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Brennkraftmaschine mit einem unter Druck stehenden Kühlölkreislaai
Br ennkraftmaschinen mit zwei verschiedenen Ölkreisläufen sind bekannt. Der eine
Kreislauf dient zur Schmierung, der andere -unter Überdruck stehende zur Kühlung.
Es ist auch bekannt, die beiden Kreisläufe miteinander zu verbinden und für sie
einen gemeinsamen ölsammelbehälter vorzusehen, derart, daß die Schmierölpumpe gleichzeitig
dazu dienen kann, den Kühlölkreislauf zu füllen und unter Druck - zu halten. Da
-es jedoch erwünscht ist, im Kühlölkreislauf mit höheren Temperaturen zu arbeiten,
als es für den Schmierölkreislauf zweckmäßig ist, sind andererseits die beiden Kreisläufe
möglichst getrennt anzuordnen, so daß nur ein be-
schränkter Ölaustausch zwischen
ihnen stattfinden kann. Man hat bisher die beiden Kreisläufe unmittelbar miteinander
verbunden und im Kühlölkreislauf ein Sicherheitsventil angebracht, welches nur -öffnet,
wenn der Kühlöldruck einen gewissen Wert überschreitet, in Falle dann überschußöl
aus dem Kühlölkreislauf in den gemeinsamen Sammelbehälter zurückfließen konnte.
Beim Anfahren der kalten Maschine kommt es jedoch oft vor, daß die SChmierölzahnradpumpe
verhältnismäßig hohe Drücke erzeugt, was für den Schmierölkreislauf vorteilhaft
sein kann, dagegen für den Kühlölkreislauf unerwünscht ist. Außerdem werden bei
den bekannten Einrichtungen in derartigen Fällen erhebliche Ölmengen durch das genannte
Sicherheitsventil aus dem Kühlölkreislauf in den gemeinsamen Sammelbehälter und
damit ii1 den SChxnierölkreislauf überführt, was wegen der verschiedenem Temperaturen,
die in den beiden Kreisläufen aufrechterhalten werden sollen, ebenfalls unerwünscht
ist.
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Die vorliegende Erfindung zeigt, wie die vorerw,ähnten Nachteile bei
vereinigten Schmier- und Kühlölkreisläufen vermieden werden können. Die Erfindung
ist im wesentlichen durch die Anordnung :eines Zuströmventils in der Verbindungsleitung
zwischen dem Schmieröl- und dem Kühlölkreislauf gekennzeichnet. Das Ventil öffnet
bei zu niedrigem Druck in dem Kühlölkreislauf mehr oder weniger und gibt die ölzufuhr
frei, während bei Erreichung .eines gewissen Drukkes im Kühlölkreislauf die Ölzufuhr
abgesperrt ist. Dadurch ist ;es einerseits ermöglicht, im Kühlölkreislauf mit .einem
niedrigeren und vom Druck des Schnaierölkreislaufes unabhängigen Druck zu arbeiten,
so daß man im Schmierölkreislauf beispielsweise die für eine gute Druckschmverung
erwünschten hohen Drücke halten kann, während gleichzeitig der Kühlölkreislauf für
niedrigen Druck gebaut werden kann.
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Weiterhin ermöglicht die Anordnung des Zuströmventils in der Zuflußleitung
zum Kühlölkreislauf den Umlauf von Öl zwischen
dem Kühl- und Schmierölkreislauf
einzuschränken, was für die Aufrechterhaltung verschiedener Temperaturen in beiden
Kreisläufen von Vorteil ist. Das neben dem Zuströmventil im Kühlölkreislauf etwa
noch vorhandene Sicherheitsventil wird auf einen höheren Druck eingestellt als das
Zuströmventil, so daß bei steigendem Druck im Kühlölkreislauf zuerst das Zuströmventil
schließt, wodurch die Ölzufuhr abgestellt wird und erst bei weiter ansteigendem
Druck das Sicherheitsventil öffnet und Öl aus dem KühlölkreisIauf entweichen läßt.
Bei dieser Anordnung tritt das Sicherheitsventil also nur ausnahmsweise in Tätigkeit,
z. B. wenn der Druck im Kühlölkreislauf zufolge einer Betriebsstörung o. dgl. über
einen zulässigen Wert steigen sollte, was beispielsweise vorkommen kann, wenn Brennstoff
(Benzin) in das Kühlöl gelangen und dadurch dessen. Druck infolge Gasentwicklung
unzulässige Werte annehmen sollte. Wenn der Umlauf zwischen den beiden Kreisläufen
in der oben beschriebenen Weise. auf ein Mindestmaß beschränkt wird, ist ferner
die Schmierölpumpe mehr oder weniger entlastet und im wesentlichen auf die Versorgung
der Maschine mit Schmieröl beschränkt, so daß diese Pumpe mit kleinerer Leistungsfälligkeit
ausgeführt werden kann, als wenn sie gleichzeitig größere Mengen Öl in den Kühlölkreislauf
liefern müß@te.
