SE505389C2

SE505389C2 - Hot coolant storage, sump heating and thermal insulation for IC engine of motor vehicle

Info

Publication number: SE505389C2
Application number: SE9504189A
Authority: SE
Inventors: Christer Lindstroem
Original assignee: Beta Maskin Ab
Priority date: 1995-11-23
Filing date: 1995-11-23
Publication date: 1997-08-18
Also published as: SE9504189L; SE9504189D0

Abstract

An IC engine with cooling system (2,4,5,7) and lubricating system (17,19,22) has a control unit (51). A thermal insulated accumulator tank (14) with pressure container (34) for storing heated engine oil which is fed from the coolant pump (2) via a valve (7,10). A drain pump (28) transfers all the oil from the oil sump to the pressure container. On re-starting oil is directed straight into the engine lubricating passages (22) via a valve (36) and cold coolant is replaced from the accumulator tank via a valve (10). The exhaust (40) is looped via a valve (47) to heat oil in the engine oil sump.

Description

10 15 20 25 30 35 505 389 2 areutveckling av motorn enligt uppfinningen en evakuerings- pump ansluten mellan oljesumpen och en ackumulatortank för lagring av från oljesumpen utpumpad uppvärmd olja. 10 15 20 25 30 35 505 389 2 development of the engine according to the invention an evacuation pump connected between the oil sump and an accumulator tank for storage of heated oil pumped out of the oil sump.

I en föredragen utföringsform av motorn enligt uppfinningen, vilken även effektivt bidrar till att underlätta och minska slitaget vid kallstart, är ventilorgan anordnade, som medger inluftning av smörjoljekanalerna vid avstängning av motorn och urluftning vid start, vilket har till följd att ackumula- tortanken snabbt tillför alla smörjställen varm och lätt- flytande olja vid start.In a preferred embodiment of the engine according to the invention, which also effectively helps to facilitate and reduce wear at cold start, valve means are provided, which allow venting the lubricating oil ducts when switching off the engine and venting at start-up, which has the effect of accumulating the suspicion quickly supplies all lubrication points hot and liquid oil at start-up.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan med hänvisning till på bifogade ritningar visade utföringsexempel där, fig 1 visar en schematisk framställning av en förbrännings- motor enligt uppfinningen, fig 2 visar i förstorad skala ett längdsnitt genom en utför- ingsform av en termostatventil i figur 1, fig 3 visar i förstorad skala ett längdsnitt genom en första utföringsform av en kombinerad växelventil och termostatven- til i figur 1, fig 4 visar ett längdsnitt genom en andra utföringsform av en kombinerad växelventil och termostatventil enligt uppfin- ningen, fig 5 visar i förstorad skala en utföringsform av en kom- binerad kylvätsketank och smörjoljetank i figur l, och fig 6 visar i förstorad skala en utföringsform av en detalj i avgassystemet i figur 1.The invention is described in more detail below with reference to on the accompanying drawings show exemplary embodiments therein, Fig. 1 shows a schematic representation of a combustion engine according to the invention, Fig. 2 shows on an enlarged scale a longitudinal section through an embodiment embodiment of a thermostatic valve in Figure 1, Fig. 3 shows on an enlarged scale a longitudinal section through a first embodiment of a combined changeover valve and thermostatic valve to in Figure 1, Fig. 4 shows a longitudinal section through a second embodiment of a combined changeover valve and thermostatic valve according to the invention ningen, Fig. 5 shows on an enlarged scale an embodiment of a combined coolant tank and lubricating oil tank in Figure 1, and Fig. 6 shows on an enlarged scale an embodiment of a detail in the exhaust system in figure 1.

Figurerna visar en förbränningsmotor 1 med markerat schema- tiskt kylvätskeflöde genom densama. Förbränningsmotorn 1 driver en kylvätskepump 2, som cirkulerar kylvätska under förbränningsmotorns 1 drift. Kylvätskepumpen 2, är på sugsi- dan, via en ledning 3, ansluten till nedre delen av en kylare 4 (luft/kylvätske värmeväxlare) och på trycksidan till undre delen av förbränningsmotorns kylkanaler 5. Övre delen av förbränningsmotorns kylkanaler 5 är ansluten, via en ledning 6, till ett termostatelement 7, som visar ett spjäll 7a, ett 10 15 20 25 30 u 3 505 389 termostatelement 7b och en by-pass kanal 7c. Termostatventi- len 7 ansluter dels via en ledning 8, till övre delen på kylaren 4 och dels, via en ledning 9, till en kombinerad växelventil och termostatventil 10, som visar ett spjäll 10a, en hävarm l0b, en termostatelement 10c och en växelmekanism i form av en vakuumdosa 10d. Fig 4 visar en andra utföringsform av den i fig 1 och fig 3 visade kombinationsventilen 10. I ventilen 10, enligt fig 4, har spjället 10a ersatts med en fram- och återgående kolv 10e. Vakuumdosan 10d är ansluten till en icke visad undertryckskälla med tillhörande styrt ventilorgan. Kombinationsventilen 10 ansluter dels, via en ledning 11 och en ledning 12, till kylvätskepumpens 2 sugsida och dels, via en ledning 13, till en kylvätskeslinga 14 i en välisolerad ackumulatortank 15. Utloppet från kylvätske- slingan 14, i ackumulatortanken 15, är via en ledning 16 och ledningen 12 ansluten till kylvätskepumpens 2 sugsida.The figures show an internal combustion engine 1 with a marked diagram coolant flow through them. Internal combustion engine 1 drives a coolant pump 2, which circulates coolant underneath combustion engine 1 operation. The coolant pump 2, is on suction dan, via a line 3, connected to the lower part of a radiator 4 (air / coolant heat exchanger) and on the pressure side to the bottom the part of the cooling ducts of the internal combustion engine 5. The upper part of the cooling ducts 5 of the internal combustion engine are connected, via a line 6, to a thermostat element 7, which shows a damper 7a, a 10 15 20 25 30 u 3 505 389 thermostat element 7b and a by-pass channel 7c. Thermostat- len 7 connects partly via a line 8, to the upper part of the radiator 4 and partly, via a line 9, to a combined changeover valve and thermostat valve 10, showing a damper 10a, a lever 10b, a thermostat element 10c and a gear mechanism in in the form of a vacuum box 10d. Fig. 4 shows a second embodiment of the combination valve 10 shown in Fig. 1 and Fig. 3 valve 10, according to Fig. 4, the damper 10a has been replaced by a reciprocating piston 10e. The vacuum box 10d is connected to a source of negative pressure (not shown) with associated control valve means. The combination valve 10 connects partly, via a line 11 and a line 12, to the suction side of the coolant pump 2 and partly, via a line 13, to a coolant loop 14 in a well-insulated accumulator tank 15. The outlet from the coolant the loop 14, in the accumulator tank 15, is via a line 16 and line 12 connected to the suction side of the coolant pump 2.

