SE441206B - Kokkylvetskeprocess for forbrenningsmotorer samt kylsystem - Google Patents

Description

8l+Û2652-5 lO 15 20 25 30 35 2 Värmvnvludning genom avgasvrn; - 33% Värmuavlvdning genom motorkylningcn - 29% lndikerad effekt - 38% Den indikerade effekten går delvis förlorad gencm förbränninge- total tillförd energi), kolvringsfriktion (3%) och övrig motorírikti:n pumpning av gaser in i, genom och ut ur kamrarna och ut genom avgasröret (6% av (4%), vilket ger en bromsad effekt pà 25% av tillförd energi. Beträffande bilar, utan tvekan det största an- vändningsområdet för förbränningsmotorer, används endast ca hälften av den bromsade effekten i slutänden för att driva bilen. Den andra hälften går förlorad vid frirullning, tomgångskörning och bromsning och g¿nom transmissionsfriktion och andra förluster och i drivna komponenter. Ungefär hälften av energin vid hjulen an- vänds för att övervinna luftmotstánd och resten däck- friktion och hysterisis.

Motortemperaturen påverkar cylinderkylningsvärme- avdelningen och effektiviteten i den termodynamiska cykeln på olika sätt. Motortemperaturen påverkar också friktionsförlusterna. Kravet i konventionella fordon pà en radiator som kyls av det omgivande luftflödet ökar luftmotståndet relativt de effektivare karossformer som kan användas om kylluftintaget för radiatorn eli- minerades.

Grundläggande motorkylningskrav Det primära ändamålet med ett motorkylsystem är att hålla motorn inom maximi- och minimitemperaturgrän- ser under varierande last- och omgivningsförhâllanden.

Förbränningsprocessen i en motor medför alltför hö- ga temperaturer kring bränsleblandningens tändningsområ- de, normalt i den övre delen av förbrànningskammaren i kolvmotorer, avgasventilsätet och portytorna. För höga temperaturer i dessa områden medför yttändning, vilket leder till knackning, mekaniska skador på motormaterial och ökning av utsläppen av kolväten HC och kväveoxider NOX. För kraftig kylning av motorn inverkar menligt ÛUAL/iïïy 10 15 20 25 30 35 8402652~5 3 px bransl1f'fbrukningen, avgasutslëppen av HC och CO avlagringar acn körbarheton. Temperaturskillnadcr i I motorn mejí;r termisk deformation och pàkänningar vilket leder till mytorslitage, läckage och haveri. Det ideala kylsystemet balanserar därför dessa faktorer för att bibehalla en temperatur som är tillräckligt hög för att befrämja bränsleekonomin, minimera utsläpp, bibe- halla körbarheten etc, tillräckligt låg för att elimi- nera förtidig tändning och mekaniska skador och till- räckligt likformig för att eliminera termisk deformation och dess följande problem.

Förutom kylningskraven för en motor som arbetar under jämna förhållanden, såsom beskrivits ovan, har ett kylsystem ytterligare komplicerade krav. Motortem- peraturen har en benägenhet att öka med ökning av motor- lasten. Dessa lastöknirigar kan bero pà ökad hastighet, ändringar i väglutningen, ytterligare last i fordonet och manga andra skäl. Dessutom har en ökning i omgiv- ningstemperaturen en ogynnsam inverkan på motortempera- turen eftersom temperaturskillnaden mellan motorn och kylluften minskas. Av samtliga ovan angivna skäl är ett kylsystem, som kan upprätthålla en likformig tempe- ratur oberoende av varierande motorlaster och omgivnings- förhållanden, konstruktionsmàlet.

Typer av kylsystem Strålnings- och konvektionsvärmeöverföringen fràn förbranningsgaserna till förbränningskammarväggarna, konvektionsvärmeöverföringen genom förbränningskammar- väggarna till andra delar av motorn och värmeöverfö- ringsomrádet mellan motormetallen och kylsystemet är samtliga variabler som bestäms av motorkonstruktionen.

Som sådana är dessa faktorer utom kontroll för kylsystem- konstruktionen och antas vara konstanta för att möjlig- göra en jämförelse mellan olika typer av kylsystem.

Luftkylsystem Pâ grund av lufts lägre värmeövergàngskoefficient mäste en stor luftvolym strömma över värmeöverförings- P00 QUALIçY 8402652-5 10 15 20 25 30 4 omrâdet för att minska temperaturen i en motor. henna kylmetod ar vanligtvis otillfredsställande i nu fordon - motor på grund av de stora variatinnerna i omgivningr- förhållandena, exempelvis omgivningstemperatur och far- donshastighet, och motorvarvtal samt svårigheten att bibehalla varje kontroll över motortemperaturvn, när fordonshastigheten ökar ökar även den luftvolym som strömmar över motorn, och dà hastigheten avtar eller fordonet stannar minskar luftvolymen trots att den bla- ses med en sto: fläkt; i konsekvens därmed minskar kyl- effekten. Dessutom skapar med flänsar försedda områden lokala varma fläckar vid kontaktpunkterna mellan flänsar och lopp. Det är svårt att bibehålla motortemperaturen inom bestämda gränser, varför denna kylmetod blir inef- fektiv för ytfordon. Eftersom lufttemperaturen är mycket låg på höga höjder är luftkylning vanligtvis fullt till- räcklig för flygplan, även om det finns fördelar med vätskekylning av flygplansmotorer.

Vätskekylsystem vätskekylsystemet är det system som används allra mest för att reglera temperaturen i förbränningsmotorer.

Konventionella vätskekylsystem är trycksatta och har påskyndad cirkulation av kylvätskan medelst en motordri- ven pump: Det slutna systemet cirkulerar kylvätskan mellan motorns vattenmantlar, där värme överförs till kylvätskan från förbränningskamrarna, och en radiator eller kylare, där av kylvätskan absorberad värme över- förs till luft som strömmar genom kylaren. En tryckven- til i kylarens pàfyllningslock är inställd på ett till- räckligt högt tryck för att höja kylvätskans kokpunkt, varigenom kylvätskan hindras från att strömma ut inom det normala arbetstemperaturomràdet för motorn.

För att reducera varmkorningstiden är en termostat- ventil placerad i utloppet för motorns vattenmantel.

Termostatvcntilen öppnar endast när temperaturen över- stiger ett förutbestämt värde. Vid kylvätsketcmperaturvr under det förutbestämda värdet för termostatventilen kan ringa eller ingen kylvätska strömma till eller från PÛOR QUALITY 10 15 20 25 30 35 8402652-5 5 motorn, varigenom temperaturen i den relativt ringa mängden kylvätska som finns i kylmanteln ökar snabbt, varigenom mtaorn kan arbeta effektivare kortare efter en kallstart. Även om konventionella trycksatta, enfas vätske- kylsystem ar tillförlitliga och kräver relativt ringa underhåll har de flera inneboende nackdelar. Ytkonvek- tionsvärmeövergángskoefficienterna för ett fluid i vätskr- fasen är relativt laga och varierar med flödeshastig- heten. I det typiska fordonskylsystemet strömmar avkyld vätska fràn kylaren till motorns vattenmantel vid den nedre främre delen av motorn, medan uppvärmd vätska lämnar motorn vid dennas överdel. Av detta skäl kyls de främre cylindrarna kraftigare än de bakre cylind- rarna. Dessutom är det svårt att upprätthålla jämn flö- deshastighet i kylvätskan genom de komplicerade'flödcs- kanalerna inuti kylmanteln, varigenom lokala varma fläc- kar uppstår i motorn. Dessa varma fläckar tros bidra till alstrande av kväveoxider i motoravgaserna.

Eftersom de högsta temperaturerna alstras i för- bränningskamrarna vid cylindrarnas överdelar, och efter- som kylvätskan strömmar väsentligen uppåt genom motorn, blir den övre delen av varje cylinder mycket varmare än den nedre delen. Denna temperaturskillnad mellan cylinderns övre och nedre delar medför termisk defor- mering av cylinderblocket och cylinderhuvudet med därav följande ökad förbiblåsning och oljeförbrukning. Ett annat problem som har med temperaturskillnaden mellan de övre och nedre delarna att göra är väggavkylningen, vilken skapar ett oförbränt skikt av gaser på de rela- tivt kallare nedre cylinderväggarna. Detta utgör en källa till stora mängder koloxid och oförbrända kolväten i avgaserna. Den medför också ett sämre bränsleutnytt- jande. Slutligen är vätskekylsystem ytterst känsliga för ändringar i omgivningstemperaturen på ett direkt proportionellt sätt.

Förångningskylsystem Förångningskylning (ocksâ kallad kokvätskekylning) Poo i flüAilçv -a- 8ÅæÛ2652-S 6 av förbränningsmotorer har varit känd under åtminstone 70 ar och har utgjort föremål för otaliga försök under àrens lopp att skapa ett system som uppfyller de manga íunktionskraven på motorkylsystem på ett tillförlit- försök har kokvätskekylning haft praktiskt taget ingen kommersiell tillämpning. Vissa motorfordon med kokvätrkr kylsystem byggdes pa 20-talet, och kokvëtskukylning har i viss utsträckning använts vid stationära motorer, exempelvis sådana som används inom borrningsindustrin, under de senaste 25 åren. Trots detta finns det vissa generellt erkända fördelar med kokvätskekylning.

