DE871659C - Aufgeladene Brennkraftmaschine mit zwei voneinander getrennten Kuehlwasserkreislaeufen - Google Patents

Description

• Aufgeladene Brennkraftmaschine mit zwei voneinander getrennten Kühlwasserkreisläufen Die Erfindung betrifft aufgeladene Brennkraftmaschinen mit zwei voneinander getrennten Kühlwasserkreisläufen für Motor- und Ladeluftkühlung.
• Bei der Aufladung von Verbrennungskraftmaschinen. ist es zweckmäßig, die durch den nahezu adiabatisch verlaufenden Verdichtungsvorgang im Aufladegebläse stark erwärmte Ladeluft möglichst intensiv zu kühlen, bevor sie dem Motorzylinder zugeführ t wird. Man verwendet hierzu in bekannter Weise Ladeluftkühler, welche in der Regel als Wärmeaustauscher zwischen Luft und Kühlwasser ausgebildet sind. Bei ortsfesten oder Schiffsmotoren bereitet es keine Schwierigkeiten, diese Wärmeaustauscher mit Frischwasser aus Brunnen, Wasserleitung oder von Außenbord zu versorgen. Bei Fahrzeugbrennkraftmaschinen muß jedoch aus Gründen der Raum- und Gewichtsersparnis ein Umlaufkühlsystem verwendet werden. Das bei jedem flüssigkeitsgekühlten Fahrzeugmotor für die Zylinder- und Zylinderkopfkühlung bereits vorhandene Umlaufkühlsystem ist für die Ladeluftkühlung nicht verwendbar, weil dessen Temperaturniveau bei 8o bis 9o° liegt und somit kein ausreichendes Wärmegefälle gegenüber der Ladelufttemperatur von etwa go bis rro° vorhanden ist.
• Es ist bereits eine Bauart bekanntgeworden, die zwei Umlaufkühlsysteme für Motor- und Ladeluftkühlung aufweist. Einem jeden dieser Kühlwasserkreisläufe ist jedoch eine besondere Pumpe zugeordnet. Außerdem ist dabei jedem der Kühlwasserkreisläufe ein und derselbe iKühler gemeinsam, der eine der Ladeluftkühlung dienende und im allgemeinen Kühlsystem liegende Erweiterung enthält. Diese Bauweise hat den Nachteil eines weitgehend starren Temperaturverhältnisses beider Kühlwasserkreisläufe. Die Verwendung von zwei voneinander getrennten Pumpen wirkt verteuernd, führt zu einem unübersichtlichen Aufbau und erschwert die Kontrolle der Maschine.
• Diese Nachteile werden der Erfindung gemäß dadurch vermieden, daß beiden Kreisläufen eine vorzugsweise als Schleuderpumpe ausgebildete Umlaufpumpe gemeinsam ist, auf deren einzigem Laufrad zwei den unterschiedlichen Umlaufmengen angepaßte, verschieden gestaltete Beschaufelungen angeordnet sind.
• Kreiselpumpen mit zwei auf einem gemeinsamen Laufrad angeordneten Beschaufelungen sind zwar bekannt, jedoch besitzen diese Pumpen gleiche Beschaufelungen auf beiden Radseiten, weil die Anordnung zum Ausgleich des beim Betrieb entstehenden Axialdruckes dient. Derartige Pumpen weisen wohl getrennte Zuleitungen auf, arbeiten aber mit beiden Beschaufelungen in die gleiche Rohrleitung. Es ist jedoch neu, beide Beschaufelungen verschieden auszubilden und zwei Förderflüssigkeiten verschiedener Temperatur mit einer gemeinsamen Pumpe umzuwälzen.
• In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. i zwei Kühlwasserkreisläufe I, II für die Motor- bzw. Ladeluftkühlung, Fig.2 eine besonders vorteilhafte Ausführung des Laufrades der Kühlflüssigkeitsumwälzpumpe. Im Kühlwasserkreislauf I für die Brennkraftmaschine ist die beiden Kühlwasserkreisläufen gemeinsame Schleuderpumpe i durch eine Leitung 2 mit dem Motor 17 wässerzuführend verbunden. Die vom Motor 17 ausgehende wasserabführende Leitung 3 ist an den Wasserrücklaufkühler q. angeschlossen, dessen Ableitung 5 zum Ansaugstutzen ia der Schleuderpumpe i führt.
• Beim Kühlwasserkreislauf II führt eine von der Schleuderpumpe i ausgehende Leitung 6 wasserzuführend zum Wasserrückkühler 7. Eine Leitung 8 verbindet den Wasserrückkühler 7 mit dem Ladeluftkühler 15. Eine von diesem ausgehende Leitung 16 ist an einem zweiten Ansaugstutzen ib der Schleuderpumpe i angeschlossen. An Stelle der Anordnung des Ladeluftkühlers 15 zwischen den Leitungen 8 und 16 kann dieser auch unter unmittelbarer Verbindung dieser Leitungen in der Leitung 6 vorgesehen werden.