Figurerna visar vidare, schematiskt, förbränningsmotorns 1 smörjoljesystem. Förbränningsmotorn 1 driver en smörjoljepump 17, som cirkulerar smörjolja under förbränningsmotorns 1 drift. Smörjoljepumpen 17 är på sugsidan, via en ledning 18, förbunden med en oljesump 19. På trycksidan är oljepumpen 17, via en kanal 20 och ett oljefilter 21, förbunden med ena änden av en kanal 22, som i sin tur leder till förbrännings- motorns 1 samtliga trycksmorda lager och liknande (endast vevaxelns huvudlager är symboliskt visade). En oljetryckskon- takt 23 och en dränerings/urluftningsventil 24 är anslutna till den andra änden av kanalen 22. Oljefiltret 21 är monte- rat med anslutningskanalerna 20 och 22 på den undre sidan och har vid sitt inlopp en integrerad backventil 25. Från olje- filtrets 21 övre del, i dess utloppskanal, leder en ledning 26 till en in/urluftningsventil 27.The figures further show, schematically, the internal combustion engine 1 lubricating oil system. The internal combustion engine 1 drives a lubricating oil pump 17, which circulates lubricating oil under the internal combustion engine 1 Operation. The lubricating oil pump 17 is on the suction side, via a line 18, connected to an oil sump 19. On the pressure side, the oil pump 17, via a channel 20 and an oil filter 21, connected to one end of a duct 22, which in turn leads to combustion all engine lubricated bearings and the like 1 (only the main bearing of the crankshaft is symbolically shown). An oil pressure con- rate 23 and a drain / vent valve 24 are connected to the other end of the duct 22. The oil filter 21 is mounted with the connection channels 20 and 22 on the lower side and has at its inlet an integrated non-return valve 25. From the oil the upper part of the filter 21, in its outlet channel, leads a conduit 26 to an inlet / vent valve 27.

En smörjoljepump 28 är driven av en elektrisk motor 29 och är på sugsidan, via en ledning 30, förbunden med förbrännings- motorns oljesump 19. På trycksidan är den elektriska oljepum- pen 28,29, ansluten, via en ledning 31 och en från oljepumpen 28 öppnande backventil 32, till en ledning 33. Ledningen 33 10 15 20 25 30 35 505 389 4 ansluter dels till en tryckbehållare 34, i ackumulatortanken 15, och dels, via en ledning 35, till en styrd ventil 36. Den styrda ventilen 36 ansluter dels, via en från ventilen 36 öppnande backventil 37, till kanalen 20 och dels, via en ledning 38, till förbränningsmotorns oljesump 19. En reduce- ringsventil 39, är ansluten mellan den elektriska oljepumpens 28,29 sug och trycksida.A lubricating oil pump 28 is driven by an electric motor 29 and is on the suction side, via a line 30, connected to the combustion engine oil sump 19. On the pressure side, the electric oil pump pin 28,29, connected, via a line 31 and one from the oil pump 28 opening non-return valve 32, to a line 33. Line 33 10 15 20 25 30 35 505 389 4 connects partly to a pressure vessel 34, in the accumulator tank 15, and partly, via a line 35, to a controlled valve 36. The controlled valve 36 connects partly, via one from the valve 36 opening non-return valve 37, to the channel 20 and partly, via a line 38, to the oil sump 19 of the internal combustion engine. ring valve 39, is connected between the electric oil pump 28.29 suction and pressure side.

