DE941882C - Verfahren zum Verkuerzen der Kaltlaufzeit von fluessigkeitsgekuehlten Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Verkürzen der Kaltlaufzeit .von flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verkürzen der Kaltlaufzeit von flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschinen.
• Bekanntlich tritt ein außergewöhnlich hoher Verschleiß der Zylinder dann auf, wenn die Zylindertemperatur unter dem Taupunkt des im Zylinder befindlichen Gemisches liegt. Dies ist besonders beim Anlassen und zum Teil auch bei geringer Belastung der Fall.
• Es wurde vorgeschlagen, den Zylinder mit einem Mantel zu versehen und den Hohlraum zwischen Zylinder und Mantel mit einem bei Zimmertemperatur festen und bei Betriebstemperatur flüssigen Material, z. B. metallischem Natrium, auszufüllen.
• Durch diese Maßnahme würde die Wärmedurchgangszahl vom Zylinderinnern zur Kühlflüssigkeit. verringert und somit auch. die Kaltlaufzeit verkürzt werden. Die vorgeschlagene Maßnahme hat aber zwei wesentliche Mängel. Erstens müßte die Wandstärke der Zwischenschicht sehr groß sein, um eine wirksame Verringerung der Wärnledurchgangszahl zu erhalten, da beispielsweise die Wärmeleitzahl des als Füllmittel vorgeschlagenen Natriums doppelt so hoch ist als die des Eisens; zweitens tritt eine verminderte Kühlwirkung bei Betriebstemperatur ein, da zwar die Wärmedurchgangszahl beir flüssigem Füllmittel größer ist als bei festem, aber immer noch wesentlich kleiner als bei einem Zylinder ohne Mantel und Füllmittel.
• Bekannt ist auch ein Verfahren zum Verkürzen der Kaltlaufzeit von .Brennkraftmaschinen mit Flüssigkeitskühlung, bei dem nach Abstellen der Maschine das Kühlmittel aus- dein Kühlraum in einen - und zwar wärmeisolierten - Zusatzbehälter gefördert wird und bei Wiederanlassen der Maschine aus dem Zusatzbehälter, und somit angewärmt, wieder in den Kühlraum zurückgefördert wird. Dieses Verfahren verlangt einen sehr gut isolierten Behälter und bedingt dadurch hohe Herstellungskosten und einen entsprechend großen Platzbedarf. Eine wesentliche Vorwärmung der Innenwand des Zylinders könnte nur bei Verwendung eines schwer siedendenKühlmittels mitaüßergewöhnlich hoher Betriebstemperatur erreicht werden; sie verlangt also ein gegenüber Wasser sehr viel teureres Kühlmittel, und überdies ist das Temperaturgefälle zwischen Zylinder und Kühlmittel - und damit die Kühlwirkung - wesentlich geringer. Bekannt ist überdies bei einem solchen Verfahren, das Kühlmittel bei unter einen vorbestimmten Grad abfallender Temperatur selbsttätig aus dem Kühlraum in den Zusatzbehälter zu fördern.
• Unter Vermeidung der den vorgenannten Verfahren anhaftenden Nachteile soll das Kühlmittel erfindungsgemäß nachWiederanlassen derMaschine mit leerem Motorgehäuse entsprechend der steigenden Temperatur des Maschinenzylinders allmählieh in das Motorgehäuse zurückgefördert werden. Für die Förderung des Kühlmittels vom Behälter in das Motorgehäuse kann eine beliebige Fördermethode verwendet werden..
• Bei Motoren, bei denen der Kühlwasserumlauf durch eine Druckpumpe erfolgt, kann die Förderung des Kühlwassers in das Motorgehäuse in einfacher Weise durch diese Druckpumpe erfolgen.
• Um zu erreichen, daß die Füllung des- Motorgehäuses beim Erreichen der Betriebstemperatur des Zylinders beendet ist, können an sich beliebige Mittel verwendet werden. Falls die Förderung des Kühlwassers in das Motorgehäuse durch eine Druckpumpe erfolgt, kann die Fördermenge, der Pumpe so eingestellt werden, daß die Förderung gerade beendet ist, wenn. der Motorzylinder seine Betriebstemperatur erreicht hat.
• Die Förderung des Wassers vom Motorgehäuse in den Behälter kann nach einer beliebigen Fördermethode stattfinden; sie kann durch die Schwerkraft erfolgen, wenn der Behälter tiefer als das Motorgehäuse liegt. Das Wasser. kann dann, wenn ein zwischen das- Motorgehäuse und den: Behälter geschaltetes Ventil -durch einen.Thermostaten geöffnet wird, in den Behälter abfließen: Der Thermostat öffnet das Ventil, wenn das Kühlwasser eine bestimmte Mindesttemperatur erreicht hat. Die temperaturabhängige Schaltung der Förderung vom Motorgehäuse zum Behälter kann :natürlich auch durch irgendein anderes Mittel bewirkt werden.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.
