DE1025675B

DE1025675B - Adjustable air cooling for internal combustion engines

Info

Publication number: DE1025675B
Application number: DED19502A
Authority: DE
Inventors: Eugen Stump
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1955-01-10
Filing date: 1955-01-10
Publication date: 1958-03-06

Description

Regelbare Luftkühlung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine regelbare Luftkühlung für Brennkraftmaschinen, insbesondere Fahrzeugmaschinen, und bezweckt vor allem, die Intensität der Kühlung den jeweiligen Bedürfnissen in zweckmäßiger Weise anzupassen, derart, daß bei geringer Belastung eine geringe Kühlwirkung und bei hoher Belastung eine starke Kühlwirkung erzielt wird.Controllable air cooling for internal combustion engines The invention relates on controllable air cooling for internal combustion engines, especially vehicle engines, and the main purpose is to adjust the intensity of the cooling to the respective needs expediently adapt in such a way that a low cooling effect when the load is low and a strong cooling effect is achieved at high loads.

Bei bekannten Einrichtungen wird die Menge der Kühlluft mittels Klappen geregelt, welche dem Kühlmantel vor- und/oder nachgeschaltet sind. Bei teilweise geöffneten Klappen staut sich die Kühlluft vor den Klappen, und die dadurch hervorgerufene Wirbelbildung erlaubt keine genau regelbare Kühlung. Bei Flugmotoren ist es bekannt, vor Eintritt des Kühlluftstroms in den Kühlmantel einen Teilluftstrom abzuzweigen und nach dem Verlassen des Kühlmantels wieder der Abluft zuzuführen. Bei diesen Einrichtungen ist jedoch eine Regelung des wirksamen Kühlluftstroms nicht vorgesehen und damit eine einwandfreie Regelung der Kühlung nicht möglich.In known devices, the amount of cooling air is controlled by means of flaps regulated which are upstream and / or downstream of the cooling jacket. With partially When the flaps are open, the cooling air and the resulting air build up in front of the flaps Vortex formation does not allow precisely controllable cooling. In aircraft engines it is known Before the cooling air flow enters the cooling jacket, branch off a partial air flow and after leaving the cooling jacket to be fed back into the exhaust air. With these However, there is no provision for regulating the effective cooling air flow and therefore perfect control of the cooling is not possible.

Es wurde auch vorgeschlagen, den Kühlluftstrom je nach Kühlbedarf von den Zylindern abzuschirmen. Diese Maßnahme erlaubt ebenfalls keine genaue Regelbarkeit der Kühlung.It has also been suggested to adjust the flow of cooling air according to cooling needs shield from the cylinders. This measure also does not allow precise controllability the cooling.

Um die Kühlung der Motorzylinder dem Kühlbedarf anpassen zu können, sieht die Erfindung vor, daß sowohl die durch die Kühlmäntel als auch die um die Kühlmäntel herum fließenden Luftströme regelbar bzw. absperrbar sind, insbesondere derart, daß bei Freigabe der die Kühlmäntel durchströmenden Luft die zwischen den Kühlmänteln hindurchtretende Luft gesperrt wird, und umgekehrt. Dadurch, daß beide Luftströme regelbar sind, läßt sich bei gegebenem Gesamtluftdurchsatz das Verhältnis der die Zylinder umströmenden Luftmenge zu der die Umgehungsleitungen durchströmenden Luftmenge sehr genau regeln.In order to be able to adapt the cooling of the engine cylinders to the cooling requirement, the invention provides that both by the cooling jackets and by the Air currents flowing around cooling jackets can be regulated or shut off, in particular such that when the air flowing through the cooling jackets is released between the Air passing through cooling jackets is blocked, and vice versa. Because both Air flows can be regulated, the ratio can be determined for a given total air throughput the amount of air flowing around the cylinders to that flowing through the bypass lines Regulate the air volume very precisely.

Es können die Regel- oder Absperrorgane in Stromrichtung der Kühlluft in an sich bekannter Weise hinter den Zylindern angeordnet sein. Von besonderem Vorteil ist es jedoch, daß den in Stromrichtung hinter den Zylindern angeordneten Regel- oder Sperrorganen weitere Regel- oder Sperrorgane für einen Teil der Kühlluftströme, z, B. für die Luftströme, welche zwischen den die Zylinder umgebenden Kühlmänteln hindurchgeführt sind, auf der Eintrittsseite der Luft vorgeschaltet sind.The regulating or shut-off devices can flow in the direction of flow of the cooling air be arranged in a known manner behind the cylinders. Of special However, it is advantageous that the cylinders arranged behind the cylinders in the direction of flow Regulating or blocking organs further regulating or blocking organs for part of the cooling air flows, e.g. for the air flows between the cooling jackets surrounding the cylinders are passed, are connected upstream of the air on the inlet side.

