(19)
(11) EP 0 262 598 A2

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
06.04.1988  Patentblatt  1988/14

(21) Anmeldenummer: 87114010.9

(22) Anmeldetag:  25.09.1987
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)4F01P 3/20, F01P 9/00, F01M 1/16, F01M 5/00
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT DE FR GB IT

(30) Priorität: 02.10.1986 DE 3633576

(71) Anmelder: Klöckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft
D-51149 Köln (DE)

(72) Erfinder:
  • Wahnschaffe, Jürgen
    D-5060 Berg.-Gladbach 4 (DE)
  • Hartmann, Ernst-Siegfried
    D-5063 Overath (DE)
  • Schleiermacher, Herbert
    D-5040 Brühl (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Brennkraftmaschine


    (57) Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, wobei im Kühlölkreislauf (5) in Strömungsrichtung vor einem Wärme­tauscher (10, 11) eine Drossel (2) angeordnet ist.
    Diese Drossel (2) vergleichmäßigt den Öldruck in der Brennkraftmaschine vor den Wärmetauschern und sorgt dafür, daß dieser nahezu unabhängig von der Temperatur des Öls ist. Durch diese Maßnahme können die Wärmetauscher mit ge­ringstem Aufwand gefertigt sein, da die Berstgefahr ver­ringert ist.




    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.

    [0002] Die DE-OS 28 25 870 beschreibt eine Brennkraftmaschine mit einem parallel geschalteten Kühlöl- und Schmierölkreis­lauf, wobei beide Kreisläufe von einer gemeinsamen Ölpumpe beaufschlagt werden. Im Kühlölkreislauf ist ein Wärmetau­scher (Ölkühler) angeordnet, wobei diesem eine Bypasslei­tung parallel geschaltet ist. Diese Bypassleitung wird von einem Thermostatventil gesteuert, welches ab einer be­stimmten Öltemperatur das Öl durch den Ölkühler leitet und unterhalb dieser durch den Bypass. Damit bei zu niedrigem Öldruck der Schmierölkreislauf vorrangig mit Öl versorgt wird, ist im Kühlölkreislauf ein Vorrangventil angeordnet, welches den Durchgang durch den Kühlölkreislauf erst ab einem bestimmten Öldruck freigibt.

    [0003] Bei niedrigen Temperaturen des Öls kann sich aufgrund des­sen Dickflüssigkeit ein unzulässig hoher Druck in den Wär­metauschern aufbauen, der zu einer Beschädigung dieser führen kann, da die Wärmetauscher aus Kostengründen oft mit geringstem Aufwand gefertigt sind und dadurch seine Sicherheitsreserven bezüglich eines Überschreitens des Be­triebsdruckes gering sind.

    [0004] Die Anordnung eines Thermostatventils in einer Bypasslei­tung des Wärmetauschers, wie in der DE-OS 28 25 870 be­schrieben, soll bei niedrigen Temperaturen des Öls dieses durch die Bypassleitung leiten.

    [0005] Nachteilig hieran ist jedoch, daß hierbei eine unnötig große Ölmenge fortwährend durch den Kühlölkreislauf ge­pumpt wird.

    [0006] Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung des eben genannten Nachteils, mit einfachen Mitteln den Öldruck in einer Brennkraftmaschine vor den Wärmetauschern zu ver­gleichmäßigen, so daß dieser nahezu unabhängig von der Öl­temperatur ist.

    [0007] Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

    [0008] Im kalten Zustand des Öls ist dieses dickflüssig, so daß die Drossel dem durchfließenden Öl einen größeren Wider­stand entgegensetzt als bei warmem Öl. Als Folge davon steigt der Öldruck vor der Drossel an, so daß das Über­druckventil in der Öl-Rückführleitung öffnet und das Öl zum Beispiel zurück in den Ölsumpf leitet. Ein Teil des Öls wird jedoch die Drossel passieren und von dieser erwärmt in den Kühlölkreislauf gelangen. Dadurch wird als vorteilhafter Nebeneffekt die Erwärmung der Brennkraftmaschine gefördert. Steigt die Temperatur des Öls vor der Drossel an, so wird das Öl dünnflüssiger und die Drosselwirkung läßt kontinuierlich nach. Aufgrund die­ ser Maßnahme ist daher der Öldruck vor den Wärmetauschern vergleichmäßigt und nahezu unabhängig von der Öltemperatur.

