DE10344834A1 - Motorkühlsystem - Google Patents
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Abstract
Motorkühlsystem mit einem Kühlmitteleinlass, der an einer Seite des Zylinderblocks eines Verbrennungsmotors ausgebildet ist und mittels dessen ein Kühlmittel separat in den Zylinderblock und in den Zylinderkopf des Verbrennungsmotors hineinströmen kann, und einem Kühlmittelauslass, der an der anderen Seite des Zylinderkopfs ausgebildet ist und mittels dessen das in den Zylinderblock und in den Zylinderkopf eingeströmte Kühlmittel separat aus dem Zylinderblock und aus dem Zylinderkopf ausströmen kann. Der Kühlmittelauslass ist diagonal gegenüberliegend zum Kühlmitteleinlass ausgebildet. Das von einer Wasserpumpe gelieferte Kühlmittel strömt separat in den Zylinderblock und in den Zylinderkopf hinein, wodurch die Kühleffizienz des Verbrennungsmotors verbessert ist.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Motorkühlsystem, und insbesondere ein Motorkühlsystem, bei dem Kühlmittel separat in den Zylinderblock und in den Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors strömen kann, wodurch die Kühleffizienz des Verbrennungsmotors verbessert ist.
- Übliche Kühlsysteme eines in einem Fahrzeug montierten Verbrennungsmotors werden fahrzustandsunabhängig innerhalb normaler Betriebstemperaturen betrieben.
- Ein Wasser-Kühlsystem, welches eines der Kühlsysteme zum Kühlen von Verbrennungsmotoren ist, weist im Wesentlichen eine Wasserpumpe zum Pumpen eines Kühlmittels, einen Kühler zum Kühlen von eine hohe Temperatur aufweisendem Kühlmittel und einen Thermostaten auf zum Regeln des Kühlmittelstroms auf Basis der Kühlmitteltemperatur.
- Solch ein wassergekühlter Verbrennungsmotor ist mit einem Kühlmantel versehen, der die Funktion von Kühlmittel-Strömungspassagen erfüllt, die im Zylinderblock bzw. im Zylinderkopf eines üblichen Verbrennungsmotors ausgebildet sind und durch welche hindurch das Kühlmittel in den Zylinderblock und in den Zylinderkopf des Verbrennungsmotors hineinströmt. Jedoch hat der im Zylinderblock des Verbrennungsmotors ausgebildete Kühlmantel einen Kühlmitteleinlass und einen Kühlmittelauslass, welche im gleichen Bereich in Richtung der Einlassseite des Verbrennungsmotors ausgebildet sind. Daher strömt das Kühlmittel nicht gleichmäßig in die Nähe der jeweiligen Zylinderbohrungen des Verbrennungsmotors, wodurch die Kühleffizienz des Verbrennungsmotors sehr gering ist.
- Beim üblichen Motorkühlsystem steht der im Zylinderblock ausgebildete Kühlmantel mit dem im Zylinderkopf ausgebildeten Kühlmantel in Verbindung, was zu einer gemeinsamen Nutzung des Kühlmittels führt. Das von der Wasserpumpe gelieferte Kühlmittel wird dabei über den Zylinderblock zum Zylinderkopf geliefert, und infolgedessen wird, während im Verbrennungsmotor Kraftstoff verbrannt wird, am Zylinderkopf, der eine höhere Temperatur als der Zylinderblock aufweist, eine unzureichende Kühlwirkung erzielt.
- Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Motorkühlsystem zu schaffen, bei dem sowohl für den Zylinderblock als auch für den Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors eine verbesserte Kühlwirkung erzielt wird.
- Dies wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch gelöst, dass das erfindungsgemäße Motorkühlsystem einen Kühlmitteleislass aufweist, der auf einer Seite des Zylinderblocks vorgesehen ist und mittels dessen Kühlmittel separat in den Zylinderblock und in den Zylinderkopf hineinströmen kann. Ein Kühlmittelauslass ist auf der anderen Seite am Zylinderkopf vorgesehen. Über den Kühlmittelauslass kann das in den Zylinderblock und in den Zylinderkopf eingeströmte Kühlmittel separat aus dem Zylinderblock und aus dem Zylinderkopf ausströmen. Der Kühlmittelauslass befindet sich diagonal gegenüberliegend zum Kühlmitteleinlass.
- Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
- Die Erfindung wird nun anhand einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung detaillierter beschrieben.
-
1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Motorkühlsystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. -
2 zeigt eine schematische Ansicht, in der die Kühlmittel-Strömungspassagen des erfindungsgemäßen Motorkühlsystems in einem Zylinderblock bzw. in einem Zylinderkopf gezeigt sind. -
3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Zylinderblocks, der mit dem erfindungsgemäßen Motorkühlsystem ausgerüstet ist. -
4 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht von in3 gezeigten Kühlmitteleinlässen. -
5 zeigt eine perspektivische Ansicht des Zylinderblocks von3 , gesehen aus einer anderen Richtung. -
6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkopfs, der mit dem erfindungsgemäßen Motorkühlsystem ausgerüstet ist. -
7 zeigt eine perspektivische Ansicht des Zylinderkopfs von6 , gesehen aus einer anderen Richtung. - Wie in
l bis3 gezeigt, weist ein erfindungsgemäßes Motorkühlsystem einen Kühlmitteleinlass auf, der an einer Seite eines Verbrennungsmotors am Zylinderblock10 ausgebildet ist und mittels dessen ein Kühlmittel separat in den Zylinderblock10 und in einen Zylinderkopf20 hineinströmen kann. An einer anderen Seite des Verbrennungsmotors ist am Zylinderkopf20 ein Kühlmittelaunlass ausgebildet, mittels dessen das in den Zylinderblock10 und in den Zylinderkopf20 eingeströmte Kühlmittel separat aus dem Zylinderblock10 und aus dem Zylinderkopf20 ausströmen kann. Der Kühlmittelauslass ist diagonal gegenüberliegend zum Kühlmitteleinlass ausgebildet. - Der am Zylinderblock
10 ausgebildete Kühlmitteleinlass befindet sich an der Auslassseite des Verbrennungsmotors, die in einem Motorraum näher zur Rückseite einer Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, und der am Zylinderkopf20 ausgebildete Kühlmittelauslass befindet sich an der Einlassseite des Verbrennungsmotors, die im Motorraum näher zur Vorderseite der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist. - Im Zylinderblock
10 sind eine Mehrzahl von Zylinderlaufbuchsen12 in Reihe angeordnet, die jeweils eine Zylinderbohrung bilden. Entlang des Außenumfangs der jeweiligen Zylinderlaufbuchsen12 ist ein Kühlmantel14 ausgebildet. Im an den Zylinderblock10 montierten Zylinderkopf20 ist entlang der Umfangswand der jeweiligen Verbrennungskammern ein anderer Kühlmantel24 ausgebildet. Der im Zylinderblock10 ausgebildete Kühlmantel14 und der im Zylinderkopf20 ausgebildete Kühlmantel24 dienen jeweils als Passage zum Führen eines Kühlmittelstroms. - Der an der Auslassseite des Zylinderblocks
10 ausgebildete Kühlmitteleinlass weist eine Mehrzahl von Einlasslöchern auf, die separat mit dem Auslass einer Wasserpumpe P in Verbindung stehen. Insbesondere weist der Kühlmitteleinlass ein erstes im Zylinderblock10 ausgebildetes Einlassloch16 , das direkt mit dem im Zylinderblock10 ausgebildeten Kühlmantel14 in Verbindung steht, und ein zweites im Zylinderblock10 ausgebildetes Einlassloch18 auf, das direkt mit dem im Zylinderkopf20 ausgebildeten Kühlmantel24 in Verbindung steht. - Wie in
4 gezeigt, ist das erste Einlassloch16 in Form eines geraden Durchgangslochs ausgebildet, das mit dem im Zylinderblock10 ausgebildeten Kühlmantel14 in Verbindung steht. Das zweite Einlassloch18 ist in Form eines nach oben gekrümmten Durchgangslochs ausgebildet, das mit dem Kühlmantel24 in Verbindung steht, der im an den Zylinderblock10 montierten Zylinderkopf20 ausgebildet ist. - Der Querschnitt des ersten Einlasslochs
