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Brennkraftmaschine mit Ölkühlung Bei Brennkraftmaschinen kommt als
Kühlmittel irn Regelfalle Wasser, in vielen Fällen aber auch Luft zur Anwendung.
Auch ist bereits früher vorgeschlagen worden, statt dieser Kühlmittel für die Brennkraftinaschinen
Öl zum Kühlen zu verwenden. Dabei ergeben sich dann zwei voneinander unabhängige
Ölkreisläufe, nämlich ein Schmierölkreislauf und ein Kühlölkreislaüf. Hierbei hat
man das Öl durch Pumpen durch die -Kühlmäntel der Zylinder einerseits und durch
die zu schmierenden Stellen der Maschine, z. B. die Kurbellager, andererseits hindurchgepreßt.
Nach Durchgang des Öls durch die Lager und die Zylindermäntel wurden die beiden
Ölströme in einem Sammelbehälter vereinigt, von dem aus das Öl dem Kühler zugeleitet
wurde, hinter dem es durch die genannten Pumpen angesaugt und wiederum den Kühlmänteln
und Lagerstellen zugeführt wurde.
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Dabei wird aber das Öl mit gleicher Temperatur nicht nur den Schmierstellen,
sondern auch den zu kühlenden Zylinderwandungen und Zylinderköpfen zugeführt. Das
ist unter Umständen unerwünscht, nämlich dann, wenn man die Öltemperatur an den
Kühlstellen höher halten will als die Temperatur des den Schmierstellen zuzuführenden
Öls. Deshalb wurde schon vorgeschlagen,-das zur Kühlung der Kolben der Arbeitszylinder
dienende Öl an einer entsprechenden Abzapfstelle des Kreislaufs zu entnehmen, damit
das den Kolben kühlende 01 mit einer höheren Temperatur zugeführt werden
konnte als der zu den Lagern fließende der Schmierung dienende Ölteil. Die beiden
abfließenden Mengen vereinigten sich dabei wieder in einer gemeinsamen Pumpe, -wo
sie naturgemäß eine Mischtemperatur annehmen, die sich bis in den Ölkühler hinein
erhalten kann.
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Uin dies zu verhindern und trotzdem einen vorteilhaften Olmengenausgleich
zu erreichen, wird gemäß der Erfindung für Kühlung und Schmierung je ein besonderer
mit je einer Pumpe versehener Kühlöl und Schmieröl enthaltender Ölkreislauf verwendet,
wobei der Kühlölkreislauf in der Regel höhere Temperaturen aufweist als der Schmierölkreislauf.-Die
Druckleitungen der beiden Kreisläufe werden dabei vor Eintritt in die Verbrauchsstellen
durch eine besondere Leitung verbunden. Weiterhin ist eine besondere mit einem Sicherheitsventil
versehene Verbindungsleitung zwischen der Druckseite des Kühlkreislaufs und der
Saugseite des Schmierölkreis-
Laufs vorgesehen, die als Sicherheitsleitung
dazu dient, bei Überschreitung eines bestimmten Druckes im Kühlölkreislauf diesen
mit der Saugseite des Schmierölkreislaufs zu verbinden. Die beiden Kreislaufströme
für Kühlöl und Schmieröl verlaufen also praktisch getrennt und in sich. Nur in zwei
ganz bestimmten Fällen, nämlich bei Ölmangel oder ülüberschuß in dem Kühlölkreislauf,
wird eine Verbindung der beiden Kreisleitungen hilfsweise hergestellt, die zum Ülmengenausgleich
dient, die Trennung der Kreislaufströmungen an sicdi aber nicht aufhebt. In dieser
Weise können bei einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Kühlvorrichtung im Kühlölkreislauf
auftretende Leckverluste aus (lern anderen Ölkreislauf ergänzt werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Es zeigt Abb. i eine Brennkrafttnaschine mit Ölkühlung in Gesamtanordnung
mit teilweisem Zylinderschnitt, Abb.2 einen Schnitt durch einen Zylinder und Kurbelkasten
der Brennkraftmaschine, die finit einer Kühlung gemäß der Erfindung ausgestattet
ist.
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In den Abb. i und 2 sind die Zu- und Abflußleitungen für (las Kühlöl
zu und von den Arbeitszylindern der Maschine mit i i und 12, die Zu- uild Abflußleitungen
für das Schmieröl zu und von den Schmierstellen (Lagern u. dgl.) mit 13 und 14 bezeichnet.
Die Leitungen i i und 12 laufen, wie aus Abb. i ersichtlich, in zwei parallele Stränge
aus, zwischen denen die Arbeitszylinder in Parallelschaltung eingeschaltet sind.
