DE2631121A1 - Fluessigkeitsgekuehlte brennkraftmaschine - Google Patents

Fluessigkeitsgekuehlte brennkraftmaschine

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DE2631121A1
DE2631121A1 DE19762631121 DE2631121A DE2631121A1 DE 2631121 A1 DE2631121 A1 DE 2631121A1 DE 19762631121 DE19762631121 DE 19762631121 DE 2631121 A DE2631121 A DE 2631121A DE 2631121 A1 DE2631121 A1 DE 2631121A1
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Description

  • "Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine"
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine, die eine zwischen Kühlflüsaigkeitseinlaß und -aualaß eingeschaltete Umwälzpumpe antreibt.
  • Bei derartigen Brennkraftmaschinen wird die Umwälzpumpe üblicherweise mit einem konstanten Übersetzungsverhältnis zur Maschinendrehzahl bei laufender Maschine ständig angetrieben. Die Umwälzpumpe mun daher so ausgelegt sein, daß aie bei niedrigeren Maschinendrehzahlen bereits eine relativ große zeitliche Fördermenge aufweist. Dies führt entweder zu großen Pumpenabmessungen (hohes Leergewicht) oder hohen Pumpendrehzahlen (Kavitationsgefahr bei höheren Maschinendrehzahlen).
  • Bei mittleren und höheren Maschinendrehzahlen ist dann die Fördermenge wegen des konstanten Übersetzungsverhältnisses meistens zu groß.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesentlichen darin, die Auslegung der Umwälzpumpe in bezug auf ihre zeitliche Fördermenge dem Kühlbedarf einem breiten Dl-ehzahl-und Lastbereich der Maschine besser anzupassen.
  • Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise dadurch gelöst, daß eine Zusatz-Umwälzpu.pe für Kühlflüssigkeit zwischen zwei Stellen des Kühlmantels der Brennräume einschaltbar ist.
  • Bei der Brennkraftmaschine nach der Erfindung kann die Zusatz-Umwälzpumpe bedarfeweise einen Anteil der zeitlichen Kühlflüs-igkeits-Gesamtmenge z.B. im Kurzschlußkreislauf durch den Kühlmantel der Brennräume fördern+ Dadurch ist es möglich, die ständig angetriebene Umwälzpumpe in bezug auf ihre zeitliche Fördermenge kleiner auszulegen, wodurch die eingangs geschilderten Nachteile wie hohes Leergewicht bzw. Kavitationsgefahr vermieden sind. In weiterer Folgerung kann die ständig angetriebene Umwälzpumpe bei der Brennkraftmaschine nach der Erfindung durch ihre Schaufelradgestaltung auf höheren Förderdruck ausgelegt sein1 so daß die Strömungswiderstände des Kühl- bzw. Heizkreislaufes verringert sind bzw. besser überwunden werden, Bei der Brennkraftmaschine nach der Erfindung ist auch der Leistungsbedarf der ständig angetriebenen Uowälzpumpe verringert, so daß eine Kraftstoffersparnis erzielt ist.
  • Bei der Brennkraftmaschine nach der Erfindung ist es vorteilhaft, daß die Zusatz-Umwälzpumpe in Abhängigkeit von der zeitlichen Maschinenabwärme steuerbar ist.
  • Zur Verkürzung der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine nach der Erfindung ist es zweckmäßig, daß die Zusatz-Umwälzpumpe bei unterhalb der mittleren Betriebstemperatur der Kühiflüssigkeit liegenden Istwerten der Temperatur der aus dem Kühlmantel der Brennräume austretenden Ktihlflüssigkeit eingeschaltet ist.
  • Auf diese Weise ist die Kühlwirkung des Kurbelgehäuses auf die Kiihlflüssigkeitsmenge des Förderkreislaufes der Zusatz-Um-Umwälzpumpe ausgeschaltet, wodurch die Temperatur des Kühlmantels der Brennräume schneller ansteigt und die Betriebstemperatur der Kühlflüssigkeit eher erreicht wird. Dies ist bei tieferen Außentemperaturen vor allem auch dann wichtig, wenn ein Wärmetauscher einer Wagenheizung mit Kühlflüssigkeit aus dem Kühlmantel der Brennräume zur Erwärmung von Heizluft betrieben wird. Dabei ist es bei der Brennkraftmaschine nach der Erfindung vorteilhaft, daß die Druckseite der Zusatz-Umwälzpumpe auf den Wärmetauscher für die Heizluft schaltbar ist.