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Ferner erhält man den Vorteil, daß man, ohne befürchten zu müssen,
daß ein unerwünscht großer Ölaustausch -zwischen beiden Kreisläufen entsteht, die
Zuflußorgane vom Schmier- zum Kühlölk-reislauf reichlich bemessen kann, so daß der
Kühlkreislauf rasch mit Ö1 gefüllt wird, falls dasselbe aus irgendeinem Grunde,
z. B. zwecks Erneuerung des Öles, beim Reinigen der Zylinder oder auch infolge längeren
Stillstands der Maschine entleert sein sollte.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist durch die Anordnung eines Rückschlagventils
in der Zuflußleitung zum Kühlölkreislauf gegeben, das mit dem Zuströmventil vereinigt
sein kann und ein unerwünschtes Zurückfließen des Kühlöles, z. B. beim Stillstand
der Maschine, verhindert.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung
in Verbindung mit den dargestellten Ausführungsbeispielen.
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Abb. i zeigt einen Querschnitt durch eine Brennkraftmaschine mit einem
Kühlölkreislauf gemäß der Erfindung, Abb.2 einen Querschnitt durch ein vereinigtes
Zuström- und Rückschlagventil.
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In Abb. i bezeichnet i den für den Schmieröl- und Kühlölkreislauf
gemeinsamen Ülsammelbehülter. Die durch den Zahnradtrieb 2 von der Motorwelle 3
angetriebene S_chmieröIzahnradpumpe ,l entnimmt das Schmieröl aus dem Sammelbehälter
i durch ein. Ölsieb 5 und fördert dasselbe durch die Druckleitung 6 zu den Schmierstellen
des Motors, z. B. durch die Leitungen ; nach den Lagern der Kurbelwelle. Das Sicherheitsventil
8 im Pumpengehäuse verhindert, daß der Druck in der Schmierölleitung über einen
gewissen Betrag steigt, indem es überschußöl bei zu hohem Druck in den Sammelbehälter
zurückfließen läßt. Auch von den Schmierstellen fließt das ÖL in den Sammelbehälter
zurück, wodurch in bekannter Weise 'ein Schmieröllzreislauf entsteht.
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Die Schmieröldruckleitung 6 steht durch Leitung 9, Rückschlagventil
i o und Zuströmventil i i finit den Kühlräumen der Maschine in Verbindung. Diese
werden bei vorliegendem Ausführungsbeispiel durch Kammern und Kanäle gebildet, welche
um die zu kühlenden Maschinenteile, insbesondere die Zylinderbüchse 12 und den Zylinderkopf
13, herum angeordnet sind, an welche der Rückkühler, der aus nach außen gebogenen
Kühlrohren 14. besteht, durch Verbindungsleitungen 15 und 16 angeschlossen ist.
Zur zweckmäßigen Führung des Öles um die Zylinderbüchse 12 können Mantelrohre 17
dienen, während für den Zylinderkopf eine ,ähnliche Ölführung durch die Anordnung
der eingesetzten Teile 13 in dem für die Ölführung entsprechend ausgebildeten Gehäuseoberteil
18 erhalten wird.
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Die Kreiselpumpe i9, welche durch den Riementrieb 2o von der Motorwelle
aus angetrieben wird, dient zur Aufrechterhaltung des durch Pfeile angedeuteten
'Umlaufes in dem Kühlölkreislauf. Auf der gleichen Welle wie die Pumpe i9 sitzt
ferner der Ventilator 21, welcher zur Belüftung der Kühlrohre 14 dient. Die Kanäle
22 und Leitung 23 dienen zum Ableiten des Lecköles von der Welle der Pumpe i9 zum
Sammelbehälter i.
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Das Zuströmventil i i ist, wie Abb. i zeigt, an der Eintrittsstelle
des ülzufuhrrohres 9 in die Kühlräume der Maschine angeordnet und mit einem Rückschlagventil
io vereinigt.
