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Fahrerhausheizung, bei der erwärmte Kühlluft einer luftgekühlten
Brennkraftmaschine zum Beheizen des Fahrerhauses genutzt wird Die Erfindung bezieht
sich auf eine Fahrerhausheizung, bei der erwärmte Kühlluft einer luftgekühlten Brennkraftmaschine
zum Beheizen des Fahrerhauses genutzt wird.
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Bei Fahrzeugen, die von luftgekühlten Brennkraftmaschinen angetrieben
werden, wird bevorzugt die erwärmte Kühlluft zur Beheizung des Fahrerhauses benutzt.
Diese direkte Verwendung der erwärmten Kühlluft hat den Vorteil, daß die vom Kühlgebläse
aufgebrachte Strömungsenergie zugleich zum Transport und zur Verteilung der Wärme
im Fahrerhaus genutzt werden kann.
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Als sehr nachtilig hat sich jedoch bei solchen Heizungen die oft verunreinigte
KUhlluft erwiesen, der durch Leckstellen
an Dichtungsfugen Abgase,
Öl- und Kraftstoffdämpfe beigemischt sind.
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Aus diesem Grunde wurde die Verwendung von erwärmter Kühlluft durch
Vorschriften so weit eingeschränkt, daß nur noch erwärmte Kühlluft verwendet werden
darf, die an keiner Dichtfuge vorbeiströmt.
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Damit bleibt die Verwendung erwärmter Kühlluft meist auf die Entnahme
aus dem Zylinderbereich beschränkt.
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Der Zylinderbereich wird auch wegen der einfacheren Gestaltung einer
Ablufthutze bevorzugt. Da im Bereich des Zylinders aber im Vergleich zum Zylinderkopf
wesentlich niedrigere Betriebstemperaturen herrschen, ist die erwärmte Kühlluft
nicht sehr heiß, so daß bei niedrigen Außentemperaturen eine solche Fahrerhausheizung
nicht ausreichend ist.
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Es ist bekannt (Motorrundschau 12/1963, Seite 498), zur Beheizung
des Fahrerhauses einen Wärmetauscher zu benutzen, in dem das heiße Schmieröl der
Brennkraftmaschine
mit Hilfe eines Ventilators zurUckgekühlt wird.
Nachteilig ist hierbei der größere Bauaufwand durch einen zusätzlichen Wärmetauscher
mit Ventilator.
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Der Ventilator ist in der Regel elektrisch angetrieben und belastet
zusätzlich den Stromhaushalt der Batterie.
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FUr die-größeren Ölräume ist eine zusätzliche Mehrmenge an Schmieröl
notwendig. Die Ölverbindungsleitungen von der Brennkraftmaschine zum Fahrerhaus
müssen teilweise als elastische Leitungen ausgeführt sein, weil die gummigelagerte
Maschine gegenüber der Karosserie Relativbewegungen ausführt. Dadtrch ist die Betriebssicherheit
einer solchen Brennkraftmaschine in hohem Grade von der Haltbarkeit der elastischen
Leitungsabschnitte abhängig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die an besonders heißen
Bauteilen erwärmte Kühlluft einer luftgekühlten Brennkraftmaschine für die Fahrerhausheizung
zu nutzen, ohne daß die Gefahr der Beimischung von Abgasen und Dämpfen besteht.
Dieses wird bei einer Fahrerhauheizung der eingangs genannten Art dadurch gelöst,
daß der Zylinderkopf zusammen mit dem Zylinder eine einteilige
Einheit
bildet. Durch den Fortfall der Trennfuge zwischen Zylinder und Zylinderkopf ist
es möglich, aus diesem Bereich erwärmte Kühlluft mit höherer Temperatur zu entnehmen.
Durch die bekannte einteilige Ausführung der beiden Bauteile wird zugleich das gefürchtete
Durchblasen durch die Zylinderkopfdichtung vermieden. Um die besonders heissen Wände
des Auspuffkanals für die Wärmeabgabe zu nutzen, ist der Auspuffkanal verrippt und
in Richtung des Kühlluftstromes über die Zylinderkopfkontur hinaus verlängert.
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Damit die Rohre, die die Stoßsangen für die Steuerungselemente umgeben,
ohne Trennfuge durch den von der Kühlluft bestrichenen Raum geführt sind. reichen
die rohrartigen Verkleidungen der Stoßstangen ohne Trennfuge von der Auflagefläche
des Zylinders bis zum Gehäuse für die Steuerungsteile oberhalb des Zylinderkopfes.
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Die beschriebene Gestaltung der vorgenannten Einzelheiten läßt eine
Ausführungsform für den Abluftsammelraum zu,
in dem keine Dichtfugen
liegen. Dabei reicht der Abluftsammelraum für die erwärmte Kühlluft mit seiner unteren
Begrenzung bis oberhalb der Trennfuge zwischen Zylinder und Kurbelgehäuse und mit
seiner oberen Begrenzung bis unterhalb der Trennfuge zwischen Zylinderkopf und dem
Gehäuse für die Steuerungsteile, und in Strömungsrichtung der Kühlluft gesehen,
bis kurz vor die Trennfuge zwischen Auspuffkanal und Abgassammelrohr.
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Damit auch der Einspritzdüsenhalter gegenüber dem Kühlluftstrom isoliert
ist wird vorgeschlagen, daß die rohrartige Verkleidung des Einspritzdüsenhalters
fugenlos von dessen Auflagefläche im Zylinderkopf bis mindestens in die Höhe der
Trennfuge zwischen dem Gehäuse für die Steuerungsteile und dem Zylinderkopf reicht.
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Zur Sicherheit gegen Öl- und Kraftstoffleckstellen sind im Bereich
der Trennfuge zwischen dem Zylinderkopf einerseits und dem Gehäuse für die Steuerungsteile
andererseits Mulden mit Ablaufrinnen angeordnet,
die außerhalb der
Kühlluftverkleidung ausmünden.
