DE3608294A1 - Fluessigkeitskuehlsystem fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Flüssigkeitskühlsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem durch ein erstes thermostatisches Dreiwege-Ventil geregelten Bypaß, mit ei­ ner vom thermostatischen Ventil abzweigenden Kühlerlei­ tung, in der ein Wärmetauscher, ein einem zweiten thermo­ statischen Dreiwege-Ventil nachgeschalteter Ladeluftkühler eingebaut sind, wobei eine Pumpe mit ihrer Saugseite an die Kühlerleitung und den Bypaß sowie mit ihrer Druckseite an den Kühlwassereintritt der Brennkraftmaschine an Be­ schlossen ist und mit einem Ölkühler.

Es ist bekannt (Motor PA 6-280 der SEMT-Pielstick), ein Flüssigkeitskühlsystem obengenannter Art zu verwenden, bei dem außer einer thermostatischen Regelung der Durchfluß­ menge durch den Bypaß bzw. durch den Wärmetauscher, den Ladeluftkühler und einen Ölkühler auch ein thermostatisch geregeltes Ventil für eine Bypaßleitung des Wärmetauschers vorgesehen ist. Bei dieser Ausführungsform einer Einkreis­ kühlung sind der Ladeluftkühler und der Ölkühler in Reihe geschaltet, so daß beide stets gleichermaßen mit Kühlflüs­ sigkeit versorgt werden. Eine getrennte Regelung der Tem­ peraturen der die beiden Kühler durchfließenden Kühlflüs­ sigkeitsströme ist somit nicht vorgesehen. Es dürfte schwierig sein, unter diesen Voraussetzungen bei einem solchen System eine für alle Betriebszustände einer Brenn­ kraftmaschine zufriedenstellende Lösung zur Temperierung der Kühlflüssigkeit insbesondere des Ladeluftkühlers zu finden. Diese Bedenken beruhen auf der Erkenntnis, daß aufgeladene Diesel-Brennkraftmaschinen im Teillastbereich eine schlechtere Verbrennung als bei Vollast haben, wo­ durch der Brennraum stark verschmutzt. Man kann dies be­ kanntlich vermeiden, indem bei Brennkraftmaschinen dieser Art die Ladeluft bei Teillastbetrieb der Maschine in ange­ messener Weise erwärmt und bei Vollast gekühlt wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Schwierigkeiten zu vermeiden und ein Flüssig­ keitskühlsystem der eingangs umrissenen Art mit möglichst einfachen Mitteln dahingehend zu verbessern, daß die Tem­ peratur der Ladeluft dem jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine angepaßt wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zweite thermostatische Dreiwegeventil zur Regelung der Kühlflüssigkeitstemperatur des Ladeluftkühlers einerseits an eine Abzweigung der austrittsseitigen Kühlflüssigkeits­ leitung der Brennkraftmaschine und andererseits an den Ausgang des Wärmetauschers angeschlossen ist und daß das thermostatische Dreiwegeventil ferner mit einem in der Ausgangsleitung des Ladeluftkühlers sitzenden Temperatur­ fernfühler verbunden ist. Durch eine solche Anordnung des Ladeluftkühlers im Flüssigkeitskühlsystem wird erreicht, daß der Brennkraftmaschine im Teillastbereich vorgewärmte, bei Vollast dagegen gekühlte Verbrennungsluft geregelt zu­ geführt wird.

In Weiterbildung der Erfindung ist hinter dem Wärmetau­ scher ein drittes thermostatisches Dreiwegeventil geschal­ tet, dessen geregelter Ausgang für Kühlflüssigkeit mit dem Eingang eines Ölkühlers in Verbindung steht, der ausgangs­ seitig an die Saugseite der Pumpe zur Förderung der Kühl­ flüssigkeit angeschlossen ist. Dabei ist es zweckdienlich, wenn das dritte thermostatische Dreiwegeventil durch einen an seinem Ausgang angeordneten Temperaturfühler regelbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Die einzige Abbil­ dung zeigt eine schematische Darstellung eines Flüssig­ keitskühlsystems gemäß der Erfindung.

