Einrichtung zum Kühlen von Verbrennungsmotoren Das bei Verbrennungsmotoren übliche Kühlsystem besteht aus dem eigentlichen Kühlraum im Motor, einer Kreiselpumpe, einem Kühler, einem Thermosta ten, einem Wärmeaustauscher und den sämtliche Teile verbindenden Rohren. Diese Anordnung zeigt mehrere Nachteile.
Bedingt durch die verhältnismässig niedrige Bau höhe des Motorraumes ist es meist nicht möglich, ein höherliegendes Ausgleichs- und Vorratsgefäss anzubrin gen. Diesen Zweck muss daher oft der obere Wasser kasten des Kühlers erfüllen, der einen abnehmbaren Deckel enthält, um Flüssigkeit nachgiessen zu können. Es ist üblich, in diesen Deckel ein Ventil einzubauen, das schädlichen überdruck im oberen Wasserkasten ablässt. Durch ein gleichzeitig eingebautes Unterdruck ventil, das sich bei Unterdruck öffnet, kann auch dieser ausgeglichen werden.
Nachteilig hierbei ist, dass viel Luft in das System gelangen kann, die korrodierend auf die Metalle und alternd auf die Kühlflüssigkeit ein wirkt, soweit diese nicht nur aus Wasser besteht, son dern Zusatzstoffe, z. B. Frostschutzmittel, enthält.
Infolge der niedrigen Höhe des oberen Wasser kastens und der dadurch bedingten geringen Füllhöhe sowie des engen Querschnittes der flüssigkeitsführenden Rohre oder Lamellen neigt ein derartiges System, und zwar besonders. bei hohen Drehzahlen der Pumpe, dazu, den Luftinhalt des oberen Wasserkastens teilweise anzusaugen und ihn in Form kleiner Blasen im gesam ten System zusammen mit der Kühlflüssigkeit umzuwäl zen. Dies wurde durch umfangreiche Versuche eindeutig nachgewiesen.
Bei manchen Systemen wird der Ausdehnungsraum des oberen Wasserkastens durch ein mittels Schlauch verbindung nachgeschaltetes Gefäss erweitert, das dann das überdruck-Unterdruckventil trägt.
Abgesehen von der chemisch schädlichen Wirkung des Luftsauerstoffes wird durch die Blasenbildung die Wärmeübertragung des Kühlers schlechter. Bei den gro ssen abzuführenden Wärmemengen und den beschränkten Räumen muss aber eine nach Möglichkeit günstige Wärmeabfuhr erreicht werden, besonders wenn Frost schutzmittel-Wassermischungen auch während der hei ssen Jahreszeit benutzt werden.
Die bekannten Kühlsysteme haben einen weiteren Nachteil. An der Saugseite der Pumpe herrscht beson ders bei hohen Pumpendrehzahlen Unterdruck. Befin den sich nun in der Nähe des Pumpensaugstutzens Leckstellen, so werden durch diese Fremdluft einge saugt. Dieser Luftstrom, der durch das System gedrückt wird, ist dann besonders gross, wenn die eingesaugte Luft wieder entweichen kann, z. B. durch einen undich ten oberen Verschluss.
Es ist möglich, mit einer Tech- nikumsapparatur aus handelsüblichen Teilen, deren Pumpe mit der einer Geschwindigkeit von etwa 100 km/Std. entsprechenden Drehzahl läuft, am Anschluss stutzen der Heizung oder am unteren Wasserkasten durch kleine Leckstellen eine Menge von etwa 6 Liter Luft pro Stunde durch das System zu saugen. Es ist selbstverständlich, dass an der Leckstelle Flüssigkeit aus tritt, wenn die Pumpe abgeschaltet wird, da dann der statische Druck der Flüssigkeit im Kühler auf die Leck stelle drückt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein flüssigkeitsgefülltes Kühlsystem für einen Verbrennungs motor, bei dem keine Luft bei Undichtigkeiten einge saugt werden kann.
Es war die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zum Kühlen von Verbrennungsmoto ren zu entwickeln, die aus einem Kühler mit oberem Wasserkasten, unterem Wasserkasten und dazwischen angeordnetem Kühlwassersystem, einer dem Kühler nachgeschalteten Pumpe, einem Motor mit Kühlraum und einem dem Motor parallel geschalteten Wärme tauscher sowie den die Teile verbindenden Rohrleitun gen besteht.
Erfindungsgemäss ist auf der Saugseite der Pumpe ein mit Einrichtungen zum Nachfüllen und mit einem Unterdruckventil versehenes Ausdehnungsgefäss ange- schlossen und der höchste Punkt des Kühlsystems mit einer Vorrichtung zur Entlüftung versehen.
