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Regeleinrichtung bei Kühleinrichtungen von Brennkraftmaschinen Die
Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung in Verbindung mit Kühleinrichtungen von
Brennkraftmaschinen, bei welchen das Kühlmittel bei Dampfbildung unter Überdruck
kommt. Derartige Kühleinrichtungen sind insbesondere bei Kraftfahrzeugen üblich.
Der Kreislauf steht bis zu der dem Außenluftdruck entsprechenden Siedetemperatur
des Kühlmittels unter dem Außenluftdruck, mit dem derselbe gefüllt wurde. Wenn die
Siedegrenze erreicht ist, entsteht in dem Kühlkreislauf Überdruck, dessen Höchstwert
durch ein vorgesehenes Überdruckventil begrenzt ist.
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Für Regeleinrichtungen, welche von dem Zustand des Kühlmittelumlaufs
abhängig sind, wurden bisher meistens Wärmefühler verwendet, durch welche der zu
regelnde Betriebswert beeinflußt wurde. Derartige Wärmefühler haben den Nachteil,
daß eine verhältnismäßig große Temperaturspanne notwendig ist, um einen genügenden
Regelweg zu erhalten. Auch muß der Regelbereich noch beträchtlich unterhalb der
Siedegrenze des Kühlmittels bei normalem Außenluftdruck liegen, da diese bei Überführung
des Fahrzeuges nach höher gelegenen Gegenden tiefer gelegt wird.
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Durch die Erfindung werden solche Wärmefühler mit ihren Nachteilen
ersetzt und eine besonders vorteilhafte Regeleinrichtung geschaffen dadurch, daß
ein Druckmesser, z. B. in Form einer Druckdose mit Biegehaut, vorgesehen wird, durch
welchen die Anderungen des statischen Überdruckes
zwischen dem Siedepunkt
des Kühlmittels bei dem niedersten Luftdruck und dem Höchstdruck auf die zu regelnde
Einrichtung übertragen werden. Dabei ergibt sich der Vorteil, daß der- Kühlmittelumlauf
bis zur Siedegrenze benutzt werden kann, ohne daß eine Beeinflussung der Regeleinrichtung
notwendig ist, so daß die Regelung selbst erst oberhalb der Siedegrenze und innerhalb
verhältnismäßig enger Temperaturgrenzen wirksam ist, da z. B. bei Wasser schon bei
geringen Temperaturspannen sich genügende Drucksteigerungen ergeben. Die Kraftanlage
kann also beliebig lange Zeit in der Nähe der Siedegrenze mit Vollast betrieben
werden. Auch Veränderungen der Höhenlage, in denen das betreffende Fahrzeug sich
bewegt, stören die Wirkung der Regeleinrichtung nicht, da beim normalen Betrieb
sich zum Teil schon infolge der unvermeidlichen geringen Undichtheiten der infolge
Veränderungen der Höhenlage geänderte Außenluftdruck auch in dem Kühlsystem einstellt
und deshalb stets mit dem Überschreiten der Siedegrenze, die je nach der Höhenlage
veränderlich ist, die Regulierung einsetzt. Häufig wird auch ein Unterdruckventil
vorgesehen, das die Entstehung von Unterdruck, bei Abkühlung verhindert.
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Der Druckmesser wird an einer Stelle angeordnet, an der er durch den
Strömungsdruck des Kühlmittels nicht beeinflußt wird, z. B. in dem Ausgleichbehälter
eines Kühlwasserkreislaufs. D'er Druckmesser kann auch in einer gewissen Entfernung
von den Kühlmittelräumen liegen und durch eine Leitung den Druck. im Kühlsystem
zugeführt erhalten.
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Durch eine Regeleinrichtung nach der Erfindung können beispielsweise
Einrichtungen, welche den Kühlkreislauf selbst beeinflussen (Kühlerabdeckung, Nebenschlußleitung,
Lüfter), oder es kann die Leistungsregelung der Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeuges
beeinflußt werden derart, daß diese bis zum Erreichen des Siedepunktes durch den
Fahrzeugführer oder durch eine andere Regeleinrichtung unbeschränkt ausgelegt werden
kann. Erst oberhalb des Siedepunktes erfolgt in dem ,Maße der Überschreitung desselben
und damit'der Erhöhung des Überdrucks im Kühlwasserkreislauf eine Herabsetzung der
Leistung, so daß Schädigungen irgendwelcher empfindlicher Teile, z. B. der Kühleinrichtung
selbst, der BTennkraftmaschine oder anderer unter dem Einfluß der Kühleinrichtung
stehender Teile, z. B. eines in der Kraftübertragung angeordneten wassergekühlten
Turbowandlers, vermieden werden. Der Druckmesser kann in an sich bekannter Weise
auf den Steuerschieber eines Kraftverstärkers einwirken. Bei geeigneter Bauart des
Druckmessers,. z. B.. bei Anwendung eines unter dem Druck in dem Kühlkreislauf stehenden
genügend großen Kolbens, kann jedoch ein Kraftverstärker entbehrt werden, da durch
einen solchen Kolben ein hohes Arbeitsvermögen erreichbar ist.
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Die Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung schematisch, größtenteils
geschnitten. Dabei ist die Brennkraftmaschine mit i bezeichnet, z ist die Kühleinrichtung,
die durch die Leitungen 3 und 4 mit der Brennkraftmaschine in Verbindung steht.
