EP0262598A2 - Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP0262598A2
EP0262598A2 EP87114010A EP87114010A EP0262598A2 EP 0262598 A2 EP0262598 A2 EP 0262598A2 EP 87114010 A EP87114010 A EP 87114010A EP 87114010 A EP87114010 A EP 87114010A EP 0262598 A2 EP0262598 A2 EP 0262598A2
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oil
combustion engine
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Jürgen Wahnschaffe
Ernst-Siegfried Hartmann
Herbert Schleiermacher
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Deutz AG
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
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    • F01M5/00—Heating, cooling, or controlling temperature of lubricant; Lubrication means facilitating engine starting
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    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/08—Cabin heater

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of the first claim.
  • DE-OS 28 25 870 describes an internal combustion engine with a cooling oil and lubricating oil circuit connected in parallel, both circuits being acted upon by a common oil pump.
  • a heat exchanger oil cooler
  • This bypass line is controlled by a thermostatic valve, which directs the oil through the oil cooler from a certain oil temperature and below it through the bypass. So that the lubricating oil circuit is primarily supplied with oil when the oil pressure is too low, a priority valve is arranged in the cooling oil circuit, which only allows passage through the cooling oil circuit above a certain oil pressure.
  • thermostatic valve in a bypass line of the heat exchanger, as described in DE-OS 28 25 870, is intended to conduct the oil through the bypass line at low temperatures.
  • the object of the invention is, while avoiding the disadvantage just mentioned, to equalize the oil pressure in an internal combustion engine upstream of the heat exchangers with simple means, so that it is almost independent of the oil temperature.
  • the throttle is advantageously arranged in the flow direction in front of the first point of the internal combustion engine to be cooled, in order to ensure that the entire internal combustion engine is heated.
  • a simple, inexpensive embodiment of the throttle is to design it as a bore in the housing of the internal combustion engine.
  • a priority valve is arranged in the cooling oil circuit, which consists of a spring-loaded piston guided in a bushing.
  • the throttle is advantageously integrated into the priority valve, a gap being expediently arranged between the piston and the bushing through which the cooling oil flows when the valve is open.
  • Fig. 1 shows an oil circuit of an internal combustion engine, wherein the cooling oil and lubricating oil circuit 5, 6 are acted upon by a common oil pump 3.
  • a pressure relief valve 4 is arranged, which controls the discharge into an oil return line 18 and thereby limits the maximum oil pressure.
  • the oil delivered by the oil pump 3 is divided into two partial flows, one of which forms the cooling oil circuit 5 and the other the lubricating oil circuit 6.
  • An oil filter 8 is arranged upstream of this in the flow direction so that only cleaned oil enters the motor 7 in the lubricating oil circuit 6.
  • a priority valve 9 is installed in the cooling oil circuit 5, which has the task of supplying the lubricating oil circuit 6 primarily with oil.
  • a throttle 2 is arranged in the cooling oil circuit 5, two heat exchangers, namely an engine oil cooler 10 and a heater 11, being arranged in the flow direction behind the engine 7 in front of an oil holding valve 12.
  • the engine oil cooler 10 is controlled by a thermostat 13, which only releases the flow through the engine oil cooler 10 at a certain predeterminable temperature of the oil.
  • the heater 11 is located downstream of the engine oil cooler 10, a heater valve 14 also enabling or blocking the flow to the heater 11.
  • a control valve 15 is arranged in the inflow thereof, which regulates a bypass 16 to the heater 11.
  • the oil pressure upstream of the heat exchangers is equalized by the throttle 2 and the risk of the heat exchangers bursting is thereby reduced.
  • Fig. 2 shows the same arrangement of the cooling oil circuit as shown in Fig. 1, only the cooling oil circuit is acted upon by a separate oil pump 17.
  • the priority valve 9 shows a priority valve 9 with an integrated throttle for installation in the cooling oil circuit of an internal combustion engine.
  • the priority valve 9 consists of a bushing 19 with a valve inlet 22 and valve outlet 23, a piston 20 loaded by a spring 24 being guided in the bushing 19.
  • a gap 21, which is designed as a throttle is arranged between the piston 20 and the bushing 19.
  • the piston 20, held by the spring 24 sits sealingly on a valve seat 25 at the valve inlet 22 and thereby blocks it.
  • the piston 20 is moved against the spring force in the bushing 19 and the oil flows through the valve inlet 22 through the gap 21, i. H. the throttle into the valve outlet 23.
  • the arrows in FIG. 3 represent the flow of the oil in the open state of the priority valve 9.
  • throttle cross section is selected in a suitable manner, only a temperature-dependent amount of oil will pass through the throttle, while the other part of the oil is available for other purposes.
  • a throttle therefore equalizes the oil pressure upstream of the heat exchangers by reducing the flow rate, in contrast to a thermostatic valve, which blocks the oil flow through the heat exchanger below a certain temperature and thereby causes the oil pressure in the heat exchanger to drop abruptly.

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Abstract

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.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Nachteilig hieran ist jedoch, daß hierbei eine unnötig große Ölmenge fortwährend durch den Kühlölkreislauf ge­pumpt wird.
  • 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.
  • Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • 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.
  • Vorteilhafterweise ist die Drossel in Strömungsrichtung vor der ersten zu kühlenden Stelle der Brennkraftmaschine angeordnet, um eine Erwärmung der gesamten Brennkraftma­schine sicherzustellen.
  • Eine einfache, kostengünstige Ausführungsform der Drossel ist, diese als Bohrung im Gehäuse der Brennkraftmaschine auszubilden.
  • 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.
  • Es ist auch vorteilhaft, die Drossel im Bereich des Wärme­tauschers anzuordnen, insbesondere die Drossel in den Wärmetauscher zu integrieren.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Durch die Drossel 2 wird der Öldruck vor den Wärmetau­schern vergleichmäßigt und dadurch die Berstgefahr der Wärmetauscher vermindert.
  • 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.
  • Fig. 2 zeigt dieselbe Anordnung des Kühlölkreislaufes wie in Fig. 1 gezeigt, nur ist hier der Kühlölkreislauf von einer separaten Ölpumpe 17 beaufschlagt.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (6)

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.
EP87114010A 1986-10-02 1987-09-25 Brennkraftmaschine Expired - Lifetime EP0262598B2 (de)

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EP0262598B1 EP0262598B1 (de) 1991-08-21
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