En av fördelarna med ett kokvätskekylsystem är att konvektionsvärmeövergângskoefficienterna för för- l5 àngning och kondensering av kylvätskan är en storleks- crdning större än koeíficienten för att öka temperaturen i en cirkulerande kylvätska utan kokning. Därmed blir temperaturen hos kylvätskan i ett förångningssystem praktiskt taget densamma i alla delar av motorn. 20 I typiska kokvätskekylsystem bringas kylvätska att koka inuti motorns kylmantel, varvid den föràngade kylvätskan avlägsnas från den övre delen av kylmanteln och leds till en luftkyld kylare eller kondensor, an- tingen direkt eller via en tank för separering av ànga och vätska. Kondensatet samlas upp i en sump som är ansluten till kondensorns botten och àterförs till kyl- mantelns inlopp eller till en förràdstank för att ström- 25 ma till motorn under inverkan av tyngdkraften.

Eftersom kokning sker vid en konstant temperatur 30 (ned antagande av konstant tryck) och eftersom ytkon- vektionsvärmeövergångskoefficienter för fluider som omvandlas till ångfasen är mycket högre än de för samma fluider som hålls i vätskefasen, kan kokvätskekylsystem bibehålla cylinderväggtemperaturer som är närmare kon- stanta från de övre till de nedre delarna. Dessutom blir hela cylinderväggen vanligtvis varmare, varigenom alstrandet av koloxid och oförbrända kolväten i avga- serna minskas, friktionen minskas och bränsleekonomin 35 förbättras. ligt, effektivt, billigt och praktiskt sätt. Trots dee:a 10 l5 20 25 30 35 8402652-5 7 Det finns emellertid flera nackdelar med konven- tionella, trycksatta förångningskylsystem. Ett stort inneboende problem är förlust av kylvätska i dessa sys- tem beroende på àngförluster genom ventilationshål eller tryckventiler och större risk för högtrycksläeker i systemet. Många föràngningskylsystem alstrar en alltför stor àngvolym för att bibehålla motorn på den önskade mnpt-r-.iturnivan (iooo-iieøc, 212 -24o°r). 1 att nag- tryckssystem kan kondensorn, där ångan kondenseras till vätska, strypa fluidflödet och därigenom skapa mottryck och änguppbyggnad i kylmanteln. Detta mottryck undan- tränger kylvätskan i kylmanteln för ånga och bidrar till motorhaveri genom förlust av kylning i det område där ånga har undanträngt kylvätska. Ett ytterligare problem med de flesta tidigare kända systemen är behovet av kondensorflänsar och cirkulationspumpar, antingen mekaniska eller elektriska. Det är på grund av dessa och andra problem som tidigare kända förángningskylsys- tem inte sedan de tidigare dagarna för bilen har använts kommersiellt i bilmotorkylsystem och i liten utsträck- ning inom andra områden. hänvisningar till teknikens ståndpunkt Det finns givetvis en mängd patent, teknisk och allmän litteratur på och kring kokvätskekylning för förbränningsmotorer. Några av dessa dokument berättigar en kort beskrivning här eftersom vissa av utföringsfor- merna enligt föreliggande uppfinning kan utnyttja vissa av däri angivna tankar och idéer.

En sådan idê är användningen av en kondensor, vars kondenseringsyta bildas av en utvändig beklädnadspanel på ett fordon. Denna idê föreslås för användning i bi- lar i US-patentet l 806 382 och för användning i flyg- plan i US-patentet l 860 258. Det förstnämnda patentet beskriver också fördelarna med en sådan kondensor för att eliminera behovet av en fläkt för att blåsa kylluft genom en rörkondensor och för att göra det möjligt att anordna en huv över motorrummet som reducerar inträng- ning av damm och minskar utsläpp av àngor i riktning mot passagerarutrymmet. 8402652-5 LJ) 10 15 20 25 30 35 8 att annat särdrag som är användbart vid färelig- gande upfinning är att kondensorn kan placeras på en nivå över motorns kvlmantel och att kondenserad kyl- vätska kan àterföras till kvlmanteln genom tvngdkraft.

Detta eliminerar behovet av en pump. Högt placerade koniensatorer med àterföring av kondensat till motorn genom tvngdkraften visas och beskrivs i US-patentef 3 082 753.

Grundläggande fel med tidigare kända svstem Man tror att ett grundläggande och förödande fel har funnits i alla tidigare föreslagna kokvätskesvster, nämligen att en större del av kylvätskan i Cylinderhu- vudets kvlmantel är i ångfasen under praktiskt taget alla drifttillstånd utom under varmkörning. Universellt sett tar kvlvätskan i cylinderhuvudets kylmantel emot den från kylvätskan i blocket kommande ångan. När ånga från blocket kombineras med den stora mängden ånga sam alstras i huvudet, speciellt kring avgasportarna och intill förbränningskammarens överdel, blir det totala ànginnehàllet i huvudets kylmantel så stor att det finns en otillräcklig mängd kylvätska på de ställen där den behövs som mest för att avleda värme genom förángning, varför varma fläckar uppstår och fortlever i förbrän- ningskammarens överdel. Ångan i huvudet har liten kapa- citet för att ta emot mera värme, och ångfickor har benägenhet att uppstå intill de varmaste områdena där de är som mest skadliga mot effektiv värmeöverföring.

Problemet med närvaro av för mvcket kylånga i huvu- dets kvlmantel kan vara speciellt farligt i trånga delar av manteln, såsom ovanför avgasportarna och vid de öpp- ningar där blockmanteln står i förbindelse med huvud- manteln. T o m små utskott eller utbuktningar på man- telns väggar inom dessa trånga kanaler kan avleda kyl- vätskeflödet och skapa en plats för en ângficka där en varm fläck kan uppstå och stanna kvar. Dessa ång- fickor har i sin tur benägenhet att blockera eller om- länka kylvätskeflödet. Därmed går motorn under en stor del av sin tid med en väsentlig mängd ånga 1 huvudets U1 10 l5 20 25 30 35 s4o2ss2~s 9 "fel ;ch med otillräcklig mängd kvlvätskn ' .Cr tall- rqcklíq värmcöverförinq.

Det faktum att de flesta kokvätskekvlsvstem som föreslagits och används tidigare har skapat en våldsamt kokande utströmning från huvudet, så att en mängd kyl- vätska drivs ut med ångan och en separation av ånga och vätska krävs, utgör en stark indikation pa närvaro av fär mycket ånga. Ännu viktigare är att fäztidig Laul» ning (knackning), vilken utan tvekan beror pä varma fläckar, har varit ett kroniskt problem i ångkvlda mo- torer - förtidig tändning minskar effektiviteten och kan medföra allvarliga motorskador och till slut haveri.

Detta kräver i sin tur en fördröjning av tändtidpunkten (förtändning) för korrigering; vilket resulterar i sämre bränsleekonomi. De varma fläckarna medför också stora värmepàkänningar som leder till sprickning av huvudet.

Hpnfinningen Föreliggande uppfinning anvisar en lösning pà prob- lemet med för stor mängd kylànga i motorns cvlinderhu- vud, vilken lösning innefattar olika aspekter och är tillämpbar vid otaliga utföringsformer. Uppfinningen gör det dessutom möjligt att uppnå inte bara de erkända fördelarna med kokvätskekylning utan även ytterligare färdelar och oväntade resultat.

Närmare bestämt är föreliggande uppfinning en motor- kvlprocess som kännetecknas av att kylvätskan eller -medlet tillförs i vätskeform väsentligen fri från ànqa till huvudets kvlmantel, så att den större delen av huvudets kylmantel hålls fylld med kylmedel i vätskeform under motorns alla drifttillstànd. Processen kan genom- föras på följande sätt: l) Det i processen använda kylmedlet har en mätt- ningstemperatur över den högsta temperaturen i väggarna hos motorblockets kylmantel. På detta sätt sker proces- sen genom kylmedlets inneboende kylmvdlet kan inte förångas förutom i cylinderhuvudvt; fvsiska egenskaper. därmed kan det tillföras huvudets kylmantel från bloc- kets kylmantel och inkomma i huvudets kylmantel 1 vätske- V00 ß Que-Kiwi 8l+Ü2652-5 lO 15 20 25 30 35 l0 orm. Lämpliga kylmedel är organiska vätskor med star molukylvikt och utan vatten samt med en högre mättninj:- temperatur än ca l32OC (270oF) vid processens drift- tryck, varvid några exempel är etylenglykol, propylon- glykol, tetrahydrofurfurylalkohol, dipropvlenalkcnol och 2,2,4-trimetyl-l,3-pentandiol-monoisobutvrat. 2) Kylmedlet tillförs huvudets kylmantel enbart och direkt från en ångkondensor vilken tar emot och kondenserar kylmedel som utmatats från motorn i àngïçrm.

Därvid är huvudkylmanteln antingen skild från (kommuni- cerar inte med) blockkylmanteln eller vaknar mfforn en blockkylmantel. 3) Såsom under punkt 2 ovan tillförs ett flytande kylmedel direkt till huvudkylmanteln enbart från en kondensorkammare. Blockkylmanteln tar separat emot fly- tande kylmedel som kondenserats i samma kondensorkammarf från kylmedelånga som alstrats i block- och huvudkvl- mantlarna. 4) Såsom under punkterna 2 och 3 ovan tillförs ersättningskylmedel direkt till huvudkylmanteln, men i detta fallet som kylmedelkondensat från en kondensor- kammare som tar emot ånga enbart från huvudkylmanteln. Ånga från blockkylmanteln leds till en andra kondensor- kammare, och kondensatet àterförs från den andra konden- satorkammaren till blockkylmanteln. Kort sagt finns det två ångkylkretsar, en för blocket och en för huvu- det.

