DE3603897A1 - Kuehlsystem fuer eine kraftfahrzeug-brennkraftmaschine oder dergleichen - Google Patents

Description

An

Kühlsystem für eine Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschlne oder dergleichen

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein Verdampfungskühlsystem für eine Brennkraftmaschine, bei der eine Kühlflüssigkeit zur Verdampfung gebracht wird und der Dampf als ein Träger zum Abführen der Wärme von der Brennkraftmaschine benutzt wird, und speziell auf ein solches System, das in der Lage ist,

eine Punpunterdruckblockieruns und ähnliche Kavita-15

tionsprobleme zu unterdrücken und/oder eine Fehlfunktion der Kühlmittelrückführpumpe zu kompensieren, ohne daß eine Hilfsvorrichtung für diese Zwecke notwendig ist.

20

Bei den gegenwärtig verwendeten "wassergekühlten" Brennkraftmaschinen, wie beispielsweise in Fig. 1 gezeigt, wird das Kühlmittel (eine Flüssigkeit) mittels einer Wasserpumpe zwangsweise durch einen Kühlkreislauf

gepumpt, der einen Maschinenkühlmantel und einen luft-25

gekühlten Radiator umfaßt. Diese Art Kühlsystem weist den Nachteil auf, daß ein großes Wasservolumen zwischen dem Radiator und dem Kühlmantel im Kreislauf geführt werden muß, um die notwendige Wärmemenge abzuführen.

Aufgrund der großen Wassermasse, die hierzu zwangsweise 30

benötigt wird, ist das Aufwärmverhalten der Maschine in ungünstiger Weise verzögert. Wenn beispielsweise die Temperaturdifferenz zwischen dem Einlaßkanal und dem Auslaßkanal des Kühlmantels 4 Grad beträgt, dann ist

die Wärmemenge, die 1 kg Wasser wirksam aus der Maschi-35

ne unter diesen Bedingungen abführen kann, gleich 4 kcal. Im Falle einer Maschine von 1800 cm Hubraum,

die hier als Beispiel angegeben sei, muß das Kühlsystem bei voller Drosselöffnung beispielsweise 4 000 kcal/h abführen. Um dies zu erreichen, müssen 167 l/min von

der Wasserpumpe umgepumpt werden. Dies erfordert eine 5

Leistung von einigen kW, was höchst unerwünscht ist.

Die große Kühlmittelmenge, die bei dieser Art Kühlsystem verwendet wird, macht es weiterhin völlig unmöglich, daß die Temperatur* des Kühlmittels schnell so verändert werden kann, daß die augenblickliche Kühlmitteltemperatur an die augenblicklich herrschenden Maschinenbetriebsbedingungen, wie beispielsweise Belastung oder Drehzahl, angepaßt werden kann.

Fig. 2 zeigt eine in der JP-AS 57-57608 offenbarte Anordnung. Bei dieser Anordnung ist versucht worden, ein flüssiges Kühlmittel zu verdampfen und die gasförmige Phase desselben als einen Träger für die Abführung der

Wärme von der Maschine zu verwenden. Bei diesem System 20

sind der Radiator 1 und der Kühlmantel 2 in ständiger

und freier Verbindung über Leitungen 3 und 4, wodurch das Kühlmittel, das in dem Radiator 1 kondensiert, zum Kühlmantel 2 nach und nach unter dem Einfluß der Schwerkraft rückgeführt wird.
25

Obgleich diese Anordnung die energieverschwendende Kühlmittelunwälzpumpe beseitigt, die das erstgenannte System belastet, weist sie doch den Nachteil auf, daß der Radiator in Abhängigkeit von seiner Position gegenüber der

Maschine dazu neigt, sich wenigstens teilweise mit flüssigem Kühlmittel zu füllen. Dies verkleinert den Oberflächenbereich, über den das gasförmige Kühlmittel (beispielsweise Dampf) seine latente Verdampfungswärme effektiv abgeben kann und dementsprechend kondensiert, in

erheblichem Maße, so daß dieses System keine merkliche Verbesserung der Kühlwirkung hervorbringt.

