DE2754849A1

DE2754849A1 - Fluessigkeitsgekuehlte brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2754849A1
Application number: DE19772754849
Authority: DE
Inventors: Heinz Kornprobst
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG; Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1977-12-09
Filing date: 1977-12-09
Publication date: 1979-06-13

Description

Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Derartige Brennkraftmaschinen erreichen durch das völlige Absperren des Kühlmittel-Umlaufsystems relativ schnell eine untere Grenze ihrer Betriebstemperatur. Dadurch kann das Kalt fahrverhalten eines mit einer derartigen Brennkraftmaschine ausgerüsteten Kraftfahrzeuges verbessert und die Emission schädlicher Abeasbestandteile verringert werden.
während jedoch die Temperatur im Zylinderkopf und an den Brennraumwänden relativ schnell ansteigt, findet eine Erwärmung des Saugrohres bzw. des im Saugrohr strömenden Brennstoff-Luftgemisches nur zögernd statt. Diese zögernde Erwärmung des Saugrohres resultiert insbesondere aus der verschlechterten Wärmeleitung durch das Unterbrechen des Kühlmittelumalufen. Zudem kommen vornehmilich bei sehr niedrigen Außentemperaturen beträchtliche Wärmeverluste durch die das Saugrohr mit dem Kühlmittel-Umlaufsystem verbindenden Schläuche.
Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs genannte Brcnnkraftmaschine mit einfachen Mitteln derart zu verbessern, daß auch eine rasche Erwärmung des Saugrohres und damit eine schnell einsetzende Vorwärmung des Brennstoff-Luftgemisches im Saugrohr der Brennkraftmaschine erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Fatentanspruches 1 gelöst. Durch den Entfall der Kühlmittelschläuche können Wärmeverluste vermieden und die Wärmeleitung zwischen Zylinderkopf und Saugrohr aufgrund des verkürzten Kühlmittelvor- bzw. -rücklaufes verbessert werden.
Die Kanäle für den Kühlmittelvor- bzw. -rücklauf im Saugrohr können im Sinne einer schwerkraftumwälzung höhenversetzt zueinander sowie ansteigend bzw. fallend angeordnet sein. Durch die vom Tylinderkopf zum Saugrohr ansteigende Kühlmittelvorlaufleitung bzw. fallende Kühlmittelrücklaufleitung wird ohne zusätzliche Masnahmen eine Schwerkraftumwälzung des Kühlmittels erzielt und dementsprechend der Wärmeübergang zwischen Zylinderkopf und Saugrohr verbessert. Eine rasch einsetzende Erwärmung des Saugrohres kann auch dadurch erzielt werden, daß am Zylinderkot oder am Saugrohr eine Kühlmittelpumpe angeordnet ist, die zumindest während des abgesperrten Kühlmittelumlaufes das Kühlmittel zwischen Zylinderkopf und Saugrohr umwälzt.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 eine schematisch dargestellte, flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung, Fig. 2 das Saugrohr der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in der Draufsicht, Fig. 3 das gleiche Saugrohr im Schnitt gemäß Linie III-III der Fig. 2 und Fig. 4 das Saugrohr in der Ansicht X der Fig. 2.
Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine 1, deren innere Kühlkanäle bekannter Bauart und deshalb nicht dargestellt sind, weist einen Zylinderkopf 2 und ein Saugrohr 3 au?.
Auf dem Saugrohr 3 ist ein der Verbrennungsluft Brennstoff zumessender Vergaser 4 be-estigt. Das weitere, externe Kühlmittel-Umlaufsystem setzt sich aus einer Kühlervorlaufleitung 5, einen Kühler 6 und einer Kühlerrücklaufleitung 7 zusammen. In der Kühlerrücklaufleitung 7 ist eine Kühlmittelpumpe 8 und ein Thermostat 9 integriert.
Das Thermostat 9 ist über eine Kurzschlußleitung 10 mit der jXühlervorlaufleitun 5 verbunden. Schließlich ist in der iühlervorlaufleitung 5 in Durchflußrichtung vor der Kurzschlußleitung 10 ein weiterer Thermostat 11 eine setzt, der bei Unterschreiten einer vorgemebenen Temperatur der Brennkraftmaschine den Kühlmittelumlauf total sperrt. Das Saugrohr 3 (Fig. 2 - 4) ist über integrierte bzw. einzegossene Kanäle 12 und 13 mit dem Kühlmittel-Umlaufsystem der Brennkraftmaschine 1 verbunden. Die Kanäle 12 liegen geodatisch höher und sind vom Zylinderkopf 2 aus ansteigend ausgebildet, während die tieferliegenden, den Kühlmittelrücklauf bildenden Kanäle 13 zum Zylinderkopf 2 fallend ausgebildet sind. Die Kanäle 12 und 13 kommunizieren über eine unterhalb des Vergasers 4 im Saugrohr 3 eingegossene Kammer 14. In die Kanmer 14 ragt das Pumpenrad 15 einer elektrisch betriebenen Kühlmittelpumpe 16.
