DE1035407B

DE1035407B - Adjustable air cooling for internal combustion engines

Info

Publication number: DE1035407B
Application number: DE1955D0020093
Authority: DE
Inventors: Eugen Stump
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1955-03-23
Filing date: 1955-03-23
Publication date: 1958-07-31

Description

Regelbare Luftkühlung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine regelbare Luftkühlung für Brennkraftmaschinen, insbesondere Fahrzeugmaschinen, bei welchen die die einzelnen Zylinder in Kühlmänteln umfließenden Kühlluftströme ganz oder teilweise gegen einen Durchtritt sperrbar und Umgehungsleitungen zwischen den einzelnen die Zylinder umschließenden Kühlmänteln vorgesehen sind, durch die ein mehr oder weniger großer Teil der Kühlluft hindurchtreten kann, nach Patentanmeldung D 19502 1 a/46 c 4. Die Erfindung bezweckt vor allem eine Vereinfachung und eine weitere Verbesserung der Kühlregelung nach der Hauptpatentanmeldung und besteht im wesentlichen darin, daß ein gemeinsames Umschalt- oder Regelorgan für den die Zylinder umfließenden Kühlluftstrom einerseits und für den durch die Umgehungsleitung oder eine Kurzschlußleitung fließenden Kühlluftstrom andererseits vorgesehen ist. Es kann dadurch mit einem einzigen Regelorgan die Kühlwirkung geregelt werden. Auch ergibt sich eine große Genauigkeit in der Regelung derart. daß eine gleichmäßige Temperatur an den Zylindern eingestellt werden kann, und zwar insbesondere dann, wenn eine Kurzschlußleitung vorgesehen ist, welche es ermöglicht, das Kühlmantelinnere beiderseits mit der Luftzuleitung zu verbinden. Hierdurch kann trotz Sperrung des Luftdurchtritts von der Zuleitung zur Ableitung eine Luftzirkulation innerhalb der Kühlluftleitungen im Maschinengehäuse beibehalten werden, durch welche ein Temperaturausgleich zwischen den heißeren und den kühleren Stellen der Maschine bewirkt wird.Controllable air cooling for internal combustion engines The invention relates on controllable air cooling for internal combustion engines, especially vehicle engines, in which the cooling air flows around the individual cylinders in cooling jackets can be completely or partially blocked against a passage and bypass lines between the individual cooling jackets surrounding the cylinder are provided through which a more or less large part of the cooling air can pass through, according to patent application D 19502 1 a / 46 c 4. The invention aims above all a simplification and a further improvement of the cooling control according to the main patent application and exists essentially that a common switching or control element for the Cylinder circulating cooling air flow on the one hand and for the bypass line or a short-circuit line flowing cooling air flow is provided on the other hand. The cooling effect can thereby be regulated with a single regulating element. Even this results in a high level of accuracy in the regulation. that even Temperature can be set on the cylinders, in particular when if a short-circuit line is provided, which allows the cooling jacket interior to be connected on both sides with the air supply line. This means that despite the blocking of the Air passage from the supply line to the discharge line allows air to circulate within the Cooling air lines are retained in the machine housing, through which a temperature compensation between the hotter and cooler parts of the machine.