  • Wagenheizungen arbeiten üblicherweise mit einem in die Heizungavorlaufleitung eingeschalteten willkürlich betätigbaren Regulierorgan für die zeitliche Kühlflüssigkeitsmenge des Wärmetauschers für die Heizluft. Um die Zusatz-Umwälzpumpe wahlweise mit dem Kühlmantel der Brennräume im Kurzschluß betreiben oder die Heizung zwischen Zusatz-Umwälzpumpe und den Kühlmantel schalten zu können, ist es bei der Brennkraftmaschine nach der Erfindung vorteilhaft, daß die Druckseite der Zusatz-Umwälzpumpe auf den das Regulierorgan mit dem Kühlmantel verbindenden Abschnitt der Heizungsvorlaufleitung schaltbar ist. Bei dieser Anordnung ist es zweckmäßig, daß in den Abschnitt ein in Richtung Kühlmantel sperrendes Rückschlagventil eingeschaltet ist. Auf diese Weise ist vermieden, daß die Zusatz-Umwälzpumpe direkt in den Kühlmantel der Brennräume fördert, wenn die Heizung über das Regulierorgan eingeschaltet ist.
  • Es sind Brennkraftmaschinen der die Erfindung betreffenden Art bekannt, die mit einem abschaltbaren Kühlluftgebläse zuJn Erhöhen des zeitlichen Kühlluftdurchsatzes eines Wärme tauschers für die Wärmeabgabe der Kühlflüssigkeit arbeiten.
  • Bei der Brennkraftmaschine nach der Erfindung ist es durch die Funktion der Zusatz-Umwälzpumpe ermöglicht, daß das Kühlluftgebläse bei unterhalb der mittleren Betriebsteuperstur der Kühlflüssigkeit liegenden leitwerten der Temperatur der aus dem Kühlmantel der Brennräume austretenden Kühlflüssigkeit abgeschaltet ist.
  • Bei der Brennkraftmaschine nach der Erfindung ist es vorteilhaft, daß die Zusatz-Umwälzpumpe abgeschaltet ist, wenn die Istwerte der Temperatur der aus dei Kühlmantel der Brennräume austretenden Kühlflüssigkeit gleich der mittleren Betrieb temperatur sind oder nur wenig von letzterer abweichen. Ebenso ist es vorteilhaft, daß das Kühlluftgebläse abgeschaltet ist, wenn die Istwerte der Temperatur der aus dem Kühlmantel der Brennräume austretenden Kühlflüssigkeit gleich der mittleren Betriebstemperatur sind oder nur wenig von letzterer abweichen. Hierbei kann z.B. ein Temperaturbereich zwischen 80°C und 90 0C vorgesehen sein, in dem die ständig angetriebene Umwälzpumpe allein arbeitet.
  • Um die volle Kühlleistung des Wärmetauschers für die Wärme ab gabe der Kühlflüssigkeit in der thermischen Hochbelastungsphase der Brennkraftmaschine nach der Erfindung zu nutzen, ist es vorteilhaft, daß die Zusatz-Umwälzpumpe eingeschaltet und ihre Druckseite mit dem Kühlflüssigkeitseintritt des Wärmetauschers für die Wärme abgabe der Kühlflüssigkeit verbunden ist, wenn die Istwerte der Temperatur der aus dem Kühlmantel der Brennräume austretenden Kühlflüssigkeit oberhalb der mittleren Betriebstemperatur der Kühlflüssigkeit liegen. Für den gleichen Zweck ist vorgesehen, daß das Kühlluftgebläse eingeschaltet ist, wenn die Istwerte der Temperatur der aus dem Kühlmantel der Brennräume austretenden Kühlflüssigkeit oberhalb der mittleren Betriebstemperatur der Kühlflüssigkeit liegen.