Vid samtliga sätt att tillämpa föreliggande upp- finning skall mättningstemperaturen generellt sett vara så hög som är praktiskt möjligt med beaktande av undvi- kande av oönskade tillstànd som har att göra med exem- pelvis hàllbarheten hos motorn och fordonskomponenter intill motorn, effektiviteten och livslängden hos mo- torns smörjmedel och motorns gång, hos flamfronten och tändfördröjning, ställningar, förtidig tändning och detonation (“knack- såsom instabilitet orimliga tändin- ning“), kraftiga utsläpp och minskad effektivitet. Gene- rellt sett är det så att ju högre mättningstemperatur 8402652-5 ll hes kvlnedlet upp till den qräns, som sätts av de tvin- nämnda faktorerna, och troligen även andra faktorer, desto hïwrn blir motorns totala temperatur och desto lägre blir värmeavledningen eller -förlusterna. Därmv? - blir motorns effektivitet större. Det må givetvis på- pekas, att olika motorkonstruktioner kan reagera på olika sätt för olika kvlmedel, och olika möilighetor finns säkert om inte troligen vid val av kvlmedel. Die- selmotorer exempelvis kan inte tända för tidigt såsom lo är fallet vid motorer med gnisttändning; därmed kan en dieselmotor försedd med ett kylsystem enligt upp- finningen ha ett kylmedel med en mättninqstomperatur som är högre än den hos kylmedel för motorer med gnist- tändning. ' 15 Såsom diskuterats kort ovan tror man att det finns ett tidigare inte insett qrundläqqande och förödande fel i kokvätskekylsystem för förbränninqsmotorer, nämligen lör mycket kylånga och otillräckliq mängd kvlvärska i huvudkylmanteln. Det kylmedel som allmänt har föresla- 20 gits och använts i de tidigare systemen är vatten. Även om ett frostskyddsmedel med hög kokpunkt blandas med kylvattnet ligger kylmedlets mättningstemperatur i om- rådet l0§-ll6OC (220-240OF), beroende på trycket i svs- temet. Man har observerat att blockkylmedeltemperaturen 25 bör ligga l6-28°C (30-SOOF) högre än detta område om det inte vore för det värme som avleds från blocket till kvlmantelvattnet. Det värme som avleds i detta område medför den ständiga omvandlingen av kylvätska till ånga. Den pà så sätt bildade ångan stiger uppåt 30 i kylvätskan i kylmanteln kring blocket och kommer där- efter in i huvudkylmanteln, där den fortsätter att stiga tills den slutligen avgår från huvudkylmantelns överdel.

I den män denna ånga ständigt upptar utrymme i huvud- kylmanteln undanträngs kylvätska. Under vissa driftför~ 35 hàllanden innehåller huvudkylmanteln ett otillräckliqt förhållande mellan vätska och ånga inom viktiga områden, varigenom kylningen inom dessa områden är otillräcklig.

Vid det första arbetssättet hos föreliggande upp- POOR QUÃLITY 8læÛ2652-5 10 20 25 30 35 l2 finning såsom beskrivits kort ovan, är det till huvud- kvlmanteln tillförda kvlmedlet i vätskeform pà grund .av att mättningstemperaturen är högre än maximitcmperi- turen i hlockkylmantelns väggar. Prototvpkylsystem en- ligt uppfinningen har visat att temperaturerna nära intill en cvlindervägg vid full last uppgår till 12196 (zsrfm via llaiva .qiagiänqaen och ungefär 1320-? :27o°"f) vid CD, när moforn körs med kylmudul L vitskvfu: mwd en temperatur av l490C (BOOGF). Således lämnar kylmedlct blockkylmanteln och inkommer det i huvudkylmanteln väsent- ligen i vätskeform.

Förutom att dämpa problemet med för mycket ånga i huvudet helt enkelt genom att ingen ånga kommer in i huvudet från blocket, finns'det andra viktiga, för- delaktiga effekter med att använda ett kylmedel med en mättningstemperatur som är högre än kylmanteltempera- turen i blocket. För det första är cylinderväggarna varmare än med Vattenkylning (antingen vätska eller kokande vatten), varigenom en fullständigare förbränning av bränslet åstadkoms genom minskning av avkylningen (utsläckning av flamman intill cylinderns kalla väggar under arbetstakten). De varmare väggarna innebär också att värmeavledningen är mindre, den termiska effektivi- teten är högre och en minskning av friktionen uppnås på grund av minskad viskositet i oljan. Cylinderloppet har en mera likformig diameter från sin överdel till sin nederdel och jämnare rundhet, varigenom förbiblås- ningen och slitaget på ringspåren, cylinderväggarna och ringarna reduceras. Väggtemperaturen ligger ett bra stycke över daggpunkten för vattenånga i förbrän- ningsgaserna, varför det inte förekommer någon konden- sering av vatten på cylinderväggarna som kan komma in i oljan och bilda slam och sura produkter.

Resultatet av att höja temperaturen i cylinder- väqgsytan har flora sammanhängande effekter på tänd- inställningen, flamhastigheten och oktantalet. Normalt kräver förhöjda temperaturer i den konventionella, pum- pade vätskekylda motorn ett högoktanigt bränsle. vid P00 QUALITY 10 15 20 25 30 35 8402652-5 13 ngçfinningen är det dock tvärt Om. De varmare cylinder- vaugsytorna har benägenhet att minska tändfördröjninawn (liksom den cvkliska varierbarheten av tändfördröjninfl- en), vilket avsevärt minskar den tid som krävs för att efter tändning uppnå maximalt förbränningstryck. De kallare cvlinderhuvudytorna kompletterar detta genom att reducera "varma fläckar". Av detta skäl tolercrar motorer med kylsystem enligt uppfiningen en avsevärt större tändförställning vid làgtändningsändcn men krävoi mindre total tändförställning vid högtändnings- konventionellt kylda motorer. tändinställningen är riktigt justerad kan ok- tantalet i bränslet för en enligt uppfinningen kyld motor verkligen minskas. Även öm gaserna vid cylinder- änden har en högre temperatur får den högre flamhastig- märkbart anden än När heten i kombination med elimineringen av de detonaticns- alstrande varma fläckarna på förbränningskammarvtorna flamfronten att helt passera förbränningskammaren innan bränsleluftblandningen har en chans att självtända.

Dessutom medger den märkbart reducerade, cykliska va- rierbarheten i tändfördröjningen motordrift mycket närm- re knackningsgränsen utan enstaka, av långsam förbrän- ning eller tändfördröjning förorsakade knackningar.

Flytande bränsle brinner inte. Det är därför helt klart att eftersom bränsle införs i motorn i form av små vätskedroppar måste bränslet förgasas på sin väg genom venturiinloppsröret, inloppsportarna, ventilerna, under insugningstakten, kompressionstakten och t o m under förbränningen. Det är vanligt att en stor del av bränslet befinner sig i vätskeform vid tändningen.

Detta medför tre problem. För det första är den förbrännbara blandning, som befinner sig i gasfasen, magrare än den bränsleluftblandning som tillförts från bränslesystemet, varvid flamhastigheten och temperaturen blir lägre. För det andra tas det värme som krävs för förgasning av detta flytande bränsle fràn flamman, vari- genom dess hastighet och temperatur minskar. För det tredje kommer en viss del av detta flytande bränsle çßßR ~ “www “ß Å\.\1\!______l_____l BMIZGSZ-S 10 l5 20 25 30 35 l4 in i Aylskiktet, varigenom mängden oförbränt bränsle äkar. Med kylprocessen enligt uppfinningen Ökar tem- peraruren i :ylinderloppet (Slagvolym) och inloppska- nalerna för att därigenom befrämja en fullständigare förgasning av bränslet innan flamman tänds. Härigenom blir en större mängd förbränningsenergi tillgänglig för omvandling till arbete och en mindre mängd bränsle i kylskiktet. Pullständigare förgasning av bränslet i inloppssamlingsröret leder till bättre likformlghet i bränsleluftblandningen mellan Cylindrarna. Detta sär- drag möjliggör i sin tur en effektivare kalibrering av bränsleluftblandningen och en bättre körbarhet med alternativa bränslen eller båda. Effektivare förgasning av bränslet möjliggör en effektivare fossílbränsleeffek- tivitet och är en absolut nödvändighet vid användning av alkoholbränslen eller bränslen av bredfraktionsdestilla~.

Förbättrad blandningsberedning leder till förbät+- rad körbarhet, vilket gör det möjligt för föraren att använda gaspedalen mindre aggressivt och resulterar i minskad bränsleförbrukning. Motorer utrustade med uppfinningen har en förbättring på 10-13% i bränsle- ekonomin under kontrollerade laboratorieförsök.

Kokvätskekylning medför en märkbar minskning av utsläppen av oförbrända kolväten och koloxid till följd av såväl den lägre koncentrationen av bränsle i avkyl- ningsskiktet som den reducerade tjockleken av detta skikt. Avkylningsskiktet är välkänt inom motortekniken och kan beskrivas som ett skikt av oförbränt flytande bränsle med en tjocklek på Ca 0,18-0,38 mm (0,007-0,0l5“) vid cylinderväggens yta. Dess koncentration och tjocklek är omvänt proportionella mot väggtemperaturen och redu- ceras drastiskt när väggtemperaturen ökar. Detta beror på att vid lägre temperaturer, ca 82-93°C (180-ZOOOF), är cylinderväggen en parasit för förbränningsflamman genom att suga åt sig (absorbera) tillräckligt mycket värme från flamman för att hindra den från att brinna fram till väggytan. Den höga väggtemperaturen vid denna uppfinning minimerar denna parasitiska natur hos cylin- PÛOR QUALITY 10 l5 20 25 30 35 âvrväggfn g nom att göra det möjligt 15 8402552-'5 för flammen att brinna närmare väggen och reducera avkvlningsskiktnr_ Dessutom uppnås en minskning av koloxidsläppen beroende pà fullständigare förbränning och ökad flambrinntid.