• Die Pumpe i hat zwei Beschaufelungen 9 und io, welche zwar auf einem einzigen Laufrad angeordnet, aber mit verschiedenen Profilen, Querschnitten, Ein- und Austrittsdurchmessern usw. versehen sind. Hierdurch wird der Umlauf beider Kühlwassersysteme getrennt durchgeführt, so daß, außer bei der ' gemeinsamen Scheibenfläche des Pumpenlaufrades, keine Wärmeaüstauschrnöglichkeit zwischen Kreislauf I und II gegeben ist. Das Temperaturniveau in Kreislauf I kann daher so hoch gehalten werden, wie es für den Motorbetrieb zur Verhütung von Korrosionserscheinungen im Verbrennungsraum zweckmäßig ist, ohne daß der Kühleffekt des Ladeluftkühlers benachteiligt wird. Da die Umlaufmenge des Kreislaufes 1I erheblich kleiner ist als diejenige von I, wird die Pumpenbeschaufelung io mit entsprechend kleineren Querschnitten ausgeführt.
• Aus baulichen Gründen besitzt jede Kreiselpumpe einen Spalt zwischen Laufrad und Spiralgehäuse. Dieser Spalt i i erfüllt bei der Erfindung noch eine besondere Aufgabe. Wird nämlich das Kühlwasser am höchstgelegenen Punkt 13 der Anlage aufgefüllt, so wird das System I unmittelbar mit Wasser versorgt; gleichzeitig fließt aber ein Teil des eingefüllten Wassers über den Spalt i i, da ja beim Auffüllen des Wassers die Pumpe stillsteht, nach System II über. Es kann also nicht vergessen werden, beim Fahrfertigmachen der Anlage auch das Ladeluftkühlsystem mit Wasser zu versorgen. Umgekehrt wird, wenn bei Frostgefahr die Kühlflüssigkeit durch Öffnen des am tiefsten Punkt angeordneten Ablaßventils 12 abgelassen wird, auch das Ladeluftkühlsystem über Spalt ii zwangsläufig entleert, so daß durch die Einführung des Aufladebetriebes mit seinem selbständigen X ühlwasserumlaufsystem dank der Erfindung keine Vermehrung der Wartungsarbeiten eintritt.
• Auch bei der Anordnung gemäß der Erfindung tritt nach Stillsetzen der Anlage ein allmählicher Temperaturausgleich in der Pumpe ein, und zwar über Spalt i i und über die beiden Pumpenteilen gemeinsamen Wandflächen des Laufrades. Dieser Ausgleich ist aber, da er nur bei stillstehendem Motor vorhanden ist, ohne Nachteil auf die Funktion der Erfindung. Durch den verschieden starken Wärmeanfall in den Systemen I und Il und dank der verschieden großen, in Umlauf gesetzten Wassermengen in beiden Systemen tritt sehr bald nach Inbetriebnahme der Anlage wieder das erwünschte unterschiedliche Temperaturniveau ein.
• Der durch das Laufrad der Schleuderpumpe vermittelte Temperaturausgleich kann durch die Gestaltung desselben als Hohlscheibe 1q. (Fig. 2) nachhaltig eingeschränkt werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Aufgeladene Brennkraftmaschine mit zwei voneinander getrennten 'Kühlwasserkreisläufen für Motor- und Ladeluftkühlung, dadurch gekennzeichnet, daß beiden Kreisläufen (I, II) eine vorzugsweise als Schleuderpumpe (i) ausgebildete Umlaufpumpe gemeinsam ist, auf deren einzigem Laufrad zwei den unterschiedlichen Umlaufmengen angepaßte, verschieden gestaltete Beschaufelungen (9, io) angeordnet sind.
2. 2. Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beiden Pumpenkreisläufen (I, 1I) eine einzige Füll--und Ablaßvorrichtung (13,. 12) gemeinsam ist, derart, daß durch einen in der Umlaufpumpe (z) zwischen Läufer und Pumpengehäuse vorgesehenen, beide Kreisläufe verbindenden Spalt (ii) zwangsläufig eine gleichzeitige Auffüllung und Entleerung dieser Kreisläufe möglich ist.
3. 3. Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad der Schleuderpumpe (i) als wärmedämmende Hohlscheibe (x4) ausgebildet ist.
4. Aufgeladene ßrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche r bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß heile Kühlwasserkreisläufe mit verschiedenem Temperaturniveau betreibbar sind.
5. 5. Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch i und a., dadurch gekennzeichnet, daß jedem Kühlwasserkreislauf ein besonderer Kühler zugeordnet ist.