EP0496942A1 - Vapour-cooled internal combustion engine - Google Patents

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EP0496942A1
EP0496942A1 EP91116197A EP91116197A EP0496942A1 EP 0496942 A1 EP0496942 A1 EP 0496942A1 EP 91116197 A EP91116197 A EP 91116197A EP 91116197 A EP91116197 A EP 91116197A EP 0496942 A1 EP0496942 A1 EP 0496942A1
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EP
European Patent Office
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coolant
internal combustion
combustion engine
engine according
cooler
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Withdrawn
Application number
EP91116197A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Sausner
Klaus Mertens
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Carl Freudenberg KG
Original Assignee
Carl Freudenberg KG
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F01P11/02Liquid-coolant filling, overflow, venting, or draining devices
    • F01P11/029Expansion reservoirs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
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    • F01P3/22Liquid cooling characterised by evaporation and condensation of coolant in closed cycles; characterised by the coolant reaching higher temperatures than normal atmospheric boiling-point
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    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control

Definitions

  • the invention relates to an evaporation-cooled internal combustion engine in which a cooling system through which a liquid coolant can flow and which can be pressurized can be connected to an expansion tank and a cooler.
  • the cooling system essentially consists of a water jacket of the internal combustion engine, a cooler which is designed as a condensation cooler, a condensate tank and a container which is divided into two partial chambers by a partition wall, the chamber facing away from the cooling system being open to the atmosphere.
  • the task of this system is to temporarily draw the air in the hermetically sealed system out of the system and to keep it away from the condenser in order to improve the function of the system.
  • the air, which is detrimental to the function of the system is stored in the container with the partition when the internal combustion engine is at operating temperature and is conveyed back into the system when the machine is cooling in order to avoid the creation of a vacuum.
  • the invention has for its object to further develop an evaporative-cooled internal combustion engine of the type mentioned in such a way that there is no impairment of the performance properties at low outside temperatures, that the efficiency and performance characteristics of the cooling system of the internal combustion engine are significantly improved and the reliability is increased.
  • the expansion tank is connected by means of a connecting line to a zone of the cooling system which is always filled with liquid coolant during operation of the internal combustion engine, and that the expansion tank is at least one relatively movable, Liquid-tight partition is assigned, which divides the expansion tank into a liquid coolant-containing space and a spring space.
  • the volume of liquid stored in the expansion tank has the function of a water reservoir in addition to pressure equalization in the system.
  • the boiling point of the coolant is adjusted according to the pressure in the cooling system.
  • the characteristic curve of the system pressure can be influenced by the relatively movable, liquid-tight partition, which is arranged in the expansion tank.
  • the spring chamber of the expansion tank can be hermetically sealed, the relatively movable partition wall being supported on the enclosed air (air spring).
  • a support on a spring element arranged in the spring chamber with spring chamber open to the atmosphere is also conceivable. With increasing pressure in the cooling system and increasing volume of the coolant-containing space, the pressure on the spring element also increases.
  • the cooling system contains at least one condensation cooler. This cooling system is particularly economical and functions well and is particularly suitable for large series.
  • a convection cooler is assigned in parallel to the condensation cooler. It is advantageous here that a temperature of the coolant is present in the area of the coolant pump, which temperature is composed of the condensate temperature and the temperature of the coolant cooled by the convection cooling. This temperature is always below the boiling point of the coolant, so that no cavitation occurs even through the suction pressure of the coolant pump. The service life of the coolant pump is increased by the fact that it delivers steam-free. It is also advantageous that the liquid coolant is conveyed into the internal combustion engine at a largely constant inlet temperature.
  • the condensation cooler has vertical coolant passage lines. This configuration results in a high efficiency of the condenser in that the condensate arising runs off particularly quickly from the coolant passage lines in the direction of the coolant discharge line. It is also advantageous that the coolant inlet into the coolant passage lines of the condensation cooler is above the level of the liquid coolant when the machine is warm. This configuration ensures that only evaporated, gaseous coolant and no larger liquid components pass through the coolant passage lines, which further increases the efficiency of the cooling system.
  • a condensate return can be assigned to the condensation cooler.
  • the condensate return feeds the condensate accumulating in the area of the inlet of the coolant passage lines without it running through the condensation cooler in the direction of the coolant pump.
  • the condensate return also contributes to the high efficiency of the cooling system.
  • the cooling system is provided with a coolant inlet line and a coolant outlet line and is advantageously completely filled with liquid coolant in the case of steam-free operation.
  • the cooling system is characterized by very good usage properties, easy filling and high reliability. When the machine is cold, the cooling system can be filled to the brim through a filler neck, so that there is no need to measure the liquid coolant exactly. Vent lines are provided both on the cooling system and on the internal combustion engine, which end in the cover of the filler neck.
  • the cover of the filler neck contains a pressure relief valve that opens to the atmosphere at critical system pressure to blow off steam. Because the coolers are completely filled with coolant during the steam-free operation, there is no risk of the coolers being damaged by freezing, even in winter, when the outside temperature is low.
  • the coolant which mostly consists of water and contains antifreeze, is contained in the entire cooling system and, compared to the prior art, has no zones without antifreeze. There is also the possibility that the in the steam entering the condenser entrains liquid constituents which are collected in the area of the coolant passage lines of the condenser and are fed to the coolant pump by the condensate return through the condensate return.
  • a first check valve can be arranged between the coolant inlet line and the coolant outlet line, which opens only in the direction of the coolant outlet line.
  • the first check valve has the task of releasing the direct passage between the coolant supply line and the coolant discharge line in the case of a steam-free internal combustion engine, that is to say during the starts and shortly thereafter, so that the circulating coolant can be quickly heated without cooling.
  • the rapid heating during the warm-up phase minimizes wear on the adjacent internal combustion engine and reduces pollutant emissions.
  • an expansion thermostat can be connected upstream of the coolant drain line, wherein the expansion thermostat can be assigned to the convection cooler and a bypass adjacent to the convection cooler and regulates the coolant mass flow from the convection cooler and bypass in the direction of the coolant drain line.
  • an externally controllable thermostat can also be used.
  • the use of a thermostat is particularly advantageous for influencing the component temperatures of the internal combustion engine. When the internal combustion engine is cold, the expansion thermostat closes the coolant passage through the convection cooler and releases the coolant passage through the bypass. The coolant takes the comparatively direct one Path between coolant supply line and coolant discharge line via the bypass without it flowing over the radiator. The coolant is fed to the internal combustion engine largely uncooled.
  • the expansion thermostat gradually closes the coolant passage through the bypass and clears the way through the cooler.
  • the cooled coolant is then fed back to the internal combustion engine for cooling.
  • the advantage here is that the cooling system has a more constant operating behavior. Interference, for example by switching the vehicle interior heating on and off or by an oil cooler, can thereby be reduced. It is also advantageous that the greater flow of coolant through these components requires a greater heating or cooling capacity.
  • a coolant pump can be arranged, which is assigned a second check valve that opens in the direction of the internal combustion engine.
  • the advantage here is that the internal combustion engine can be arranged at any height, relative to the cooler, without the coolant from the internal combustion engine can flow back into the cooler. This ensures an adequate coolant level in the internal combustion engine at all times. If, for example, the internal combustion engine is switched off after a long full load run and the condensation cooler is almost completely filled with steam, there is no risk that when the motor is also switched off Coolant pump the coolant located in the internal combustion engine flows back into the cooler and thus leads to overheating and irreparable damage to the internal combustion engine.
  • a first valve can be connected upstream of the coolant pump.
  • the valve is expediently to be arranged such that it is provided between the coolant return from the coolers and the line to the adjacent coolant pump.
  • the first valve is designed as a float valve and the supply line to the coolant pump can be closed if necessary without blocking the connecting line between the expansion tank and the coolant pump. If, for example, there is no longer any liquid coolant in the intake area of the coolant pump due to very fast cornering, the first valve closes the access from the cooler to the coolant pump.
  • the coolant pump then temporarily transports liquid coolant from the coolant reservoir, which is formed by the expansion tank, and feeds it to the internal combustion engine. If the level of the liquid coolant in the cooler rises again, the first valve is moved into the open position, so that the coolant pump draws liquid coolant out of the coolers.
  • a second valve can be connected upstream of the condensation cooler. If there is a convection cooler parallel to the condensation cooler, the second valve is also upstream of this.
  • the second valve can be designed as a float valve. The second valve has the task of only allowing the coolant to pass through the cooler when the coolant has warmed up and to a certain extent already evaporated. With the onset of evaporation, increasing pressure and thereby falling coolant level, the second valve opens the passage to the adjacent coolers, so that the internal combustion engine is cooled and protected against overheating.
  • the partition in the expansion tank can consist of a piston.
  • the piston which divides the expansion tank into a space containing liquid coolant and a spring space, is a particularly simple and economical component to manufacture.
  • the partition can also be formed, for example, by a rolling membrane.
  • the partition can be supported on a compression spring arranged in the spring chamber. It is advantageous here that the spring is arranged in the coolant-free space and, as a result, spring bodies made of foam and elastomeric material can be used in addition to helical compression springs and disc springs. The coolant surrounding them does not affect their performance.
  • the spring chamber can be connected to the intake system of the internal combustion engine by means of a vacuum line, which can be closed by at least one shut-off valve. It is a prerequisite that a suction system is available and that it also provides a vacuum that is sufficient to operate the partition properly. If the internal combustion engine is a diesel engine, the vacuum line can advantageously be connected to the vacuum pump of the brake system.
  • the boiling point of the coolant is adjusted according to the pressure in the cooling system.
  • the temperature of the internal combustion engine can be optimally adapted to the respective load condition.
  • To regulate the system pressure provision is made to apply a negative pressure to the relatively movable, gas-tight partition.
  • the application of negative pressure can be generated by the suction system of the internal combustion engine or a separately arranged suction pump. By deflecting the partition in the expansion tank, the total volume of the cooling system and thus the system pressure are regulated depending on the operating point of the internal combustion engine.
  • the desired system pressure can be determined, for example, from the following parameters: coolant temperature, component temperature, amount of vacuum in the intake manifold, position of the throttle valves, speed of the internal combustion engine, injected fuel quantity, ambient temperature and vehicle speed.
  • coolant temperature for example, from the following parameters: coolant temperature, component temperature, amount of vacuum in the intake manifold, position of the throttle valves, speed of the internal combustion engine, injected fuel quantity, ambient temperature and vehicle speed.
  • a vacuum accumulator can be assigned to the vacuum line. This is particularly useful if the suction system of the internal combustion engine does not provide a vacuum that is sufficient in all load states Adapt system pressure in the cooling system to the respective load conditions.
  • the suction system without a vacuum accumulator provides a high vacuum, while in the full load range when low system pressure and a low boiling temperature of the coolant are required.
  • the suction system generates only a little negative pressure, which under certain circumstances may not be sufficient to further reduce the system pressure in the cooling system.
  • a vacuum accumulator is arranged in the vacuum line, which ensures a sufficient supply of the expansion chamber in the expansion tank with vacuum in each load range.
  • 1, 2, 3, 4, 5 and 6 each show an evaporatively cooled internal combustion engine 21 in which a cooling system 3 through which a liquid coolant can flow and which can be pressurized is connected to an expansion tank 1 and a cooler.
  • the cooler consists of a condensation cooler 7 and a convection cooler 8 arranged parallel thereto.
  • the expansion tank 1 is assigned a relatively movable, liquid-tight partition 4 in the form of a piston, which divides the expansion tank 1 into one liquid coolant containing space 5 and a spring space 6 divided.
  • At least the condensation cooler 7 has vertical coolant passage lines 9.7, as explicitly shown in FIGS. 1 to 3. The coolant passage lines through the condensation cooler 7 also run vertically in FIGS.
  • a condensate return 10 is provided in all figures, which is arranged in the condensation cooler 7.
  • the vertical coolant passage lines as well as the condensate return ensure good efficiency of the cooling system 3.