Die Regelung der Kühlluftmenge kann durch Absperr- oder Drosselorgane bewirkt werden, welche in Richtung des Luftstromes hinter den Zylindern, z. B. jalousieartig aufgereiht, angeordnet sind. Die Zu- und Abführung der Kühlluft kann durch Sammelleitungen erfolgen, -welche zur gemeinsamen Zuführung bzw. zur gemeinsamen Abführung der Kühlluft dienen und sich z. B. auf den aneinander gegenüberliegenden Längsseiten der Maschine erstrecken.The amount of cooling air can be regulated by shut-off or throttling devices be effected, which in the direction of the air flow behind the cylinders, z. B. blind-like lined up, arranged. The supply and discharge of the cooling air can be through collecting lines take place, -which for the common supply or for the common discharge of the cooling air serve and z. B. on the opposite long sides of the machine extend.

Die Regel- oder Sperrorgane können gemeinsam oder gruppenweise willkürlich selbsttätig oder halb selbsttätig verstellbar sein. Bei selbsttätiger Verstellung erfolgt die Verstellung z. B. in Abhängigkeit von der Maschinentemperatur, während die halb selbsttätige Verstellung inAbhängigkeit von der Verstellung anderer Bedienungsorgane, z. B. einer Anlaßvorrichtung oder des Leitungsregelgliedes der Maschine bzw. eines Drehzahlreglers, erfolgt. Zweckmäßig ist die Anordnung derart getroffen, daß zum Anwärmen der Maschine die Absperr- oder Regelorgane für die die Zylinder umströmende Kühlluft geschlossen bleiben, bis die Maschine eine bestimmte höhere Temperatur erreicht hat.The regulating or blocking organs can be used jointly or arbitrarily in groups be adjustable automatically or semi-automatically. With automatic adjustment the adjustment z. B. depending on the machine temperature while the semi-automatic adjustment depending on the adjustment of other operating elements, z. B. a starting device or the line control member of the machine or one Speed controller, takes place. The arrangement is expediently made such that for Warming up the machine, the shut-off or control elements for the flow around the cylinder Cooling air remain closed until the machine reaches a certain higher temperature has reached.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung in Fig. 1 bis 3 schematisch dargestellt. In den Figuren zeigt 10 die einzelnen Maschinenzylinder, welche jeweils durch einen Kühlmantel 11 umschlossen werden. Die Kühlluft wird durch einen Sammelkanal 12 auf der einen Seite der Maschine zugeführt und durch einen Sammelkanal 13 auf der anderen Maschinenseite abgeführt.In the drawing, three exemplary embodiments of the invention are shown schematically in FIGS. 1 to 3. In the figures, 10 shows the individual machine cylinders, which are each enclosed by a cooling jacket 11. The cooling air is supplied through a collecting duct 12 on one side of the machine and discharged through a collecting duct 13 on the other side of the machine.

Das Innere 14 der Kühlmäntel 11 steht mit dem Zuleitungskanal 12 durch eine öffnung 15 und mit dem Ableitungskanal 13 durch eine Öffnung 16 in Verbindung, wobei die Zu- und Ableitungen aus dem Innern der Kühlmäntel zur Verringerung des Strömungswiderstandes düsenförmig ausgebildet sein können.The interior 14 of the cooling jackets 11 communicates with the feed duct 12 through an opening 15 and with the drain duct 13 through an opening 16 , whereby the feed and discharge lines from the interior of the cooling jackets can be nozzle-shaped to reduce the flow resistance.