16 und des zweiten Einlasslochs18 hat jeweils eine Kurvenform, so dass der Strömungswiderstand des Kühlmittels reduziert ist, wenn das von der Wasserpumpe P gelieferte Kühlmittel durch das erste Einlassloch16 und durch das zweite Einlassloch18 hindurch separat in den Kühlmantel14 des Zylinderblocks10 bzw. in den Kühlmantel24 des Zylinderkopfs20 hineinströmt. - Das Zentrum des ersten Einlasslochs
16 befindet sich auf einer Mittelachse X der ersten Zylinderlaufbuchse12 , welche sich am nächsten zum Kühlmitteleinlass im Zylinderblock10 befindet, wie in5 gezeigt. Daher wird das in das erste Einlassloch16 eingeleitete Kühlmittel um die erste Zylinderlaufbuchse12 herum gleichmäßig zu beiden Seiten der Reihe von Zylinderlaufbuchsen12 verteilt, so dass der Umfang der jeweiligen Zylinderlaufbuchsen12 im Zylinderblock10 gleichmäßig gekühlt wird. - In der Oberseite des Zylinderblocks
10 an der Auslassseite des Verbrennungsmotors ist ein erstes Übergangs-Auslassloch17 ausgebildet, das mit dem zweiten Einlassloch18 des Kühlmitteleinlasses in Verbindung steht. - In der Unterseite des Zylinderkopfs
20 ist ein erstes Übergangs-Einlassloch21 ausgebildet, das mit dem ersten Übergangs-Auslassloch17 in Verbindung steht, wie in6 gezeigt. Daher passiert das von der Wasserpumpe P gelieferte Kühlmittel das zweite Einlassloch18 und das erste Übergangs-Auslassloch17 , die jeweils im Zylinderblock10 ausgebildet sind, und wird dann durch das erste im Zylinderkopf20 ausgebildete Übergangs-Einlassloch21 hindurch in den im Zylinderkopf20 ausgebildeten Kühlmantel24 eingeleitet. - Das erste Übergangs-Auslassloch
17 des Zylinderblocks10 steht über das erste Übergangs-Einlassloch21 des Zylinder kopfs20 direkt mit dem im Zylinderkopf20 ausgebildeten Kühlmantel24 in Verbindung. - In der Oberseite des Zylinderblocks
10 auf der Einlassseite des Verbrennungsmotors ist ein zweites Übergangs-Auslassloch19 ausgebildet, durch welches hindurch das Kühlmittel, das den Kühlmantel14 des Zylinderblocks10 passiert hat, in den Zylinderkopf20 geleitet wird. Das zweite Übergangs-Auslassloch19 des Zylinderblocks10 ist diagonal gegenüberliegend zum ersten Einlassloch16 des Zylinderblocks10 ausgebildet. - Folglich wird, wenn das Kühlmittel, das von der Wasserpumpe P durch das erste Einlassloch
16 in den im Zylinderblock10 ausgebildeten Kühlmantel14 eingeleitet wurde, durch das zweite Übergangs-Auslassloch19 in den Zylinderkopf20 geleitet wird, das Kühlmittel gleichmäßig entlang des Umfangs der jeweiligen Zylinderlaufbuchsen12 verteilt, so dass die Zylinderlaufbuchsen12 und die anderen Teile des Zylinderblocks10 gleichmäßig gekühlt werden. - In der Unterseite des Zylinderkopfs
20 ist ein zweites Übergangs-Einlassloch23 ausgebildet, das mit dem zweiten Übergangs-Auslassloch19 des Zylinderblocks10 in Verbindung steht. Das zweite Übergangs-Einlassloch23 steht nicht mit dem im Zylinderkopf20 ausgebildeten Kühlmantel24 in Verbindung. Folglich ist leicht zu verstehen, dass das separat in den Kühlmantel14 des Zylinderblocks10 und in den Kühlmantel24 des Zylinderkopfs20 hineinströmende Kühlmittel entlang zweier separater Strömungspassagen strömt. - An der Einlassseite des Verbrennungsmotors ist am Zylinderkopf
20 der Kühlmittelauslass ausgebildet, durch welchen hindurch die Kühlmittelströme, die aus dem im Zylinderblock10 ausgebildeten Kühlmantel14 und dem im Zylinderkopf20 ausgebildeten Kühlmantel24 ausgegeben werden, in eine Thermostat-Vorrichtung S hineingeleitet werden. Die Thermostat-Vorrichtung S besteht aus einem oder mehreren Thermostaten. - Wie in
