DE3715003A1 - Kuehlsystem fuer eine fluessigkeitsgekuehlte brennkraftmaschine - Google Patents
Kuehlsystem fuer eine fluessigkeitsgekuehlte brennkraftmaschineInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P7/00—Controlling of coolant flow
- F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P3/00—Liquid cooling
- F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
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Description
Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem für eine flüssig
keitsgekühlte Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des
ersten Anspruchs.
In der DE-OS 15 76 703 ist ein Kühlsystem für eine wasser
gekühlte Brennkraftmaschine beschrieben, bei dem Kühlwas
ser, von einer Wasserpumpe gefördert, erst den Motor und
dann einen Kühler durchläuft. Damit der Kühler erst dann
wirksam wird, wenn der Motor seine Betriebstemperatur
erreicht hat, ist in Strömungsrichtung vor dem Kühler ein
Thermostatventil angeordnet, welches unterhalb einer be
stimmten Temperatur die Zuleitung zum Kühler verschließt
und das Kühlwasser über eine Bypassleitung um den Kühler
herum leitet.
Nachteilig an dieser Anordnung ist, daß die Innenwandtem
peratur des Zylinders nicht konstant gehalten werden kann.
Zu niedrige Innenwandtemperaturen bewirken einen höheren
Kraftstoffverbrauch und Korrosion und zu hohe Innenwand
temperaturen ein Ansteigen des NOx-Gehaltes im Abgas.
Aufgabe der Erfindung ist es, über alle Betriebszustände
des Motors eine hohe und annähernd konstante Innenwandtem
peratur im oberen Zylinderrohrbereich zu erhalten.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß im Kühlsy
stem ein Mengenregelventil angeordnet ist.
Das Mengenregelventil bewirkt einen annähernd konstanten
Kühlflüssigkeitsstrom im Kühlsystem, d. h. auch durch die
Kühlräume der Brennkraftmaschine. Es wird sich daher eine
Temperaturdifferenz zwischen der Kühlflüssigkeitsein
trittstemperatur und der Kühlflüssigkeitsaustrittstempera
tur am Motor einstellen, die proportional der abzuführen
den Wärmemenge ist. Die Temperaturdifferenz über der
Zylinderwand, d. h. Zylinderrohrinnenwandtemperatur zur
Kühlflüssigkeitstemperatur an dieser Stelle, ist ebenfalls
der durchtretenden Wärmemenge proportional. Deswegen muß
die Kühlflüssigkeit, damit eine annähernd konstante Zylin
derrohrinnenwandtemperatur erreicht wird, bei hoher Motor
belastung eine niedrige und bei niedriger Motorbelastung
eine hohe Temperatur aufweisen. Diese Temperierung über
nimmt das Thermostatventil. Aus diesem Grunde ist durch
Wahl eines geeigneten, annähernd konstanten Kühlflüssig
keitsstromes die Kühlflüssigkeitstemperaturdifferenz der
Wärmeübergangstemperaturdifferenz am Zylinderrohr ange
paßt, wodurch sich eine annähernd konstante Zylinderrohr
innenwandtemperatur einstellt.
Vorteilhafterweise ist das Mengenregelventil in Strömungs
richtung hinter dem letzten Kühlraum der Brennkraftma
schine und vor dem Thermostatventil angeordnet. Erfin
dungsgemäß ist es weiterhin zweckmäßig, das Mengenregel
ventil in den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine zu inte
grieren. Durch die Anordnung des Mengenregelventils hinter
dem letzten Kühlraum der Brennkraftmaschine kann eine
einfache, viskositätsabhängige Ventilausführung gewählt
werden, da an dieser Stelle die Kühlflüssigkeitstemperatur
und damit Viskosität annähernd konstant gehalten wird. Die
Anordnung vor dem Kühler und dem Thermostaten bewirkt, daß
eine Druckerhöhung durch die variable Drossel des Mengen
regelventils nicht auf den Kühler und das Thermostatventil
wirkt, sondern nur auf die Kühlräume.
