DE2061762A1

DE2061762A1 - Kuhlsystem fur Verbrennungskraftma schinen

Info

Publication number: DE2061762A1
Application number: DE19702061762
Authority: DE
Inventors: D F Kueny; H M Pollari
Original assignee: Outboard Marine Corp
Current assignee: Outboard Marine Corp
Priority date: 1970-01-05
Filing date: 1970-12-15
Publication date: 1971-07-15
Also published as: FR2074902A5; GB1289201A; SE374167B; CA920009A; BE755473A; HK39176A; US3667431A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. EWeickmann, 2061762

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. EA."Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820 .

SAHA MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22

<983921/22>

OUTBOARD MARINE CORPORATION, 100 Persixing Road, Waukegan,

Illinois, V.St.A.

Kühlsystem für Verbrennungskraftmasohinen

Die Erfindung betrifft allgemein die Kühlung von Yerbren« nungskraftmaschinen und insbesondere die Kühlung von Zweitakt-Schiff smotoreno Bisher werden drei Haupttypen von Kühlsystemen verwendet. Das erste System weist einfache Motorkühlkanäle auf und eine Pumpe, die das Kühlmittel duroh die Kanäle schickt'· Ein solches System kann als ein unge— steuertes System bezeichnet werden,» Es verhindert zwar eine Überhitzung des Motors, führt aber allgemein zu dem Ergebnis, daß die Maschine unter allen Bedingungen, doho im Leerlauf, bei mittlerer Geschwindigkeit und auf vollen Touren stets im kalten Zustand läuft«

Die zweite Art von Kühlsystemen verwendet einen Thermostat in den Kühlkanälen in der Nähe des Auslasses, um die Strömung durch die Kanäle zu blockieren, bis das Kühlmittel eine vorgegebene Temperatur erreicht hat« Ein solches System wird manchmal als Blockiersystem bezeichnete Es verhindert im allgemeinen eine Überhitzung der Maschine, dooh das Resultat ist, daß die Maschine mindestens nach der ersten An«· wärmung während des Leerlaufs bei mittlerer Tourenzahl und auf vollen Touren verhältnismäßig warm blieb·

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Das dritte System kann als Umwälzsystem bezeichnet werden» Es arbeitet in der Weise, daß es das Kühlmittel duroh die Kanäle im umlauf hält, bis das Kühlmittel warm genug ist, und dann eine solohe Kühlmittelmenge abfließen läßt und neu auffüllt, daß die Kühlmitteltemperatur wenigstens nach dem anfänglichen Erwärmen konstant bleibt. Das Umwälzsystem verhindert zwar eine Überhitzung, führt aber wie das Blök« kiersystem dazu, daß die Maschine im Leerlauf, bei mittlerer Geschwindigkeit und auf vollen Touren verhältnismäßig warm bleibt«

»O

Die Erfindung zielt darauf ab, verschiedene Bereiche der Maschine bei Leerlauf, im Mittelbereioh und auf vollen Touren selektiv zu kühlen, um eine optimale Leistung zu erreichen. Im Idealfall ist es zweckmäßig, im Leerlauf die Bereiohe des Motors rund um den zylindrischen Teil der Zylinder relativ warm und die Motorbereiohe rund um die Zylinderköp*· fe auf einer höheren Temperatur, d.ho verhältnismäßig heiß zu halten, um so einen ruhigen Lauf zu gewährleisten und zugleich ein Verölen der Zündkerzen zu verhindern«) Das Verölen der Zündkerzen zu unterbinden ist besonders für Zweitaktmotoren vorteilhaft,¹ bei denen das öl mit dem Kraftstoff gemischt ist«.

Im Mittelbereich sollen sowohl der Zylinderkopf als auoh der sylindrisehe Teil der Motorzylinder verhältnismäßig warm gehalten werden, doho auf einer Temperatur, die nicht heiß ist, aber über der Umgebungstemperatur liegt. Um bei volltn Touren die höohatmögliohe Leistung zu erzielen, müssen zweckmäßigerweise Zylinderkopf und »ylindrisoher Teil der Motorzylinder so kühl als möglich bleiben, doho möglichst nahe an der Temperatur des Wasservorrata, aus dem das Kühlwasser gepumpt wirdο

