DE2205280A1

DE2205280A1 - Kühlsystem für Verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE2205280A1
Application number: DE19722205280
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Alfa Romeo SpA
Current assignee: Alfa Romeo SpA
Priority date: 1971-02-05
Filing date: 1972-02-04
Publication date: 1972-08-17
Also published as: DE2205280C2; US3805748A

Description

|)R. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE · I>R. RER. NAT. K. HOFFMANN

PATE N TAN WALTE D-8000 MÖNCHEN 81 · ARABEUASTRASSE 4 · TELEFON (0811) 911087

Alfa Romeo S,p.A., Mailand / Italien

Kühlsystem für Verbrennungskraftmaschinen

Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem mit Flüssigkeitskühlung für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer ersten, einen Kühler enthaltenden Leitung und einer zweiten Leitung, die parallel zum Kühler angeordnet ist, und zwar mittels einer Ventileinrichtung, die durch eine auf die Temperatur der Kühlflüssigkeit reagierende Einrichtung gesteuert ist und die Kühlflüssigkeit von der ersten zur zweiten Leitung ablenkt, wenn die Temperatur unter einem vorgewählten Wert liegt.

Systeme dieser Art enthalten üblicherweise einen als Wärmeaustauscher dienenden Radiator bzw. Kühler zum Wärme-

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austausch mit der Umgebungsluft, und eine vom Motor angetriebene nicht dosierende Pumpe fördert die Flüssigkeit vom Kühler zu im Zylinderblock ausgebildeten'Kanälen. Die durch diese Kanäle fließende Flüssigkeit wird in einer Weise zum Kühler zurückgeführt, daß ein geschlossener Kreislauf entsteht.

Die Abmessungen des Kühlers stimmen mit der abzuleitenden maximalen Wärmemenge überein. Um die optimale Temperatur der Kühlflüssigkeit innerhalb der kürzest möglichen Zeit zu erzielen und diese Temperatur bei den verschiedenen Betriebszuständen des Motors zu erhalten, ist im Kühlsystem ein Ablenkventil vorgesehen, welches durch ein Element gesteuert wird, das auf die Temperatur der auf den Kanälen, des Zylinderblocks austretenden Flüssigkeit reagiert. Die automatische Betriebsweise dieses Ventils ermöglicht daher, daß die Temperatur der Flüssigkeit tatsächlich konstant gehalten werden kann, so daß die Motortemperatur innerhalb eines zulässigen Bereichs verbleiben kann, insofern, als die Erhöhung des Widerstands im Kühlungskreislauf infolge der Drosselung die Durchflußmenge der Pumpe reduziert. Um die Entstehung eines Überdrucks und einer vollständigen Stagnation des Wassers bei geschlossenem Thermostatventil zu verhindern, wurde die Schaffung einer zusätzlichen Leitung vorgeschlagen, welche dauernd parallel zu Drosselventil und Kühler verläuft und einen hydraulischen Widerstand bietet, der größer als derjenige des Kühlers ist, so daß bei geöffnetem Ventil die Durchflußmenge in der oben erwähnten zusätzlichen Leitung verglichen mit dem Fluß durch den Kühler nicht erheblich ist.

Diese Lösung ist mit schwerwiegenden Nachteilen verbunden, wenn hohe Leistungen von einem kalten Motor gefordert werden. Tatsächlich schließt das thermostatisch gesteuerte Ventil den Kühler ab, und der hohe Druckabfall des

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Kühlmittels beim Durchfließen der zusätzlichen Leitung reduziert die Durchflußmenge der von der Pumpe geförderten Flüssigkeit drastisch. Unter diesen Bedingungen können sich bei unter voller Belastung laufendem Motor begrenzte Uberhitzungsbereiche bilden, welche schwerwiegende Ausfälle verursachen. Andererseits ist bei Verkleinerung des hydraulischen Widerstandes der parallel zum Kühler laufenden zusätzlichen Leitung die für die Kühlflüssigkeit und damit für den Motor benötigte Zeit zur Erlangung der eingeschwungenen Temperatur unerwünschterweise verlängert.