Um bei diesem System den Druck innerhalb des Kühlmantels und des Radiators auf Atmosphärendruck zu halten, ist weiterhin ein gasdurchlässiges Wasserabscheidefilter 5»

wie dargestellt, vorgesehen, das den Durchtritt von Luft 5

in und aus dem System gestattet. Dieses Filter ermöglicht es dem gasförmigen Kühlmittel jedoch, aus dem System zu entweichen, so daß der Kühlmittelpegel häufig kontrolliert und Kühlmittel nachgefüllt werden muß.

Ein weiteres Problem bei dieser Anordnung besteht darin,

daß Teilmengen der Luft, die in das Kühlsystem angesaugt wird, wenn sich die Maschine abkühlt, dazu neigen, sich im Wasser zu lösen, so daß beim Inbetriebsetzen der Maschine die gelöste Luft aus der Lösung entweicht und 15

kleine Blasen im Radiator bildet, die an dessen Wänden haften und eine isolierende Schicht bilden. Diese aus der Lösung freigesetzte Luft neigt auch dazu, sich im oberen Abschnitt des Radiators zu sammeln und die kon-

vektionsartige Zirkulation des Dampfes aus dem Zylin-20

derblock zum Radiator zu unterbinden. Dies stört selbstverständlich den Betrieb der Kühlvorrichtung.

Bei der beschriebenen Anordnung ist es darüber hinaus

unmöglich, die Kühlmitteltemperatur mit der Belastung zu 25

ändern, weil der Innendruck des Systems konstant auf atmosphärischem Druck gehalten wird.

In der EP-OS 0 059 ^23 ist eine weitere Anordnung beschrieben, bei der flüssiges Kühlmittel im Kühlmantel der Maschine darin nicht zwangsweise umgepumpt wird und das Wärme bis zum Kochpunkt aufnehmen kann. Das so erzeugte gasförmige Kühlmittel wird in einem Verdichter adiabatisch komprimiert, um seine Temperatur und seinen

Druck anzuheben, und wird anschließend in einen Wärme-35

tauscher (Radiator) eingeleitet. Nach dem Kondensieren wird das Kühlmittel in einem Behälter zwischengespei-

chert und über ein Durchflußsteuerventil in den Kühlmantel rückgeführt.

Diese Anordnung weist den Nachteil auf, daß, wenn die 5

Maschine angehalten wird und abkühlt, der Kühlmitteldampf kondensiert und Unterdruckverhältnisse hervorruft, die dazu neigen, Luft in das System anzusaugen, wenn dieses nicht völlig geschlossen ist. Diese Luft kann dann durch den Verdichter zusammen mit dem gasförmigen Kühlmittel in den Radiator gedruckt werden. Aufgrund des Unterschiedes im spezifischen Gewicht neigt die Luft dazu, in der heißen Umgebung hochzusteigen, während das Kühlmittel, das kondensiert worden ist, sich nach

unten bewegt. Die Luft bildet aufgrund dieser ihr inne-15

wohnenden Neigung, nach oben zu steigen, Lufttaschen, die eine Art "Embolie" in dem Radiator hervorrufen und die dessen Wärmetausehvermögen stark beeinträchtigen. Bei dieser Anordnung macht der Kompressor die Steuerung

des im Kühlkreislauf herrschenden Drucks zum Zwecke der ..

Änderung des Kühlmittelkochpunktes in Abhängigkeit von der Last und/oder von der Maschinendrehzahl schwierig.

In der US-PS 43 67 699 ist ein Maschinensystem beschrieben, bei dem das Kühlmittel zum Kochen gebracht wird und 25

der Dampf dazu verwendet wird, Wärme aus der Maschine abzutransportieren. Diese Anordnung, die im Prinzip in Fig. 3 dargestellt ist, sieht einen Trenntank 6 vor, in welchem gasförmiges und flüssiges Kühlmittel anfänglich

getrennt werden. Das flüssige Kühlmittel wird zum Zylin-30

derblock 7 unter dem Einfluß der Schwerkraft rückgeführt, während das relativ trockene, gasförmige Kühlmittel (beispielsweise Wasserdampf) in einem von einem Ventilator gekühlten Radiator 8 kondensiert wird.

