DE2721064A1

DE2721064A1 - Kuehlanlage fuer fluessigkeitsgekuehlte verbrennungskraftmaschinen von kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2721064A1
Application number: DE19772721064
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl Ing Buddenhagen
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1977-05-11
Filing date: 1977-05-11
Publication date: 1978-11-16
Also published as: IT7849253A0; BE866948A; JPS53139035A; IT1102100B; SE7804479L; DD136994A1; FR2390585A1; US4200065A; GB1566679A

Description

MASCHINENFABRIK AUGS'3UP^-NO^NPERG 2 7 2 1 0 6 Λ

Aktiengesellschaft

München, den 25. April 1977

Kühlanlage für flüssigkeitsgekühlte Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen

Die Erfindung betrifft eine Kühlanlage für flüssigkeitsgekühlte Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen, mit einem Kühler, einem Thermostat, einer Umwälzpumpe und mit einem Leitungssystem, das den Kühler, die Umwälzpumpe und die
Anschlußstellen für die Kühlmittelführung im Motor und
für die Motorentlüftung miteinander verbindet.

Es ist üblich, daß man die in der Kühlanlage zirkulierende Kühlflüssigkeit nach der Aufnahme der vom zu kühlenden Motor abgegebenen Wärme und vor ihrer Rückführung in den Kühler zur Betreibung der Heizanlage für die Fahrzeugkabine heranzieht.

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Im Betrieb einer solchen Kühlanlage strömt bei geschlossenem Thermostat eine zur Funktion des Thermostats erforderliche, geringe Menge von Kühlflüssigkeit
durch einen Spalt im Thermostat und gelangt in den
Kühler.

Wenn der Betrieb des Fahrzeugs mit der eingangs erwähnten Kühlanlage bei niedrigen Außentemperaturen erfolgt, ist aus Gründen der Wirksamkeit der Heizanlage auch der geringste Durchsatz von Kühlflüssigkeit durch den Kühler bei geschlossenem Thermostat unerwünscht.

Zur Verringerung bzw. Unterbindung unerwünschter Durchsätze durch den Kühler werden z.B. Drosseln verwendet,
die jedoch die Druckverhältnisse im Kühlkreislauf beträchtlich beeinflussen und lange Befüllzeiten der Kühlanlage bewirken. Bei der Verwendung von Drosseln besteht zudem die Gefahr der Verstopfung des Kühlmittelkreislaufes. Auch andere gegenwärtig angewandte Lösungen
sind in 'ihrer Wirkungsweise noch unbefriedigend oder
haben nachteilige Auswirkungen auf den Kühlmittelkreislauf.

Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus, bei einer Kühlanlage der eingangs genannten Art Maßnahmen anzugeben, mit deren Hilfe die Unterbindung der Strömung

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durch den Kühler bei geschlossenem Thermostat ohne großen baulichen Aufwand und ohne nachteilige Beeinflußung der Befülldauer oder des Kühlmittelkreislaufes erzielt werden kann.

Die Aufgabe ist dadurch gelöst, daß ein Teilstück des Leitungssystems zwischen der Anschlußstelle für die Motorentlüftung und dem Kühler eine Stelle aufweist, an der sich bei laufendem Motor und bei geschlossenem Thermostat der gleiche Druck wie am Eintritt des Teilstücks in den Kühler einstellt.

Hierbei kann zv/ischen dem Kühler und der Anschlußstelle für die Motorentlüftung ein Ausgleichsbehälter in dem Teilstück angeordnet sein. Als Alternative zu dem Ausgleichsbehälter kann als Ausgleichsgefäß der obere Wasserkasten des Kühlers dienen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zweigt von dem Teilstück eine Leitung ab, die zu einer Stelle führt, an der ein höherer Druck als am Eintritt des Teilstücks in den Kühler herrscht; das Teilstück führt zu einer anderen Stelle, an der ein. niedrigerer Druck als am Eintritt des Teilstückes in den Kühler herrscht, wobei diejenige Stelle, an der sich der gleiche Druck wie am Eintritt des Teilstückes in den Kühler einstellt, an der Abzweigung der Leitung liegt.