  • Für einen einfachen Anschluß der Zusatz-Umwälzpumpe an den Kühlmantel der Brennräume bei der Brennkraftmaschine nach der Erfindung kann die Anordnung vorteilhaft so getroffen sein, daß die Saugseite der Zusatz-Umwälzpumpe an den Kühlflüssigkeitsauslaß des Kühlmantels der Brennräume angeschlossen ist. Bei dieser Anordnung ist das dem Kühlflüssigkeitsauslaß nachgeschaltete Thermostatventil umgangen.
  • Um auch für die Druckseite der Zusatz-Umwälzpumpe bei der Brennkraftmaschine nach der Erfindung bei deren Anschluß an den Wärmetauscher für die Wärmeabgabe der Kiihlflüssigkeit eine Umgehung des Thermostatventiles - das einen Strömungswiderstand darstellt - zu erhalten, ist es vorteilhaft, daß die Druckseite der Zusatz-Umwälzpumpe auf eine Bypaß-Leitung für Kühlflüssigkeit schaltbar ist, die die Druckseite mit dem Kühlflüssigkeitseinlaß des Wärmetauschers für die Wärmeabgabe der Kühlflüssigkeit verbindet.
  • Um bei der Brennkraftmaschine nach der Erfindung Steuerung und Anordnung der Zusatz-Umwälzpumpe für den Jeweiligen Typ der Brennkraftmaschine auf die günstigte Weise gestalten zu können, ist es vorteilhaft, daß die Zusatz-Umwälzpumpe durch einen Elektromotor antreibbar ist.
  • Um bei der Brennkraftmaschine nach der Erfindung das Kühlluftgebläse unabhängig von der Pumpenwelle der ständig angetriebenen Umvälzpumpe lagern und antreiben zu können, ist es vorteilhaft, daß das Kühlluftgebläse durch einen Elektromotor antreibbar ist.
  • Schließlich ist es bei der Brennkraftmaschine nach der Erfindung besonders vorteilhaft, daß die Druckseite der Zusatz-Umwälzpumpe durch ein auf die Temperatur der Kühlflüssigkeit ansprechendes Thermostatventil wechselweise mit dem Wärmetauscher für die Wärme abgabe der Kühlflüssigkeit und dem Kühlmantel der Brennräume bzw. dem Wärmetauscher für Heizluft verbindbar ist.
  • Wie eine Brennkraftmaschine nach der Erfindung beispielsweise ausgebildet sein kann, ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Kühl- und Heizungskreislaufes im einzelnen beschrieben.
  • Eine Brennkraftmaschine 1 treibt eine Umwälzpumpe 2 für Kühlflüssigkeit während des Laufens ständig mit einem festen Übersetzungsverhältnis an. Die Umwälzpumpe 2 drückt die Kühlflüssigkeit über den Kühlflüssigkeitseintritt 3 in den Kühlmantel 4 des Zylinderblockes. Von dem Kühlmantel 4 strömt die Kühlflüsaigkeit in den Kühlmantel 5 der Brennräume des Zylinderkopfes, von wo aus die Kühlflüssigkeit über den Kühlflüssigkeitsauslaß 6 in eine Kühlervorlaufleitung 7 eintritt. Die Kühlervorlaufleitung 7 ist an den Kühlflüssigkeitseinlaß 8 eines Wärmetauschers 9 für die Wärmeabgabe der Kühlflüssigkeit angeschlossen. Der Kühlflüssigkeitsauslaß 10 des Wärmetauschers 9 ist über eine Kiihlerrucklau fleitung 11 an die Saugseite der Umwälzpumpe 2 angeschlossen. Von der Kühlervorlaufleitung 7 ist mittels eines Thermostatventiles 12 eine ebenfalls zur Saugseite der Umwälzpumpe 2 führende Kurzschluleitung 13 abgezweigt. Die zeitlichen Kühlflüssigkeitsmengen des Wärmetauschers 9 und der Kurzschlußleitung 13 werden in üblicher Weise von dem Thermostatventil 12 so eingestellt1 daß im Kühlmantel 5 ein im wesentlichen konstanter mittlerer Betriebswert der Temperatur der Kühlflüssigkeit aufrecht erhalten wird.
