DE4004936A1 - Brennkraftmaschine mit einem wassergekuehlten zwischenkuehler - Google Patents
Brennkraftmaschine mit einem wassergekuehlten zwischenkuehlerInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit
einem wassergekühlten Zwischenkühler.
Ein repräsentatives Beispiel eines Wasserkühlung-Zwischen
kühlers, der im folgenden als wassergekühlter Zwischenkühler
bezeichnet wird, eines Kühlsystems, der im Stand der Technik
vorgeschlagen wurde, ist in den beigefügten Fig. 13 und 14
gezeigt. Die Fig. 13 ist eine schematische Darstellung des
Kühlwasserflusses zur Kühlung eines Zwischenkühlers 50. Das
Kühlwasser zur Kühlung dieses Zwischenkühlers 50 strömt in
einem unabhängig von einem (nicht dargestellten) Motor-Kühl
system angeordneten Kühlsystem und wird zwischen dem Zwischen
kühler 50 sowie einem Hilfs- oder Nebenkühler 53 durch eine
elektrische Wasserpumpe 52 sowie einen Wasserkreislauf 51,
die ausschließlich für den Zwischenkühler 50 vorgesehen sind,
umgewälzt. Das im Zwischenkühler 50 einem Wärmetausch unterwor
fene Kühlwasser wird dem an der Frontseite eines Fahrzeugs
befindlichen Hilfskühler 53 zugeführt und durch ein (nicht
dargestelltes) Motorkühlgebläse sowie dem aus der Fahrt des
Fahrzeugs resultierenden Luftzug gekühlt. Das auf diese
Weise gekühlte Kühlwasser wird wiederum in den Zwischenkühler
50 eingeführt. Die Fig. 13 zeigt darüber hinaus ein Luftfil
ter 54, einen Turbolader 55 und einen Ansaugkrümmer oder Aus
gleichbehälter 56.
Die Fig. 14 zeigt eine Tandem-Zentrifugal-Wasserpumpe 57 gemäß
dem Vorschlag der JP-Patent-OS Nr. 27 810/1983. Diese Wasser
pumpe 57 weist ein Gehäuse 59 auf, das drehbar ein Kreiselrad
58 hält, welches an einer Antriebswelle 61 mit einer an deren
einem Ende angebrachten Riemenscheibe 60 befestigt ist. Das
Kreiselrad 58 bildet eine erste Fluidkammer 63 sowie eine
zweite Fluidkammer 64 zusammen mit einem inneren Trennwand
glied 52, das einstückig mit dem Gehäuse 59 ausgebildet ist,
und es hat an ihm einstückig ausgebildete erste Flügel 67 für
die erste Fluidkammer 63 sowie einstückig an ihm ausgebildete
zweite Flügel 68 für die zweite Fluidkammer 64. Die erste
Fluidkammer 63 steht über eine (nicht dargestellte) Einlaß
sowie Auslaßöffnung mit dem Kühlmantel eines Motors in Verbin
dung. Die zweite Fluidkammer 64 ist mit einem Luft-Flüssigkeit-
Wärmetauscher sowie mit der anderen (nicht dargestellten) Ein
laßöffnung und einer Auslaßöffnung 65 verbunden. Ein Abdicht
glied 66 ist zwischen dem inneren Trennwandglied 62 und dem
Kreiselrad 58 angeordnet und trennt die erste sowie zweite
Fluidkammer 63 bzw. 64 voneinander.
Die beiden Kühlwasser-Kreisläufe für den Motor und den wasser
gekühlten Zwischenkühler 50 stehen, wie in Fig. 13 gezeigt
ist, nicht miteinander in Verbindung, und deren Kühlwassertem
peraturen werden unabhängig voneinander geregelt. Bei einem
Kaltstart des Motors sollte folglich die Ansaugluft mittels
irgendeines Verfahrens erwärmt werden, z.B. durch Einsatz
einer elektrischen Heizvorrichtung oder Verwendung der Wärme
von Abgas, um eine Eisbildung an der Drosselklappe zu vermei
den und die Verdampfung des Kraftstoffs zu erleichtern.
Ferner liefert die in Fig. 14 gezeigte Zentrifugal-Wasser
pumpe 57 das Kühlwasser für den Zwischenkühler sowie den Motor
über die ersten sowie zweiten Flügel 67 bzw. 68 des an der
einzigen Antriebswelle 61 vorgesehenen Kreiselrades 58. Gemäß
der Beschreibung der JP-Patent-OS Nr. 27 810/1983 wird eine
Trennwand 69 des Kreiselrades 58, die das Abdichtglied 66
hält, mit dem Trennwandglied 62 so eingestellt oder justiert,
daß im wesentlichen der Kühlwasserfluß zwischen der ersten
Fluidkammer 63 und der zweiten Fluidkammer 64 abgesperrt oder
unterbunden wird. Insofern sind die beiden Kühlwasser-Kreis
läufe bei der Zentrifugal-Wasserpumpe 57 von Fig. 14 unabhän
gig voneinander angeordnet, wie das zu dem Kühlsystem von
Fig. 13 erläutert wurde, und die Ansaugluft sollte ebenfalls
bei einem Kaltstart des Motors mittels irgendeines Verfahrens
erwärmt werden.
Bei dem Stand der Technik ist der Zwischenkühler ein Ansaug
luftkühler für einen Motor mit einem Turbolader und arbeitet,
um die Ansaugluft zu kühlen, in der folgenden Weise. Wenn
Luft durch den Turbolader komprimiert wird, so wird die Tempera
tur der Ansaugluft durch die adiabatische Kompression erhöht.
Wird die Temperatur der Ansaugluft mehr als notwendig angeho
ben, so expandiert die Ansaugluft thermisch, was die Ladelei
stung der Maschine nachteilig beeinflußt, d.h., die Masse der
Ansaugluft wird verringert, so daß dadurch das Klopfen mit
größerer Wahrscheinlichkeit auftritt und die Motorleistung
verschlechtert wird. Demzufolge ist im Stand der Technik der
Zwischenkühler vorgesehen worden, um die Temperatur der Ansaug
luft nach deren Kompression durch den Turbolader abzusenken.
Auf diese Weise erhöht der Zwischenkühler die Motorausgangs
leistung. Bei einem Kaltstart des Motors oder bei dessen Be
trieb im Bereich von niedrigen Drehzahlen ist jedoch der Zwi
schenkühler bei dem Stand der Technik ein im wesentlichen
überflüssiges Bauteil.
Wegen dieses Standes der Technik haben die Erfinder ein Kon
zept zu einer weiteren Nutzung des Zwischenkühlers und zur
Verwendung des Zwischenkühlers als einen Ansauglufterhitzer,
in dem das Kühlwasser von höherer Temperatur und größerem Vo
lumen, das in dem Motorkühlkreislauf fließt, genutzt und zu
einem Strömen im Zwischenkühlerkreislauf unter der oben ge
nannten Situation gebracht wird, entwickelt.