Bei stehendem Motor ist es vorteilhaft, wenn die Stelle hohen Drucks an einem Entlüftungsstutzen des Motors und die Stelle niedrigeren Drucks vor dem Eingang zur Umwälzpumpe liegt.

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Im Hinblick auf die Gasabscheidung bei nichtlaufendem Motor ist es vorteilhaft, wenn die Stelle, an der sich der gleiche Druck wie am Eintritt des Teilstückes in den Kühler einstellt, zugleich die höchste Stelle der Leitung, die zu der Stelle niedrigen Druckes führt, und des Teilstücks im Verlauf zwischen dem Entlüftungsstutzen des Motors und der Abzweigung dieser Leitung ist.

Um die Stelle, an der sich bei geschlossenem Thermostat der gleiche Druck wie am Eintritt des Teilstückes in den Kühler einstellt, an der höchsten Stelle der Leitung, die zu der Stelle niedrigen Drucks führt, und des Teilstücks im Verlauf zwischen dem Entlüftungsstutzen des Motors und der Abzweigung dieser Leitung zu fixieren, ist es vorteilhaft, wenn sich zwischen der Abzweigung der Leitung und dem Entlüftungsstutzen des Motors ein Durchmessersprung in dem Teilstück befindet.

Als Alternative zu dem Durchmessersprung kann zwischen der Abzv/eigung der Leitung und der Anschlußstelle für die Motorentlüftang eine Drossel in das Teilstück eingebaut sein.

Um bei niedrigen Umgebungstemperaturen WärmeVerluste zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn die Leitung und das Teilstück im Verlauf zwischen dem Entlüftungsstutzen des Motors und der Abzweigung der Leitung gegen Wärmeverluste

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isoliert sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Eine Kühlanlage für einen flüssigkeitsgekühlten Verbrennungsmotor 1 weist einen Kühler 2 auf, der an seinem oberen Ende einen sogenannten oberen Wasserkasten 3 hat. Eine erste Verbindungsleitung 4 ist mit einem ihrer Enden an den oberen Wasserkasten 3 des Kühlers 2 angeschlossen und ist an ihrem anderen Ende mit der Kühlmittelführung im Motor 1 verbunden. Ein Thermostat, der nicht dargestellt ist, ist in der ersten Verbindungsleitung 4 angeordnet. Eine zweite Verbindungsleitung 5, ist mit einem ihrer Enden an das untere, dem oberen War-ser-kasten 3 gegenüberliegende Ende des Kühlers 2* angeschlossen und führt zum Eintrittsstutzen einer Umwälzpumpe 6 die an die Kühlmittelführung im Motor 1 angeschlossen ist.

Ein zum Kühlflüssigkextsausgleich und zur Aufname von aus der Kühlflüssigkeit abgeschiedenen Luftblasen dienender Ausgleichsbehälter 9, ist oberhalb des Wasserkastens 3 des Kühlers 2 angeordnet. Der Kühler 2 ist mittels eines Teilstücks des kühlmittelführenden Leitungssystems der Kühlanlage mit einem Entlüftungsstutzen 13 des Motors 1 verbunden, wobei dieses Teilstück aus einer

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dritten Verbindungsleitung 10 und einer vierten Verbindungsleitung 11 besteht.

Die dritte Verbindungsleitung 10 ist mit einem ihrer Enden an den Ausgleichsbehälter 9 und mit ihrem anderen Ende an den Wasserkasten 3 des Kühlers 2 angeschlossen. Die vierte Verbindungsleitung 11 führt von dem Ausgleichsbehälter 9 zu dem Entlüftungsstutzen 13 des Motors 1, wobei die vierte Verbindungsleitung 11 zwischen dem Ausgleichsbehälter 9 und dem Entlüftungsstutzen des Motors 1 fortwährend abfällt. Der Entlüftungsstutzen 13 des Motors 1 ist an die Zylinderköpfe 7 des Motors angeschlossen.

