DE19823254A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Eine Brennkraftmaschine weist einen Ölkühler auf, der in einem Wasserkasten eines Zylinderkurbelgehäuses angeordnet ist, wobei der Wasserkasten von Kühlwasser eines Kühlwasserkreislaufs durchströmt wird. DOLLAR A Um die Kaltstarteigenschaften einer Brennkraftmaschine zu verbessern, ohne den Bauraum zu vergrößern, wobei eine nachträgliche Umrüstung möglich sein soll, ist vorgesehen, daß in dem Wasserkasten ein elektrisches Heizelement angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine nach dem Ober­ begriff des Anspruches 1.

Aus der DE 196 00 566 C1 ist eine mehrzylindrige Brennkraft­ maschine bekannt, in deren Zylinderkurbelgehäuse ein Ölkühler für Schmieröl vorgesehen ist. Der Ölkühler liegt in einem seitlich am Zylinderkurbelgehäuse angegossenen Wasserkasten, der von Kühlwasser eines Kühlwasserkreislaufs durchströmt wird. Das Kühlwasser umströmt den Ölkühler und wird anschlie­ ßend in den Zylinderkopf geführt, wo es als Kühlwassermantel an der Außenseite der Zylinder entlang geführt wird.

Nachteilig hierbei ist, daß bei kalter Brennkraftmaschine, beispielsweise bei einem Start nach längerem Stillstand, das Schmieröl aufgrund der tiefen Temperaturen eine hohe Viskosi­ tät aufweist und wegen seiner verminderten Fließfähigkeit nicht imstande ist, die bewegten Bauteile der Brennkraftma­ schine, insbesondere die Lagerstellen der Kurbelwelle und des Pleuels, in ausreichendem Maße zu schmieren.

Ein weiteres Problem bei kaltem Motor liegt darin, daß Kraft­ stoff an den Zylinderwänden kondensiert, so daß das Kraft­ stoff/Luftverhältnis im Brennraum vom optimalen Wert abweicht und die Schadstoff-Konzentration im Abgas erhöht ist.

um dieses Problem zu umgehen, wird in der Druckschrift DE-OS 29 05 571 vorgeschlagen, das Kühlwasser mit Hilfe eines elek­ trischen Heizkörpers vorzuwärmen, so daß die Zylinder von er­ wärmtem Kühlwasser umströmt und vorgewärmt werden. Durch die­ se Maßnahme soll eine bessere Startbereitschaft des Motors erreicht und außerdem Frostschäden vermieden werden. Hierbei stellt sich aber die Schwierigkeit, den Heizkörper so in das Zylinderkurbelgehäuse zu integrieren, daß einerseits eine kompakte Vorrichtung gegeben ist und andererseits auch die Möglichkeit besteht, ältere Brennkraftmaschinen, deren Zylin­ derkurbelgehäuse nicht zur Aufnahme eines Heizkörpers vorbe­ reitet ist, mit geringem Aufwand nachzurüsten und dennoch ei­ ne klein bauende Vorrichtung zu erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kaltstarteigen­ schaften einer Brennkraftmaschine zu verbessern, wobei die erforderlichen Maßnahmen ohne Vergrößerung des Bauraums durchführbar sein sollen und eine nachträgliche Umrüstung möglich sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An­ spruches 1 gelöst.

Der Einbau des elektrischen Heizelements in den Wasserkasten kann auch nachträglich ohne wesentliche Umbaumaßnahmen vorge­ nommen werden, insbesondere muß das Kurbelgehäuse nicht ver­ ändert werden. Man erhält eine vollintegrierte Kühlwasserhei­ zung, die bereits vor dem Start zur Vorwärmung des Motors be­ tätigbar ist und die Starteigenschaften wesentlich verbessert und auch zur Schadstoffreduzierung beiträgt. Die Kühlwasser­ heizung kommt praktisch ohne zusätzlichen Bauraum aus und ist leicht auch nachträglich und direkt beim Kunden zu montieren, wodurch die Einbaukosten gesenkt werden. Auch Wartungsarbei­ ten können schnell durchgeführt werden. Insgesamt sind die Kosten reduziert, da das Kurbelgehäuse nicht umgebaut werden muß.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß durch die Lage des Öl­ kühlers unmittelbar am Heizelement bzw. in der von dem er­ wärmten Kühlwasser durchfluteten Wasserkasten auch das Schmieröl erwärmt wird, wodurch die Fließeigenschaften ver­ bessert werden. Das Schmieröl fließt leichter zu den Lager­ stellen, so daß eine bessere Schmierung bewegter Bauteile er­ reicht wird. Der aufgeheizte Ölkühler beeinflußt wiederum das Kühlwasser, weil durch die vergrößerte Wärmeabstrahlfläche des Ölkühlers das Kühlwasser schneller erwärmt wird, so daß auch die Zylinder in kürzerer Zeit vorgewärmt werden.