Das in dem luftgekühlten Rückkühler 15 rückgekühlte Kühlöl verteilt sich aus der
Zuführungsleitung i i in die zu den Kühlmänteln der Zylinder führenden Abzweigstutzen
16, durchfließt sodann die Kühlmäntel der Zylinder und Kühlkanäle der Ventilgehäuse
u. dgl. und tritt auf der entgegengesetzten Seite der Arbeitszylinder durch dort
angeordnete Stutzen 17 in die Rückführungsleitung 12 ein, durch die es in die Rückkühlanlage
15 zurückgeführt wird, um seinen Kreislauf von neuem zu beginnen. Die Rückkühlanlage
15 ist in bekannter Weise mit einem Gebläse 24 versehen, das Kühlluft zwischen den
verästelten Kühlkanälen der Kühleinrichtung 15 hindurchbläst. Durch eine Pumpe 18,
die aus besonderen Gründen, auf die noch eingegangen wird, zweckmäßig als Kreiselpumpe
ausgebildet ist, wird der Ölumlauf in dem Kühlölkreislauf aufrechterhalten. Durch
eine zweite Pumpe i9 (Schmierölpumpe) wird das Schmieröl von der Sammelstelle 27
des Kurbelgehäuses entnommen und durch die Lager und andere zu schmierende Teile
der Maschine hindurchgeführt, die zwischen die Leitungen 13 und 14 eingeschaltet
sind. Beide Ölkreisläufe, d.11. der Kühlölkreislauf und der Schmierölkreislauf,
stehen mittels einer Leitung 2o miteinander in Verbindung, die, wie bei dem Ausführungsbeispiel
(Abb. 2) gezeigt, von der Druckleitung 13 der Sclunierölpumpe ic abgezweigt sein
kann und deren oberes Ende in einen der Verbindungsstutzen 16 des Kühlölkreislaufs
einmündet oder an einer anderen Stelle an den Kühlölkreislauf angeschlossen ist.
Diese Verbindungsleitung dient im Verein mit der Schinierölpunipe i9 einmal dazu,
einen bestimmten Druck im Kühlölkreislauf aufrechtzuerhalten, und sie dient ferner
dazu, dein Kühlölkreislauf von der Sainnielstelle 27 der Maschine
01 zuzuführen für den Fall, daß durch Leckverluste o. dg1.@Ü1 im Xülilölkreislauf
verlorengegangensein könnte. Abb.a zeigt noch eine zweite Verbindungsleitung 22,
deren oberes Ende, also eine hochliegende Stelle des Kühlkreislaufs, mit dies.:m
durch eine Art Überströnivenril -23 liindurcli in Verbindung steht und deren unteres
Ende in das Kurbelgetriebegebäuse der Maschine einmündet. Das Überströniventil 23,
das, wie Abb.2 erkennen läßt, als federbelastetes Kugelrückschlagventil ausgebildet
sein kann, gestattet den Übertritt von 01 aus (lein Külilölkreislauf zur
Sammelstelle des Kurbelgehäuses, falls aus irgendeinem Grunde der Druck im Kühlölkreislauf
einen unerwünschten Wert überschreiten sollte.
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Durch die Verwendung je einer besonderen Pumpe in den beiden Kreisläufen
können diese Kreisläufe in weitgehendem Maße unabhängig voneinander betrieben werden.