Zur Lösung dieaer Aufgaben sieht die Erfindung ein Kühl··

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system für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem ersten und einem zweiten Kühlmittelraum Tor» Der erste Kühlmittelraum ist an eine Pumpe angeschlossen, während der zweite Kühlmittelraum mit einem Überlauf verbunden ist, über den das Kühlmittel frei abfließen kann· Die beiden Kühlmittelräume sind über Vorrichtungsteile miteinander verbunden, mit deren Hilfe der Kühlmittelflu0 vom ersten zum zweiten Kühlmittelraum selektiv steuerbar ist. Diese Vorriohtungs« teile können aus einem thermostatischen Ventil bestehen, das eine Kühlmittelströmung vom ersten zum zweiten Kühlmit- ( telraum erlaubt, wenn das Kühlmittel eine vorgegebene Temperatur übersteigt, und die Kühlmittelströmung vom ersten in den zweiten Kühlmittelraum unterbindet, wenn die Kühlmittel» temperatur unter diesem vorgegebenen Wert liegt_o Weiter kann eine solohe selektive Steuerung ein druckabhängiges Glied umfassen, in Form eines zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlmittelraum liegenden Druokventils, das eine Kühlmittelströmung vom ersten in den zweiten»Kühlmittelraum erlaubt, wenn der Druck in dem ersten Kühlmittelraum über einen vorgegebenen Wert steigt, und, wenn der Druck in dem Kühlmittel im ersten Kühlmittelwert unter dem vorgegebenen Wert liegt, die Strömung vom ersten in den zweiten Kühlmittelraum sperrt. Dazu ist der erste Kühlmittelraum duroh eine gedrosselte " Nebenleitung mit dem Überlauf verbunden, so daß ständig eine gedrosselte Kühlmittelströmung zustandekommt_β

Weiter ist gemäß der Erfindung der erst· Kühlmittelraua derart angeordnet, daß tr in erster Linie die Bereiche des Motors rund um oder in der Nähe des zylindrischen Teile der Zylinder kühlt, während der zweite Kühlmittelraum in erster Linie bevorzugt dl· Motorbereiohe rund um oder in der Nähe der Zylinderköpfe im Gebiet der Zündkerzen kühlt· Folglloh werden im Leerlauf, d.h. bei niedriger Tourenzahl, die Motorbereiohe rund um den zylindrischen Teil der Zylinder ausreichend gekühlt, um diese Bereiohe relativ warm zu halten,

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während man den Zylinderkopf verhältnismäßig heiß werden läßt. Dieser Effekt kommt daduroh zustande, daß der Druok im ersten Kühlmittelraum aufgrund der geringen Motorgesohwindigkeit zu niedrig ist, um das Druckventil zu öffnen und die Kühlmitteltemperatur bei dieser niedrigen Motorgesohwindigkeit zu niedrig ist, um das thermostatisohe Ventil zu öffnen«. Das System liefert daher eine gedrosselte Kühlmittelströmung von der Pumpe zum Motorbereich rund um den Zylindrischen Teil der Zylinder und dann durch die ITebenleitung zum Auslaß.

In der Anfangephase des mittleren Betriebsbereiches, wenn die Motorgeschwindigkeit größer ist als beim Leerlauf, wächst die vom Motor abzuführende Wärmemenge.. Dabei steigt die Kühlmitteltemperatur und das thermostatisohe Ventil öffnet und läßt Kühlmittel in den zweiten Kühlmittelraum fliessen« Dies bewirkt, daß die Zylinderköpfe von einem verhältnismäßig heißen in einen verhältnismäßig warmen Zustand übergehen. In dieser Anfangephase des Betriebs mit mittlerer Tourenzahl reicht der Anstieg der Motorgesohwindigkeit nioht aus, um das Druckventil zu öffnen· Wenn Jedoch die Motorgesohwindigkeit weiter zunimmt, öffnet der im Kühlmittel des ersten Kühlmittelraums entwickelte Druck das Druckventil, so daß es zu einer merklich verstärkten Strömung von der Pumpe durch den ersten Kühlmittelraum zum zweiten Kühlmittelraum kommt» Diese verstärkte Kühlmittelströmung bewirkt eine Herabsetzung der Sesamttemperatur dee Kühlmittels, wodurch das thermostatisch· Ventil geschlossen wird und die Betriebstemperatur des Motors auf eine Verhältnissessig kühle Stufe reduziert wird»

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues und verbessertes Kühlsyste» für eine Verbrennungskraftmaschine, und »war insbesondere für «inen Zweitakt-Auöenbordmotor,

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zu sohaffeile Das neue Kühlsystem soll zur Erzeugung einer optimalen Leistung der Maschine beitragen. Weitere Aufgaben und Vorzüge der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen hervor. Es aeigen:

Piget eine teilweise schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Außenbordmotors!

Pig» 2 eine Skizze des im Außenbordmotor der ]?igo1 verwendeten Kühlsystem^;

!ig«3 einen vergrößerten Seitenriß, geschnitten naoh der Linie 3·* 3 der Pig·4· und mit weggebrochenen Teilen, der im Außenbordmotor der PIg₀1 enthaltenen Maschine?