Från förbränningsmotorn 1 leder ett rör 40 motorns avgaser, alternativt via en katalysator 41, till ett lämpligt utlopps- ställe. I centrum på avgasröret 40, efter en eventuell kata- lysator 41 i flödesriktningen, finns monterat en strömnings- kropp 42 med dels ett rör 43 vars mynning 44 är riktad mot gasströmen, och dels ett andra rör 45, vars mynning 46 är riktad med gasströmmen. Röret 43 är, via en styrd ventil 47, förbundet med ena änden av en slinga 48, som, i huvudsak, är placerad i förbränningsmotorns oljesump 19. Den andra änden av slingan 48 är förbunden med det andra röret 45. En olje temperaturgivare 49 är monterad i oljesumpen 19. En kyl- vätsketemperaturgivare 50 är monterad i ledningen 6. Kom- binationsventilen 10 med tillhörande icke visat ventilorgan, oljetrycksgivaren 23, temperaturgivarna 49 och 50, ventilerna 36 och 47 samt den elektriska motorn 29 är samtliga anslutna till en elektronisk styrenhet 51. Den elektroniska styren- heten 51, är lämpligen integrerad med motorns ordinarie styrenhet, som får information från ett antal avkännare om, bland annat, motorns varvtal.From the internal combustion engine 1 a pipe 40 leads the exhaust gases of the engine, alternatively via a catalyst 41, to a suitable outlet place. In the center of the exhaust pipe 40, after a possible catastrophe lysator 41 in the flow direction, a flow body 42 with partly a tube 43 whose mouth 44 is directed towards the gas stream, and on the other hand a second pipe 45, the mouth of which is 46 directed with the gas flow. The tube 43 is, via a controlled valve 47, connected to one end of a loop 48, which, in essence, is located in the internal combustion engine oil sump 19. The other end of the loop 48 is connected to the second tube 45. An oil temperature sensor 49 is mounted in the oil sump 19. A cooling liquid temperature sensor 50 is mounted in line 6. the combination valve 10 with associated valve means not shown, the oil pressure sensor 23, the temperature sensors 49 and 50, the valves 36 and 47 and the electric motor 29 are all connected to an electronic control unit 51. The electronic control unit 51, is suitably integrated with the ordinary motor control unit, which receives information from a number of sensors about, among other things, engine speed.

Under motorns uppvärmningsfas cirkulerar kylmediet med hjälp av kylvätskepumpen 2 genom förbränningsmotorns kylkanaler 5, ledningen 6, termostatventilen 7, ledningen 9, kombinations- ventilen 10, ledningen ll, ledningen 12 och tillbaka till kylvätskepumpen 2. I övriga aggregat och ledningar förekommer ingen cirkulation av kylmediet, vilket påskyndar förbrän- ningsmotorns 1 uppvärmning. När förbränningsmotorn 1 nått en temperatur nära arbetstemperaturen, öppnar, genom påverkan av termostatelementet 10c och hävarmen l0b, gradvis spjället 10a, i kombinationsventilen 10, passagen till ledningen 13, 10 (5 20 25 30 35 505 389 5 och kylmediet börjar strömma genom kylvätskeslingan 14, i ackumulatortanken 15, via ledningen 16, till ledningen 12 och kylvätskepumpen 2. Succesivt ökar temperaturen i kylvätske- slingan 14, i ackumulatortanken 15, till samma temperatur som i förbränningsmotorns kylkanaler 5. Den elektroniska styren- heten 51 känner av temperaturgivaren 50 och aktiverar nu, via en icke visad undertryckskälla med tillhörande ventilorgan, vakuumdosan 10d, i kombinationsventilen 10, som via hävarmen l0b snabbt fullbordar spjällets 10a omväxling, så att passa- gen till ledningen 11 stängs och passagen till ledningen 13 öppnas fullt. Termostatelementet l0c i kombinationsventilen 10 återgår till sitt viloläge eftersom inget flöde av varm kylvätska till ledningen ll föreknmer. xylmeaiet 1 förbrän- ningsmotorns kylkanaler 5 samt i kylvätskeslingan 14, i ackumulatortanken 15, har nu i tur och ordning, värmts upp till arbetstemperatur.During the engine warm-up phase, the coolant circulates with the help of the coolant pump 2 through the cooling channels 5 of the internal combustion engine, line 6, thermostatic valve 7, line 9, combination valve 10, line 11, line 12 and back to coolant pump 2. In other units and lines occur no circulation of the refrigerant, which accelerates the combustion heating of the engine 1. When the internal combustion engine 1 has reached one temperature close to the working temperature, opens, by the influence of the thermostat element 10c and the lever 10b, gradually the damper 10a, in the combination valve 10, the passage to the line 13, 10 (5 20 25 30 35 505 389 5 and the coolant begins to flow through the coolant loop 14, i the accumulator tank 15, via line 16, to line 12 and coolant pump 2. The temperature of the coolant gradually increases loop 14, in the accumulator tank 15, to the same temperature as in the cooling ducts of the internal combustion engine 5. The electronic unit 51 detects the temperature sensor 50 and now activates, via a source of negative pressure (not shown) with associated valve means, the vacuum box 10d, in the combination valve 10, as via the lever l0b quickly completes the shifting of the damper 10a, so that the the line to line 11 is closed and the passage to line 13 fully opened. The thermostat element l0c in the combination valve 10 returns to its hibernation state because no flow of heat coolant to line ll occurs. xylmeaiet 1 combustion the cooling ducts 5 of the engine and in the coolant loop 14, i the accumulator tank 15, has now in turn, been heated to working temperature.

