NO841998L - Kjoelesystem for motor - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et kjølesystem for en dieselmotor utstyrt med kjøling av inntaksluften.

Det er vanlig praksis ved denne typen marine motorer å tilveiebringe to kjølekretser, en kjølekrets for kjøling av den såkalte inntaksluften, dvs. luft som under trykk suges inn i motorens sylinder forut for injeksjon av drivstoff, og en andre krets for kjøling av motorblokk og sylinderhodet. Disse kjølekretser operer ved forskjellig temperaturer, idet den lavere temperatur i den første krets forårsaker effektiv kjø-ling av inntaks luften, mens den termostatisk styrte høyere temperatur i den andre krets korrigeres for temperaturkravene til sylinderkappen. Kjølemediet, vann, for hver av disse kjølekret-ser, kjøles ved hjelp av separate varmevekslingsenheter eller fjerntliggende kjølere, i seg selv velkjent. Det er derfor til-strekkelig å nevne, at disse kan være av en type kjent som en kjøl-kjøler, en hudkjøler eller et skall og rørkjøler, idet hver enhet benytter såkalt "råvann", dvs. sjø, elvevann eller ferskvann som kjølemiddel for varmeveksleren. Kjøl-kjøler-arrangementet inkluderer plassering av rør gjennom hvilke kjølemediet for inntaksluften eller motorens kjølemedium passerer idet nevnte rør er beliggende på ytteroverflaten til kjølen slik at varme fra kjølemediet opptas av "råvann" som passerer forbi rørene. Et slikt arrangement forårsaker økt hydrodynamisk friksjon og økt risiko for skade på grunn av dens plassering og er derfor i enkelte tilfeller ikkeønskelig. Hudkjøleren er noe tilsvarende i prinsipp til en kjøl-kjøler, idet et kammer er plassert på innsiden av huden på skroget, slik at varme fra kjølemediet transporteres gjennom skroget og ut i "råvannet". Videre forårsaker behovet for to kjølesystemer økte kostnader og økt kompleksitet både i fremstilling, installasjon og ved-likehold .

Ved bruk av et fjerntliggende skall-og rørtypesystem kan noen av problemene med hydrodynamisk friksjon unngås siden en slik kjøler kan anbringes inne i skroget på et fartøy og til-føres "råvann", f.eks. fra et marint jetmotorsystem, på en slik måte at "råvannet" kan trekkes gjennom et permanent materør i bunnen av skroget når fartøyet løftes opp av vannet.

Ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter kjølesystemet til en dieselmotor med kjøling av inntaksluften en første kjøle- krets for kjøling av sylinderblokken og en andre kjølekrets for kjøling av inntaksluften, idet hver krets benytter en væske som kjølemedium. Kjølesystemet karakteriseres ved å ha anordninger som kobler de to kretsene i serie med hverandre og med en enkel varmeveksler for kjøling av kjølemediet som passerer gjennom denne, idet nevnte andre kjølekrets ligger nedstrøms for varmeveksleren og oppstrøms for nevnte første krets.

Sammenkoblingsanordninger er fortrinnsvis temperaturstyrt på en slik måte at de to kretser operer uavhengig inntil temperaturen i kjølemediet i nevnte første krets når en viss verdi.

Den eneste figur på vedheftede tegninger viser i diagrams form kjølekretsene til en marin dieselmotor ifølge en utførel-sesform av oppfinnelsen.

Som vist på tegningen, omfatter en motor 2 en motorblokk 4 og et sylinderhode 6 som er utstyrt med en kjølekrets inklu-sive en vannpumpe 8, en vannkappe 10 som ligger rundt eksosmanifolden, en termostatventil 12 og en motoroljekjøler 14. Et rør 16 forbinder sylinderhodet 6 med vannkappen 10 rundt eksosmanifolden, mens et rør 18 forbinder vannkappen 10 med termostatventilen 12 . Denne ventil har to utløp; -et utløp 20 som står i forbindelse med et rør 22 som leder til motoroljekjøle-ren 14, mens det andre utløp 21 står via en kort rørstuss 24 i forbindelse med et ytterligere rør 26 som på sin side står i forbindelse med en varmeveksler 28 for kjøling av kjølemediet i kjølekretsene. Nok et rør 29 forbinder motoroljekjøleren 14 med pumpen 8. Temperaturen på vannet i motorkjølekretsen styres av termostatventilen 12 på velkjent måte.

Videre viser figuren en lavtemperatur kjølekrets for kjøling av inntaksluft, hvilken omfatter en pumpe 30 som drives av motoren 2, en oljekjøler 32 for girboksen og en kjøler 34 for inntaksluft. Et rør 36 forbinder varmeveksleren 28 med pumpen 30, mens røret 38 forbinder pumpen til girboksoljekjøle-ren 32. Et ytterligere rør 40 forbinder girboksoljekjøleren 32 med kjøleren 34 for inntaksluft. Fra kjøleren for inntaksluft er det anordnet et rør 42 som leder frem til røret 22, samt et grenrør 44 som løper fra røret 42 til røret 26.

