DE2108249A1

DE2108249A1 - Kühleinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für den Zylinder und den Zylinderkopf von Brennkraftmaschinen für Luftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2108249A1
Application number: DE19712108249
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart; Mezger Hans Dipl.-Ing. 7140 Ludwigsburg Piech
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1971-02-20
Filing date: 1971-02-20
Publication date: 1972-08-31
Also published as: US3815557A; JPS5145006B1

Description

Dr.-lmj. h.c. F. PORSCHt KG · / ¹UUTTGART-ZUFFENHAUSEu · PORSCH 1331RASSE 4?

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Kühleinrichtung für Brennkraftmaschinen,

insbesondere für den Zylinder und den Zylinderkopf von Brennkraftmaschinen für Luftfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühleinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für den Zylinder und den Zylinderkopf von Brennkraftmaschinen für Luftfahrzeuge, bei welchen die Brennkraftmaschine mittels einer Kühlflüssigkeit gekühlt wird..

Kühleinrichtungen von Brennkraftmaschinen müssen so ausgebildet sein, daß in jedem Betriebszustand der Brennkraftmaschine eine einwandfreie und ausreichende Kühlung derselben gewährleistet wird.

Es ist bereits bekannt, Kühlanlagen von Brennkraftmaschinen so auszubilden, daß die Brennkraftmaschine auch bei erschwerten Betriebsbedingungen sicher gekühlt wird. So ist in dem DP JJQ 023 eine Kühlanlage einer Brennkraftmaschine gezeigt, bei welcher für die Kühlung des Schmiermittels und der Nebenaggregate ein von dem Kreislauf der Zylinder getrennter Kühlkreislauf vorgesehen ist. Diese Anlage besitzt zwei voneinander angeordnete Kühler, denen jeweils einer der Kreisläufe zugeordnet ist. Nachteilig ist jedoch, daß diese Anlage trotz der getrennten Kühlkreisläufe anfällig ist und keine genügend große Betriebssicherheit für die Brennkraftmaschine einschließlich der Nebenaggregate aufweist. Bei Ausfall eines Kühlkreislaufes durch eine Leckstelle oder durch eine sonstige Beschädigung, wird die gesamte Brennkraftmaschine außer Betrieb gesetzt, da trotz Trennung der Kühlkreisläufe die Betriebssicherheit der Brennkraftmaschine von der

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Punktion beider Kühlkreisläufe abhängt. Gleichfalls kann es zu schweren Folgeschäden führen, wenn der Ausfall eines Kühlkreislaufes nicht rechtzeitig genug bemerkt wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, eine Kühleinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für den Zylinder und den Zylinderkopf von flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschinen für Luftfahrzeuge zu schaffen, welche eine sichere Kühlung einer Brennkraftmaschine in jedem Betriebszustand derselben, selbst bei eventuellen Beschädigungen der Kühlmittelleitungen bzw. des Kühlers, gewährleistet.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die Kühleinrichtung aus einer ersten und einer zweiten Kühlanlage gebildet wird, deren Kühlmittelkreisläufe voneinander getrennt angeordnet sind und unabhängig voneinander arbeiten, wobei die Kühlmittelleitungen beider Kühlanlagen mit jedem Zylinder und Zylinderkopf der Brennkraftmaschine verbunden sind. Vorteilhaft ist, daß jeder Zylinder und Zylinderkopf der Brennkraftmaschine mit mehreren Kühlmittelkanälen versehen ist, die von getrennten Kühlmittelströmen durchsetzt werden. Von besonderem Vorteil ist, daß das Kühlmittel beider Kühlanlagen die Kühlmittelkanäle der Zylinder und Zylinderköpfe der Brennkraftmaschine in einer solchen Weise durchströmen, daß ein Teil der Kühlmittelkanäle von Kühlmittel der ersten Kühlanlage und die benachbarten Kühlmittelkanäle von Kühlmittel der zweiten Kühlanlage durchströmt wird. Zweckmäßig ist, daß das Kühlmittel beider Kühlanlagen durch in die Kühlmittelleitung eingesetzte und durch die Brennkraftmaschine angetriebene Pumpen in Umlauf gesetzt wird, wobei zumindest eine der beiden Pumpen durch im Bereich des Zylinders oder Zylinderkopfes und in der Kühlmittelleitung des benachbarten Kühlkreislaufes angeordnete Thermostate angesteuert wird.

