DE2850572A1

DE2850572A1 - Vorwaermeinrichtung fuer den schmieroelkreislauf einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2850572A1
Application number: DE19782850572
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Dr Emmenthal; Istvan Dipl Ing Geiger; Guener Dipl Ing Ralva
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1978-11-22
Filing date: 1978-11-22
Publication date: 1980-05-29

Description

Vorwärmeinrichtung für den Schmier-
ölkreislauf einer Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine Vorwärmeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-PS ii 59 756, 46c1, 2, in der Weise bekannt, daß eine den Wärmetauscher bildende Rohrschlange einen in dem Ölbehälter befindlichen, wärmeleitend mit dem Ölfilter und der dort befindlichen Ölansaugöffnung der Ölpumpe in Verbindung stehenden Blechring oberhalb des Ölvolumens umschließt. Zweck dieser bekannten Einrichtung ist eine Erwärmung des im Bereich der Ölansaugöffnung der Ölpumpe befindlichen Ölvolumens, so daß dieses pumpfähig aufbereitet wird. Unabhängig davon, welches Wärmeträgermedium durch die Rohrschlange geschickt wird - Angaben hierüber enthält die genannte Patentschrift nicht -, erfolgt bei der bekannten Vorwärmeinrichtung keine gezielte Erwärmung speziell desjenigen Ölvolumens, das sich im Bereich der Ansaugöffnung der Ölpumpe befindet; über den erwähnten Blechring und das die Pumpe umgebende Ölfilter erfolgt vielmehr eine Wärmeabgabe auch an von der Ansaugöffnung entfernt liegende Bereiche des Ölvolumens in dem Ölbehälter. Dieser Umstand trägt auch zu einer verhältnismäßig großen Trägheit der bekannten Ölvorwärmeinrichtung bei, so daß die letztlich angestrebte Verringerung der Leistungsaufnahme der Ölpumpe bei kalter Brennkraftmaschine allenfalls nur zu einem sehr geringen Maße erreicht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorwärmeinrichtung für den Schmierölkreislauf einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs so auszubilden, daß einerseits eine schnelle Vorwärmung speziell des unmittelbar vor der Ansaugöffnung der Ölpumpe befindlichen Teils des Ölvolumens erzielt wird, andererseits trotz dieses trägheitsarmen Arbeitens der Vorrichtung automatisch eine hinsichtlich Dampfblasenbilaung und Zersetzung des Öls gefährliche Erhitzung desselben vermieden ist. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Hauptanspruchs; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zwar ist es aus der US-PS 1 895 503 bereits bekannt, einen Abgaswärmetauscher die Ölförderleitung umgreifen zu lassen; dieser Wärmetauscher ist jedoch in Strömungsrichtung hinter der Ölpumpe angeordnet, so daß die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe der Vorwärmung des von der Ölpumpe anzusaugenden Ölvolumens nicht gelöst wird. Bei diesem Stand der Technik geht es vielmehr darum, das Öl als Wärmeträger für den Wärmetauscher einer Fahrzeugheizung einzusetzen und dafür auch die Abwärme der Brennkraftmaschine auszunutzen.
Ebenfalls im Rahmen von Fahrzeugheizungen ist es aus der DE-OS 25 51 911, B60h1/20, sowie der US-PS 3 986 665, B60h 1/20, bekannt, die Abwärme der Brennkraftmaschine mittels eines Wärmerohres einem Heizungsmedium - Luft oder Flüssigkeit - zuzuführen. Diese Druckschriften geben dem Fachmann verständlicherweise keinerlei Hinweise auf die erfindungsgemäße Anordnung des Wärmetauschers des Wärmerohres an der Ölförderleitung.
Die automatische Einhaltung des Maximalwerts der Öltemperatur, der also im Hinblick auf die Vermeidung von Zersetzungserscheinungen und Dampfblasenbildung i Öl gewählt ist, kann bei der Erfindung sehr einfach durch geeignete Wahl des zum Wärmetransport innerhalb des Wärmerohres dienenden Mediums sichergestellt werden. Bekanntlich erfolgt in einem Wärmerohr der Wärmetransport durch Verdampfung und Kondensation dieses Mediums. Zusätzlich kann die Einschaltung eines weiteren Wärmetauschers gemäß Anspruch 2 sinnvoll sein, der einen Bestandteil einer Fahrzeugheizung - bei Einsatz der Erfindung in einer Fahrzeug-Brennkraftmaschine - bilden kann und eine unzulässige Öltemperatur durch die Wärmeentwicklung in der Brennkraftmaschine ausschließt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figur erläutert, die schematisch-den mit der erfindungsgemäßen Vorwärmeinrichtung ausgerüsteten Ölkreislauf einer Brennkraftmaschine für ein Fahrzeug wiedergibt.
Die Brennkraftmaschine ist bei 1 angedeutet; im Rahmen der Erfindung interessieren nur ihre Abgasleitung 2 sowie ihr Ölkreislauf. Dieser enthält den Ölbehälter 3, aus dem die hier außerhalb des Behälters 3 angeordnete Ölpumpe 4 bekannter und daher nicht zu beschreibender Bauart über den Bereich 5 der Ölförderleitung Öl absaugt und über ihr nachgeschaltete Bereiche der Förderleitung dem Motor 1 zuführt, der das nunmehr erwärmte Öl über die Leitung 6 wieder in den Ölbehälter 3 gelangen läßt.
An dem Bereich 5 der Ölförderleitung greift der Wärmetauscher 7 des Wärmerohres 8 an, dessen anderes Ende in die Abgasleitung 2 hineinragt, so daß das Wärmerohr 8 das in Strömungsrichtung unmittelbar vor der Ansaugöffnung 9 der Pumpe 4 befindliche Ölvolumen erwärmt, sobald die Maschine heiße Abgase emittiert.
Das Wärmerohr 8 ist insbesondere durch entsprechende Wahl des in ihm befindlichen Mediums so ausgelegt, daß eine zu Dampfblasenbildung und Zersetzung führende Öltemperatur im Bereich seines Wärmetauschers 7 in allen Betriebsweisen der Brennkraftmaschine nicht erreicht wird. Zweckmäßigerweise wird man das Wärmerohr 8 so auslegen, daß der Maximalwert der Öltemperatur zwischen 140 und 1800 C, vorzugsweise bei 1600 C, liegt.
In dem in Strömungsrichtung hinter der Ölpumpe 4 liegenden Teil 10 der Ölförderleitung ist ferner das Thermostatventil 11 eingeschaltet, das bei Erreichen eines vorgegebenen Werts der Öltemperatur, der zwischen 100 und 1300 C, vorzugsweise bei 1200 G, liegt, den weiteren Wärmetauscher 12 in den Ölkreislauf einschaltet. Dieser weitere Wärmetauscher 12 liegt im Eühlwasserkreislauf 13 der Brennkraftmaschine, der seinerseits zugleich einen Bestandteil einer Fahrzeugheizung bilden kann, wie dies für sich Stand der Technik ist.
Da der Wärmetauscher 7 des Wärmerohrs 8, wie aus der Figur unmittelbar ersichtlich, nicht nur außerhalb des Ölvolumens im Behälter 3 angeordnet ist - verständlicherweise kann er auch im Behälter, aber dann oberhalb des Ölvolumens, angeordnet sein -, und da er ferner einen in Strömungsrichtung vor der Ansaugöffnung 9 der Ölpumpe 4 liegenden Bereich der Förderleitung 5 erwärmt, ist eine gezielte, sehr trägheitsarme Aufheizung speziell desjenigen Ölvolumens sichergestellt, das von der Pumpe 4 angesaugt wird. Diese Wirkung wird, ebenso wie die Vermeidung einer kritischen Aufheizung des Öls, praktisch ohne zusätzlichen konstruktiven Aufwand erzielt.