  • the expansion tank is closed to the environment. If the partition 4 moves with increasing pressure in the cooling system 3 in the direction of the spring chamber 6, the enclosed gas located therein acts like an air spring. 2, the partition 4 is supported on a compression spring 18 arranged in the spring chamber 6, the spring chamber 6 being connected to a suction system 22 via a vacuum line 19. In the vacuum line 19, a check valve 20 is provided, which can be closed if necessary.
  • FIG. 1 the expansion tank is closed to the environment. If the partition 4 moves with increasing pressure in the cooling system 3 in the direction of the spring chamber 6, the enclosed gas located therein acts like an air spring. 2, the partition 4 is supported on a compression spring 18 arranged in the spring chamber 6, the spring chamber 6 being connected to a suction system 22 via a vacuum line 19. In the vacuum line 19, a check valve 20 is provided, which can be closed
  • the first check valve 13 from FIGS. 1 and 2 is replaced by an expansion thermostat 24 which regulates the coolant mass flow from the convection cooler 8 and the bypass 25 in the direction of the coolant drain line 12 as a function of the coolant temperature.
  • the temperature of the coolant reaching the coolant pump 14 is composed of a maximum of three partial temperatures. It results from the temperature of the uncooled coolant from the bypass 25, the temperature of the coolant flowing through the convection cooler 8 and the Temperature of the condensate that exits the condensation cooler 7.
  • FIGS. 1 to 3 are characterized by compact dimensions, simple construction and particularly economical to manufacture. 4 to 6, an evaporative-cooled internal combustion engine is shown as a simplified block diagram for the sake of clarity. Of course, there is also the possibility of combining the components in a housing, similar to FIGS. 1 to 3. The detailed design of the condensation cooler 7 and the convection cooler 8 can be found in FIGS. 1 to 3.
  • Fig. 4 shows an evaporative-cooled internal combustion engine according to the invention, in the cold state before start-up or shortly after starting.
  • the cooling system is completely filled with coolant and is steam-free.
  • the liquid coolant-containing space 5 of the expansion tank 1 has its smallest volume.
  • FIG. 5 shows the internal combustion engine according to FIG. 4, the amount of heat supplied being smaller than the amount of heat which can be removed.
  • Fig. 6 shows an extreme case for which the cooling system must be designed.
  • the amount of heat supplied is equal to the amount of heat that can be removed. This is the case if, for example, the mountains are driven at low speeds for a long time under full load.
  • FIGS. 4 to 6 differ essentially from FIGS. 1 to 3 in that the direct connection between the expansion tank 1 and the condensation cooler 7 is closed with the coolant drain line 12 and the connecting line 2, in which a check valve is arranged, in the bypass 25 is performed.
  • the main advantage of this embodiment according to FIGS. 4 to 6 is the fact that the condensate is not fed directly to the internal combustion engine. This avoids that comparatively cold condensate is fed directly, for example, into a very hot internal combustion engine (full load) and can lead to high thermal stresses, possibly even stress cracks.
  • the expansion thermostat which, as shown here for example, is arranged at the coolant outlet of the convection cooler and bypass, but can also be arranged at its inlet, has the same functions as the expansion thermostat from FIG. 3.
  • 1 shows the evaporative-cooled internal combustion engine 21 according to the invention with a steam-free cooling system 3, shortly after starting, when it has not yet reached its optimum operating temperature.
  • Both the convection cooler 8 and the condensation cooler 7 are completely filled with liquid coolant, which can consist of water containing antifreeze. Even at very low outside temperatures, there is no risk that the cooler will be damaged by freezing.
  • the filling of the cooling system 3 with cooling liquid is particularly simple. To fill in cooling liquid, the cover of the filler neck 23 is removed and coolant is filled in until the liquid is level with the filler neck 23.
  • the second valve 17, which is designed as a float valve, lies against its upper sealing seat in the direction of the condensation cooler 7 because it is completely surrounded by cooling liquid.
  • the second valve 17 seals the access to the convection cooler 8.
  • the first check valve 13 is open due to the closed second valve 17 and the suction pressure of the coolant pump 14, as is the first valve 16, which, like the second valve 17, is designed as a float valve. This causes the coolant to be pumped through the internal combustion engine 21 in a small circuit.
  • the coolant passes from the coolant supply line 11 past the first check valve 13 and the first valve 16 to the coolant pump 14 and is fed back from there past the second check valve 15 to the internal combustion engine 21.
  • the first check valve 13 is only open as long as the second valve 17 is closed is.
  • the expansion tank 1 has the lowest volume in the area of the coolant-containing space 5. The volume of the spring chamber 6 is greatest.
  • FIG. 2 shows the internal combustion engine 21 according to FIG. 1, the operating temperature of which has risen, with part of the liquid coolant having already evaporated and being largely in the condensation cooler 7. Due to the increased pressure in the cooling system 3, the partition 4 of the expansion tank 1 has been moved in the direction of the spring chamber 6 in order to release volume for the steam that is produced. As a result of the evaporated coolant components, the level of the liquid coolant in the convection cooler 8 and the condensation cooler 7 has decreased, as a result of which the second valve 17 has opened the passage in the direction of the condensation cooler 7. At the same time, the passage to the convection cooler 8 was opened, through which liquid coolant flows.
  • the coolant passage lines 9.7 of the condensation cooler 7 have an inlet which is approximately at the level of the valve seat of the second valve 17 and is only surrounded as quickly as possible by vaporous coolant when the coolant begins to evaporate. This ensures that the coolant passage lines 9.7 of the condensation cooler 7 are only flowed through by steam, which requires an extremely high efficiency.
  • the coolant located in the area of the inlet opening of the coolant passage lines 9.7 is discharged via a condensate return 10.
  • the vertically arranged coolant passage lines 9.7., 9.8 of the condensation cooler 7 and the convection cooler 8 have the advantage of contributing to a good efficiency of the cooling system.
  • the first check valve 13 closes when the second one is open Valve 17 the direct circulation path to the coolant pump 14, so that the coolant must take the way through the cooler. The risk of overheating of the connected internal combustion engine 21 is thereby excluded.
  • the first valve 16 is open as long and clears the way to the coolant pump 14 as long as liquid coolant flows around it. The first valve essentially has the task of ensuring that the coolant pump 14 only sucks in liquid coolant.
  • the liquid coolant in the condenser has dropped to a level during the long journey in the full load range, which just keeps the first valve 16 in the open position, it can happen in extreme situations, for example when cornering quickly, that the remaining coolant is caused by flying forces from the suction area of the coolant pump 14 is displaced.
  • the first valve 16 closes the passage from the coolers to the coolant pump, so that the coolant pump 14 does not draw in vaporous coolant, which can lead to cavitation in the pump and its destruction. Instead, the coolant pump 14 temporarily transports liquid coolant from the expansion tank 1 and leads it to the internal combustion engine 21 for cooling.
  • the check valve 15 has the task of not returning the coolant in the coolant discharge line 12 back to the cooler to flow. A sufficient fluid level within the internal combustion engine 21 is then guaranteed at all times.
  • FIG. 2 in contrast to FIG. 1, the partition 4 is supported on a compression spring 18, the spring chamber 6 being connected to a suction system 22 via a vacuum line 19 in which a shut-off valve 20 is arranged.
  • a vacuum line 19 in which a shut-off valve 20 is arranged.
  • the arrangement of the components shown here can influence the system pressure in the cooling system 3, as a result of which the cooling characteristic curve can be adapted to the respective operating states of the internal combustion engine 21.
  • the system pressure in the cooling system 3 can be reduced in order to achieve a lower boiling temperature of the coolant. The earlier evaporation of the coolant brings about greater cooling and better protection against overheating of the internal combustion engine 21.
  • FIG. 3 shows an internal combustion engine 21 with a cooling system 3, which essentially corresponds to FIG. 2.
  • 3 differs from FIG. 3 in that a bypass 25 and an expansion thermostat 24 are arranged in the cooling system 3.
  • the internal combustion engine 21 has reached its optimal operating temperature and the expansion thermostat 24 has closed the bypass 25.
  • the expansion thermostat 24 has released the coolant outlet from the convection cooler 8.
  • the liquid coolant is thereby passed to the convection cooler 8 and the gaseous coolant through the condensation cooler 7 and cooled.
  • the cooled coolant is then fed back to the internal combustion engine 21 via the coolant drain line 12. This allows the temperature of the through the coolant drain line 12 discharged coolant can be adapted even better to certain operating points of the internal combustion engine 21.
  • An adaptation to components which are arranged in the coolant drain line 12 and through which the coolant flows is also better possible with this arrangement.
  • Components through which the coolant flows and which are arranged in the coolant discharge line 12 can be formed, for example, by the vehicle interior heating and / or an oil cooler, which are not shown here.
  • Another advantage that results in the system shown here is that the cooling system 3 has a more constant operating behavior and the interference, especially in comparison to components installed parallel to the cooler, is greatly reduced.
  • FIG. 4 shows an evaporation-cooled internal combustion engine 21, with a cooling system 3, which has an expansion thermostat 24, similar to the system from FIG. 3.
  • the cooling system 3 in this figure is a cold, steam-free cooling system. In this state, the cooling system 3 can easily be filled through the filler neck 23. When the filler neck is open, the vent line 26 is also open. The vehicle interior heating, for example, can also be connected to this line.
  • the second valve 17, in the form of a float valve, is open, while the third check valve 27, which is connected downstream of the condensation cooler 7, is closed.
  • the liquid coolant is fed to the internal combustion engine 21 under thermostat control.
  • the coolant pump 14 can for example, for faster heating of the internal combustion engine during the warm-up phase.
  • the expansion thermostat 24 closes the passage through the convection cooler 8, and the liquid coolant moves in a small circuit through the bypass in the direction of the coolant drain line 12. In this case, the expansion tank 1 has not yet taken up any liquid coolant.
  • the amount of heat supplied is smaller than the amount of heat that can be removed.
  • the pressure rises the coolant is displaced into the expansion tank 1 and the resulting steam flows through the condensation cooler 7 until an equilibrium state occurs in which the released condenser area is sufficient to compensate for that from the internal combustion engine 21 dissipate heat given off to the coolant.
  • the liquid level in the condensation cooler 7 and in the region of the second valve 17 fluctuates in accordance with the heating power of the internal combustion engine 21 and the condenser efficiency which is dependent on the driving speed and the ambient temperature.
  • the suction of the coolant pump 14 creates a differential pressure at the third check valve 27, which gradually brings it into the open position.
  • the condenser cooler becomes liquid 7 and / or sucked out of the liquid coolant-containing space 5 of the expansion tank 1.
  • the expansion thermostat 24 regulates the coolant mass flow from the bypass 25 and the convection cooler 8 in the direction of the coolant pump 14 as a function of the ambient temperature of the coolant Has shifted towards the spring chamber 6 and reduced it.
  • the system pressure in the cooling system 3 can be varied and influenced.
  • the cooling system 3 shows the extreme case for which the cooling system 3 must be designed.
  • the amount of heat supplied is equal to the amount of heat that can be removed.
  • the vapor volume, in particular in the condensation cooler 7, has increased further and displaced liquid which has been taken up in the coolant-containing space 5 of the expansion tank 1.
  • the spring chamber 6 has been further reduced in comparison to the variants shown in FIGS. 4 and 5.
  • the lowering of the liquid level in the area of the second valve 17 closes it, as shown here by way of example.
  • the suction pressure of the coolant pump 14 causes a negative pressure in the connecting line 2, whereby the third check valve 27 opens.
  • a first valve can be arranged, which is designed as a float valve and in extreme driving situations, for example fast cornering, ensures that the coolant pump is not gaseous coolant but liquid coolant from the Expansion tank 1 sucks.
  • the feed line is constructed in such a way that the vaporous coolant entrains liquid components and feeds it to the condensation cooler 7.
  • This liquid coolant with an antifreeze content is returned to the cooling circuit in the condensation cooler 7 through a condensate return 10 according to FIGS. 1 to 3.
  • the systems shown in FIGS. 1 to 6 have ventilation lines 26 so that the cooling system 3 can be filled without problems.
  • the filler neck 23 in FIGS. 1 to 6 is provided with a cover which contains a pressure relief valve and opens in the direction of the atmosphere at critical system pressure.
  • the cooling system 3 is extremely easy to fill with coolant, that the system has a very high efficiency with excellent performance characteristics due to its design, has significant advantages over known systems at particularly low outside temperatures and is highly reliable due to the relatively simple principle of operation and easy assembly points.

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Abstract

Vapour-cooled internal combustion engine (21), in which a cooling system (3) through which a liquid coolant can flow and which can be pressurised is connected to a compensation reservoir (1) and a radiator. The compensation reservoir (1) is connected by means of a connecting line (2) to a zone of the cooling system (3) which is constantly filled with liquid coolant during operation of the internal combustion engine (21). The compensation reservoir (1) is assigned at least one relatively movable, liquid-tight partition wall (4), which subdivides the compensation reservoir (1) into a space (5) containing liquid coolant and a spring space (6). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine verdampfungsgekühlte Verbrennungskraftmaschine, bei der ein von einem flüssigen Kühlmittel durchströmbares, druckbeaufschlagbares Kühlsystem mit einem Ausgleichsbehälter und einem Kühler verbunden ist.The invention relates to an evaporation-cooled internal combustion engine in which a cooling system through which a liquid coolant can flow and which can be pressurized can be connected to an expansion tank and a cooler.

