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Kühlanlage für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf
eine Kühlanlage für Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen, insbesondere für Eraftfahrzeuge
mit einer ersten Brennkraftmaschine für den Fahrantrieb und einer zweiten Brennkraftmaschine
für den Antrieb von Nebenaggregaten, wobei die KühlflüssigkeitskreisläuSe für die
beiden Brennkraftmaschinen derart gekoppelt sind, daß von einem Kühler und einem
Kühlgebläse die Kühlung der Kühlflüssigkeit beider Brennkraftmaschinen bewirkt wird.
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Bei Kraftfahrzeugen, die mit einer ersten Brennkraftmaschine für den
Fahrantrieb und einer zusätzliche zweiten Brennkraftmaschine für den Antrieb von
Nebenaggregaten ausgerüstet sind, wird normalerweise jeder der Brennkraftmaschinen
eine eigene Kühlanlage mit Kühler und Kühlgebläse zugeordnet. Der Aufbau der genannten
Anlage ist infolge der zahlreichen Einzelheiten sehr aufwendig und störungsanfällig.
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Der Platzbedarf und der zusätzliche Wartungsaufwand sind für solche
Einrichtungen derart groß, daß bei den meist sehr knapp bemessenen Raumverhältnissen,
den besonderen Anforderungen bezüglich der Wartungsarmut z.B. bei Militärfahrzeugen
und den auftretenden Gewichtsproblemen ein Einbau nicht ohne weiteres möglich-ist.
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Es -ist auch-bekannt, bei Verwendung einer flüssigkeitsgekühl ten
zweiten (HilSs-) Brennkraftmaschine mit zugeordnetem Generator zur Speisung der
Verbraucher~bei abgeschalteter erster (Haupt-) Brennkraftmaschine den Kühlflüssigkeitskreislauf
der zweiten Brennkraftmaschine mit demjenigen der ersten Brennkraftmaschine derart
zu koppeln, daß die Kühlflüssigkeit der ersten zur Kühlung der zweiten Brennkraftmaschine
herangezogen
wird (DT-AS 1 578 )4Q; ?1d3,I/o1).
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Diese unmittelbare Koppelung der Kühlflüssigkeitskreise der beiden
Brennkraftmaschinen hat zwar den Vorteil, daß ein zusätzlicher Kühler und ein zusätzliches
Kühlgebläse für die zweite Brennkraftmaschine eingespart werden können3 dementsprechend
Platz gewonnen wird und, was bei gepanzerten Militärfahrzeug-enbesonders wichtig
ist, nur eine Lufteintrittsöffnung in der Panzerung vorzusehen ist. Ferner ist vorteilhaft,
daß bei abgeschalteter erster Brennkraftmaschine und laufender zweiter Brennkraftmaschine
durch die Koppelung der Kühlkreisläufe eine Erwärmung oder ein Warmhalten der ersten
Brennkraftmaschine annähernd auf Betriebstemperatur erfolgt.
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Von entscheidendem Nachteil ist aber dabei, daß bei einem einzigen
Kühlkreislauf für beide Brennkraftmaschinen durch weltere, in diesen Kühlkreislauf
geschaltete Verbraucher wie z.B. die Heizungswärmetauscher ein im Fahrzeug weitverzweigtes
Rohrleitungssystem erforderlich wird, das sehr verletzungsanfällig ist. Wird an
irgend einer Stelle im Fahrzeug der Kühlkreislauf leck (und diese Gefahr besteht
bei gepanzerten Militärfahrzeugen im Einsatz immer), so wird damit der Betrieb beider
Brennkraftmaschinen unmöglich und ein Weiterfahren ist völlig ausgeschlossen.
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Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, diesen entscheidenden Nachteil
einer solchen gekoppelten Kühlanlage für zwei Brennkraftmaschinen zu beseitigen,
ohne Platzbedarfv Gewicht und Wartungsaufwand einer solchen Anlage zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß ein dem Kühler
im Kühlflüssigkeitskreislauf der ersten Brennkraftmaschine nachgeschalteter Flüssigkeitswärmetauscher
zur Kühlung der Kühlflüssigkeit im Kühlflüssigkeitskreislauf für die zweite Brennkraftmaschine
vorgesehen ist.