Im Verlauf der vierten Verbindungsleitung 11 zwischen dem Ausgleichsbehälter 9 und dem Entlüftungsstutzen 13 des Motors 1 befindet sich eine Stelle 12, an der sich der Durchmesser der vierten Verbindungsleitung 11 sprunghaft ändert, wobei der unmittelbar der Durchmessersprungstelle 12 sich anschließende Leitungsabschnitt größeren Durchmesser zu einer Stelle der Verbindungsleitung 11 führt, an der eine Leitung 8 von der vierten Verbindungsleitung 11 abzweigt. Der unmittelbar der Durchmessersprungstelle sich anschließende Leitungsabschnitt kleineren Durchmessers führt zu dem Entlüftungsstutzen 13 des Motors. Die Leitung 8, die den gleichen Durch-

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messer wie der Leitungsabschnitt zwischen der Durchmessersprungstelle und der Stelle der Abzweigung hat, führt von der vierten Verbindungsleitung zu einem Punkt der zweiten Verbindungsleitung 5, der, in Strömungsrichtung gesehen, unmittelbar vor der Umwälzpumpe 6 liegt, wobei die Leitung 8 zwischen der Abzweigung und der Anschlußstelle an der zweiten Verbindungsleitung 5 fortwährend abfällt.

Die Durchmesser und Längen der beiden Abschnitte der Verbindungsleitung 11 und der Leitung 8 sind dabei entsprechend den Druckbedingungen am Entlüftungsstutzen und der Anschlußstelle vor der Pumpe 6 derart ausgelegt, daß bei laufendem Motor und geschlossenem Thermostat an der Stelle der Verzweigung der gleiche Druck wie am Eintritt der Verbindungsleitung 10 in den oberen Wasserkasten 7 des Kühlers 2 einstellt. Durch den Druckausgleich wird verhindert, daß bei ge schlossenem Thermostat ein Durchfluß durch den Ausgleichsbehälter 9 auftritt. Ferner wird der Durchmesser der Leitungsabschnitte der Verbindungsleitung 11 im Verlauf zwischen Entlüftungsstutzen 13 des Motors 1 und Ausgleichsbehälter 9 so bemessen, daß die Dampfabscheidung bei abgestelltem Motor nicht beeinträchtigt wird.

Damit eine gute Gasableitung bei abgestelltem Motor gewährleistet ist, verläuft die Verbindungsleitung 11 zwischen dem Entlüftungsstutzen 13 des Motors 1 und dem Ausgleichsbehälter 9 stetig ansteigend.

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Zwischen dem Entlüftungsstutzen und der Anschlußstelle vor der Pumpe 6 sind die Verbindungsleitung 11 und die Leitung 8 isoliert, damit Wärmeverluste bei niedrigen Umgebungstemperaturen vermieden werden.

Ein zur Beheizung des Fahrgastraumes dienender Nebenkreislauf, der nicht dargestellt ist, ist an den Kühlmittelkreis lauf angeschlossen.

Die erfindungsgemäße Anlage funktioniert wie folgt.