När temperaturen i cylinderhuvudytorna ökar till för höga värden i en motor med ett konventionellt vätsko- kylsystem har utsläppen av kväveoxider normalt benägen- het att öka något med ökande motortemperatur, varvid alla övriga variabler hålls konstanta. Med föreliggande uppfinning och den ökade kyleffekten (kapaciteten) hos cylinderhuvudets kylmantel bakom förbränningskammar- ytorna medges emellertid en sänkning av temperaturen i cylinderhuvudets förbränningskammarytor trots att motorns totala drifttemperatur har höjts avsevärt, exem- pelvis 38°C (l00°F) eller mera. Detta uppnås genom att àngmättnaden hos kylmedlet i cylinderhuvudkylmanteln har sänkts till en punkt där det finns en tillräcklig mängd àngfri kylvätska som är tillgänglig för de kri- tiska värmeomràdena i huvudet för att medge den ökade värmeöverföringskapacitet som är unik för kokvätskekyl- ning (dess höga värmeövergångskoefficient) för att hälla dessa kritiska områden tillräckligt kalla för att hindra uppkomst av varma fläckar på cylinderhuvudets förbrän- ningskammärytor.

För att minimera ångmängden i huvudkylmanteln är det viktigt att åstadkomma en ângutloppsledning (eller ledningar) från huvudkylmanteln, varvid denna ledning skall vara tillräckligt stor för att hålla tryckskill- naden mellan kylmanteln och kondensorkammaren liten, företrädesvis mindre än 7 kPa (1 psi).

Dessutom måste man tänka på att undvika den möjliga instängningen av ånga i ett övre område av manteln under motorns alla i fordon innebär detta hänsynstagande driftförhållanden; till körning uppför och nedför backar. Två eller flera ångutloppsledningar eller en grenledning kan krävas i vissa utföranden.

När dessa varma fläckar, vilka vid vissa tillfäl- len kan vara rödglödande) en gäng har minimerats eller m) Pmvfiv |\\-\ BÄÛZGSZ-'S LI! 10 15 20 25 30 35 l6 vlirinerats, kan den högre flamhas*ighvten, och di iörbränningstomperaturerna och -trvckvn med lätthet tclcreras av motorn utan att förorsaka sfiälvtändning (dotcrnatifn) och ökade utsläpp av NOX och utan at slipa behov av mindre tändförställning vid tändfördelarens högtändningsände.

Genom att tjockleken på avkvlningsskikfet och Its: innehåll av rått bränsle har minimerats och cvlindertwm- peraturen är högre förbrinner dessutom en större del av bränslet i bränsleluftblandningen samtidigt som en mindre mängd rcstbränslepartiklar blir kvar för att bilda avlagringar. Typiskt uppvisar motorer med denna uppfinning inga kol- eller koksavlagringar efter en körsträcka på 40 000 km (25 DUO miles). Elimineringen av koksavlagringar (vilka också glöder) minimerar tidig tändning (förtändning) och medger en optimalare tändin- ställning, typiskt en ökad förställning vid lågtänd- ningsänden.

Genom optimering av tändtidpunkten, bränsleluft- blandningen och kvantiteten àtercirkulerade avgaser uppnås en samtidig reducering av alla tre typerna av avgasutsläpp och av bränsleförbrukningen, I dieselmotorer bestäms tändningen av bränslein- sprutningen i förbränningskamrarna. Varma fläckar på förbränningskamrarnas ytor medför, trots att de finns i en konventionellt kyld dieselmotor, ingen förtändning såsom de gör i en motor med gnisttändning. Icke desto mindre kan termiska påkänningar eller värmepäkänningar i dieselmotorers cylinderhuvuden genom närvaron av varma fläckar medföra skador genom arbete, sprickning och erosion av material. Dessa värmepåkänningar minskas genom eliminering av varma fläckar genom tillämpning av processen enligt uppfinningen.

Högre cylinderloppstemperaturer i dieselmotorer reducerar alstrandet av avgaspartiklar samtidigt som dc ökar vffektiviteten i omvandlingen av bränslecncr_ 'gi çijlïnygtiq effekt. 1 såväl gnisttändnings- som dic- selmotorer medför de ökade cylinderloppstemperaturerna min, ie QQÅLÜ 10 15 20 25 30 35 8lr02652~5 17 till följd av tillämpningen av processen enligt uppfin- ningen högre motoreffekt samtidigt som motorn går re- nare.

De kylmedel med hög kokpunkt som används enligt uppfinningen har ett högre àngbildningsvärme än vatten.

Således är den mängd ånga som alstras i huvudmanteln mindre än vid vatten, varvid allting annat är lika.

Detta innebär färre ångmoler i huvudkylmanteln för en given värmeavledningskapacitet. Dessutom lossnar ånga lättare från mantelns väggar när det är fråga om orga- niska kylmedel med hög molekylvikt än när det gäller vatten. Dessa föredragna kylmedel har en mycket lägre ytspänning. Således lossnar ångbubblorna lättare fràn väggen och öppnar därmed väg för flytande kylmedel att snabbt sluta bakom de avgående bubblorna och väta väg- gen. Dessutom är värmeöverföringen från en yta; som kyls med vätska som omvandlas till ånga, flera gånger större när förångning sker direkt vid uppvärmningsytan (atomär kokning) än när den sker via en avskärmande gasfilm (filmkokning). Observationer indikerar att jäm- fört med vatten befrämjar användning av organiska kyl- medel med högre mättningstemperatur tillståndet av ato- mär kokning snarare än filmkokning.

De ovannämnda punkterna bidrar till en effektivare kylning av huvudet tack vare närvaron av ett avsevärt större förhållande mellan vätska och ånga i huvudkyl- manteln än vid tidigare kända kokvätskekylprocesser. vid ett föredraget utförande av systemet enligt uppfinningen är kondensorkammaren konstruerad för att skapa obehindrat inlopp för och flöde av kylàngan och därmed befrämja snabb och effektiv kondensering och för att placeras ovanför motorn och därmed göra det möjligt för kondensatet att strömma till motorn genom tyngdkraft. Vid denna tillämpning av metoden och vid utföringsformer av anordningen, där en upphöjd kondensor ger fördelaktiga tillstånd för konvektionsflöde av ånga och tyngdkraftsáterföring av kondensat, har kylsystemet de P00 GUALIçV 10 15 20 25 30 35 8402652~5 18 inga rörliga delar. Elimineringen av en kylpump, en fläkt für att kyla kondensorn, remdrifter, alla termo- stater och en dyrare rörvärmeväxlare gör systemet bil- ligare än befintliga pumpvätskesystem och de flesta tidigare kända kokvätskekylsystem.

Kondensorkammaren kan också placeras under àngut- loppet, men detta nödvändiggör en kondensatreturpump.

Denna utformning medger placering av kondensorn pä det bästa stället i ett speciellt fordonsutförande, exem- pelvis bakom kofàngaren på ett motorfordon eller vid sidan om motorns oljetråg. I dessa fall kan nackdelen med en kondensatreturpump mer än väl kompenseras genom optimalt utnyttjande av tillgängligt utrymme i fordonet eller förbättring av fordonets aerodynamiska egenskaper.

Det föreligger inga problem i processen att kondensera kylånga med hög molekylvikt i en kondensor som är place- rad på en lägre nivå än det område där ångan alstras, eftersom gasformiga föroreningar med låg molekylvikt, såsom luft eller vattenånga, undanträngs till en nivå över den tyngre kylångan samtidigt som ångan lätt sjun- ker genom tyngdkraften. Tidigare ångkylsystem lider däremot av det problemet, att luft i en kondensorkammare som är placerad under àngutloppet motverkar undanträng- ning från vattenånga genom att den har större molekyl- vikt än vattenångan.

Uppfinningens drift vid omgivningstryck eller tryck något däröver, säg 35 kPa (5 psi), såsom föredras, möi- liggör billigare och mera lättmonterade slangar och slanganslutningar. Risken för läckage av kylmedel är kraftigt minskad i ett atmosfäriskt eller lågtrycks- system, och om en läcka uppstår bör kylmedelförlusten vara tillräckligt liten för att möjliggöra körning med fordonet många mil för reparation utan en höjning av motortemperaturen eller skada. Läckor i slangarna och kondensorerna kan enkelt och effektivt repareras till- fälligt längs vägen eller på en servicestation med tejp, varvid permanenta reparationer kan göras vid en tidpunkt som är lämpligare för fordonsägaren. Fältreperation av % å* QUALITY lO 15 20 30 35 8402652-5 19 kondersorn kan genom dess låga drifttryck göras med en enkel epoxilapp eller en kraftig tejp.

Uppfinningen är med stor fördel användbar i för- gasarbestyckade och bränsleinsprutade Ottomotorer, i dieselmotorer och i Wankelmotorer. Alla motortyperna kan användas i alla typer av fordon, såsom bilar, last- bilar, flygplan, motorvagnar, lokomotiv och båtar och även i stationära tillämpningar. Stationära motorer kan kräva fläktkylning av kondensorn, om utrymmet ar begränsat, eller en stor icke-forcerad luftkondensor om utrymmet inte utgör något problem.

Fordon med föreliggande uppfinning kan konstrueras och utformas med minskat luftmotstànd, eftersom den konventionella kylaren kyld av luft som inkommer vid något ställe av fordonet kan ersättas med en utvändig karosseripanel. Exempelvis kan nosen på en bil eller huven på en flygplansmotor tillslutas för mindre mot- stånd och därmed åstadkomma bättre prestanda med samma motor eller samma prestanda med en mindre motor. Kon- densorkammaren i ett flygplan kan byggas in i vingytan, i vilket fall den kan utgöra eller bilda del av avis- ningsanläggningen.