  • Am Wärmetauscher 9 ist eine ein Kühlluftgebläse 14 enthaltende Lüfterzarge 15 befestigt. Das Kühlluftgebläse 14 ist durch einen Elektromotor 16 antreibbar, der durch einen Schalter 17 gesteuert wird. Der Schalter 17 wird von einem in der Kühlervorlaufleitung 7 angeordneten Temperaturfühler 18 in seine Stellung für den Betrieb des Kühlluftgebläses 14 gebracht, wenn die Temperatur am Kühlflüssigkeitsauslaß 6 über 900C ansteigt. In dieser Stellung schaltet der Schalter 17 gleichzeitig einen zweiten Elektromotor 19 ein, der eine Zusatz-Umwälzpumpe 20 antreibt. Die Saugseite 21 der Zusatz-Umwalzpumpe 20 ist an den den Kühlflüssigkeitsauslaß 6 mit dem Thermostatventil 12 verbindenden Abschnitt 22 der KUhlervorlaufleitung 7 angeschlossen. Die Druckseite 23 der Zusatz-Umwälzpumpe 20 ist mittels eines Thermostatventiles 24 an eine Bypaß-Leitung 25 angeschlossen, wenn die Temperatur der von der Zusatz-Uiwälzpumpe 20 geförderten Kühlflüssigkeit 900C übersteigt. Die Bypaßleitung 25 verbindet das Thermostatventil 24 bzw. die Druckseite 23 mit dem Kiihlflüssigkeitseinlaß ô des Wärmetauschers 9. Ein in dem anderen Abschnitt 26 der Kühlervorlaufleitung 7 angeordnetes Rückschlagventil 27 verhindert, daß von der Bypaß-Leitung 25 eine Rückströmung auf den Flüssigkeitsauslaß 6 zu initiiert werden kann. Sinkt die Temperatur der Kiihlflüssigkeit an der Druckseite 23 unter 1000Cschaltet das Thermostatventil 24 die Druckseite 23 über eine Leitung 43 auf eine Heizungsvorlaufleitung 28, die sinen weiteren Kühlflüssigkeitsauslaß 29 des Kühlmantels 5 der Brennräume mit einem Wärmetauscher 30 zur Erwärmung von Heizluft verbindet.
  • Von dem Wärmetauscher 30 wird die Kühlflüssigkeit über eine Heizungsrücklaufleitung 31 zur Saugseite der Umwälzpumpe 2 geleitet. In der Heizungsvorlaufleitung 28 sind ein willkürlich betätigbares Regulierorgan 32 sowie ein in Richtung Kühlmantel 5 sperrendes Rückschlagtentil 33 angeordnet. Dabei ist die Druckseite 23 der Zusatz-Umwälzpumpe 20 über das Thermostatventil 24 mit dem zwischen Regulierorgan 32 und Rückschlagventil 33 liegenden Abschnitt 34 der Heizungsvorlaufleitung 28 verbunden. Das Regulierorgan 32 weist einen mit dem Abschnitt 34 verbundenen Anschluß 35, einen mit dem Wärmetauscher 30 verbundenen Anschluß 36 sowie einen mit einem Kühlflüssigkeitseinlaß 37 des Kühlmantels 5 verbundenen Anschluß 38 auf. In der gezeichneten Stellung 39 für volle Heizleistung sind die Anschlüsse 35 und 36 miteinander verbunden und der Anschluß 38 gesperrt. Dadurch fließt die gesamte seitliche Kühlfld.ssigkeitsmenge des Abschnittes 34 dem Wärmetauscher 30 zu. Je nachdem wie weit das Regulierorgan 32 in Richtung auf seine bei 40 angedeutete Stellung für Helz.-leistung Null verstellt wird, strömt ein entsprechender Anteil der zeitlichen Kühlflüssigkeitsmenge des Abschnittes 34 über den Anschluß 38 in den Kühlmantel 5 unter gleichzeitiger Verringerung der zeitlichen Kühlflüssigkeitsmange des Wärwotauschers 30 zurück.