Als Vorrichtung zur Entlüftung ist vorzugsweise ein Überdruckventil angeordnet.
Der höchste Punkt des Kühlsystems ist vorzugs weise mit einem Entlüftungshahn versehen.
Zwischen dem höchsten Punkt des oberen Wasser kastens und dem Ausdehnungsgefäss kann eine Ent lüftungsleitung angeordnet werden.
Um die Anlage in Abhängigkeit von der herrschen den Temperatur bzw. dem zugehörigen Druck zu regeln, ist in der Entlüftungsleitung vorzugsweise ein thermo- statischer Regler vorgesehen.
Es ist möglich, als Entlüftungsleitung einen Teil des Kühlers anzuordnen.
Durch die erfindungsgemässe Anordnung ist es mög lich, den Kühler ohne Blasen und Schaum zu betreiben. Wenn Leckstellen auftreten, kann keine falsche Luft mehr angesaugt werden.
Die stetig wechselnde Betriebstemperatur kann zum Entlüften ausgenützt werden. Dazu muss das Ausdeh nungsgefäss mit einem Unterdruckventil und der obere Wasserkasten mit einem Überdruckventil ausgerüstet sein. Auf diese Weise wird die Luft selbsttätig aus dem System abgeführt. Fehlende Flüssigkeit wird in grösseren Zeitabständen in das Ausdehnungsgefäss eingefüllt.
Besonders schnell kann entlüftet werden, wenn das Kühlsystem zum Kochen kommt und die Dämpfe durch das überströmventil abblasen. Beim Abkühlen muss dann Flüssigkeit aus dem Ausdehnungsgefäss nachge saugt werden.
Die beschriebenen Nachteile im Kühlsystem von Verbrennungsmotoren werden demnach vorzugsweise dadurch vermieden, dass in der Nähe der grössten Saug leistung ein Vorratsgefäss angeschlossen ist und der obere Kühlerkasten vollständig entlüftet wird. Dazu ist es nicht notwendig, dass das Flüssigkeitsniveau im Vor ratsgefäss ebenso hoch oder höher steht als im Kühler. Das Ausdehnungsgefäss kann aber auch höher gelegt werden, wenn der hierzu notwendige Raum vorhanden ist.
Eine vollständige Entlüftung kann auch dadurch erreicht werden, dass der höchste Punkt des Kühl- systems und das Ausdehnungsgefäss durch eine Leitung verbunden sind. Durch diese wird ein kleiner Strom aus Flüssigkeit- und Gasblasen gepumpt. Dabei ist es möglich, diesen Teilstrom zu kühlen oder mit einem Thermostaten abzusperren, sobald eine hohe Kühlwir kung verlangt wird.
In der beiliegenden Abbildung ist die erfindungs- gemässe Einrichtung zum Kühlen von Verbrennungs motoren beispielsweise dargestellt.
Das Kühlsystem besteht aus einem Motor 1, einem Kühler 2 mit einem unteren Wasserkasten 3, einem Röhrensystem 4 und einem oberen Wasserkasten 5, einer vom Motor angetriebenen Pumpe 6, einem Wär- metauscher 7 sowie einer Rohrleitung 8 zwischen Küh ler 2 und Pumpe 6, einer Rohrleitung 9 zwischen dem oberen Wasserkasten 5 und dem Motor und den Wär metauscher 7 mit dem Motorkreislauf verbindenden Rohrleitungen 16 und 10. Über ein Rohr 11 steht ein Ausdehnungsgefäss 12 mit der Rohrleitung 8 in Ver bindung.
Das Ausdehnungsgefäss besitzt an seiner höch sten Stelle ein Unterdruckventil 17, der obere Wasser kasten ein Überdruckventil 13. Zwischen der Rohrlei tung 11 und dem unteren Wasserkasten 3 ist ein Ablass- ventil 14 eingebaut, in der Rohrleitung 9 ein Schliess ventil 15.
Will man über das Ausdehnungsgefäss belüften, so muss eine Leitung vom höchsten Punkt des Kühl systems in das Ausdehnungsgefäss geführt werden. Diese Leitung muss unter Flüssigkeitsdruck stehen, wenn das Flüssigkeitsniveau im Ausdehnungsgefäss nicht den höchsten Punkt des Kühlsystems darstellt. Um die Flüssigkeitsverluste beim Überkochen klein zu halten, ist es ratsam, das Sicherheitsüberdruckventil immer in der Nähe des höchsten Punktes und am Ende einer von dem Motor ausgehenden, stetig steigenden Leitung anzuordnen.