Eine solche Verbrennungskraftmaschine ist aus der US 4 648 356 bekannt. Danach besteht das Kühlsystem im wesentlichen aus einem Wassermantel der Verbrennungskraftmaschine, einem Kühler der als Kondensationskühler ausgebildet ist, einem Kondensattank und einem Behälter, der durch eine Trennwand in zwei Teilkammern unterteilt ist, wobei die dem Kühlsystem abgewandte Kammer zur Atmosphäre hin offen ist. Aufgabe dieser Anlage ist, die im hermetisch abgeschlossenen System befindliche Luft vorübergehend aus dem System zu ziehen und vom Kondensator fern zu halten, um die Funktion der Anlage zu verbessern. Die für die Funktion des Systems nachteilige Luft wird bei betriebswarmer Verbrennungskraftmaschine im Behälter mit der Trennwand gespeichert und bei abkühlender Maschine in das System zurückgefördert um die Entstehung von Unterdruck zu vermeiden. Dabei ist allerdings zu beachten, daß bei abkühlender Maschine große Teile des Kühlsystems befeuchtet sind. Bei tiefen Außentemperaturen kann die Feuchtigkeit im System gefrieren und zu Betriebsstörungen oder der Zerstörung des Kühlsystems führen. Außerdem sind die Gebrauchseigenschaften aufgrund der anfälligen Sensorik, die zur Ermittlung der Flüssigkeitsstände nötig sind und aufgrund der unzureichenden Einflußnahme auf die Kühlkennlinie wenig befriedigen. Nachteilig darüberhinaus ist, daß die Kondensatmenge in Verbindung mit der Kondensattemperatur nicht geregelt werden kann, was bei großen Temperaturunterschieden zwischen Kondensat und Bauteiltemperatur in der Verbrennungskraftmaschine zu Spannungsrissen führen kann. Außerdem ist die Befüllung des Kühlsystems, dadurch daß das flüssige Kühlmittel genau abgemessen werden muß, vergleichsweise aufwendig.Such an internal combustion engine is known from US 4,648,356. According to this, the cooling system essentially consists of a water jacket of the internal combustion engine, a cooler which is designed as a condensation cooler, a condensate tank and a container which is divided into two partial chambers by a partition wall, the chamber facing away from the cooling system being open to the atmosphere. The task of this system is to temporarily draw the air in the hermetically sealed system out of the system and to keep it away from the condenser in order to improve the function of the system. The air, which is detrimental to the function of the system, is stored in the container with the partition when the internal combustion engine is at operating temperature and is conveyed back into the system when the machine is cooling in order to avoid the creation of a vacuum. It should be noted, however, that large parts of the cooling system are moistened when the machine cools down. At low outside temperatures, the moisture in the system can freeze and lead to malfunctions or the destruction of the cooling system. In addition, the performance characteristics due to the sensitive sensors that are necessary to determine the liquid levels and due to the insufficient influence on the Satisfy the cooling characteristic. A further disadvantage is that the amount of condensate cannot be regulated in conjunction with the condensate temperature, which can lead to stress cracks in the internal combustion engine when there are large temperature differences between the condensate and the component temperature. In addition, the filling of the cooling system is comparatively complex because the liquid coolant has to be measured precisely.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verdampfungsgekühlte Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß keine Beeinträchtigungen der Gebrauchseigenschaften bei tiefen Außentemperaturen entstehen, daß der Wirkungsgrad und die Gebrauchseigenschaften des Kühlsystems der Verbrennungskraftmaschine erheblich verbessert werden und die Zuverlässigkeit erhöht wird.The invention has for its object to further develop an evaporative-cooled internal combustion engine of the type mentioned in such a way that there is no impairment of the performance properties at low outside temperatures, that the efficiency and performance characteristics of the cooling system of the internal combustion engine are significantly improved and the reliability is increased.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltung nehmen die Unteransprüche bezug.This object is achieved according to the invention in an internal combustion engine of the type mentioned at the outset with the characterizing features of claim 1. The subclaims refer to an advantageous embodiment.

Bei der erfindungsgemäßen verdampfungsgekühlten Verbrennungskraftmaschine ist es vorgesehen, daß der Ausgleichsbehälter mittels einer Verbindungsleitung an einer, während des Betriebes der Verbrennungskraftmaschine stets mit flüssigem Kühlmittel gefüllten Zone des Kühlsystems angeschlossen ist und daß dem Ausgleichsbehälter zumindest eine relativ bewegliche, flüssigkeitsdichte Trennwand zugeordnet ist, die den Ausgleichsbehälter in einen flüssiges Kühlmittel enthaltenden Raum und einen Federraum unterteilt. Das im Ausgleichbehälter gespeicherte Flüssigkeitsvolumen hat neben dem Druckausgleich im System die Funktion eines Wasserreservoirs. Auch in extremen Fahrsituationen, wie z.B. bei sehr schneller Kurvenfahrt, und großen Dampfmengen im Kondensator, besteht nicht die Gefahr, daß die Kühlmittelpumpe an Stelle von flüssigem Kühlmittel Dampf ansaugt. Daraus ergibt sich eine außerordentlich hohe Betriebssicherheit des Kühlsystems.In the evaporative-cooled internal combustion engine according to the invention, it is provided that the expansion tank is connected by means of a connecting line to a zone of the cooling system which is always filled with liquid coolant during operation of the internal combustion engine, and that the expansion tank is at least one relatively movable, Liquid-tight partition is assigned, which divides the expansion tank into a liquid coolant-containing space and a spring space. The volume of liquid stored in the expansion tank has the function of a water reservoir in addition to pressure equalization in the system. Even in extreme driving situations, such as when cornering very quickly, and when there is a large amount of steam in the condenser, there is no danger that the coolant pump will suck in steam instead of liquid coolant. This results in an extremely high operational reliability of the cooling system.

Bei der Verdampfungskühlung stellt sich die Siedetemperatur des Kühlmittels nach dem Druck im Kühlsystem ein. Die Kennlinie des Systemdrucks kann durch die relativ bewegliche, flüssigkeitsdichte Trennwand, die im Ausgleichsbehälter angeordnet ist, beeinflußt werden. Der Federraum des Ausgleichsbehälters kann hermetisch abgeschlossen sein, wobei die relativ bewegliche Trennwand auf der eingeschlossenen Luft (Luftfeder) abgestützt ist. Auch eine Abstützung auf einem im Federraum angeordneten Federelement bei zur Atmosphäre hin offenen Federraum ist denkbar. Mit steigendem Druck im Kühlsystem und steigendem Volumen des Kühlmittel enthaltenden Raumes steigt ebenfalls der Druck auf das Federelement.In evaporative cooling, the boiling point of the coolant is adjusted according to the pressure in the cooling system. The characteristic curve of the system pressure can be influenced by the relatively movable, liquid-tight partition, which is arranged in the expansion tank. The spring chamber of the expansion tank can be hermetically sealed, the relatively movable partition wall being supported on the enclosed air (air spring). A support on a spring element arranged in the spring chamber with spring chamber open to the atmosphere is also conceivable. With increasing pressure in the cooling system and increasing volume of the coolant-containing space, the pressure on the spring element also increases.

Das Kühlsystem enthält zumindest einen Kondensationskühler. Dieses Kühlsystem zeichnet sich durch besonders große Wirtschaftlichkeit bei guter Funktion aus und ist insbesondere für Großserien geeignet.The cooling system contains at least one condensation cooler. This cooling system is particularly economical and functions well and is particularly suitable for large series.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß dem Kondensationskühler ein Konvektionskühler parallel zugeordnet ist. Hierbei ist von Vorteil, daß im Bereich der Kühlmittelpumpe eine Temperatur des Kühlmittels vorliegt, die sich aus der Kondensattemperatur und der Temperatur des durch die Konvektionskühlung gekühlten Kühlmittels zusammen setzt. Diese Temperatur liegt stets unter der Siedetemperatur des Kühlmittels, so daß selbst durch den Saugdruck der Kühlmittelpumpe keine Kavitation entsteht. Die Gebrauchsdauer der Kühlmittelpumpe wird dadurch, daß sie dampffrei fördert, erhöht. Vorteilhaft darüberhinaus ist, daß das flüssige Kühlmittel mit einer weitgehend konstanten Eintrittstemperatur in die Verbrennungskraftmaschine gefördert wird.According to an advantageous embodiment, it is provided that a convection cooler is assigned in parallel to the condensation cooler. It is advantageous here that a temperature of the coolant is present in the area of the coolant pump, which temperature is composed of the condensate temperature and the temperature of the coolant cooled by the convection cooling. This temperature is always below the boiling point of the coolant, so that no cavitation occurs even through the suction pressure of the coolant pump. The service life of the coolant pump is increased by the fact that it delivers steam-free. It is also advantageous that the liquid coolant is conveyed into the internal combustion engine at a largely constant inlet temperature.

Der Kondensationskühler weist senkrechte verlaufende Kühlmitteldurchtrittsleitungen auf. Diese Ausgestaltung bedingt einen hohen Wirkungsgrad des Kondensators dadurch, daß das anfallende Kondensat besonders schnell aus den Kühlmitteldurchtrittsleitungen in Richtung der Kühlmittelablaufleitung abläuft. Vorteilhaft darüberhinaus ist, daß der Kühlmitteleintritt in die Kühlmitteldurchtrittsleitungen des Kondensationskühlers oberhalb des Pegel des flüssigen Kühlmittels bei betriebswarmer Maschine liegt. Diese Ausgestaltung gewährleistet, daß nur verdampftes, gasförmiges Kühlmittel und keine größeren Flüssigkeitsbestandteile durch die Kühlmitteldurchtrittsleitungen gelangen, wodurch der Wirkungsgrad des Kühlsystems weiter erhöht wird.The condensation cooler has vertical coolant passage lines. This configuration results in a high efficiency of the condenser in that the condensate arising runs off particularly quickly from the coolant passage lines in the direction of the coolant discharge line. It is also advantageous that the coolant inlet into the coolant passage lines of the condensation cooler is above the level of the liquid coolant when the machine is warm. This configuration ensures that only evaporated, gaseous coolant and no larger liquid components pass through the coolant passage lines, which further increases the efficiency of the cooling system.

Um sicher zu stellen, daß bei betriebswarmer Verbrennungskraftmaschine nur verdampftes Kühlmittel durch die Kühlmitteldurchtrittsleitungen des Kondensators gelangt, kann dem Kondensationskühler ein Kondensatrücklauf zugeordnet sein. Der Kondensatrücklauf fördert das im Bereich des Eintritts der Kühlmitteldurchtrittsleitungen anfallende Kondensat, ohne daß es durch den Kondensationskühler läuft, in Richtung der Kühlmittelpumpe. Auch der Kondensatrücklauf trägt zu einem hohen Wirkungsgrad des Kühlsystems bei.In order to ensure that when the internal combustion engine is at operating temperature, only evaporated coolant passes through the coolant passage lines of the condenser, a condensate return can be assigned to the condensation cooler. The condensate return feeds the condensate accumulating in the area of the inlet of the coolant passage lines without it running through the condensation cooler in the direction of the coolant pump. The condensate return also contributes to the high efficiency of the cooling system.

