DE864477C

DE864477C - Heat exchange device for internal combustion engines

Info

Publication number: DE864477C
Application number: DEB5033D
Authority: DE
Inventors: Fritz Fiedler
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1941-01-09
Filing date: 1941-01-09
Publication date: 1953-01-26

Description

Wärmeaustauscheinrichtung für Brennkraftmaschinen Bei flüssigkei.tagekühlten Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, ist es als zweckmäßig erkannt worden, einen gegenseitigen Temperaturausgleich zwischen dem für die Versorgung der Lagerstellen -der Maschine bestimmten Schmieröl und dem zur Kiiihlung der Verbrennungsräume dienenden K!ühlmitteel zu schaffen. Durch diese Maßnahmen werden erhebliche Vorteile bei allen Betriebszuständen der Maschine erzielt. Brei' Inbetriebnahme der noch kalten Maschinen erfolgt durch das sich bedeutend rascher erwärmende Kühlmittel eine Aufheizung des zähflüssigen, kalten Schmieröls, so daß bereits nach ganz kurzer Betriebszeit dünnflüssiges, warmes Schmieröl für die einwandfreie Versorgung der Lagerstellen in ausreichender Menge zur Verfügung steht.Heat exchange device for internal combustion engines Internal combustion engines, in particular for motor vehicles, are recognized as being useful been, a mutual temperature equalization between that for the supply the bearing points of the machine and the lubricating oil used to cool the combustion chambers to create useful refrigerants. These measures will provide significant benefits achieved in all operating states of the machine. Porridge 'commissioning the still cold machines is carried out by the coolant, which heats up significantly more quickly a heating of the viscous, cold lubricating oil, so that after a very short time Operating time thin, warm lubricating oil for the perfect supply of the Storage locations are available in sufficient quantities.

Im betriebswarmen Zustand und bei normaler Belastung der Maschine erweist sich der Temperaturausgleich zwischen Schmieröl und Kühlmittel insofern als vorteilhaft, als keinerlei Temperaturspannungen im Motorgehäwse auftreten können. Besondere Vorteile aber bringt der Ternperaturausgleich bei starker Beanspruchung der Brennkraftmaschine, also beispielsweise bei hohen Fahrgeschwindigkeiten auf der Autobahn oder auf langen Steigungen im Gebirge. Hier tritt die vom Motorkühltnittel ausgeübte Kühlwirkung besonders wirksam in Erscheinung, da die Temperatur des Schmiermittels nur unwesentlich über die Kühlwassertemperatur ansteigen kann und daher in durchaus zulässigen Grenzen bleibt.At operating temperature and with normal machine load the temperature equilibrium between lubricating oil and coolant proves to be true as advantageous as no temperature stresses can occur in the motor housing. However, the temperature compensation has particular advantages in the case of heavy use the internal combustion engine, for example at high driving speeds the highway or on long slopes in the mountains. This is where the engine coolant comes in Cooling effect exerted particularly effective in appearance, since the temperature of the lubricant can only rise insignificantly above the cooling water temperature and therefore by all means permissible limits remains.

Um den oben geschilderten Temperaturausgleich herbeizuführen, ist bereits vorgeschlagen worden, die Ölwanne des Motors doppelwandigauszuführen und den daidurch entstehenden Hohlraum in den Kühlw.asserraum einzubeziehen. Die Herstellung derartiger Motorgehäuse ist aber teuer und die ganze Anordnung bedingt eine wesentliche Gewichtserhöhung.To bring about the temperature equalization described above, is it has already been proposed to make the engine oil pan double-walled and to include the resulting cavity in the cooling water space. The production Such a motor housing is expensive and the whole arrangement requires an essential one Weight increase.

Bei anderen bekannten Einrichtungen werden die kühlmittelführenden Rohre bzw. Rohrschdaingen im Ölvorrat der Ölwanne bzw. im Wasserraum des K,'ihlers untergebracht. Das .erfordert- aber lange Rohrleitungen bzw. große Rohrbündel, die beiden im Fahrbetrieb auftretenden Erschütterungen leicht zu Rohrbrüchen und Undichtigkeiten Anlaß geben können. Man hat -daher ferner -bei einer weiter bekannten Aufbauform an Stelle eines Rohrbündels einen erweiterten Hohlraum in der Schmiermittelleitung vorgesehen, die, im Motorgehäuse untergebracht, von allen Seiten von Kühlwasser umgeben ist; die Austauschwirkung ist aber in vielen Fällen unzureichend.In other known devices, the coolant-carrying Pipes or pipe slings in the oil reservoir of the oil pan or in the water space of the K, 'ihlers housed. That. Requires but long pipelines or large tube bundles that Both vibrations that occur while driving easily lead to pipe bursts and leaks Can give cause. One has -therefore also -with a further known design Instead of a tube bundle, an enlarged cavity in the lubricant line provided, which, housed in the motor housing, from all sides of cooling water is surrounded; however, the exchange effect is inadequate in many cases.