7 gezeigt, weist der Kühlmittelauslass ein erstes Auslassloch25 auf, das mit dem zweiten Übergangs-Einlassloch23 in Verbindung steht, zum Leiten des aus dem Kühlmantel14 des Zylinderblocks10 abgeführten Kühlmittels zur Thermostat-Vorrichtung S. Ein zweites Auslassloch27 ist in der Nähe des ersten Auslasslochs25 ausgebildet zum Leiten des durch das erste Übergangs-Auslassloch17 des Zylinderblocks10 hindurch in den Kühlmantel24 des Zylinderkopfs20 eingeleiteten Kühlmittels zur Thermostat-Vorrichtung S. - Die separat durch das erste Auslassloch
25 und durch das zweite Auslassloch27 hindurch ausgegebenen Kühlmittelströme werden auf Basis der Wirkung der Thermostat-Vorrichtung S, welche in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur öffnet oder schließt, zur Wasserpumpe P oder zu einem Kühler R geleitet. - Beim Motorkühlsystem mit der oben genannten Konstruktion wird das von der Wasserpumpe P gelieferte Kühlmittel durch den an der Auslassseite des Zylinderblocks
10 ausgebildeten Kühlmitteleinlass eingeleitet. - Ein Teil des von der Wasserpumpe P gelieferten Kühlmittels wird durch das erste Einlassloch
16 hindurch zum im Zylinderblock10 ausgebildeten Kühlmantel14 geliefert und wird dann durch das zweite Übergangs-Auslassloch19 hindurch, das sich diagonal gegenüberliegend zum ersten Einlassloch16 befindet, in das zweite Übergangs-Einlassloch23 des Zylinderkopfs20 eingeleitet. Das in das zweite Übergangs-Einlassloch23 eingeleitete Kühlmittel wird durch das erste Auslassloch25 hindurch an die Thermostat-Vorrichtung S abgeführt. - Der Rest des von der Wasserpumpe P gelieferten Kühlmittels wird durch das zweite Einlassloch
18 , das erste Übergangs-Auslassloch17 und das erste Übergangs-Einlassloch21 hindurch zum im Zylinderkopf20 ausgebildeten Kühlmantel24 geliefert und wird dann durch das zweite Auslassloch27 hindurch, das diagonal gegenüberliegend zum zweiten Einlassloch18 des Zylinderblocks10 ausgebildet ist, an die Thermostat-Vorrichtung S abgeführt. - Folglich strömt das von der Wasserpumpe P gelieferte Kühlmittel separat im Kühlmantel
14 des Zylinderblocks10 und im Kühlmantel24 des Zylinderkopfs20 . - Nachdem das Kühlmittel aus dem Kühlmantel
14 des Zylinderblocks10 und aus dem Kühlmantel24 des Zylinderkopfs20 an die Thermostat-Vorrichtung S abgeführt worden ist, kann das Kühlmittel auf zwei Wegen zur Wasserpumpe P geliefert werden, welche mittels der auf der Seite des Kühlmittelauslasses des Zylinderkopfs20 angeordneten Thermostat-Vorrichtung S auf Basis der Kühlmitteltemperatur ausgewählt werden. - Wenn die Kühlmitteltemperatur geringer als eine vorbestimmte Temperatur ist, wird das aus der Thermostat-Vorrichtung S abgeführte Kühlmittel zur Wasserpumpe P umgeleitet. Andererseits wird, wenn die Kühlmitteltemperatur größer als eine vorbestimmte Temperatur ist, das aus der Thermostat-Vorrichtung S abgeführte Kühlmittel in den Kühler R eingeleitet und wird dann über die Thermostat-Vorrichtung S an die Wasserpumpe P geliefert.
- Das eine hohe Temperatur aufweisende Kühlmittel, das durch den Kühlmittelauslass hindurch abgeführt wird, wird während das Fahrzeug fährt natürlich von Luft gekühlt, da sich die Einlassseite des Verbrennungsmotors im Motorraum näher zur Vorderseite der Fahrzeugkarosserie befindet.
- Wie aus der vorhergehenden Beschreibung ersichtlich ist, ist durch die Erfindung ein Motorkühlsystem geschaffen, bei dem von einer Wasserpumpe geliefertes Kühlmittel separat in den Zylinderblock des Verbrennungsmotors und in den Zylinderkopf des Verbrennungsmotors hineinströmen kann, wodurch die Kühleffizienz des Zylinderblocks und die Kühleffizienz des Zylinderkopfs verbessert sind.