Pige4 eine Schnittansicht naoh der Linie 4-4 der Pig»3| Pige5 eine Schnittansicht nach der Linie 5-5 der Pigo3| Pig«6 eine Schnittansicht naoh der Linie 6-6 der Pigo3o

In Pig*1 ist ein erfindungsgemäßer Außenbordmotor 11 gezeigt ι der aus einem Motorkopf 15 auf einer unteren Einheit 19 besteht. Der Motorkopf 15 schließt eine Verbrennungskraftmaschine 23 mit einem oder mehreren Zylindern ein» Jeder Zylinder weist einen Bylindrisohen !eil 31 und einen Zylinderkopf 35 auf, in dem eine Zündkerae 37 angebracht ist« Perner enthält der Motorkopf 15 eine Kurbelwelle 39» die an eine Antriebswelle 43 in der unteren Einheit 19 angeschlossen isto Die Antriebswelle 43 treibt eine Wasser-Ader Kühlmittelpumpe 47» die über einen Einlaß 51 mit dem Wasser in dem See oder PIuJl, auf dem das Boot mit dem Außenbordmotor 11 fährt, in Verbindung steht· Die Pumpe 47 muß in der Lage sein, bei Zunahme der Motorgeeohwlndigkeit ein wachsende* Waeservolumen unter einem steigenden Druck zu liefern· In dem AuefÜhrungebeispiel ist die Pumpe 47 von übliohtr Bauart mit flexiblen Puaptnflügtln. Sie let lmrfcan-

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de, mindestens teilweise sich wie eine Verdrängerpumpe zu verhalten, und auch fähig, bei Steigerung der Motorgeschwindigkeit ein zunehmendes Volumen von Kühlwasser unter erhöhtem Druck zu liefern. Wie in der Zeichnung dargestellt, weisen solohe Kapselpumpen mehrere flexible Flügel 48 auf, die von einer drehbaren, angetriebenen Nabe 49 naoh außen stehen· Sie von der Pumpe ausgestoßene Menge gelangt durch eine Zuleitung 55 in einen Kühlmantel 59, der die Zylinder 27 umgi/ibt und naoh der Lehre, der Erfindung ausgebildet ist·

Es sind verschiedene Anordnungen möglich; in dem speziellen Ausführungsbeispiel, das der Beschreibung zugrundeliegt, ist der Kühlmantel 59 in zwei Abteile unterteilt, nämlioh in einen ersten Kühlmittelraum 63 und einen zweiten Kühlmittelraum 67· Der erste Kühlmittelraum 63 dient in erster Linie zum Kühlen der Maschine 23 in der Gegend des zylindrisohen Teile 31 der Zylinder 27, während der zweite Kühlmittelraum 67 für die Kühlung des Motors in der Nähe des Zylinderkopfes 35 der Zylinder 27 vorgesehen ist. Bei dieser speziellen Konstruktion werden die beiden Kühlmittelräume 63 und 67 des Kühlmantels dadurch gebildet, daß die Maschine 23 aus mehreren Teilen zusammengesetzt ist, zu denen ein Motorblock 71 gehört, der das Hauptstüok des Zylindrischen Teils 31 jedes Zylinders 27 bildet· In einem Stück mit diesem Motorblock 71 ist um jeden zylindrischen Teil 31 ein Hauptabschnitt 75 des ersten Kühlmittelraumes 63 ausgeformt. Dieser Hauptabschnitt 75 steht an seinem Unterende mit der Ton der Pumpe herkommenden Zuleitung 55 in Verbindung·

An dem Motorblock 71 1st ein Mittleres Gußteil 83, d.i. das Zylinderkopf-Gußstück, abnehmbar befestigt, beispielsweise angeschraubt. Dieses GuSteil bildet den Zylinderkopf 35 jedes Zylinders 27· Entlang der am Motorblock 71 anlie·»

genden Fläche weist es als Nuten ausgebildete Kanäle 87 auf, die einen weiteren Abschnitt des ersten Kühlmittelraumes 65 bilden«. Wie aus Pig·4 ersichtlich, haben die Kanäle 87 ein gemeinsames Stück 89 am Oberende des Gußteils 83 und ein weiteres gemeinsames Stück 91 an dessen unterem Ende«, Dabei ist zu beachten, daß der im Gußteil 83 liegende Abschnitt des ersten Kühlmittelraumes 63 mehr die Beschaffenheit eines Kanals oder einer Leitung hat, als die eines Mantels für die Zylinderköpfe 35o

Zwischen dem Motorblock 71 und dem mittleren Gußteil 83 ist eine Dichtungsscheibe 96 eingefügt, die an ihrem oberen Ende bei 99 eine Öffnung hat, die in ?ig«4 gestriohelt angedeutet ist, damit das Kühlmittel an einer von der Zuleitung 55 abgelegenen Stelle, nämlich am Oberende des Motorblocks 71, von dem Hauptabschnitt 75 des ersten Kühlmittelraumes 63 in das gemeinsame Stück 89 der Kanäle 87 in dem mittleren Gußteil 83 strömen kann. Auf diese Weise wird eine Strömung durch den Hauptabschnitt 75 des ersten Kühlmittelraumes gewährleistet·

