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Durch eine- Brennkraftmaschine antreibbares Kraftfahrzeug
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Die Erfindung bezieht sich auf ein der Gattung des Patentanspruchs
1 entsprechendes Kraftfahrzeug.
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Man ist schon seit einiger Zeit bestrebt, die Kaltstarteigenschaften
durch Brennkraftmaschinen angetriebener Kraftfahrzeuge so zu verbessern, daß die
Brennkraftmaschine möglichst schnell ihre Betriebstemperatur erreicht. Abgesehen
davon, daß der Motorbetrieb im Warmlaufbereich unwirtschaftlich ist, da einerseits
an den noch kalten Brennraumwänden nur eine unvollkommene Verbrennung mit entsprechend
hohem Kraftstoffverbrauch erwartet werden kann und anderseits bei noch zu geringer
Schmieröltemperatur Leistungsverluste durch erhöhte Lagerreibungen und dgl. entstehen,
führt die unvollkommene Verbrennung des Kraftstoffs während der Warmlaufphase auch
zu einer erheblich vergrößerten Schadstoffemission.
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Durch die DE-OS 25 53 174 ist bereits ein der Gattung des Patentanspruchs
1 entsprechendes Kraftfahrzeug bekannt, bei dem eine durch einen Abgaswärmetauscher
der Brennkraftmaschine aufgeheizte Heizflüssigkeit für eine Warmluftheizung des
Kraftfahrzeuges dazu ausgenutzt wird, die aühlraume einer Flüssigkeitskühlung der
Brennkraftmaschine und die Kühlflüssigkeit der Brennkraftmaschine selbst über jeweils
eine weitere Wärmetauschereinrichtung während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine
mit aufzuheizen. Selbstverständlich läßt dieser Heizmittelkreislauf mit einer regelbaren
Heizmitteltemperatur die Aufheizung der Brennkraftmaschine ganz unabhängig von der
Raumbeheizung des Kraftfahrzeuges auch dann zu, wenn keine Warmluftheizung geainscht
sein sollte. Wenn es auf diese Weise auch gelungen istt
die Warmlaufphase
mit den vorgenannten Nachteilen wesentlich zu verkürzen, so blieb es doch noch nachteilig,
daß diese Beheizung kaum zu einer schnelleren Erwärmung des Schmieröles der Brennkraftmaschine
beitragen konnte.
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Durch die DE-OS 27 53 716 ist es bei einem ebenfalls der Gattung
des Patentanspruchs 1 entsprechenden Kraftfahrzeug zur Vermeidung des letztgenannten
Mangels bekannt, einen Zweigstrom der Heizflüssigkeit für die Warmluftheizung des
Kraftfahrzeuges zur Aufheizung des Schmieröles der Brennkraftmaschine auszunutzen,
indem ein Trockensumpfbehälter des Schmierölkreislaufes zugleich als durch die Heizflüssigkeit
beheizter Wärmetauscher ausgebildet ist. Indessen bleibt dort wiederum nachteilig,
daß die schon vom ersten Anfahren der Brennkraftmaschine her zur Verfügung stehende
Abgaswärme nicht dem Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine zugute kommt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Kraftfahrzeug
so.weiter zu vervollkommnen, daß die Warmlaufphase der Brennkraftmaschine in möglichst
einfacher und doch wirksamer Weise weiter verkürzt und überdies nach Möglichkeit
auch der gesamte Wärmehaushalt der Brennkraftmaschine so stabilisiert wird, daß
optimale Betriebstemperaturen der Flüssigkeitssysteme auch bei möglichst allen anderen
extremen Betriebszuständen des Kraftfahrzeuges eingehalten werden, die sich insbesondere
bei winterlichem Stadtverkehr ergeben können.