Gegenüber Ausführungen ohne Umgehungsleitungen werden ferner folgende Vorteile erzielt: Wird die Kühlluft durch ein Gebläse gefördert, so müßte, wenn keine Umgehungsleitungen vorhanden sind, hei Teillast bzw. dann, wenn nur eine geringere Kühlleistung gewünscht wird, entweder ein regelbares Gebläse angeordnet werden, was jedoch baulich unerwünscht ist. oder aber es müßte der Kühlluftstrom viel stärker als bei Vorhandensein einer Umgehungsleitung gedrosselt werden, damit die durch den Kühlmantel strömende Luftmenge um denselben Betrag verringert wird. Dadurch würde jedoch das Kühlgebläse sehr bald in den unerwünschten Zustand des Pumpens mit entsprechender @i'irktingsgradverschlechterung und Geräuschbildung kommen. Demgegenüber wird bei Verwendung von Umgehungsleitungen im normalen Betrieb der 'Maschine die volle Kühlluftinen ge durch die Kühlmäntel gefördert, so daß der gegebenenfalls etwas höhere Leistungsbedarf für die durch die Umgehungsleitung strömende Luftmenge nur ausnahmsweise, und zwar insbesondere zum Anwärmen bzw. Anfahren der Maschine erforderlich ist. Aber auch, wenn die Kühlluft lediglich durch den Staudruck oder Fahrtwind zugeführt wird, ergibt die erfindungsgemäße Luftkühlung mit Umgehungsleitungen den Vorteil. daß bei teilweise geöffnetem Regelorgan ein Teil der Kühlluft durch die Umgehungsleitungen strömt, während bei Fortfall solcher Umgehungsleitungen schon bei wenig geöffneter Drosselklappe die gesamte Kühlluft die Zylinder umströmt und dadurch eine zu starke Kühlwirkung verursacht.Compared to versions without bypass lines, the following are also given Advantages achieved: If the cooling air is conveyed by a fan, then it would have to, if no bypass lines are available, at partial load or when only a lower one Cooling capacity is required, either a controllable fan can be arranged, but this is structurally undesirable. or the cooling air flow would have to be much stronger be throttled than in the presence of a bypass line so that the through the amount of air flowing through the cooling jacket is reduced by the same amount. Through this however, the cooling fan would very soon go into the undesirable state of pumping come with a corresponding deterioration in the degree of performance and noise generation. In contrast If bypass lines are used during normal operation of the 'machine, the full Kühlluftinen ge promoted through the cooling jackets, so that if necessary slightly higher power requirement for the amount of air flowing through the bypass line only in exceptional cases, in particular to warm up or start up the machine is required. But even if the cooling air is only due to the back pressure or Head wind is supplied, results in the air cooling according to the invention with bypass lines the advantage. that when the control element is partially open, part of the cooling air passes through the bypass lines flows, while if such bypass lines are no longer available When the throttle valve is only slightly open, the entire cooling air flows around the cylinders and thereby causing an excessive cooling effect.

Vorzugsweise ist das Umschalt- oder Regelorgan auf mindestens drei Stellungen einstellbar: a) auf eine Abschlußstellung für Motoranwärmung, bei velcher das Innere des Kühlmantels mit der Umgehung- oder Kurzschlußleitung verbunden, gegen einen Durchfluß nach außen jedoch gesperrt oder im wesentlichen gesperrt bzw. nur die Umgehungsleitung bei gesperrtem Kühlmantelinnerem für einen Durchfluß freigegeben ist.The switching or regulating element is preferably at least three Positions adjustable: a) to a final position for engine heating, with velcher the inside of the cooling jacket connected to the bypass or short-circuit line, against however, a flow to the outside is blocked or essentially blocked or only the bypass line is released for a flow when the cooling jacket interior is blocked is.

b) auf eine Teillaststellung, bei welcher ein gegebenenfalls gedrosselter Kühlluftstrom teilweise durch das Innere des Kühlmantels und teilweise durch die Umgehungsleitung fließen kann, und c) auf eine geöffnete Stellung für Vollast, bei welcher die Kühlluft mit voller Stärke durch den Kühlmantel strömen kann, die Umgehungsleitung jedoch abgesperrt oder im wesentlichen abgesperrt ist.b) to a partial load position, in which a possibly throttled Cooling air flow partly through the interior of the cooling jacket and partly through the Bypass line can flow, and c) to an open position for full load, at which the cooling air can flow at full strength through the cooling jacket, the bypass line however, is cordoned off or essentially cordoned off.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung in Fig. 1 bis 3 schematisch dargestellt, Entsprechend der Hauptpatentanmeldung werden die Zylinder 10 jeweils durch einen Kühlmantel 11 umschlossen. Die Kühlluft wird durch einen Sammelkanal 12 auf der einen Seite der Maschine zugeführt und kann auf der anderen Seite der Maschine durch Ableitungskanäle 13 unmittelbar ins Freie oder auch in einen Sammelkanal abgeführt werden.In the drawing, three exemplary embodiments of the invention are shown in FIG. 1 to 3 shown schematically, According to the main patent application, the Each cylinder 10 is enclosed by a cooling jacket 11. The cooling air is through a collecting channel 12 is fed to one side of the machine and can directly into the other side of the machine through drainage channels 13 Free or can be discharged into a collecting duct.