Es ist insofern die primäre Aufgabe der Erfindung, eine Brenn
kraftmaschine mit einem wassergekühlten Zwischenkühler zu schaf
fen, wobei das Kühlwasser zwischen dem Motorkühlkreislauf und
dem Zwischenkühler-Kühlkreislauf in einer Wasserpumpe der
Tandembauart, bei welcher die beiden Kreisläufe einander benach
bart sind, ausgetauscht wird. Gemäß der Erfindung kann der
Zwischenkühler so ausgebildet werden, um als ein Ansaugluft
erhitzer bei einem Kaltstart des Motors oder bei dessen Be
trieb im Bereich von niedrigen Drehzahlen betrieben zu werden,
so daß der Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine opti
miert und die Anzahl der Kühlwasserbehälter u. dgl. auf ein
Teil für das gesamte Kühlsystem herabgesetzt wird.
Die genannte Aufgabe wie auch weitere Ziele der Erfindung wer
den durch eine Brennkraftmaschine mit einem wassergekühlten
Zwischenkühler gemäß der Erfindung gelöst bzw. erreicht, die
umfaßt: einen ersten Fluidkreislauf mit einem Kühler zur Küh
lung des Motors, mit einer ersten Umgehungsleitung und mit
einem ersten Thermostaten, einen zweiten Fluidkreislauf mit
einem Hilfskühler zur Kühlung eines wassergekühlten Zwischen
kühlers, mit einer zweiten Umgehungsleitung und mit einem
zweiten Thermostaten, und eine Wasserpumpe mit einer durch
den Motor angetriebenen Antriebswelle sowie einem auf dem
einen Ende dieser Antriebswelle befestigten Kreiselrad, das
erste Flügel zur Einspeisung eines Fluids in den ersten Fluid
kreislauf sowie zweite Flügel mit einer gegenüber der Lei
stung der ersten Flügel geringeren Leistung zur Einspeisung
von Fluid in den zweiten Fluidkreislauf aufweist, wobei die
Wasserpumpe mit einem Zwischenraum oder Spalt einer Labyrinth
konstruktion zwischen dem Kreiselrad und einer Trennwandplat
te, die rund um den Außenumfang des Kreiselrades angeordnet
ist und ein Wasserpumpengehäuse in eine erste Pumpen- oder
Spiralkammer zur Lieferung von Fluid in den ersten Fluidkreis
lauf und eine zweite Pumpen- oder Spiralkammer zur Lieferung
von Fluid in den zweiten Fluidkreislauf trennt, versehen ist.
Die Brennkraftmaschine mit dem wassergekühlten Zwischenkühler
gemäß der Erfindung kann ferner wenigstens eine Verbindungs
bohrung in der Trennwandplatte, die die erste Ausström- oder
Spiralkammer und die zweite Ausström- oder Spiralkammer von
einander trennt, aufweisen, wobei diese Verbindungsbohrung
durch wenigstens ein wärmeempfindliches Element (Temperatur
fühlelement), welches die Temperatur des Fluids auf der Seite
des ersten Fluidkreislaufs erfaßt, geöffnet oder geschlossen
werden kann.
Des weiteren kann die Brennkraftmaschine mit dem wassergekühl
ten Zwischenkühler gemäß der Erfindung eine Verbindungsleitung
aufweisen, die die folgenden zwei Leitungen verbindet: eine
eine Auslaßöffnung des ersten Fluidkreislaufs am Motor mit
einer Einlaßöffnung des ersten Fluidkreislaufs am Kühler ver
bindende Leitung und eine eine Auslaßöffnung einer Wasserpum
pe des zweiten Fluidkreislaufs mit einer Einlaßöffnung des
zweiten Fluidkreislaufs am Zwischenkühler verbindende Leitung,
wobei diese Verbindungsleitung darüber hinaus ein Element zur
Strömungsregelung enthalten kann. Dieses Element zur Strömungs
regelung kann eine Drossel oder ein wärmeempfindliches Element,
das die Temperatur des Fluids für ein Öffnen und Schließen
der Verbindungsleitung erfaßt, oder ein Auf-Zu-Ventil zum Öff
nen und Schließen der Verbindungsleitung in Übereinstimmung
mit Signalen, die von einem die Temperatur des Fluids auf der
zweiten Fluidkreislaufseite erfassenden Temperaturfühler ab
gegeben werden, sein.
Die Brennkraftmaschine mit dem wassergekühlten Zwischenkühler
gemäß der Erfindung arbeitet in der folgenden Weise. Eine vor
bestimmte Fluidmenge wird zwischen dem ersten Fluidkreislauf
und dem zweiten Fluidkreislauf durch den Spalt mit einer La
byrinthkonstruktion ausgetauscht, was auf dem Leistungsunter
schied zwischen den ersten sowie zweiten Flügeln, die auf bei
den Seiten des Kreiselrades ausgebildet sind, beruht, d.h.
auf dem Druckunterschied. Die Fluid-Austauschmenge oder die
Fluid-Leckströmungsmenge durch diesen Spalt mit einer Laby
rinthkonstruktion zeigt die folgenden Eigenschaften: Die Fluid-
Leckströmungsmenge ist im wesentlichen der Anzahl der Motor
umdrehungen im Bereich von niedrigen Drehzahlen proportional
und sättigt sich im Bereich von mittleren und hohen Motordreh
zahlen. Wenn man hier diese Charakteristik der Fluid-Leckströ
mungsmenge und die Tatsache, daß die Fluidtemperatur des ersten
Fluidkreislaufs zur Kühlung des Motors höher ist als diejeni
ge des zweiten Fluidkreislaufs zur Kühlung des wassergekühl
ten Zwischenkühlers, und die Tatsache, daß die Strömungsmenge
des zweiten Fluidkreislaufs im Verhältnis zur Anzahl der Motor
umdrehungen steht, in Betracht zieht, so wird das Folgende
ohne Schwierigkeiten zu verstehen sein. Die Strömungsmenge
des auf niedrige Temperaturen durch den Hilfskühler gekühlten
und im zweiten Fluidkreislauf strömenden Fluids ist gleich
der Fluid-Leckströmungsmenge, d.h., dem Fluid von hohen Tempe
raturen, das vom ersten Fluidkreislauf fließt, im Bereich von
niedrigen Motordrehzahlen, weshalb die Temperatur des im zwei
ten Fluidkreislauf strömenden Fluids folglich im Bereich von
niedrigen Motordrehzahlen angehoben wird. Da andererseits die
Strömungsmenge des durch den Hilfskühler gekühlten und in dem
zweiten Fluidkreislauf strömenden Fluids größer ist als die
Fluid-Leckströmungsmenge im Bereich von mittleren und hohen
Motordrehzahlen, wird folglich die Temperatur des im zweiten
Kreislauf strömenden Fluids im Bereich von mittleren und ho
hen Motordrehzahlen abgesenkt. Folglich arbeitet der Zwischen
kühler als ein Ansauglufterhitzer bei einem Kaltstart des
Motors, bei einem Leerlauf ohne Aufladung oder bei einem Be
trieb des Motors im Bereich von niedrigen Motordrehzahlen.