    [0009] Vorteilhafterweise ist die Drossel in Strömungsrichtung vor der ersten zu kühlenden Stelle der Brennkraftmaschine angeordnet, um eine Erwärmung der gesamten Brennkraftma­schine sicherzustellen.

    [0010] Eine einfache, kostengünstige Ausführungsform der Drossel ist, diese als Bohrung im Gehäuse der Brennkraftmaschine auszubilden.

    [0011] In besonderer erfindungsgemäßer Ausführung ist im Kühlöl­kreislauf ein Vorrangventil angeordnet, welches aus einem in einer Buchse geführten federbelasteten Kolben besteht. Vorteilhafterweise ist die Drossel in das Vorrangventil integriert, wobei zweckmäßigerweise zwischen Kolben und Buchse ein Spalt angeordnet ist, durch den im geöffneten Zustand des Ventils das Kühlöl strömt.

    [0012] Es ist auch vorteilhaft, die Drossel im Bereich des Wärme­tauschers anzuordnen, insbesondere die Drossel in den Wärmetauscher zu integrieren.

    [0013] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Be­schreibung und den Zeichnungen, die Ausführungsformen der Erfindung zeigen und nachfolgend näher beschrieben sind. Es zeigt:

    Fig. 1 einen Ölkreislauf einer Brennkraftmaschine, wobei der Kühlöl- und Schmierölkreis mit einer gemein­samen Ölpumpe betrieben wird,

    Fig. 2 einen Kühlölkreislauf einer Brennkraftmaschine, der von einer separaten Ölpumpe betrieben wird, und

    Fig. 3 eine erfindungsgemäße Drossel, die in ein Vorrang­ventil integriert ist.



    [0014] Fig. 1 zeigt einen Ölkreislauf einer Brennkraftmaschine, wobei der Kühlöl- und Schmierölkreis 5, 6 von einer ge­meinsamen Ölpumpe 3 beaufschlagt sind. In Strömungsrich­tung hinter der Ölpumpe 3 ist ein Überdruckventil 4 ange­ordnet, welches dem Abfluß in eine Öl-Rückführleitung 18 steuert und dadurch den maximalen Öldruck begrenzt. Das von der Ölpumpe 3 geförderte Öl teilt sich in zwei Teil­ströme auf, von denen einer den Kühlölkreislauf 5 und der andere den Schmierölkreislauf 6 bildet. Damit im Schmier­ölkreislauf 6 nur gereinigtes Öl in den Motor 7 gelangt, ist in Strömungsrichtung vor diesem ein Ölfilter 8 ange­ordnet.

    [0015] Im Kühlölkreislauf 5 ist ein Vorrangventil 9 eingebaut, welches die Aufgabe hat, den Schmierölkreislauf 6 vorran­gig mit Öl zu versorgen. In Strömungsrichtung vor oder hinter dem Vorrangventil 9 ist im Kühlölkreislauf 5 eine Drossel 2 angeordnet, wobei zwei Wärmetauscher, nämlich ein Motorölkühler 10 und eine Heizung 11 in Strömungsrich­tung hinter dem Motor 7 vor einem Ölhalteventil 12 ange­ordnet sind. Der Motorölkühler 10 ist dabei von einem Thermostat 13 gesteuert, der erst bei einer bestimmten vorgebbaren Temperatur des Öls den Durchfluß durch den Mo­torölkühler 10 freigibt. In Strömungsrichtung hinter dem Motorölkühler 10 befindet sich die Heizung 11, wobei auch hier ein Heizungsventil 14 den Durchfluß zur Heizung 11 freigibt oder sperrt. Zusätzlich zur Regelung der Heizung 11 ist im Zufluß zu dieser ein Steuerventil 15 angeordnet, welches einen Bypaß 16 zur Heizung 11 regelt.

    [0016] Durch die Drossel 2 wird der Öldruck vor den Wärmetau­schern vergleichmäßigt und dadurch die Berstgefahr der Wärmetauscher vermindert.