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Abb. 2 zeigt in vergrößertem Maßstabe eine zweckentsprechende Ausbildung
eines derartig vereinigten Ventils. Das Rückschla.gventil besteht aus einer im Gehäuse
io eingeschlossenen, federbelasteten Kugel 24, das eigentliche Zuströmventil aus
einem im Gehäuse i i verschiebbaren Steuerkolben 25, der mit Bohrungen 26 versehen
ist und der sich unter dem wechselnden Druck im Kühlölkreislauf entgegen der Wirktang
der Feder 27 auf und nieder bewegt. Dieser Steuerkolben. 25 ist finit verhältnismäßig
großem Spiel gegenüber dem Ventilgehäuse i i ausgeführt. Die Feder 27 ist so bemessen,
daß sie in
der in Abb. 2 gezeigten Ruhelage des Ventils entspannt
ist. Die Wirkungsweise dieses zusammengebauten Ventils ist folgende. Falls der Druck
im Kühlölkreislauf und in der Verbindungsleitung 28 sinken sollte, wird der Steuerkolben
25 unter dem Druck der Feder 27, die sich dabei entspannt, nach unten bewegt, so
daß. die öffntuigen 26 freigegeben werden und Ersatzöl aus der Leitung 9 und durch
das Rückschlagventil 1o hindurch i11 den lZühlölkreislauf eingeführt wird. Sobald
dieser Kreislauf gefüllt ist und sein Druck infolgedessen anzusteigen beginnt, wird
der Steuerkolben 2g gehoben, wobei die Kolbenfeder 27 zusammengedrückt wird. Das
Rückschlagventil io vermeidet, daßÖl in die Zufiußleitung 9 zurückströmen kann.
Das Sicherheitsventil 29, das auf dem Zylinderkopf der Maschine angeordnet sein
kann, öffnet und läßt überschüssiges' Öl ausfließen, wenn der Druck im Kühlölkreislauf
unerwünscht hohe Werte annehmen sollte.
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Sowohl das Zuströmventil wie das Sicherheitsventil werden an mögilchst
hoch liegenden Stellen des Kühlölkreislaufes angeordnet, so daß sie gleichzeitig
auch zu einer wirksamen Entlüftung des Kühlölkreislaufes verwendet werden können,
was zweckmäßig ist, ,weil das im Sammelbehälter der Maschine enthaltene Schmieröl
häufig beträchtliche Mengen von Luft enthalten kann und dafür Sorge getragen werden
maß, daß diese Luft im Kühlölkreislauf oder besser schon vor ihrem Eintritt in dasselbe
abgeschieden wird. Dieses gilt auch für andere Gase, die sich aus dem Schmieröl
entwickeln können. Zu diesem Zweck sind bei vorliegendem Ausführungsbeispiel das
Zuströmventil und auch das Sicherheitsventil so ausgebildet, daß sie das Entweichen
der Luft und anderer Gase gestatten, die durch das Zuströmventil möglichst schon
vor ihrem Eintritt in den Kühlölkreislauf abgeschieden werden. Erreicht wir d dieses
dadurch, daß das Zuströmventil in Form eines "Steuerschiebers ausgebildet ist, durch
dessen Spalt die Luft selbst bei geschlossenem Ventil zu entweichen vermag, während
der Spalt dem Austreten von Öl infolge der großen Viscosität des Öles sehr erheblichen
Widerstand entgegensetzt. Dadurch, daß man die Steuerkolben der Ventile mit beträchtlichem
Spiel versieht, erhält man also eine sehr wirkungsvolle Entlüftung, während andererseits
nur sehr geringe Mengen von Lecköl durch die Entlüftungsspalte hindurch aus dem
Kühlölkreislauf zu entweichen vermögen. Austretendes Lecköl wird von dementsprechend
ausgebildeten Gehäuseoberteil i 8 des Motors aufgefangen und durch Leitungen 33
dem Sammelbehälter i der Mascchine zugeführt. Der Kolben des Zuströmventils bleibt
infolge der im Kühlölkreislauf dauernd vorhandenen Druckschwankungen in ständiger
Bewegtalg, wodurch ein Verstopfen des zwischen dem Kolben und dem Ventilgehäuse
gebildeten Entlüftungsspaltes wirksam verhindert wird. Durch die hohe Anordnung
der Ventile und dadurch, daß Luft durch sie Iiindurchtreten kann, wird verhindert,
daß sich der Kühlölkreislauf beim Stillstand der Maschine, beim Versagen oder Undichtwerden
des Rückschlagventils, in den Sammelbehälter entleert, was beispielsweise durch
Heberwirkung in der Leitung 9 eintreten könnte.