• Zwischen dem Motorgehäuse i und dem Kühler 2 ist in bekannter Weise eine Druckpumpe 3 g,` schaltet, die den Wasserumlauf zwischen Motorgehäuse r - und- Kühler 2 bewirkt. Die Pumpe 3 saugt das Wasser über ein Doppelventil q. an, das einerseits an den Kühler 2, andererseits an den tiefer als das Motorgehäuse liegenden Behälter 5 angeschlossen ist.
• Beim Kaltstart steht das Ventil q. so, daß die Leitung zum Kühler 2 geschlossen und die Leitung zum Behälter 5 geöffnet ist. Das Motorgehäuse i ist dann ohne Wasserfüllung, und der Behälter 5 ist vollständig mit Wasser gefüllt. Sobald der Motor läuft, beginnt durch die Pumpe 3 die Förderung des Wassers vom Behälter 5 zum Motorgehäuse i. Die Fördermenge ist dabei entsprechend dem vorhandenen Motor so eingestellt, daß die Füllung des Motorgehäuses: I gerade in dem Zeitpunkt vollendet ist, in dem der Motorzylinder 6 seine Betriebstemperatur erreicht hat.
• In die obere Verbindung zwischen Motorgehäuse i und Kühler :2 ist in bekannter Weise ein Thermostat 7 zur Regelung des Kühlwasserumlaufes eingeschaltet. Sobald das Wasser im Motorzylinder die am Thermostaten 7 eingestellte Temperatur erreicht hat - .diel normalerweise 8o° C -beträgt - öffnet sich der Thermostat 7, und das warme Wasser gelangt in den Kühler 2 und zu einem oben im Kühler befindlichen Thermostaten. B. Dieser Thermostat 8 steht durch eine Leitung 9 mit dem Ventil q. in Verbindung und ist so eingestellt, daß im Ventil q. die Leitung zum Kühler 2 geöffnet und zum Behälter 5 geschlossen ist, wenn die KühlwassertempeTatur größer ist alls die am Thermostaten 8 eingestellte Mindesttemperatur (zweckmäßigerweise etwa 40 ' C). Sinkt die Kühlwassertemperatur unter diese Mindesttemperatur, so ist die Stellung des Ventils q. umgeehrt. Bei mechanischer Betätigung des Ventils q. kann die Leitung 9 beispielsweise ein Bowdenzug sein., während bei elektrischer Betätigung die Leitung 9 ein. elektrisches Kabel ist.
• - Durch das mit einer Temperatur von etwa 8o° C an den Thermostaten gelangende Wasser wird das Ventil 4. also in die in der Zeichnung dargestehte Stellung gebracht, und das Kühlwasser kann in bekannter Weise zwischen: Motorgehäuse i - und Kühler 2, zirkulieren.
• Sinkt bei einem längeren Stillstand des Motors die Temperatur des Kühlwassers unter q.0° C, so wird; unter Einwirkung des Thermostaten 8, am Ventil q. die Leitung :zum Kühler 2 geschlossen und die Leitung zum Behälter 5 geöffnet; das Wasser im Motorgehäuse i läuft daraufhin durch die Schwerkraft in, den Behälter 5 ab.
• Wird der Motor wieder ne angelassen, so beginnt wieder die Förderung des Wassers vom Behälter 5 in das Motorgehäuse i, wie zuvor erläutert.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Verkürzen der Kaltlaufzeit von flüssigkeitsgekühlten. Brennkraftmaschinen, bei dem das Kühlmittel nach Abstellen der Maschine bei Absinken unter eine vorherbestimmte Temperatur selbsttätig aus dem Motorgehäuse in einen. Zusatzbehälter und bei Wied eranlassen der Maschine zurück in das Motorgehäuse gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel nach Anlassen der Maschine mit leerem Motorgehäuse entsprechend der steigenden Betriebstemperatur des Maschinenzylinders allmählich in das Motorgehäuse zurückgefördert wird. z. Brennkraftmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch r mit zur Umlaufförderung des Kühlmittels vorgesehener Druckpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleistung der in an sich bekannter Weise zum Rückfördern des Kühlmittels aus dem Zusatzbehälter benutzten Umlauf-Druckpumpe so eingestellt ist, daß das Kühlmittel im Motorgehänse seinen höchsten bzw. normalen Stand erreicht, sobald der Motorzylinder bis zur günstigsten Betriebstemperatur erwärmt ist. 3. Brennkraftmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch f mit tiefer als das Motorgehäuse liegendem Zusatzbehälter, in den das Kühlmittel bei Öffnen eines Ventils abläuft, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil in. der Leitung zwischen Motorgehäuse und Zusatzbehälter so. angeordnet ist und durch einen im Kühlmittel angeordneten Thermostaten derart gesteuert wird, daß die Verbindung zwischen Motorgehäuse und Behälter offen, die Leitung vom Ventil zum Kühler jedoch geschlossen ist, wenn die Kühlmitteltemperatur kleiner ist als eine am Thermostaten. eingestellte Mindesttemperatur, und daB die Leitung vom Ventil zum Behälter geschlossen, die Verbindung zwischen Kühler und Motorgehäuse jedoch offen ist, wenn die Kühlmitteltemperatur höher ist als die eingestellte Mindesttemperatur. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 303 821, 843 185; britische Patentschrift Nr. 549 097.