Ziel der Erfindung ist es, die vom Motor zum Erlangen der eingeschwungenen Temperatur benötigte Zeit zu verkürzen, wodurch der Möglichkeit der Entstehung von örtlichen Uberhitzungen vorgebeugt ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, die Abgabe unverbrannter Teile mit dem Motorauspuff in bedeutendem Maße zu verringern , verglichen mit den herkömmlichen Lösungen, die ähnliche Vorbeugungsmerkmale gegen'Überhitzen enthalten. Erfindungsgemäß sind diese Mangel dadurch überwunden, daß die Durchflußmenge der Flüssigkeit, welche bei kaltem Motor parallel zum Radiator fließt, mit zunehmender Motorleistung zunimmt.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in der parallel zum Kühler laufenden zweiten Leitung ein Drosselventil angeordnet und von einer Einrichtung gesteuert ist, welche auf die vom Motor abgegebene Leistung reagiert und dazu dient, den Querschnittsbereich der zweiten Leitung zu verkleinern, wenn die Motorleistung unter einem vorgewählten Wert liegt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält der erfindungsgemäße Kühlungskreislauf folgende Teile: einen Kühler, einen ersten Zweig der ersten Leitung, der den

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Flüssigkeitsausgang aus dem Kühler mit der Eingangsseite einer Pumpe verbindet, deren Strömungsgeschwindigkeit bei zunehmendem Druck abnimmt und die die Flüssigkeit zur Eingangsseite der Leitungen innerhalb des Zylinderblocks fördert, einen zweiten Zweig der ersten Leitung, der den Ausgang der aus dem "Zylinderblock austretenden Flüssigkeit mit dem Kühlereingang verbindet, eine zweite Leitung, die den ersten mit dem zweiten Zweig der ersten Leitung verbindet, ein Dreiwegeventil, das an einem Verbindungspunkt der zweiten mit der ersten Leitung angeordnet ist und zum Fördern der Flüssigkeit im Kreislauf erstens bei über einem vorbestimmten Wert liegenden Temperaturen durch den Kühler, zweitens bei unter einem zweiten und niedriger als dem ersten Wert liegenden Temperaturen durch die zweite Leitung, und drittens bei Zwischentemperaturen teils durch den Kühler und teils durch die zweite Leitung von einem auf die Temperatur der fließenden Flüssigkeit reagierenden Element betätigt ist, wobei in der zweiten Leitung für die durchfließende Flüssigkeit ein Drosselventil vorgesehen und durch eine aus die vom Motor abgegebene Leistung reagierende Einrichtung zum Verändern des Querschnittsbereichs für den Flüssigkeitsstrom jeweils in einer Richtung betätigt ist, die je nach größerer oder kleinerer Motorleistung den Querschnittsbereich entweder erweitert oder verengt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines bekannten Kühlsystems,

Fig. 2 ist ein Diagramm der Wirkungsweise des Systems gemäß Fig. 1,

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Fig. 3 ist eine schematische Ansicht einer anderen bekannten Ausführungsform des Kühlsystems,

Fig. 4 ist ein Diagramm der Wirkungsweise des Systems gemäß Fig. J>,

Fig. 5 zeigt das erfindungsgernäße Kühlsystem,

Fig. 6 ist das Diagramm der Wirkungsweise dow Kreϊώtaufs gemäi3 Fig. 5,

Fig. 7 ist ein Querschnitt durch ein Ventil des Systems gemäß Fig. 5> und

Fig. 8 ist ein Teil von Fig. J.

