EP0250734A2 - Kühleinrichtung in einem flüssigkeitsgekühlten Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor - Google Patents

Kühleinrichtung in einem flüssigkeitsgekühlten Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor Download PDF

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EP0250734A2
EP0250734A2 EP87105343A EP87105343A EP0250734A2 EP 0250734 A2 EP0250734 A2 EP 0250734A2 EP 87105343 A EP87105343 A EP 87105343A EP 87105343 A EP87105343 A EP 87105343A EP 0250734 A2 EP0250734 A2 EP 0250734A2
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/02—Liquid-coolant filling, overflow, venting, or draining devices
    • F01P11/028—Deaeration devices

Definitions

  • the invention relates to a cooling device for a liquid-cooled motor vehicle internal combustion engine with a radiator, a water pump, a cooling water expansion tank, a radiator of an engine ventilation and various control and connecting elements.
  • Bubble separators are known in cooling water systems (DE-AS 26 15 728 and DE-OS 26 15 729). These are integrated in the control valve (thermostat). They are much too high compared to the coolant pump and do not have a large-volume calming room in which a low flow velocity and thus absorption of air bubbles can be achieved.
  • the object of the invention is to arrange and design a bubble separator in such a way that optimal separation of air bubbles is achieved with simple means.
  • a bubble separator is arranged between the cooler and the water pump and the bubble separator is connected via a line to the cooling water expansion tank / as the bubble accumulator also holds at least 3 times the amount of liquid which corresponds to the inlet cross section of the water pump.
  • This arrangement of the bubble separator leads to noticeably reduced cooling water flow velocities, so that air bubbles are discharged into the cooling water expansion tank (refill tank) immediately before being re-swirled and do not get into the engine cooling circuit first. In this way, cavitation damage with partial destruction of engine components (cylinder liners, pistons, etc.), which can result in a total failure of the drive unit, is avoided.
  • the large-volume design of the bubble separator also prevents suction through the vent line.
  • the confluence of the heating circuit and the line system is advantageously provided in front of the bubble separator. This makes the entire cooling system bubble-free even faster.
  • the bubble separator is tapered from a broad base, in which the connecting line of the cooler and water pump opens, to the connecting line with the cooling water expansion tank.
  • the air bubbles are compressed into ever larger units with increasing upward speed, which continues to have a positive effect on the ventilation.
  • the optimal air bubble flow to the expansion tank is achieved by means of a conical design of the bubble separator.
  • Fig. 1 shows a motor (1) with gear (2) which is connected via the lines (4, 5) to a cooler (3). Above the cooler (3) there is a cooling water expansion tank (6), the line (7) of which flows into the cooler (3) and the line (8) of which leads into line (4).
  • a line (9) branches off from the motor (1) and leads to a radiator (10), the output of which is connected to line (4) via line (11).
  • An air separator (13) is installed in line (4) shortly before the water pump (12) connected to the motor (1).
  • the air separator is conical and is connected to the cooling water expansion tank via a line (14).
  • the lines (7 and 14) have check valves (15).
  • the engine is vented via line (16).
  • Fig. 2 shows the schematic representation of a bubble separator (13) in a conical configuration (18), the base (17) lying in the plane of the line (4) tapering upwards until it flows into the line (14).
  • Fig. 3 shows a variant of the bubble separator (13) with a slope (19) and a vertical wall (20), the air bubbles moving along the slope (19) to the line (14) and further to the container.