  • Der Elektromotor 19 der Zusatz-Umwälzpumpe 20 ist über einen zweiten Schalter 41 in Betrieb setzbar, der von einem zweiten Temperaturfühler 42 im Abschnitt 22 in die Stellung für den Betrieb der Zusatz-Umwälzpumpe 20 gebracht ist, wenn die Temperatur der Kühlflüssigkeit am Kühlflüssigkeitsauslaß 6 unter 800C sinkt.
  • Die Arbeitsweise der beschriebenen Anordnung gliedert sich in folgende Temperaturbereiche: a. Kühlmitteltemperatur unter 750C, die Elektrozusatzpumpe ist eingeschaltet (Warmlauf) b. Kühlmitteltemperatur 75 - 900C, Elektropumpe und Elektrolüfter sind ausgeschaltet (Normalbetrieb) c. Kiihlmitteltemperatur 90 - 1000C, Elektropumpe und Lüfter laufen (liochleistunga-und Leerlaufbetrieb bei hohen Außentemperaturen) 1.) Warmlauf Bei Wintertemperaturen verlängert sich die Warmlaufphase des Motors, zumal auch die Heizung voll geöffnet wird. Um den Heizeffekt bei kleiner Motordrehzahl zu sichern und zu vergrößern, wird der Kühlmittelumlauf durch Einschalten der Zusatz-Umwälzpumpe 20 erhöht.-Der Temperaturfühler 42 schaltet bis zur Erreichung der Kühlmitteltemperatur von ca. 750C nur die Pumpe 20 zu. Diese fördert das Zusatzkühlmittel direkt zum Zylinderkopf und Heizung. Der Zylinderkopfkurzschluß entzieht insbesondere am Trennraum, Auslaß-Ventil und am Auslaßkanal dem Kopf mehr Wärme und läßt die Wassertemperatur stärker ansteigen. Zugleich wird bei offener Heizung der Durchfluß im Wärmetauscher 30 erhöht, so dan alle Scheiben des Wagens umgehend beschlagfrei werden und eine schnellere Erwärmung des Wageninneren erfolgt. Freie Sicht erhöht die Sicherheit nach dem Kaltstart und ermöglicht ein zügigeres Fahren mit etwas höherer Motorbelastung. Dadurch wird etwas mehr Wärme erzeugt und die Warmlaufphase wird trotz besserer Heizung nicht länger. Mit höherer Last sinken die Abgasemissionen. Das Kühlsystem arbeitet nur im Kurzschluß, d.h. ohne Kühlerbenutzung. Wird die Kühlmitteltemperatur von ca. 750C überschritten, schaltet die Pumpe 20 ab. Bei 850C beginnt dann der Thermostat 12 zu öffnen und gibt den Kreislauf über den Kühler 9 frei. Steigt die Wassertemperatur trotzdem noch weiter an (über ca. 900C) schaltet dann der Temperaturfühler 18 den Lüfter 14 und die Zusatz-Umwälzpumpe 20 gemeinsam zu.
  • 2.) Normalbetrieb In dem Temperaturbereich bis 90 0C arbeitet nur die Wasserpumpe 2. Elektrolüfter 14 und Zusatzwasserpumpe 20 sind ausgeschaltet. Der Thermostat 12 gibt entweder den Kühlerdurchfluß 9 frei (ab 80°C) oder das Kühlmittel fließt über die Kurzschlußleitung 13 direkt der Wasserpumpe 2 zu.
  • 3.) Hochleistungabetrieb Steigt die Motor-Austrittstemperatur über 90 C, schaltet der Temperaturfühler 18 den Lüfter 14 und die Zusatzpumpe 20 vorübergehend ein. Die gefördert Zusatzmenge der Pumpe 20 kann dann wie folgt genutzt werden: a.) Verstärkung der Wagenheizung (Winterbetrieb) Der Thermostat gibt bis ca. 1000C die Leitung 43 frei, so daß verstärkt heißes Kühlmittel über den offenen Regulierhahn und Leitung 28 zum Wärmetauscher 30 strömt.
