DE3407521C1 - Fluessigkeitskuehlsystem fuer eine aufgeladene Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

fließt durch die Kurzschlußleitung 12 zurück zum Thermoslatvcnl.il 10, ohne den Kühler 6 zu durchströmen.

Zur Fahrzeugheizung zweigt eine Heizleitung 13 vom Zylinderkopf 3 ab, die zu einem Heizungswärmetauscher 14 und von dort zum Thermostatventil 10 führt.

Um eine Ausdehnungsmöglichkeit für das Volumen der Kühlflüssigkeit zu schaffen, ist an der Eingangsseite 5 des Kühlers 6 mit einer Leitung 15 ein Ausgleichsgefäß 16 angeschlossen, das bis zu einem Niveau 17 mit Kühlflüssigkeit gefüllt ist. Unterhalb des Niveaus 17 mündet eine Vorlaufleitung 18 vom Austrittsstutzen 19 eines Turboladers 20 in das Ausgleichsgefäß 16, wobei die Einmündungsstelle durch ein Rückschlagventil 21 verschließbar ist. Anstelle des Rückschlagventils 21 kann in die Vorlaufleitung 18 auch ein fernschaltbares Magnetventil 22 eingebaut sein. Am Boden des Ausglerchsgefäßes 16 ist eine Leitung 23 zur Ausgangsseite 8 des Kühlers 6 angeschlossen, die sich in einer Rückleitung 24 zum Eintrittsstutzen 25 des Turbolader 20 fortsetzt.

Zwischen dem Magnetventil 22 und dem Austrittsstutzen 19 ist die Vorlaufleitung 18 durch eine Anschlußleitung 26 mit der Leitung 11 vom Thermostatventil 10 zur Flüssigkeitspumpe 1 verbunden. Die Einmündungsstelle 27 liegt unmittelbar vor der Flüssigkeitspumpe 1, auf deren Saugseite und ist düsenförmig gestaltet, um durch Ejektorwirkung den Druck so weit wie möglich abzusenken und ein möglichst hohes Druckgefälle über den Turbolader 20 zur Ausgangsseite 8 des Kühlers 6 zu erzielen. In die Anschlußleitung 26 ist ein Regelthermostat 28 eingebaut, der den Volumenstrom der Kühlflüssigkeit temperaturabhängig so regelt, daß bei kalter Brennkraftmaschine wenig Durchströmung, nach Warmlauf eine maximale Durchströmung stattfindet. Auf diese Weise wird verhindert, daß beim Warmlaufen der Brennkraftmaschine ihrem Kühlkreislauf kalte Kühlflüssigkeit aus dem Turbolader zugemischt und so das Warmlaufen verzögert wird. Hat die Kühlflüssigkeit eine bestimmte Temperatur erreicht, so öffnet der Regelthermostat 28 so weit, daß der Kühlkreislauf des Türboladers, der beim Betrieb der Brennkraftmaschine aus den Leitungen 23, 24 und 26 gebildet ist, voll durchströmt ist; das Rückschlagventil 21 oder ersatzweise das Magnetventil 22 verhindert, daß über die Leitung 18 Kühlflüssigkeit dem Ausglcichsgefäß 16 unter Umgehung des Turboladers 20 entzogen wird.

Wird die Brennkraftmaschine und damit auch die Flüssigkeitspumpe 1 stillgesetzt, so tritt Druckausgleich im gesamten Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine ein und die Zwangsumlaufkühlung ist beendet. Wenn beim Ausschalten der Brennkraftmaschine beispielsweise mit dem Zündanlaßschalter das Magnetventil 23 geöffnet wird, kann die heiße Kühlflüssigkeit des Turboladers durch die Vorlaufleitung 18 zu dem Ausgleichsgelaß 16 hochsteigen, kühlt sich in ihm ab und fließt durch die Rückleitung 24 in den Eintrittsstutzen 25 des Turboladers 20 zurück. Diese Thermosyphonströmung sorgt für eine rasche Abkühlung des Turboladers, so daß eine Überhitzung des Lageröls vermieden wird.