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Abstract

In der Kühleinrichtung eines wassergekühlten Motors (1) ist zwischen Kühler (3) und Wasserpumpe (12) ein Blasenabscheider (13) angeordnet. Der Blasenabscheider (13) ist über eine Leitung (14) mit dem Kühlwasser­Ausgleichsbehälter (6) verbunden. Der Blasenabscheider (13) faßt mindestens die 3-fache Flüssigkeitsmenge, die dem Einlaßquerschnitt der Wasserpumpe (12) entspricht. Die Einmündung des Heizkreislaufes (9, 10, 11) ist kurz vor dem Blasenabscheider (13) in die Leitung (4) vorgesehen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühleinrichtung für einen flüssigkeitsgekühlten Kraftfahrzeug-Verbrennungs­motor mit einem Kühler, einer Wasserpumpe, einem Kühlwasser-Ausgleichsbehälter, einem Heizkörper einer Motorentlüftung sowie diversen Regel- und Verbindungselementen.
  • Es sind Blasenabscheider in Kühlwassersystemen bekannt (DE-AS 26 15 728 und DE-OS 26 15 729). Diese sind im Steuerventil (Thermostat) integriert. Sie liegen gegenüber der Kühlmittelpumpe viel zu hoch und verfügen über keinen großvolumigen Beruhigungsraum, in dem eine niedrige Strömungsgeschwindigkeit und somit eine Absorption von Luftblasen erzielt werden kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Blasenabscheider so anzuordnen und auszubilden, daß mit einfachen Mitteln eine optimale Ausscheidung von Luftblasen erzielt wird.
  • Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen Kühler und Wasserpumpe ein Blasenabscheider angeordnet ist und der Blasenabscheider über eine Leitung mit dem Kühlwasser-Ausgleichsbehälter verbunden ist/wie auch der Blasenspeicher mindestens die 3-fache Flüssigkeitsmenge faßt, die dem Einlaßquerschnitt der Wasserpumpe entspricht.
  • Durch diese Anordnung des Blasenabscheiders kommt es zu merklich reduzierten Kühlwasser-Strömungsgeschwindigkeiten, so daß Luftblasen unmittelbar vor erneuter Verwirbelung durch die Wasserpume in den Kühlwasser-Ausgleichsbehälter (Nachfüllbehälter) abgeführt werden und nicht erstin den Motor-Kühlkreislauf gelangen. Solcherart werden Kavitationsschäden mit parti eller Zerstörung von Motorbauteilen (Zylinderlaufbahn, Kolben etc.), was einen Totalausfall des Antriebsaggregates zur Folge haben kann, vermieden. Neben dem Herabsetzen der Kühlwasser-Strömungs­geschwindigkeit wird durch die großvolumige Ausbildung des Blasenabscheiders auch ein Ansaugen über die Entlüftungsleitung verhindert.
  • Vorteilhafterweise ist die Einmündung des Heizkreislaufes in das Leitungssystem vor dem Blasenabscheider vorgesehen. Dadurch wird das gesamte Kühlsystem noch schneller blasenfrei.
  • Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung ist der Blasenabscheider, von einer breiten Basis ausgehend, in der die Verbindungsleitung von Kühler und Wasserpumpe einmündet, zur Verbindungsleitung mit dem Kühlwasser­Ausgleichsbehälter sich verjüngend ausgebildet. Auf diese Weise werden die Luftblasen zu immer größeren Einheiten mit wachsender Aufwärtsgeschwindigkeit zusammengedrängt, wodurch die Entlüftung weiterhin positiv beinflußt wird. Der optimale Lufblasenfluß zum Ausgleichsbehälter hin wird mittels einer kegelförmigen Ausbildung des Blasenabscheiders erzielt.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
  • Die Erfindung ist in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt:
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Kühleinrichtung,
    • Fig. 2 eine Schemazeichnung eines Blasenab­scheiders,
    • Fig. 3 eine Schemazeichnung eines Blasenab­scheiders mit Kühlwasser-Ausgleichsbehälter
  • Fig. 1 zeigt einen Motor (1) mit Getriebe (2), der über die Leitungen (4, 5) mit einem Kühler (3) verbunden ist. Oberhalb des Kühlers (3) befindet sich ein Kühlwasser-­Ausgleichsbehälter (6), dessen Leitung (7) in dem Kühler (3) und dessen Leitung (8) in Leitung (4) münden. Vom Motor (1) zweigt eine Leitung (9) ab, die zu einem Heizkörper (10) führt, dessen Ausgang über Leitung (11) mit Leitung (4) verbunden ist. In Leitung (4) ist kurz vor der mit dem Motor (1) verbundenen Wasserpumpe (12) ein Luftabscheider (13) eingebaut, der kegelförmig und von seiner Spitze ausgehend über eine Leitung (14) mit dem Kühlwasser-Ausgleichsbehälter verbunden ist. Die Leitungen (7 und 14) weisen Rückschlagventile (15) auf. Die Motorentlüfung erfolgt über Leitung (16).
  • Fig. 2 zeigt die schematische Darstellung eines Blasenabscheiders (13) in kegeliger Ausbildung (18), wobei die in der Ebene der Leitung (4) liegende Basis (17) sich nach oben bis zur Einmündung in die Leitung (14) verjüngt.
  • Fig. 3 zeigt eine Variante des Blasenabscheiders (13) mit einer Schräge (19) und einer vertikalen Wand (20), wobei sich die Luftblasen entlang der Schräge (19) zur Leitung (14) und weiterhin zum Behälter bewegen.

Claims (6)

1. Kühleinrichtung für einen flüssigkeitsgekühlten Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor mit einem Kühler, einer Wasserpumpe, einem Kühlwasser-Ausgleichsbehälter, einem Heizkörper, einer Motorentlüftung sowie diversen Regel- und Verbindungselementen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kühler (3) und Wasserpumpe (12) ein Blasenabscheider (13) angeordnet ist und der Blasenabscheider (13) über eine Leitung (14) mit dem Kühlwasser-Ausgleichsbe­hälter (6) verbunden ist.
2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Blasenabscheider (13) mindestens die 3-fache Flüssigkeitsmenge faßt, die dem Einlaßquerschnitt der Wasserpumpe (12) entspricht.
2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einmündung des Heizkreislaufes (9, 10, 11) in die Leitung (4) vor dem Blasenabscheider (13) vorgesehen ist.
4. Kühleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Blasenabscheider (13), von einer breiten Basis (17) ausgehend, in der die Verbindungsleitung (4) von Kühler (3) und Wasserpumpe (12) einmündet, sich zur Verbindungsleitung (14) verjüngend ausgebildet ist.
5. Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Blasenabscheider (13) eine Kegelkontur (18) aufweist.
6. Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Blasenspeicher (13) an der vom Wasserkühler (3) ausgehenden Leitung (4) durch eine Schräge (19) und an der von der Wasserpumpe (12) ausgehenden Leitung (4) mittels einer vertikalen Begrenzung (20) mit der Verbindungsleitung (14) verbunden ist.
EP87105343A 1986-06-28 1987-04-10 Kühleinrichtung in einem flüssigkeitsgekühlten Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor Expired - Lifetime EP0250734B1 (de)

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STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: PATENT REVOKED

27W Patent revoked

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GBPR Gb: patent revoked under art. 102 of the ep convention designating the uk as contracting state
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NLR2 Nl: decision of opposition
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Owner name: MAN NUTZFAHRZEUGE A.G.

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EUG Se: european patent has lapsed

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