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Die rait der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß durch die gekennzeichneten Merkmale eine betriebssichere Kühlanlage für Brennkraftmaschinen erhalten wird, bei welcher auch nach Ausfall eines Kühlkreises die Kühlung der gesamten Brennkraftmaschine aufrecht erhalten bleibt, so daß ein gefahrloser Betrieb, insbesondere von Brennkraftmaschinen für Luftfahrzeuge erzielt wird. Eine solche Anordnung ergibt auch einen weitgehend sicheren Betrieb von Brennkraftmaschinen für Hochleistungsflugzeuge, bei welchen kurzzeitig die volle Leistung der Brennkraftmaschine gefordert wird, ohne befürchten zu müssen, die Brennkraftmaschine zu überhitzen. Dies wird insbesondere durch die Anordnung der Kühlmittelkanäle im Zylinder und Zylinderkopf der Brennkraftmaschine erreicht. Durch die abwechselnde Führung des Kühlmittels der beiden Kühlanlagen durch die Kühlmittelkanäle in jedem der Zylinder und der Zylinderköpfe der Brennkraftmaschine wird bei Ausfall eines Kühlkreislaufes die Kühlung der Brennkraftmaschine vollständig aufrecht erhalten, so daß die Brennkraftmaschine in jedem Betriebszustand sicher voll betriebsfähig bleibt. Die getrennte Anordnung sämtlicher Kühlmittelleitungen sowie der Kühler erhöht weiter die Betriebssicherheit der Brennkraftmaschine. Durch die Steuerung zumindest einer der Pumpen für die Umwälzung des Kühlmittels eines Kühlkreislaufes, durch im Bereich des Zylinders oder des Zylinderkopfes und der benachbarten Kühlmittelleitung angeordnete Thermostate, erzielt man eine schnelle Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine. Gleichfalls wird durch diese Anordnung der Thermostate eine weitgehende Betriebssicherheit erzielt, so daß selbst beim Ausfall eines der beiden Thermostate die Kühlung der Brennkraftmaschine durch beide Kühlkreisläufe erhalten bleibt.

In der Zeichnung, welche eine beispielsweise Ausführungsform

der Erfindung zeigt, sind

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung für Brennkraftmaschinen und

Fig. 2 ein Querschnitt durch einen der Zylinder der Brennkraftmaschine nach der Linie II-II der Fig. 1, welcher die Anordnung der Kühlmittelkanäle zeigt.

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Die Kühleinrichtung besteht im wesentlichen aus einer Kühlanlage 1 und einer Kühlanlage 2, die vollständig getrennt voneinander angeordnet sind und jeweils einen in sich geschlossenen Kühlkreislauf aufweisen. Die Kühlanlagen 1 und besitzen je einen Kühler 3, 4, die in einem gemeinsamen Kühlergehäuse 5 angeordnet sind. Die Kühler 3* 4 sind mit Saugleitungen 6, 7 und Druckleitungen 8, 9 versehen, die jeweils mit dem Zylinder 10 und dem Zylinderkopf 11 einer Brennkraftmaschine 12 verbunden sind. In die Saugleitungen 6, 7 der Kühlanlagen 1, 2 sind Flüssigkeitspumpen 13, 14 eingesetzt. Die Pumpen 13» 14 werden von der Brennkraftmaschine 12 angetrieben, wobei die Pumpe 14 der Kühlanlage 2 über eine elektrisch angesteuerte nicht näher dargestellte Kupplungseinrichtung 15 mit dem Brennkraftmaschinenantrieb verbindbar ist. Die Kupplungseinrichtung 15 wird wahlweise von einem Thermostat ΐβ, der im Bereich des Zylinderkopfes 11 angeordnet ist, oder von einem weiteren Thermostat 17, der in die Saugleitung 6 der Kühlanlage 1 eingesetzt ist, angesteuert und betätigt. Die Thermostate l6, 17 sind über elektrische Leitungen 18 über einen Zündschalter 19 mit der Batterie 20 verbunden. Die mit dem Zylinder 10 und dem Zylinderkopf 11 der Brennkraftmaschine 12 verbundene Saug- und Druckleitungen 6, 7, 8, 9 der beiden Kühlanlagen 1, 2 führen von einem nicht -dargestellten Kühlmittelsammeiraum jedes Zylinders 10 und Zylinderkopfes 11 zu einzelnen, im Zylindermantel der Zylinder 10 und des Zylinderkopfes 11 eingebrachten Kühlmittelkanälen 21, 22. Die Kühlmittelkanäle sind an den Kühlkreislauf der Kühlanlage 1 und die Kühlmittelkanäle 22 an den Kühlkreislauf der Kühlanlage 2 angeschlossen, so daß das Kühlmittel jeder der beiden Kühlanlagen 1 und 2 die Zylinder 10 bzw. Zylinderköpfe 11 unabhängig voneinander durchströmen .