Das Kühlsystem ist mit einer Kühlmittelzulaufleitung und einer Kühlmittelablaufleitung versehen und ist vorteilhafterweise bei dampffreiem Betrieb vollständig mit flüssigem Kühlmittel gefüllt. Sehr gute Gebrauchseigenschaften, eine einfache Befüllbarkeit und hohe Zuverlässigkeit zeichnen das Kühlsystem aus. Das Kühlsystem kann bei kalter Maschine durch einen Einfüllstutzen randvoll befüllt werden, so daß ein genaues Abmessen des flüssigen Kühlmittels entfällt. Sowohl am Kühlsystem als auch an der Verbrennungskraftmaschine sind Entlüftungsleitungen vorgesehen, die im Deckel des Einfüllstutzen enden. Der Deckel des Einfüllstutzens beinhaltet ein Überdruckventil das bei kritischem Systemdruck zur Atmosphäre hin öffnet um Dampf abzublasen. Dadurch, daß während des dampffreien Betriebes die Kühler vollständig mit Kühlmittel gefüllt sind, besteht auch im Winter, bei niedrigen Außentemperaturen nicht die Gefahr, daß die Kühler durch Einfrieren Schaden nehmen. Das Kühlmittel, das meist aus Wasser und einem Gehalt an Frostschutz besteht, ist im gesamten Kühlsystem enthalten und weist, im Vergleich zum Stand der Technik, keine Zonen ohne Frostschutz auf. Außerdem besteht die Möglichkeit, daß der in den Kondensator gelangende Dampf Flüssigkeitsbestandteile mit sich reißt, die im Bereich der Kühlmitteldurchtrittsleitungen des Kondensators aufgefangen und mit dem darin befindlichen Frostschutz durch einen Kondensatrücklauf der Kühlmittelpumpe zugeführt werden.The cooling system is provided with a coolant inlet line and a coolant outlet line and is advantageously completely filled with liquid coolant in the case of steam-free operation. The cooling system is characterized by very good usage properties, easy filling and high reliability. When the machine is cold, the cooling system can be filled to the brim through a filler neck, so that there is no need to measure the liquid coolant exactly. Vent lines are provided both on the cooling system and on the internal combustion engine, which end in the cover of the filler neck. The cover of the filler neck contains a pressure relief valve that opens to the atmosphere at critical system pressure to blow off steam. Because the coolers are completely filled with coolant during the steam-free operation, there is no risk of the coolers being damaged by freezing, even in winter, when the outside temperature is low. The coolant, which mostly consists of water and contains antifreeze, is contained in the entire cooling system and, compared to the prior art, has no zones without antifreeze. There is also the possibility that the in the steam entering the condenser entrains liquid constituents which are collected in the area of the coolant passage lines of the condenser and are fed to the coolant pump by the condensate return through the condensate return.

Gemäß einer besonders unkomplizierten, wirtschaftlich günstig herstellbaren Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß zwischen der Kühlmittelzulaufleitung und der Kühlmittelablaufleitung ein erstes Rückschlagventil angeordnet sein kann, das nur in Richtung der Kühlmittelablaufleitung öffnet. Das erste Rückschlagventil hat die Aufgabe, bei dampffreier Verbrennungskraftmaschine, also während der Starts und kurz danach, den direkten Durchtritt zwischen Kühlmittelzulaufleitung und Kühlmittelablaufleitung freizugeben, so daß das zirkulierende Kühlmittel ohne Kühlung rasch erwärmt werden kann. Durch die rasche Erwärmung während der Warmlaufphase wird der Verschleiß der angrenzenden Verbrennungskraftmaschine minimiert und der Schadstoffausstoß reduziert.According to a particularly uncomplicated, economically inexpensive embodiment, it is provided that a first check valve can be arranged between the coolant inlet line and the coolant outlet line, which opens only in the direction of the coolant outlet line. The first check valve has the task of releasing the direct passage between the coolant supply line and the coolant discharge line in the case of a steam-free internal combustion engine, that is to say during the starts and shortly thereafter, so that the circulating coolant can be quickly heated without cooling. The rapid heating during the warm-up phase minimizes wear on the adjacent internal combustion engine and reduces pollutant emissions.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung, kann der Kühlmittelablaufleitung ein Dehnstoffthermostat vorgeschaltet sein, wobei das Dehnstoffthermostat dem Konvektionskühler und einem dem Konvektionskühler benachbarten Bypass zugeordnet sein kann und den Kühlmittelmassenstrom von Konvektionskühler und Bypass in Richtung der Kühlmittelablaufleitung regelt. An Stelle des Dehnstoffthermostat kann auch ein von außen ansteuerbares Thermostat verwendet werden. Die Verwendung eines Thermostat ist insbesondere zur Beeinflussung der Bauteiltemperaturen der Verbrennungskraftmaschine von Vorteil. Bei kalter Verbrennungskraftmaschine verschließt das Dehnstoffthermostat den Kühlmitteldurchtritt durch den Konvektionskühler und gibt den Kühlmitteldurchtritt durch den Bypass frei. Das Kühlmittel nimmt den vergleichsweise direkten Weg zwischen Kühlmittelzulaufleitung und Kühlmittelablaufleitung über den Bypass, ohne daß es über den Kühler strömt. Das Kühlmittel wird der Verbrennungskraftmaschine weitgehend ungekühlt zugeführt. Die Warmlaufphase der Verbrennungskraftmaschine wird dadurch verkürzt sowie der Verschleiß und der Schadstoffausstoß reduziert. Mit steigender Temperatur des Kühlmittels verschließt das Dehnstoffthermostat allmählich den Kühlmitteldurchtritt durch den Bypass und gibt den Weg durch die Kühler frei. Das gekühlte Kühlmittel wird anschließend der Verbrennungskraftmaschine zur Kühlung wieder zugeführt. Hierbei ist von Vorteil, daß das Kühlsystem ein konstanteres Betriebsverhalten aufweist. Störeinflüsse, zum Beispiel durch Ein- und Ausschalten der Fahrzeuginnenraumheizung oder durch Ölkühler können dadurch vermindert werden. Vorteilhaft darüberhinaus ist, daß der größere Durchfluß von Kühlmittel durch diese Bauteile eine größere Heiz- bzw. Kühlleistung bedingt.According to a further advantageous embodiment, an expansion thermostat can be connected upstream of the coolant drain line, wherein the expansion thermostat can be assigned to the convection cooler and a bypass adjacent to the convection cooler and regulates the coolant mass flow from the convection cooler and bypass in the direction of the coolant drain line. Instead of the expansion thermostat, an externally controllable thermostat can also be used. The use of a thermostat is particularly advantageous for influencing the component temperatures of the internal combustion engine. When the internal combustion engine is cold, the expansion thermostat closes the coolant passage through the convection cooler and releases the coolant passage through the bypass. The coolant takes the comparatively direct one Path between coolant supply line and coolant discharge line via the bypass without it flowing over the radiator. The coolant is fed to the internal combustion engine largely uncooled. This shortens the warm-up phase of the internal combustion engine and reduces wear and pollutant emissions. As the temperature of the coolant rises, the expansion thermostat gradually closes the coolant passage through the bypass and clears the way through the cooler. The cooled coolant is then fed back to the internal combustion engine for cooling. The advantage here is that the cooling system has a more constant operating behavior. Interference, for example by switching the vehicle interior heating on and off or by an oil cooler, can thereby be reduced. It is also advantageous that the greater flow of coolant through these components requires a greater heating or cooling capacity.

In der Kühlmittelablaufleitung des Kühlers kann eine Kühlmittelpumpe angeordnet sein, der ein zweites Rückschlagventil zugeordnet ist, das in Richtung der Verbrennungskraftmaschine öffnet. Hierbei ist von Vorteil, daß die Verbrennungskraftmaschine in beliebiger Höhe, relativ zum Kühler angeordnet sein kann, ohne daß das Kühlmittel aus der Verbrennungskraftmaschine in den Kühler zurückfließen kann. Dadurch ist jederzeit ein ausreichender Kühlmittelstand in der Verbrennungskraftmaschine gewährleistet. Wird die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise nach langer Volllastfahrt abgeschaltet und der Kondensationskühler ist fast vollständig mit Dampf ausgefüllt, besteht nicht die Gefahr, daß bei ebenfalls abgeschalteter Kühlmittelpumpe das in der Verbrennungskraftmaschine befindliche Kühlmittel in die Kühler zurückströmt und dadurch zu einer Überhitzung und irreparabler Schäden der Verbrennungskraftmaschine führt.In the coolant drain line of the cooler, a coolant pump can be arranged, which is assigned a second check valve that opens in the direction of the internal combustion engine. The advantage here is that the internal combustion engine can be arranged at any height, relative to the cooler, without the coolant from the internal combustion engine can flow back into the cooler. This ensures an adequate coolant level in the internal combustion engine at all times. If, for example, the internal combustion engine is switched off after a long full load run and the condensation cooler is almost completely filled with steam, there is no risk that when the motor is also switched off Coolant pump the coolant located in the internal combustion engine flows back into the cooler and thus leads to overheating and irreparable damage to the internal combustion engine.

Der Kühlmittelpumpe kann ein erstes Ventil vorgeschaltet sein. Das Ventil ist zweckmäßiger Weise so anzuordnen, daß es zwischen dem Kühlmittelrücklauf aus den Kühlern und der Leitung zur angrenzenden Kühlmittelpumpe vorgesehen ist. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das erste Ventil als Schwimmerventil ausgebildet ist und die Zuleitung zur Kühlmittelpumpe bei Bedarf verschließen kann, ohne die Verbindungsleitung zwischen Ausdehnungsbehälter und Kühlmittelpumpe zu blockieren. Befindet sich beispielsweise im Ansaugbereich der Kühlmittelpumpe aufgrund sehr schneller Kurvenfahrt kein flüssiges Kühlmittel mehr, verschließt das erste Ventil den Zugang vom Kühler zur Kühlmittelpumpe. Die Kühlmittelpumpe saugt dann übergangsweise flüssiges Kühlmittel aus dem Kühlmittelreservoir, das durch den Ausgleichsbehälter gebildet wird an und führt dies der Verbrennungskraftmaschine zu. Steigt der Pegel des flüssigen Kühlmittels im Kühler wieder an, wird das erste Ventil in Offenstellung überführt, so daß die Kühlmittelpumpe flüssiges Kühlmittel aus den Kühlern ansaugt.A first valve can be connected upstream of the coolant pump. The valve is expediently to be arranged such that it is provided between the coolant return from the coolers and the line to the adjacent coolant pump. According to an advantageous embodiment, it is provided that the first valve is designed as a float valve and the supply line to the coolant pump can be closed if necessary without blocking the connecting line between the expansion tank and the coolant pump. If, for example, there is no longer any liquid coolant in the intake area of the coolant pump due to very fast cornering, the first valve closes the access from the cooler to the coolant pump. The coolant pump then temporarily transports liquid coolant from the coolant reservoir, which is formed by the expansion tank, and feeds it to the internal combustion engine. If the level of the liquid coolant in the cooler rises again, the first valve is moved into the open position, so that the coolant pump draws liquid coolant out of the coolers.

Dem Kondensationskühler kann ein zweites Ventil vorgeschaltet sein. Befindet sich parallel zum Kondensationskühler ein Konvektionskühler, ist das zweite Ventil auch diesem vorgeschaltet. Das zweite Ventil kann als Schwimmerventil ausgebildet sein. Das zweite Ventil hat die Aufgabe, den Kühlmitteldurchtritt durch die Kühler erst dann freizugeben, wenn sich das Kühlmittel erwärmt hat und zu einem gewissen Teil bereits verdampft ist. Mit einsetzender Verdampfung, steigendem Druck und dadurch fallendem Kühlmittelpegel öffnet das zweite Ventil den Durchtritt zu den angrenzenden Kühlern, so daß die Verbrennungskraftmaschine gekühlt und vor einer Überhitzung geschützt ist.A second valve can be connected upstream of the condensation cooler. If there is a convection cooler parallel to the condensation cooler, the second valve is also upstream of this. The second valve can be designed as a float valve. The second valve has the task of only allowing the coolant to pass through the cooler when the coolant has warmed up and to a certain extent already evaporated. With the onset of evaporation, increasing pressure and thereby falling coolant level, the second valve opens the passage to the adjacent coolers, so that the internal combustion engine is cooled and protected against overheating.

Die Trennwand im Ausgleichsbehälter kann aus einem Kolben bestehen. Der Kolben, der den Ausgleichsbehälter in einen flüssiges Kühlmittel enthaltenden Raum und einen Federraum unterteilt ist ein besonders einfach und wirtschaftlich herzustellendes Bauteil. Die Trennwand kann aber beispielsweise auch durch eine Rollmembran gebildet sein.The partition in the expansion tank can consist of a piston. The piston, which divides the expansion tank into a space containing liquid coolant and a spring space, is a particularly simple and economical component to manufacture. The partition can also be formed, for example, by a rolling membrane.

Die Trennwand kann auf einer in dem Federraum angeordneten Druckfeder abgestützt sein. Hierbei ist von Vorteil, daß die Feder im kühlmittelfeien Raum angeordnet ist und dadurch neben Schraubendruckfedern und Tellerfedern auch Federkörper aus Schaumstoff und elastomerem Werkstoff zum Einsatz gelangen können. Ihre Gebrauchseigenschaften werden nicht durch sie umgebendes Kühlmittel beeinträchtigt.The partition can be supported on a compression spring arranged in the spring chamber. It is advantageous here that the spring is arranged in the coolant-free space and, as a result, spring bodies made of foam and elastomeric material can be used in addition to helical compression springs and disc springs. The coolant surrounding them does not affect their performance.