Das Innere 14 der Kühlmäntel steht mit dem Zuleitungskanal 12 je durch eine Öffnung 15 und mit den Ableitungskanälen 13 durch eine Öffnung 16 in Verbindung, wobei die Zu- und Ableitungen aus dem Innern der Kühlmäntel zur Verringerung des Strom-\viderstandes düsenförmig ausgebildet sein können.The interior 14 of the cooling jackets communicates with the supply duct 12 through an opening 15 and with the drainage ducts 13 through an opening 16, whereby the supply and discharge lines from the interior of the cooling jackets can be designed in the shape of a nozzle to reduce the flow resistance.

Zwischen den Kühlmänteln 11 der Zvlinder werden Räume 19 gebildet, die mit dem Zuleitungskanal 12 durch Öffnungen 28 und mit den Ableitungskanälen 13 durch Öffnungen 29 in Verbindung stehen. An den Öffnungen 29 bzw. an den Ableitungskanälen 30 sind Absperrklappen 30 angeordnet, welche mindesten: auf drei Stellungen 30, 30' und 30" einstellbar sind.Spaces 19 are formed between the cooling jackets 11 of the cylinder and are in communication with the supply duct 12 through openings 28 and with the discharge ducts 13 through openings 29. Shut-off valves 30 are arranged on the openings 29 or on the discharge channels 30, which at least: can be set to three positions 30, 30 'and 30 ".

Befindet sich die Maschine im Anlaßzustand und :o11 die 'Maschine angewärmt werden, so werden die Absperrklappen in die gestrichelt angedeutete Lage 30' eingestellt. Das Innere der Kühlmäntel 14 ist in diesem Falle mit den als Umgehungsleitungen dienenden Zwischenräumen 19 verbunden, während sie gegen die Ableitungen 13 gesperrt sind. Die Kühlluft kann infolgedessen im wesentlichen nur zwischen den 1Zäumen 14 und 19 zirkulieren, ohne daß ein wirksamer Kiihlluftstrom durch die Kühlmäntelräume 14 hindurchfließt.If the machine is in the starting state and: o11 the 'machine are heated, the butterfly valves are in the position indicated by dashed lines 30 'set. The interior of the cooling jackets 14 is in this case with the as bypass lines serving intermediate spaces 19, while they are blocked against the discharges 13 are. As a result, the cooling air can essentially only be used between the rooms 14 and 19 circulate without an effective flow of cooling air through the cooling jacket spaces 14 flows through it.

Für Teillast werden die Regel- oder Absperrklappen auf die voll ausgezogene Lage 30 eingestellt, so daß die Kühlluft aus der Zuleitung 12 sowohl durch die Kiihlmäntelräume 14 als auch durch die Umgehungsleitungen 19 zu den Kühlluftableitungen 13 strömen kann. Es wird also nur ein Teil der Kühlluft an den Zylindern 10 vorheistreichen und dadurch nur eine :niißige Kühl«-irkung auf diese ausüben. Für Vollast werden die Absperr- oder Regelklappen in die strichpunktierte Lage 30" eingestellt, so daß die gesamte Kühlluft nur an den Zylindern 10 vorbei durch die Kühlmäntelräume 14 in die Ableitungen 13 gelangen kann.For part load, the control or shut-off valves are fully extended Position 30 is set so that the cooling air from the supply line 12 both through the Kiihlmänteläume 14 as well as through the bypass lines 19 to the cooling air discharge lines 13 can. So there will only be a part of the cooling air on the cylinders 10 and thereby only exert a "nutty cooling" effect on them. Be for full load the shut-off or control valves are set in the dash-dotted position 30 ", so that the entire cooling air only past the cylinders 10 through the cooling jacket spaces 14 can get into the discharges 13.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind svminetrisch gelagerte Umschaltklappen 31 vorgesehen, welche in :inngemäß entsprechender "'eise wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels die Austrittsöffnungen 16 der Kühlmäntelräume 14 bzw. die Austrittsöffnungen 29 der als Umgehungsleitungen oder Kurzschlußleitungen dienenden Räume 19 steuern. wobei wieder mit 31' die Anwärmestellung, mit 31 die Teillaststellung und mit 31" die Vollaststellung der Regel- oder Umschaltklappe bezeichnet ist.In the embodiment according to FIG. 2, symmetrically mounted switchover flaps 31 are provided which control the outlet openings 16 of the cooling jacket spaces 14 or the outlet openings 29 of the spaces 19 serving as bypass lines or short-circuit lines in the same way as in the case of the first exemplary embodiment again with 31 'the heating position, with 31 the partial load position and with 31 "the full load position of the control or switchover flap is designated.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig.3 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 2 im wesentlichen dadurch, daß in der Anwärmestellung 31' der Umschalt-oder Regelklappen die Umgehungs- oder Kurzschlußräume 19 nicht mit dem Innern der Kühlmäntel, sondern mit den Ableitungsöffnungen 13 verbunden sind. Im übrigen ist die Wirkungsweise die gleiche wie in den vorherbeschriebenen Ausführungsbeispielen.The embodiment of Figure 3 differs from that 2 essentially characterized in that in the heating position 31 'the switchover or Do not regulate the bypass or short-circuit spaces 19 with the interior of the cooling jackets, but are connected to the discharge openings 13. In addition, the mode of action is the same as in the previously described embodiments.