Det_uppstàr ofta ett överhettningsproblem vid väts- kekylda flygplansmotorer när flygplanet väntar på start - kylaren har inte tillräcklig kylkapacitet för den relativt högre marktemperaturen och den relativt lägre propellerluftströmningen vid stillastående och taxning.

Ytkondensorn kan lätt dimensioneras för att klara mark- förhållandena utan praktiskt taget någon viktökning, och en konstant motortemperatur kan bibehållas allt- eftersom flygplanet stiger till kallare omgivning. I själva verket medför uppfinningen en viktfördel, inte bara i flygplan utan även i alla fordon, eftersom mäng- den kylmedel är mycket mindre än vad som krävs i ett vätskekylsystem med jämförbar kapacitet.

Det finns föredragna vägar att tillämpa varje ut- förande av processen enligt uppfinningen. Som nämnts 840 lO 15 20 30 35 2652-5 20 tidigare finns det fördelar med att återföra konden- serat kylmedel till huvudkylmanteln genom tyngdkrafts- återföring från en àngkondensorkammare som her ett ut- lopp ovanför huvudkylmantelns överdel. Förutom att eli- minera en pump säkerställer ett tyngdkraftssystem att ingen ånga återförs till kylmanteln, dock givetvis under förutsättning att kondensorn har tillräcklig kapacitet för att kondensera all tillförd ånga. I många tidigare föreslagna system var det möjligt för ångan att återfö- ras till kylmanteln tillsammans med kondensatet.

Enligt en annan aspekt pà föreliggande uppfinning har man åstadkommit en förbättring av fordon vilka drivs av förbränningsmotorer som är kokvätskekylda och som på känt sätt har en ytkondensorkammare med en kondense- ringsyta vilken är en väsentligen horisontellt placerad, uppåtvänd utvändig beklädnads- eller karosseripanel av fordonet som är placerad på en nivå över motorn vid alla normala lutningar av fordonet vid användning. Upp- finninqen kännetecknas av att kylmedlet är en organisk vätska med hög molekylvikt och med en mättningstempera- tur vid atmosfärtryck på inte mindre än ca l32OC (270°F) och en ytspänning vid en temperatur på l5°C (59°F) på mindre än ca 70 dyn/cm. Exempel på sådana kylmedel har lämnats ovan.

Vid en utföringsform kännetecknas uppfinningen dessutom av att det finns separata kylmantlar för motorns cylinderblock och cylinderhuvud och att det finns två kylcirkulationskretsar, en mellan blockkylmanteln och kondensorkammaren och en mellan huvudkylmanteln och kondensorkammaren. vid en annan utföringsform kännetecknas uppfin- ningen av att det finns en andra ytkondensorkammare med en kondenseringsyta som innefattar en utvändig be- klädnadspanel på ett fordon vilken är placerad på en nivà över motorn vid alla normala lutningar av fordonet vid användning. Det finns separata kylmantlar för motorns cylinderblock och cylinderhuvud, och det finns också separata kylcirkulationskretsar, den ena mellan den POÛR QUALITY 10 15 20 25 30 35 8lrÛ2C52~5 Zl första kondfnsorkammaren och blockkylmanteln och den andra mellan den andra kondensorkammaren och huvudkvl- mantcln.

En ytterligare utföringsform kännetecknas av att det inte finns någon kylmantel i motorns cylinderblock och att såväl inlopps- som utloppsledningarna är anslut- na mellan kondensorkammaren och huvudkylmanteln.

Figurbeskrivning Fig l visar schematiskt en tvärsektion genom en kolvmotor utrustad med en utföringsform av kylsystemet enligt uppfinningen; fig 2 visar schematiskt en tvärsek- tion genom en kolvmotor utrustad med en annan utförings- form av uppfinningen. Fig 3 visar schematiskt en tvär- sektion genom en kolvmotor utrustad med en tredje utfö- ringsform av uppfinningen; fig 4 visar schematiskt en tvärsektion genom en kolvmotor utrustad med en fjärde utföringsform av uppfinningen; fig 5 visar schematiskt en tvärsektion genom en Wankelmotor med ett kokvätske- kylsystem enligt uppfinningen; fig 6 visar schematiskt fràn sidan den främre delen av en bil utrustad med kyl- systemet; och fig 7 visar schematiskt från sidan den främre delen av ett flygplan utrustat med kylsystemet.

Sätt att tillämpa uppfinningen De schematiska avbildningarna i fig l till 4 av kolvmotorer är avsedda att vara representativa för varje typ av känd kolvmotor, vare sig den är en bensindriven Otto-motor eller en dieselmotor. I fig l till 4 har mot varandra svarande huvudkomponenter i motorn samma hänvisningsbeteckningar. Dessa huvudkomponenter omfattar ett oljetràg 10, ett block 12 med en eller flera cylind- rar l4, i vilka kolvar 16 rör sig fram och åter med en slaglängd som bestäms av en inte visad vevaxel och en vevstake 18. Varje cylinder 14 omges av en block- kylmantel 20. Ett huvud 22 är fastbultat på blocket 12 och är tätat mot detta med en packning 24. Huvudet 22 har en huvudkylmantel 26. För onkelhets skull visas inte insugs- och avgasventilerna och insugs- och avgas- YoOR QÜNKYY 8492652-5 Lfl 10 15 25 30 35 22 portarna i huvudet. Ventilkåpan är betecknad med 28. vid den i fig l visade utföringsformen av uppfin- ningen kommunicerar blockkylmanteln 20 med huvudkylman- teln 26 via kanaler 30. En ledning 32 är ansluten till huvudkylmantelns 26 överdel och till en kondensorkammarw 34, vars övre vägg är en panel 36 av ett material som har relativt god värmekonduktivitet. Varje metall är fullt tillfredsställande, och plaster som är impregne- rade med metallpulver för att förbättra värmekonduktivi- teten kan också användas. Denna typ av värmeväxlarkammare har fördelar för användning i sådana fordon som bilar, lastbilar, flygplan, lokomotiv och liknande, eftersom panelen 36 kan vara en utvändig beklädnadspanel av fordo- net och således vara utsatt för en luftströmning vid förflyttning av fordonet för förbättrad värmebortförsel.

Kammaren 34 begränsas vidare av en tràgliknande del 38 vilken är på lämpligt sätt förbunden med och avtätad mot panelen 36. Den trâgliknande delen 38 kan exempelvis vara hårt fäst på panelen 36 med ett bindemedel och en omvikt, krympt kant. Delen 38 bör ha en hög värmekon- duktivitet för att befrämja kondenseringen av ånga.

Kammarens 34 tråg 38 har ett uppsamlingsparti 40, och en kondensatreturledning 42 sträcker sig från uppsamlings- partiet till den nedre delen av blockkylmanteln 20.

I stället för att ha en àngutloppsledning och en separat kondensatreturledning kan en enda ledning som sträcker sig från huvudets överdel till en lag punkt i en Kondensor, som är placerad ovanför huvudet, utföra såväl ångutlopps- som kondensatreturfunktionerna. Ett sådant arrangemang visas i fig 6 och kommer att beskrivas nedan.

Kylmantlarna 20 och 26 och ledningarna 32, 42 är fyllda med kylmedel till en nivå strax över huvudkyl- mantelns 26 överdel, såsom visas med den streckade linjen A i fig l. När motorn värms upp expanderar kylmedlet, generellt ca 2-4%, så att dess nivå i den uppvärmda motorn stiger till ungefär den nivå som visas med den 10 15 20 30 35 8402652-5 23 streckade linien B. Den mängd kylmedel som krävs för ett kylsystem enligt uppfinningen är mycket mindre än den som krävs i ett pumpdrivet vätskckvlsvstem, genom att det i kondensorn alltid finns en mycket liten mängd kylmedel. I en typisk fyrcylindrig motor uppgår mängien kylmedel exempelvis till ungefär 3,3 liter. Genom den mindre mängden kylmedel finns det en mindre kvlmedelmns- sa för att ta värme fràn motorn vid uppvärmning, varige- nom motorn snabbt blir varm. Dessutom är uppvärmningen íämnare än vid ett pumpdrivet vätskekylsystem genom att det inte finns någon termostat eller motsvarande element som förorsakar flödesvariationer och därmed temperaturen i det kylmedel som återförs till motorn från kylaren, och därmed har benägenhet att ändra upp- värmningstiden när termostaten öppnar under uppvärmningen.

Det är väl känt att uppvärmningstiden för en förbrännings~ motor är en period med dålig drifteffektivitet och som mekaniskt sett inte är särskilt skonsam mot motorn.

Den snabba och jämna uppvärmningen av motorn som möílig- görs med kylsystemet enligt uppfinningen ökar motoref- fektivíteten, speciellt vid kallt väder, och minskar slitaget.

Från en kallstart värms kylmedlet i huvudkylmanteln 26 upp mycket snabbt, säg på l eller 2 min, beroende pà omgivningsförhàllandena. När värme avleds från motorn till kylsystemet kan kylmedlets temperatur fortsätta att öka upp till dess kokpunkt. Pà denna nivå stabili- seras motortemperaturen, eftersom kylmedeltemperaturen inte kan höjas ytterligare. Ytterligare motorvärme som avleds till kylsystemet får kylvätskan att föràngas. Ångan bortförs genom konvektion från omrâdet för dess bildande så att kylvätska kan inta dess tidigare ställe.

Värmet i kylångan avleds via kondensorkammarens expone- rade väggar 36 Och 38 allt eftersom ångan áterkondense- ras till vätska.

Med de kylmedel med hög mättningstemporutur, hög molekylvikt och låg ytspänning som används i processen enligt uppfinningen följer flera fördelar och goda egen- skaper som säkerställer effektiv kylning av cylinderhu- 8402652-5 10 15 20 25 30 35 24 vudet. Exempelvis säkerställer kylmedlets låga ytspän- ning att endast små ångbubblor bildas och att frigöring av små ångbubblor från kylmantelns 26 innerväggar under- lättas. Ju lägre ytspänning hos kylmedlet desto bättre.