Om förbränningsmotorn 1 arbetar vidare, kommer termostatele- mentet 7b, i termostatventilen 7, som har något högre öpp- ningstemperatur än termostatelementet 10c, i kombinationsven- tilen 10, att successivt öppna spjället 7a och styra över kylmediet från ledningen 9 till ledningen 8 och vidare genom kylaren 4 till ledningen 3 och kylvätskepumpen 2. Dock stäng- er inte termostatventilen 7 flödet genom by-pass kanalen 7c, som har ett avvägt flöde, vilket gör att temperaturen i kylvätskeslingan 14, i ackumulatortanken 15, hålls på samma nivå som i förbränningsmotorns kylkanaler 5.If the internal combustion engine 1 continues to operate, the thermostat 7b, in the thermostat valve 7, which has a slightly higher opening temperature than the thermostat element 10c, in combination tilen 10, to successively open the damper 7a and steer over the refrigerant from line 9 to line 8 and further through the radiator 4 to the line 3 and the coolant pump 2. However, the the thermostat valve 7 does not flow through the by-pass channel 7c, which has a balanced flow, which allows the temperature in the coolant loop 14, in the accumulator tank 15, is kept on the same level as in the cooling ducts of the internal combustion engine 5.

Parallellt med att kylvätskan cirkulerar i förbrännings- motorns l kylvätskesystem under drift, cirkulerar smörjolja i förbränningsmotorns 1 oljesystem. Oljepumpen 17 suger, via ledningen 18, olja från oljesumpen 19. Oljan trycks, via kanalen 20, till oljefiltret 21 och kanalen 22, som i sin tur leder oljan till förbränningsmotorns 1 samtliga trycksmorda lager och liknande. Oljan samlas sedan upp i oljesumpen 19.In parallel with the coolant circulating in the combustion the engine's coolant system during operation, circulates lubricating oil in internal combustion engine 1 oil system. The oil pump 17 sucks, via line 18, oil from the oil sump 19. The oil is pressed, via channel 20, to the oil filter 21 and channel 22, which in turn leads the oil to all the pressure lubricants of the internal combustion engine 1 stocks and the like. The oil is then collected in the oil sump 19.

Backventilen 37 hindrar att olja når det övriga oljesystemet.The non-return valve 37 prevents oil from reaching the rest of the oil system.

Oljetemperaturen stiger normalt inte lika snabbt som kyl- 10 15 20 25 30 35 505 589 6 vätsketemperaturen i en förbränningsmotor. För att påskynda oljans uppvärmning, kan man låta förbränningsmotorns heta avgaser avge en del av sin värmeenergi till oljan.The oil temperature does not normally rise as fast as the cooling 10 15 20 25 30 35 505 589 6 the liquid temperature in an internal combustion engine. To speed up oil heating, you can let the internal combustion engine heat up exhaust gases give off some of their heat energy to the oil.

Rören 43 och 45 är anordnade, i strömningskroppen 42, i avgasröret 40, så att när den styrda ventilen 47 öppnar, strömar avgaser från avgasröret 40 genom röret 43, via ventilen 47, till slingan 48 och, via röret 45, tillbaks till avgasröret 40. Den elektroniska styrenheten 51 känner av temperaturgivaren 49 och styr ventilen 47, så att den är öppen från start av förbränningsmotorn 1, och när inprogram- merad oljetemperatur har uppnåtts, stänger ventilen 47. Om oljetemperaturen senare under drift sjunker, aktiverar åter den elektroniska styrenheten 51 ventilen 47 som öppnar.The tubes 43 and 45 are arranged, in the flow body 42, in the exhaust pipe 40, so that when the controlled valve 47 opens, exhaust gases from the exhaust pipe 40 flow through the pipe 43, via valve 47, to the loop 48 and, via the pipe 45, back to the exhaust pipe 40. The electronic control unit 51 senses the temperature sensor 49 and controls the valve 47 so that it is open from the start of the internal combustion engine 1, and when increased oil temperature has been reached, the valve closes 47. If the oil temperature later during operation drops, reactivates the electronic control unit 51 valve 47 which opens.

När förbränningsmotorn 1 stängs av, växlar kombinationsventi- len 10 om, så att passagen till ledningen 13 stängs och passagen till ledningen 11 öppnas. Samtidigt sjunker olje- trycket i förbränningsmotorn 1 snabbt ner till atmosfärs- tryck. Dränerings/urluftningsventilen 24 och in/ur1uftnings- ventilen 27 öppnas. Den styrda ventilen 36, som varit öppen, stänger.When the internal combustion engine 1 is switched off, the combination valve len 10 if, so that the passage to the line 13 is closed and the passage to line 11 is opened. At the same time, oil prices are falling the pressure in the internal combustion engine 1 rapidly down to atmospheric print. Drain / breather valve 24 and breather / breather valve 27 opens. The control valve 36, which has been open, closes.

Ventilerna 24 och 27 kan exempelvis vara utförda så att en kula i ett hus trycks av oljeströmmen vertikalt mot ett säte och stänger flödet. När oljetrycket upphör, faller kulan tillbaka av sin egen tyngd och öppnar passagen. När en luft- ström eller en luft/oljeemulsion passerar förbi kulan i samband med urluftning av oljesystemet, är inte den till- räckligt bärkraftig för att lyfta kulan mot sätet. Ventilerna 24 och 27 kan även vara utförda så att de är styrda av den elektroniska styrenheten 51.The valves 24 and 27 can, for example, be designed so that one bullet in a house is pushed by the oil stream vertically against a seat and closes the flow. When the oil pressure stops, the ball drops back of its own weight and opens the passage. When an air current or an air / oil emulsion passes the ball in in connection with venting of the oil system, it is not strong enough to lift the ball towards the seat. The valves 24 and 27 can also be designed so that they are controlled by it electronic control unit 51.