Anschließend wird Bezug auf Fig. 1 genommen. Bei uer .Bezugszahl ι ist; ein Zylinderblock schematisch aargestellt, bei 2 der Zylinderkopf und bei 3 ist der ölsumpfbehälter eines bekannten Kolbenmotors gezeigt, an dessen Welle 4 ein Schwungrad 5 angekeilt ist. Der aus Kurbelgehäuse 1 und Kopf 2 bestehende Zylinderblock besitzt ein Netz (nicht gezeigter) innerer Kanäle, in denen die Kühlflüssigkeit umläuft und dl~. mit einer Zuleitung 6 und einer Ableitung 7 verbunden sind. Letztere speist durch ein Thermostatventil 8 eine Leitung 9, welche sich in einen Krümmer öffnet, der zu einem Bündel von Lamellenrohren, dem die Wärme mit der Umgebungsluft austauschenden Element, führt. Die Rohre 11 bzw. Leitungen mit großer Außenfläche öffnen sich in einen Krümmer 12, von welchem eine Leitung 13 ausgeht, die eine das Rohr 6 mit Flüssigkeit versorgende Pumpe I²I- speist. Alle genannten Teile bilden einen geschlossenen hydraulischen Kreislauf.

ι·.ί ^r,e1-,un^ i.^f '.'·;.ΐ; /\·μ1 -■-·.5 ~.vt-jhi ·^Η-.-',ιύιLtbs .'.Κan 'iLe Rohre ' ¹^i- .: uran'."oolbüi*.

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Die nicht dosierende Pumpe I²I-, z.B. eine Zentrifugalpumpe, wird vom Motor angetrieben und ist in der Zeichnung der Einfachheit halber als an die Kurbelwelle 4 festgekeilt gezeigt. Jedenfalls kann sie durch jeden Drehantrieb wie z.B. einen Riemen mit der Kurbelwelle verbunden sein. Zur Vereinfachung der Zeichnung wurden weitere das Kiihlsy- £tem vervollständigende bekannte Elemente fortgelassen, z.B. das Gebläse, weiches Luft durch den Kühler strömen läßt, welche die Rohre il überstreicht.

Anschließend wird die Wirkungsweise des bekannten Kreislaufs gemäß Pig. I kurz beschrieben, wobei weiterhin auf das Diagramm der Figur 2 Bezug genommen wird, in dem die Abszissen die Durchflußmenge und die Ordinaten die Drücke des Kreislaufs gemäß Pig. I angeben.

Wenn der Motor bei einer Temperatur der Umgebungsluft, d.h. kalt ausgelassen / , ist das Ventil 8 mittels der thermostatischen Einrichtung geschlossen, welche auf die Temperatur der Flüssigkeit im Rohr 7 reagiert, d.h. auf die aus dem Motor ausfließende Flüssigkeit.

Unter diesen Bedingungen fließt die Flüssigkeit durch einen Kreislauf, welcher aus folgenden Teilen besteht: der Pumpe 14, der Leitung 6, den Kanälen im Motor, dem Rohr J, 15 und einem Teil des zur Pumpe zurückführenden Rohres 13· Durch das Vorhandensein des Rohres 15, dessen verkleinerter Querschnittsbereich den Durchfluß reduziert, ist der hydraulische Widerstand dieser Strömungeor,^: ziemlich hoch, und ist im Diagramm gemäß Fig, 2 mit der Linie Rf. als eine Funktion der Durchflussmenge Q gezeigt.

Eine kleine das Vent.¹ ' B auch geschlossenem : iif.utid ilur'cti t'L i. ;i3enclü FUioiib· ■ L tüiiien:^ inögilohr, t-U₁ .-.·.

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welche auf diese Weise stets von aus dem Motor strömendem Wasser umspült ist. Diese Durchflußmenge ist jedoch völlig vernachlässigbar.

Wenn der Motor die erforderliche Temperatur erreicht hat, ist auch die Temperatur der aus dem Motor gelangenden Flüssigkeit hoch, z.B. 85⁰C. Dann ist das thermostatische Ventil geöffnet und die Flüssigkeit kann von der Leitung durch die Leitung 9> die Rohre 11, die Leitung 15 und die Pumpe 14 zirkulieren. Der Widerstand des Kreislaufs in heißem Zustand ist durch die Kurve R des Diagramms dargestellt.