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Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kenn'-zeichen
des Patentanspruchs 1 widergegebene Lehre gelöst.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des weiteren Wärmetauschers
als Mehrfach-Wärmetauscher entfällt nicht nur der Aufwand für einen gesonderten
Wärmetauscher, wenn der-Mangel der vorgenannten bekannten Heizvorrichtungen behoben
werden soll, sondern der gemeinsame Wärmeaustausch zwischen allen drei vom Abgas
her aufgeheizten Flüssigkeitssystemen des Kraftfahrzeuges
trägt
auch zu einer Stabilisierung des Wärmehaushaltes der Brennkraftmaschine bei, wenn
etwa eines der Flüssigkeitssysteme aufgrund ungünstiger Betriebsbedingungen eine
von seiner Solltemperatur abweichende Temperatur annehmen sollte.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch
2 gekennzeichnet Durch eine gleichzeitige Ausbildung der Teilräume des t1ehrfach-Wärmetauschers
als Vorratsbehälter für die Flüssig]ceiten der verschiedenen Flüssigkeitssysteme
ergeben sich in den Teilräumen des Wärmetauschers zugleich heträchtliche Wärmeinhaltsmengen,
die einen besonders wirksamen und nachhaltigen Wärmeaustausch mit den weiteren und
insbesondere benachbarten Teilräumen des Mehrfach-Wärmetauschers ermöglichen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch
3 gekennzeichnet. Dabei besteht selbstverständlich die Möglichkeit, die Zwischenwände
zwischen benachbarten Teilräumen des Wärmetauschers in ihrer Ausdehnung und ihren
Eigenschaften der Wärmeübertragung so zu wählen, daß sich in jedem vom wärmsten
Teilraum her aufzuheizenden weiteren Teilraum des Wärmetauschers gerade die dort
gewünschte Temperatur ergibt. Gemäß der im Patentanspruch 8 niedergelegten Lehre
können die entsprechend gestalteten Teilräume des Wärmetauschers zugleich eine Pegelstandsmessung
der darin aufgenommenen Flüssigkeiten zulassen, etwa die Kontrolle einer ausreichenden
Schmierölmenge, wenn der schmierölaufnehmende Teilraum zugleich den Trockensumpfbehälter
des Schmierölkreislaufes bei einer Trockensumpfschmierung der Brennkraftmaschine
des Kraftfahrzeuges bildet.
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Weitere vorteilhafte Einsatzmöglichkeiten des Mehrfach-Wärmetauschers
sind in den Patentansprüchen 10 bis 14 gekennzeichnet, während weitere vorteilhafte,
konstruktive Einzelheiten des Mehrfach-Wärmetauschers in den Patentansprüchen 16
bis 18 gekennzeichnet sind.
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Andere, insbesondere vorteilhafte Ausbildungen der Vorrichtunyen
zur Temperaturregelung der vom Abgaswärmetauscher her aufheizbaren Flüssigkeiten
betreffende Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen gekennzeichnet.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht;
es zeigen: Fig. 1 die wichtigsten Flüssigkeitssysteme eines durch eine Brennkraftmaschine
antreibbaren, im übrigen nicht dargestellten Kraftfahrzeuges in einer Schemadarstellung
(ein Mehrfach-Wärmetauscher des Kraftfahrzeuges ist axial geschnitten dargestellt);
Fig. 2 den Mehrfach-Wärmetauscher gemäß Fig. 1 in einem Querschnitt nach der Linie
II-II der Fig. 1; Fig. 3 bis 5 drei weitere Ausführungsformen des t-rehrfach-Wärmetauschers
in jeweils einem Axialschnitt; Fig. 6 und 7 zwei weitere Ausführungsformen des Mehrfach-Wärmetauschers
in jeweils einem Querschnitt; Fig. 8 und 9 wiederum andere Ausführungsformen des
Mehrfach-Wärmetauschers in jeweils einem lotrechten Schnitt; Fig.10 eine weitere
Ausführungsform des Mehrfach-Wärmetauschers in einer perspektivisch gehaltenen Seitenansicht.