Olja strömar ut genom dränerings/urluftningsventilen 24 samtidigt som luft passerar in/urluftningsventilen 27, via ledningen 26, till oljefiltrets 21 övre del. Den olja som finns i oljefiltret 21 och kanalen 22, dräneras snabbt ut genom dränerings/urluftningsventilen 24 och rinner ner i 10 15 20 25 30 ä 505 'S89 7 oljesumpen 19. Därefter startar den elektroniska styrenheten 51 den elektriska oljepumpen 28,29, som via ledningen 30, suger olja från oljesumpen 19. Olja trycks, via ledningen 31, backventilen 32 och ledningen 33 till tryckbehållaren 34 i ackumulatortanken 15. När oljesumpen 19 är tömd, stannar den elektriska oljepumpen 28,29. Den styrda ventilen 36, som är stängd, hindrar att olja når det övriga oljesystemet, och backventilen 32 hindrar att olja strömmar tillbaka till oljesumpen 19 via oljepumpen 28. Om för stor oljemängd har fyllts i motorn, förhindrar reduceringsventilen 39 att tryck- behållaren 34 överbelastas. Den olja som finns i oljepumpen 17 och kanalen 20, dräneras långsamt tillbaka till oljesumpen 19 och pumpas inte över till tryckbehållaren 34.Oil flows out through the drain / vent valve 24 at the same time as air passes in / vent valve 27, via line 26, to the upper part of the oil filter 21. The oil that located in the oil filter 21 and the duct 22, drains out quickly through the drain / vent valve 24 and flows down into 10 15 20 25 30 ä 505 'S89 7 the oil sump 19. Then the electronic control unit starts 51 the electric oil pump 28,29, which via the line 30, sucks oil from the oil sump 19. Oil is pressed, via line 31, check valve 32 and line 33 to pressure vessel 34 i the accumulator tank 15. When the oil sump 19 is emptied, it stops electric oil pump 28.29. The controlled valve 36, which is closed, prevents oil from reaching the rest of the oil system, and the non-return valve 32 prevents oil from flowing back to the oil sump 19 via the oil pump 28. If too much oil has filled in the engine, the reducing valve 39 prevents the pressure the container 34 is overloaded. The oil contained in the oil pump 17 and channel 20, are slowly drained back to the oil sump 19 and is not pumped to the pressure vessel 34.

När förbränningsmotorn 1 åter skall startas och tändningen sätts på, öppnar den styrda ventilen 36 och varm olja ström- mar från tryckbehållaren 34, via ledningen 33 och ledningen 35, till den styrda ventilen 36, och därifrån dels via led- ningen 38 till oljesumpen 19 och dels, via backventilen 37, till kanalen 20. Ledningen 38 har initiellt lägre flödeskapa- citet än ledningarna anslutna via backventilen 37. I kanalen 20 trycks oljan vidare, dels till oljepumpen 17 och ledningen 18, och dels till oljefiltret 21, som urluftas via ledningen 26 och in/urluftningsventilen 27. Från oljefiltret 21 trycks oljan till kanalen 22, som urluftas via dräneringslurluft- ningsventilen 24. Kanalen 22 leder oljan till förbrännings- motorns 1 samtliga trycksmorda lager och liknande. Olje- tryckskontakten 23 ger signal till den elektroniska styren- heten 51 att oljesystemet är under tryck. Hela förloppet tar någon sekund. När förbränningsmotorn 1 startas, cirkulerar kylmediet med hjälp av kylvätskepumpen 2 genom förbrännings- motorns kylkanaler 5, ledningen 6, termostatventilen 7, ledningen 9, kombinationsventilen 10, ledningen ll, ledningen 12 och tillbaka till kylvätskepumpen 2. I övriga aggregat och ledningar förekommer ingen cirkulation av kylmediet. När oljetrycket från oljepumpen 17 är högre än i tryckbehållaren 34, stänger backventilen 37. Olja fortsätter att ströma genom ledningen 38 till dess att tryckbehållaren 34 är tömd. 10 15 20 25 30 35 505 389 s Direkt efter att motorn startat, växlar kombinationsventilen 10 snabbt om, så att passagen till ledningen ll stängs och passagen till ledningen 13 öppnas. Kall kylvätska strömar in i kylvätskeslingan 14 och varm kylvätska strömmar ut ur kylvätskeslingan 14. När ledningen 16, ledningen 12, kyl- vätskepumpen 2, förbränningsmotorns kylkanaler 5, ledningen 6, termostatventilen 7, ledningen 9 och kombinationsventilen 10 fyllts med varm kylvätska, växlar kombinationsventilen 10 snabbt om, så att passagen till ledningen 13 stängs och passagen till ledningen 11 öppnas och cirkulationen genom kylvätskeslingan 14 avbryts. Kylvätska strömar åter som vid startögonblicket, och dess temperatur sjunker i samband med att värmeenergi överförs till förbränningsmotorn l. När kylvätskans temperatur stabiliserats, omsätts åter kylvätska genom kylvätskeslingan 14, en eller flera gånger, beroende på hur stor kylvätskeslinga 14 som står till förfogande. Motorns olje- och kylvätskesystem har nu förvärmts mycket snabbt.When the internal combustion engine 1 is to be started again and the ignition turned on, the controlled valve 36 opens and hot oil flows from the pressure vessel 34, via the line 33 and the line 35, to the controlled valve 36, and from there partly via conductor 38 to the oil sump 19 and partly, via the non-return valve 37, to the channel 20. The line 38 has initially lower flow capacity. than the lines connected via the non-return valve 37. In the duct 20, the oil is pressed further, partly to the oil pump 17 and the line 18, and partly to the oil filter 21, which is vented via the line 26 and the in / vent valve 27. From the oil filter 21 press the oil to the duct 22, which is vented via the drainage The duct 22 leads the oil to the combustion all 1 engine lubricated bearings and the like. Oil the pressure switch 23 gives a signal to the electronic control 51 that the oil system is under pressure. The whole process takes any second. When the internal combustion engine 1 is started, it circulates the coolant by means of the coolant pump 2 through the combustion engine cooling ducts 5, line 6, thermostat valve 7, line 9, combination valve 10, line ll, line 12 and back to the coolant pump 2. In other units and lines there is no circulation of the refrigerant. When the oil pressure from the oil pump 17 is higher than in the pressure vessel 34, closes the non-return valve 37. Oil continues to flow through line 38 until pressure vessel 34 is emptied. 10 15 20 25 30 35 505 389 s Immediately after the engine starts, the combination valve shifts 10 quickly, so that the passage to the line ll is closed and the passage to line 13 is opened. Cold coolant flows in in the coolant loop 14 and hot coolant flows out of coolant loop 14. When line 16, line 12, coolant the liquid pump 2, the cooling channels 5 of the internal combustion engine, the line 6, the thermostat valve 7, the line 9 and the combination valve 10 filled with hot coolant, the combination valve 10 changes quickly, so that the passage to line 13 is closed and the passage to line 11 is opened and the circulation through the coolant loop 14 is interrupted. Coolant flows again as before the moment of onset, and its temperature drops in conjunction with that heat energy is transferred to the internal combustion engine l. When coolant temperature stabilized, coolant is converted again through the coolant loop 14, one or more times, depending on how large coolant loop 14 is available. Motorns oil and coolant systems have now preheated very quickly.