Der Federraum kann mit der Sauganlage der Verbrennungskraftmaschine mittels einer Unterdruckleitung verbunden sein, die durch zumindest ein Sperrventil verschließbar ist. Dabei ist Voraussetzung, daß eine Sauganlage vorhanden ist und diese auch einen Unterdruck zur Verfügung stellt, der ausreicht, die Trennwand einwandfrei zu betätigen. Handelt es sich bei der Verbrennungskraftmaschine um einen Dieselmotor, kann die Unterdruckleitung vorteilhafterweise an die Unterdruckpumpe des Bremssystems angeschlossen werden.The spring chamber can be connected to the intake system of the internal combustion engine by means of a vacuum line, which can be closed by at least one shut-off valve. It is a prerequisite that a suction system is available and that it also provides a vacuum that is sufficient to operate the partition properly. If the internal combustion engine is a diesel engine, the vacuum line can advantageously be connected to the vacuum pump of the brake system.

Bei der Verdampfungskühlung stellt sich die Siedetemperatur des Kühlmittels nach dem Druck im Kühlsystem ein. In Abhängigkeit von der Höhe der Systemdrücke im Kühlsystem und der damit verbundenen, unterschiedlichen Siedetemperaturen des Kühlmittels kann die Temperatur der Verbrennungskraftmaschine optimal dem jeweiligen Lastzustand angepaßt werden. Zur Systemdruckregelung ist vorgesehen, die relativ bewegliche, gasdichte Trennwand mit Unterdruck zu beaufschlagen. Dabei kann die Unterdruckbeaufschlagung durch die Sauganlage der Verbrennungskraftmaschine oder eine separat angeordnete Saugpumpe erzeugt werden. Durch die Auslenkung der Trennwand im Ausgleichsbehälter wird das Gesamtvolumen des Kühlsystems und damit der Systemdruck in Abhängigkeit vom Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine geregelt. Der gewünschte Systemdruck kann beispielsweise aus folgenden Parametern ermittelt werden: Kühlmitteltemperatur, Bauteiltemperatur, Betrag des Unterdruckes im Saugrohr, Stellung der Drosselklappen, Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine, eingespritzte Kraftstoffmenge, Umgebungstemperatur und Fahrzeuggeschwindigkeit. Bei elektronisch gesteuerten Verbrennungskraftmaschinen steht eine Vielzahl der oben genannten Hilfsgrößen ohnehin zur Verfügung, so daß keine zusätzlichen Sensoren benötigt werden.In evaporative cooling, the boiling point of the coolant is adjusted according to the pressure in the cooling system. Depending on the level of the system pressures in the cooling system and the associated different boiling temperatures of the coolant, the temperature of the internal combustion engine can be optimally adapted to the respective load condition. To regulate the system pressure, provision is made to apply a negative pressure to the relatively movable, gas-tight partition. The application of negative pressure can be generated by the suction system of the internal combustion engine or a separately arranged suction pump. By deflecting the partition in the expansion tank, the total volume of the cooling system and thus the system pressure are regulated depending on the operating point of the internal combustion engine. The desired system pressure can be determined, for example, from the following parameters: coolant temperature, component temperature, amount of vacuum in the intake manifold, position of the throttle valves, speed of the internal combustion engine, injected fuel quantity, ambient temperature and vehicle speed. In the case of electronically controlled internal combustion engines, a large number of the auxiliary variables mentioned above are available anyway, so that no additional sensors are required.

Der Unterdruckleitung kann ein Unterdruckspeicher zugeordnet sein. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Sauganlage der Verbrennungskraftmaschine nicht in allen Lastzuständen einen Unterdruck zur Verfügung stellt, der ausreicht, den Systemdruck im Kühlsystem an die jeweiligen Lastzustände anzupassen. Im Leerlauf, wenn ein vergleichsweise hoher Systemdruck gefordert ist, der eine hohe Siedetemperatur bedingt und damit ein rasches Aufwärmen der Verbrennungskraftmaschine, stellt die Sauganlage ohne Unterdruckspeicher einen hohen Unterdruck zur Verfügung während im Volllastbereich, wenn niedriger Systemdruck und eine geringe Siedetemperatur des Kühlmittels gefordert sind, um eine Überhitzung der Verbrennungskraftmaschine zu vermeiden, die Sauganlage nur wenig Unterdruck erzeugt, der unter Umständen nicht ausreichen könnte, den Systemdruck im Kühlsystem weiter zu verringern. Um diese Nachteile zu vermeiden, ist vorgesehen, daß in der Unterdruckleitung ein Unterdruckspeicher angeordnet ist, der in jedem Lastbereich für eine ausreichende Versorgung des Ausgleichsraumes im Ausgleichsbehälter mit Unterdruck sorgt.A vacuum accumulator can be assigned to the vacuum line. This is particularly useful if the suction system of the internal combustion engine does not provide a vacuum that is sufficient in all load states Adapt system pressure in the cooling system to the respective load conditions. When idling, when a comparatively high system pressure is required, which results in a high boiling temperature and thus a rapid warm-up of the internal combustion engine, the suction system without a vacuum accumulator provides a high vacuum, while in the full load range when low system pressure and a low boiling temperature of the coolant are required, In order to avoid overheating of the internal combustion engine, the suction system generates only a little negative pressure, which under certain circumstances may not be sufficient to further reduce the system pressure in the cooling system. To avoid these disadvantages, it is provided that a vacuum accumulator is arranged in the vacuum line, which ensures a sufficient supply of the expansion chamber in the expansion tank with vacuum in each load range.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen verdampfungsgekühlten Verbrennungskraftmaschine sind in den als Anlage beigefügten Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Exemplary embodiments of the evaporation-cooled internal combustion engine according to the invention are shown schematically in the accompanying drawings and are described in more detail below.

In den Fig. 1, 2, 3, 4, 5 und 6 ist jeweils eine verdampfungsgekühlte Verbrennungskraftmaschine 21 dargestellt, bei der ein von einem flüssigen Kühlmittel durchströmbares, druckbeaufschlagbares Kühlsystem 3 mit einem Ausgleichsbehälter 1 und einem Kühler verbunden ist. Der Kühler besteht in diesen Fällen aus einem Kondensationskühler 7 und einem parallel dazu angeordneten Konvektionskühler 8. Dem Ausgleichsbehälter 1 ist eine relativ bewegliche, flüssigkeitsdichte Trennwand 4 in Form eines Kolbens zugeordnet, die den Ausgleichsbehälter 1 in einen flüssiges Kühlmittel enthaltenden Raum 5 und einen Federraum 6 unterteilt. Zumindest der Kondensationskühler 7 weist senkrecht verlaufende Kühlmitteldurchtrittsleitungen 9.7 auf wie in den Fig. 1 bis 3 explizit dargestellt. Die Kühlmitteldurchtrittsleitungen durch den Kondensationskühler 7 verlaufen auch in den Fig. 4 bis 6 senkrecht, was jedoch, um eine bessere Übersichtlichkeit zu gewährleisten, in diesen Figuren nicht dargestellt ist. Neben den senkrecht verlaufenden Kühlmitteldurchtrittsleitung ist in allen Figuren ein Kondensatrücklauf 10 vorgesehen, der im Kondensationskühler 7 angeordnet ist. Die senkrecht verlaufenden Kühlmitteldurchtrittsleitungen sowie der Kondensatrücklauf bedingen einen guten Wirkungsgrad des Kühlsystems 3.
In Fig. 1 ist der Ausgleichsbehälter zur Umgebung hin abgeschlossen. Verlagert sich die Trennwand 4 bei ansteigendem Druck im Kühlsystem 3 in Richtung des Federraums 6, wirkt das darin befindliche, eingeschlossene Gas wie eine Luftfeder. In Fig. 2 ist die Trennwand 4 auf einer im Federraum 6 angeordneten Druckfeder 18 abgestützt wobei der Federraum 6 mit einer Sauganlage 22 über eine Unterdruckleitung 19 verbunden ist. In der Unterdruckleitung 19 ist ein Sperrventil 20 vorgesehen, das bei Bedarf verschließbar ist.
In Fig. 3 ist das erste Rückschlagventil 13 aus den Fig.1 und 2 durch ein Dehnstoffthermostat 24 ersetzt, das den Kühlmittelmassenstrom von Konvektionskühler 8 und Bypass 25 in Richtung der Kühlmittelablaufleitung 12 in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur regelt. Die Temperatur des zur Kühlmittelpumpe 14 gelangenden Kühlmittels setzt sich aus maximal drei Teiltemperaturen zusammen. Sie ergibt sich aus der Temperatur des ungekühlten Kühlmittels aus dem Bypass 25, der Temperatur des durch den Konvektionskühler 8 geströmten Kühlmittels und der Temperatur des Kondensats, das aus dem Kondensationskühler 7 austritt. Durch die Verwendung von Dehnstoffthermostaten mit verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten ist es möglich, das im Prinzip gleiche Kühlsystem an Verbrennungskraftmaschinen zu betreiben, die unterschiedlich stark gekühlt werden müssen.
1, 2, 3, 4, 5 and 6 each show an evaporatively cooled internal combustion engine 21 in which a cooling system 3 through which a liquid coolant can flow and which can be pressurized is connected to an expansion tank 1 and a cooler. In these cases, the cooler consists of a condensation cooler 7 and a convection cooler 8 arranged parallel thereto. The expansion tank 1 is assigned a relatively movable, liquid-tight partition 4 in the form of a piston, which divides the expansion tank 1 into one liquid coolant containing space 5 and a spring space 6 divided. At least the condensation cooler 7 has vertical coolant passage lines 9.7, as explicitly shown in FIGS. 1 to 3. The coolant passage lines through the condensation cooler 7 also run vertically in FIGS. 4 to 6, but this is not shown in these figures in order to ensure better clarity. In addition to the vertical coolant passage line, a condensate return 10 is provided in all figures, which is arranged in the condensation cooler 7. The vertical coolant passage lines as well as the condensate return ensure good efficiency of the cooling system 3.
In Fig. 1, the expansion tank is closed to the environment. If the partition 4 moves with increasing pressure in the cooling system 3 in the direction of the spring chamber 6, the enclosed gas located therein acts like an air spring. 2, the partition 4 is supported on a compression spring 18 arranged in the spring chamber 6, the spring chamber 6 being connected to a suction system 22 via a vacuum line 19. In the vacuum line 19, a check valve 20 is provided, which can be closed if necessary.
In FIG. 3, the first check valve 13 from FIGS. 1 and 2 is replaced by an expansion thermostat 24 which regulates the coolant mass flow from the convection cooler 8 and the bypass 25 in the direction of the coolant drain line 12 as a function of the coolant temperature. The temperature of the coolant reaching the coolant pump 14 is composed of a maximum of three partial temperatures. It results from the temperature of the uncooled coolant from the bypass 25, the temperature of the coolant flowing through the convection cooler 8 and the Temperature of the condensate that exits the condensation cooler 7. By using expansion thermostats with different expansion coefficients, it is possible to operate the basically the same cooling system on internal combustion engines that have to be cooled to different degrees.

Die verdampfungsgekühlten Verbrennungskraftmaschinen nach den Fig. 1 bis 3 zeichnen sich durch kompakte Abmessungen, einfachen Aufbau und besonders wirtschaftliche Herstellbarkeit aus. In den Fig. 4 bis 6 ist eine verdampfungsgekühlte Verbrennungskraftmaschine der besseren Übersichtlichkeit wegen als vereinfachtes Blockschaltbild dargestellt. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, die Bauteile, ähnlich den Fig. 1 bis 3 in einem Gehäuse zusammenzufassen. Die detaillierte Ausgestaltung von Kondensationskühler 7 und Konvektionskühler 8 können den Fig. 1 bis 3 entnommen werden.The evaporative-cooled internal combustion engines according to FIGS. 1 to 3 are characterized by compact dimensions, simple construction and particularly economical to manufacture. 4 to 6, an evaporative-cooled internal combustion engine is shown as a simplified block diagram for the sake of clarity. Of course, there is also the possibility of combining the components in a housing, similar to FIGS. 1 to 3. The detailed design of the condensation cooler 7 and the convection cooler 8 can be found in FIGS. 1 to 3.