Entlang der anderen Pläohe des mittleren Gußteils (siehe 7ig«5) und von den Kanälen 87 durch einen Steg 103 getrennt ist eine offene Einsenkung 107 ausgeformt, die teilweise den zweiten Kühlmittelraum 67 des Kühlmantels bildet und eine merklich größere Ausdehnung hat als der Abschnitt des ersten Kühlmittelraumes 63 im mittleren Gußteil 83ο Wie am deutlichsten in Pig«5 zu sehen iet, wird die Einsenkung 107 duroh «ine im wesentlichen vertikale Trennwand 109 in zwei Hälften 111 und 115 unterteilt, die miteinander am Oberendt des Gußteile 83 in Verbindung stehen·

Auf der anderen Seite des mittleren Gußteil· 83, d.h. auf der tob Motorblock 71 abgelegenen Seite, ist «in weiteres

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Gußteil, nämlich ein Zylinderkopfdeokel 123, befestigt, beispieleweise mittels Schrauben 81 o.dgl. Der Zylinderkopfdeckel vervollständigt den zweiten Kühlmittelraum 67 ο Wie noch genauer beschrieben wird, bilden das mittlere Gußteil 83 und der Zylinderkopfdeokel 123 zusammen eine Halterung für ein nooh zu beschreibendes Druckminderventile Zu diesem Zweok weist der Zylinderkopfdeokel an seinem Unterende auf einer Seite der Trennwand 109 eine Tasche 125 auf, die mit der Hälfte 111 in Verbindung steht«.

Es sei nooh darauf hingewiesen, daß die Einsenkung 107 •inen großen Teil des Zylinderkopfes bedeokt und einen wirksamen Kühlmantel für die Zylinderköpfe darstellte

Das mittlere Gußteil 83 1st ferner mit Mitteln versehen, um. das Kühlmittel ungehindert aus dem Kühlmittelraum abfliessen zu lassen., Hierzu weist das mittlere Gußteil an seinem Unterende einen Überlauf in Form eines Auslaßkanals 127 auf, der am einen Ende mit der Hälfte 115 des zweiten Kühl·· mittelraumes in Verbindung stehto Der Auslaßkanal 127 kann unmittelbar zu den anderen Teilen des Außenbordmotors führen, um Kühlmittel zum Kühlen des Auspuffrohres, wenn vorhanden, abzuleiten und um das Kühlmittel in den See oder Strom zurückzuführen«. Bei dem gezeigten Beispiel steht Jedooh der Auslaßkanal 127 durch die Dichtungsscheibe 96 mit einem L«itungsstüok 129 in dem Motorblock 71 in Verbindung, das seinerseits zu anderen Teilen des Außenbordmotors führt, etwa um das Auspuffrohr zu kühlen und das Kühlmittel in den S·· oder Fluß abzuleiten. Um das Kühlmittel duroh ein Auslaßrohr auszustoßen und es in den See oder Strom abzuführen, können verschiedene Anordnungen verwendet werden, die jedoch nicht Gegenstand der Erfindung sind«,

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Kühl-

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mittelströmung vom ersten Kühlmittelraum 63 zum zweiten Kühlmittelraum 67 sowohl durch eine temperaturabhängige Einrichtung als auoh duroh eine druokabhängige Einrichtung selektiv gesteuerte Im einzelnen ist gemäß der Erfindung ein thermostatisohes Ventil vorgesehen, das eine Kühlmittelströmung vom ersten Kühlmittelraum 63 in den zweiten Kühl·* mittelraum 67 freigibt, wenn das Kühlmittel eine vorgegebene Temperatur über der Umgebungstemperatur des Wassers in dem See oder Fluß hat, und das einen Kühlmittelfluß vom ersten in den zweiten Kühlmittelraum verhindert, wenn die Kühlmitteltemperatur unter der vorgegebenen Temperatur liegt. Bei der beschriebenen Konstruktion ist hierzu der untere Teil des Steges 103 des mittleren Gußteils 83 zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlmittelraum mit einer öffnung 131 versehen, in der ein thermostatisohes Ventil 135 eingebettet ist, das von üblioher Konstruktion sein kann, sofern es die oben genannte Punktion erfüllt, für Außenbordmotoren beginnt ein thermostatisohes Ventil gemeinhin zu öffnen, wenn die Kühlmitteltemperatur etwa 6O⁰C (140⁰J) erreicht, und macht dann nach Bedarf weiter auf, um die Kühlmitteltem» peratur mögliohst am Überschreiten von 6O⁰C zu hindern,, Konstruktionsdetails des thermostatisohen Ventile 135 und des« sen Befestigung an dem Steg 103 des mittleren Gußteils sind nioht Gegenstand der Erfindung. Wenn im Betrieb die Kühlmitteltemperatur die vorgegebene Temperatur, beispielsweise 60⁰C, überschreitet, öffnet das Ventil und erlaubt eine Strömung vom ersten Kühlmittelraum 63 in den zweiten Kühlmittelraum 67«