5 ist der Ausgleichbehälter für die Kühleinrichtung, der durch die Leitung 6 mit
dieser verbunden ist. 7 ist ein Überdruckventil am AusgleichbehäIter, & ein
Überlaufrohr, 9. eine Leitung, die vom Ausgleichbehälter zu dem Druckmesser io führt.
Dieser besteht aus einer im Druckraum i i der Dose 14 angeordneten Biegehaut 12,
die über eine Platte 13 einen Steuerschieber 15 gegen die Wirkung der Feder 16 bewegt.
Der Siteuerschieber 15 besitzt die Entlastungsbohrung 18 und die Ausnehmung ig.
Er ist in der Nabe 2o eines Kolbens 21 axial verschiebbar angeordnet. Der Kolben
21 ist in dem Zylinder 30 verschiebbar angeordnet und besitzt die Ringnut
22: sowie eine Querbohrung 2,3,
welche die Ausnehmung i9 im Steuerschieber
15 mit der Ringnut 22 verbindet. In den Raum 25 vor dem Kolben 2 i mündet der Kanal
26, in den Raum 28 hinter dem Kolben 2ii mündet der Kanal 29. In den Zylinder
30 mündet die Druckleitung 31; 32 ist eine Entlüftungsbohrung, die den Raum
hinter der Biegehaut 12 mit außen verbindet.
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Der Kolben 21 steht über eine Stange 35 mit der Kurvenscheibe 36 in
Verbindung. An der Steuerkurve der Scheibe 36 liegt die Rolle 37 an, die im Vergasergestänge
38 gelagert ist, welches zu dem nicht dargestellten Brennstoffregelhebel führt.
Die Feder 34 drückt die Rolle 37 an die Steuerkurve 36 an. .Mit dem Gestänge 3;8
wird die Zufuhr von Brennstoff zur Brennkraftmaschine i durch Verstellen der Drosselklappe
4o eingestellt.
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Die erfindungsgemäße Anordnung ist in einem Betriebszustand gezeigt,
bei welchem die Kühlmitteltemperatur sich noch unterhalb der Siedegrenze befindet.
Die Feder 16 im Druckmesser hält dabei die Biegehaut 12 in ihrer oberen Endlage,
so daß auch der Steuerschieber 15, der Kolben 2.1 und die Scheibe 36 in einer Stellung
stehen, in welcher die Brennstoffzufuhr zur B.rennkraftmaschine völlig geöffnet
ist und der Fahrzeugführer die Drosselklappe 4o im Schließsinne betätigen kann.
Erreicht in diesem Betriebszustand die Temperatur des Kühlmittels im Ausgleichbehälter
5 einen Wert, bei welchem die Siedegrenze- des Kühlmittels überschritten wird, so
entsteht im Ausgleichbehälter ein Überdruck, dessen obere Grenze der Einstellung
des Überdruckventils 7 entspricht. Dieser Überdruck wird über die Leitung 9 ins
den, Druckraum 11 des Druckmessers geleitet und verschiebt dort die Biegehaut iz
gegen die Feder 16 um einen geringen Betrag nach unten. Bei dieser Bewegung steuert
der Steuerschieber 15 das der Ausnehrnung i9 über die Teile 31, 22, 23 zuströmende
Druckmittel über den Kanal 26 dem. Raum 25 zu, so d'aß der Kolben 21 ebenfalls nach
unten, verschoben wird, und zwar mit einer Kraft, die dem aus: der Leitung 31 zutretenden
Druckmitteldruck und der beaufschlagten Fläche des; Kolbens 2!i entspricht. Dabei
ist der Raum 2$ über den Kanal 29 und die Bohrung 18 entlüftet. Der Kolben, 21 benwegt
sich so lange nach unten, bis die Mündung des. Kanals 26 durch den Steuerschieber
15 wieder abgeschlossen
ist. Steigt der Druck im Raum i i weiter,
an, so wird die Bewegung der' Biegehaut 12 bzw. des Steuerschiebers 15 und: des,
Kolbens 21 fortgesetzt.
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Bei dieser Bewegung nach unten wird' die Steuerscheibe- 36 um den
Drelhpunkt 39 im Uhrzei,gersinn verdreht, so daß über die: Rolle 37 das Verstellgestänge
38 gegen die, Wirkung der Pedelr 3,4 nach rechts bewegt und damit die D,rosselklappe
d.o im Schließsinn verdreht wird. Dadurch geht der Wärmeanfall in der Brennkraftmaschine
zwrück, so daß auch die Temperatur des Kühlmittels: fällt. Unterschreitet diese
die Siedegrenze, so verschwindet der Druck im Raum i i der- D,ruckd:ose" und die
Feder 16 bewegt die Biegehaut 12 mit dem Steuerschieber 15 wieder nach oben. Infolgedessen
wird die Mündung des Kanals 29 zunächst versch:lossen, Beim Weiterbewegen kommt
die Ausnehmung i9 des: Steuerschiebers 15 mit diesem Kanal in Verbindung, gleichzeitig
wird der Raum 25 über den. Kanal 28 und, die Bohrung 18 entlüftet. Es gelangt jetzt
Druckmittel über den Kanal 29 in den Raum 28, so d.aß der Kolben 21 ebenfalls nach
oben dem Steuerschieber nachbeiwegt wird. D@ad'urch gilbt die Steuerkuirve 36 das
Bre@nnis.toffregelg estänge 38 für eine! Verstellung der Brennstoffzufuhr im Öffnungssinn
wieder frei.