Fig. 4 stellt eine erfindungsgemäße verdampfungsgekühlte Verbrennungskraftmaschine dar, in kaltem Zustand vor Inbetriebnahme oder kurz nach dem Start. Das Kühlsystem ist vollständig mit Kühlmittel gefüllt und dampffrei. Der flüssiges Kühlmittel enthaltende Raum 5 des Ausgleichsbehälters 1 weist sein geringstes Volumen auf.Fig. 4 shows an evaporative-cooled internal combustion engine according to the invention, in the cold state before start-up or shortly after starting. The cooling system is completely filled with coolant and is steam-free. The liquid coolant-containing space 5 of the expansion tank 1 has its smallest volume.

In Fig. 5 ist die Verbrennungskraftmaschine gemäß Fig. 4 dargestellt, wobei die zugeführte Wärmemenge kleiner ist, als die abführbare Wärmemenge.5 shows the internal combustion engine according to FIG. 4, the amount of heat supplied being smaller than the amount of heat which can be removed.

Fig. 6 zeigt einen Extremfall, für den das Kühlsystem ausgelegt sein muß. Hier ist die zugeführte Wärmemenge gleich der abführbaren Wärmemenge. Dieser Fall tritt dann ein, wenn beispielsweise im Gebirge längere Zeit unter Volllast mit geringen Geschwindigkeiten gefahren wird.Fig. 6 shows an extreme case for which the cooling system must be designed. The amount of heat supplied is equal to the amount of heat that can be removed. This is the case if, for example, the mountains are driven at low speeds for a long time under full load.

Die Fig. 4 bis 6 unterscheiden sich im wesentlichen von den Fig. 1 bis 3 dadurch, daß die direkte Verbindung zwischen dem Ausgleichsbehälter 1 und dem Kondensationskühler 7 mit der Kühlmittelablaufleitung 12 verschlossen ist und die Verbindungsleitung 2, in der ein Rückschlagventil angeordnet ist, in den Bypass 25 geführt wird. Der wesentliche Vorteil dieser Ausgestaltung nach den Fig. 4 bis 6 ist darin zu sehen, daß das Kondensat nicht direkt der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird. Dadurch wird vermieden, daß vergleichsweise kaltes Kondensat direkt beispielsweise in eine sehr heiße Verbrennungskraftmaschine (Volllast) geleitet wird und dort zu hohen Wärmespannungen, eventuell sogar Spannungsrissen, führen kann.4 to 6 differ essentially from FIGS. 1 to 3 in that the direct connection between the expansion tank 1 and the condensation cooler 7 is closed with the coolant drain line 12 and the connecting line 2, in which a check valve is arranged, in the bypass 25 is performed. The main advantage of this embodiment according to FIGS. 4 to 6 is the fact that the condensate is not fed directly to the internal combustion engine. This avoids that comparatively cold condensate is fed directly, for example, into a very hot internal combustion engine (full load) and can lead to high thermal stresses, possibly even stress cracks.

Das Dehnstoffthermostat, das, wie hier beispielsweise dargestellt, am Kühlmittelaustritt von Konvektionskühler und Bypass angeordnet ist, aber auch an deren Eingang angeordnet sein kann, hat die gleichen Funktionen wie das Dehnstoffthermostat aus Fig. 3.The expansion thermostat, which, as shown here for example, is arranged at the coolant outlet of the convection cooler and bypass, but can also be arranged at its inlet, has the same functions as the expansion thermostat from FIG. 3.

Zur Funktion der Anlage ist folgendes auszuführen:
In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße verdampfungsgekühlte Verbrennungskraftmaschine 21 mit dampffreiem Kühlsystem 3 dargestellt, kurz nach dem Start, wenn sie ihre optimale Betriebstemperatur noch nicht erreicht hat. Sowohl der Konvektionskühler 8 als auch der Kondensationskühler 7 sind vollständig mit flüssigem Kühlmittel gefüllt, das aus Wasser mit einem Gehalt an Frostschutz bestehen kann. Selbst bei sehr geringen Außentemperaturen besteht so nicht die Gefahr, daß die Kühler durch Einfrieren beschädigt werden. Außerdem ist die Befüllung des Kühlsystems 3 mit Kühlflüssigkeit besonders einfach. Zum Einfüllen von Kühlflüssigkeit wird der Deckel des Einfüllstutzen 23 entfernt und so lang Kühlmittel eingefüllt, bis die Flüssigkeit in Höhe des Einfüllstutzens 23 steht.
The following must be carried out for the system to function:
1 shows the evaporative-cooled internal combustion engine 21 according to the invention with a steam-free cooling system 3, shortly after starting, when it has not yet reached its optimum operating temperature. Both the convection cooler 8 and the condensation cooler 7 are completely filled with liquid coolant, which can consist of water containing antifreeze. Even at very low outside temperatures, there is no risk that the cooler will be damaged by freezing. In addition, the filling of the cooling system 3 with cooling liquid is particularly simple. To fill in cooling liquid, the cover of the filler neck 23 is removed and coolant is filled in until the liquid is level with the filler neck 23.

Das zweite Ventil 17, das als Schwimmerventil ausgebildet ist, liegt, weil es vollständig von Kühlflüssigkeit umgeben ist, an seinem oberen Dichtsitz in Richtung des Kondensationskühlers 7 an. Außerdem dichtet das zweite Ventil 17 den Zugang zum Konvektionskühler 8 ab. Gleichzeitig ist das erste Rückschlagventil 13 aufgrund des geschlossenen zweiten Ventils 17, und des Saugdruckes der Kühlmittelpumpe 14 geöffnet, ebenso wie das ersten Ventil 16, das, genau wie das zweite Ventil 17, als Schwimmerventil ausgebildet ist. Dadurch wird bewirkt, daß das Kühlmittel im kleinen Kreislauf durch die Verbrennungskraftmaschine 21 gepumpt wird. Das Kühlmittel gelangt aus der Kühlmittelzulaufleitung 11 am ersten Rückschlagventil 13 und dem ersten Ventil 16 vorbei zur Kühlmittelpumpe 14 und wird von dort am zweiten Rückschlagventil 15 vorbei der Verbrennungskraftmaschine 21 wieder zugeführt. Das erste Rückschlagventil 13 ist nur so lange geöffnet, wie das zweite Ventil 17 geschlossen ist. Der Ausgleichsbehälter 1 weist das geringste Volumen im Bereich des Kühlmittel enthaltenden Raumes 5 auf. Das Volumen des Federraumes 6 ist am größten.The second valve 17, which is designed as a float valve, lies against its upper sealing seat in the direction of the condensation cooler 7 because it is completely surrounded by cooling liquid. In addition, the second valve 17 seals the access to the convection cooler 8. At the same time, the first check valve 13 is open due to the closed second valve 17 and the suction pressure of the coolant pump 14, as is the first valve 16, which, like the second valve 17, is designed as a float valve. This causes the coolant to be pumped through the internal combustion engine 21 in a small circuit. The coolant passes from the coolant supply line 11 past the first check valve 13 and the first valve 16 to the coolant pump 14 and is fed back from there past the second check valve 15 to the internal combustion engine 21. The first check valve 13 is only open as long as the second valve 17 is closed is. The expansion tank 1 has the lowest volume in the area of the coolant-containing space 5. The volume of the spring chamber 6 is greatest.

Fig. 2 stellt die Verbrennungskraftmaschine 21 gemäß Fig. 1 dar, deren Betriebstemperatur gestiegen ist, wobei ein Teil des flüssigen Kühlmittels bereits verdampft ist und sich größtenteils im Kondensationskühler 7 befindet. Durch den angestiegenen Druck im Kühlsystem 3 wurde die Trennwand 4 des Ausgleichsbehälters 1 in Richtung des Federraumes 6 bewegt, um für den entstehenden Dampf Volumen freizugeben. Durch die verdampften Kühlmittelbestandteile ist der Pegel des flüssigen Kühlmittels im Konvektions- 8 und Kondensationskühler 7 gesunken, wodurch das zweite Ventil 17 den Durchgang in Richtung des Kondensationskühlers 7 freigegeben hat. Gleichzeitig wurde der Durchgang zum Konvektionskühler 8 freigegeben der von flüssigem Kühlmittel durchströmt wird. Die Kühlmitteldurchtrittsleitungen 9.7 des Kondensationskühlers 7 weisen einen Eintritt auf, der ungefähr in Höhe des Ventilsitzes des zweiten Ventils 17 liegt und bei einsetzender Verdampfung des Kühlmittels so rasch wie möglich nur noch von dampfförmigen Kühlmittel umgeben ist. Dadurch ist gewährleistet, daß die Kühlmitteldurchtrittsleitungen 9.7 des Kondensationskühlers 7 nur von Dampf durchströmt werden, was einen außerordentlich hohen Wirkungsgrad bedingt. Die im Bereich der Eintrittsöffnung der Kühlmitteldurchtrittsleitungen 9.7 befindliche Kühlflüssigkeit wird über einen Kondensatrücklauf 10 abgeführt. Die senkrecht angeordneten Kühlmitteldurchtrittsleitungen 9.7., 9.8 von Kondensationskühler 7 und Konvektionskühler 8 haben den Vorteil, zu einem guten Wirkungsgrad des Kühlsystems beizutragen. Das erste Rückschlagventil 13 schließt bei geöffnetem zweiten Ventil 17 den direkten Zirkulationsweg zur Kühlmittelpumpe 14, so daß das Kühlmittel den Weg durch die Kühler nehmen muß. Die Gefahr einer Überhitzung der angeschlossenen Verbrennungskraftmaschine 21 ist dadurch ausgeschlossen. Das erste Ventil 16 ist so lange geöffnet und gibt den Weg zur Kühlmittelpumpe 14 frei, so lange es von flüssigem Kühlmittel umströmt ist. Das erste Ventil hat im wesentlichen die Aufgabe, dafür zu sorgen, daß die Kühlmittelpumpe 14 ausschließlich flüssiges Kühlmittel ansaugt. Ist beispielsweise bei langer Fahrt im Volllastbereich das flüssige Kühlmittel im Kondensator auf einen Pegel gesunken, der das erste Ventil 16 gerade noch in Offenstellung hält, kann es in Extremsituationen, beispielsweise schneller Kurvenfahrt vorkommen, daß das verbliebene Kühlmittel durch auftretende Fliegkräfte aus dem Ansaugbereich der Kühlmittelpumpe 14 verdrängt wird. In diesem Fall schließt das erste Ventil 16 den Durchgang von den Kühlern zu der Kühlmittelpumpe, so daß die Kühlmittelpumpe 14 kein dampfförmiges Kühlmittel ansaugt, was zu Kavitation in der Pumpe und deren Zerstörung führen kann. Statt dessen saugt die Kühlmittelpumpe 14 übergangsweise flüssiges Kühlmittel aus dem Ausgleichsbehälter 1 und führt dieses der Verbrennungskraftmaschine 21 zur Kühlung zu. Erst, wenn in den Kühlern wieder genug flüssiges Kühlmittel vorhanden ist, öffnet das erste Ventil 16 und gibt den Durchgang von den Kühlern zur Kühlmittelpumpe 14 wieder frei.Das Rückschlagventil 15 hat die Aufgabe, das in der Kühlmittelablaufleitung 12 befindliche Kühlmittel nicht wieder zurück zum Kühler strömen zu lassen. Ein ausreichender Flüssigkeitsstand innerhalb der Verbrennungskraftmaschine 21 ist dann jederzeit gewährleistet.FIG. 2 shows the internal combustion engine 21 according to FIG. 1, the operating temperature of which has risen, with part of the liquid coolant having already evaporated and being largely in the condensation cooler 7. Due to the increased pressure in the cooling system 3, the partition 4 of the expansion tank 1 has been moved in the direction of the spring chamber 6 in order to release volume for the steam that is produced. As a result of the evaporated coolant components, the level of the liquid coolant in the convection cooler 8 and the condensation cooler 7 has decreased, as a result of which the second valve 17 has opened the passage in the direction of the condensation cooler 7. At the same time, the passage to the convection cooler 8 was opened, through which liquid coolant flows. The coolant passage lines 9.7 of the condensation cooler 7 have an inlet which is approximately at the level of the valve seat of the second valve 17 and is only surrounded as quickly as possible by vaporous coolant when the coolant begins to evaporate. This ensures that the coolant passage lines 9.7 of the condensation cooler 7 are only flowed through by steam, which requires an extremely high efficiency. The coolant located in the area of the inlet opening of the coolant passage lines 9.7 is discharged via a condensate return 10. The vertically arranged coolant passage lines 9.7., 9.8 of the condensation cooler 7 and the convection cooler 8 have the advantage of contributing to a good efficiency of the cooling system. The first check valve 13 closes when the second one is open Valve 17 the direct circulation path to the coolant pump 14, so that the coolant must take the way through the cooler. The risk of overheating of the connected internal combustion engine 21 is thereby excluded. The first valve 16 is open as long and clears the way to the coolant pump 14 as long as liquid coolant flows around it. The first valve essentially has the task of ensuring that the coolant pump 14 only sucks in liquid coolant. If, for example, the liquid coolant in the condenser has dropped to a level during the long journey in the full load range, which just keeps the first valve 16 in the open position, it can happen in extreme situations, for example when cornering quickly, that the remaining coolant is caused by flying forces from the suction area of the coolant pump 14 is displaced. In this case, the first valve 16 closes the passage from the coolers to the coolant pump, so that the coolant pump 14 does not draw in vaporous coolant, which can lead to cavitation in the pump and its destruction. Instead, the coolant pump 14 temporarily transports liquid coolant from the expansion tank 1 and leads it to the internal combustion engine 21 for cooling. Only when there is enough liquid coolant in the coolers again, does the first valve 16 open and releases the passage from the coolers to the coolant pump 14. The check valve 15 has the task of not returning the coolant in the coolant discharge line 12 back to the cooler to flow. A sufficient fluid level within the internal combustion engine 21 is then guaranteed at all times.