Beim Befüllen der Anlage mit Kühlmittel wird der Motor 1 über die Zylinderköpfe 7 und den Entlüftungsstutzen 13 entlüftet. Nach Befüllen der Kühlanlage mit Kühlflüssigkeit wird bei laufendem Motor und bei offenem Thermostat Kühlflüssigkeit aus der zweiten Verbindungsleitung 5 von der Umwälzpumpe 6 in die Kühlmittelführung des Motors gefördert. Nach der Aufnahme der vom zu kühlenden Motor an die Kühlflüssigkeit abgegebene Wärme, wird die Kühlflüssigkeit über die erste Verbindungsleitung 4 in den Kühler 3 zur Rückkühlung geführt. Dabei strömt die Kühlflüssigkeit durch den in der ersten Verbindungsleitung 4 angeordneten Thermostaten, der den Durchfluß der Kühlflüssigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur der Kühlflüssigkeit regelt. Ein Teil der Kühlflüssigkeit gelangt über die dritte Verbindungsleitung 10 in den Ausgleichsbehälter 9. Ein Teil der Kühlflüssigkeit

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wird von der Kühlmittelführung im Motor in die Verbindungsleitung 11 geleitet und gelangt von da in den Ausgleichsbehälter 9 und zur Anschlußstelle vor der Pumpe 6.

Die Kühlflüssigkeit oder ein Teil davon wird in dem Nebenkreislauf zur Beheizung des Fahrgastraumes verwendet.

Bei geschlossenem Thermostat stellt sich in jenem Punkt der Verbindungsleitung 11, in dem die Leitung abzweigt, derselbe Druck wie am Eintritt der Leitung 10 in den oberen Wasserkasten 3 des Kühler ein, so daß eine Durchströmung des Ausglexchsbehälters 9 unterbunden ist, und somit die größtmögliche Wärmemenge für die Fahrgastraumheizung anfällt.

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Claims

Patentansprüche

1. j Kühlanlage für flüssigkeitsgekühlte Verbrennungsmotoren

von Kraftfahrzeugen, mit einem Kühler, einem Thermostat, einer Umwälzpumpe und mit einem Leitungssystem, das den Kühler, die Umwälzpumpe und die Anschlußstellen für die Kühlmittelführung im Motor und für die Motorentlüftung miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstück (10;11) des Leitungssystems zwischen der Anschlußstelle für die Motorentlüftung und dem Kühler (2) eine Stelle aufweist, an der sich bei laufendem Motor und geschlossenem Thermostat der gleiche Druck wie am Eintritt des Teilstücks (10) in den Kühler (2) einstellt.

2. Kühlanlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Teilstück (11) eine Leitung (8) abzweigt, die zu einer Stelle führt, an der ein höherer Druck

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als am Eintritt des Teilstücks (10) in den Kühler (2) herrscht und daß das Teilstück 11 zu einer anderen Stelle führt, an der ein niedrigerer Druck als am Eintritt des Teilstücks (10) in den Kühler (2) herrscht, wobei diejenige Stelle, an der sich bei laufendem Motor und geschlossenem Thermostat der gleiche Druck wie am Eintritt des Teilstücks (10) in den Kühler (2) einstellt, an der Abzweigung der Leitung (8) liegt.

3. Kühlanlage gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelle hohen Drucks an einem Entlüftungsstutzen (13) des Motors (1) und die Stelle niedrigeren Drucks vor dem Eingang zur Umwälzpumpe (6) liegt.

4. Kühlanlage gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelle, an der sich bei geschlossenem Thermostat der gleiche Druck wie am Eintritt des Teilstücks (10) in den Kühler (2) einstellt die höchste Stelle der Leitung (8) und des Teilstücks (11) im Verlauf zwischen dem Entlüftungsstutzen (13) und der Abzweigung der Leitung (8) ist.

5. Kühlanlage gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Abzweigung der Leitung (8) und der Anschlußstelle für die Motorentlüftung ein Durchmessersprung (12) in dem Teilstück (11) befindet.

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6. Kühlanlage gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abzweigung der Leitung (8) und der Anschlußstelle für die Motorentlüftung eine Drossel in das Teilstück (11) eingebaut ist.

7. Kühlanlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung(8) und das Teilstück (11), im Verlauf zwischen dem Entlüftungsstutzen (13) des Motors (1) und der Abzweigung der Leitung 8 gegen Wärmeverluste isoliert sind.

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