Diese Art der Kühlung ist um so wirksamer, je gerin- eo ger der Strömungswiderstand im Kühlkreislauf ist und je größer die geodätische Höhendifferenz zwischen heißer und abgekühlter Kühlflüssigkeit ist. Durch eine besondere Gestaltung der Strömungskanäle im Ausgleichsgefäß 16 ist die Kühlflüssigkeit so geführt, daß sie das Ausgleichsgefäß 16 auf großem Strömungsweg durchläuft, um so ihre Aufenthaltsdauer und Abkühlzeit möglichst lang zu machen. Zur Erhöhung der Kühlwirkung ist das Ausgleichsgefäß 16 an seiner Außenseite mit Kühlrippen 29, die Rückleitung mit Kühlscheiben 30 versehen.

Der Thermosyphon-Kühlkreislauf funktioniert nur dann, wenn die Einmündungsstelle der Vorlaufleitung 18 in das Ausgleichsgefäß 16 unterhalb des Niveaus 17 liegt. Um den Fahrer des Kraftfahrzeuges auf ein unzulässig tief abgesunkenes Niveau 17 aufmerksam zu machen, und ihn zum Nachfüllen des Ausgleichsgefäßes 16 zu veranlassen, ist das Niveau 17 durch ein Anzeigegerät überwacht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (10)

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitskühlsystem für eine durch einen Turbolader aufgeladene Brennkraftmaschine, wobei der Turbolader an den durch Pumpendruck bewirkten Zwangsumlauf zwischen einem Kühler und der Brennkraftmaschine angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Turbolader (20) mit einem geodätisch höherliegenden Wärmetauscher (16), einer Vorlaufleitung (18) und einer Rückleitung (24) einen weiteren Kühlkreislauf bildet, der nach Abstellen der Brennkraftmaschine durch Thermosyphonwirkung aufrechterhalten wird.

2. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmetauscher (16) ein Ausgleichsgefäß (16) für das temperaturbedingte, unterschiedliche Volumen der Kühlflüssigkeit verwendet ist, das bis zu einem bestimmten Niveau (17) mit Kühlflüssigkeit gefüllt ist.

3. Kühlsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsgefäß (16) oberhalb des Niveaus (17) an die Eingangsseite (5) des Kühlers (6) angeschlossen ist, unterhalb des Niveaus (17) durch die Vorlaufleitung (18) an den Austrittsstutzen (19) des Turboladers (20) sowie durch die Rückleitung (24) an den Eintrittsstutzen (25) des Turboladers (20) angeschlossen ist.

4. Kühlsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Vorlaufleitung (18) ein Rückschlagventil (21) eingesetzt ist, das den Rückfluß vom Ausgleichsgefäß (16) zur Anschlußleitung (26) verhindert.

5. Kühlsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlaufleitung (18) ein Magnetventil (22) enthält, das durch den Zündanlaßschalter der Brennkraftmaschine betätigbar ist.

6. Kühlsystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsgefäß (16) an seiner Außenseite mit Kühlrippen (29) versehen ist.

7. Kühlsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückleitung (24) außen parallele oder schraubenförmig verlaufende Kühlscheiben (30) aufweist.

8. Kühlsystem nach Anspruch 1, bei dem eine Flüssigkeitspumpe (1), die Kühlflüssigkeit durch Kühlkanäle des Kurbelgehäuses (2), zurück durch den Zylinderkopf (3) und über eine Rücklaufleitung (4) an die Eingangsseite (5) des Kühlers (6) fördert, über ein Thermostatventil (10) mit der Ausgangsseite (8) des Kühlers (6) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlaufleitung (18) durch eine Anschlußleitung (26) mit der Leitung (11) vom Thermostatventil (10) zur Flüssigkeitspumpe (1) verbunden ist.

9. Kühlsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Anschlußleitung (26) ein Regelthermostat (28) eingesetzt ist, der den Volumenstrom abhängig von der Temperatur der Kühlflüssigkeit so regelt, daß bei kalter Brennkraftmaschine wenig Durchströmung, bei warmer Brennkraftmaschine maximale Durchströmung stattfindet.

10. Kühlsystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einmüdungsstelle (27) der Anschlußleitung (26) in die Leitung (11) düsenförmig, nach Art eines Ejektors gestaltet ist.

Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitskühlsystem für eine durch einen Turbolader aufgeladene Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiges, aus DE-OS 28 25 945 bekanntes Kühlsystem hat den Nachteil, das es nur wirksam ist, solange die Brennkraftmaschine in Betrieb ist. Nach Abslellen der Brennkraftmaschine steigt die Temperatur im Turbolader auf Werte zwischen 30(TC und 400⁰C an mit der Folge, daß sein Lagcröl verkokt und verharzt und dadurch ein frühzeitiger Ausfall des Turboladers eintritt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kühlsystem zu schaffen, das auch nach Abstellen der Brennkraftmaschine wirksam ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen.

Die nach Abstellen der Brennkraftmaschine einsetzende Durchströmung eines Kühlkreislaufs, der durch Thermosyphonwirkung, also durch unterschiedliche Dichte der heißen und der in einem Wärmetauscher abgekühlten Kühlflüssigkeit aufrechterhalten wird, sorgt dafür, daß die Temperatur des Turboladers stetig abfällt. Sein Schmieröl erleidet keine temperaturbedingten Schäden; seine Lebensdauer läßt sich so auf einfachste Weise beträchtlich erhöhen.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann das Umschalten auf Thermosyphonkühlung durch ein in diesen Kühlkreislauf eingebautes Magnetventil erfolgen, das durch einen Schaltkontakt des Zündanlaßschalters betäligbar ist.

Als Wärmetauscher für den Thermosyphon-Kühlkreislauf wird nach Anspruch 2 bevorzugt ein Ausgleichsgefäß benutzt, das in bekannten Kühlsystemen von Brennkraftmaschinen einen Volumenausgleich von kälterer zu heißerer Kühlflüssigkeit schafft und üblicherweise in eine Verbindungsleitung vom Kühlerausgang zum Kühlereingang eingesetzt ist. Damit das Ausgleichsgefäß seine Aufgabe als Wärmetauscher besser erfüllen kann, ist es nach Anspruch 6 außen mit Kühlrippen versehen. Nach Anspruch 7 weist auch die Rückleitung zum Turbolader außen Kühlscheiben auf.

Da für die Thermosyphonwirkung die geodätische Flöhendifferenz zwischen dem höchsten und niedersten Punkt der Kühlleitung ausschlaggebend ist, wird das Ausgleichsgefäß möglichst hoch über dem Turbolader angeordnet. Am Turbolader selbst sind die Anschlußstutzen für den Flüssigkeitsaustritt und -eintritt in der Höhe versetzt angeordnet, um auch hierdurch eine zusätzliche Höhendifferenz zu gewinnen.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kühlsystems ist in der Zeichnung im Blockschaltbild dargestellt.
Eine Flüssigkeitspumpe 1 ist am Kurbelgehäuse 2 einer Hubkolben-Brennkraftmaschine angeflanscht, um Kühlflüssigkeit durch die Kühlkanäle des Kurbelgehäuses 2 hindurch und in umgekehrter Richtung durch Kühlkanäle des Zylinderkopfes 3 zurückzufordern, von wo sie über eine Rücklaufleitung 4 zur Eingangsseite 5 eines Kühlers 6 gefördert wird. Beim Durchströmen des Kühlers 6, der von einem Lüfter 7 beaufschlagt ist, kühlt sich die Kühlflüssigkeit ab und tritt an der Ausgangsseite 8 des Kühlers 6 aus. Über eine Leitung 9 gelangt die Kühlflüssigkeit in ein Thermostatventil 10, das sie abhängig von der Höhe der Temperatur in eine Leitung 11 zur Flüssigkeitspumpe 1 durchtreten läßt. Ist die Temperatur niederer als ca. 80⁰C, schließt der kühlerseitige Zulauf des Thermostatventils 10 und die Kühlflüssigkeit