Die Brennkraftmaschine mit dem wassergekühlten Zwischenküh
ler gemäß der Erfindung ist so ausgestaltet, wie das bisher
beschrieben wurde. Im Bereich von niedrigen Motordrehzahlen
erhöht sich die Temperatur des im zweiten Fluidkreislauf strö
menden Fluids, weil die Fluid-Leckströmungsmenge, d.h. das
Fluid mit hohen Temperaturen, das vom ersten Fluidkreislauf
abströmt, gleich der Strömungsmenge des auf niedrige Tempera
turen durch den Hilfskühler gekühlten und im zweiten Fluid
kreislauf fließenden Fluids ist. Demzufolge kann der Verbren
nungszustand der Brennkraftmaschine optimal gemacht werden,
weil die Ansaugluft ausschließlich im Bereich von niedrigen
Motordrehzahlen erwärmt wird. Andererseits vermindert sich
im Bereich von mittleren und hohen Drehzahlen die Temperatur
des im zweiten Kreislauf strömenden Fluids, weil die Strö
mungsmenge des durch den Hilfskühler gekühlten und im zweiten
Fluidkreislauf strömenden Fluids größer ist als die Fluid-
Leckströmungsmenge.
Als Ergebnis dessen kann die Brennkraftmaschine mit dem was
sergekühlten Zwischenkühler gemäß der Erfindung das Erwärmen
der Ansaugluft ohne die Anwendung von speziellen Vorrichtungen
und Verfahren, z.B. die übliche elektrische Heizvorrichtung
und die Anwendung von Abgaswärme zum Erhitzen der Ansaugluft,
bewerkstelligen. Deshalb benötigt der Erfindungsgegenstand
keine Extraräume, die bei dem Stand der Technik für Vorrich
tungen, wie die elektrische Heizvorrichtung, erforderlich sind,
und keine Regelvorrichtungen, um intermittierend das Erwärmen
von Ansaugluft zu ermöglichen oder zu verhindern.
Da bei dem Erfindungsgegenstand der erste Fluidkreislauf
zur Kühlung des Motors und der zweite Fluidkreislauf zur Küh
lung des Zwischenkühlers untereinander über den Spalt mit
Labyrinthkonstruktion in Verbindung stehen, kann die Anzahl
an Vorratsbehältern vermindert werden. Im Stand der Technik,
wobei der erste Fluidkreislauf zur Kühlung des Motors und der
zweite Fluidkreislauf zur Kühlung des Zwischenkühlers unabhän
gig voneinander angeordnet sind, benötigt nämlich der zweite
Fluidkreislauf ebenfalls einen Vorratsbehälter, um das Gas
sowie das Kühlwasser voneinander zu trennen und das Kühlwasser
zuzuführen, sowie eine Kappe oder einen Deckel zur Ergänzung
des Kühlwassers und zur Einregelung des Drucks im Kreislauf.
Bei dem Erfindungsgegenstand sind derartige Bauteile für den
zweiten, der Kühlung des Zwischenkühlers dienenden Kreislauf
nicht erforderlich. Im Stand der Technik werden ein Vorratsbe
hälter und eine Kappe für den ersten und zweiten Fluidkreis
lauf jeweils benötigt, d.h. zwei Vorratsbehälter und zwei Kap
pen oder Deckel insgesamt für das gesamte System. Gemäß der
Erfindung werden nur ein einziger Vorratsbehälter und eine
einzige Kappe gefordert, weil der erste und der zweite Fluid
kreislauf untereinander in Verbindung kommen und der erste
Kühlkreislauf zur Kühlung des Motors üblicherweise schon mit
einem Vorratsbehälter und einem Deckel für diese Zwecke ausge
stattet ist.
Ferner kann die Brennkraftmaschine mit dem wassergekühlten
Zwischenkühler gemäß dieser Erfindung die oben erwähnte Trenn
wandplatte oder ein Teil von dieser, welche bzw. welches die
genannte Labyrinthkonstruktion bildet, umfassen, welche bzw.
welches aus einem Material gefertigt wird, das einen Wärmeleit
fähigkeitskoeffizienten hat, der niedriger ist als der Wärme
leitfähigkeitkoeffizient von Aluminium, und das weniger zu
einer Korrosion neigt. Zusätzlich kann auch das Kreiselrad
aus einem Material bestehen, das weniger für eine Korrosion
anfällig ist.
Wenn die derart ausgestaltete Trennwandplatte oder das Teil
dieser, die die Labyrinthkonstruktion bilden, zur Anwendung
gelangt, so ist es möglich, den Wärmestrom von der ersten Pum
penkammer des ersten Fluidkreislaufs zur Kühlung des Motors
zur zweiten Pumpenkammer des zweiten Fluidkreislaufs zur Küh
lung des Zwischenkühlers zu minimieren. Wenn die Trennwand
platte und das Kreiselrad aus Materialien gefertigt werden,
die weniger zu Korrosion neigen, so ist es darüber hinaus mög
lich, den Spalt der Labyrinthkonstruktion so auszubilden, daß
er weniger korrosionsanfällig und dessen Abmessung unverän
derbar ist. Als Ergebnis dessen kann die Temperatur des Zwi
schenkühler-Kühlwassers im Bereich von mittleren und hohen
Motordrehzahlen niedrig gehalten werden, weil der Wärmestrom
vom ersten Fluidkreislauf zum zweiten Fluidkreislauf minimiert
worden ist. Darüber hinaus besteht keine Gefahr in bezug auf
Probleme, die die Leistungsfähigkeit des Kühlsystems ver
schlechtern, weil die Trennwandplatte und das Kreiselrad aus
Materialien gefertigt sind, die weniger zu einer Korrosion
neigen, um den Spalt der Labyrinthkonstruktion weniger korro
sionsanfällig und dessen Abmessung unveränderbar zu machen.