Sie gemäß der Erfindung vorgesehene, druokabhängige Einrichtung besteht aus einem Druckminderventil oder einer Anordnung mit einer zweiten öffnung 139 im unteren Teil des Steges 103 des mittleren Gußteils 83, zusammen mit einem Ventil 141, das in der öffnung 139 liegt, und einer Jeder 145,

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die hauptsächlich in der Tasche 125 im Zylinderkopfdeckel 123 untergebracht ist und das Ventil H1 gegen einen Sitz 147 ai Steg 103 drückt<, Die Feder 145 ist vorzugsweise so berechnet, daß sie ein erstes Öffnen des Ventils erlaubt, wenn die Motorgesohwindigkeit im Mittelbereich, beispielsweise zwischen etwa 2000 und 4000 U/min, liegt. Wie üblich bewirkt eine größere Verschiebung des Ventils vom Sitz eine stärkere Kühlmittelströmung duroh das Leitungsstück 129. Die Einzelheiten der Konstruktion des Ventils selbst und seiner Halterung sind, so weit hier nicht beschrieben, nicht erfindungswesentlich.

Wenn im Betrieb die Pumpe 47 von der Maschine 23 mit verhältnismäßig hoher Tourenzahl des Mittelbereiohes angetrieben wird, bewirkt der von der Pumpe entwickelte Druck, daß das Ventil 141 Öffnet, um eine wesentlich stärkere Strömung vom ersten Kühlmittelraum 63 in den zweiten Kühlmittelraum 67 zu ermöglioheno Diese verstärkte Strömung führt zu einer viel niedrigeren Kühlmitteltemperatur und wenn auch noch ein thermostatisohes Ventil 135 verwendet wird, wird dieses Ventil dadurch geschlossen» Das Zumachen des Ventils und die damit verbundene Drosselung der Strömung lösen eine Druoksteigerung aus, die eine weitere öffnung des Druck-Ventils 141 bewirkte

Es sind Mittel in Form einer Nebenleitung vom ersten Kühlmittelraum 63 zum Kanal 127 vorgesehen, um eine kontinuierliche, aber gedrosselte Strömung aus dem ersten Kühlmittelraum 63 zu ermöglichen, wenn immer die Pumpe laufte Vorzugsweise ist die Nebenleitung, beispielsweise mit Hilfe einer DrosselBttlle 157 (siehe Fig_o2) derart dimensioniert, daß eine Wasserströmung zustandekommt, die annähernd gleich der von der Pumpe im Leerlauf, d«h_e beispielsweise etwa 600 U/ min erzeugten Strömung ist_e Es können verschieden· Anord-

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nungen vorgesehen seine In Pig»31 4- und 5 ist eine gedrosselte Nebenleitung 155 gezeigt, die direkt vom Boden des ersten Kühlmittelraums 63 zum Auslaßkanal 127 führt· Alternativ dazu kann die Nebenleitung auch aus einem üblichen Nebenauslaß (nicht gezeigt) in dem thermostatisohen Ventil 135 bestehen, der mit einer gedrosselten Leitung verbunden ist, die vom Boden der Tasche 125 zum Auslaßkanal 127 führt· Diese alternative Konstruktion hat den Vorzug, daß das Kühlmittel aus der Hälfte 111 des zweiten Kühlmittelraumes 67 abgezogen wird»

Beim Betrieb im Leerlauf, d.h₀ beispielsweise mit Geschwindigkeiten von etwa 600 U/min, strömt das Kühlmittel von der Pumpe 47 durch den ersten Kühlmittelraum 63 und durch di· gedrosselte Nebenleitung 155 zum Auslaßkanal 127ο Infolge der relativ niedrigen Motorgesohwindigkeit und der damit verbundenen geringen Wärmeentwicklung wird das durch den ersten Kühlmittelraum 63 fließende Wasser oder Kühlmittel nicht genügend erwärmt, um das thermostatisohe Ventil 135 zu öffnen, obgleich die erzeugte Wärme ausreicht, um den zylindrischen Teil 31 der Zylinder 27 relativ warm zu halten· Auch der von der Pumpe 47 im Leerlauf entwickelte Druck genügt nicht, um das Druckventil 141 zu öffnen. Daher findet keine Kühlaittelströmung durch den zweiten Kühlmittelraum statt und die Zylinderköpfe 35 der Zylinder 27 werden relativ heiß.