Bei einer Temperatur der Brennkraftmaschine unter z. B.
80° Celsius ist der Thermostat 11 geschlossen bzw. der Kühlmittelumlauf unterbunden. Dementsprechend erwärmt sich die Brennkraftmaschine 1 relativ schnell, wobei das wärmere, spezifisch leichtere Kühlmittel nach oben in den Zylinderkopf 2 der Brennkraftmaschine 1 und über die ansteigenden Kanäle 12 in das Saugrohr 3 steigt. Von dort wird es mittels der Kühlmittelpumpe 16 in einer.
stetigen Kreislauf zwischen dem Zylinderkopf 2 und dem durch 3 umgewälzt, so daß eine rasche Erwärmung des Saugrohres 3 eintritt. Dementsprechend wird eine rasche Homogenisierung des Brennstoffluftgemisches erzielt. Durch die verbesserte Gemischaufbereitung kann die Brennkraftmaschine im Kaltfahrbereich magerer betrieben wrrden, so daß der Ausstoß schädlicher Abgasbestandteile verringert wird.
Hat die Brennkraftmaschine eine Temperatur von 800 Celsius erreicht, so öffnet durch Wärmeleitung der Thermostat 11, so daß nunmehr ein Kühlmittelumlauf über die Kühlervorlauflcitung 5, Kurzschlußleitung 10, den Thermostat 9 und die Kühlmittelpumpe 8 stattfindet. Steigt die Temperatur dieses sogenannten Kurzschlußkreislaufes auf eine Temperatur von z. B. 850 Celsius, so öffnet auch der zweite Thermostat 9 und das heiße Kühlmittel wird in bekannter Weise über den Kühler 6 geleitet.
In nu hut dargestellter leise wäre es möglich, im Zylinderkopf 2 einen temperaturabhängigen ochaltcr vorzusehen, der bei einer Temperatur von z. B. 800 Celsius die Kühlmittelpumpe 16 im Saugrohr 3 abschaltet. Die Erfindung ist in vereinfachter Ausführung auch ohne die Kühlmittelpumpe 16 ausführbar, wobei dann eine Umwälzung des Kühlmittels nur aufgrund der Schwerkraft erfolgen würde. Andererseits könnte bei Verwendung einer Kühlmittelpumpe 16z auf eine Schwerkraftumwälzung verzichtet werden. Diese hätte gegebenenfalls den Vorteil, daß bei einem eventuellen Abschalten der Kühlmittelpumpe 16 nach Erreichen der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine nur noch ein geringer Järmeaustausch zwischen dem Zylinderkopf 2 und dem Saugrohr 3 erfolgen würde, wodurch der Füllungsgrad der Brennlcraftmasdine verbessert werden kann. Um ein genaues Ansprechen des Thermostats 11 sicherzustellen, könnte es vorteilhaft sein, den Thermostat 11 im Zylinderkopf 2 unmittelbar einzusetzen. Es versteht sich, daß die Querschnitte der Kanäle 12, 13 bei Verwendung einer Kühlmittelpumpe 16 kleiner gestaltet werden können als bei einer erfindungsgemäßen Saugrohrbeheizung nur mit Schwerkraftumwäl zung.
L e e r s e i t e

Claims

Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine Ansprüche: 1. Flüssigkeitsgekhülte Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem im Kühlmittel-Umlaufsystem liegenden Zylinderkopf mit angeflanschtem, ebenfalls in das Kühlmittel-Umlaufsystem eingeschaltetem Saugrohr, wobei der Kühlmittelumlauf unterhalb einer vorgegebenen Temperatur mittels eines Thermostaten zumindest im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine abgesperrt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmittelvor- bzw. -rücklauf des Saugrohres (3) durch in das Saugrohr (3) integrierte, unmittelbar in den Zylinderkopf (2) mündende Kanäle (12, 13) gebildet ist.
2. Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Kanale (12, 13) im Sinne einer Schwerkraftumwälzung höhenversetzt zueinander sowie ansteigend bzw. fallend angeordnet sind.
3. Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Zylinderkopf (2) oder am Saugrohr (3) eine Kühlmittelpumpe (16) angeordnet ist, die zumindest während des abgesperrten Kühlmittelumlaufes das Kühlmittel zwischen dem Zylinderkopf (2) und dem Saugrohr (3) umälzt.