Darüber hinaus kann der Wärmedehnungskoeffizient des das Krei
selrad bildenden Materials größer als der Wärmedehnungskoeffi
zient des die Trennwandplatte bildenden Materials angesetzt
werden, so daß die Fluid-Leckströmungsmenge vom ersten Fluid
kreislauf zur Kühlung des Motors zum zweiten Fluidkreislauf
zur Kühlung des Zwischenkühlers herabgesetzt wird. Wenn das
der Fall ist, wird der Spalt der Labyrinthkonstruktion größer,
um eine größere Fluid-Leckströmungsmenge zuzulassen, wenn die
Fluidtemperatur des ersten Fluidkreislaufs niedrig ist. Ist
die Fluidtemperatur des ersten Fluidkreislaufs hoch, so wird
der Spalt kleiner, um eine geringere Fluid-Leckströmungsmenge
zuzulassen, weil das Kreiselrad unter Vergrößerung seines
Außendurchmessers sich ausdehnt und damit die Abmessung des
Spalts der Labyrinthkonstruktion vermindert.
Falls derartige Materialien für die Trennwandplatte und das
Kreiselrad zum Einsatz kommen, so ist der Spalt der Labyrinth
konstruktion groß genug, um eine große Fluid-Leckströmungs
menge zuzulassen, wenn die Fluidtemperatur des ersten Fluid
kreislaufs zur Kühlung des Motors niedrig ist, und das Kreisel
rad wird sich thermisch ausdehnen, um die Abmessung des Spalts
zu vermindern, wenn die Fluidtemperatur des ersten Fluidkreis
laufs hoch ist, wodurch die Fluid-Leckströmungsmenge vermin
dert wird. Als Ergebnis dessen ist es möglich, die Leistungs
fähigkeit und die Funktion des Kühlsystems als Zwischenkühler
im Bereich von mittleren und hohen Motordrehzahlen zu stabili
sieren. Darüber hinaus ist diese Anordnung extrem einfach,
so daß keine Gefahr für irgendwelche Fehler besteht.
Die Aufgabe und die Ziele der Erfindung wie auch deren Merk
male und Vorteile werden aus der folgenden, auf die Zeichnun
gen Bezug nehmenden Beschreibung von Ausführungsformen des
Erfindungsgegenstandes deutlich. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schema eines Fluidkreislaufs einer ersten
bevorzugten Ausführungsform einer Brennkraftma
schine mit einem wassergekühlten Zwischenkühler ge
mäß der Erfindung;
Fig. 2 einen Querschnitt einer Wasserpumpe der ersten Aus
führungsform in vergrößertem Maßstab;
Fig. 3 eine Kennkurve der Strömungsmenge bei der ersten
bevorzugten Ausführungsform;
Fig. 4 einen vergrößerten Querschnitt eines wesentlichen
Teils einer Wasserpumpe einer zweiten bevorzugten
Ausführungsform bei einer Brennkraftmaschine mit
einem wassergekühlten Zwischenkühler gemäß der
Erfindung;
Fig. 5 eine zu Fig. 4 gleichartige Darstellung eines wesentli
chen Teils einer Wasserpumpe in einer dritten Aus
führungsform gemäß der Erfindung;
Fig. 6 das Schema eines Fluidkreislaufs an einem wesentli
chen Teil einer vierten bevorzugten Ausführungsform
gemäß der Erfindung;
Fig. 7 eine gegenüber Fig. 6 abgewandelte fünfte Ausfüh
rungsform des Fluidkreislaufs;
Fig. 8 eine gegenüber Fig. 6 und 7 weiter abgewandelte
sechste Ausführungsform für einen Fluidkreislauf ge
mäß der Erfindung;
Fig. 9 einen Querschnitt einer Wasserpumpe in einer sieben
ten bevorzugten Ausführungsform für eine Brennkraft
maschine mit einem Zwischenkühler gemäß der Erfindung;
Fig. 10 eine zu Fig. 9 gleichartige Darstellung einer achten
bevorzugten Ausführungsform;
Fig. 11 eine zu Fig. 9 gleichartige Darstellung einer neunten
bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung;
Fig. 12 eine zu Fig. 9 gleichartige Darstellung einer zehnten
bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung;
Fig. 13 das eingangs bereits abgehandelte Schema eines Fluid
kreislaufs einer Brennkraftmaschine mit einem wasser
gekühlten Zwischenkühler nach dem Stand der Technik;
Fig. 14 einen vergrößerten Querschnitt einer Wasserpumpe
einer Kühlvorrichtung für einen Motor nach dem
Stand der Technik.
Die erste Ausführungsform einer Brennkraftmaschine mit einem
wassergekühlten Zwischenkühler gemäß der Erfindung wird unter
Bezugnahme auf die Fig. 1-3 erläutert. Wie der Fig. 1 zu
entnehmen ist, umfaßt das Kühlsystem einen ersten und einen
zweiten Fluidkreislauf. Der erste Fluidkreislauf dient der
Kühlung eines Motors 1 und enthält Leitungen 2 a, 2 b sowie 2 c,
eine erste Umgehungsleitung 3, einen Kühler 4, einen ersten
Thermostaten 5 und eine Wasserpumpe 6. Der zweite Fluidkreis
lauf zur Kühlung eines Zwischenkühlers 7 umfaßt Leitungen
8 a, 8 b sowie 8 c, eine zweite Umgehungsleitung 41, einen Hilfs
kühler 9, einen zweiten Thermostaten 42 sowie die Wasser
pumpe 6.
Die Wasserpumpe 6 wird von der Kurbelwelle 10 des Motors 1
über eine Riemenscheibe 12, einen Riemen 11 und eine Riemen
scheibe 13 angetrieben. Ein Kühlgebläse 14 dient der Kühlung
des Kühlers 4 und wird von einer Antriebsvorrichtung 15 be
trieben. Der Kühler 4 ist mit einem Vorratsbehälter 16 ver
sehen, welcher für eine Trennung von Gas und Kühlwasser sowie
zur Aufnahme und zum Ausgleich von Kühlwasser, wenn ein Kühl
wasserablauf eintritt, vorgesehen ist. Eine Kappe 40 sorgt
für eine Ergänzung von Kühlwasser und eine Einregelung des
Kreislaufdrucks. Ein Entlüftungsventil 43 führt Luft aus dem
zweiten Fluidkreislauf, der zur Kühlung des Zwischenkühlers
7 dient, ab.
Wie die Fig. 2 zeigt, umfaßt ein erster Wasserförderteil für
den ersten Fluidkreislauf eine erste Wassereinlaßöffnung 17,
die mit der Leitung 2 c verbunden ist, eine erste Wasserauslaß
öffnung 18 zur Abgabe des Kühlwassers zum Motor 1, eine erste
Ausström- oder Pumpenkammer (Spiralkammer) 19 und erste
Flügel 20.
Wie ebenfalls in Fig. 2 dargestellt ist, umfaßt ein zweiter
Wasserförderteil für den zweiten Fluidkreislauf eine zweite
Wasserauslaßöffnung 21, die mit der Leitung 8 c verbunden ist,
eine zweite Wassereinlaßöffnung 22, der von der Leitung 8 b
Kühlwasser zugeführt wird, eine zweite Pumpenkammer 23 und
zweite Flügel 24.