Das gleiche Diagramm zeigt zwei Kennkurven für die Pumpe bei einer durchschnittlichen Umdrehungsgeschwindigkeitskurve s und bei einer hohen Umdrehungsgeschwindigkeitskurve r.

Es liegt auf der Hand, daß im kalten Zustand die Durchflußmenge der durch den Motor gepumpten Flüssigkeit bei mittlerer bzw. hoher Umdrehungsgeschwindigkeit jeweils q_f und q_f und in heißem Zustand jeweils q und q ist. Bei halb geöffnetem Ventil 8 liegt der Widerstand des Kreislaufs in der Mitte zwischen den Kurven R- und R , dasselbe trifft auf die Durchflußmengen zu, z.B. für eine mittlere Durchflußmenge, wo die Werte in der Mitte zwischen q_fg und q„_e liegen. Das Ventil 8 beginnt sich vor Erreichung der optimalen Temperatur etwas zu öffnen, z.B. bei 80 C und ist bei Temperaturen z.BJiÖherals 90⁰C völlig geöffnet.

Der Hauptmangel dieser Ausführungsform eines Kühlungskreislaufes ist erwiesenermaßen die kleine Größe der Durchflußmenge Q_fr* d.h. der Durchflußmenge in kaltem Zustand bei hoher Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors. Tatsächlich hat sich eine kleine Durchflußmenge als unzureichend.dafür

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erwiesen, gefährliche örtliche überhitzungen zu vermelden, wenn hohe Leistung von einem kalten Motor verlangt wird. D.h. die" Geschwindigkeit des Wasserflusses durch die inneren Motorkanäle ist unzureichend, um die nötige Wärmemenge von bestimmten Bereichen zu entfernen. Andererseits wird das Ventil 8 betätigt, um die Durchflußmenge zu erhöhen, da sein thermostatisches Steuerelement nur auf die Temperatur des aus dem Rohr 7 kommenden Wassers reagiert, welches eine mittlere Temperatur besitzt, verglichen mit den Temperaturen der verschiedenen Motorbereiche, die von dem Wasser bespült werden. Die Störungen, die durch diese Überhitzungen zum Beispiel in bezug auf die Explosionskammern verursacht werden können, sind äußerst schwerwiegend und können sogar ein Klemmen oder Durchlöchern der Kolben bewirken.

Zur Überwindung dieser Mißstände wurde ein System gemäß Fig. 3 vorgeschlagen. Hier endet die Rohrleitung 7 bei einem Dreiwegeventil 16, welches thermostatisch gesteuert wird und im heißen Zustand eine Verbindung zwischen Rohr 7 und 9 und in kaltem Zustand zwischen Rohr 7 und einer Leitung 17 herstellt, wobei letztere wiederum mit 1J> in Verbindung steht und der Flüssigkeit einen hydraulischen Widerstand bietet, der demjenigen der Rohre 11 im wesentlichen gleicht. Im kalten Zustand fließt auf diese Weise die Flüssigkeit vom Rohr 7 zu Rohr 13 direkt durch Leitung 17 und im heißen Zustand durch die Leitungen 9, lo, 11 und 12, und zwar in beiden Fällen mit dem gleichen Druckabfall.

Das Diagramm von Fig. 4 zeigt die Wirkungsweise des soeben beschriebenen Kreislaufs in denselben Koordinaten wie beim Kreislauf gemäß Fig. 2. Die Widerstände in kaltem und heißem Zustand sind durch die Linie R_f = R und die den Motor entweder bei einer mittleren oder hohen Drehgeschwindigkeit durchfließenden Durchflußmengen sind jeweils •..^io:-. ν. ^ ^1;n:- Qv. '^iViXa;-:■:■■'-:■■,., . J^ "■ -.Jen; I.C,':-:. *i../cl Ja,3 h