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Die Schemadarstellung gemäß Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine
1 nebst den wichtigsten ihr und dem zugeordneten (nicht dargestellten) Kraftfahrzeug
zugeordneten Flüssigkeitssystemen, die alle über einen Mehrfach-Wärmetauscher 2
in gegenseitigem Wärmeaustausch stehen. Außerdem befindet sich in einer von einem
lediglich durch einen Pfeil 3 schematisch angedeuteten Abgas-Sammelrohr abgezweigten
Abgas-Zweigleitung 4 ein Abgaswärmetauscher 5.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die Brennkraftmaschine 1 mit einer
Trockensumpfschmierung versehen, bei der das aus der
im Kurbelgehäuse
6 der Brennkraftmaschine 1 befindlichen Absaugerinne 7 durch eine Absaugepumpe 8
abgesaugte Schmieröl anschließend zugleich zur Kühlung der Brennkraftmaschine 1
ausgenutzt wird und damit einen Wasserkühlkreislauf erübrigt. Demgemäß wird das
Schmieröl von der Absaugepumpe 8 aus über eine Leitung 9 in entsprechende Rühlkanäle
des Zylinderblockes 10 und von dort in entsprechende Kühlkanäle des Zylinderkopfes
11 geleitet. Aus dem Zylinderkopf 11 strömt das Schmieröl schließlich durch eine
Leitung 12 von oben in einen ringförmigen Teilraum 13 des Mehrfach-Wärmetauschers
2, der damit zugleich einen Trockensumpfbehälter des Schmierölkreislaufes bildet.
Unterhalb der Einlaufstelle des Schmieröles befindet sich im Teilraum 13 ein Leitblech
14, durch welches das einströmende Schmieröl zugleich gegen eine die Innenwand des
Ringraumes bildende Zwischenwand 15 des Mehrfach-Wärmetauschers 2 geleitet wird.
Diese im wesentlichen zylindrische, nach unten hin jedoch konisch verjüngte Zwischenwand
15 umschließt einen weiteren axialen Teilraum 16 des Mehrfach-Wärmetauschers 2,
der gemäß dem Ausführungsbeispiel zugleich den Vorratsbehälter für die Heizflüssigkeit
eines weiteren Flüssigkeitskreislaufes bildet, der in nachstehend noch beschriebener
Weise der Warmluftheizung des Kraftfahrzeuges dient. Beide Teilräume 13 und 16 des
Mehrfach-Wärmetauschers sind nach oben durch je eine Entlüftungsleitung 17 bzw.
18 nach einem Luftfilter 19 der Brennkraftmaschine hin entlüftet. In die Entlüftungsleitung
17 mündet außerdem von der Ventilhaube 20 der Brennkraftmaschine 1 aus noch eine
weitere Entlüftungsleitung 21 ein. Die Entlüftung der beiden Teilräume 13 und 16
des Mehrfach-Wärmetauschers 2 in das Luftfilter 19, und zwar auf die zum Ansaugrohr
der Brennkraftmaschine gerichtete Austrittsseite desselben, gewährleistet, daß die
mehr oder weniger ölgeschwängerten Entlüftungsgase nicht nach außen und insbesondere
nicht unter die Motorhaube des Motorraumes des Kraftfahrzeuges gelangen können.
Sie werden vielmehr mit der Ansaugluft nach der Brennkraftmaschine hin abgeführt
und dort mitverbrannt. Im übrigen ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
davon ausgegangen worden, daß die Heizflüssigkeit für die Raumheizung des rXraft-
fahrzeuges
nicht etwa Wasser, sondern ein hochsiedendes Hydrauliköl ist, wodurch ohne weiteres
Arbeitstemperaturen der Heizflüssigkeit von beispielsweise etwa 1200C vorgesehen
werden können.
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Unter die Eintrittsöffnung der Entlüftungsleitung 17 greift im Teilraum
13 noch ein Prallblech 22, welches ein Mitreißen von öldämpfen in die Entlüftungsleitung
17 weitgehend verhindert.
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Beim Betrieb der Brennkraftmaschine 1 wird das im Teilraum 13 befindliche
Schmieröl über eine Leitung 23 von einer Schmierölpumpe 24 angesaugt und von dieser
Pumpe durch ein ölfilter 25 in eine Zuleitung 26 zur üblichen Druckschmierung der
Schmierstellen der Brennkraftmaschine 1 weitergefördert. Ein in der Zuleitung 26
nach dem ölfilter 25 befindlicher Thermostat 26a eröffnet normalerweise den weiteren
Weg durch die Zuleitung 26, sorgt im Falle einer zu hohen öltemperatur durch seinen
Abschluß jedoch für eine Umleitung des Schmieröles durch einen ölkühler 27, vor
dem gegebenenfalls noch ein (nicht dargestellter) Elektrolüfter vorgesehen sein
kann. Im übrigen führt die Zuleitung 26 vor dem Eintritt in die Brennkraftmaschine
1 durch einen Teilraum 28 des Abgaswärmetauschers 5, der jedoch nur dann von Abgas
durchströmt wird, wenn ein an der Abzweigungsstelle der Abgas-Zweigleitung 4 befindliches
und durch einen in der an den Abgaswärmetauscher 5 anschließenden Teil der Zuleitung
26 befindlichen Temperaturschalter 29 steuerbares steuergerät 30 einen mehr oder
weniger großen Anteil der Abgase durch den Abgaswärmetauscher 5 leitet.