Um diese ganz wesentlich zu verbessern und neben einer großen. Berührungsfläche schnelle Duirchgangsgesdhwindigkeiten für das Schmiermittel zu erhalten, werden erfindungsgemäß in die erweiterte Schmiermittelleitung " iim Motorgehäuse zur :Bildung von Teilkanälen, wie solches bei Eiierkühlapparaten an sich bekannt ist, zylindrische Einsatzkörper eingefügt, :die schraubenförmig verlaufende Nuten und auf .die Länge verteilte Eindrehungen aufweisen. Diese bewirken. einmal eineerhebliche Erhöhung der Durcihflußgeschwindigkeit des Schmiermittels, zum anderen einfortgesetztes neues Anlaufen an den Kanalwänden, wodurch der Bildung von den Wärmeaustausch störenden Grenzschichten weitgehendst entgegengewirkt wird.In order to improve this very significantly and in addition to a large one. Contact surface to obtain fast flow rates for the lubricant according to the invention in the extended lubricant line "in the engine housing for: formation of partial channels, as is known per se in egg coolers, cylindrical Insert body inserted: the helical grooves and on .the length have distributed indentations. These effect. once a substantial increase the flow rate of the lubricant, on the other hand, a continued new one Tarnishing on the duct walls, causing the formation of disruptive heat exchange Boundary layers is largely counteracted.

Die schraubenförmig verlaufenden Nuten können auch in einer Bohrung der Einsatzkörper eingebracht sein, in die zur Bildung von Teilkanälen ein an beiden Enden abgeschlossenes Rohr eingeschoben- ist.The helical grooves can also be in a bore the insert body be introduced into one of the two to form partial channels Ends closed tube is inserted.

In den Zeichnungen sind zwei Aus:flührungsbeispiele des, Erfindungsgegenstandies dargestellt, und zwar zeigt Fi:g. i einen Querschnitt durch die WäT.meaustauscheinrichtung, wobei in die Schmiermittelleitung ein Einsatzkörper mit schraubenförmig verlaufenden Nuten eingebracht ist, letzteren in Ansicht dargestellt, Fig. 2 einen Teilquerschnitt, bei dem die Nuten auf der Außenseite des Einsatzkörpers vorgesehen sind, so daß sie mit den Mantefflächen des Matorblockes .sichrawbenförmige Teilkanällebilden.In the drawings are two Aus: leadership examples of the subject of the invention shown, namely Fig: g. i a cross-section through the water exchange device, an insert body with a helical extension in the lubricant line Grooves is introduced, the latter shown in view, Fig. 2 is a partial cross-section, in which the grooves are provided on the outside of the insert body, so that they form, with the mantle surfaces of the Mator block.