Med ett kylmedel med en hög mättningstemperatur och med en lägre ytspänning än vatten, mätt vid l5°C (59°F) och med vetskap om att ytspänningen minskar som en funk- tion av ökande temperatur och att mättningstemperaturen i det föredragna kylmedlet är avsevärt högre än den för vatten, garanteras att kylmedlets ytspänning ligger väl under den hos vatten vid mättningstemperaturen.

'Genom den avsevärt minskade ytspänningen väts större delar av metallytan med kylmedel i vätskefasen och åstad- koms en effektivare värmeöverföring från väggarna till kylmedlet. _ En andra fördel med dessa kylmedel är den ringa temperaturskillnaden mellan kylmedlets mättningstem- peratur och temperaturen i cylinderhuvudets metall, vilket resulterar i en kraftigare atomär kokning och en reducerad filmkokning av kylmedlet. Värmeöverföríngs- kapaciteten är väsentligt större i en situation av ato- mär kokning än i en situation av filmkokning. Således är värmeavledningskapaciteten genom förångning av kyl- medlet större med ett kylmedel med hög kokpunkt, hög molekylvikt och låg ytspänning än den är med vatten.

Försök har visat att temperaturerna nëtta vid ut- vändiga ytor intill kritiska värmeområden av cylinderhu- vudet som kyls med etylenglykol eller propylenglykol i det i fig l visade systemet ligger ca l7°C (30OF) lägre än temperaturen vid samma ställe i huvudet och samma motor kyld med konventionell, med frostskvddsmedel tillsatt kylvätska i ett konventionellt, pumpdrivet vätskekylsystem. Det är möjligt att det i praktiken finns en mycket större skillnad mellan temperaturerna vid de invändiga huvudytorna vid systemet enligt uppfin- ningen och vid det konventionella systemet. Man tror att den minskade temperaturen beror pà en avsevärt effek- 10 l5 20 25 30 35 8402652-5 25 tivare väimeväxling mellan metallen i cylinderhuvuder kylmedlet.

Troligen sker en tämligen kraftig kokning i huvud- Och kylmanteln hos konventionella vätskekylda motorer vid vissa gränsytor mellan metallen och kylvätskan. Vid nägra av dessa ställen blir den på så sätt alstrade ångan instängd, varigenom värmeöverföringskapaciteten från metallen till vätskan blir avsevärt sämre på grund av närvaron av en àngspärr mellan metallen och vätskan.

Därmed är medeltemperaturen i huvudet något högre än vid föreliggande uppfinning. Sådan kokning i huvudet uppstår särskilt kring avgaskanalerna och intill avgas- ventilsätena hos en konventionellt vätskekyld motor.

Med kylmedlen enligt uppfinningen lämnar ångan lättare väggarna och ersätts den lättare med vätska för bättre värmeöverföring. ' En tredje fördel med ett kylmedel med hög mättnings- temperatur och hög molekylvikt i processen enligt upp- finningen är att den substansmängd ånga som avges för en given värmeavledningskapacitet kan vara avsevärt mindre än substansmängden vattenånga som är inblandad för samma värmeavledningskapacitet i en kokvattenkyld motor. En minskning av mängden alstrad ånga är fördel- aktig eftersom den innebär en minskning i förhållandet mellan ånga och vätska i systemet, dvs kylmanteln, led- ningarna och kondensorn. Många organiska vätskor har ett högre àngbildningsvärme än vatten. Exempelvis pro- pylenglykol har ett àngbildningsvärme som är ca 20% högre än det hos vatten. Således alstrar propylenglykol endast ca 80% så många moler ånga som vatten vid av- ledning av samma mängd värme.

De vid denna uppfinning använda kylmedlen har mätt- ningstemperaturer som överstiger de temperaturer som råder över den större delen av blockkylmantelns 20 in- vändiga ytor. Detta innebär att ringa eller ingen ånga alstras i blockkylmanteln, att eventuellt alstrad ånga àterkondenseras snabbt och att det kylmedel som förs 8402652-5 10 l5 20 30 35 26 från blockkylmanteln till huvudkylmanteln är väsentligen fri från ånga och därmed befinner sig i det ytterst förearagnaltiilstånaet för effektiv värma-jverföring.

Kort sagt har huvudkylmanteln inte att tjänstgöra som en ledning för att föra kylånga från blockkylmanteln liksom en temporär förvaringsplats för ånga som alstrats i själva huvudkylmanteln, varigenom mängden ånga i hu- vudet tros vara avsevärt mindre än i ett kokvätskeky1~ system med ett vattenhaltigt kylmedel.

Kylånga som alstras i huvudkylmanteln 26 stiger till överdelen av manteln och passerar ut genom en eller flera av ångloppsledningarna 32, kommer in i konden- sorn 38 och stiger genom konvektion och sin inneboende energi i kondensorn upp till den värmeledande övre väg~ gen 36. Vid relativt små värden pà ångavgivning från manteln 26 synes endast en liten del av kondensorns totala area komma i kontakt med ångan. Fordon med ett kylsystem där kondensorn utgör hela motorhuven har märk- bar uppvärmning av huvens area endast över ca en fjärde- del till hälften av den totala tioner drar man den slutsatsen i vilken huvpanelens 36 och bottentrågets 38 hela ytor arean. Av dessa observa~ att en kondensorkammare är tillgängliga som kondensorytor för ångan har förmåga att kondensera så mycket ånga motorn kan alstra under alla temperaturförhållanden och driftlaster, med det möjliga undantaget under extrema förhållanden med körning med full last under lång tid och med låg hastighet i direkt solljus, där soluppvärmningen av huvytan avsevärt kan reducera kondenseringskapaciteten. Till och med detta extrema förhållande kan klaras genom att förse huven med en klar, solljusreflekterande beläggning eller undvika användning av värmeabsorberande, mörka färger på huven på ett fordon som arbetar under svåra förhållanden.

Kylångan kondenseras vid sin kontakt med kondensorns väggar. Utformningen och orienteringen av tråget 38 bör väljas för att befrämja tämligen snabbt flöde av det kondenserade kylmedlet till uppsamlingspartiet 40 /is/-ffr/ff; . POUR QUALHY 10 15 20 25 30 35 8402652-5 27 och tyngdkraftsàterföring av kylmedlet till kylmanteln via returledningen 42. Snabb återföring av kylmedlet till motorn är speciellt önskvärt vid låga yttortempv- raturer för att undvika kraftig kylning av kondensatet innan det när blockkylmanteln. I annat fall finns det en risk för att en del av den kylmantel som tar emot kondensatet kyls för kraftigt, varigenom temperatur- skillnaden i cylinderväggarna ökar och de fördelar med föreliggande uppfinning, som uppnås genom att ha jämnare temperaturer genom cylinderväggarnas hela höjd i viss mån reduceras.

Ett kylsystem som är konstruerat för att arbeta enligt den föreslagna processen genom användning av ett kylmedel, som inte innehåller vatten, har hög mole- kylvikt och hög kokpunkt, kan utformas för att arbeta antingen med kondensorkammaren ventilerad mot atmosíaren eller med systemet helt slutet. Vid ett slutet system är tryckskillnaden mellan kondensorns in- och utsidor en funktion av medeltemperaturen i den inneslutna voly- men vid varje givet omgivningstryck. Medeltemperaturen i den inneslutna volymen beror på den inkommande àngans kvantitet och temperatur, effektiviteten i kondensorns värmeavgivning och kondensorns totala volym. Tryck- och vakuumventiler finns i ett slutet system för att kompensera för höjdändringar eller skydda systemet om sådana flyktiga föroreningar som vatten finns i eller kommer in i kylmedlet.

Om systemet arbetar med kondensorn ventilerad mot atmosfären bör ventilationen vara placerad vid ett kallt ställe på avstånd från ånginloppet eller -inloppen och i en övre del av kondensorkammaren. Eftersom de föredrag- na kylmedlen för användning i processen enligt uppfin- ningen har hög molekylvikt (högre än 60) och ångan är tung relativt luft (molekylvikt = 28) och relativt vatten- ånga (molekylvikt = l8) undanträngs de primära förore- ningarna (luft och vattenånga) av den tyngre kylångan och trycks ut genom ventilationen.

Poon auAuTv 8402552-'5 lO 15 20 25 30 35 28 Motorer utrustade med det system som visas i fig l och arbetar med kylmedel med hög molekylvikt och hög kokpunkt har uppvisat en reducering av varma fläckar, detonering och förtändning och en avsevärd reducering av temperaturskillnaden från motorns överdel till dess 7 underdel, minskad bränsleförbrukning och mindre utsläpp.

Genom förhöjd, jämnare fördelning av temperaturen i cylinderloppen blir motorsmörjningen effektivare, vari- genom slitaget minskas och bränsleekonomin förbättras.

Genom de högre cylinderloppstemperaturerna i blocket blir vatteninblandningen, slambildningen och bildningen av sura produkter i smörjoljan mindre. Motorerna har varit fria från hörbar knackning.

Själva kondensorkammaren kan konstrueras på olika sätt för att vara stabil. Tråget har förstärkningslister och en mängd hål för att medge fri rörelse av ånga och vätska genom kammaren. Trâget kan förbindas på varje lämpligt sätt med den utvändiga karosseripanel som bil- dar kondenseringsytan. Moderna bindemedel är ytterst lämpade för att förbinda och avtäta tråget med och mot panelens yta genom rullade eller omvikta och krympta kanter.

