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Vorrichtung zum Anwärmen des Schmieröls
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einer luftgekühlten Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich
auf eine Vorrichtung zum Anwärmen des Schmieröls einer luftgekühlten Brennkraftmaschine
eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines land- und/oder forstwirtschaftlich nutzbaren
Kraftfahrzeugs, mit einer vom Schmieröl der Brennkraftmaschine mit Energie versorgten
Heizeinrichtung, wobei Wärme vom Abgas der Brennkraftmaschine über Luft als Wärmeträger
auf das Schmieröl übertragen wird.
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Bei Heizungen von Fahrzeugen mit luftgekühlter Brennkraftmaschine,
deren Schmieröl zu diesem Zweck Wärme entzogen wird, besteht insbesondere im Leerlauf
bzw. im Teillastbereich der Brennkraftmaschine das Problem, die Heizeinrichtung
bei besonders niedrigen Temperaturen in ausreichender Menge mit Heizenergie zu versorgen.
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Dieses Problem ist beim Betrieb von Acker- und/oder Forstschleppern
vor allem bei Straßenfahrt in abschüssigem Gelände gegeben, da hierbei dem Schmieröl
von der mit der Teillast betriebenen Brennkraftmaschine nur eine ungenügende Menge
an Wärmeenergie zugeführt wird.
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Es ist aus der DE-OS 26 17 948 eine Vorrichtung eingangs genannter
Gattung bekanntgeworden, bei der zwei Wärmetauscher Verwendung finden, die an einen
gemeinsamen Heißluftkreislauf angeschlossen sind. Dabei ist der eine Wärmetauscher
auf der Abgasleitung angeordnet, so daß ein Wärmetausch zwischen den Abgasen und
der durch den Wärmetauscher im Kreislauf geführten Luft stattfinden kann. Der andere
Wärmetauscher sitzt auf einem spiralförmigen Rohr, das vom Motoröl durchströmt wird.
Die vom ersten Wärmetauscher herangeführte heine Luft durchströmt den zweiten Wärmetauscher,
wobei Wärme von der Heißluft auf das Motoröl übertragen wird. Für die Förderung
der Heißluft im Kreislauf von einem Wärmetauscher zum anderen dient ein Gebläse,
das vorzugsweise elektrisch
angetrieben wird. Diese bekannte Vorrichtung
ist jedoch insbesondere wegen der erforderlichen zwei Wärmetauscher und des Gebläses
für den Heißluftkreislauf recht aufwendig und kostspielig.
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Ausgehend von dieser Erkenntnis ist es Aufgabe der Erfindung, eine
Heizung der eingangs umrissenen Gattung zu schaffen, die es ermöglicht, mit nur
einem Wärmetauscher der Heizeinrichtung insbesondere im Leerlauf bzw. im Teillastbereich
selbst bei extrem niedrigen Temperaturen eine optimale Wärmemenge zuzuführen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß fürde Wärmeübertragung
vom Abgas auf das Schmieröl ein einziger Wärmetauscher vorgesehen ist, bei dem zumindest
zwischen einer vom Abgas und einer vom Schmieröl durchströmten Kammer ein belüfteter
Trennraum angeordnet ist.
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Eine solche Lösung erbringt insbesondere den Vorteil, daß bei einem
optimal gestalteten Wärmetauscher dem Schmieröl bereits kurz nach dem Start einer
kalten Brennkraftmaschine ausreichend Energie beispielseise zur Beheizung der Kabine
zugeführt werden kann.
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In Weiterbildung der Erfindung ist von der Abgasleitung vor dem Schalldämpfer
eine Umgehungsleitung abgezweigt, in die der Wärmetauscher eingeschaltet ist und
wobei der Wärmetauscher als Schalldämpfer des Abgasteilstroms der Umgehungsleitung
dient.
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Damit während des Betriebes der. Brennkraftmaschine eine vorbestimmte
Temperatur des Schmieröls eingehalten'wird, ist es zweckmäßig, wenn zur Einstellung
des Abgasteilstroms ein von der Temperatur des Schmieröls beeinflußtes Regelorgan
in der Abgasleitung vorgesehen ist.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist
der Wärmetauscher zylindrisch gestaltet, und weist koaxial drei Kammern auf, von
denen die innere Kammer für das Schmieröl, die mittlere Kammer für die Luft und
die äußere Kammer für das
Abgas vorgesehen ist.
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Um darüberhinaus bei extremen Betriebsbedingungen und abgeschalteter
Heizung eine Kühlung des Schmieröls zu ermöglichen, ist die mittlere Kammer für
die Luft zweckdienlich durch eine abschaltbare Leitung mit dem Kühlluftgebläse der
Brennkraftmaschine verbunden.