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Innerhalb der Brennkraftmaschine 1 wird das durch die Zuleitung 26
zugeführte Schmieröl einerseits zu einem üblichen ölhauptkanal 31 und anderseits
zu einem Überdruckventil 32 verzweigt, über welches es nach- einer entsprechenden
teilweisen Entspannung und einer weiteren Verzweigung teilweise zur Druckschmierung
der Lagerstellen der im Zylinderkopf 11 der Brennkraftmaschine 1 befindlichen gicht
dargestellten) Nockensteuerung dient und anderseits einem ölspritzrohr 33 zugeführt
wird, über welches die einzelnen Nocken
der Nockensteuerung mit
Spritzöl versorgt werden.
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Dadurch, daß der Teilringraum 13 des Mehrfach-Wärmetauschers 2 eine
Höhe h aufweist, die mehr als das Dreifache der Wurzel aus seiner durchschnittlichen
waagerechten Querschnitts-Ringfläche beträgt, eignet sich dieser als Trockensumpfbehälter
des Schmierölkreislaufes dienende Teilringraum 13 zugleich vorteilhaft zur ölstandsmessung,
zu welchem Zweck in den Teilringraum 13 ein Meßstab 13' einführbar ist. Da der Mehrfach-Wärmetauscher
2 im übrigen in nicht besonders dargestellter Weise an einer oberen Stelle des Motorraumes
des Kraftfahrzeuges angeordnet ist, ist der Meßstab 13' bei geöffneter Motorhaube
auch bequem zugänglich.
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Der axiale Teilraum 16 des Mehrfach-Wärmetauschers 2 bildet zugleich
einen Vorratsbehälter für eine Heizflüssigkeit, die ihrerseits über einen weiteren
Wärmetauscher 34 zur Aufheizung der Raumluft im Kraftfahrzeug, beispielsweise in
dessen Fahrgastraum, dient. Der Teilraum 16 steht über eine untere Ablaßleitung
16' mit einem zweiten Teilraum 28' des Abgaswärmetauschers 5 in Verbindung, von
dem aus eine Saugleitung 35 zu einer Förderpumpe 36 führt.
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Eine von der Förderpumpe 36 ausgehende Druckleitung 37 führt zu einem
Heizungsregler 38, der eine Verzweigung der Heizflüssigkeit steuert, wobei die eine
Zweigleitung 39 in den Wärmetauscher 34 führt, während die andere Zweigleitung 40
den Wärmetauscher 34 umgeht und in die vom Wärmetauscher 34 ausgehende Ableitung
41 mündet, die ihrerseits oben in den Teilraum 16 des Mehrfach-Wärmetauschers 2
einmündet. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, führt eine weitere Umgehungsleitung 42, in
der sich ein Entlastungsventil 43 befindet, unmittelbar aus der Saugleitung 35 in
die Ableitung 41.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, befindet sich in der vom Teilraum
16 nach dem Luftfilter 19 hin führenden Entlüftungsleitung 18 noch eine siphonartige
Schleife 44, an deren unterster Stelle sich eine Entlüftungsdrossel 45 nebst Abschneider
befindet.
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Der Abscheider 45 ist weiterhin nach unten über eine Ablaßleitung
46 mit dem Teilraum 16 verbunden. Im übrigen geht aus Fig. 1 weiterhin hervor, daß
unterhalb der Einmündungsstelle 47 der Ableitung 41 in den Teilraum 16 ein Leitblech
48 vorgesehen ist, durch welches die in den Teilraum 16 einströmende Heizflüssigkeit
noch oberhalb des Flüssigkeitsspiegels gegen die Zwischenwand 15 gelenkt wird. Damit
ergibt sich sogleich eine besonders günstige Wärmeübertragung von der entlang der
Zwischenwand 15 strömenden Heizflüssigkeit nach dem anderseits der Zwischenwand
15 strömenden Schmieröl Ilin. Schließlich bildet das Leitblech 48 für die im Teilraum
16 unter ihm befindliche Heizflüssigkeit zugleich eine Art Prallblech nach der darüber
anschließenden Entlüftungsleitung 18 hin.