In Fig. 2 ist abweichend von Fig. 1 die Trennwand 4 auf einer Druckfeder 18 abgestützt, wobei der Federraum 6 über eine Unterdruckleitung 19, in der ein Sperrventil 20 angeordnet ist, mit einer Sauganlage 22 verbunden ist. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Unterdruckleitung 19 an die Sauganlage der Verbrennungskraftmaschine 21 anzuschließen oder, wenn die Verbrennungskraftmaschine nach dem Dieselprinzip arbeitet, an den Unterdruck der Bremsanlage des Fahrzeugs. Durch die hier dargestellte Anordnung der Bauteile kann Einfluß auf den Systemdruck im Kühlsystem 3 genommen werden, wodurch die Kühlkennlinie an die jeweiligen Betriebszustände der Verbrennungskraftmaschine 21 angepaßt werden kann. Insbesondere im Volllastbetrieb kann der Systemdruck im Kühlsystem 3 verringert werden, um eine geringere Siedetemperatur des Kühlmittels zu erzielen. Die früher einsetzende Verdampfung des Kühlmittels bewirkt eine größere Kühlung und einen besseren Schutz vor Überhitzung der Verbrennungskraftmaschine 21.In FIG. 2, in contrast to FIG. 1, the partition 4 is supported on a compression spring 18, the spring chamber 6 being connected to a suction system 22 via a vacuum line 19 in which a shut-off valve 20 is arranged. However, there is also the possibility of connecting the vacuum line 19 to the suction system of the internal combustion engine 21 or, if the internal combustion engine works according to the diesel principle, to the vacuum of the brake system of the vehicle. The arrangement of the components shown here can influence the system pressure in the cooling system 3, as a result of which the cooling characteristic curve can be adapted to the respective operating states of the internal combustion engine 21. In full load operation in particular, the system pressure in the cooling system 3 can be reduced in order to achieve a lower boiling temperature of the coolant. The earlier evaporation of the coolant brings about greater cooling and better protection against overheating of the internal combustion engine 21.

In Fig. 3 ist eine Verbrennungskraftmaschine 21 dargestellt, mit einem Kühlsystem 3, das im Wesentlichen Fig. 2 entspricht. Von Fig. 2 unterscheidet sich Fig. 3 dadurch, daß im Kühlsystem 3 ein Bypaß 25 und ein Dehnstoffthermostat 24 angeordnet sind. Die Verbrennungskraftmaschine 21 hat ihre optimale Betriebstemperatur erreicht und das Dehnstoffthermostat 24 hat den Bypass 25 verschlossen. Gleichzeitig hat das Dehnstoffthermostat 24 den Kühlmittelaustritt aus dem Konvektionskühler 8 freigegeben. Das flüssige Kühlmittel wird dadurch den Konvektionskühler 8 und das gasförmige Kühlmittel durch den Kondensationskühler 7 geleitet und gekühlt. Anschließend wird das gekühlte Kühlmittel der Verbrennungskraftmaschine 21 über die Kühlmittelablaufleitung 12 wieder zugeführt. Dadurch kann die Temperatur des durch die Kühlmittelablaufleitung 12 abgeführt Kühlmittels noch besser an bestimmte Betriebspunkte der Verbrennungskraftmaschine 21 angepaßt werden. Auch eine Anpassung an Bauteile, die in der Kühlmittelablaufleitung 12 angeordnet sind, und vom Kühlmittel durchströmt werden, ist durch diese Anordnung besser möglich. Bauteile, die vom Kühlmittel durchströmt werden und in der Kühlmittelablaufleitung 12 angeordnet sind, können beispielsweise durch die Fahrzeuginnenraumheizung und/oder einen Ölkühler gebildet sein, die hier nicht dargestellt sind. Ein weiterer Vorteil, der sich bei dem hier dargestellten System ergibt, liegt darin, daß das Kühlsystem 3 ein konstanteres Betriebsverhalten aufweist und die Störeinflüsse, insbesondere im Vergleich zu parallel zum Kühler eingebauten Bauteilen sehr stark reduziert sind. Außerdem ergibt sich eine bessere Wirksamkeit beispielsweise der Fahrzeuginnenraumheizung durch einen größeren Kühlmitteldurchsatz.FIG. 3 shows an internal combustion engine 21 with a cooling system 3, which essentially corresponds to FIG. 2. 3 differs from FIG. 3 in that a bypass 25 and an expansion thermostat 24 are arranged in the cooling system 3. The internal combustion engine 21 has reached its optimal operating temperature and the expansion thermostat 24 has closed the bypass 25. At the same time, the expansion thermostat 24 has released the coolant outlet from the convection cooler 8. The liquid coolant is thereby passed to the convection cooler 8 and the gaseous coolant through the condensation cooler 7 and cooled. The cooled coolant is then fed back to the internal combustion engine 21 via the coolant drain line 12. This allows the temperature of the through the coolant drain line 12 discharged coolant can be adapted even better to certain operating points of the internal combustion engine 21. An adaptation to components which are arranged in the coolant drain line 12 and through which the coolant flows is also better possible with this arrangement. Components through which the coolant flows and which are arranged in the coolant discharge line 12 can be formed, for example, by the vehicle interior heating and / or an oil cooler, which are not shown here. Another advantage that results in the system shown here is that the cooling system 3 has a more constant operating behavior and the interference, especially in comparison to components installed parallel to the cooler, is greatly reduced. In addition, there is a better effectiveness of, for example, the vehicle interior heating due to a larger coolant throughput.

In Fig. 4 ist eine verdampfungsgekühlte Verbrennungskraftmaschine 21 dargestellt, mit einem Kühlsystem 3, das einen Dehnstoffthermostat 24 aufweist, ähnlich dem System aus Fig. 3. Bei dem Kühlsystem 3 in dieser Figur handelt es sich um ein kaltes, dampffreies Kühlsystem. In diesem Zustand kann das Kühlsystem 3 problemlos durch den Einfüllstutzen 23 befüllt werden. Bei geöffnetem Einfüllstutzen ist die Entlüftungsleitung 26 ebenfalls geöffnet. Auch die Fahrzeuginnenraumheizung beispielsweise kann an diese Leitung angeschlossen werden. Das zweite Ventil 17, in Form eines Schwimmerventils steht offen, während das dritte Rückschlagventil 27, das dem Kondensationskühler 7 nachgeschaltet ist, geschlossen ist. Das flüssige Kühlmittel wird der Verbrennungskraftmaschine 21 thermostatgesteuert zugeführt. Die Kühlmittelpumpe 14 kann beispielsweise zur schnelleren Erwärmung der Verbrennungskraftmaschine während der Warmlaufphase ausgeschaltet werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, die Kühlmittelpumpe 14 nach dem Abstellen der Verbrennungskraftmaschine weiter laufen zu lassen, so daß das Nachheizproblem einer plötzlich abgestellten Verbrennungskraftmaschine 21 beispielsweise nach langen Volllastfahrten, vermieden werden kann. Das Dehnstoffthermostat 24 verschließt den Durchtritt durch den Konvektionskühler 8, und das flüssige Kühlmittel bewegt sich im kleinen Kreislauf durch den Bypass in Richtung der Kühlmittelablaufleitung 12. Der Ausgleichsbehälter 1 hat in diesem Fall noch kein flüssiges Kühlmittel aufgenommen.FIG. 4 shows an evaporation-cooled internal combustion engine 21, with a cooling system 3, which has an expansion thermostat 24, similar to the system from FIG. 3. The cooling system 3 in this figure is a cold, steam-free cooling system. In this state, the cooling system 3 can easily be filled through the filler neck 23. When the filler neck is open, the vent line 26 is also open. The vehicle interior heating, for example, can also be connected to this line. The second valve 17, in the form of a float valve, is open, while the third check valve 27, which is connected downstream of the condensation cooler 7, is closed. The liquid coolant is fed to the internal combustion engine 21 under thermostat control. The coolant pump 14 can for example, for faster heating of the internal combustion engine during the warm-up phase. In addition, there is the possibility of continuing to run the coolant pump 14 after the internal combustion engine has been switched off, so that the afterheating problem of a suddenly switched off internal combustion engine 21, for example after long full load runs, can be avoided. The expansion thermostat 24 closes the passage through the convection cooler 8, and the liquid coolant moves in a small circuit through the bypass in the direction of the coolant drain line 12. In this case, the expansion tank 1 has not yet taken up any liquid coolant.

In Fig. 5 ist die zugeführte Wärmemenge kleiner als die abführbare Wärmemenge. Sobald während des Betriebes der Verbrennungskraftmaschine 21 Dampf im Kühlsystem 3 entsteht, steigt der Druck, Kühlflüssigkeit wird in den Ausgleichsbehälter 1 verdrängt und der entstehende Dampf strömt durch Kondensationskühler 7, bis ein Gleichgewichtszustand eintritt, in dem die freigegebene Kondensatorfläche ausreicht, um die von der Verbrennungskraftmaschine 21 an das Kühlmittel abgegebene Wärme abzuführen. Das Flüssigkeitsniveau im Kondensationskühler 7 und im Bereich des zweiten Ventils 17 schwankt entsprechend der Heizleistung der Verbrennungskraftmaschine 21 und des von der Fahrgeschwindigkeit und von der Umgebungstemperatur abhängigen Kondensatorwirkungsgrades. Das zweite Ventil 17, das als Schwimmerventil ausgebildet ist, öffnet und schließt je nach Flüssigkeitsstand. In Fig. 5 ist es in Offenstellung eingezeichnet. Sobald das zweite Ventil 17 schließt, entsteht durch das Saugen der Kühlmittelpumpe 14 ein Differenzdruck am dritten Rückschlagventil 27, der dieses allmählich in Offenstellung überführt. In diesem Fall wird Flüssigkeit aus dem Kondensationskühler 7 und/oder aus dem flüssiges Kühlmittel enthaltenden Raum 5 des Ausgleichsbehälters 1 gesaugt. Durch dieses Verhalten bleiben bei stationären Betriebsbedingungen alle Flüssigkeitspegel weitgehend konstant und passen sich rasch den verschiedenen Betriebsbedingungen an. Das Dehnstoffthermostat 24 regelt in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur des Kühlmittels den Kühlmittelmassenstrom von Bypass 25 und Konvektionskühler 8 in Richtung der Kühlmittelpumpe 14. Der Ausgleichsbehälter 1 hat die von dem Dampf im Kühlsystem 3 verdrängte Flüssigkeit im flüssigkeitsenthaltenden Raum 5 aufgenommen, wodurch sich die Trennwand 4 in Richtung des Federraumes 6 verlagert und diesen verkleinert hat. In Abhängigkeit von der Federkennlinie der Druckfeder 18 kann der Systemdruck im Kühlsystem 3 variiert und beeinflußt werden.
Fig. 6 zeigt den Extremfall, für den das Kühlsystem 3 ausgelegt sein muß. Hier ist die zugeführt Wärmemenge gleich der abführbaren Wärmemenge. Das Dampfvolumen, insbesondere im Kondensationskühler 7, hat sich weiter vergrößert und Flüssigkeit verdrängt, die im Kühlmittel enthaltenden Raum 5 des Ausgleichsbehälters 1 aufgenommen wurde. Der Federraum 6 hat sich im Vergleich zu den in Fig. 4 und 5 dargestellten Varianten weiter verkleinert. Durch das Absinken des Flüssigkeitspegels im Bereich des zweiten Ventils 17 ist dieses, wie hier beispielhaft dargestellt, verschlossen. Der Saugdruck der Kühlmittelpumpe 14 bewirkt einen Unterdruck in der Verbindungsleitung 2, wodurch das dritte Rückschlagventil 27 öffnet.
5, the amount of heat supplied is smaller than the amount of heat that can be removed. As soon as steam is generated in the cooling system 3 during operation of the internal combustion engine 21, the pressure rises, the coolant is displaced into the expansion tank 1 and the resulting steam flows through the condensation cooler 7 until an equilibrium state occurs in which the released condenser area is sufficient to compensate for that from the internal combustion engine 21 dissipate heat given off to the coolant. The liquid level in the condensation cooler 7 and in the region of the second valve 17 fluctuates in accordance with the heating power of the internal combustion engine 21 and the condenser efficiency which is dependent on the driving speed and the ambient temperature. The second valve 17, which is designed as a float valve, opens and closes depending on the liquid level. 5 it is shown in the open position. As soon as the second valve 17 closes, the suction of the coolant pump 14 creates a differential pressure at the third check valve 27, which gradually brings it into the open position. In this case, the condenser cooler becomes liquid 7 and / or sucked out of the liquid coolant-containing space 5 of the expansion tank 1. This behavior means that all liquid levels remain largely constant under steady-state operating conditions and quickly adapt to the various operating conditions. The expansion thermostat 24 regulates the coolant mass flow from the bypass 25 and the convection cooler 8 in the direction of the coolant pump 14 as a function of the ambient temperature of the coolant Has shifted towards the spring chamber 6 and reduced it. Depending on the spring characteristic of the compression spring 18, the system pressure in the cooling system 3 can be varied and influenced.
Fig. 6 shows the extreme case for which the cooling system 3 must be designed. The amount of heat supplied is equal to the amount of heat that can be removed. The vapor volume, in particular in the condensation cooler 7, has increased further and displaced liquid which has been taken up in the coolant-containing space 5 of the expansion tank 1. The spring chamber 6 has been further reduced in comparison to the variants shown in FIGS. 4 and 5. The lowering of the liquid level in the area of the second valve 17 closes it, as shown here by way of example. The suction pressure of the coolant pump 14 causes a negative pressure in the connecting line 2, whereby the third check valve 27 opens.