Wenn die Motorgeschwindigkeit über den Leerlauf hinaus ansteigt, erhitzt die zusätzlich von der erhöhten Betriebsgeschwindigkeit der Haschine 23 erzeugte Wärme das duroh den ersten Kühlmittelraum fließende Wasser über die vorgegebene Temperatur, beispielsweise 60⁰C, worauf sioh das thermostatische Ventil 135 öffnet und versucht, die vorgegebene Temperatur beizubehalten, indem es Kühlmittel in den zweiten

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Kühlmittelraum 67 strömen läßt. Schließlich reicht zunächst der von der Pumpe 47 erzeugte Druck nicht aus, um das Druckventil zu öffnen,, Unter diesen Umständen befindet sich das duroh den ersten Kühlmittelraum 63 strömende Wasser etwa auf der vorgegebenen Temperatur und der Motor bleibt daher in der Nähe der zylindrischen Teile 31 verhältnismäßig warm. Was jedooh die Zylinderköpfe 35 anlangt, so läßt die allmähliche öffnung des thermostatischen Ventils 135 allmählich eine immer stärkere Kühlmittelströmung in und duroh den «weiten Kühlmittelraum 67 zu, wodurch die Zylinderkopf fe 35 allmählich von einem verhältnismäßig heißen Zustand auf einen verhältnismäßig warmen Zustand abgekühlt werden_e

Je nach der speziellen Konfiguration der Maschine 23 wird die Pumpe 47 während der Zeitspanne, in der sich die Motorgeschwindigkeit von etwa 2000 auf etwa 4000 U/min erhöht, trotz der Strömung durch die Nebenleitung 155 und trotz der Strömung duroh das thermostatisohe Ventil 135 genügend Druck liefern, um das druckabhängige Ventil 141 von seinem Sitz abzuheben. Auf das öffnen dieses Ventils 141 hin wird der entstehende verstärkte Fluß merklioh kühler sein als die Schalttemperatur a&a thermostatischen Ventils 135o Demzufolge schließt das thermostatische Ventil 135» was eine Verstärkung der Strömung duroh die öffnung 139 und eine weitere Herabsetzung der Kühlmitteltemperatur verursachte Folglich gelangt verhältnismäßig kaltes Kühlmittel in den ersten Kühlmittelraum 63 und in den zweiten Kühlmittelraum 67· Hierdurch arbeiten nun sowohl der zylindrische Teil 31 ale auch der Zylinderkopf 35 der Zylinder 27 bei Temperaturen, die während des Betriebs im Mittelbereioh vor dem öffnen des Druokventils auftreten.

Bei hohen Tourenzahlen liefert die Pumpe 47 ein verhältnismäßig großes Wasservolumen unter einem verhältnismäßig

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hohen Druck in den ersten Kühlmittelraum 63 und veranlaßt dadurch das Druckventil offenzuhalten«. Damit bleiben der zylindrische Teil 31 und der Zylinderkopf 35 der Zylinder 27 auf verhältnismäßig kühlen Temperaturen. Zudem ist im allgemeinen die Temperatur des Kühlmittels tief genug, um das thermostatisohe Ventil 135 geschlossen zu halten·

Zu beachten ist, daß einige Vorteile der Erfindung auch erreicht werden können, wenn entweder das thermostatische Ventil 135 oder das Druckventil 141 weggelassen wird. Wenn i das Druckventil entfällt und nur das thermostatische Ven« til 135 und die Nebenleitung 155 verwendet werden, kann man mindestens einige der Vorzüge der Erfindung erreichen«, Im einzelnen arbeiten die Zylinderköpfe 35 der Zylinder 27 gemäß der Erfindung während des Ieerlaufe bei relativ hohen Temperaturen, weil das thermostatisohe Ventil 135 geschlossen bleibt und der zweite Kühlmittelraum 67 keinen KÜhlmit« ■fcelzufluß erhalte Im Mittelbereich und bei hoher Tourenzahl ist das thermostatisohe Ventil 135 im allgemeinen offen und versucht, die Kühlmitteltemperatur auf etwa 6O⁰O zu halten· Demzufolge werden sowohl die zylindrischen Teile 31 als auch die Zylinderköpfe 35 der Zylinder 27 in einem relativ warmen Zustand gehalten· "

Wenn die Anordnung der Kühlmittelräume ohne das thermostatic sehe Ventil 135 aber mit der Nebenleitung 155 und dem Druckventil verwendet wird, entwickelt die Pumpe 47 beim Betrieb des Motors unterhalb des Mittelbereiohes nicht genug Druck, um das Druckventil 141 abzuheben· Folglich sind die Zylinderköpfe 35 in Übereinstimmung mit der Erfindung im Leerlauf verhältnismäßig heiß· Bei einem Betrieb weit genug über dem Leerlauf bewirkt der von der Pumpe 47 erzeugte erhöhte Druck, daß das Druckventil öffnet und demzufolge die zylindrischen Teile 31 und die Zylinderköpfe 35 der Zylinder 29 einer

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merklichen Strömung von verhältnismäßig kaltem Kühlmittel ausgesetzt werden. Daher bleiben die Zylinder 27 in Übereinstimmung mit der Erfindung beim Betrieb mit hoher Tourenzahl verhältnismäßig kühl. Dabei ist zu beachten, daß bei Wegfall des thermostatisohen Ventils 155 die Druckeinstellung für das Druckventil durch genaue Berechnung der Feder 145 oder sonstwie verhältnismäßig niedrig eingestellt werden kann, so daß die Öffnung des Druckventils bereits bei Gesohwindigkeiten erfolgt, die nur wenig über dem Leerlauf liegen,,

In der vorliegenden Beschreibung wurde zwar allgemein von den Zylindern im Plural gesprochen, jedoch ist die beschriebene Konstruktion selbstverständlich ebenso gut für Einzylindermotoren wie für Mehrzylindermotoren anwendbar.

