DE1082083B

DE1082083B - Kuehlanlage fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1082083B
Application number: DED25530A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Scherenberg; Dr-Ing Ekhardt Schmidt
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1957-05-03
Filing date: 1957-05-03
Publication date: 1960-05-19
Also published as: CH362571A

Description

Kühlanlage für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine Kühlanlage für Brennkraftrnaschinen mit einem vom Außendruck ge,-trennten und vom Druck einer besonderen Druckmittelquelle beaufschlagten Kühlkreislauf. Sie hat insbesondere Bedeutung für Dieselmotoren mit Aufladung durch einen Abgasttirbolader.
Kühlanlagen der vorstehenden Art sind an sich be- kannt. Mit ihnen vermeidet man die Schwierigkeiten, welche auftreten, wenn die Drücke in der normalen Anlage se niedrig sind, daß die Gefahr von Dampfbildung an bestimmten Stellen, insbesondere im Motorkühlmantel vorhanden ist. Diese Schwierigkeiten liegen nicht nur in ungenügender Kühlung, sondern auch in Kavitationserscheinungeii, die gemeinsam 1-nit chemischen Einflüssen zu Anfressungen bestimmter Teile der Kühlräume führen. Schwierigkeiten sind in der Kühlanlage auch dann zu erwarten, wenn z. B. Bahnmotoren in größeren Höhen Verwendung finden, weil dann mit sinkendem Luftdruck auch der Druck in der Kühlanlage absinkt.
Andererseits gibt es seit langer Zeit aufgeladene Brennkraftmaschinen, die z. B. zum Betrieb in größeren Höhen geeignet sind. Zum Beaufschlagen der eingangs erwähnten bekannten Kühlanlagen, werden besondere, von der Brennkraftinaschine betriebene Druckpumpen verwendet. Dies ist nachteilig, weil diese besondere Pumpe einen baulichen Mehraufwand bedeutet und vor allein auch der Brennkraftmaschine Leistung entzieht. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Kühlanlagen ist die Zuführung der Druckluft unmittelbar in den Kühlkreislauf, so daß immer die Gefahr besteht, daß Luftblasen vorn Kühlwasser mitgerissen werden.
Die Erfindung hat die Beseitigung obiger Nachteile zur Aufgabe. Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß bei einer Brennkraftmaschine mit Aufladung das Ladegebläse als Druckmittelquelle dient und im Kühlkreislauf ein im Nebenschluß liegender Ausgleic-hsbehälter angeordnet und über ein Rückschlagventil mit der Druckseite des Ladegebläses verbunden ist.
Vorteilhafterweise kann hierbei der Kühlkreislauf durch ein an sich bekanntes Überdruckventil auf einen gegebenenfalls einstellbaren Höchstdruck festgelegt sein. Zur Beaufschlagung mit dem Ladedruck kann zweckmäßigerweise die Druckspirale des Auflade#-gebläses durch eine Leitung mit dem Ausgleichsbehälter des Kühlsystems verbunden sein.
Es sind zwar bei den eingangs erwähnten Kühlkreislä.ufen Überdruckventile bekannt. jedoch halten diese zusammen mit der besonderen Druckpumpe einen konstanten Druck im Kühlkreislauf aufrecht. Dies ist bei der Erfindung nicht der Fall. Hier ist das Überdruckventil ein echtes Höchstdruckventil, während der tatsächliche Druck im System entsprechend dem Ladedruck schwankt.
Die erfindungsgemäße Kühlanlage hat nicht nur den Vorteil ihrer Anwendung auf aufgeladene Brennkraftmaschinen. Sie hat außerdem den Vorteil, daß der Druck in der Kühlanlage dem Ladedruck der Brennkraftmaschine entspricht. Für dieses Vorgehen eignen sich in besonderem Maße Brennkraftinaschinen mit Abgasturboaufladung, weil dabei der Druck des Aufladegebläses mit der Belastung des Motors ansteigt. Dadurch steigt auch der Druck im Kühlsystem gerade bei den Lasten, bei denen im Kühlmittel ein erhöhter Wärmeanfall und damit eine vermehrte Aufdampfung zu beherrschen ist. Ebenso sinkt der Druck des Aufladegebläses, das z, B. von einer Abgasturbine angetrieben wird, mit der Höhe langsamer ab, als es dem Verhältnis der Außenluftdrücke in den verschiedenen Höhen entsprechen würde.
Weitere Vorteile liegen im Wegfall der besonderen Druckpumpe und in der Einmündung der Druckleitung in dem Ausgleichsbehälter, so daß keine Luftblasen in das eigentliche System mitgerissen werden.
Das Überdruckventil selbst ist am Ausgleichsbehälter oder in an sich bekannter Weise an der Verbindungsleitung angeordnet, welche gemäß der Erfindung zum Ladegebläse führt. Es kann zweckmäßigerweise mit dem Rückschlagveritil baulich vereinigt sein, wodurch eine einfachere Montage möglich ist. Die vom Ausgleichsbehälter in den Kühlkreislauf rückführende Leitung mündet zweckmäßig unmittelbar vor der Kühlmittelpumpe in den Kreislauf gegebenerifalls über eine Ejektchrdüse.