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Aus Fig. 1 ist weiterhin ersichtlich, daß die Förderpumpe 36 von
einem in der Saugleitung 35 befindlichen Temperaturschalter 49 aus steuerbar ist,
der in der strichpunktiert angedeuteten Weise zugleich mit dem Temperaturschalter
29 im ölkreislauf verbunden ist. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß
der Temperaturschalter 49 die Förderpumpe 36 so steuert, daß im Flüssigkeitskreislauf
der Heizflüssigkeit eine Temperatur von etwa 120°C aufrechterhalten wird, während
der Temperaturschalter 29 für den Schmierölkreislauf den Abgasdurchsatz durch den
Abgaswärmetauscher 5 über das Steuergerät 30 so steuert, daß der Schmierölkreislauf
eine Temperatur von etwa 1000C einhält. Wesentlich ist darüberhinaus jedoch, daß
die beiden Teilräume 13 und 16 in der beschriebenen Weise im gegenseitigen Wärmeaustausch
stehen, so daß die normalerweise über die Außenwände des Vorratsbehälters für die
Heizflüssigkeit ungenutzt abstrahlende Wärmemenge nunmehr nahezu vollständig vom
Schmieröl aufgenommen wird und insbesondere während der Xfarmlaufphase zur schnelleren
Aufheizung des Schmieröles mit beiträgt. Umgekehrt kann auch der Wärmeinhalt des
im ringförmigen Teilraurn 13 befindlichen Schmieröles mit zur Aufheizung der Heizflüssigkeit
herangezogen werden, wenn die Temperatur der letzteren je niedri-
ger
als die des Schmieröles sein sollte Gemäß Fig. 1 umschließt den ringförmigen Teilraum
13 des tiehrfach-5värmetauschers 2 ein weiterer ringförmiger Teilraum 50 der gemäß
dem Ausführungsbeispiel zur Aufnahme einer Waschflüssigkeit für die Windschutzscheibe
und gegebenenfalls auch für die Scheinwerfer scheiben und weitere Scheiben des Kraftfahrzeuges
dienen kann. Damit ist der weitere Vorteil erreicht, daß die sonst über die Außenwand
des ringförmigen Teilraumes 13 abstrahlende Wärme nunmehr zur Aufheizung der Waschflüssigkeit
ausgenutzt wird, was deshalb besonders vorteilhaft ist, weil eine beispielsweise
auf etwa 60 0C aufgeheizte Waschflüssigkeit wesentlich besser als eine unaufgeheizte
Waschflüssigkeit dazu geeignet ist, von der Windschutzscheibe und/oder von den Scheinwerferscheiben
mehr oder weniger fest anhaftende Insektenreste zu entfernen. Selbstverständlich
führen aus dem zugleich einen Vorratsbehälter für die Waschflüssigkeit bildenden
Teilraum 50 Ableitungen 51 und 52 heraus, die in nicht besonders dargestellter Weise
über zugeordnete Pumpeinrichtungen zu geeigneten Spritzdüsen der Wascheinrichtung
führen.
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Um die etwa zylindrische Außenwand des Teilraumes 50 herum weist
der DIehrfach-Wärmetauscher 2 schließlich noch zwei weitere, gemeinsam einen vollständigen
Ring bildende Teilringräume 53 und 54 auf, von denen beispielsweise der Teilringraum
53 in die vom Kraftstofftank des Kraftfahrzeuges zur Brennkraftmaschine führende
Kraftstoff-Zuleitung eingeschaltet sein kann, damit beim winterlichen Kaltstart
der Kraftstoff vorgewärmt wird. Dies ist insbesondere bei Dieselmotoren vorteilhaft,
da der Dieselkraftstoff bekanntlich bei Temperaturen unter minus 25°C zum Versulzen
neigt. Der Teilringraum 54 kann schließlich beim Kaltstart zum Vorwärmen der Ansaugluft
der Brennkraftmaschine ausgenutzt werden und kann zu diesem Zweck mit einem Lufteintrittsstutzen
55 versehen sein9 während er anderseits in nicht besonders dargestellter Weise in
das Luftfilter 19 einmündet.