Die ersten Flügel 20 und die zweiten Flügel 24 sind jeweils
in einer Mehrzahl an je einer der Seiten eines Kreisel- oder
Pumpenrades 25 ausgebildet. Die Kühlwasser-Abgabeleistung,
die im folgenden lediglich als "Leistung" bezeichnet wird,
der ersten Flügel 20 wird größer als die Leistung der zweiten
Flügel 24 festgesetzt. Die Antriebswelle 26 wird über einen
Riemenscheibensitz 27 von der Kurbelwelle 10 her in Umdrehung
versetzt und treibt das Kreiselrad 25, das an deren einem Ende
mit Preßsitz befestigt ist, so daß die ersten und zweiten Flü
gel 20 sowie 24 gedreht werden. Die Antriebswelle 26 ist mit
einem im Preßsitz in das Pumpengehäuse 29 eingefügten Lager
28 einstückig zusammengebaut. Eine mechanische Dichtung 30
dient dazu, ein Eintreten von Kühlwasser in das Lager 28 zu
verhindern. Im Pumpengehäuse 29 ist eine Wasserablauföffnung
31 ausgebildet.
Die erste und die zweite Pumpenkammer 19 bzw. 23 sind durch
eine mit dem Gehäuse 29 einstückig ausgebildete Trennwand
oder Trennplatte 32 voneinander getrennt, wobei die Trennwand
32 so angeordnet ist, daß sie eine im wesentlichen mit dem
Kreiselrad 25 fluchtende oder bündige Fläche bildet. Ferner
bilden die Trennwand 32 und der Außenumfang des Kreiselrades
25 zwischen sich eine Labyrinthkonstruktion 33.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der derart ausgebildeten
ersten Ausführungsform einer Brennkraftmaschine mit einem was
sergekühlten Zwischenkühler gemäß der Erfindung erläutert.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, stehen die erste Pumpenkammer 19
und die zweite Pumpenkammer 23, d. h. der erste und zweite
Fluidkreislauf, im wesentlichen miteinander durch die Laby
rinthkonstruktion in Verbindung. Wenn der Motor 1 arbeitet,
wird eine vorbestimmte Menge an Kühlwasser zwischen dem
ersten sowie zweiten Fluidkreislauf durch die Labyrinthkon
struktion 33 hindurch ausgetauscht, weil der Unterschied in
der Förder- oder Pumpleistung der ersten und zweiten Flügel
20 sowie 24, die jeweils an einer der Seiten des Kreiselra
des 25 ausgebildet sind, unterschiedlich ist, d.h., weil ein
Druckunterschied vorhanden ist. Wie in Fig. 3 mit einer ausge
zogenen Linie gezeigt ist, steht die Kühlwasser-Leckströmungsmenge
durch die Labyrinthkonstruktion 33 hindurch im wesentlichen
im Verhältnis zu den Drehzahlen im Bereich von niedrigen Motor
drehzahlen und sättigt sich im Bereich von mittleren sowie
hohen Motordrehzahlen. Diese Erscheinung resultiert aus der
Tatsache, daß durch den ersten sowie zweiten Fluidkreislauf
als Ganzes ein geschlossenes System gebildet wird. Das bedeu
tet, daß im Fall, da die zwei Kreisläufe zur Atmosphäre hin
offen sind und ausreichende Volumina aufweisen, die Kühlwas
ser-Leckströmungsmenge im Verhältnis zu den Motordrehzahlen
steht, weil der Druck im Verhältnis zum Quadrat der Motordreh
zahlen und weil die Kühlwasser-Leckströmungsmenge im Verhält
nis zur Wurzel des Drucks steht. Jedoch ist bei dem geschlos
senen System wie demjenigen dieser ersten Ausführungsform
kein Raum, um eine Kühlwasser-Leckströmung in einer Menge,
die den Motordrehzahlen proportional ist, zuzulassen, so daß
sich folglich die Leckströmungsmenge des Kühlwassers so sät
tigt, wie durch die ausgezogene Linie in Fig. 3 dargestellt
ist. Die gestrichelte Linie in Fig. 3 zeigt die Strömungs
menge im zweiten Fluidkreislauf.
Wenn man die Kühlwassertemperatur des ersten Fluidkreislaufs
mit derjenigen des zweiten Fluidkreislaufs vergleicht, so
wird augenscheinlich, daß die Kühlwassertemperatur des ersten
Kreislaufs zur Kühlung des hauptsächlich erwärmten Körpers,
d.h. des Motors 1, höher ist als diejenige des zweiten Fluid
kreislaufs zur Kühlung des Zwischenkühlers 7.
Zieht man die oben erwähnte Charakteristik der Fluid-Leck
strömungsmenge und die Tatsache, daß die Fluidtemperatur des
ersten Kreislaufs höher ist als diejenige des zweiten Fluid
kreislaufs, in Betracht, so wird das Folgende augenscheinlich.
Die Temperatur des im zweiten Kreislauf strömenden Fluids
wird im Bereich von niedrigen Motordrehzahlen erhöht, weil
die Strömungsmenge des durch den Hilfskühler gekühlten sowie
im zweiten Fluidkreislauf strömenden Kühlwassers niedriger
Temperatur gleich der Kühlwasser-Leckströmungsmenge ist, d.h.
der Strömungsmenge des Fluids mit hohen Temperaturen, das vom
ersten Fluidkreislauf im Bereich niedriger Motordrehzahlen
abströmt. Andererseits wird die Temperatur des im zweiten
Kreislauf fließenden Kühlwassers im Bereich von mittleren und
hohen Motordrehzahlen vermindert, weil die Strömungsmenge des
durch den Hilfskühler 9 gekühlten und im zweiten Fluidkreis
lauf strömenden Kühlwassers größer ist als die Kühlwasser-
Leckströmungsmenge im Bereich von mittleren und hohen Motor
drehzahlen.
Wenn man nochmals die oben erwähnten Erscheinungen und die
Tatsache, daß der zweite Fluidkreislauf zur Kühlung des Zwi
schenkühlers 7 herangezogen wird, in Betracht zieht, so arbei
tet die erste bevorzugte Ausführungsform einer Brennkraftma
schine mit einem wassergekühlten Zwischenkühler gemäß der Er
findung in der folgenden Weise. Trotz der Tatsache, daß ein
Zwischenkühler bekannt ist, der zum Kühlen und zum Erhöhen
der Dichte der Ansaugluft, deren Temperatur durch den Auflade
effekt im Bereich von mittleren und hohen Motordrehzahlen an
gehoben wird, arbeitet, so daß dadurch die Motorleistung ge
steigert wird, wird der Zwischenkühler 7 bei einem Kaltstart
des Motors, einem Leerlaufen ohne Aufladen oder einem Betrieb
des Motors im Bereich von niedrigen Drehzahlen bei dieser
ersten bevorzugten Ausführungsform betrieben.