Claims

X A If S P R Ü C E E W Vorwärmeinrichtung für den Schmierölkreislauf einer Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, der eine mit einer Ölpumpe ausgerüstete Förderleitung für das Öl aus einem Behälter enthält, mit einem Wärmetauscher außerhalb des Ölvolumens in dem Behälter zum Vorwärmen des an der Ansaugöffnung der Ölpumpe befindlichen Öls, dadurch gekennzeichnet, daß der Wårmetauscher (7) an einem der Ansaugöffnung (9) in Strömungsrichtung vorgeschalteten Bereich (5) der Förderleitung angreift und Bestandteil eines mit Abgaswärme der Brennkraftmaschine (i) gespeisten Wärmerohres (8) solcher Auslegung ist, daß bei allen Betriebsweisen der Brennkraftmaschine (1) die Öltemperatur auf einen eine unerwünschte Dampfblasenbildung und/oder Zersetzung ausschließenden Maximalwert begrenzt ist.
2. Vorwärmeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölpumpe (4) ein Thermostatventil (ii) in Strömungsrichtung nachgeschaltet ist, das bei Ansteigen der Öltemperatur auf einen vorgegebenen Wert einen mit einem Kühlmedium beschickten weiteren Wärmetauscher (12) in die Förderleitung einschaltet.
5. Vorwärmeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Maximalwert der Öltemperatur zwischen etwa 140 und 1800 C liegt.
4. Vorwärmeinrichtung nach Anspruch 2 oder den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Wert der Öltemperatur zwischen etwa 100 und 1300 C liegt.