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Selbstverständlich ist für die Waschflüssigkeit eine Temperatur unter
100°C, beispielsweise von etwa 60°C vorgesehen, während für die Vorheizung des Kraftstoffs
und gegebenenfalls der Ansaugluft noch niedrigere Temperaturen von beispielsweise
etwa 30°C in Frage kommen. Aufgrund von Versuchen ist es leicht möglich, die zur
Aufheizung der Waschflüssigkeit, des Kraftstoffs und der Ansaugluft jeweils geeigneten
Zwischenwände des Mehrfach-Wärmetauschers 2 in ihrer Größe und gegebenenfalls auch
Wärmeübertragungseigenschaft so zu wählen, daß der nach außen jeweils angestrebte
Temperaturabfall erreicht wird.
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Erwähnt sei weiterhin, daß die beschriebene Trockensumpfschmierung
der Brennkraftmaschine 1 auch eine Entlüftung bzw.
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richtiger: Belüftung der Kurbelwanne der Brennkraftmaschine 1 erforderlich
macht. Gemäß Fig. 1 führt demgemäß aus der Kurbelwanne der Brennkraftmaschine 1
noch eine Leitung 56 in den Teilraum 13. Durch diese Leitung kann ständig so viel
Luft in die Kurbelwanne nachströmen, Wie durch die Absaugepumpe 8 beim Leerpumpen
der Absaugerinne 7 der Kurbelwanne Luft mitgerissen wird. Es kann sich damit im
Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine 1 auch kein Unterdruck ausbilden, der bekanntlich
zu unterschiedlichen nachteiligen Folgen führen könnte. Durch die Einführung des
äußeren Endes der Leitung 56 in den Teilraum 13, d.h. in den Trockensumpfbehälter,
ist zugleich gewährleistet, daß - etwa bei stehender Brennkraftmaschine - keine
öldämpfe in den Motorraum und nach außen gelangen können.
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Bei dem bisher beschriebenen Ausführungsbeispiel ist davon ausgegangen
worden, daß die Brennkraftmaschine mit einer ölkühlung ihrer Brennräume arbeitet.
Selbstverständlich eignet sich der erfindungsgemäße Mehrfach-Wärmetauscher auch
für solche Kraftfahrzeuge, welche durch eine wassergekühlte Brennkraftmaschine angetrieben
Werden. Man' wird dann bei der Einteilung der Teilräume des Mehrfach-Wärmetauschers
lediglich beachten, daß ein natürliches Gefälle der Arbeitstemperaturen der einzelnen
Flüssigkeitssysteme vom innersten Teilraum mit der höchsten Tem-
peratur
nach augen bis zur niedrigsten Betriebstemperatur im äußersten Teilraum des Wärmetauschers
eingehalten wird. Die Außenwandung des 1'lehrfach-Wärmetauschers ist vorteilhaft
mit einer Wärmeisolierung versehen, wie sie in Fig. 1 mit 57 angedeutet ist. Außerdep
weist der Mehrfach-Wärmetauscher 2 zweckmäßig eine schwachkonisch geneigte Bodenwand
58 auf, um den Ausfluß aus den einzelnen Teilräumen zu erleichtern.
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Aus den Fig. 3 bis 10 ist ersichtlich, in welcher unterschiedlichen
Weise der Mehrfach-Wärmetauscher ausgebildet sein kann.