System avsedda för fordon måste ha äng- och konden- satledningssystem och en kondensor som tar ånga från den högsta punkten i huvudkylmanteln och återför konden- satet från kondensorns lägsta punkt under alla normala lägen av fordonet. I vissa fall medför detta krav på två eller flera ângutloppsledningar 32 till kondensorn och två eller flera returledningar från kondensorn till motorn, så att systemet anpassas för god äng- och konden- satströmning i cirkulationsystemet vid körning såväl uppför som nedför. I andra fall kan det räcka med att använda sanuna ledning eller ledningar för att föra ånga från motorn till kondensorkammaren och återföra kondensa- tet från kondensorn till motorn. Exempelvis kan en enda ledning, som för ånga från överdelen av huvudkylmanteln till uppsamlingspartiet i den främre nedre delen av en i en sluttande motorhuv inbyggd kondensor, också l5 30 35 aaozcsz-5 29 föra kondcnsat i den motsatta riktningen. systemets geometri bör också vara sådan att pàfyll~ ningsnivån, vilken i huvudsak motsvarar horisontalplanet oberoende av fordonets lutning, i huvudkylmanteln aldrig tillåts sjunka under överdelen av manteln 26 eller ät- minstone bibehåller en nivå genom huvudmanteln som täcker avgasportarna och fyller den större delen av huvudman- teln. Friläggning av avgasportarna kan helt naturligt leda till en ytterst oönskad temperaturstegring i den eller de avgasportar som drabbas.

Det är välkänt att värmeavledningen till kylmedlet i en förbränningsmotor primärt sker i huvudet. Av det skälet är såsom visas i fig 2 föreliggande uppfinning tillämpbar vid en motor där motorblocket 12' kyls genom värmeavledning via cylindrarnas metallväggar till om- givningsluften, och det finns inga kylmantlar kring cylindrarna. Cylindrarna kan vara försedda med keramiska foder, och blocket kan vara konstruerat för att kvarhål- la värme i cylinderväggarna för att därigenom öka den termodynamiska effektiviteten i motorcykeln genom att minimera värmeavledningen från slagvolymen. I en sådan motor fyller kylmedlet endast huvudkylmanteln 26, varvid huvudet_22 är avtätat mot blocket med en solid packning 44. En eller flera àngutloppsledningar 32 sträcker sig fràn huvudkylmantelns 26 översta parti eller partier till kondensorkammaren 34, och en eller flera konden- satreturledningar 42 sträcker sig fràn kondensorkammaren tillbaka till kylmanteln 26.

Vid utföringsformen enligt fig 2 kan den ledning 32 som ansluter huvudkylmanteln 26 till kondensorkammaren 34 ha den dubbla funktionen att leda ångan från huvudet till kondensorkammaren och återföra kondensatet från kammaren till kylmanteln. I alla utföringsformer av uppfinningen bör den eller de ledningar som leder ångan från huvudkylmanteln till kondensorkammaren ha relativt stor diameter för att säkerställa maximal transport av ånga från motorn till kondensorkammaren. Ångslangar 8lrÛ2652~5 10 15 20 25 30 35 30 eller -rör på ca 25 till 50 mm i diameter är ty iska för små kolvmotorer. System för större motorer bör gi- vetvis ha större ledningar. Typiskt har kondensatretur- slangar en diameter på ca 12,7 till l9,0 mm.

Det i fig 2 visade systemet arbetar på i huvudsak samma sätt som systemet enligt fig l, varvid allt kyl- medel som kommer in i huvudet är i flytande tillstånd.

Vid utföringsformen enligt fig 2 àterförs emellertid kondenserat kylmedel direkt till huvudkylmanteln 26 från kondensorkammaren. Samma fördelar med minskad mängd ånga i huvudet och därmed bättre värmeöverföring i huvud- kylmanteln uppnås vid utföringsformen enligt fig 2 som vid utföringsformen enligt fig l.

I vissa motorkonstruktioner och vissa kylmedel kan det hända att kylmedlet i blockkylmanteln når mätt- ningstemperaturen. I stället för att ha strömming av ånga från blocket till huvudkylmanteln kan ångan tas separat från blockmanteln och föras till kondensorn.

Ett exempel på ett sådant system visas i fig 3. Ånga från blockkylmanteln 20 strömmar via en eller flera grenledningar 46, vilka är anslutna till blockkylman- telns översta parti eller partier. Grenledningarna an- sluter till huvudàngutloppsledningen 32. En andra gren- ledning (eller grenledningar) 48 ansluter huvudkylmanteln 26 till ledningen 32. Således leds ånga separat från blockkylmanteln 20 och huvudkylmanteln 26 till konden- sorkammaren 34. Kondensatet i kondensorn 34 àterförs från uppsamlingspartiet 40 via huvudreturledningen 42, vilken matar en grenledning 50 som är ansluten till huvudkylmanteln 26 och en grenledning 52 som är ansluten till blockkylmanteln 20. Vid utföringsformen enligt fig 3 är det till huvudkylmanteln 26 via grenledningen 50 tillförda kondensatet fritt från ånga, varigenom mängen ånga i huvudkylmanteln minimeras vid alla tid- punkter, speciellt genom att inte tillföra något ånga innehållande kylmedel till huvudmanteln. Det i fig 3 visade systemet kan arbeta med ett kylmedel som har 10 l5 20 25 30 35 M02652~5 31 en relativ låg mättningstemperatur.

Det i fig 4 visade systemet kan ha olika kvlmeiel i hlockkvlmanteln och huvudkylmanteln. En eller flera angutloppsledningar 54 är anslutna till blockkylmantelns 20 övre parti och leder kylàngan från blockmanteln 20 till en första kondensor 56. Kondenserat kvlmedel åter- fërs till blocket via en eller flera ledningar 58. I huvudkvlmanteln 26 alstrad kylànga leds till en andra kondensor 60 via en eller flera utloppšledningar 62, och kondensatet i kammaren 60 àterförs till huvudkyl- manteln 26 via en eller flera ledningar 64. Det i fig 4 visade systemet är avsett för användning i en motor som är konstruerad för att ha olika drifttemperaturer i blocket och huvudet. För förbättrad termodynamisk effektivitet kan det exempelvis vara önskvärt att ha en högre temperatur i blocket än i huvudet, varvid huvu- det hàlls på en lägre temperatur för att förhindra de- tonering, förtändning eller andra oönskade effekter av allt för hög temperatur i motorns huvud. Den högre temperaturen i blocket säkerställer fullständigare för- bränning av bränslet liksom större effektivitet i motorns värmecykel på grund av minskad värmeavledning. Cylinder- väggarna kan vara infodrade med keramiska eller andra värmetåliga foder, och blocket kan ha isolerade vtter- väggar. Eftersom detta system troligen kommer att använ- das där huvudet och blocket skall ha tvà olika tempera- turer bör separata kylmedel välñas, vartdera med den önskade mättningstemperaturen.

De båda kondensorkamrarna utformas givetvis för att ge den nödvändiga kondenseringskapaciteten för res- pektive kylmedelkrets, nämligen kylmedelkretsen för huvudet och kylmedelkretsen för blocket. Precis som vid de tidigare beskrivna utföringsformerna ger utfö- ringsformen enligt fig 4 tillförsel av kylmedel i vätske- form till huvudkylmanteln 26 för att därigenom minimera förhållandet mellan ånga och vätska i huvudkylmanteln och säkerställa effektiv kylning under alla omgivnings- 8402652-'5 lO 15 20 25 30 35 32 och drifttillstånd.

Förutom att tillämpa metoden enligt uppfinningen i kolvmotorer kan uppfinningen också tillämpas i andra förbränningsmotorer. Exempelvis visar fig 5 schematiskt en Wankelmotor med ett hus 60 med tre separata kylmant-I lar 62, 64 och 66. Den förbrännbara bränsleblandníngen kommer in via en inloppsport 68 och komprimeras i den invändiga kammaren 70 allt eftersom volymen i den högra delen av kammaren (med hänvisning till fig 5) sveps av en av rotorns 72 ytor. Området intill tändstiftet 74 eller liknande bildar Wankelmotorns huvudparti där den förbrännbara blandningen tänds och förbränns, En andra volym av kammaren innanför kylmanteln 66 utgör expansionskammaren där motorns arbetstakt sker, varvid avgasprodukterna utmatas via en avgasport 75 vid slutet av arbetstakten för varje rotorsida. ' Den högsta punkten i samtliga kylmantlar 62, 64 och 66 är ansluten till en ångutloppsledning 76, 78 respektive 80, och en kondensorkammare 82 är monterad på ett lämpligt ställe över motorn. I var och en av kylmantlarna alstrad ånga leds via tillhörande utlopps- ledning till kondensorkammaren, varvid ångan genom kon- vektion pch inneboende kraft stiger upp till kontakt med kammarens värmeledande övre vägg 84 och kondenseras genom värmeväxling med väggen 84. Kondensatet rinner ned i kondensorkammarens tràg 86, strömmar till uppsam- lingspartiet 88 och àterförs via en gemensam returledning 90 till var och en av kylmantlarna 62, 64 och 66 via grenreturledningar 92, 94 och 96.