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Damit kann bei plötzlichem Öl- oder Kraftstoffaustritt aus Dichtfugen
dieser außerhalb der Kühlluftwege ins Freie abfließen.
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In gleicher Weise ist eine zum Antrieb des Kühlgebläses vorgesehene
hydraulische Kupplung außerhalb des Gebläses und des Kühlluftstauraumes angeordnet.
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Damit sind die gesamten Kühlflächen im Bereich des Zylinderkopfes
und Zylinders ohne Dichtfugen, so daß an diesen Flächen erwärmte Kühlluft weder
durch Gase noch durch Dämpfe oder Leckflüsigkeiten verunreinigt werden kann. Zur
zusätzlichen Aufheizung der Kühlluft ist der Auspuffkanal noch mit Kühlrippen ausgestattet,
so daß auch ein Teil der Abgasenergie zurückgewonnen wird. Hierdurch ergibt sich
eine hohe Temperatur der erwärmten Kühlluft, die auch bei tiefen Außentemperaturen
das Fahrerhaus wirksam und schnell aufheizt. Gegenüber der eingangs erwähnten Heizung
mit öldurchflossenem
Wärmetauscher im Fahrerhaus ist die Heizung
mit erwärmter Kühlluft nach dem Start weitaus schneller verfügbar. Die Luftkanäle,
mit denen die erwärmte Kühlluft zum Fahrerhaus geführt wird, brauchen nicht absolut
dicht zu sein, denn die zur VerfUgung stehende Wärmemenge ist so groß, daß Spaltverluste
an Füge- und übertrittsstellen vernachlässigbar sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt.
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Die Abbildung zeigt eine luftgekühlte Brennkraftmasciiine 1 in Reihenbauart
mit stehenden Zylindern 2.
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Neben der Zylinderreihe ist ein Axialgebläse 3 angeordnet, das die
Kühlluft in einen Luftsammelraum 4 fördert. Auf der gegenüberliegenden Seite der
Zylinderreihe ist eine Hutze 5 für das Auffangen der erwärmten Kühlluft angeordnet,
deren unterer Teil im Bereich des Zylinderfußes als Ablenkfläche 6 ausgebildet ist,
während der obere Teil als Auffangraum für die erwärmte Kühlluft
dient.
Von der Hutze 5 führt ein nicht näher dargestellter Luftkanal zum ebenfalls nicht
dargestellten Fahrerhaus, das mit der erwärmten Kühlluft beheizt wird.
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Damit der Weg, den die Kühlluft durchströmt, nicht an Bauteilen mit
Dichtfugen entlangführt, sind diese Dichtfugen alle außerhalb der für die Fahrerhausheizung
vorgesehenen Kühlluftwege angeordnet.
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Die Dichtfuge 7 zwischen dem Kurbelgehäuse 8 und dem Zylinder 2 liegt
außerhalb des für die Fahrerhausheizung vorgesehenen Kühlluftstromes. Der den unteren
Zylinderbereich passierende Luftstrom wird durch die Ablenkfläche 6 entlang der
Kurbelgehäusewand nach unten abgeleitet, wo er zur weiteren Kühlung der Kurbelgehäusewand*von
Hilfsmaschinen genutzt werden kann.
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Oberhalb des Zylinderkopfes 9 ist das Gehäuse 10 für die Steuerungsteile
angebaut. Der Zylinderkopf 9 ist an seiner oberen Begrenzung gegenüber dem Gehäuse
10 * oder zur Kühlung
für die Steuerungsteile als ebene Platte
ausgebildet, die an den Öffnungen für den Durchgang der Ventile und Befestigungsschrauben
Mulden 11 besitzt, die mit Kanälen verbunden sind, die außerhalb der Kühlluft wege
ins Freie ausmünden. Hierdurch kann an den Durchtrittsöffnungen im Boden des Gehäuses
10 bei Leckölaustritt dieses außerhalb der Kühlluftwege abgeleitet werden, so daß
eine Verunreinigung der erwärmten Kühlluft vermieden wird. Zur Abschirmung des Einspritzdüsenhalters
14 ist zwischen Boden und Deckplatte des Zylinderkopfes eine rohrartige Verkleidung
12 eingegossen oder eingeklebt. Dadurch kann kein Leckkraftstoff in die Kühlluftwege
gelangen. In ähnlicher Weise können auch in der Zeichnung nicht dargestellte Verkleidungen
für die Stoßstangen zum Antrieb der Ventilsteuerung von der Kurbelgehäuseoberkante
bis oberhalb des Zylinderkopfes fugenlos durch die von der erwärmten Kühlluft durchströmten
Räume geführt sein.
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Ganz besonders vorteilhaft wirkt sich die Verlängerung des Auspuffkaales
13 durch die Begrenzungwand der Hutze 5
aus, denn die hohe Oberflächentemperatur
des verrippten Auspuffkanals 13 heizt die erwärmte Kühlluft noch zusätzlich auf.
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Sofern das Axialgebläse 3 huber eine hydraulische Kupplung angetrieben
wird, ist diese Kupplung außerhffb des Gebläses und des Luftsammelraumes 4 angeordnet,
wobei die Drehmomentübertragung durch eine Welle erfolgt, die durch den Luftsammelraum
4 geführt ist. Damit sind Leckstellen der hydrauliscilen Kupplung ohne Folgen für
die Reinheit der erwärmten Kühlluft Mit diesen Maßnahmen ergibt sich eine sehr wirksame
Fahrerhausheizung, die auch bei sehr niedrigen Außentemperaturen reichlich erwärmte
Kühlluft mit einer sehr hohen Temperatur liefert.