Zweckmäßig bilden das Heizelement und der Ölkühler einen Ver­ bund, indem das Heizelement unmittelbar am Ölkühler, insbe­ sondere durch Anlöten an die Bodenfläche des Ölkühlers, ge­ halten ist. Man erhält auf diese Weise ein zusammenhängendes Bauteil aus Heizelement und Ölkühler, das platzsparend ausge­ bildet ist und insbesondere vorgefertigt in den Wasserkasten eingesetzt bzw. für Wartungsarbeiten aus dem Wasserkasten herausgenommen werden kann.

Das Heizelement ist gemäß einer bevorzugten Ausführung als Heizschlange ausgebildet, wodurch die wärmeabstrahlende Ober­ fläche des Heizelements vergrößert ist und der Erwärmungsvor­ gang in kürzerer Zeit durchgeführt wird.

Das Heizelement liegt vorteilhaft vollständig innerhalb der seitlichen Umrandung der Bodenfläche des Ölkühlers, so daß die Dimensionen des Wasserkastens im wesentlichen unverändert beibehalten werden können und insbesondere die Bauhöhe des Zylinderblocks gleich bleibt; auf diese Weise wird eine be­ sonders platzsparende Bauweise erreicht.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungsformen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeich­ nungen zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Ölkühler mit Heizele­ ment,

Fig. 2 eine Ansicht des Heizelements aus Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Ölkühler mit Heizele­ ment in einer anderen Ausführung,

Fig. 4 eine Ansicht des Heizelements aus Fig. 3.

Das in Fig. 1 ausschnittsweise dargestellte Zylinderkurbelge­ häuse 2 einer Brennkraftmaschine 1 mit den Zylindern 8, 9 weist einen seitlich angeordneten, am Zylinderkurbelgehäuse angegossenen Wasserkasten 4 auf, in dem ein Ölkühler 3 für Schmieröl angeordnet ist. Der Innenraum des Wasserkastens 4 liegt im Strömungsweg eines Kühlwasserkreislaufs, der grund­ sätzlich der Kühlung der Brennkraftmaschine dient. Das Kühl­ wasser W tritt durch eine Eintrittsöffnung 10 im Zylinderkur­ belgehäuse 2 gemäß der dargestellten Pfeilrichtung in den Wasserkasten 4 ein und umströmt den Ölkühler 3. Ein Teil des Kühlwassers W wird vor dem Wasserkasten 4, während der Strö­ mung durch den Wasserkasten und hinter dem Wasserkasten durch Öffnungen 14 in einer Mantelwand 13 zu einem Kühlwassermantel 11 geleitet, der zwischen den Zylinderwänden 12 und der Man­ telwand 13 vertikal nach unten geführt ist und die in den Zy­ lindern 8, 9 erzeugte Wärme abführt. Die Mantelwand 13 bildet zugleich eine Begrenzungswand des Wasserkastens 4. Zwischen den Zylinderwänden 12 sind Kanäle 15 geschaffen, durch die das Kühlwasser hindurchströmen kann, damit die Zylinder 8, 9 rundum gekühlt sind. Die Kanäle 15 verlaufen quer zur Längs­ achse 16 des Zylinderkurbelgehäuses 2. Der Kühlwassermantel 11 erstreckt sich im wesentlichen parallel zur Längsachse 16.