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Maßgeblich für die Auswahl der richtigen Gestaltung ist dabei nicht
nur der im motorraum zur Verfügung stehende Platz, sondern auch die Forderung, die
in der Rangordnung ihrer Temperaturhöhe von innen nach außen anschließenden Teilräume
in ihrer Größe den praktischen Erfordernissen des jeweils betroffenen Vorratsbehälters
anzupassen und dabei zugleich eine solche richtige Größe der Zwischenwände zu den
benachbarten Teilräumen des Mehrfach-Wärmetauschers zu finden, daß jeweils der gewünschte
li!ärmeübergang bzw. der gewünschte Temperaturabfall vom innersten bis zum äußersten
Teilraum des fIehrfach-l-7ärmetauschers möglichst zwanlos erreicht wird. Die in
die Teilräume der in den Fig. 3 bis 10 dargestellten Mehrfach-Wärmetauscher eingezeichneten
Zahlen I, II, III, IV und - gegebenenfalls - V deuten an, daß die im Mehrfach-Wärmetauscher
aufgenommenen Flüssigkeiten entsprechend abgestufte Temperaturhöhen aufweisen, d.h.
im Teilraum I die höchste und im Teilraum IV bzw. V die niedrigste Betriebstemperatur.
So kann beispielsweise gemäß Fig. 6 der Teilraum I für die Heizflüssigkeit, der
Teilraum II für das Schmieröl, der Teilraum III für das Kühlwasser, der Teilraum
IV für die Waschflüssigkeit und der Teilraum V für die Vorwärmung der Ansaugluft
und/oder des Kraftstoffs für die Brennkraftmaschine vorgesehen sein.
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Ein besonderer Vorteil des rsehrfach-TJcirmetauschers der beschriebenen
Izonstruktion und Anwendung liegt darin, daß beim Start der Brennkraftmaschine vom
Abgaswärmetauscher her eine sehr schnelle Aufheizung der Reiz flüssigkeit für die
Raumheizung des
Kraftfahrzeuges erfolgt, so daß insbesondere im
Winter, wo für die Aufheizung des Schmier- und Kühlkreislaufes der Brennkraftmaschine
an sich eine wesentlich größere Zeit benötigt wird, nunmehr die letztgenannten Flüssigkeiten
im Nehrfach-Wä.rmetauscher auch von der Heizflüssigkeit her sehr schnell nach dem
Start mit aufgeheizt werden. Ähnliche Vorteile ergeben sich beim Winterbetrieb des
Kraftfahrzeuges im Stadtverkehr, wo bei konventionellen Flüssigkeitssystemen damit
gerechnet werden muß, daß das Schmieröl und das Kühlmittel der 13rennkraftmaschine
überhaupt nicht auf ihre optimalen Betriebstemperaturen kommen. Auch hier sorgt
die über den Abgaswärmetauscher beschleunigte Aufheizung der Heizflüssigkeit für
die Raumheizung des Kraftfahrzeuges und des Schmieröles dafür, daß selbst bei unterbrochenem
Fahrbetrieb wenigstens annähernd optimale t3etriebstemperaturen der verschiedenen
Flüssigkeitssysteme erreicht werden. Zu beachten ist hierbei, daß mit optimalen
fletriebstemperaturen nicht nur geringere Reibungsverluste und ein güngstigerer
Kraftstoffverbrauch, sondern auch eine entsnrechencl der vollkommeneren Verbrennung
geringere Schadstoffemission eingehalten werden kann. Außerdem bleiben die im nach
außen würmeisolierten Mehrfach-Wärmetauscher befindlichen verschiedenen Flüssigkeiten
bei kurzzeitigen Stillständen des itraftfahrzeuges länger warm und begünstigen ein
schnelles Wiedererlangen der Betriebstemperaturen, wenn das Fahrzeug aufeinanderfolgend
im ,Rurzstreckenbetrieb gefahren wird. Uri.geJtehrt ist es beim Sommerbetrieb des
Ixtraftfahrzeuges aber auch möglich, einen äußersten Teilraum des Mehrfach-Wärmetauschers
von Außenluft zu durchströmen und damit den Wärmetauscher von außen nach innen zu
kiihlen.
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Da der Mehrfach-Wärmetauscher 2 nach vorstehendem ohnehin leicht
zugänglich an einer oheren Stelle des Jotorraumes des Kraftfahrzeuges angeordnet
ist, kann ein Teil einer äußeren Seitenwand des Wärmetauschers, beispielsweise ein
Teil der Außenwand des Teilraumes 50 gemaß Fig. 1, mit einnin Fenster 59
verseifen
sein, welches eine einfache Beobachtung der richtigen Füllung des Teilraumes mit
Waschflüssigkeit erlaubt.
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Patentansprüche