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Erreichen der eingeschwungenen Temperatur durch den Motor nur auf die Tatsache zurückgeführt, daß die Flüssigkeit in kaltem Zustand nicht durch Leitungen fließt, die in intensivem Wärmeaustausch mit der umgebenden Luft stehen. Durch diese zweite Leitungsart wurde es möglich, die durch das in Pig. I gezeigte System hervorgerufenen Mängel zu überwinden, jedoch hat sich die Durchflußmenge als zu groß für vergleichsweise kleinere Motorleistungen erwiesen, d.h. in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle, da ein Fahrer sehr selten einen gerade angelassenen Motor auf volle Leistung bringt. Es wurde vermutet, daß diese überschüssige Durchflußmenge einen unnötigen und überhohen Wärmeentzug an Zylinderkopf und -büchsen und damit einen Wärmeentzug vom Gas während der Verbrennung des Gemisches bewirken könnte. Es ist in der Tat bekannt, daß das Vorhandensein unverbrannter Kohlenwasserstoffe in den Motorauspuffgasen im wesentlichen von einem Belag des Gemisches herrührt, der an den Verbrennungskammerwänden anhängt, dadurch kalt gehalten wird und auf diese Weise die Ausbreitung der Flamme und Verbrennung der infragestehenden Gemischschicht verhindert. Es ist bekannt, daß die Dicke der abgekühlten Schicht umso großer ist, je kälter die V/ände gehalten sind, wobei es ebenfalls bekannt ist, daß von den beim Fahren eines Motorfahrzeugs im ganzen frei-gesetzten giftigen Stoffen ein nicht vernachlässigbarer Teil davon während der Erwärmung des Motors abgegeben wird, Alle z.Zt. geltenden diesbezüglichen Gesetze schreiben in der Tat eine Beschränkung für die Abgase vor, indem die Werte während einer Prüfung mit kalt startend«t' Maschine abgenommen werden (wobei auf diese Weise auch dia Erwärmung des Motors inbegriffen ist). Diese auf theoretischen Erwägungen basierende Überlegung wurde durch die Ergebnisse genauer experimentieller Erforschung bentätigt, welche ergaben, daß bei vergleichsweise reduzierter Leitung (wie in den verschiedenen Gesetzen vorgeschrieben) die Durchflußmenge der Flüssigkeit q des Systems

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gemäß Pig. 3, da beträchtlich höher als die Werte q^, des

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Systems gemäß Fig. i, tatsächlich eine außerordentlich hohe Abkühlung der Gase während der Verbrennung, -insbesondere während der Erwärmung des Motors verursachte , so daß die Gesamtmenge der abgegebenen unverbrannten Kohlenwasserstoffe,, (nämlich die abgegebenen Mengen des kalten und des erwärmten Motors) um mindestens lo$ erhöht wurde.

Als Ergebnis dieser praktischen Bestätigung ist es als ratsam befunden worden, die Möglichkeit der Schaffung eines KUhlsysterns zu überlegen, das bei kaltem Motor gleichzeitig mögliche Motorausfälle bei hoher Leistung - die, wie oben ausgeführt, das System gemäß Pig. I charakterisierten - und die hohen Abgasmengen aufgrund einer äußerst hohen Durchflußmenge des Kühlwassers bei niedriger Motorleistung verhindern könnte, welche kennzeichnend für das System gemäß Fig. 3 sind. ■

Erfindungsgemäß soll ein Zirkulieren des Wassers im Motor erreicht werden, welches auch als Funktion der vom Motor erbrachten Leistung erhöht wird.

Das erfindungsgemäße Kühlsystem ist in Fig. 5 gezeigt. In diesem System steht das Rohr 17 mit dem Rohr 1;5 durch ein allgemein mit 18 bezeichnetes Ventil in Verbindung, welches eine veränderbare Beschränkung des QuerschnittsbereLchs je nach den stromaufwärts vom Ventil stattfindenden Flüssigkeitsdruckveränderungen zu bewirken vermag.