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Die für die Beheizung des Fahrzeuginnenraumes dienenden Heizungswärmetauscher
sollten bei einer solchen Anlage in den Kühlkreislauf der zweiten Brennkraftmaschine
geschaltet sein. Ferner ist es vorteilhaft, eine unabhängig vom Lauf der ersten
Brennkraftmaschine schaltbare Umwälzpumpe für die Kühlflüssigkeit im Kühlkreislauf
der ersten Brennkraftmaschine vorzusehen.
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Eine nach der Erfindung aufgebaute Kühlanlage für Kraftfahrzeuge mit
zwei Brennkraftmaschinen hat bei Einsparung eines zusätzlichen Kühlers und eines
Kühlgebläses (womit auch eine zweite Lufteintrittsöffnung im Fahrzeug entfällt bzw.
die notwendige Öffnung entsprechend klein vorgesehen werden kann) den Vorteil, daß
über den Flüssigkeitswärmetauscher zwar eine Koppelung der Kühlflüssigkeitskreisläufe
hinsichtlich ihrer Kühlwirkung erfolgt. In Wirklichkeit sind die Kühlflüssigkeitskreisläufe
aber voneinander getrennt, sodaß ein Leckwerden des weit im Fahrzeug verzweigten
und damit verletzungsanfälligeren Kühlflüssigkeitskreislaufes für die zweite Brennkraftmaschine
den Betrieb der ersten Brennkraftmaschine nicht beeinträchtigt, da dort die Kühlflüssigkeit
voll erhalten bleibt. Ein Weiterfahren ist deshalb möglich.
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In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Kühlanlage
nach der Erfindung gezeigt. Anhand dieser Zeichnung sollen im folgenden die Ilerkmale
der Erfindung näher beschrieben werden.
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Iit Bezugszaiil 1 ist eine erste, mit Bezugszahl 2 eine zweite Brennkrai'tmaschine
bezeichnet. Während die Brennkraftmascie 1 au.,schließlich für den Fahrantrieb des
Kraftfahrzeuges vorgesehen ist, dient die Brennkraftmaschine 2 dem Antrieb von Nebenaggregaten.
Die Kühlanlage besteht aus einer Zulaufleitung 5 desKühlwasserkreislaufes A für
die Kühlung der ersten TSrennkraftmaschine 1, einer -Rücklaufleitung 4, einen Kühler
5, einem Kllhlgebl-ise 6 und einer Förderpumpe 7.
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In den Kühlwasserkreislauf A ist ein dem Kühler 5 nachgeschalteter
Flüssigkeitswärmetauscher 8 integriert, der mit zwei Röhrensystemen 9 und 10 bestückt
ist. Durch das Röhrensystem 9 fließt die im Kühler 5 gekühlte Kühlflüssigkeit für
die Brennkraftmaschine 1. Das Röhrensystem 10 ist von der Kühlflüssigkeit für die
Brennkraftmaschine 2 beaufschlagt, wobei die Kühlflüssigkeit über den Kreislauf
Zulaufleitung 11 mit eingeschaltet'er Umwälzpumpe 12, Kühlsystem der Brennkraftmaschine
2, Rücklaufleitung 15 mit zugeschalteten Wärmetauschern 14 z.B. für die Beheizung
des Innenraumes des Fahrzeuges fließt. Über die Rücklaufleitung 13'strömt die Kühlflüssigkeit
in das Röhrensystem 10 des Flüssigkeits--wärmetauschers zurück.
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Auf die Einzeichnung von an sich bekannten Bauteilen in die schematische
Darstellung wie z.B. Thermostate, Rückschlagventile, Ventile für die Regelung der
Heizung usw. wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet, da sie ohnehin
nicht zum Verständnis des Erfindungsgegenstandes notwendig sind.
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Die-FunktionsweiSe der Anlage kann wie folgt beschrieben werden: Ist
die Brennkraftmaschine 1 in Betrieb, so ist bei normalen Betriebsbedingungen ausschließlich
der Kühlwasserkreislauf A in Funktion. Hierbei-fließt, durch die Förderpumpe 7 unterstützt,
die Kühlflüssigkeit durch das Kühlsystem der Brennkraftmaschine 1. Hat die Brennkraftmaschine
1 die Betriebstemperatur noch nicht erreicht, so kann ein in die Rücklaufleitung
4 eingeschalteter Thermostat den Zufluß zum Kühler 5 sperren und die Kühl flüssigkeit
über eine nicht gezeichnete Kurzschlußleitung direkt wieder in die ZulauS-leitung
5 geben. Bei Erreichen der vorbestimmten Temperatur öffnet der Thermostat und die
Kühlflüssigkeit fließt durch den Kühler 5 der vom Fahrtwind beaufSchlagt wird, gegebenenfalls
unterstützt vom Kühlergebläse 6; und über die Umwälzpumpe 7 durch das Röhrensystem
9 des Flüssigkeitswärmetauschers
wieder in das Kühlsystem der Brennkraftmaschine
1 usw.