Das Erwärmen der Ansaugluft erleichtert die Vergasung des
Kraftstoffs bei einem Kaltstart des Motors. Wenn eine Kalt
start-Einspritzdüse oder eine Einpunkt-Einspritzdüse zur Zu
fuhr des Kraftstoffs zum Ansaugkrümmer oder Ausgleichbehälter
zum Einsatz kommt, kann darüber hinaus die Ausbreitung oder
Verteilung des Luft-Kraftstoffgemischs durch Erwärmen der An
saugluft verbessert werden. Zusätzlich kann eine Vielpunkt-
Einspritzdüse vorgesehen werden, um das Luft-Kraftstoffge
misch zu homogenisieren. Im Stand der Technik wurde das Er
wärmen der Ansaugluft unter Ausnutzung der Abgaswärme oder
durch eine elektrische Heizvorrichtung vorgenommen. Im Gegen
satz hierzu kann bei der ersten bevorzugten Ausführungsform
gemäß der Erfindung das Erwärmen der Ansaugluft ohne zusätz
liche besondere Vorrichtungen ausgeführt werden. Es besteht
keine Gefahr einer Beeinträchtigung oder Verschlechterung
der Funktionen des Zwischenkühlers 7, weil das im zweiten
Kreislauf strömende Kühlwasser ausreichend im Bereich der ho
hen Motordrehzahlen, in welchen für den Zwischenkühler 7 sein
normales Arbeiten gefordert wird, gekühlt wird. Darüber hin
aus wirken die zweite Umgehungsleitung 41 und der zweite Ther
mostat 42 des zweiten Fluidkreislaufs derart, daß der Effekt
in bezug auf die Erwärmung der Ansaugluft bei der ersten bevor
zugten Ausführungsform gesteigert wird.
Die zweite bevorzugte Ausführungsform einer Brennkraftmaschi
ne mit einem wassergekühlten Zwischenkühler gemäß der Erfin
dung ist in Fig. 4 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform
ist in der Trennwand 32 eine Verbindungsbohrung 34 ausgebil
det, um die Kühlwasser-Leckströmungsmenge einzuregeln. Die
Wirkung in bezug auf die Erwärmung der Ansaugluft wird durch
diese Ausführungsform weiter gesteigert.
Diese dritte Ausführungsform, die in Fig. 5 gezeigt ist,
stellt eine Abwandlung der zweiten bevorzugten Ausführungs
form dar. Hierbei ist ein wärmeempfindliches Element (Tempera
turfühlelement) 35, das ein Bimetall oder eine Legierung mit
Formerinnerungsvermögen umfaßt, an der Trennplatte 32 auf der
Seite der ersten Pumpenkammer 19 angeordnet, um die Verbin
dungsbohrung 34 zu öffnen und zu schließen, so daß dadurch
die Kühlwasser-Leckströmungsmenge geregelt wird. Durch diese
dritte bevorzugte Ausführungsform wird die Wirkung in bezug
auf die Erwärmung der Ansaugluft noch weiter gesteigert.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung
ist eine Verbindungsleitung 36 vorgesehen, die Teile des er
sten sowie zweiten Fluidkreislaufs außer der Labyrinthkonstruk
tion 33, die das Kreiselrad 25 der Wasserpumpe 6 umgibt, ver
bindet. Beispielsweise stellt die Verbindungsleitung 36 eine
Verbindung zwischen der Leitung 2 a des ersten und der Leitung
8 c des zweiten Fluidkreislaufs her. Ferner ist die Verbindungs
leitung 36 mit einer Drosselstelle 37 versehen, um die Kühl
wasser-Leckströmungsmenge einzuregeln. Die Wirkung in bezug
auf die Erwärmung der Ansaugluft kann durch die Verwendung
der Verbindungsleitung 36 und der Drosselstelle 37 im Be
reich von niedrigen Motordrehzahlen gesteigert werden.
Bei dieser fünften Ausführungform kommt ein Temperaturfühl
element 38 anstelle der Drosselstelle 37 der vierten Ausfüh
rungsform zur Anwendung, um die Temperatur des Kühlwassers
zu erfassen sowie die Verbindungsleitung 36 zu öffnen bzw.
zu schließen. Außer diesem Temperaturfühlelement 38 weist die
fünfte Ausführungsform eine zur vierten Ausführungsform iden
tische Anordnung auf und arbeitet in gleichartiger Weise, um
die Kühlwasser-Leckströmungsmenge einzuregeln und die Wirkung
in bezug auf die Erwärmung der Ansaugluft im Bereich von nie
drigen Motordrehzahlen zu verbessern.
Die Fig. 8 zeigt eine sechste Ausführungsform gemäß der Er
findung, wobei anstelle des Temperaturfühlelements 38 der
fünften Ausführungsform ein Elektromagnetventil 39 zur Anwen
dung kommt, um die Verbindungsleitung 36 in Übereinstimmung
mit Signalen, welche von einem (nicht dargestellten) Fühler
ausgegeben werden, der die Motor-Betriebsbedingungen, wie die
Kühlwassertemperatur, die Motordrehzahl u. dgl., erfaßt, zu
öffnen und zu schließen. Anstelle des Elektromagnetventils 39
kann auch ein hydraulisches oder pneumatisches Ventil zur An
wendung kommen, soweit es imstande ist, die Verbindungslei
tung 36 zu öffnen und zu schließen. Außer dem Magnetventil
39 weist die sechste bevorzugte Ausführungsform die gleich
artige Anordnung wie die vierte Ausführungsform auf und arbei
tet in der gleichen Weise, um die Kühlwasser-Leckströmungsmen
ge einzuregeln und die Wirkung der Ansaugluft-Erwärmung im
Bereich von niedrigen Motordrehzahlen zu steigern.
Die siebente Ausführungsform einer Brennkraftmaschine mit
einem wassergekühlten Zwischenkühler gemäß der Erfindung
stellt eine Abwandlung gegenüber der ersten Ausführungsform
dar. Diese Abwandlung, die im folgenden anhand der Fig. 9 be
schrieben wird, dient dem Zweck, den Wärmestrom von der ersten
Pumpenkammer 19 des ersten Fluidkreislaufs zur zweiten Pumpen
kammer 23 des zweiten Fluidkreislaufs zu minimieren und die
Temperatur des Kühlwassers im zweiten Fluidkreislauf im Be
reich von mittleren und hohen Motordrehzahlen niedrig zu
halten.