Im Wasserkasten 4 ist ein Heizelement 5 angeordnet, um das Kühlwasser bei kalter Brennkraftmaschine vorzuwärmen. Das Heizelement 5 liegt zwischen der Mantelwand 13 und dem Ölküh­ ler 3 und ist an der den Zylindern 8, 9 zugewandten Bodenflä­ che 6 des Ölkühlers 3 fixiert, insbesondere angelötet. Der Ölkühler 3 und das Heizelement 5 bilden ein zusammenhängendes Bauteil und können gemeinsam in den Wasserkasten eingesetzt bzw. aus diesem herausgenommen werden.

Das Heizelement 5 ist elektrisch beheizbar. Für die Stromzu­ fuhr ist eine Stromleitung 17 vorgesehen, die seitlich ent­ lang des Ölkühlers 3 zu einem Deckel 18 des Wasserkastens 4 geführt ist und in eine Steckverbindung 19 mündet, die auf der Außenseite des Deckels 18 gehalten ist.

Fig. 2 ist zu entnehmen, daß das Heizelement 5 im Wasserka­ sten 4 des Zylinderkurbelgehäuses 2 als Heizschlange ausge­ bildet ist, die an der Bodenfläche 6 des Ölkühlers 3 gewunden verläuft. Eine platzsparende Anordnung wird dadurch erreicht, daß das Heizelement 5 im wesentlichen innerhalb der Umrandung 7 der Bodenfläche 6 verläuft, so daß die Dimensionen der aus Ölkühler 3 und Heizelement 5 bestehenden Gesamtanordnung im wesentlichen allein durch die Größe des Ölkühlers bestimmt werden. Lediglich die Enden der Heizschlange führen über die Umrandung 7 hinaus, um eine Kontaktmöglichkeit zur seitlich am Ölkühler 3 entlang geführten Stromleitung 17 zu schaffen.

In Fig. 3 und 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel darge­ stellt, wobei die mit dem ersten Ausführungsbeispiel identi­ schen Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.

Gemäß Fig. 3 strömt das Kühlwasser W etwa parallel zur Längs­ achse 16 des Zylinderkurbelgehäuses durch den Wasserkasten 4 mit dem Ölkühler 3, der länger als der Ölkühler des ersten Ausführungsbeispiels ausgebildet ist. Ein Teil des Kühlwas­ sers zweigt aus dem Wasserkasten 4 ab und tritt über Öffnun­ gen 14 in der Mantelwand 13 in einen Kühlwassermantel 11 zwi­ schen der Mantelwand 13 und den Zylinderwänden 12 der Zylin­ der 8, 9.

An der Bodenfläche 6 des Ölkühlers 3, zwischen Ölkühler 3 und der Mantelwand 13, ist das elektrische Heizelement 5 ange­ bracht, das über die Stromleitung 17 und die Steckverbindung 19 im Deckel 18 mit Strom versorgt wird.

Wie insbesondere Fig. 4 zu entnehmen, ist das Heizelement 5 als mehrfach gewundene Heizschlange ausgebildet, die inner­ halb der Umrandung 7 der Bodenfläche 6 des Ölkühlers 3 liegt. Durch die größere Anzahl an Windungen hat das Heizelement ei­ ne größere Oberfläche, so daß mehr Wärme abgestrahlt wird.

Claims (6)

1. Brennkraftmaschine, mit einem Ölkühler (3), der in einem Wasserkasten (4) eines Zylinderkurbelgehäuses (2) angeordnet ist, wobei der Wasserkasten (4) von Kühlwasser (W) eines Kühlwasserkreislaufs durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches Heizelement (5) vorgesehen ist, das in dem Wasserkasten (4) angeordnet ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (5) an der Bodenfläche (6) des Ölkühlers (3) gehalten ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (5) an die Bodenfläche (6) des Ölkühlers (3) angelötet ist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (5) innerhalb der seitlichen Umrandung (7) der Bodenfläche (6) des Ölkühlers (3) liegt.

5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (5) als Heizkörperschlange ausgebildet ist.

6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromleitung (17) des Heizelements (5) zu einem Dec­ kel (18) des Wasserkastens (4) geführt ist.