Om förbränningsmotorn 1 fortfarande är varm efter drift och den skall återstartas, är det lämpligt att den automatiska överföringen av varm kylvätska från kylvätskeslingan 14 i ackumulatortanken 15 uteblir. Detta regleras exempelvis av den elektroniska styrenheten 51.If the internal combustion engine 1 is still warm after operation and it should be restarted, it is appropriate that the automatic the transfer of hot coolant from the coolant loop 14 in the accumulator tank 15 is missing. This is regulated, for example, by the electronic control unit 51.

För att systemet skall bli så effektivt som möjligt, är det nödvändigt att kylvätskeslingan 14, i ackumulatortanken 15, tar in den kalla kylvätskan och släpper ut den varma kyl- vätskan utan att blanda dessa. Det är viktigt att man har en laminär ström av kylvätska genom hela kylvätskeslingans tvärsnitt och i dess fulla längd, annars får man ovillkorli- gen en blandning mellan varm och kall kylvätska.In order for the system to be as efficient as possible, it is necessary that the coolant loop 14, in the accumulator tank 15, absorbs the cold coolant and releases the hot coolant the liquid without mixing them. It is important to have one laminar flow of coolant throughout the coolant loop cross-section and in its full length, otherwise unconditional a mixture of hot and cold coolant.

En enkel och okomplicerad kylvätskeslinga, som ger ett lami- närt flöde, kan åstadkommas med en flödesbarriär i form av en lång flödesoptimerad ledning. För att minska den exponerade ytan av den långa flödesoptimerade ledningen, är det lämpligt att ordna så att ledningen ligger sida vid sida med sig själv och i flera lager. Det gäller att få en så liten exponerad 10 20 25 30 35 505 389 9 yta som möjligt för en given längd av ledningen. Detta kan arrangeras på olika sätt. Utförandet kan exempelvis vara en ledning lindad i spolform 14 runt tryckbehållaren 34, eller en ledning lindad i spolform, utan tryckbehållare, i en utföringsform av uppfinningen, där lagring av motorolja ej ingår.A simple and uncomplicated coolant loop, which provides a lami- flow can be achieved with a flow barrier in the form of a long flow optimized line. To reduce the exposed the surface of the long flow-optimized line, it is appropriate to arrange so that the management lies side by side with itself and in several layers. It is important to get such a small exposed 10 20 25 30 35 505 389 9 surface as possible for a given length of wire. This can arranged in different ways. The design can, for example, be one line wound in coil form 14 around the pressure vessel 34, or a line wound in coil form, without pressure vessel, in a embodiment of the invention, where engine oil storage is not included.