  • b.) Verstärkte Kühlung des Zylinderkopfes bei geschlossener Heizung (Sommerbetrieb) Bei geschlossenem Jieizungsregulierhahn wird die Zusatzmenge unter Umgehung des Kühlmantels 4 zum Zylinderkopf 5 gefördert und misd)t sich dort mit dem llauptkühlstrom.
  • Die bisher schlecht gekühlten heißen Zonen des Kopfes, die im Strömungsachatten liegen, werden durch den größeren turbulenten Wasserdurchsatz intensiver gekühlt, sie reißen vorhandene örtliche Dampfblasen mit. Der Zylinderkopf erhält damit ein gleichmäßigeres Temperaturniveau und baut damit Materialspannungen ab.
  • c.) Verstärkte Kühlerdurchströmung Steigt die Temperatur auf 100°C öffnet der Thermostat 24 und gibt die Zusatzmenge über die Leitung 25 direkt zum Kühler frei. Das heißt, daß die Zusatzmenge keine zusätzliche Motorwärme aufnimmt und den Thermostaten 12 umgeht.
  • Die Zusatzmenge mischt sich mit dem Hauptwasserstrom im Kühleroberteil 8 und wird im Kühler 9 gemeinsam abgekühlt. Der Durchsatz wird im Kühler erhöht.
  • 4.) Leerlauf und niederer Teillastbetrieb Bei Leerlaufdrehzahl wird von der Heizung auch eine Wärmeabgabe gefordert. Unter den heutigen Verhältnissen ist, das nicht immer gewährleistet, da sich Gas in Leitungen und Wärmetauschor sammelt und den Durchflun stört.
  • Folgende Faktoren können dafür verantwortlich sein: 1. Geringe Druckdifferenz vor und hinter der Wasserpumpe d.h. ungenügende Pumpenförderung, 2. zu großer Systemwiderstand, 3. ungünstige Lage und Verlegung des Wärmetauschers und seiner Leitungen begünstigen das Sammeln von Gasblasen, 4. schlechte Entlüftung des Systems bei Neubefüllung (Lufteinschluß), 5. leicht undichte Zylinderkopfdichtung läßt kleinste Mengen von Gas in das System betreten, 6. jegliches Gas muß vom Kühlmittel mitgenommen und im Kühler oder im Ausgleichsbehälter ausgeschieden werden.
  • Bei kleiner Teillast oder im Leerlauf ist zunächst der Thermostat 12 geschlossen. Das Motoraustrittawasser fließt über die Kurzschlußleitung 13 der Wasserpumpe 2 direkt zu. Nur bei Überschreitung der zulässigen Kühlmitteltemperatur (ca. 850C) öffnet der Thermostat 12 teilweise oder voll und Wasser fließt über den Kühler 9.
  • Bei geöffneter Heizung erfolgt auch eine Wärmeabgabe an die Heizung 30. Steigt die Kühlmitteltemperatur auf ca. 950C, z.B.
  • im Schleichbetrieb(z.B. Stadt) bei hohen Außenlufttemperaturen wird über den Temperaturfühler 18 Lüfter 14 und Zuatzpumpe 20 zugeschaltet.
  • Folgende Vorteile sind durch die Erfindung erreicht: Wegfall des mechanisch angetriebenen Lüfters Ersparnis der Antriebsleistung (ca. 5 PS), Platzgewinn an der Motorvorderseite, einfacherer und sicherer Riementrieb für Umwälzpumpe.
  • Gewichtsersparnis1 G-rauscheinderung, freiere Wahl der Wasserpupenlage am Motor.
  • Einsparung einer Lüfterkupplung Platzgewinn, Gewichtsersparnis, Gewinn an Luftdurchtrittsfläche, Wegfall einer großen Schwingungsmasse, eine Störquelle weniger.