Eines der wesentlichen Merkmale der in Fig. 9 dargestellten
Ausführungsform liegt in den Materialien zur Ausbildung einer
Trennwandplatte 32 a bzw. eines Kreiselrades 25. Die Trennwand
platte 32 a (Fig. 9) besteht aus einem zum Material, das das
Gehäuse 29 bildet, unterschiedlichen Material und ist rund
um den Außenumfang des Kreiselrades 25 angeordnet, mit dem
zusammen sie eine Labyrinthkonstruktion 33 bildet. Die Trenn
platte 32 a ist ein unabhängig vom Gehäuse 29 gefertigtes Bau
teil, das jedoch einstückig in das Gehäuse 29 eingesetzt und
in diesem befestigt wird, so daß sie einen Teil der Wandflä
che der ersten sowie der zweiten Pumpenkammer 19 bzw. 23 bil
det. Das Material der Trennplatte 32 a hat einen Wärmeleitfä
higkeitskoeffizienten, der niedriger ist als der von Aluminium,
und das weniger zu einer Korrosion neigt, beispielsweise wird
die Platte 32 a aus Kunstharz oder rostfreiem Stahl gefertigt.
Das Kreiselrad 25 wird ebenfalls aus einem Material herge
stellt, das wenig korrosionsanfällig ist, beispielsweise aus
einem Polypropylenharz mit Glaseinlagen. Die Abdeckung 44 be
steht bei dieser siebenten Ausführungsform aus Aluminium.
Der Wärmefluß von der ersten Pumpenkammer 19 zur zweiten Pum
penkammer 23 ist minimiert und die Temperatur des Kühlwassers
im zweiten Fluidkreislauf ist im Bereich von mittleren und
hohen Motordrehzahlen niedrig gehalten worden, weil die Trenn
platte 32 a aus einem Material mit einem gegenüber Aluminium
niedrigeren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten gefertigt ist.
Darüber hinaus wird die Labyrinthkonstruktion 33 nicht ver
stopft und deren im Zusammenhang mit der ersten bevorzugten
Ausführungsform beschriebenen Funktionen werden nicht ver
schlechtert, weil die Trennplatte 32 a und das Kreiselrad 25
aus Materialien hergestellt werden, die weniger für eine Kor
rosion anfällig sind.
Auch diese Ausführungsform stellt eine Abwandlung gegenüber
der ersten bevorzugten Ausführungsform dar und wurde zum glei
chen Zweck wie die siebente bevorzugte Ausführungsform kon
zipiert.
Die in Fig. 10 dargestellte achte Ausführungsform weist ein
zweites Gehäuseteil 45 auf, das unabhängig vom Gehäuseteil
29 vorgesehen und aus Kunstharz gefertigt ist. Die Trennwand
platte 32 b ist mit dem zweiten Gehäuseteil 45 einstückig aus
gebildet. Auch wird bei dieser Ausführungsform das Kreiselrad
25 aus einem Material gefertigt, das weniger korrosionsanfäl
lig ist, z.B. aus Polypropylenharz mit Glaseinlage. Diese
achte Ausführungsform mit der beschriebenen Ausbildung arbei
tet in gleichartiger Weise wie die siebente Ausführungsform
und erzielt gleiche Wirkungen. Das bedeutet, daß der Wärme
strom von der ersten zur zweiten Pumpenkammer 19, 23 mini
miert wird, die Temperatur des Kühlwassers im zweiten Fluid
kreislauf im Bereich der mittleren und hohen Drehzahlen nie
drig gehalten wird und die Funktion der Labyrinthkonstruktion
für einen langen Zeitraum aufrechterhalten wird.
Auch diese neunte Ausführungsform stellt eine Abwandlung der
ersten Ausführungsform dar und wurde zu dem gleichen Zweck,
wie er oben zur siebenten Ausführungsform erläutert wurde,
konzipiert.
Bei der in Fig. 11 gezeigten neunten Ausführungsform ist ein
zweites Gehäuseteil 45 in ähnlicher Weise wie bei der achten
Ausführungsform unabhängig vom Gehäuse 29 vorgesehen. Jedoch
ist in diesem Fall das zweite Gehäuseteil aus Eisen oder Kunst
harz gefertigt, und lediglich die Labyrinthkonstruktion
33 c eines Trennwandplattenteils 32′ besteht aus einem Mate
rial mit einem Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten, der niedri
ger ist als der von Aluminium, und das weniger leicht einer
Korrosion unterliegt, wie z.B. rostfreier Stahl. Das die La
byrinthkonstruktion bildende Teil 33 c wird im Preßsitz in das
zweite Gehäuseteil 45 eingefügt und in diesem einstückig be
festigt. Ferner besteht das Kreiselrad 25 auch aus einem Ma
terial, das wenig korrosionsanfällig ist, wie Polypropylen
harz mit Glaseinlage. Die Arbeitsweise und Wirkungen dieser
neunten Ausführungsform werden nicht näher erläutert, da diese
in gleicher Weise wie die siebente und achte Ausführungsform
arbeitet und wirkt.
Die zehnte bevorzugte Ausführungsform für eine Brennkraftma
schine mit einem wassergekühlten Zwischenkühler gemäß der Er
findung, die in Fig. 12 dargestellt ist, stellt eine weitere
Abwandlung gegenüber der ersten Ausführungsform dar. Diese
Abwandlung wurde zu dem Zweck vorgesehen, die Kühlwasser
Leckströmungsmenge vom ersten Fluidkreislauf zur Kühlung des
Motors 1 zum zweiten Fluidkreislauf zur Kühlung des Zwischen
kühlers 7 zu vermindern, wenn die Temperaturen im ersten Fluid
kreislauf höher sind als diejenigen im zweiten Fluidkreis
lauf.
Die Unterschiede dieser zehnten Ausführungsform gegenüber der
ersten sind folgende: die Trennplatte 32 d besteht aus einem
Material, das zu dem den übrigen Teil des Gehäuses 29 bilden
den Material unterschiedlich ist, wobei der Wärmedehnungsko
effizient des Materials der Trennplatte 32 d niedriger fest
gesetzt wird als derjenige des Materials des Kreiselrades 25.
Die Trennplatte 32 d bildet auch in diesem Fall ein Teil des
Gehäuses 29 nahe dem Kreiselrad 25 und zusammen mit diesem
Kreiselrad eine Labyrinthkonstruktion 33.
Beispielsweise wird die Trennplatte 32 d aus rostfreiem Stahl
(im folgenden als SUS entsprechend JIS bezeichnet) gefertigt,
während das Kreiselrad 25 aus Polypropylen mit einer Glasfül
lung von 7% (im folgenden als PPG7 bezeichnet) hergestellt
wird. Die Wärmedehnungskoeffizienten des SUS und des PPG7
sind
SUS: 1 · 10°C-1
PPG7: 5 · 10°C-1.
SUS: 1 · 10°C-1
PPG7: 5 · 10°C-1.