Vid de generella beskrivningarna av uppfinningen har hänvisning hela tiden skett till motorns blockkyl- mantel och huvudkylmantel. Genom att Wankelmotorns konst- ruktion skiljer sig från en kolvmotors har ovan hänvis- ning gjorts till kammarens 70 svepta volymer eller slag- volymer. Delar av Wankelmotorns hus 60 väsentligen utan- för dessa volymer är funktionellt ekvivalenta med cy- linderblocket på en kolvmotor. Avsikten är att samtliga lO 15 20 25 30 35 84026526 33 . hänvisningar häri till blockkylmanteln även skall gälla de kylmantlar 62 och 66 som hör till wankelmotorns vo- lymer eller kamrar. Likaledes är det avsikten att kyl- manteln 64 intill kammarens 70 förbränningszon skall förstås vara Wankelmotcrns huvudkylmantel. Metoden en- ligt uppfinningen tillämpas pà wankelmotorn enligt fig 5 genom det faktum att kylvätska tillförs från konden- sorn 82 i flytande tillstånd till huvudmanteln 64 intill förbränningszonen, varigenom ett fördelaktigt förhållande mellan ånga och vätska i huvudkylmanteln 64 uppnås.

En modifiering av utföringsformen enligt fig 5 som lätt inses av fackmannen på området innebär anordning av separata kondensorkamrar för varje mantel på ett sätt analogt med utföringsformen enligt fig 4. Med en sådan modifiering kan varje kylmantel i motorn tillföras sitt eget kylmedel, varigenom en optimering av temperatu- rerna i de olika delarna av motorn kan uppnås för maxi- mal termodynamisk effektivitet och för uppnàende av andra önskade mekaniska egenskaper, såsom minskade värme- pákänningar i huset, bra smörjning, effektivare värme- överföring etc.

I en Wankelmotor befinner sig avgasporten vid ett ställe på avstånd från förbränningszonen, vilket skiljer sig från Otto- och dieselmotorer, där såväl förbrän- ningszonen som avgasporten befinner sig i huvudet. Ef- fektiv kylning av avgasportomràdet av vankelmotorhuset säkerställs genom det faktum att kylvätska tillförs såväl manteln 66 som manteln 62, varvid endera av dessa kan vara ansluten till det mantelparti 98 som befinner sig mellan inlopps- och avgasportarna 68 och 74. Såle- des finns det en liten mängd ånga i området kring avgas- porten, varigenom effektiv kylning av denna uppnås.

Pig 6 visar användningen av uppfinningen i en bil med en tvärställd motor 102 i ett motorrum som täcks av en huv lO4. Huven 104 och ett tràg 110 bildar en kondensorkammare 106 som tar emot ångan från överdelen av huvudkylmanteln via en ledning 108. Ångan kondenserar '1?()(Dïš_C)\J1% 8læÛ2652-'5 01 10 15 20 25 30 35 34 i kammaren, varvid kcndensatet via samma ledning lO8 återföra till huvudkylmanteln. Ledningen 108 är en böj- lig slang, vilken är monterad på lämpligt sätt för att medge uppfällning av huven för att komma åt motorrummet.

Fordonets nos eller front ll4 kan vara helt eller till 7 stora delar tillsluten för att därigenom minska luft- motstàndet. Ett litet luftinlopp kan finnas för att ikyla motorrummet och oljetråget.

I ett system för ett flygplan som drivs med en eller flera kolv- eller Wankelmotorer kan kondensorkam- maren finnas i taket av flygkroppen eller i översidan av Vingen. Rör det sig om en helikopter kan kondensor- kammaren finnas i kroppens överdel. Fig 7 visar ett flygplan 120 med motorer 122 installerade i gondoler 124 under vingarna 126. Kondensorkamrarna 128 är inbygg- da i de övre vingytorna i huvudsak ovanför tillhörande motor, så att propellerströmmen skapar ett kylluftflöde över den utvändiga kylpanelen när planet befinner sig på marken. Kylsystem enligt uppfinningen för flygplan har vanligen små pumpar för att återföra kondensat till motorn från kondensatuppsamlingskärl vid de fyra hörnen av kondensorkamrarna, vilket beror på att systemet mäste klara avsevärda lutnings- och rollrörelser. En bifunk- tion hos vingytkondensorer är avisning.

I den generella beskrivningen av denna uppfinning har hänvisning ofta skett till "mättningstemperaturen“ och “kokpunkten". Dessa bestämningar är korrekt använda med avseende på egenskaper hos rena kylmedelsubstanser eller azeotropiska blandningar, eftersom beträffande icke-azeotropiska blandningar sker kokning över ett temperaturintervall mellan den lägsta temperaturen, kallad dubbelpunkten, och den högsta temperaturen, kal- lad daggpunkten. I praktiken kan vätskor som används för kylmedel enligt uppfinningen inte vara helt rena substanser eller azeotropiska blandningar genom att de kan innehålla sådana tillsatsmedel som Stabilisatc- rer, inhibitorer och färgämnen, och de kan också inne- 8402652-5 35 hälla såiana föroreningar som vatten eller andra oïn kn- de ämnen. Dessutom kan ett kylmedel för användning i šefra system bestå av en blandning av substanser som kan få vätskan att ha ett køkomrâde och därmed ett mätt- ningstemperaturomràde. 900% QÜALW

Claims (14)

8¿&02652~5 15 20 25 30 36 PATENTKRAV

1. Kokvätskekylprocess för förbränningsmotorer, vid vilken kylmedelånga leds från i huvudsak den högsta punkten i motorns kylmantel till en kondensor och kon- denseras och kylmedelkondensatet âterförs från konden- sorn.till motorn, k ä n n e t e c k n a d av stegen att under alla driftförhâllanden av motorn tillföra kylmedel uteslutande i flytande tillstånd väsentligen fritt från ånga till motorhuvudets kylmantel, så att den större delen av huvudkylmanteln vid alla tidpunkter hålls fylld med kylmedel i flytande tillstånd, varvid kylmedlet är en kokningsbar organisk vätska med en mätt- ningstemperatur vid atmosfärtryck på inte mindre än l32OC (27OOF), ett ángbildningsvärme vid atmosfärtryck på mer än 9800 kal/mol och en ytspänning vid 1500 (ESOF) på mindre än 70 dyn/cm.

2. Process enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att kylmedlet till en större del innehåller en kompo- nent i den grupp som består av etylenglykol, propylen- glykol, tetrahydrofurfurylalkohol, dipropylenglykol och 2,2,4-trimetyl-1,3-pentandiol-monoisobutyrat.

3. Process enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att differentialtrycket mellan ett àngutlopp från motorns huvudkylmantel till kondensorn och ett vätske- utlopp från kondensorn hålls på ett värde som inte är större än ca 7 kPa (l psi).

4. Process enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att motorn har huvud- och blockkylmantlar som kommu- nicerar med varandra, att kondensatet återförs till blockkylmanteln och att kylmedlet tillförs som en vätska till huvudkylmanteln från blockkylmanteln.

5. Process enligt krav 1, k ä n n 0 t 0 c k n a d av att kylmedelkondensatet åtorförs från kondcnsorn direkt till motorns huvudkylmantel.

6. Process enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d 10 15 20 25 30 35 84t:aar»5 37 av att motorn inte har en blockkylmantel och att kylme- delkondensatet återförs från kondonsorn direkt till huvudkylmanteln.

7. Process enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att motorn har en blockkylmantel, som är skild från huvudkylmanteln, att en första àngkondensor tar emot kylmedelànga från huvudkylmanteln och återför konden- sat till huvudkylmanteln och att en andra àngkondensor tar emot kylmedel fràn blockmanteln och àterför kylme- delkonflonsat till blockkylmanteln.

8. Process enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att motorn har en blockkylmantel som är skild från huvudkylmanteln och att kylmedelånga leds frán såväl huvudkylmanteln som blockkylmanteln till kondensorn och kylmedelkondensat återförs från kondensorn till såväl huvudkylmanteln som blockkylmanteln.

9. Process enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att kylmedlet tillförs huvudkylmanteln genom tyngd- kraften från en ångkondensor med ett kondensatuppsam- lings- och utloppsparti ovanför den övre delen av huvud- kylmanteln och att ett returledningsorgan från kondensat- utloppspartiet till huvudkylmanteln alltid är fyllt med kylmedel till en nivå över kylmantelns överdel..

10. Kylsystem för en förbränningsmotor med en kyl- mantel, varvid kylsystemet har en kondensor och lednings- organ för att leda kylànga från i huvudsak den högsta punkten i kylmanteln till kondensorn och återföra kyl- medelkondensat till kylmanteln, k ä n n e t e c k - n a t av att kylmedlet är en högmolekylär organisk vätska med en mättningstemperatur vid atmosfärtryck på inte mindre än l32°C (270oF), ett ångbildningsvärme vid atmosfärtryck på mer än 9800 kal/mol och en ytspän- ning vid l5oC (59oF) på mindre än ca 70 dyn/cm.

11. ll. Rylsystem enligt krav 9, k ä n n e t e c k - n a t av att kylmedlet i huvudsak består av en kompo- nent vald ur den grupp som består av etylenglykol, pro- auezsçz-s 10 15 38 pylenglykcl, tetrahydrofurfurylalkchol, dipropylenglykol och 2,2,4-trimetyl-l,3-pentandiol-monoisobutyrat.

12. Kylsystem enligt krav 10, k ä n n e t e c k - n a t av att det finns separata kylmantlar för motor- blocket och cylinderhuvudet och att det finns två kyl- cirkulationskretsar, en mellan blockkylmanteln och kon- densorkammaren och en mellan huvudkylmanteln och konden- sorkammaren.

13. Kylsystem enligt krav 10, n a t av att det finns en andra kondensorkammare, att det finns separata kylmantlar för blocket och huvudet k ä n n e t e c k - och att det finns separata kylcirkulationskretsar, en mellan den första kondensorkammaren och huvudkvlmanteln och en mellan den andra kondensorkammaren och blockkyl- manteln.

14. Kylsystem enligt krav 10, av att det inte finns någon kylmantel i motor- k ä n n e t e c k - n a t blocket och att såväl utlopps- som inloppsledningen är ansluten mellan kondensorkammaren och huvudkylmanteln.