- Ferner befindet sich im Motorraum der Kühlmittelauslass näher zur Vorderseite der Fahrzeugkarosserie, so dass das eine hohe Temperatur aufweisende Kühlmittel, das durch den Kühlmittelauslass abgeführt wird, während das Fahrzeug fährt natürlich von Luft gekühlt wird, wodurch die Kühleffizienz des Kühlmittels verbessert ist.
Claims (9)
- Motorkühlsystem, aufweisend: einen Kühlmitteleinlass, der an einem Zylinderblock (
10 ) auf einer Seite ausgebildet ist und mittels dessen ein Kühlmittel separat in den Zylinderblock (10 ) und in einen Zylinderkopf (20 ) hineinströmen kann, und einen Kühlmittelauslass, der auf der anderen Seite am Zylinderkopf (20 ) ausgebildet ist und mittels dessen das entlang des Zylinderblocks (10 ) und entlang des Zylinderkopfs (20 ) geströmte Kühlmittel separat aus dem Zylinderblock (10 ) und dem Zylinderkopf (20 ) ausströmen kann, wobei sich der Kühlmittelauslass diagonal gegenüberliegend zum Kühlmitteleinlass befindet. - Motorkühlsystem gemäß Anspruch 1, wobei das durch den Kühlmitteleinlass hindurch eingeleitete Kühlmittel entlang unterschiedlicher Strömungspassagen, die im Zylinderblock (
10 ) bzw. im Zylinderkopf (20 ) ausgebildet sind, abgeführt wird, ohne im Zylinderblock (10 ) und im Zylinderkopf (20 ) vermischt zu werden. - Motorkühlsystem gemäß Anspruch 2, wobei der Kühlmitteleinlass aufweist: ein erstes Einlassloch (
16 ), das mit einem, im Zylinderblock (10 ) ausgebildeten Kühlmantel (14 ) in Verbindung steht, und ein zweites Einlassloch (18 ), das mit einem anderen, im Zylinderkopf (20 ) ausgebildeten Kühlmantel (24 ) in Verbindung steht. - Motorkühlsystem gemäß Anspruch 3, wobei sich das Zentrum des ersten Einlasslochs (
16 ) auf einer Mittelachse (X) einer ersten Zylinderlaufbuchse (12 ) des Zylinderblocks (10 ) befindet. - Motorkühlsystem gemäß Anspruch 3, wobei der Zylinderblock (
10 ) ein erstes Übergangs-Auslassloch (17 ) aufweist, das mit dem zweiten Einlassloch (18 ) in Verbindung steht, und wobei der Zylinderkopf (20 ) ein erstes Übergangs-Einlassloch (21 ) aufweist, das mit dem ersten Übergangs-Auslassloch (17 ) in Verbindung steht. - Motorkühlsystem gemäß Anspruch 1, wobei der Zylinderblock (
10 ) ein zweites Übergangs-Auslassloch (19 ) aufweist, durch welches hindurch das Kühlmittel zum Zylinderkopf (20 ) hin strömen kann, wobei das zweite Übergangs-Auslassloch (19 ) sich diagonal gegenüberliegend zum Kühlmitteleinlass befindet, und wobei der Zylinderkopf (20 ) ein zweites Übergangs-Einlassloch (23 ) aufweist, das mit dem zweiten Übergangs-Auslasslochs (19 ) des Zylinderblocks (10 ) in Verbindung steht. - Motorkühlsystem gemäß Anspruch 6, wobei das zweite Übergangs-Einlassloch (
23 ) separat vom im Zylinderkopf (20 ) ausgebildeten Kühlmantel (24 ) ist. - Motorkühlsystem gemäß Anspruch 1, wobei der Kühlmittelauslass aufweist: ein erstes Auslassloch (
25 ), durch welches hindurch das aus dem Kühlmantel (14 ) des Zylinderblocks (10 ) abgeführte Kühlmittel strömen kann, und ein zweites Auslassloch (27 ), durch welches hindurch das aus dem Kühlmantel (24 ) des Zylinderkopfs (20 ) abgeführte Kühlmittel strömen kann. - Motorkühlsystem gemäß Anspruch 1, wobei der Kühlmitteleinlass in einem Motorraum näher an der Rückseite einer Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, und wobei der Kühlmittelauslass im Motorraum näher an der Vorderseite der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist.
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