Bei der zehnten Ausführungsform wird der Durchmesser des Krei
selrades 25 mit 60 mm, der Durchmesser der Trennplatte 32 d
mit 61 mm bei einer Temperatur von 20°C und der Spalt auf
einer Seite folglich mit 0,5 mm festgesetzt, wie in Fig. 12
gezeigt ist. Deshalb werden, wenn die Temperatur des Kühlwas
sers 100°C erreicht, der Durchmesser des Kreiselrades 25 zu
60,24 mm, der Durchmesser der Trennplatte 32 d zu 61,05 mm
und der Spalt auf einer Seite folglich zu 0,4 mm. Der Spalt
wird demzufolge um 20% vermindert, so daß die Kühlwasser-Leck
strömungsmenge vom ersten zum zweiten Fluidkreislauf herab
gesetzt wird.
Die zehnte bevorzugte Ausführungsform arbeitet in ähnlicher
Weise wie die erste Ausführungsform. Das Kühlwasser vom ersten
Fluidkreislauf fließt von der ersten Wassereinlaßöffnung 17
zur ersten Wasserauslaßöffnung 18, während das Kühlwasser des
zweiten Fluidkreislaufs von der zweiten Wassereinlaßöffnung
22 zur zweiten Wasserauslaßöffnung 21 strömt. Ein Teil des
Kühlwassers, das im ersten Fluidkreislauf fließt, wird hier
bei durch den Spalt der Labyrinthkonstruktion 33 zum zweiten
Kreislauf hin abgeführt. Zusätzlich wird die Kühlwasser-Leck
strömung durch die Kühlwassertemperatur im ersten Fluidkreis
lauf zur Kühlung des Motors 1 geregelt. Insbesondere wird,
wenn die Kühlwassertemperatur im ersten Fluidkreislauf zur
Kühlung des Motors 1 niedrig ist, der Spalt der Labyrinthkon
struktion 33 groß angesetzt, so daß eine große Kühlwasser-
Leckströmungsmenge durchtreten kann. Ist dagegen die Kühlwas
sertemperatur des ersten Fluidkreislaufs hoch, so wächst der
Durchmesser des Kreiselrades 25 an, wodurch der Spalt der La
byrinthkonstruktion 33 vermindert und dadurch die Kühlwasser-
Leckströmungsmenge herabgesetzt wird. Es ist selbstverständ
lich, daß das Kreiselrad 25 und die Trennplatte 32 so ausge
legt oder bemessen werden, daß sie bei der maximalen Kühlwas
sertemperatur nicht miteinander in Berührung sind.
Claims (13)
1. Brennkraftmaschine mit einem wassergekühlten Zwischen
kühler, gekennzeichnet
- durch einen ersten Fluidkreislauf mit einem Kühler zur
Kühlung eines Motors (1), mit einer ersten Umgehungslei
tung (3) und mit einem ersten Thermostaten (5),
- durch einen zweiten Fluidkreislauf mit einem Hilfsküh
ler (9) zur Kühlung eines wassergekühlten Zwischenküh
lers (7), mit einer zweiten Umgehungsleitung (41) und
mit einem zweiten Thermostaten (42) sowie
- durch eine Wasserpumpe (6) mit einer durch den Motor (1)
angetriebenen Antriebswelle (26) sowie einem an einem
Ende dieser Antriebswelle befestigten Kreiselrad (25),
das erste Flügel (20) zur Einspeisung eines Fluids in
den ersten Fluidkreislauf und zweite Flügel (24), welche
eine gegenüber der Leistung der ersten Flügel geringere
Leistung haben, zur Einspeisung von Fluid in den zweiten
Fluidkreislauf umfaßt,
- wobei die Wasserpumpe (6) einen Spalt mit einer Labyrinth
konstruktion (33, 33 c) zwischen dem Kreiselrad (25) sowie
einer rund um den Umfang des Kreiselrades herum angeord
neten und ein Pumpengehäuse (29) in eine erste Pumpenkam
mer (19) zur Einspeisung von Fluid in den ersten Fluid
kreislauf und eine zweite Pumpenkammer (23) zur Einspei
sung von Fluid in den zweiten Fluidkreislauf unterteilen
de Trennwandplatte (32, 32 a-32 d) enthält.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die die erste Pumpenkammer (19) und die zweite Pumpen
kammer (23) voneinander trennende Trennwandplatte (32)
wenigstens eine Verbindungsbohrung (34) aufweist.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Trennwandplatte (32) mit wenigstens einem Temperatur
fühlelement (35) versehen ist, das die Fluidtemperatur
auf der Seite des ersten Fluidkreislaufs erfaßt und in
Abhängigkeit davon die Verbindungsbohrung (34) öffnet so
wie schließt.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine Verbindungsleitung (36), die eine Leitung (2 a) zwi
schen einer motorseitigen Auslaßöffnung des ersten Fluid
kreislaufs sowie eine Leitung zwischen einer kühlerseiti
gen Einlaßöffnung des ersten Fluidkreislaufs und eine Lei
tung (8 c) zwischen einer Wasserpumpen-Auslaßöffnung (21)
des zweiten Fluidkreislaufs sowie einer Zwischenkühler-Ein
laßöffnung des zweiten Fluidkreislaufs verbindet, wobei
die Verbindungsleitung (36) eine Strömungsregeleinrichtung
(37, 38, 39) enthält.
5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strömungsregeleinrichtung eine Drosselstelle
(37) ist.
6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strömungsregeleinrichtung ein Temperaturfühlele
ment (38) ist, das die Temperatur eines Fluids ermittelt
und in Abhängigkeit von dieser die Verbindungsleitung
(36) öffnet und schließt.
7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strömungsregeleinrichtung ein Auf-Zu-Ventil (39)
ist, das die Verbindungsleitung (36) in Übereinstimmung
mit Signalen öffnet und schließt, die ein Fluid-Temperatur
fühler, der die Fluidtemperatur auf der Seite des zweiten
Fluidkreislaufs ermittelt, abgibt.
8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Trennwandplatte
(32 a, 32 b, 32 d) aus einem Material besteht, das einen gegen
über dem Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten von Aluminium
niedrigeren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten hat und weni
ger korrosionsanfällig ist, wobei das Kreiselrad (25) aus
einem weniger zu Korrosion neigenden Material gebildet
ist.
9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß lediglich ein Teil (33 c) der
die Labyrinthkonstruktion (33) bildenden Trennwandplatte
(32′) aus einem Material, das einen gegenüber dem Wärme
leitfähigkeitskoeffizienten von Aluminium niedrigeren Wärme
leitfähigkeitskoeffizienten hat und ein weniger korrosions
anfälliges Material ist, besteht, wobei das Kreiselrad
(25) aus einem weniger zu Korrosion neigenden Material ge
bildet ist.
10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmedehnungskoeffizient
eines das Kreiselrad (25) bildenden Materials größer ist
als der Wärmedehnungskoeffizient eines die Trennwandplatte
(32) bildenden Materials.
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