  • Einfacheres Umwälzpumpenlager Wegfall des schweren Kompaktlagers für den Lüfter, billigere und leichtere Lagerausführung, kleinere Hauptwasserpumpe Elektrolüfter Freie Wahl des Lüfteranbaues vor oder hinter dem Kühler auch unabhängig von Motorlage schräg, längs oder quer. Leichterer Lüfter, kleinere Nabe, vorzugsweise konstante Drehzahl (ca. 2300 1/min), besserer Liifterwirkungsgrad durch kleines Spiel zwischen Lüfter und Zarge, zwischen beiden Teilen findet keine Bewegung statt. Kleinere Lüfternabe gegenüber Kupplung, sie deckt weniger Kjihlerfläche ab.
  • Geringeres Geräusch, geringere Verschmutzung durch Staub, da Lüfter nur wenig mitläuft, geringerer Widerstand vom gesamten Kühlerpaket.
  • Günstigere Motorraum-Belüftung Zusatz-Umwälzpumpe Die Zusatz-Umwälzpumpe fördert vorzugsweise unabhängig von der Motordrehzahl eine vorzugsweise konstante Menge. Die Zusatzwassermenge kann folgende Aufgaben übernehmen: Verbesserung der Zylinderkopf-Kühlung, d.h. Förderung direkt in den Zylinderkopf, Senkung der Motoreintrittstemperatur, d.h. Menge wird zu Kühler direkt zurückgeführt, höherer Kühlmitteldurchsatz durch den Motor, d.h. Förderung mit mechanischer Hauptwasserpumpe in das Kurbelgehäuse, Erhöhung der Heizwirkung durch Förderung in das Heizsystem Ansaugung aus dem Zylinderkopf und Förderung nur für den Heizkreislauf.
  • Bei geschlossenem Regulierorgan Kurzschluß zum Zylinderkopf.
  • Bessere Zylinderkopf-Kühlung verhindert örtlich heiße Stellen, senkt und egalisiert das Temperaturniveau, verhindert Spannungen im Zylinderkopf, vermindert das Setzen und Nachziehen einer Zylinderkopfdichtung, Dichtung bleibt gasdichtor, gleichmäßigere Kiihlung erlaubt höhere Verdichtung, verhindert Glühzündungen, niederer Wärmewert der Zündkerze, gibt mehr Wärme an Wasser ab, verbesserte damit die Heizung.
  • Stärkere Ausnutzung des Kühlers durch erhöhten Wasserdurchsatz.
  • Kraftstoffersparnis infolge geringerer Lüfterleistung z.B.
  • im oberen Motordrehzahlbereich.
  • Geringerer Anfall von Abgas durch Kraftstoff-Ersparnis.
  • Geräuschminderung durch kleinere Lüfterdrehzahl (konstant) Zarge mit kleinerem Spiel zum Lüfter, geringerer Widerstand von Lüfter und Kühler.
  • Erhöhter Wasserumlauf im Heizsystem.
  • beschlagfreiere Scheiben im Kaltstart (Sicherheit), Schnellere Erwärmung des Wageninneren.
  • Bessere Entlüftung der Systeme nach Ne ube füllung.
  • Vermeidung von Kavitation an der Hauptwasserpumpe.
  • Einfachere Montage.
  • Weniger Riemenverschleiß und Scheibenbeanstandungen.
  • Erhöhte allgemeine Sicherheit des Betriebes, weniger Kontrolle der Riemenspannung.
  • Kleinere Hauptwasserpumpe.

Claims (16)

  1. Patent ansprüche 1. lüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine, die eine zwischen Kühlflüssigkeitseinlaß und -auslaß eingeschaltete Umwälzpumpe antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zusatz-Umwälzpumpe (20) für Kühlflüssigkeit zwischen zwei Stellen (Kühlflüssigkeitsauslnß 6 und Kühlflüssigkeitseinlaß 37 bzw. Kühlflüssigkeitsübertritt zwischen den Kühlmänteln 4 und 5) des Kühlmantels (5) der Brennräume einschaltbar ist.
  2. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatz-Umwälzpumpe (20) in Abhängigkeit von der zeitlichen Maschinenabwärme steuerbar ist (Temperaturfühler 18 bzw. 42).
  3. 3. Brennkraftmaschine nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatz-Umwälzpumpe (20) bei unterhalb der mittleren Betriebstemperatur der Kühlflüssigkeit liegenden Istwerten der Temperatur der aus dem Kühlmantel (5) der Brennräume austretenden Kühlflüssigkeit eingeschaltet ist.