Die Umschah- oder Regelklappen 30 bzw. 31 sind zweckmäßig sämtlich miteinander verbunden und können besonders von Hand eingestellt oder z. B. auch mit dem Leistungsregelglied der Maschine (Drosselklappe, Brennstoffpumpenregelstange od. dgl.) verbunden sein. Indem z. B. bei Leerlauf des Leistungsregelgliedes die Regelorgane 30 bzw. 31 für die Luftkühlung in die Lage 30' bzw. 31', bei Teillast in die Lage 30 bzw. 31 und bei Vollast in die Lage 30" bzw. 31" eingestellt werden. Zweckmäßiger ist jedoch eine Steuerung der Klappen unmittelbar in Abhängigkeit von der Maschine durch einen der Maschinentemperatur ausgesetzten Thermostaten.The Umschah- or control flaps 30 and 31 are expediently all connected to each other and can be adjusted especially by hand or z. B. also with the power control element of the machine (throttle valve, fuel pump control rod or the like.) Be connected. By z. B. when the power control element is idle, the control elements 30 or 31 for air cooling in the position 30 ' or 31', at part load in the position 30 or 31 and at full load in the position 30 "or 31". However, it is more expedient to control the flaps directly as a function of the machine by means of a thermostat exposed to the machine temperature.

Wenn in der Zeichnung auch nur drei Stellungen angegeben sind, so kann die Regelung selbstverständlich auch kontinuierlich, also z. B. zwischen der einen und der anderen Endstellung, erfolgen.If only three positions are indicated in the drawing, so the regulation can of course also be carried out continuously, e.g. B. between the one and the other end position.

Claims

PATEVTAI`SYRCCfIE: 1. Controllable air cooling for internal combustion engines. in particular vehicle machines. Hey, the individual rooms in kiililnälnteln surrounding streams of cooling air can be wholly or partially noticeable against a passage and bypass lines between the individual refrigeration titles surrounding the cylinder are provided. through which a more or less large part of the cooling air passes can. according to patent application D 19502 I a / 46c4. characterized. that a common Uinschalt- or control element for the cooling air flow flowing around the cylinder on the one hand and for the cooling air flow flowing through the bypass line or a short-circuit line on the other hand is provided.

2. Controllable air cooling according to claim 1, characterized in that that the changeover or control element can be set to at least three positions a) to a final position for 1lotorwärwärmung, in which the inside of the cooling jacket connected to the bypass or short-circuit line, against a flow after outside, however, is blocked or essentially blocked or only the bypass line is released for a flow when the cooling jacket interior is blocked, b) on a Partial load position, in which a possibly throttled cooling air flow partially through the interior of the cooling jacket and partially through the bypass or short-circuit line can flow. and c) to an open position for full load, in which the cooling air can flow at full strength through the cooling jacket, the bypass or short-circuit line however, is cordoned off or essentially cordoned off.

3. Adjustable air cooling according to claims 1 and 2, characterized in that the switching or regulating elements arranged in a known manner behind the cylinders in the flow direction of the cooling air are.

4. Adjustable air cooling according to claim 1 to 3, characterized in that the switching or regulating organs in a manner known per se, depending on the Position of the output control element or depending on the machine temperature z. B. can be adjusted by a thermostat. Considered publications: German Patent Nos. 724 536, 903 758; U.S. Patent No. 2,664,862.