    [0017] Es ist vorteilhaft, wie in Fig. 1 gezeigt, die Drossel in Strömungsrichtung vor der ersten zu kühlenden Stelle im Kühlölkreislauf der Brennkraftmaschine anzuordnen, um eine Erwärmung der gesamten Brennkraftmaschine sicherzustellen.

    [0018] Fig. 2 zeigt dieselbe Anordnung des Kühlölkreislaufes wie in Fig. 1 gezeigt, nur ist hier der Kühlölkreislauf von einer separaten Ölpumpe 17 beaufschlagt.

    [0019] In Fig. 3 ist ein Vorrangventil 9 mit einer integrierten Drossel zum Einbau in den Kühlölkreislauf einer Brenn­kraftmaschine gezeigt. Das Vorrangventil 9 besteht aus ei­ner Buchse 19 mit einem Ventileinlaß 22 und Ventilauslaß 23, wobei in der Buchse 19 ein von einer Feder 24 belaste­ter Kolben 20 geführt ist. Erfindungsgemäß ist zwischen Kolben 20 und Buchse 19 ein Spalt 21 angeordnet, der als Drossel ausgebildet ist. Im geschlossenen Zustand des Vor­rangventils 9 sitzt der Kolben 20, von der Feder 24 gehal­ten, dichtend auf einem Ventilsitz 25 am Ventileinlaß 22 und sperrt diesen dadurch ab. Ab einem vorgebbaren Öldruck wird der Kolben 20 entgegen der Federkraft in der Buchse 19 verschoben und das Öl strömt über den Ventileinlaß 22 durch den Spalt 21, d. h. die Drossel, in den Ventilauslaß 23. Die Pfeile in Fig. 3 geben die Strömung des Öls im ge­öffneten Zustand des Vorrangventils 9 wieder.

    [0020] Es sei nochmals betont, daß sich die Wirkung einer Drossel grundsätzlich von der eines Thermostatventils unterschei­det. Ein Thermostatventil kennt nur die beiden Schaltzu­stände "offen" oder "zu", je nach der Temperatur des Öls, während eine Drossel hier die Wirkung einer kontinuierli­chen temperaturabhängigen Regelung zeigt.

    [0021] Ist der Drosselquerschnitt in geeigneter Weise gewählt, so wird nur eine temperaturabhängige Ölmenge die Drossel pas­sieren, während der andere Teil des Öls für andere Zwecke zur Verfügung steht.

    [0022] Eine Drossel vergleichmäßigt demnach den Öldruck vor den Wärmetauschern durch Verringerung der Durchflußmenge im Gegensatz zu einem Thermostatventil, welches unterhalb ei­ner bestimmten Temperatur den Ölfluß durch den Wärmetau­scher blockiert und dadurch den Öldruck im Wärmetauscher abrupt absinken läßt.


    Ansprüche

    1. Brennkraftmaschine mit einem Kühlöl- und Schmieröl­kreislauf (5, 6) und zumindest einer diese Kreisläufe be­aufschlagenden Ölpumpe (3), und einem im Kühlölkreislauf (5) angeordneten Wärmetauscher,
    dadurch gekennzeichnet, daß im Kühlölkreislauf in Strö­mungsrichtung vor dem Wärmetauscher eine Drossel (2) ange­ordnet ist und sich zwischen Ölpumpe (3) und Drossel (2) eine von einem Überdruckventil (4) gesteuerte Öl-Rückführ­leitung (18) befindet.
     
    2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (2) in Strömungs­richtung vor der ersten zu kühlenden Stelle der Brenn­kraftmaschine angeordnet ist.
     
    3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (2) als Bohrung im Gehäuse der Brennkraftmaschine ausgebildet ist.
     
    4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, mit ei­nem Vorrangventil (9) im Kühlölkreislauf (5), welches aus einem in einer Buchse (19) geführten federbelasteten Kol­ ben (20) besteht,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (2) in das Vor­rangventil (9) integriert ist.
     
    5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kolben (20) und Buchse (19) ein Spalt (21) angeordnet ist, durch den im geöffneten Zustand des Vorrangventils (9) das Kühlöl strömt.
     
    6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (2) im Bereich des Wärmetauschers angeordnet ist.
     




    Zeichnung