Im Fall des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 kann die Kühlluft durch die Kühlmäntel und durch die Räume 19 zwischen den Kühlmänteln hindurchtreten, Zwobei letztere durch Drosselklappen 20 absperrbar sind. Die Drosselklappen 20 sind hierbei z. B. an ein Gestänge 21 angeschlossen, welches mittels eines schematisch angedeuteten Umkehrgetriebes 22 so an das Gestänge 18 angeschlossen ist, daß beim Öffnen der Drosselklappen 17 die Drosselklappen 20 geschlossen werden, und umgekehrt. Im Stillstand der Maschine bzw. zum Anwärmen derselben sind daher bei geschlossenen Drosselklappen 17 (Stellung 17') für die Kühlmäntel die Drosselklappen 20 für die Zwi -schenräume19 voll geöffnet, wie durch dieStellung 20' angedeutet ist. Die bei 12 zuströmende Kühlluft kann infolgedessen durch die Zwischenräume 19 hindurch in die Ableitung 13 übertreten, während der Durchtritt von Kühlluft durch die Kühlmäntel 14 geschlossen ist. Umgekehrt sind bei voller Belastung der Maschine die Drosselklappen 17 entsprechend der strichpunktierten Lage 17" voll geöffnet, während die Drosselklappen 20 in der strichpunktierten Lage 20" voll geschlossen sind. Die gesamte Kühlluftmenge tritt nunmehr durch die Kühlmäntel hindurch, so daß eine maximale Kühlwirkung auf die Zylinder ausgeübt wird.In the case of the embodiment of FIG. 1, the cooling air can through the cooling jackets and pass through the spaces 19 between the cooling jackets, two the latter can be shut off by throttle valves 20. The throttle valves 20 are here z. B. connected to a linkage 21, which by means of a schematically indicated Reverse gear 22 is connected to the linkage 18 that when you open the Throttle valve 17, the throttle valve 20 are closed, and vice versa. At standstill the machine or to warm it up are therefore with the throttle valves closed 17 (position 17 ') for the cooling jackets, the throttle valves 20 for the intermediate spaces 19 fully open, as indicated by position 20 '. The one flowing in at 12 As a result, cooling air can enter the discharge line through the spaces 19 13, closed during the passage of cooling air through the cooling jackets 14 is. Conversely, when the machine is fully loaded, the throttle valves 17 are corresponding the dash-dotted position 17 "fully open, while the throttle valves 20 in the The dash-dotted position 20 "are fully closed. The entire amount of cooling air occurs now through the cooling jackets, so that a maximum cooling effect on the Cylinder is exercised.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind statt am Austritt aus den Zwischenräumen 19 Drosselklappen oder ähnliche Absperr- bzw. Regelorgane 20a am Eintritt der Luft in die Zwischenräume 19 vorgesehen. Auch in diesem Fall ist zwischen dem Gestänge 18 der Drosselklappen 17 und dem Gestänge 21 a der Drosselklappen 20a ein Umkehrgestänge 22a angeordnet, so daß beim Öffnen der Klappen 17 in Pfeilrichtung x die Klappen 20 a geschlossen werden, bzw. umgekehrt. Die Wirkungsweise entspricht im übrigen derjenigen nach Fig. 1. Natürlich könnten auch die Drosselklappen 17 an der Eintrittsseite der Kühlmäntel 15 angeordnet sein.In the embodiment of FIG. 2 are instead of the exit from the Interstices 19 throttle valves or similar shut-off or control elements 20a on Entry of the air into the spaces 19 is provided. In this case, too, is between the linkage 18 of the throttle valve 17 and the linkage 21 a of the throttle valve 20a a reversing linkage 22a is arranged so that when the flaps 17 are opened in the direction of the arrow x the flaps 20 a are closed, or vice versa. The mode of action corresponds otherwise that of FIG. 1. Of course, the throttle valves 17 be arranged on the inlet side of the cooling jackets 15.

Eine besonders zweckmäßige Regelungsweise ergibt sich im Fall der Fig. 3, bei welcher Drosselklappen 23 und 24 in Stromrichtung hinter den Zylindern 10 sowie weitere Drosselklappen 25 auf der Zuflußseite zu den Zwischenräumen 19 vorgesehen sind. Die Drosselklappen 23 und 24 sind hierbei j alousieartig in Reihe nebeneinander, und zwar in einem gewissen Abstand von den Austrittsöffnungen 16 der Kühlmäntel 14, angeordnet.A particularly useful method of regulation results in the case of Fig. 3, in which throttle valves 23 and 24 in the direction of flow behind the cylinders 10 and further throttle valves 25 on the inflow side to the spaces 19 are provided. The throttle valves 23 and 24 are in this case junctionally in series next to one another, namely at a certain distance from the outlet openings 16 of the cooling jackets 14, arranged.

Die Drosselklappen 23 und 24 sind durch ein Gestänge 26 miteinander verbunden, während die Drosselklappen 25 durch Umkehrgestänge 27 in geeigneter Weise an das Gestänge 26 angeschlossen sind.The throttle valves 23 and 24 are connected to one another by a linkage 26 connected, while the throttle valves 25 by reversing linkage 27 in a suitable manner are connected to the linkage 26.