Bei Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine 12 durch Schliessen des Zündschalters 19 und dem anschließenden Starten derselben, stehen die Thermostate 16, 17 von der Batterie 20

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gespeist, unter Strom. Gleichzeitig wird von der Brennkraftmaschine 12 die Pumpe 13 der Kühlanlage 1 angetrieben. Die Pumpe 13 setzt nun das Kühlmittel der Kühlanlage 1 in Umlauf und fördert dieses über den Kühler 3> die Druckleitung 8 zu den Kühlmittelkanälen 21 des Zylinders 10 und des Zylinderkopfes 11. Nach Durchlauf durch die KühlmittelkanäLe 21 wird das Kühlmittel von der Pumpe 13 über die Saugleitungen 6 wieder dem Kühler 3 zugeführt. Unterhalb einer vorbestimmten Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine 12 bzw. des Kühlmittels arbeitet nur die Kühlanlage 1. Die Kühlanlage 2 bleibt solange außer Funktion, bis die Einschalttemperatur eines der beiden auf den vorbestimmten Temperaturwert eingestellten Thermostate 16, 17 erreicht wird. Wird die Betriebstemperatur erreicht, so schließt der Thermostat 16 einen nicht näher dargestellten Kontakt, wodurch der Strom von der Batterie 20 über die Leitungen 18 zu der elektrisch betätigten Kupplungseinrichtung 15 flies sen kann, wodurch auch die Pumpe 14 der Kühlanlage 2 in Betrieb gesetzt wird. Dadurch wird die Kühlanlage 2 zur Kühlung der Brennkraftmaschine 12 mit herangezogen. Die Funktion der Kühlanlage 2 ist dieselbe wie die der Kühlanlage 1 und braucht nicht näher beschrieben werden. Jedoch wird hierbei das Kühlmittel der Kühlanlage 2 durch die Kühlmittelkanäle des Zylinders 10 und des Zylinderkopfes 11 der Brennkraftmaschine 12 geleitet, die benachbart den Kühlmittelkanälen der Kühlanlage 1 angeordnet sind. Sollte jedoch infolge irgendeiner Beschädigung der Thermostat l6 ausfallen, so wird die Pumpe 14 der Kühlanlage 2 durch den in die Saugleitung 6 der Kühlanlage 1 eingesetzten Thermostat 17 in Betrieb gesetzt.

Durch diese Anordnung wird eine betriebssichere Kühleinrichtung erhalten, bei welcher bei eventuellen Beschädigungen der Kühlanlagen 1 oder 2 oder deren Steuerelemente 15* 16, immer noch in ausreichendem Maße die Kühlung der Brennkraft-

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maschine 12 gewährleistet wird. Auch kann bei Verlust von Kühlmittel in einer der beiden Kühlanlagen 1 oder 2 ein sicherer Betrieb der Brennkraftmaschine aufrecht erhalten werden, so daß auf sofortige Betriebsunterbrechung verzichtet werden kann, was insbesondere bei Brennkraftmaschinen von Luftfahrzeugen ausschlaggebend ist.

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Claims

P S chut zrechtsansprüche

Kühleinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für den Zylinder und den Zylinderkopf von Brennkraftmaschinen für Luftfahrzeuge, bei welchen die Brennkraftmaschine mittels einer Kühlflüssigkeit gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung aus einer ersten und einer zweiten Kühlanlage (1, 2) gebildet wird, deren Kühlmittelkreisläufe voneinander getrennt angeordnet sind und unabhängig voneinander arbeiten, wobei die Kühlmittelleitungen (6, 7* 8, 9) beider Kühlanlagen (1, 2) mit jedem Zylinder (10) und Zylinderkopf (ll) der Brennkraftmaschine (12) verbunden sind.
2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zylinder (10) und Zylinderkopf (ll) der Brennkraftmaschine (12) mit mehreren Kühlmittelkanälen (21, 22) versehen ist, die von getrennten Kühlmittelströmen durchsetzt werden.
3. Kühleinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel beider Kühlanlagen (1, 2) die Kühlmittelkanäle (21, 22) der Zylinder (10) und Zylinderköpfe (11) der Brennkraftmaschine (12) in einer solchen Weise durchströmen, daß ein Teil der Kühlmittelkanäle (21) von Kühlmittel der ersten Kühlanlage (l) und die benachbarten Kühlmittelkanäle (22) von Kühlmittel der zweiten Kühlanlage (2) durchströmt wird.
4. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel beider Kühlanlagen (l, 2) durch in die Kühlmittelleitungen (6, 7) eingesetzte und durch die Brennkraftmaschine (12) angetriebenen Pumpen (IJ, 14) in Umlauf gesetzt wird, wobei zumindest eine der beiden Pumpen (l4) durch im Bereich des Zylinders (lO) oder Zylinderkopfes (ll) und in der Kühlmittelleitung (6) des benachbarten Kühlkreislaufes (l) angeordnete Thermostate (l6, 17) angesteuert wird.

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