Ein Beispiel elnea solchen Ventils 18 ist in Fig. 7 gezeigt. Es besteht aus einer im Rohr 17 eingebauten Buchse 19, in welcher ein Schließelement 2o durch eine auf einer Dodenwand 22 auf ruhenden Feder 21 beaufschlagt und bewegbar 1st. Wie auch in der Draufsicht gemäß Fig. 8 des Schließelements deutlich gezeigt ist, fließt bei geschlossenem Ventil gemäß Fig. 7 die durch Rohr 17 fließende Flüs-

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sigkeit auch durch den Durchlaß 27). Wenn der stromaufwärts des Ventils herrschende Druck (oberer Teil der Figur 7) einen gewissen Wert übersteigt, wird die Feder 21 zusammengedrückt, wenn das Schließelement 2o fällt,und die Flüssigkeit fließt auch durch die geöffneten öffnungen 24 des Schließelements.

Aus Obigem ergibt sich, daß die Betriebsweise des erfindungsgemäßen Systems im Diagramm gemäß Fig. 6 zusammengefaßt ist. Bei kalter Maschine und langsamem Laufen derselben ist der der Flüssigkeit begegnende hydraulische Widerstand im ersten Teil der Kurve R_f ausgedrückt, d.h. der Durchlaß 25 wirkt als Beschrankungselement mit einer Funktion, die derjenigen des Rohres 15 des Systems gemäß Fig. 1 entspricht. Nichtsdestotrotz beginnt sich das Ventil l8 zu öffnen, wenn der Motor eine Umdrehungsgeschwindigkeit erreicht hat, daß die Pumpe mit einer Kennkurve s und somit einem Druck h arbeitet, und das Ventil ist völlig geöffnet, wenn die Pumpe der Kennkurve s¹ folgt und einen Druck h¹ aufweist.

Der Abfall des VentilWiderstands bei geöffnetem Ventil erhöht die Durchflußmenge von q~ auf Q ¹^₈* wobei der letztere Wert im wesentlichen der Durchflußmenge a_ ent-

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spricht, welche im warmen Motor erzielt wird, d.h. wenn das Ventil 16 das Rohr 9 mit Flüssigkeit speist.

Auf diese Welse geschieht es, daß sich bei kaltem Motor das erfindungsgemäße System bei niedriger Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors wie das System gemäß Fig. 1 und bei hoher Motorumdrehung wie das System gemäß Fig. J5 verhält, so daß eine rasche Aufwärmung des Motors in Übereinstimmung mit den Verbrennungskammern gewährleistet ist, ohne bei hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten eine Überhitzung zu riskieren.

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Es ist äußerst wichtig zu bemerken, daß die öffnung des Ventils l8 und damit der Widerstandsabfall im parallel zum Kühler laufenden Rohr 17 durch die Erhöhung der Motorumdrehungszahl bestimmt ist. Tatsächlich wäre es ratsam, daß der Widerstandsabfall genau proportional zur tatsächlich vom Motor abgegebenen Leistung wäre, obwohl es erwiesenermaßen genügt, daß die Durchflußmenge der Kühlflüssigkeit sich proportional zu anderen, mit der Maschinenleistung zusammenhängenden physikalischen Einheiten verhält, z.B., wie oben beschrieben, zur Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors oder dem Pumpendruck, wenn es sich um eine Zentrifugalpumpe handelt.

Nichtsdestotrotz können eine Punktion der Motorleistung bildende andere physikalische Einheiten dazu dienen, das Drosselventil in Rohr 17 zu steuern, z.B. die Stellung des Drosselventils für die Motorspeisung. Auf diese Weise ist es möglich, im Rohr 17 ein Drosselventil anzuordnen, welches bei geöffnetem Drosselventil für die Motorspeisung geöffnet wird. Dies wird lediglich durch eine mechanische Verbindung zwischen den beiden Ventilen erzielt.