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Weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
können der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung vereinfacht darstellt, entnommen werden.
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Von einer vierzylindrigen luftgekühlten Brennkraftmaschine ist der
Einfachheit halber lediglich der Zylinderkopf 1 dargestellt, zu dessen Kühlung mit
Frischluft ein seitlich neben dieser angeordnetes Kühlluftgebläse 2 dient. Von den
einzelnen Zylindern 3 der Brennkraftmaschine führt ein Abgassamælrohr4über eine
Abzweigstelle 5 zu einem Schalldämpfer 6. Die Abgase gelangen vom Schalldämpfer
6 ausgangsseitig durch ein Auspuffrohr 7 ins Freie. Von der Abzweigung 5 führt eine
Umgehungsleitung 8 zur Eingangsseite eines Wärmetauschers 9 und verbindet diesen
ausgangsseitig mit dem Auspuffrohr 7 und zwar in Strömungsrichtung gesehen hinter
dem Schalldämpfer 6. Der Wärmetauscher 9 weist drei konzentrisch zueinander angeordnete
Kammern 10, 11 und 12 auf, von denen die äußere Kammer 10 zum Durchleiten des in
die Umgehungsleitung 8 gelangenden Abgasteilstromes dient. Die mittlere Kammer 12
des Wärmetauschers 9 ist mittels Leitungen 13 und 14 an das Schmiermi ttel system
der Brennkraftmaschine angeschlossen, so daß die Kammer 12 beim Betrieb der Brennkraftmaschine
ständig vom Schmieröl durchströmt wird. In der ausgangsseitigen Leitung 14 des Wärmetauschers
9 ist ein von der Temperatur des Schmieröls beeinflußtes Element 15 angeordnet,
das beispielsweise mechanisch mit einer Regelklappe 16 in der Abzweigung 5 in Verbindung
steht. Die Regelklappe 16 regelt somit abhängig von der Temperatur des vom
Wärmetauscher
9 abströmenden Schmieröls den durch die Umgehungsleitung 8 sowie den Wärmetauscher
9 strömenden Abgasteilstrom.
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Die dritte Kammer 11 im Wärmetauscher 9 bildet einen Trennraum zwischen
den Kammern 10 und 12 und steht mit der Außenluft in Verbindung. An der linken Stirnseite
des Wärmetauschers 9 ist der Trennraum 11 durch eine sich nahe dem Wärmetauscher
9 verzweigende Leitung 18 mit dem Kühlluftgebläse 2 verbunden In der Leitung 18
ist eine in Sperrstellung gezeigte Klappe 19 angeordnet. Die Trennwände 20 zwischen
den einzelnen Kammern 10, 11 und 12 im Wärmetauscher 9 können mit kleinen Rippen
o.dgl.
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versehen sein, damit auf kleinem Raum möglichst große Flächen für
den Wärmeübergang zur Verfügung stehen.
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Beim Betrieb der Brennkraftmaschine strömt abhängig von der Stellung
der Regelklappe 16 ein Abgasteilstrom durch die Leitung 8 und die Kammer 10 des
Wärmetauschers 9 zurück zum Auspuffrohr 7.
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Dabei dient der Wärmetauscher 9 als Schalldämpfer für diesen Abgasteilstrom.
Beim Durchströmen des Wärmetauschers wird vom Abgas Wärme über die entsprechende
Zwischenwand 20 zunächst auf die im Trennraum 20 befindliche Luft übertragen, die
ihrerseits das durch die mittlere Kammer 12 strömende Schmieröl erwärmt. Im Schmierölkreis
liegt ein der Einfachheit halber nicht dargestellter Wärmetauscher als Heizkörper
beispielsweise für die Fahrerkabine des Kraftfahrzeugs. Die Anordnung eines Trennraums
11 zwischen den beiden Kammern 10 und 12 im Wärmetauscher 9 verhindert eine unmittelbare
Wand-an-Wand-Berührung zwischen dem Abgas sowie dem Schmieröl und schließt damit
die Gefahr einer Verkokung des Schmieröls durch zu hohe Temperaturen aus.
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Bei Sommerbetrieb kann durch den Trennraum 11 des Wärmetauschers 9
durch Öffnen der Klappe 19 Kühlluft durch die Leitung 18 vom Gebläse 2 hergeleitet
werden, um damit das Schmieröl zu kühlen.
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Selbstverständlich besteht bei diesem Ausführungsbeispiel auch die
Möglichkeit, die Regelklappe 16 ausschließlich oder in Verbindung mit der gezeigten
Regelung abhängig von der Temperatur der Abgase zu regeln.
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