Die Umlaufsgeschwindigkeiten und gegebenenfalls Drücke in den Kreisläufen können
verschieden sein, auch kann in beiden Kreisläufen mit verschiedenen Temperaturen
gearbeitet werden. Gegebenenfalls kann in einem oder dem anderen Kreislauf auch
finit Thermosyphonumlauf gearbeitet werden. Sind zwei Ölpumpen 18 und i9 vorhanden,
so können diese, wie aus den Abbildungen hervorgeht,(Abb. i), von einer Welle, zweckmäßig
der Kurbelwelle 25 der Maschine, aus angetrieben werden. Der Antrieb erfolgt gemäß
Abb.2 mittels Riementriebe. Diese Abbildung zeigt weiter eine besondere Ausgestaltung
der Kühleinrichtung für den Arbeitszylinder. Der Arbeitskolben 28 gleitet in einer
Laufbuchse 29, die -in dem Zylindermantel nach unten zu durch eine ringförmige
Dichtung 3.1 abgedichtet ist. Die zylindrische, oben zur Bildurig der Brennkammer
erweiterte Laufbuchse 29 ist an ihrem äußeren Umfang mit Rippen 32 versehen, deren
äußere Durchmesser nach oben zu größer
werden, während sich ihr
senkrechter Ab= stand nach. oben zu vermindert. Diese Rippen bilden Kühlkanäle,
in denen das Kühlöl die Laufbuchse umfließt. Der äußere Zylindermantel 3o des Arbeitszylinders
ist an den Zu- und Abführungsstellen des Kühlöls mit Öffnungen 33 versehen, durch
die das Öl in die ringförmigen Kühlkanäle der Laufbuchse eingeführt wird und durch
die es diese Kanäle verläßt. Zwischen der Laufbuchse 29 und dem äußeren Zylindermantel
ist noch ein besonderes zweiteiliges Einsatzfutter 3¢ eingeschoben, das Öldurchtrittskanäle
aufweist, die den Kanälen 33 im Zylindermantel 30 entsprechen. Das Futter 3.4. erstreckt
sich nicht über die ganze Höhe des Arbeitszylinders, sondern es läuft nach oben
zu entsprechend den zunehmenden Außendurchmessern der Rippen 32 der Laufbuchse konisch
aus. Wie die Kühlrippenkanäle auf dem äußeren Umfang der Laufbuchse, so sind auch
die Öldurchtrittskanäle 33 des Zylindermäntels und die ihnen entsprechenden Kanäle
des Zy-
lindereinsatzes 34 nach oben zu dichter aneinandergerückt, woraus
sich ergibt, daß der obere Teil der Zylinderlaufbuchse und die Ventilumgebungen
von größeren Ölmengen umflossen werden und infolgedessen stärker abgekühlt werden
als beispielsweise der untere Teil der Zylinderlaufbuchse. Das aus dem Stutzen 16
austretende 01 verzweigt sich nämlich nicht nur in die parallelen Kühlkanäle,
die um die Laufbuchse herumführen, sondern auch in Kanäle 35 (Abb. 2), die um die
Ventildurchbrechungen herum- und zwischen ihnen hindurchgeführt sind. Durch besondere
Einlagen 37 (Abb. 2) aus geeignetem, Wärme gut leitendem Werkstoff kann an diesen
besonders gefährdeten Stellen für einen besonders guten Wärmeübergang Sorge getragen
sein.
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Die Ölkühlung gemäß der Erfindung bietet den Vorteil, daß der Kühlölkreislauf
nicht mehr wie bisher gegenüber dem Schmierölkreislauf sicher abgedichtet zu werden
braucht. Tritt bei einer Maschine eine Un-'dichtheit in dein Kühlölkreislauf, z.
B. in dem Zylinderfutter 3q., auf, so wird dadurch die Arbeitsleistung und Sicherheit
der Maschine in keiner Weise in Frage gestellt. Bei einem Leckverlust an der erwähnten
Stelle z. B. wird lediglich das aus dem Kühlölkreislauf austretende Lecköl in das
Kurbelgehäuse hineinrinnen und sich mit dem dort befindlichen Schmierölvorrat vereinigen,
von wo aus es mittels der Pumpe r9 und der Leitung 2o in den Kühlölkreislauf zurückgefördert
werden kann. Dieses gestattet eine ungewÖhn.-liehe Beweglichkeit in dem Aufbau und
im Zusammenbau einer Maschine gemäß der Erfindung, und hierauf ist beispielsweise
auch die Verwendung eines lose eingepaßten Zylinderfutters 34 zurückzuführen, das
unter anderem leicht herausgenommen-werden kann und eine gute Reinigung auch der
Kühlkanäle der Laufbuchse ermöglicht. Es sind also hiermit alle die Nachteile vermieden,
die wassergekühlte Motoren im Gefolge haben und bei denen geringe Wasserleckverluste
schwerwiegende Folgen finit sich bringen können für den Fall, daß etwa austretendes
Leckwasser mit dem Schmieröl zusammenkommen sollte.
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Daraus ergibt sich der Vorteil, claß man dem Kühlölkreislauf auch
Betriebsbrennstoff, wie z. B. Benzin, beimischen kann, um das Kühlmittel dünnflüssiger
zu machen, ohne befürchten zu müssen, daß <las Gemisch ins Kochen kommt, und
es ergibt sich hieraus weiter, daß auch ein Auslecken von Öl aus dein Kühlölkreislauf
in den Betriebsbrennstoff der Maschine keinerlei gefährliche Folgen haben kann.
Die Erfindung läßt sogar die Möglichkeit zu, daß man schließlich zur Fortschaffung
der Verbrennungswärme aus festen Teilen der Maschine unmittelbar Betriebsbrennstoff
verwendet.