Das Ventil im Rohr 17 kann auch durch den Druck gesteuert werden, welcher im Motoreingangskanal herrscht, der sich bekanntlich erhöht, wenn das den Motor mit dem gasförmigen Strömungsmittel speisende Drosselventil geöffnet ist. Zu diesem Zweck genügt es, die Einlaßöffnung mit einer Kammer zu verbinden, die eine aus einer verformbaren Membran hergestellte Wand besitzt, welche mit einem im Rohr 17 eingebauten Drosselventil mechanisch verbunden ist, und zwar in einer Richtung, daß bei Nachlassen des Speisedrucks das Rohr 17 sich schließt.

Diese Membranvorrichtungen, welche ein mechanisches Element als Punktion des in der Einlaßöffnung herrschenden

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Druckes betätigen, sind bekannt und üblicherweise an Verbrennungskraftmaschindn angebracht, um entweder Verstelleinn\chtungen oder Servosteuerungen zu betätigen.

Andere, eine Funktion der Motorleistung darstellende physikalische Einheiten können dazu dienen, die Stellung des im Kühlsystem angebrachten Drosselventils mittels geeigneter Servoelemente zu steuern.

Das erfindungsgemäße System ist in der Lage, Vorteile zu bieten, auch wenn der Motor seine eingeschwungene Temperatur aufweist und das Ventil dabei eine mittlere Stellung einnimmt, d.h. die Flüssigkeit teilweise durch den Kühler und teilweise durch das Parallelrohr 17 fließt. Tatsächlich liegt unter diesen Umständen der Widerstand des hydraulischen Kreislaufs bei einem mittleren Wert, und die Durchrluümenge liegt gleicherweise zwischen dem Maximalwert im heißen Zustand und dem Minimalwert in kaltem Zustand. Jedenfalls bewirkt ein plötzliches Ansteigen der abgegebenen Leistung, daß sich die Durchflußmenge sofort erhöht, wodurch Uberhitzungen vermieden werden, welche stattfinden könnten, wenn das Ansteigen der Durchflußmenge eine rasche Betätigung des Ventils 16 erforderte. Tatsächlich weist dieses Ventil aufgrund der Wärmeträgheit und wegen dem Einbau der thermostatischen Steuereinrichtung eine bestimmte Verzögerung zu Beginn seiner Tätigkeit auf.

Als letztes ist es wichtig, zu bemerken, daß das Dreiwegeventil 16 auch durch zwei verschiedene Ventile im Rohr 9 und Rohr 17 ersetzt v/erden kann, welche durch In entgegengesetzte Richtungen wirkende Thermostateinrichtungen jeweils geöffnet und geschlossen werden können. In diesem Falle könnte das im Rohr 17 eingebaute thermostatisch

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gesteuerte Ventil in das Ventil l8 eingebaut sein.

In gleicher Weise könnte die Stellung der Pumpe
dadurch verändert werden, daß sie an irgendeinem anderen geeigneten Punkt des hydraulischen Kreislaufs angeordnet würde.

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Claims

Patentansprüche

Kühlsystem mit Flüssigkeitskühlung für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer ersten, einen Kühler enthaltenden Leitung und einer zweiten Leitung, die parallel zum Kühler angeordnet ist, und zwar mittels eines Ventils, das durch eine auf die Temperatur der Kühlflüssigkeit reagierende Einrichtung gesteuert ist und die Kühlflüssigkeit von der ersten zur zweiten Leitung ablenkt, wenn die Temperatur unter einem vorgezählten Wert liegt, dadurch gekennzeichnet , daß in der zweiten Leitung (17) ein Drosselventil (l8) angeordnet und von einer Einrichtung (2o, 21) gesteuert ist, welche auf die vom Motor abgegebene Leistung reagiert und dazu dient, den Querschnittsbereich der zweiten Leitung (17) zu verkleinern, wenn die Motorleistung unter einem vorgewählten Wert liegt.

2. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Widerstand der zweiten Leitung (17) bei geöffnetem Drosselventil (l8) die gleiche Größenordnung wie der hydraulische Widerstand der ersten Leitung (9, lo, 11, 12) aufweist.

5. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Teile vorgesehen sind: ein Kühler (11),

ein erster Zweig (IJ) der ersten Leitung (9, lo, 11, 12), der den Flüssigkeitsausgang aus dem Kühler (11) mit der Eingangsseite einer Pumpe (14) verbindet, deren Strömungs-

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geschwindigkeit bei zunehmendem Druck abnimmt und die die Flüssigkeit zur Eingangsseite (6) der Leitungen innerhalb des Zylinderblocks (l) fördert,

ein zweiter Zweig (7) der ersten Leitung (9s lo, 11, 12), der den Ausgang der aus dem Zylinderblock (l ) austretenden Flüssigkeit mit dem Kühlereingang verbindet, eine zweite Leitung (17)> die den ersten (15) mit dem zweiten (7) Zweig der ersten Leitung verbindet, ein Dreiwegeventil (16), das an einem Verbindungspunkt der zweiten (17) mit der ersten (9) Leitung angeordnet ist und zum Zirkulieren der Flüssigkeit -

1. bei über einem vorbestimmten Wert befindlichen Temperaturen durch den Kühler (11),

2. bei unter einem zweiten und niedriger als dem ersten Wert befindlichen Temperaturen durch die zweite Leitung (17), und

J. bei Zwischentemperaturen teils durch den Kühler

(ll) und teils durch die zweite Leitung (17) von einem auf die Temperatur der fließenden Flüssigkeit reagierenden Element betätigt ist,

wobei in der zweiten Leitung (17) für die durchflfeßende Flüssigkeit ein Drosselventil (18) vorgesehen und durch eine auf die vom Motor abgegebene Leistung reagierende Einrichtung (2o) zum Verändern des Querschnittsbereichs für den Flüssigkeitsstrom jeweils /Richtungen verstellbar ist, die je nach größerer oder kleinerer Motorleistung den Querschnittsbereich entweder erweitern oder verengen,

4. Kühlsystem nach Anspruch ~$, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (14) eine Zentrifugalpumpe ist, welche in einer zur Motorumdrehung proportionalen Geschwindigkeit vom Motor gedreht ist,und daß das Drosselventil (l8) ein bewegbares, federbeaufschlagtes Schließelement (2o) enthält, das von einer ersten den beschränkten

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Querschnittsbereich für den Flüssigkeitsstrom freigebenden Stellung in eine zweite Stellung bewegbar ist, bei der der größere Querschnittsbereich für den Flüssigkeitsstrom freigelassen ist, wobei das Schließelement (2o) durch den Druckunterschied stromauf- und abwärts des Ventils (l8) aus der ersten in die zweite Stellung gebracht wird, wenn der Unterschied einen vorgewählten Wert übersteigt.

5· Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verkleinern des Querschnittsbereichs der zweiten Leitung (17) bei Verkleinerung des Stromes des dem Motor eingespeisten gasförmigen Mediums das Drosselventil (l8) mit dem Element zum Verstellen des obigen Stromes mechanisch verbunden ist.

6. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verkleinern des Querschnittsbereichs der zweiten Leitung (17) bei Absinken des Druckes des den Motor-Verbrennungskammern zugeführten gasförmigen Mediums unter bestimmte vorgewählte Werte das Drosselventil von einer Vorrichtung betätigbar ist, welche auf den Druck des obigen gasförmigen Mediums reagiert.

7. Kühlsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einer Kammer besteht, die in Verbindung mit der Leitung angeordnet ist, durch welche das gasförmige Medium in Richtung der Verbrennungskammern des Motors strömt, wobei eine Wand der Kammer mittels des in derselben hergehenden Druckes verschiebbar und mit dem Drosselventil(18) mechanisch verbunden ist.

Kühlsystem nach Anspruch )', diduruh g e k e η η Lehnet, daß die ha'/i^Fjncti Wand eine federnd nachgebende Membran ist.

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