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Bei Zuschaltung der Brennkraftmaschine 2 stellt sich folgender Kreislauf
der Kühlflüssigkeit im Kühlwasserkreislauf B ein: Über die Rücklaufleitung 15, an
der zu- und abschaltbare Wärmeaustauscher 14 für Heizung usw, angeschlossen sein
können, fließt die Kühlflüssigkeit in das Röhrensystem 10 des Flüssigkeitswärmetauschérs
8. Die Röhrensysteme 9 und 10 sind parallel gef-ührt. Die Kühlung der Kühlflüssigkeit
im Kreislauf B erfolgt beim Durchströmen durch Konvektion zwischen den beiden Röhrensystemen
9 und 10, wobei die -Temperatur im Röhrensystem 9 des Kreislaufes A geringfügig
erhöht und die Temperatur im Röhrensystem 10 des Kreislaufes B auf die zur Kühlung
der Brennkraftmaschine 2 erforderliche Temperatur herabgesetzt wird. Die gekühlte
Flüssigkeit wird dann über die Zulaufleitung 11 mit Unterstützung der Förderpumpe
12 der Brennkraftmaschine wieder zugeleitet.
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Die in der Brennkraftmaschine 2 erwärmte Kühlflüssigkeit kann über
die Rücklaufleitung 13 zu zu- und abschaltbaren Heizungswärmetauschern 14 geführt
werden. Bei gepanzerten Militärfahrzeugen, bei denen-die Sitzpositionen für die
Bedienungspersonen relativ weit auseinander liegen, müssen u.U mehrere Heizungswärmetauscher
14 vorgesehen werden.
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Außerdem ist es denkbar, daß weitere Wärmetauscher für die Beheizung
von Aggregaten und Räumen angeordnet sein müssen.
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Das bedeutet, daß die Rücklaufleitung 15 sehr weitverzweigt durch
das Fahrzeug geführt werden muß. Wird sie nun durch Beschuß oder andere Einwirkungen
verletzt, so verliert der Kreislauf B die Kühlflüssigkeit. Deswegen bleibt aber
das Fahrzeug nach wie vor manövrierfähig, da der Kreislauf A zur Kühlung der Brennkraftmaschine
1 für den Fahrantrieb davon nicht beeinträchtigt wird. Die Zulaufleitung 5 und die
Rücklaufleitung 4 können hinsichtlich ihrer Abmessungen relativ kurz gehalten werden,
da Kühler 5 und Flüssigkeitswärmetauscher 8 zweckrnäßigerweise unmittelbar der Brennkraftmaschine
1 zugeo-drset sind.
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Bei Betrieb- der Brennkraftmaschine 2 allein wird die Förderpuinpe
7 im Kreislauf A unabhängig vom Stillstand der Brennkraftmaschine 1 zugeschaltet.
Damit wird einerseits die Kühlung des Kühlmittels im Kreislauf B sichergestellt
und andererseits die Kühlflüssigkeit im Kreislauf A auf einer Temperatur gehalten,
die als Vorwärmtemperatur für die Brennkraftmaschine 1 dienen kann.
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Bei entsprechender Auslegung von Kühler 5 und Flüssigkeits wärmetauscher
8 ist es durchaus denkbar, daß eine Anlage nach der Erfindung auch bei Dauerbetrieb
beider Brennkraftmaschinen 1 und 2 ausreichend Kapazität für die erforderliche Kühlung
liefert. Da aber bei allen Fahrzeugen, die mit zwei Brennkraftmaschinen, getrennt
für Antrieb und Nebenaggregate ausgerüstet sind, die Zuschaltung der zweiten Brennkraftmaschine
nur in Intervallen erfolgt, ist eine solche Kühlanlage schon bei dem meist beschränkten
Raumangebotmit relativ kleinen Kühler- und Flüssigkeitswärmetauscherdimensionen
zu bauen.