Fig. 3 einen Teilquerschnitt, bei dem die Nuten auf der Innenseite des Einsatzkörpers angeordnet, durch -ein eingesetztes, auf beiden Seiten verschlassenes Rohr zur Bildung von Teilkanälen abgeschlossen werden, Fig: q. die Anordnung der Wärmeaustauscheinridhtung im Motorgebiäuse. -- -Wie aus den Fig. .i- bis q. hervorgeht, ist die in Längsrichtung des Motors verlaufende, in das Motorgehäuse eingegoissene Schnniermittelhauptleitung i von einem Mäntel 2. umgeben, der von einer Kühlflüssigkeit, die durch einen Stutzen 3 bzw. q. ein bzw. austritt, durchflossen wird. In diese Flüssigkeit können, Kühlrippen 5-hineinragen, um einen besseren Wärmeübergang zu erreichen. !D'ie Bohrung der Sdhmiermittelleitung i ist an beiden Enden, durch Verschraubungen 6 bzw. @ abgeschlossen, in denen sich Anschlüsse 8 bzw. 9 für die Sch:miermittelzufuhr befinden. In den zwischen Verschraubungen 6 und 7 verbleibenden Hohlraum ist ein schraubenförmig genuteter, allseitig geschlissener Einsatzkörper io derartig eingeführt, daß seine zwischen. denn Nuten 12 stehengebliebenen Rippen i i mit der anliegenden Wand: der Leitung i schraubenförmig verlaufende Kanäle füT das S!chimierrnittel bilden, so daß zwischen: der vom Wasser auf der Außenseite gekühlten Wand und denn Schmiermittel eine große Berührungsfläche geschaffen und außerdem eine erhebliche Erhöhung der Durchflußgesehwindig'keit des Schmiermittels erzielt wird, die der Bildung von,den Wärmeübergang störenden Grenzschichten entgegenwirkt.Fig. 3 is a partial cross-section in which the grooves on the inside of the insert body arranged by -a inserted, closed on both sides Tube to be completed to form sub-channels, Fig: q. the arrangement of the Heat exchange unit in the motor housing. - -As from the Fig. .I- to q. it appears is the one that runs in the longitudinal direction of the motor and is cast into the motor housing Main pipe i surrounded by a jacket, which is surrounded by a cooling liquid, through a nozzle 3 or q. inlet or outlet, is flowed through. In these Liquid can, cooling fins 5-protrude in order to better heat transfer reach. ! The drilling of the hydraulic fluid line i is at both ends, through screw connections 6 or @ completed, in which there are connections 8 and 9 for the lubricant supply are located. In the remaining between screw connections 6 and 7 is a cavity helically grooved, all-round worn insert body io inserted in such a way that its between. because grooves 12 remained ribs i i with the adjacent Wall: channels running helically along the line carry the sealing means form so that between: the wall cooled by the water on the outside and then Lubricant creates a large contact area and also a substantial one Increase of the Durchflußgesehwindig'keit the lubricant is achieved, which the Counteracts the formation of boundary layers that interfere with the heat transfer.

Um der Bildung der letzterenweiterhin entgegenzutreten, können die schraubenförmig genuteten Körper io auf dlie ganze Länge verteilte Eindrehungen 13 aufweisen, .die evtl. unter Abbiegung der stehengebliebenen Rippenenden 14 ein Ablenken der Schmiermittel und damit neues Amlau.fen an die kühlende Wandung bewirken.To further counter the formation of the latter, the helically grooved body io notches distributed over the entire length 13 have, .the possibly with the bending of the remaining rib ends 14 a Deflect the lubricant and thus cause new Amlau.fen on the cooling wall.

In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform der eingesetzten Körper 15 dargestellt. Die Rippen 16 befinden sich in diesem Falle .auf der Innenseite. Zur Biildung von schraubenförmig verlaufenden Nuten 17 ist in den Körper 15 ein auf beiden Seiten verschlossenes Rohr r8 eingesetzt.In Fig. 3 is another embodiment of the body used 15 shown. In this case, the ribs 16 are located on the inside. In order to form helical grooves 17, there is a 15 in the body Closed tube r8 inserted on both sides.

Im übrigen steht die Schmiermittelleitung i über Leitungen ig mit den einzelnen Schmierstellen des Motors in Verbindung.Otherwise, the lubricant line i is connected via lines ig the individual lubrication points of the engine in connection.

Gegebenenfalls können auch durch die Einsatzkörper zusätzlich Kühlwasserleitungen geführt werden, so daß -das Sdhmiermittel von beiden Seiten gekühlt wird.If necessary, additional cooling water lines can also be used through the insert body be performed so that the Sdhmiermittel is cooled from both sides.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for adjusting the temperature of the Lubricating oil to that of the coolant in the case of liquid; cooled burner craft machines, especially for motor vehicles, in which the lubricant line to a front Cooling water flushed cavity is expanded, characterized in that in the Extended Sdhmiermittell: line (i) in the motor housing for the formation of partial channels cylindrical insert body (1o or 15) are introduced, the helical. Grooves (12 or J7) and. have grooves (1,3) distributed over the length.

2. Device according to claim i, characterized in that the helically extending grooves (17) are introduced into a bore of the insert body (15) into which a tube (18) closed at both ends is inserted (F. Fig. 3). Cited publications: German Patent Specifications No. 71215, 576 297; French Patent No. 7109 463; U.S. Patent No. 1 84.6 268.