Da der Wärmeanfall bei Zylinderrohren vom oberen Totpunkt
nach unten hin abnimmt, sind zweckmäßigerweise die Kühl
räume eines Zylinders in Serie geschaltet und der Kühl
flüssigkeitseintritt am oberen Zylinderrohrende und der
Kühlflüssigkeitsaustritt im Zylinderkopf angeordnet. Damit
ist ein gleichmäßiger axialer Verlauf der Wandtemperatur
des Zylinderrohrs erreicht.
Desweiteren sind bei Mehrzylindermotoren die Zylinder
vorteilhafterweise in Parallelschaltung im Kühlsystem
angeordnet, damit jeder Zylinder die gleiche Kühlflüssig
keitseintrittstemperatur aufweist.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist die Pumpe eine
Zentrifugalpumpe bzw. Kreiselpumpe und die Kühlflüssigkeit
ein Öl. Es kann jedoch auch eine andere Kühlflüssigkeit
Verwendung finden. Öl als Kühlflüssigkeit hat jedoch den
Vorteil, daß es einen höheren Siedepunkt hat und somit die
maximale Kühlflüssigkeitstemperatur höher gewählt werden
kann, ohne das Kavitation befürchtet oder ein Hochdrück
kühler gewählt werden muß. Gerade die Wahl eines Nieder
druckölkühlers bringt entscheidende Kostenvorteile. Ein
Niederdruckkühler ist weiterhin durch die Wahl einer Zen
trifugalpumpe ermöglicht, da bei dieser die auftretenden
Drücke im Kühlsystem ohne weitere Drucküberwachungsventile
begrenzt sind, da bei höher werdendem Gegendruck die An
triebsleistung absinkt.
Damit das Kühlsystem nicht blockieren kann, weist das
Mengenregelventil vorteilhafterweise eine Mindestdurch
laufmenge auf.
In erfindungsgemäßer Ausgestaltung besteht das Mengenre
gelventil aus einem entgegen der Strömungsrichtung axial
verschiebbaren, federbelasteten Kolben, wobei die Ein
trittsöffnung für die Kühlflüssigkeit an der der Feder
entgegengesetzten Stirnseite und die Austrittsöffnungen
des Kolbens in einer Ebene senkrecht zur Kolbenachse ange
ordnet sind. Die Austrittsöffnungen des Kolbens liegen in
einer Endlage annähernd deckungsgleich mit Öffnungen im
Gehäuse des Mengenregelventils, wobei die Öffnungen mit
dem Kühlsystem in Verbindung stehen. Eine Mindestdurch
laufmenge ist durch eine Begrenzung der Hubbewegung des
Kolbens durch Anschläge erreicht.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Be
schreibung und der Zeichnung, die eine Ausführungsform der
Erfindung zeigt und nachfolgend beschrieben ist.
Die Figur zeigt schematisiert ein erfindungsgemäßes Kühl
system einer Brennkraftmaschine, wobei das Mengenregelven
til in einem Ausschnitt auch vergrößert dargestellt ist.
In das Kurbelgehäuse 17 einer Brennkraftmaschine ist ein
Zylinderrohr 18 eingesetzt, welches mit einem Bund 19 am
zylinderkopfseitigen Ende auf dem Kurbelgehäuse 17 auf
liegt. Zwischen dem Zylinderrohr 18 und dem Kurbelgehäuse
17 ist ein ringförmiger Kühlraum angeordnet, der sich in
Axialrichtung entlang des Zylinderrohrs 18 erstreckt. Am
zylinderkopfseitigen Ende des Zylinderrohrs 18 befindet
sich ein Kühlflüssigkeitseintritt 8, während am entgegen
gesetzten Ende des Zylinderrohrs 18 ein Ausgang 20 ange
ordnet ist. Dieser Ausgang 20 ist mit einer Verbindungs
leitung 21 verbunden, welche am anderen Ende in einen
Kühlraum 1 im Zylinderkopf 7 übergeht. Die Kühlräume 1 im
Zylinderkopf 7 sind nur andeutungsweise dargestellt. Des
weiteren sind alle für den Betrieb einer Brennkraftmaschi
ne nötigen Teile, wie z. B. Gaswechselventile 22, im
Zylinderkopf 7 angeordnet. Eine Zylinderkopfhaube 23 bil
det den Abschluß des Zylinderkopfes 7. Hinter dem in Strö
mungsrichtung letzten Kühlraum 1 im Zylinderkopf 7, dem
Kühlflüssigkeitsaustritt 9 benachbart, ist im Zylinderkopf
erfindungsgemäß ein Mengenregelventil 6 angeordnet.
