DE2205280C2

DE2205280C2 - Kühlflüssigkeitssystem für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2205280C2
Application number: DE2205280A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: ALFA ROMEO SpA MILANO IT
Current assignee: ALFA ROMEO SpA MILANO IT
Priority date: 1971-02-05
Filing date: 1972-02-04
Publication date: 1984-02-09
Also published as: US3805748A; DE2205280A1

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlflüssigkeitssystem für Brennkraftmaschinen, insbesondere in Fahrzeugen, mit einem einen Wärmetauscher aufweisenden Leitungsstrang und einem den Wärmetauscher umgehenden Leitungszweig, einen thermostatgesteuerten, in der Abzweigungsstelle des Leitungszweiges angeordneten Ventil, sowie einem im Leitungszweig angeordneten Drosselventil, dessen Schließelement mit zunehmendem Druck gegen die Kraft einer Feder öffnet.

Bei Kühlflüssigkeitssystemen dieser Art (vgl. FR-PS 9 90 664; Figur 3) kann bei geschlossenem thermostatgesteuerten Ventil ein Teil der Kühlflüssigkeit über den Leitungszweig strömen, so daß die Kühlflüssigkeit in den Kühlkanälen der Brennkraftmaschine nicht vollständig zum Stillstand kommen kann, wodurch gegenüber Systemen ohne Leitungszweig die Gefahr der Ausbildung überhitzter Stellen reduziert wird.

Um jedoch zu verhindern, daß bei vollkommen geöffnetem thermostatgesteuerten Ventil ein Teil der Kühlflüssigkeit über den Leitungszweig fließt und damit nicht die gesamte Kühlflüssigkeitsmenge über den Wärmetauscher geführt werden kann, muß bei derartigen bekannten Systemen der durch das federbeaufschlagte Schließelement erzeugte hydraulische Widerstand des Leitungszweiges erheblich höher ausgelegt werden, als der hydraulische Widerstand des Leitungsstranges einschließlich Wärmetauscher. Dies hat zur Folge, daß im Falle einer vollen Belastung der Brennkraftmaschine bei noch kalter Kühlflüssigkeit, d. h. bei geschlossenem thermostatgesteuertem Ventil trotz hoher Leistung der Kühlflüssigkeitspumpe nur eine reduzierte Kühlflüssigkeitsmenge über die Zweigleitung zu den Kühlkanälen der Brennkraftmaschine gelangen kann, wodurch gerade im Falle derartiger kritischer Betriebszustände die Gefahr der Ausbildung überhitzter Bereiche in der Brennkraftmaschine erhöht wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kühlflüssigkeitssystem der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß in jedem, insbesondere jedoch in dem oben beschriebenen besonders kritischen Betriebszustand bei vollständig oder zumindest weitgehend geschlossenem thermostatgesteuerten Ventil eine ausreichend große Flüssigkeitsmenge über den Leitungszweig geführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Drosselventil ein Schließelement besitzt, welches eine ständig offene Durchflußöffnung aufweist, deren hydraulischer Widerstand größer ist als der des Leitungsstranges.

Durch die erfindungsgemäßen Merkmale ist erstmalig ein Kühlflüssigkeitssystem geschaffen, bei dem der hydraulische Widerstand des Leitungszweiges b?i geschlossenem thermostatgesteuerten Ventil im Falle einer Erhöhung der Kühlflüssigkeitsmenge zwar anfangs stark anwächst, ab einer bestimmten Kühlflüssigkeitsmenge jedoch weitgehend konstant bleibt, so daß die von der Kühlflüssigkeitspumpe geförderte Kühlflüssigkeitsmenge gerade bei noch kaltem Motor und hoher Leistung praktisch in ihrer Gesamtheit über den Leitungszweig geführt werden kann, wodurch sich überhitzte Bereiche in den kritischen Betriebszuständen nicht ausbilden können. Andererseits wird bei niedriger Drehzahl und kalter Maschine aufgrund des erhöhten hydraulischen Widerstandes des Systemes eine relativ rasche Erwärmung und damit ein rasches Erreichen der Betriebstemperatur sichergestellt. Dabei ist durch die erfindungsgemäße Anordnung gewährleistet, daß bei vollständig geöffnetem thermostatgesteuerten Ventil die gesamte Kühlflüssigkeitsmenge über den Wärmetauscher geführt wird.

Im folgenden ist zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.

F i g. 1 zeigt schematisch eine mit einem erfindungsgemäßen Kühlflüssigkeitssystem ausgestattete Brennkraftmaschine.

F i g. 2 zeigt die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Kühlfiüssigkeitssystemes anhand eines Diagrammes.

F i g. 3 zeigt einen Querschnitt durch ein Drosselventil der Anordnung gemäß F i g. 1, und

Fig.4 zeigt in einer Vorderansicht ein Schließelement des in F i g. 3 dargestellten Drosselventiles.

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, treibt eine Welle 4 einer Brennkraftmaschine 1 eine Kühlflüssigkeitspumpe 14 an, die mit ihrer Druckseite eine Leitung 6 Kühlflüssigkeit in die im Inneren der Brennkraftmaschine angeordneten Kühlkanäle einspeist

Nach Durchströmen der Brennkraftmaschine 1 verläßt die Kühlflüssigkeit die Maschine über eine Leitung 7, welche über Leitungen 9 und 10 mit der Eingangsseite eines Wärmetauschers 11 in Verbindung steht Der Wärmetauscher 11 wiederrum ist ausgangsseitig über Leitungen 12 und 13 mit der Saugseite der Pumpe 14 verbunden.

Die Leitungen 7,9,10 sowie 12,13 und 6 bilden somit einen Leitungsstrang, über den der Wärmetauscher 11 an das Kühlsystem der Brennkraftmaschine 1 angeschlossen ist.