Fig 5 visar en ackumulatortank 15 där kylvätskeslingan 14 är lindad i spolform runt tryckbehållaren 34. För att erhålla en bra värmeisolering av de ackumulerade vätskorna, kan ackumu- latortanken vara försedd med en högvakuumzon 52, och de mot vakuumzonen exponerade ytorna 53 vara av högblank aluminium i form av massivt material eller folie.Fig. 5 shows an accumulator tank 15 where the coolant loop 14 is wound in coil form around the pressure vessel 34. To obtain a good thermal insulation of the accumulated liquids, accumulation the latator tank be provided with a high vacuum zone 52, and those against the vacuum zone exposed the surfaces 53 to be of high-gloss aluminum in form of solid material or foil.

I och med att kylvätskeslingan 12, i ackumulatortanken 15, är flödesoptimerad, erhålls också en snabb återgenerering av densama.In that the coolant loop 12, in the accumulator tank 15, is flow optimized, a fast regeneration of is also obtained densama.

En förbränningsmotor kräver ett visst flöde av kylvätska, och därmed ett visst tryckfall, genom kylkanalsystemet för att det skall bli ett likformigt flöde runt varje enskild cylin- der och enskilt förbränningsrum, vilket ger jämnt fördelad temperatur i förbränningsmotorn. Det har respektive motorfab- rikant tillsett vid konstruktion och utprovning av varje enskild motortyp. Kylvätskepumpen och kylvätskekanalerna är optimerade för detta behov.An internal combustion engine requires a certain flow of coolant, and thus a certain pressure drop, through the cooling duct system to there shall be a uniform flow around each individual cylinder and individual combustion chamber, which gives evenly distributed temperature in the internal combustion engine. It has the respective engine richly added during the construction and testing of each individual engine type. The coolant pump and coolant channels are optimized for this need.

Om kylvätskeflödet genom förbränningsmotorn, i samband med förvärmningen, är för lågt, blandas kall och varm kylvätska i motorns kylkanalsystem, vilket gör att motorn inte förvärms till den potentiella nivån. Följdaktligen får inte motorvar- vet, och därmed ej heller kylvätskepumpens kapacitet, under- stiga en lägsta nivå. Vidare måste kombinationsventilens 10 inkopplingstid av kylvätskeslingan 14, i ackumulatortanken 15, anpassas till, bland annat, motorns varvtal och kyl- vätskans temperatur i motorns kylkanaler 5 och i kylvätske- slingan 14, då kylvätskan ändrar viscositet med ändrad tempe- ratur. Detta regleras av den elektroniska styrenheten 51. 10 \S 20 25 505 389 10 När tryckbehållaren 34, i ackumulatortanken 15, fylls med olja komprimeras den luft som finns i behållaren och används sedan, vid starttillfället, som drivkraft för att tömma tryckbehållaren. Väljer man ett högre tryck, blir den kompri- merade luftmängden mindre, vilket medför att en mindre tryck- behållare kan användas. I tryckbehållaren 34, mellan oljan och luften, kan en rörlig skiljevägg i form av ett membran eller liknande monteras, för att förhindra att luft löser sig i oljan. Alternativt kan oljan avluftas genom att låta den rinna i ett tunt skikt över en yta, exempelvis oljetrågets främre del, innan den återförs till oljesumpen 16.If the coolant flow through the internal combustion engine, in conjunction with the preheating, is too low, cold and hot coolant are mixed in the engine's cooling duct system, which means that the engine does not preheat to the potential level. Consequently, engine know, and thus also the capacity of the coolant pump, rise to a minimum level. Furthermore, the combination valve 10 connection time of the coolant loop 14, in the accumulator tank 15, is adapted to, inter alia, the engine speed and cooling the temperature of the liquid in the engine cooling ducts 5 and in the coolant loop 14, as the coolant changes viscosity with changing temperature. ratur. This is regulated by the electronic control unit 51. 10 \ S 20 25 505 389 10 When the pressure vessel 34, in the accumulator tank 15, is filled oil compresses the air contained in the container and is used then, at the start, as a driving force to empty the pressure vessel. If you select a higher pressure, it will be compressed reduced the amount of air, which means that a lower pressure containers can be used. In the pressure vessel 34, between the oils and air, a movable partition in the form of a membrane or the like are mounted, to prevent air from dissolving and oil. Alternatively, the oil can be vented by letting it run in a thin layer over a surface, such as the oil pan front part, before returning to the oil sump 16.

För att snabbt och med högt tryck fylla tryckbehållaren 34, i ackumulatortanken 15, behövs det en förhållandevis kraftig elektrisk motor 29 att driva oljepumpen 28 med. En sådan pump blir tung, utrymmeskrävande och dyr.To quickly and with high pressure fill the pressure vessel 34, i accumulator tank 15, a relatively powerful one is needed electric motor 29 to drive the oil pump 28 with. Such a pump becomes heavy, space consuming and expensive.

Om man utnyttjar förbränninsmotorns 1 elektriska startmotor till att även driva oljepumpen 28, får man en kraftfull befintlig elektrisk motor 29 till förfogande. Startmotorn kan då exempelvis tillverkas så att rotoraxeln i dess fria ände görs längre och där, direkt eller indirekt, driver oljepumpen 28. För denna speciella funktion ansluts startmotorns elekt- riska slingor på så sätt att dess startdrev, som normalt kopplas över till förbränningsmotorns startkrans i samband med start, inte aktiveras då olja pumpas till tryckbehållaren 34. När förbränningsmotorn l skall startas, fungerar start- motorn på vanligt vis. Dock drivs oljepumpen 28 även här, men detta stör inte systemets funktion.If you use the internal combustion engine 1 electric motor to also drive the oil pump 28, you get a powerful existing electric motor 29 available. The starter motor can then, for example, manufactured so that the rotor shaft at its free end is made longer and where, directly or indirectly, the oil pump operates 28. For this special function, the starter motor is connected risk loops in such a way that its starting gear, as normal switched to the internal combustion engine starter ring in connection with start, not activated when oil is pumped to the pressure vessel 34. When the internal combustion engine 1 is to be started, the starting the engine in the usual way. However, the oil pump 28 is also operated here, however this does not interfere with the operation of the system.

