zu schaffen, bei dem optimale Temperaturver­ hältnisse sowohl für den Zylinderkopf als auch für das Zylinderkurbelgehäuse ohne irgendwelche zusätz­ liche Bauteile als die bereits jetzt bei jeder flüssig­ keitsgekühlten Brennkraftmaschine vorhandenen zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Kühlsystem wird nur die zur Kühlung des Zylinderkopfes bestimmte Kühlflüssigkeit durch den Flüssigkeitskühler geschickt, dies jedoch im Gegensatz zu den bekannten Kühlsystemen ständig, und die Eintrittstemperatur der Kühlflüssigkeit in das Zylinderkurbelgehäuse wird auf einem konstanten, optimalen Wert gehalten, indem durch das Thermostat­ ventil der aus dem Zylinderkurbelgehäuse zurückströmen­ den, erwärmten Kühlflüssigkeit eine entsprechende Menge an Kühlflüssigkeit beigemischt wird, die aus dem Zylinderkopf zurückströmt. Diese Kühlflüssigkeit ist naturgemäß kühler als die aus dem Zylinderkurbel­ gehäuse zurückfließende Flüssigkeit, da sie vorher durch den Flüssigkeitskühler geleitet worden war.

Es hat sich im Betrieb gezeigt, daß sich nach einer relativ kurzen Zeit nach dem Start ein Gleichgewichts­ zustand einstellt, bei dem der Zylinderkopf erheblich kühler ist als das Zylinderkurbelgehäuse, wobei die optimalen Temperaturen durch entsprechende Bemessung des Kühlers, der Leitungsquerschnitte, der Regel­ charakteristik des Thermostatventils usw. eingestellt werden können.

Wie vorstehend erwähnt, soll eine möglichst konstante Eintrittstemperatur für die in das Zylinderkurbelge­ häuse strömende Kühlflüssigkeit erreicht werden. Da­ her ist es zweckmäßig, das wärmeempfindliche Regel­ element des Thermostatventils mit der Mischtemperatur zu beaufschlagen, die sich nach dem Mischen der zu­ rückströmenden Flüssigkeit aus dem Zylinderkopf und dem Zylinderkurbelgehäuse einstellt.

Das Thermostatventil kann, wie an sich bekannt, einen engen Bypasskanal enthalten, um auch bei geschlossenem Ventil eine Entlüftung der Hohlräume im Zylinderkopf sowie einen geringfügigen Durchsatz zu ermöglichen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgen­ den unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in der eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit ihrem Kühlsystem schematisch dargestellt ist.

Die Brennkraftmaschine 1 weist ein Zylinderkurbelge­ häuse 2 und einen Zylinderkopf 3 auf, die voneinander getrennte, oder nur durch Entlüftungsbohrungen mit­ einander verbundene, schematisch dargestellte Hohl­ räume 2a und 3a enthalten, welche von Kühlflüssigkeit durchströmt werden. Mit 4 ist eine Kühlflüssigkeits- Förderpumpe bezeichnet, von deren Förderleitung 5 eine erste Zulaufleitung 6 zu den Hohlräumen im Zylinder­ kurbelgehäuse 2 und eine zweite Zulaufleitung 7 zu den Hohlräumen im Zylinderkopf 3 abzweigt. In der zweiten Zulaufleitung 7 ist ein Flüssigkeitskühler 8 angeordnet.

Die Rückflußleitung 9 aus dem Zylinderkurbelgehäuse 2 und die Rückflußleitung 10 aus dem Zylinderkopf 3 vereinigen sich und sind mit der Saugleitung 11 der Pumpe 4 verbunden. In der Rücklaufleitung 10 vom Zylinderkopf 3 ist ein Thermostatventil 12 angeordnet, dessen Ventilkörper 13 durch eine Feder 14 in der dar­ gestellten Offenstellung gehalten wird und durch ein Dehnstoffelement 15 in Schließrichtung beaufschlagt werden kann. Das Dehnstoffelement 15 erstreckt sich in einen Raum 16, der von den vereinigten zurück­ strömenden Kühlflüssigkeitsströmen aus den Leitungen 9 und 10 durchströmt wird und in dem demzufolge eine bestimmte Mischtemperatur herrscht, die im wesent­ lichen der Eingangstemperatur der Kühlflüssigkeit in das Zylinderkurbelgehäuse 2 und in den Kühler 8 ent­ spricht.

Das Thermostatventil 12 ist so eingestellt, daß beim Kühlwassereintritt in das Zylinderkurbelgehäuse 2 eine konstante Temperatur von beispielsweise 90°C herrscht. Solange diese Temperatur nicht erreicht ist, schließt der Ventilkörper 13 die Rücklaufleitung 10 ab und es wird nur das das Zylinderkurbelgehäuse 2 durch­ strömende Kühlwasser umgewälzt, wodurch eine schnelle Erwärmung des Zylinderkurbelgehäuses auf Betriebs­ temperatur eintritt. Wird diese Temperatur über­ schritten, so öffnet das Thermostatventil 12 und es strömt nun Kühlflüssigkeit durch den Kühler 8, den Zylinderkopf 3 und die Leitung 10 zur Leitung 9, wodurch die durch die Leitung 9 zurückströmende Kühl­ flüssigkeit gekühlt wird. Aufgrund des Umstandes, daß die den Zylinderkopf 2 durchströmende Flüssigkeit zu­ erst den Kühler 8 durchströmen muß, findet eine sehr intensive Kühlung des Zylinderkopfes 3 statt, wodurch die Klopfneigung verringert wird.

Um auch bei geschlossenem Thermostatventil 12 eine Entlüftung der Hohlräume 3a im Zylinderkopf 3 zu gewährleisten, kann, wie an sich bekannt, eine schematisch angedeutete Bypassleitung 17 vorgesehen sein.

Claims (3)

1. Kühlsystem für eine Brennkraftmaschine (1), die ein Zylinderkurbelgehäuse (2) und einen Zylinderkopf (3) mit von Kühlflüssigkeit durchströmten Hohlräumen aufweist, mit einer Flüssigkeitspumpe (4), einem Flüssigkeitskühler (8) und einem Thermostatventil (12), wobei von der Förderleitung (5) der Pumpe (4) eine erste Zulaufleitung (6) zum Kurbelgehäuse (2) und eine zweite Zulaufleitung (7) zum Zylinderkopf (3) abzweigt und die Rücklaufleitungen (9, 10) vom Zylinderkurbelgehäuse (2) und vom Zylinderkopf (3) miteinander vereinigt und mit der Saugleitung (11) der Pumpe (4) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitskühler (8) in der Zulaufleitung (7) zum Zylinderkopf (3) vorgesehen ist und daß das Thermostatventil (12) in der Rücklaufleitung (10) vom Zylinderkopf (3) angeordnet und von der Temperatur der aus dem Zylinderkurbelgehäuse (2) zurückströmenden Kühlflüssigkeit beaufschlagt ist.

2. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermostatventil (12) von der Mischtemperatur der vereinigten Kühlflüssigkeitsströme aus dem Zylinderkurbelgehäuse (2) und aus dem Zylinder­ kopf (3) beherrscht ist.

3. Kühlsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Thermostatventil (12) in be­ kannter Weise einen Bypasskanal (17) aufweist, der bei geschlossenem Ventil eine geringe Flüssig­ keitsmenge durchläßt.