Im Kondensationskühler 7 kann, wie auch in den Fig. 1 bis 3 dargestellt, ein erstes Ventil angeordnet sein, das als Schwimmerventil ausgebildet ist und bei extremen Fahrsituationen, beispielsweise schneller Kurvenfahrt, dafür sorgt, daß die Kühlmittelpumpe kein gasförmiges Kühlmittel sondern flüssiges Kühlmittel aus dem Ausgleichsbehälter 1 ansaugt. Um eine Verminderung der Frostschutzkonzentration des Kühlmittels im Kondensationskühler 7 vermeiden, wird die Zuleitung so konstruiert, daß das dampfförmige Kühlmittel Flüssigkeitsbestandteile mit sich reißt und dem Kondensationskühler 7 zuführt. Dieses flüssige Kühlmittel mit einem Gehalt an Frostschutz wird im Kondensationskühler 7 durch einen Kondensatrücklauf 10 gemäß der Fig. 1 bis 3 dem Kühlreislauf wieder zugeführt. Die in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Systeme weisen Entlüftungsleitungen 26 auf, so daß eine Befüllung des Kühlsystems 3 ohne Probleme vorgenommen werden kann. Der Einfüllstutzen 23 in den Fig. 1 bis 6 ist mit einem Deckel versehen, der ein Überdruckventil enthält und bei kritischem Systemdruck in Richtung der Atmosphäre öffnet.In the condensation cooler 7, as shown in FIGS. 1 to 3, a first valve can be arranged, which is designed as a float valve and in extreme driving situations, for example fast cornering, ensures that the coolant pump is not gaseous coolant but liquid coolant from the Expansion tank 1 sucks. In order to avoid a reduction in the antifreeze concentration of the coolant in the condensation cooler 7, the feed line is constructed in such a way that the vaporous coolant entrains liquid components and feeds it to the condensation cooler 7. This liquid coolant with an antifreeze content is returned to the cooling circuit in the condensation cooler 7 through a condensate return 10 according to FIGS. 1 to 3. The systems shown in FIGS. 1 to 6 have ventilation lines 26 so that the cooling system 3 can be filled without problems. The filler neck 23 in FIGS. 1 to 6 is provided with a cover which contains a pressure relief valve and opens in the direction of the atmosphere at critical system pressure.

Zusammenfassend ergibt sich, daß das Kühlsystem 3 außerordentlich einfach mit Kühlmittel befüllbar ist, daß das System aufgrund der Ausgestaltung einen sehr hohen Wirkungsgrad bei ausgezeichneten Gebrauchseigenschaften aufweist, gegenüber bekannten System wesentliche Vorteile bei besonders niedrigen Außentemperaturen hat und aufgrund des relativ einfachen Wirkungsprinzips eine hohe Zuverlässigkeit und einfache Montage weist.In summary, it follows that the cooling system 3 is extremely easy to fill with coolant, that the system has a very high efficiency with excellent performance characteristics due to its design, has significant advantages over known systems at particularly low outside temperatures and is highly reliable due to the relatively simple principle of operation and easy assembly points.

BEZUGSZEICHENLISTE:REFERENCE SIGN LIST:

11
Ausgleichsbehältersurge tank
22nd
VerbindungsleitungConnecting line
33rd
KühlsystemCooling system
44th
Trennwandpartition wall
55
flüssiges Kühlmittel enthaltender RaumRoom containing liquid coolant
66
FederraumSpring chamber
77
KondensationskühlerCondensation cooler
88th
KonvektionskühlerConvection cooler
9.79.7
Kühlmitteldurchtrittsleitungen KondensationskühlerCoolant passage lines condensation cooler
9.89.8
Kühlmitteldurchtrittsleitungen KonfektionskühlerCoolant passage lines for ready-made coolers
1010th
KondensatrücklaufCondensate return
1111
KühlmittelzulaufleitungCoolant supply line
1212
KühlmittelablaufleitungCoolant drain line
1313
erstes Rückschlagventilfirst check valve
1414
KühlmittelpumpeCoolant pump
1515
zweites Rückschlagventilsecond check valve
1616
erstes Ventilfirst valve
1717th
zweites Ventilsecond valve
1818th
DruckfederCompression spring
1919th
UnterdruckleitungVacuum line
2020th
SperrventilCheck valve
2121
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
2222
SauganlageSuction system
2323
EinfüllstutzenFiller neck
2424th
DehnstoffthermostatExpansion thermostat
2525th
Bypassbypass
2626
EntlüftungsleitungVent line
2727th
drittes Rückschlagventilthird check valve

Claims (17)

Verdampfungsgekühlte Verbrennungskraftmaschine, bei der ein von einem flüssigen Kühlmittel durchströmbares, druckbeaufschlagbares Kühlsystem mit einem Ausgleichsbehälter und einem Kühler verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsbehälter (1) mittels einer Verbindungsleitung (2) an einer, während des Betriebes der Verbrennungskraftmaschine (21) stets mit flüssigem Kühlmittel gefüllten Zone des Kühlsystems (3) angeschlossen ist und das dem Ausgleichsbehälter (1) zumindest eine relativ bewegliche, flüssigkeitsdichte Trennwand (4) zugeordnet ist, die den Ausgleichsbehälter (1) in einen flüssiges Kühlmittel enthaltenden Raum (5) und einen Federraum (6) unterteilt.Evaporative-cooled internal combustion engine, in which a cooling system through which a liquid coolant can flow and which can be pressurized is connected to an expansion tank and a cooler, characterized in that the expansion tank (1) is always connected to one during operation of the internal combustion engine (21) by means of a connecting line (2) zone of the cooling system (3) filled with liquid coolant and which is assigned to the expansion tank (1) at least one relatively movable, liquid-tight partition (4) which divides the expansion tank (1) into a liquid coolant-containing chamber (5) and a spring chamber (6) divided. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlsystem (3) zumindest einen Kondensationskühler (7) enthält.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the cooling system (3) contains at least one condensation cooler (7). Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kondensationskühler (7) ein Konvektionskühler (8) parallel zugeordnet ist.Internal combustion engine according to claim 2, characterized in that the condensation cooler (7) is assigned a convection cooler (8) in parallel. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensationskühler (7) senkrecht verlaufende Kühlmitteldurchtrittsleitungen (9.7) aufweist.Internal combustion engine according to claim 2 or 3, characterized in that the condensation cooler (7) has vertical coolant passage lines (9.7). Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kondensationskühler (7) ein Kondensatrücklauf (10) zugeordnet ist.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 4, characterized in that a condensate return (10) is associated with the condensation cooler (7). Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlsystem (3) mit einer Kühlmittelzulaufleitung (11) und einer Kühlmittelablaufleitung (12) versehen ist und bei dampffreiem Betrieb vollständig mit flüssigem Kühlmittel gefüllt ist.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cooling system (3) is provided with a coolant inlet line (11) and a coolant outlet line (12) and is completely filled with liquid coolant in the case of steam-free operation. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kühlmittelzulaufleitung (11) und der Kühlmittelablaufleitung (12) ein erstes Rückschlagventil (13) angeordnet ist, das nur in Richtung der Kühlmittelablaufleitung (12) öffnet.Internal combustion engine according to claim 6, characterized in that a first check valve (13) is arranged between the coolant inlet line (11) and the coolant outlet line (12), which opens only in the direction of the coolant outlet line (12). Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmittelablaufleitung (12) eine Dehnstoffthermostat (24) vorgeschaltet ist.Internal combustion engine according to claim 6, characterized in that the coolant drain line (12) is preceded by an expansion thermostat (24). Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Dehnstoffthermostat (24) dem Konvektionskühler (8) und einem dem Konvektionskühler (8) benachbarten Bypass (25) zugeordnet ist und den Kühlmittelmassenstrom von Konvektionskühler (8) und Bypass (25) in Richtung der Kühlmittelablaufleitung (12) regelt.Internal combustion engine according to claim 8, characterized in that the expansion thermostat (24) is associated with the convection cooler (8) and a bypass (25) adjacent to the convection cooler (8) and the coolant mass flow from the convection cooler (8) and bypass (25) in the direction of the coolant drain line (12) regulates. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kühlmittelablaufleitung (12) eine Kühlmittelpumpe (14) angeordnet ist und daß der Kühlmittelpumpe (14) ein zweites Rückschlagventil (15) zugeordnet ist, das nur in Richtung der Verbrennungskraftmaschine (21) öffnet.Internal combustion engine according to one of claims 6 to 9, characterized in that a coolant pump (14) is arranged in the coolant drain line (12) and in that the coolant pump (14) is assigned a second check valve (15) which is only in the direction of the internal combustion engine (21 ) opens. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmittelpumpe (14) ein erstes Ventil (16) vorgeschaltet ist.Internal combustion engine according to claim 10, characterized in that a first valve (16) is connected upstream of the coolant pump (14). Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kondensationskühler (7) ein zweites Ventil (17) vorgeschaltet ist.Internal combustion engine according to one of claims 2 to 11, characterized in that a second valve (17) is connected upstream of the condensation cooler (7). Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erste (16) und das zweite Ventil (17) als Schwimmerventile ausgebildet sind.Internal combustion engine according to claim 11 or 12, characterized in that the first (16) and the second valve (17) are designed as float valves. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (4) aus einem Kolben besteht.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 13, characterized in that the partition (4) consists of a piston. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (4) auf einer in dem Federraum (6) angeordneten Druckfeder (18) abgestützt ist.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 14, characterized in that the partition (4) is supported on a compression spring (18) arranged in the spring chamber (6). Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Federraum (6) mit der Sauganlage der Verbrennungskraftmaschine (21) mittels einer Unterdruckleitung (19) verbunden ist und daß die Unterdruckleitung (19) durch zumindest ein Sperrventil (20) verschließbar ist.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 15, characterized in that the spring chamber (6) is connected to the suction system of the internal combustion engine (21) by means of a vacuum line (19) and that the vacuum line (19) can be closed by at least one shut-off valve (20) . Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruckleitung (19) ein Unterdruckspeicher zugeordnet ist.Internal combustion engine according to claim 16, characterized in that a vacuum accumulator is assigned to the vacuum line (19).
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