  4. 4. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Kühlmantel der Brennräume durch eine Heizungsvorlaufleitung mit einem Wärmetauscher zur Erwärmung von Heizluft verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite (23) der Zusatz-Umwälzpumpe (20) auf den Wärmetauscher (30) für die Heizluft schaltbar ist.
  5. 5. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, mit einem in die Iieizungsvorlaufleitung eingeschalteten willkürlich betätigbaren Regulierorgan für die zeitliche Kühlflüssigkeitsmenge des Wärmetauschers für die Heizluft, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite (23) der Zusatz-Umwälzpumpe (20) auf den das Regulierorgan (32) mit dem Kühlmantel (5) verbindenden Abschnitt (34) der Heizungssorlaufleitung (28) schaltbar ist.
  6. 6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Abschnitt (34) ein in Richtung Kühlmantel (5) sperrendes Rückschlagventil (33) eingeschaltet ist.
  7. 7. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, mit einem abschaltbaren Kühlluftgebläse zum Erhöhen des zeitlichen Kühlluftdurchsatzes eines Wärmetauschers für die Wärmeabgabe der Kühlflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das Kiihlluftgebläse (14) bei unterhalb der mittleren Betriebstemperatur der Kühlflüssigkeit liegenden Istwerten der Temperatur der aus dem Kühlmantel (5) der Brennräume austretenden Kühlflüssigkeit abgeschaltet ist.
  8. 8. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatz-Umwälzpumpe (20) abgeschaltet ist, wenn die Istwerte der Temperatur der aus dem Kühlmantel (5) der Brennräume austretenden Kühlflüssigkeit gleich der mittleren Betriebstemperatur sind oder nur wenig von letzterer abweichen.
  9. 9. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlluftgebläse (14) abgeschaltet ist, wenn die Istwerte der Temperatur der aus dem Kühlmantel (5) der Brennräume austretenden Kühlflüssigkeit gleich der mittleren Betriebstemperatur sind oder nur wenig von letzterer abweichen.
  10. 10. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatz-Umwälzpumpe (20) eingeschaltet und ihre Druckseite (23) mit dem Kiihlflüssigkeitseintritt (8) des Wärmetauschers (9) für die Wärmeabgabe der Kühlflüssigkeit verbunden ist, wenn die Istwerte der Temperatur der aus dem Kühlmantel (5) der Brennräume austretenden Kiihlflüsßigkeit oberhalb der mittleren Betriebstemperatur der Kühlflüssigkeit liegen.
  11. 11. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche t bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlluftgebläse (14) eingeschaltet ist, wenn die Istwerte der Temperatur der aus dem Kühlmantel (5) der Brennräume austretenden Kühlflüssigkeit oberhalb der mittleren Betriebstemperatur der Kiihlflüssigkeit liegen.
  12. 12. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugseite (21) der Zusatz-Umwälzpumpe (20) an den Kühlflüssigkeitsauslaß (6) des Kühlmantels (5) der Brennräume angeschlossen ist.
  13. 13. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite (23) der Zusatz-Umwälzpumpe (20) auf eine Bypaß-Leitung (25) für Kiihlflüssigkeit schaltbar ist, die die Druckseite (23) mit dem Kühlflüssigkeitseinlaß (8) des Wärmetauschers (9) für die Wärmeabgabe der Kühlflüssigkeit verbindet.
  14. 14. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatz-Umwälzpumpe (^0) durch einen Elektromotor (19) antreibbar ist.
  15. 15. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlluftgebläse (14) durch einen Elektromotor (16) antreibbar ist.
  16. 16. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite (23) der Zusatz-Umwälzpumpe t20) durch ein auf die Temperatur der Kiihlflüssigkeit ansprechendes Thermostatventil (24) wechselweise mit dem Wärmetauscher (8) für die Wärmeabgabe der Kühlflüssigkeit und dem Kiihlmantel (5) der Brennräume bzw. dem Wärme tauscher (30) für Iieizluft verbindbar ist.
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