En annan metod att fylla tryckbehållaren 34 med olja och luft under högt tryck, är att först pumpa oljan från oljesumpen 19 till behållaren 34. Behållaren 34 skall då vara avluftad till atmosfären. Därefter stängs förbindelsen till atmosfären och luft pumpas in i behållaren till önskat tryck. Om motorn är monterad i en lastbil med tryckluftsbromsar, kan befintlig tryckluftskälla användas, i annat fall behövs en separat luftpump. Både oljepump 28,29 och luftpump kan i denna lös- 10 IS 505 389 ll ning vara förhållandevis klena, om inte kravet på mycket snabb tömning av förbränningsmotorns oljesump 19 finns.Another method of filling the pressure vessel 34 with oil and air under high pressure, is to first pump the oil from the oil sump 19 to the container 34. The container 34 must then be vented to the atmosphere. Then the connection to the atmosphere and air is pumped into the container to the desired pressure. If the engine is mounted in a truck with compressed air brakes, can existing compressed air source can be used, otherwise a separate one is needed air pump. Both oil pump 28,29 and air pump can in this solution 10 IS 505 389 ll be relatively small, if not the requirement of much rapid emptying of the internal combustion engine oil sump 19 is available.

Ytterligare en metod att töma förbränningsmotorns oljesump 19 är att motorns ordinarie oljepump 17 pumpar oljan till tryckbehållaren 34. När tändningen slås av öppnar en icke visad ventil en förbindelse mellan kanalen 20 och tryckbe- hållaren 34, och först när oljesumpen 19 är tömd stannar motorn. Även här kan luft pumpas in i tryckbehållaren 34.Another method of draining the internal combustion engine oil sump 19 is that the engine's ordinary oil pump 17 pumps the oil the pressure vessel 34. When the ignition is switched off, a non shown valve a connection between the channel 20 and the pressure the holder 34, and only when the oil sump 19 is emptied does it stop the engine. Here, too, air can be pumped into the pressure vessel 34.

Claims

10 í5 20 25 30 35 505 389 12 Patentkrav

Internal combustion engine with an engine block (1) designed with coolant channels (5) and a cooling system communicating with the coolant channels, comprising a radiator (4), a coolant pump (2) and one in a supply line (6) to the radiator arranged temperature-controlled valve (7) and a thermally insulated accumulator tank (14) for storing heated coolant, characterized in that the temperature-controlled valve (7) is arranged to lead liquid to the radiator (4) and / or to the inlet (13) to the accumulator tank via an additional valve (10) and that the accumulator tank has an outlet (16) communicating with the suction side of the coolant pump.

Motor according to claim 1, characterized in that the further valve (10) is controlled partly by a servo device (10d) depending on signals from a control unit (51) and partly by a thermostat element (10c) depending on the liquid temperature in the wire (ll).

Engine according to Claim 1 or 2, with an engine block (1) designed with lubricating oil channels (22), an oil sump (19) and an oil pump (17) for circulating lubricating oil between the oil sump and the lubricating oil channels, characterized in that an evacuation pump (28 ) is connected between the oil sump (19) and an accumulator tank (34) for storing oil pumped out of the oil sump.

Engine according to Claim 3, characterized in that valve means (24, 27) are provided which allow venting of the lubricating oil channels (22) when the engine is switched off and venting of the channels when starting the engine.

Engine according to claim 3 or 4, characterized in that the evacuation pump (28) communicates with an accumulator tank (34) in the form of an insulated pressure vessel via a line (31) containing non-return valve means (32) opening towards the container and that the container communicates with the oil sump via a return line (35) containing valve means (36) controlled by a control unit (51). IQ1 (5 20 25 B sus 589

Engine according to one of Claims 3 to 5, characterized in that it has an exhaust line (40) with a loop (48) which lies in the oil sump (19) for preheating the oil by means of the exhaust gases.

Engine according to claim 6, characterized in that said loop (48) has an inlet (44) located in the exhaust line (40) and facing the flow direction of the exhaust gases, and an outlet (46) located in the exhaust line and is turned in the direction of flow of the exhaust gases, and that the inlet and the outlet form ends of a pair of pipe bends (43, 45), which are fixed in a flow body (42) fixed in the exhaust line.

Engine according to one of Claims 3 to 7, characterized in that the lubricating oil channels (22) of the engine block communicate with an oil filter (21) and in that additional aeration valve means (27) are arranged to allow aeration of the oil filter and drainage thereof when the engine is switched off.

Engine according to one of Claims 3 to 8, characterized in that the accumulator tanks (14, 34) for coolant or lubricating oil form an integrated unit (15).

Engine according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the coolant tank (14) forms a duct system in coil form.

Motor according to one of Claims 3 to 10, characterized in that the evacuation pump (28) is driven by an electric starter motor (29).