Der Auslaßkanal 127, die Nebenleitung 1^5 und die Zuleitung 55 können dazu dienen, das Kühlmittel aus dem Motor abzulassen, wenn der Motor 23 und damit auch die Pumpe 47 nicht im Betrieb isto Wie erslchtlioh, sorgen die Anordnung der Öffnung 99 am oberen Ende der Dichtungsscheibe 96 in dem ersten Kühlmittelraum 63 'Und die vertikale ErStreckung der Trennwand 109 zum benaohbarten Oberende des zweiten Kühlmittelraumes 67 zusammen mit der Lage der Zuleitung 55, der Nebenleitung 155 und der Auslaßleitung, sowie des thermostatisohen und des druckabhängigen Ventils am Boden des Wassermantels 59 für einen Strömungsweg in Form eines umgekehrten "Uⁿ in jedem Kühlmittelraum 63 und 67, und bewirken damit eine gute Kühlung in dem gesamten Motor 23ο

In der Konstruktion der Figo3 bis 6 sind Kanäle 87 vorgesehen, die in dem mittleren Gußteil 83 angebracht sind und einen Teil des ersten Kühlmittelraumes 63 bilden,, Es kann jedoch auoh gemäß der Erfindung der erste Kühlmittelraum

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63 im Motorblook 71 enden, wobei dann Vorsorge zu treffen ist, daß das thermostatische Ventil 135 und das Druckventil 141 derart in dem Motorblock aufgenommen werden, daß sie mit dem zweiten Kühlmittelraum 67 in Verbindung stehen, der in dem mittleren Gußteil 83 auf der vom Motorblook 71 abgelegenen Seite des Steges 103 gebildet ist. In diesem Fall könnte eine gedrosselte Nebenleitung zwischen dem ersten Kühlmittelraum 63 in dem Motorblock 71 und dem Leitungsstüok 129 vorgesehen sein· unter diesen Umständen bei i einer Anordnung des thermostatisohen Ventils 135 und des Druckventils 141 hauptsächlich in dem Motorblock 71 kann die Aufgabe der in dem Zylinderkopfdeckel 123 vorgesehenen Tasche 125 von dem mittleren Gußteil 83 übernommen werden und es könnte ein mehr oder weniger flaoher Zylinderkopfdeckel verwendet werden«

Eine weitere Modifikation würde in einem mittleren Gußteil ohne spezielle Kühlmittelräume bestehen, wobei der zweite Kühlmittelraum von einer Eineenkung in dem Zylinderkopf« deokel gebildet würde, der mit dem mittleren Gußteil verbunden isto

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Claims

Ansprüche

.) Kühlsystem für eine Verbrennungskraftmaschine, daduroh gekennzeichnet, daß ein Kühlmantel (59) einen ersten Kühlmittelraum (63) zum Kühlen eines ersten Teils der Maschine und einen zweiten Kühlmittelraum (67) zum Kühlen eines zweiten Teils der Maschine bildet, wobei eine Kühlmittelzuleitung (55) in den ersten Kühlmittelraum führt und ein Auslaßkanal (127) zum ungehinderten Abfluß des Kühlmittels an den zweiten Kühlmittelraum angesohlossen ist, daß ferner eine Nebenleitung (155) den ersten Kühlmittelraum mit dem Auslaßkanal verbindet, die eine gedrosselte Kühlmittelströmung durchläßt, und daß zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlmittelraum Vorrichtungsteile eingeschaltet sind, die eine selektive Steuerung der Kühlmittelströmung vom ersten in den zweiten Kühlmittelraum ermöglichen₀

2e Kühlsystem nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß die Vorrichtungsteile ein temperaturabhängiges (thermostatisches) Ventil (135) sind, das eine Kühlmittelströmung vom ersten in den zweiten Kühlmittelraum freigibt, wenn die Kühlmitteltemperatur über eine rorgegebene Temperatur ansteigt, und diese Strömung sperrt, wenn die Kühlmitteltemperatur unter der rorgegebenen Temperatur liegt.