Zwischen den Leitungen 7 und 9 sowie der Leitung 13 ist ein Leitungszweig 17 angeordnet, mit dem aus der Brennkraftmaschine 1 kommende Kühlflüssigkeit unter Umgehung des Wärmetauschers 11 in die Leitung 13 eingespeist werden kann. An der Abzweigstelle des Leitungszweiges 17 ist ein Ventil 16 angeordnet, daß über einen Thermostaten in Abhängigkeit der Temperatur der Kühlflüssigkeit gesteuert wird. In dem Leitungszweig 17 wiederum ist ein Drosselventil 18 angeordnet, das in Fig.3 in einem Querschnitt dargestellt ist

Das Drosselventil 18 besteht aus einer in den Leitungszweig 17 eingebauten Buchse 19, in der ein Schließelement 20 beweglich geführt ist. Dieses

Schließelement 20 besitzt eine Durchflußöffnung 23 und ist mittels einer sich auf einer Bodenwand 22 der Buchse 19 abstützenden Feder 21 beaufschlagt Wie aus F i g. 3 hervorgeht kann Kühlflüssigkeit bei geschlossenem Drosselventil 18 lediglich durch die Durchiaßöffnung 23 fließen, die derart bemessen ist, daß ihr hydraulischer Widerstand größer ist als der hydraulische Widerstand des Leitungsstranges 9, 10, 11, 12 und 13. Obersteigt jedoch der stromaufwärts auf das Schließeleme-it 20 wirkende Druck der Kühlflüssigkeit einen bestimmten Wert so Wird die Feder 21 zusammengedrückt so daß die Kühlflüssigkeit einen bestimmten Wert so wird die Feder 21 zusammengedrückt so daß die Kühlflüssigkeit das Schließelement 20 im Bereich der Kanten 24 umströmen kann, wodurch für den Durchfluß ein erheblich größerer Querschnitt zur Verfügung steht

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Kühlflüssigkeitssystemes ergibt sich anschaulich aus dem in F i g. 2 dargestellten Diagramm, auf dessen Abszisse die Durchflußmenge Q und auf dessen Ordinate der Druck H aufgetragen ist.

Die Kurve Rf bezeichnet dabei den Verlauf des hydraulischen Widerstandes bei kalter und die Kurve R_c den Verlauf des hydraulischen Widerstandes bei auf Betriebstemperatur befindlicher Brennkraftmaschine. In dem Diagramm sind ferner drei Kennlinien der Pumpe 14 für die Kühlflüssigkeit eingezeichnet Mit s ist dabei die Kennlinie der Pumpe bei durchschnittlicher Drehzahl und mit r die Kennlinie der Pumpe bei hoher Drehzahl bezeichnet.

Bei kalter Maschine und geringer Drehzahl folgt der hydraulische Widerstand dem ersten Teil der Kurve Rf. In diesem Stadium ist das thermostatgesteuerte Ventil 16 geschlossen, so daß die gesamte Flüssigkeitsmenge über den Leitungszweig 17 fließt Der hydraulische Widerstand des Leitungszweiges wird in diesem Stadium von der Durchflußöffnung 23 bestimmt da sich in dieser Phase das Schließelement 20 noch in der in F i g. 3 dargestellten Stellung befindet

Hat nun der Druck der Pumpe 14 die Größe Λ erreicht so wird das Schließelement 20 gegen die Kraft der Feder 21 aus seiner in F i g. 2 dargestellten Stellung (nach unten) gedrückt, d. h. das Drosselventil 18 geöffnet In diesem Stadium arbeitet die Pumpe auf der Kennlinie 5.

Wird nun die Drehzahl der Maschine und damit der Pumpe erhöht so daß diese auf Kennlinien zwischen den Kennlinien s und s' arbeitet so erhöht sich die Durchflußmenge von qt_s auf den Wert q'r_s. Dieser letztere Wert entspricht etwa der Durchflußmenge q'cs, die die auf der Kennlinie 5' arbeitende Pumpe der sich auf Betriebstemperatur befindlichen Maschine fördert. Der Druck steigt in diesem Stadium, wie die Differenz zwischen h und Λ'zeigt nur geringfügig an.

In einem Bereich zwischen der Kennlinie s'und rder Pumpe entspricht der hydraulische Widerstand Rf der kalten Maschine im wesentlichen dem hydraulischen Widerstand R_c der im Betriebszustand befindlichen Maschine.

Da der hydraulische Widerstand des Kühlflüssigkeitssystemes bei kalter Maschine dem hydraulischen Widerstand bei in Betriebstemperatur befindlicher Maschine entspricht sind erfindungsgemäß somit Oberhitzungserscheinungen in kritischen Betriebszuständen ausgeschlossen. Andererseits wird bei niedriger Drehzahl aufgrund des erhöhten hydraulischen Widerstandes des Systems bei kalter Maschine eine relativ rasche Erwärmung und damit ein rasches Erreichen der Betriebstemperatur sichergestellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Kühlflüssigkeitssystem für Brennkraftmaschinen, insbesondere in Fahrzeugen, mit einem einen Wärmetauscher aufweisenden Leitungsstrang und einem den Wärmetauscher umgehenden Leitungszweig, einem thermostatgesteuerten, in der Abzweigungsstelle des Leitungszweiges angeordneten Ventil sowie einem im Leitungszweig angeordneten Drosselventil, dessen Schließelement mit zunehmendem Druck gegen die Kraft einer Feder öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (18) ein Schließelement (20) besitzt, welches eine ständig offene Durchflußöffnung (23) aufweist, deren hydraulischer Widerstand größer ist als der des Leitungsstranges (9,10,11,12,13).