En samletank 48 er ved hjelp av røret 50 koblet til røret 29, mens materør 52, 54 leder til samletanken fra henholdsvis kjøleren 34 for inntaksluft,respektive røret 16. På denne måte mates vann kontinuerlig fra kretsen med høy temperatur og kretsen med lav temperatur til samletanken hvor vannet utluftes , hvoretter vannet returnerer til høytemperaturkretsen via røret 50 .

I følge foreliggende eksempel utgjøres varmeveksleren 28 av skall- og rørtypen, velkjent i industrien. Det er følgelig ikke behov for ytterligere forklaring utover at varmeveksleren er plassert i båtens skrog, i hvilket motoren er installert og at den mates med "råvann" fra båtens jetfremdriftsystem og at den er sådan montert at når båten tas ut av vannet, vil "råvann" dreneres gjennom et permanent materør i skrogets bunn.

I operasjon, under oppvarming av motoren, vil de to kjøle-systemer arbeide i alt vesentlig uavhengig av hverandre på følgende måte: I den termostatisk styrte motorblokk-krets mates vann blandet med frostvæske av pumpen 8 til motorblokken 4 og derfra til sylinderhodet 6. Fra sylinderhodet passerer kjølevannet via rør 16 til vannkappen 10 rundt eksosmanifolden, for deretter videre å strømme gjennom røret 18 til termostatventilen 12. Når vanntemperaturen er under hva som er nødvendig for å åpne termostatventilen, strømmer vann gjennom utløpet 20 og inn i røret 22 til motoroljekjøleren 14 og derfra gjennom røret 29 til pumpen 8 for fullføring av kretsen.

I den lavere temperaturkrets, mates samtidig vann blandet med frostvæske av pumpen 30 gjennom røret 38 til girboksolje-kjøleren 32 og derfra gjennom røret 40 til luftinntakskjøleren 34. Vannet passerer deretter ut av røret 42 og grenrøret 44 til røret 26 og derfra gjennom varmeveksleren 28 og røret 36 til pumpen 30 for fullføring av kretsen.

Når vannet i motorblokk-kretsen når operasjonstemperaturen åpnes termostatventilen 12 delvis og forårsaker at motorblokk-ventilen delvis settes i serieforbindelse med den nedre temperatur luftinntakskjølerkretsen. En del av returstrømmen fra motoren gjennom røret 18 ledes gjennom rørene 24 og 26 til varmeveksleren 28, mens den gjenværende del strømmer til olje-kjøleren 14 og motorblokken som tidligere beskrevet. Strømmen fra luftinntakskjøleren 34 passerer gjennom røret 44 til varmeveksleren 28, slik som også beskrevet ovenfor, mens den reste-rende del av væsken strømmer til røret 22 for å kompensere van net som mistes fra motorblokk-kretsen med strøm gjennom røret 24. Erstatningsvannet blandes og kjøler det varmere vann som returnerer fra motoren gjennom røret 18.

Siden kjølemedium fra en fjerntliggende varmeveksler 28 passerer gjennom inntaksluftkjøleren 34 før motorblokken 4, vil den førstnevnte del operere ved en lavere temperatur enn den sistnevnte. Størrelsen på varmeveksleren 28 og termostatventilen 12 er valgt slik at disse opererer på en måte som er nød-vendig for å opprettholde korrekt differanse i temperatur mellom de to kjølekretser, idet termostatventilen forblir i sin delvis åpne stilling under normal drift av motoren.

Dette dobbelte kretssystem avstedkommer behov for kun en varmeveksler, samtidig som arrangementet er mindre kompleks og derfor mindre kostbart å fremstille, installere og vedlikeholde.

Claims (4)

1. Et kjølesystem for en dieselmotor som har inntaksluft-kjøling, hvilket system omfatter en første kjølekrets (8, 4, 16, 10, 18, 14, 29) for kjøling av motorens sylinderblokk, og en andre kjølekrets (30, 38, 32, 40, 34, 42, 44, 26) for kjøling av inntaksluft idet hver krets benytter en væske som kjølemedium, karakterisert ved anordninger (12, 24) for kob-ling av nevnte to kretser i serie med hverandre og med en enkel varmeveksler (28) for kjøling av kjølemediet som passerer gjennom denne, idet nevnte andre krets er beliggende nedstrøms for varmeveksleren og oppstrø ms for nevnte første krets.

2. Et kjølesystem som angitt i krav 1, karakterisert ved at tilkoblingsanordninger (12, 24) er temperaturstyrt på en slik måte at de to kretsene opererer uavhengig av hverandre inntil temperaturen i kjøle-mediet i nevnte første krets når en gitt verdi.

3. Et kjølesystem som angitt i krav 2, karakterisert ved at tilkoblingsanordningene inkluderer en temperaturresponderende ventil (12) anordnet i nevnte første krets, hvilken ventil har et innløp og et første utløp koblet til den første krets, og et andre utløp koblet til innløpet på varmeveksleren (28), idet ventilen er anordnet for å levere i det minste en del av kjølemediet i nevnte første krets til varmeveksleren når den yttertemperatur er oppnådd.

4. Et kjølesystem som angitt i krav 3, karakterisert ved at nevnte andre krets har en returpassasje (42) koblet til både varmeveksleren (28) og nevnte første krets.