Im Stillstand der Maschine bzw. zum Anwärmen derselben befinden sich die Drosselklappen 23 und 24 in ihren Schließstellungen 23' bzw. 24', so daß die Kühlluft am Austritt in die Ableitung 13 gehindert wird. Die Drosselklappen 25 können sich hierbei in geöffneter Stellung 25' befinden. Wird die Maschine auf geringe Belastung eingestellt, z. B. auf Leerlauf, so öffnen sich die Drosselklappen 23 und 24, indem sie sich z. B. in die voll ausgezogene Stellung einstellen, während gleichzeitig die Drosselklappen 25 ebenfalls in die voll ausgezogene Lage verstellt werden. Die Kühlluft kann infolgedessen sowohl durch das Innere der Kühlmäntel 14 als auch durch die Zwischenräume 19 hindurchtreten, indem sie an den Drosselklappen 23 und 24 vorbei in die Ableitung 13 austreten. Wird die Maschine auf volle Leistung eingestellt, so werden die Drosselklappen 23 und 24 voll geöffnet (Stellungen 23" bzw. 24"), während die Drosselklappen 25 geschlossen werden (25"). Die gesamte Kühlluftmenge tritt alsdann durch das Innere der Kühlmäntel 14 hindurch.When the machine is at a standstill or when it is being heated the throttle valves 23 and 24 in their closed positions 23 'and 24', so that the Cooling air is prevented from exiting into the discharge line 13. The throttle valves 25 can are here in the open position 25 '. If the machine is on low Load set, e.g. B. to idle, the throttle valves 23 open and 24 by z. B. set in the fully extended position while at the same time the throttle valve 25 is also adjusted to the fully extended position will. The cooling air can consequently both through the interior of the cooling jackets 14 as well as pass through the spaces 19 by acting on the throttle valves 23 and 24 exit into the discharge line 13. The machine will run at full power set, the throttle valves 23 and 24 are fully opened (positions 23 " or 24 "), while the throttle valves 25 are closed (25"). The entire amount of cooling air then passes through the interior of the cooling jackets 14.

Die Anordnung nach Fig.3 hat gegenüber derjenigen nach Fig. 1 und 2 den Vorteil, daß infolge der jalousieartigen Anordnung der Drosselklappen 23 und 24 in geöffneter Stellung der Klappen ein praktisch widerstandsloses Abströmen der Kühlluft erzielbar ist.The arrangement of Figure 3 has compared to that of Fig. 1 and 2 has the advantage that due to the louvre-like arrangement of the throttle valves 23 and 24 in the open position of the flaps a practically resistance-free outflow of the Cooling air is achievable.

Unter Umständen genügen für einfache Ausführungen auch die Drosselklappen 23, 24, während die Drosselklappen 25 in Fortfall kommen können. Statt aus Sammelkanälen kann die Kühlluft auch unmittelbar aus der umgebenden Luft (z. B. als Fahrwind) entnommen oder an diese abgeführt werden.The throttle valves may also be sufficient for simple designs 23, 24, while the throttle valves 25 can be omitted. Instead of collecting channels the cooling air can also come directly from the surrounding air (e.g. as a driving wind) withdrawn or discharged to this.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Controllable air cooling for internal combustion engines, in particular vehicle machines whose cylinders are surrounded by cooling jackets and in which the cooling air is routed both through and around the cooling jackets is or can be performed if the control functions provided for these partial flows or shut-off devices are set accordingly, characterized in that both the air currents flowing through the cooling jackets as well as the air currents around the cooling jackets can be regulated or shut off, in particular such that when the cooling jackets are released air flowing through the air passing between the cooling jackets is blocked will, and vice versa.

2. Controllable air cooling according to claim 1, characterized in that that the control or shut-off elements in the flow direction of the cooling air in per se known Way are arranged behind the cylinders.

3. Air cooling according to claim 1 and 2, characterized in that the arranged downstream of the cylinders in the direction of flow Regulating or blocking organs further regulating or blocking organs for part of the cooling air flows, z. B. for the air flows between the cooling jackets surrounding the cylinders are passed, are connected upstream of the air on the inlet side.

4. Air cooling according to claim 1 to 3, characterized in that the cooling air passes through the cylinders a collecting line arranged on one side of the cylinder is supplied and expedient by a collecting line arranged on the opposite side outside the regulating or blocking organs is discharged.

5. Air cooling according to claim 1 to 4, characterized in that the regulating or blocking organs jointly or in groups are adjustable.

6. Air cooling according to claim 1 to 5, characterized in that that the control or locking organs automatically, z. B. in a known manner in Depending on the machine temperature, or semi-automatically depending from the operation of other controls, e.g. B. a starting device or the Motor power control element, are adjusted, in particular in such a way that the control or shut-off devices for the cylinders cooling air flowing around The engine is fully open at full load, partially open at part load and idling or are completely or almost completely closed to warm up the engine.

7. Air cooling after Claim 1 to 6, characterized in that the regulating or blocking elements are blind-like next to each other, e.g. B. in a known manner behind the cylinders, arranged are. Considered publications: German patent specifications No. 605 412, 724 536, 903 758; U.S. Patent No. 2,664,862.