Wie die Erfindung im einzelnen ausgeführt werden kann, zeigt mit den für sie wesentlichen Teilen das Ausführungsbeispiel der Zeichnung.
Mit den Abgasen der Brennkraftmaschine 1 wird eine Abgasturbine 2 betrieben, die über eine gemeinsame Welle oder gegebenenfalls auch Zwischengetriebe das Aufladegebläse 3 antreibt. Das Aufladegebläse kann naturgemäß auch mechanisch angetrieben werden. Dieses Aufladegebläse 3 drückt die durch den Luftfilter 4 angesaugte Verbrennungsluft in den Sau,-stutzen 5 der Brennkrafti-naschine 1. Von der Druckspira,le des Ladegebläses 3 führt eine Leitung 6 über eine noch später zu beschreibende'\"entilgruppe 7 in den Wasserausgleichsbehälter 8 der Kühlanlage.
Die Kühlanlage besteht ihrerseits aus einer von der Brennkraftmaschine 1 mittel- oder unmittelbar angetriebenen Kühlmittelpumpe 9, die das Kühlmittel, z. B. Kühlwasser, über eine Leitung 10 der Brennkraftmaschine zuführt. Von der Brennkraftmaschine 1 führt eine Leitung 11 zu einem thermostatisch gesteuerten Verteiler 12, von dem aus das Kühlmittel je nach seiner Temperatur anteilig dem Kühler 13 durch eine Leitun- 14 bzw. direkt der Pumpe 9 durch eine Leitung 15 zugeführt wird. Bei steigender Kühlmitteltemperatur wird durch den Verteiler 12 mehr und mehr der Weg zum Kühler 13 freigegeben.
Vom Kühler 13 führt eine Leitung 16 zum Sangstutzen der Kühlmittelpumpe 9. Das aus dem Ausgleichsbehälter 8 zufließende Kühlmittel wird durch eine Leitung 17 der Pumpe 9 gegebenenfalls über eine in Strömungsrichtung austretende Düse 18 zugeführt, die unmittelbar am Sau,-stutzen der Pumpe 9 liegen kann. Durch die Leitungen 23 ist der Kühlmittelkreislauf entlüftet. Durch die '\Z'erbindungsleitung6 wird der Wasserausgleichsbehälter 8 stets vom Ladedruck des Aufladegebläses 3 beaufschlagt. Der Kühlkreislauf ist dabei von der Außenluft getrennt, und ein Überdruckventil 20 sorgt dafür, daß im Wasserausgleichsbehälter ein Druck bis züi einer bestimmten Höhe aufgestaut werden kann. Das Überdruckventil 20 kann am Ausgleichsbehälter oder in der Verhindungsleitung 6 über dem maximalen Wasserspiegel des Ausgleichsbehälters vorgesehen werden.
Um ein Zurückströmen von Kühlmittel oder Kiffilmitteldampf in das Ladegebläse 3 zu verhüten, ist in der Verbindungsleitung 6 ein Rückschlagventil 19 vorgesehen. Das Rückschlagventil kann gegebenenfalls mit einer einstellbaren Feder versehen werden, so daß es erst bei einem bestimmten Luftdruck öffnet. Mit diesem kann das bereits erwähnte Überdruckventil 20 baulich zu einer Ventilgruppe 7 vereinigt sein. Die Spannung der Feder 21 des Überdruckventils 20 kann durch die Verschlußkappe 22 oder ein ähnliches Verstellorgan geregelt und damit ein be# stimmter Druck eingestellt werden. Dieser wird im allgemeinen so gewählt, daß der Öffnungsdruck Über dem maximal anfallenden Gebläsedruck liegt.
Es besteht weiterhin die Möglichkeit, nicht die Druckspirale des Ladegebläses, sondern z. B. den unter Ladedruck stehenden Ansaugstutzen 5 des Motors durch die Verbindungsleitung 6 anzuzapfen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE. 1. Kühlanlage für Brennkraftmaschinen mit einem vom Außendruck getrennten und vom Druck einer besonderen Druckmittelquelle beaufschlagten Kühlmittelkreislauf, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Brennkraftmaschine mit Aufladung das Ladeggebläse als Druckmittelquelle dient und im Kühlkreislauf ein im Nebenschluß liegender Ausgleichsbehälter angeordnet und über ein Rückschlagventil mit der Druckseite des Ladegebläses verbunden ist.
2. Kühlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkreislauf durch ein an sich bekanntes Überdruckventil (20 ' ) auf einen gegebenenfalls einstellbaren Höchstdruck festgelegt ist. 3. Kühlanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ulerdruckveritil (20) am Kühlmittelausgleichsbehälter oder in an sich bekannter Weise in der Verbindungsleitung (6) angeordnet und gegebenenfalls mit dem Rückschlagventil (19) baulich vereinigt ist. 4. Kühlanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Ausgleichsbehälter (8) in den Kühlkreislauf rückführende Leitung (17) unmittelbar vor der Kühlmittelpumpe (9) in diesen einmündet, gegebenenfalls über eine Ejektordüse (18). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 944 591; britische Patentschrift Nr. 517 408.