Eine mit Dieselkraftstoff betriebene aufgeladene Brenn­ kraftmaschine 1 hat zur Förderung ihrer Kühlflüssigkeit eine an dieser mittels einer Druckleitung 2 angeschlossene Pumpe 3. Für den Austritt der Kühlflüssigkeit aus der Brennkraftmaschine 1 ist eine Leitung 4 vorgesehen, die in einem ersten thermostatischen Dreiwegeventil 5 mündet. Am Dreiwegeventil 5, das abhängig von der Temperatur der Kühlflüssigkeit in der Leitung 4 geregelt werden kann, zweigt ein Bypaß 6 zum Wärmetauscher 10 sowie eine Kühler­ leitung 7 ab. Der Beipaß 6 mündet in eine Leitung 8 ein, die als Saugleitung der Pumpe 3 dient. Die Kühlerleitung 7 führt zu einem Wärmetauscher 10, an den mittels einer Lei­ tung 11 als Teil der Kühlmittelleitung ein zweites thermo­ statisches Dreiwegeventil 12 anschließt. Die Leitung 4 hat einen Abzweig 13, von dem eine das Dreiwegeventil 5 sowie den Wärmetauscher 10 umgehende Leitung 14 abzweigt, die ebenfalls mit dem Dreiwegeventil 12 verbunden ist. Der re­ gelbare Ausgang 15 des Dreiwegeventils 12 steht mit einem Ladeluftkühler 16 in Verbindung, in dessen Ausgangsleitung 17 ein Temperaturfernfühler 18 eingebaut ist. Der Tempera­ turfernfühler 18 ist durch eine Geberleitung 19 an das Dreiwegeventil 12 zur Regelung desselben angeschlossen.

Eine von der Kühlerleitung 7 abzweigende Bypaßleitung 20 führt zu einem dritten thermostatischen Dreiwegeventil 21, das anderereseits an die Leitung 11 angeschlossen ist. Das Dreiwegeventil 21 wird durch einen Temperaturfernfühler und eine damit verbundene Geberleitung 22 abhängig von der Temperatur der durch die Leitung 23 abströmenden Kühlflüs­ sigkeit geregelt. An die Leitung 23 schließt ein Ölkühler 24 an, der ausgangsseitig unmittelbar an die zur Pumpe 3 führenden Leitung 8 angeschlossen ist.

Bei relativ niedriger Temperatur der Kühlflüssigkeit am Dreiwegeventil 5 wird dieses so eingestellt, daß der Hauptteil der die Brennkraftmaschine 1 verlassenden Kühl­ flüssigkeit durch den Bypaß 6 zur Saugseite der Pumpe 3 gelangt, während ein Teilstrom der Kühlflüssigkeit durch die Kühlerleitung 7 und den Wärmetauscher 10 bzw. durch die Leitung 20 zum Dreiwegeventil 21 und von hier durch den Ölkühler 24 zur Saugseite der Pumpe 3 gelangt. Bei Er­ höhung der Kühlflüssigkeitstemperatur bis zu einem Grenz­ wert nimmt das Dreiwegeventil 5 eine Mischstellung ein, d.h. außer einem Kühlflüssigkeitsstrom durch den Bypaß 6 erfolgt eine Aufteilung des Kühlflüssigkeitsstromes in der Kühlerleitung 7 entsprechend der Stellung des thermostati­ schen Dreiwegeventis 21 in Teilströme durch den Wärmetau­ scher 10 bzw. direkt durch das Dreiwegeventil 21 und den Ölkühler 24 zur Saugseite der Pumpe 3.

Die Temperatur der dem Ölkühler 24 zufließenden Kühlflüs­ sigkeit wird durch das thermostatische Dreiwegeventil 21 geregelt und zwar nach einem nicht gezeigten Temperatur­ fühler in seiner Ausgangsleitung 23. Dabei erfolgt im Dreiwegeventil 21 eine Mischung der durch die Leitung 20 fließenden erwärmten Kühlflüssigkeit mit der durch die vom Wärmetauscher 10 durch die Leitung 11 herangeführten rück­ gekühlten Kühlflüssigkeit.

Der Ladeluftkühler 16 wird durch die Leitung 11 mit rück­ gekühlter Kühlflüssigkeit und durch die Leitung 14 mit er­ wärmter Kühlflüssigkeit versorgt. Die Mischung der durch die Leitungen 11 und 14 ankommenden Kühlflüssigkeitsströme erfolgt im thermostatischen Dreiwegeventil 12. Dabei wird das Dreiwegeventil 12 durch den Temperaturfernfühler 18 in der Leitung 17 jeweils so eingestellt, daß sich die Tempe­ ratur der Kühlflüssigkeit beim Austritt aus dem Ladeluft­ kühler 16 auf einen vorbestimmten konstanten Wert ein­ stellt. Diese Regelung der Temperatur der Kühlflüssigkeit hat zur Folge, daß die Temperatur der Ladeluft im Teil­ lastbereich ansteigt und zwar bis zur maximalen Temperatur der Kühlflüssigkeit im Teillastbereich bei Austritt aus der Brennkraftmaschine 1. Bei Vollastbetrieb der Brenn­ kraftmaschine 1 muß dagegen die bei der Verdichtung durch ein Gebläse stark vorgewärmte Ladeluft entsprechend stark gekühlt werden. Dies erfolgt unter Einhaltung der konstan­ ten Temperatur der Kühlflüssigkeit beim Austritt durch die Leitung 17 im Ladeluftkühler 16 in befriedigender Weise.