3· Kühlsystem naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungsteile ein druokabhängiges Ventil (141) sind, das eine Kühlmittelströmung vom ersten in den ssweiten Kühlmittelraum gestattet, wenn der Druck im Kühlmittel des ersten Kühlmittelraumes über einen vorgegebenen Wert steigt, und diese Strömung verhindert, wenn der Druck des Kühlmittels im ersten Kühlmittelraum un-

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ter diesem vorgegebenen Wert liegto

4. Kühlsystem naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungsteile ein thermostatisohes Ventil (135), das eine Kühlmittelströmung vom ersten in den zweiten Kühlmittelraum freigibt, wenn die Kühlmitteltemperatur über eine vorgegebene Temperatur ansteigt, und diese Strömung sperrt, wenn die Kühlmitteltemperatur unter der vorgegebenen Temperatur liegt, sowie ein druokabhängiges Ventil (141) sind, das eine Kühlmittelströmung vom ersten in den zweiten Kühlmittelraum gestattet, wenn der Druck im Kühlmittel des ersten Kühlmittelraumes über einen vorgegebenen Wert steigt, und diese Strömung verhindert, wenn der Druck des Kühlmittels im ersten Kühlmittelraum unter diesem vorgegebenen Wert liegto

5* Kühlsystem naoh einem der Ansprüche 1 bis 4 für tine Verbrennungskraftmaschine mit einem oder mehreren Zylindern, die jeweils einen zylindrischen Teil und einen Zy« linderkopf mit einer Zündkerze haben, daduroh gekennzeichnet, daß der erste Teil der Masohine den Bereich in der Nähe des zylindrischen Teils (31) umfaßt und der zweite Teil der Maschine die Umgebung des Zylinderkopfes (35) und der Zündkerze ist_o

6» Kühlsystem naoh einem der Ansprüohe 2, 4 oder 5, daduroh geke
ist.

gekennzeichnet, daß die vorgegebene Temperatur etwa 6O⁰G

7· Kühlsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, gt« kennzeichnet duroh eine Kühlmittelpumpe (47)» di· Kühl·· mittel duroh die Kühlmittelzuleitung (55) in den ersten Kühlmittelraua pumpte

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8ο Kühlsystem naoh Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelpumpe (47) und die Nebenleitung (155) an das Unterende des ersten Kühlmittelraumes (63) angeschlossen sind und daß der Auslaßkanal (127) vom Boden dee zweiten Kühlmittelraumes (67) wegführt·

9· Kühlsystem naoh einem der AnsprÜohe 2, 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, da$ das thermostatische Ventil (135) am Unterende des ersten Kühlmittelraumes (63) angeordnet ist,

Kühlsystem naoh einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das druckabhängige Ventil (141) nächst dem Unterende des ersten Kühlmittelraumes (63) angeordnet isto

11o Kühlsystem nach einem der Anspruch 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenleitung (155) so bemessen ist, daß sie einen maximalen Fluß zuläßt, der annähernd gleich der von der Kühlmittelpumpe (47) im Leerlauf der Maschine zugeführten Kühlmittelmenge isto

12« Kühlsystem naoh einem der Ansprüohe 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelpumpe (47) mehrere flexible Flügel (48) aufweist, die an einer rotierenden Nabe (49) befestigt sind«,

3o Kühlsystem naoh einem der vorangehenden Ansprüohe, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kühlmittelräume von drei Teilen der Verbrennungskraftmaschine gebildet sind, von denen der erste Teil (71) Wände hat, die mindestens teilweise den ersten Kühlmittelraum begrenzen, während der zweite, mit dem ersten verbundene Teil (83) und der dritte, mit dem zweiten verbundene Teil (123)

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den zweiten Kühlmittelraum (67) bilden.

14. Kühlsystem naoh Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil ein Motorblock (71) ist, der mit Wänden den zylindrischen Teil der Zylinder bildet, daß der zweite Teil (83) mit Wänden die mit dem zylindrischen Teil gefluchteten Zylinderköpfe bildet und daß der dritte Teil ein Zylinderkopf deckel (123) ist«,

15· Kühlsystem naoh Anspruoh 4 oder einem der folgenden {

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das thermostatische Ventil (135) und das druokabhängige Ventil (141) im Verhältnis zueinander und zu dem ersten Kühlmittel·· raum (63) derart abgestimmt sind, daß beim ersten Anwachsen der Motorgeschwindigkeit über die Leerlaufgeschwindigkeit das thermostatisch^ Ventil öffnet und bei einer weiteren Steigerung der Motorgesohwindigkeit das druokabhängige Ventil öffnet·

16e Kühlsystem nach Anspruoh 11 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet₉ daß die Nebenlei·· tung (155) und das druokabhängige Ventil (141) derart λ dimensioniert sind, daß im Leerlauf die Nebenleitung den von der Pumpe nachgelieferten Kühlmittelfluß aufnimmt und das druokabhängige Ventil geschlossen bleibt; und daß bei Geschwindigkeiten über dem Leerlauf die Nebenleitung nur einen Teil des von der Pumpe gelieferten Kühlmittelzuflusses aufnimmt und das druckabhängige Ventil so weit aufmaoht, daß es den verbleibenden KÜhlmittelzufluß durchläßt«

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