Dieses Mengenregelventil 6 wird später ausführlich be
schrieben.
In Strömungsrichtung hinter dem Mengenregelventil 6 befin
det sich ein Kühler 3, vorteilhafterweise ein Niederdruck
kühler, dem eine Bypassleitung 4 parallel geschaltet ist.
Ein Thermostatventil 5 zwischen Kühler 3 und Bypassleitung
4 leitet die Kühlflüssigkeit entweder durch den Kühler 3
oder durch die Bypassleitung 4. Der Kühleraustritt ist mit
dem dem Thermostatventil 5 entgegengesetzten Ende der
Bypassleitung 4 verbunden. In Strömungsrichtung hinter dem
Kühler 3 und der Bypassleitung 4 ist eine Zentrifugalpumpe
bzw. Kreiselpumpe 2 angeordnet, welche die Kühlflüssigkeit
in den Kühlflüssigkeitseintritt 8 und damit in den ring
förmigen Kühlraum zwischen Zylinderrohr 18 und Kurbelge
häuse 17 fördert.
Handelt es sich um eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine, so
sind die Zylinder in Parallelschaltung im Kühlsystem ange
ordnet.
Als Kühlflüssigkeit kommt vorteilhafterweise Öl zur Ver
wendung. Desweiteren ist zweckmäßigerweise die Temperatur
der aus dem Kühler 3 austretenden Kühlflüssigkeit niedri
ger als die Schmieröltemperatur.
In einer alternativen Ausführungsform kann es vorteilhaft
sein, z. B. durch eine elektronische Regelung des Thermo
staten, bei niedriger Belastung des Motors eine hohe und
bei hoher Belastung des Motors eine niedrige Innenwandtem
peratur einzustellen.
Das Mengenregelventil 6 besteht aus einem entgegen der
Strömungsrichtung axial verschiebbaren, federbelasteten
Kolben 10, wobei der Kolben 10 an einer Stirnseite eine
Eintrittsöffnung 11 und an der Längsseite zumindest eine
Austrittsöffnung 12 für die Kühlflüssigkeit aufweist. Die
Feder 13 ist dabei an der der Eintrittsseite 11 entgegen
gesetzten Stirnseite des Kolbens 10 angeordnet. Die Aus
trittsöffnungen liegen in einer Ebene senkrecht zur Kol
benachse 14. Die Hubbewegung des Kolbens 10 ist durch
Anschläge 16 a, b begrenzt. Mit diesen Anschlägen 16 a, b
kann die Mindestdurchlaufmenge des Mengenregelventils 6
festgelegt werden. Die Drosselwirkung des Mengenregelven
tils 6 kommt dadurch zustande, daß die Austrittsöffnungen
12 in nur einer Endlage des Kolbens 10 annähernd deckungs
gleich mit Öffnungen 15 im Gehäuse des Mengenregelventils
6 liegen, wobei die Öffnungen mit dem Kühlsystem in Ver
bindung stehen.
Claims (10)
1. Kühlsystem für eine flüssigkeitsgekühlte Brenn
kraftmaschine mit im Motor angeordneten Kühlräumen (1),
einer Pumpe und einem Kühler (3), wobei der Kühler (3) mit
einer Bypassleitung (4) versehen ist und ein die Motor
austrittstemperatur der Kühlflüssigkeit regelndes Thermo
statventil (5) die Kühlflüssigkeit entweder durch den
Kühler (3) oder durch die Bypassleitung (4) leitet,
dadurch gekennzeichnet, daß im Kühlsystem ein Mengenregel
ventil (6) angeordnet ist.
2. Kühlsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenregelventil (6) in
Strömungsrichtung hinter dem letzten Kühlraum der Brenn
kraftmaschine und vor dem Thermostatventil (5) angeordnet
ist.
3. Kühlsystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenregelventil (6) in
den Zylinderkopf (7) der Brennkraftmaschine integriert ist.
4. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlräume (1) eines Zylin
ders in Serie geschaltet sind und der Kühlflüssigkeitsein
tritt (8) am oberen Zylinderrohrende und der Kühlflüssig
keitsaustritt (9) im Zylinderkopf (7) angeordnet ist.
5. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Mehrzylindermotoren die
Zylinder in Parallelschaltung im Kühlsystem angeordnet
sind.
6. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe eine Zentrifugalpum
pe (2) ist.
7. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenregelventil (6) eine
Mindestdurchlaufmenge aufweist.
8. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenregelventil (6) aus
einem entgegen der Strömungsrichtung axial verschiebbaren,
federbelasteten Kolben (10) besteht, wobei die Eintritts
öffnung (11) für die Kühlflüssigkeit an der der Feder (13)
entgegengesetzten Stirnseite und die Austrittsöffnungen
(12) des Kolbens (10) in einer Ebene senkrecht zur Kolben
achse (14) angeordnet sind.
9. Kühlsystem nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (12) in
einer Endlage des Kolbens (10) annähernd deckungsgleich
mit Öffnungen (15) im Gehäuse des Mengenregelventils (6)
liegen, die mit dem Kühlsystem in Verbindung stehen.
10. Kühlsystem nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hubbewegung des Kolbens
(10) durch Anschläge (16 a, b) begrenzt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873715003 DE3715003A1 (de) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | Kuehlsystem fuer eine fluessigkeitsgekuehlte brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873715003 DE3715003A1 (de) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | Kuehlsystem fuer eine fluessigkeitsgekuehlte brennkraftmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3715003A1 true DE3715003A1 (de) | 1988-11-17 |
Family
ID=6326903
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873715003 Withdrawn DE3715003A1 (de) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | Kuehlsystem fuer eine fluessigkeitsgekuehlte brennkraftmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3715003A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6000421A (en) * | 1997-07-04 | 1999-12-14 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Valve device for a heat exchanger located in a bypass in a cooling circuit, especially of an internal combustion engine |
DE10249448A1 (de) * | 2002-10-24 | 2004-05-13 | Pierburg Gmbh | Bypass-Ventilvorrichtung |
DE10249449A1 (de) * | 2002-10-24 | 2004-05-13 | Pierburg Gmbh | Bypass-Ventilvorrichtung |
CN100385099C (zh) * | 2005-12-19 | 2008-04-30 | 程选吉 | 一种水泵机组的燃油发动机水冷系统 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE745596C (de) * | 1936-01-07 | 1944-03-21 | Hermann Schlagintweit | Einrichtung fuer Kuehlraeume in Reihe angeordneter Verbrennungskammern (Zylinder) von Brennkraftmaschinen |
DE2061762A1 (de) * | 1970-01-05 | 1971-07-15 | Outboard Marine Corp | Kuhlsystem fur Verbrennungskraftma schinen |
DE2205280A1 (de) * | 1971-02-05 | 1972-08-17 | Alfa Romeo S.P.A., Mailand (Italien) | Kühlsystem für Verbrennungskraftmaschinen |
-
1987
- 1987-05-06 DE DE19873715003 patent/DE3715003A1/de not_active Withdrawn
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CN100385099C (zh) * | 2005-12-19 | 2008-04-30 | 程选吉 | 一种水泵机组的燃油发动机水冷系统 |
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Legal Events
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