Die Temperatur des Radiators wird durch selektive Erregung des Ventilators 9 geregelt, der die Kondensations-

rate im Radiator ausreichend hoch hält, um eine Flüssigkeitsdichtung am Boden der Vorrichtung aufrechtzuerhalten. Das über die obenerwähnte Flüssigkeitsdichtung vom

Radiator abgegebene Kondensat wird in einer kleinen be-5

hälterartigen Anordnung 10 gesammelt und nach oben in den Trenntank mittels einer kleinen, konstant betriebenen Pumpe 11 rückgepumpt.

Obgleich diese Anordnung so gestaltet ist, daß Luft anfangs in einem gewissen Ausmaß aus dem System ausgeblasen werden kann, weist dieses System doch aufgrund der Natur der Anordnung, die es zuläßt, daß diese anfänglich nicht kondensierbare Materie aus dem System hinausgedrückt wird, den Nachteil auf, daß sehr schnell Kühl-15

mittel verlorengeht, wenn das System in relativ großer Höhe über dem Meeresspiegel betrieben wird. Sobald die Maschine abkühlt, kann außerdem die Luft relativ frei wieder in das System eintreten. Auch macht der relativ

voluminöse Trenntank 6 die Gestaltung der Maschine 20

schwierig.

Weiterhin wird die Kondensationsrate in dem Kondensator durch einen Temperatursensor geregelt, der an oder in

den Kondensator in bekannter Weise angeordnet ist und 25

der den Druck und die Temperatur in dem System im wesentlichen konstant hält. Dementsprechend ist es unmöglich, die Temperatur in Abhängigkeit von der Last zu verändern.

In der JP-OS 56-32026, die schematisch in Fig. 4 dargestellt ist, ist eine Anordnung beschrieben, bei der der den Zylinderkopf und die Zylinderwände ausbildende Aufbau mit einer porösen Schicht aus einem keramischen

Material 12 bedeckt ist, wobei Kühlmittel in den Zylin-35

derblock von duschenartigen Einrichtungen 13 gesprüht wird, die oberhalb der Zylinderköpfe 14 angeordnet

sind. Das Innere des Kühlmantels, das innerhalb der Maschine umschlossen ist, ist im Betrieb der Maschine, bei welchem flüssiges Kühlmittel auf die Keramikschichten

gesprüht wird, im wesentlichen mit gasförmigem Kühlmit-5

tel gefüllt.

Diese Anordnung hat sich als völlig unbefriedigend herausgestellt, weil beim Sieden des in den Keramikschichten absorbierten flüssigen Kühlmittels der so erzeugte Dampf, der nach außen und in den Kühlmantel entweicht, das Eindringen von frischem flüssigem Kühlmittel in die Schichten verhindert und somit eine schnelle Überhitzung und thermische Beschädigung der Keramikschichten 12

und/oder der Maschine hervorruft. Diese Anordnung ist 15

von der Art mit geschlossenem Kreislauf und weist daher weiterhin den Nachteil auf, daß eindringende Luft den Radiator blockieren kann, ähnlich wie der obenbeschriebenen, mit einem Kompressor versehenen Anordnung.

Fig. 7 zeigt eine Anordnung, die in der US-PS 45 49 505 beschrieben ist. Auf die Offenbarung dieser Druckschrift sei hier ausdrücklich Bezug genommen, sie wird zum Bestandteil dieser Anmeldung gemacht.

Der Einfachheit halber werden in Fig. 7 dieselben Bezugszeichen wie in der vorgenannten Druckschrift verwendet.

Obgleich diese Anordnung die Nachteile der zuvor erläu-30

terten Kühlsysteme vermeidet, wohnt ihr selbst doch der Nachteil inne, daß, wenn der Kühlmittelpegel in dem unteren Tank 128 nicht sorgfältig in der Höhe des Pegelsensors 130 gehalten wird, nachdem die Maschine und das

Kühlsystem so weit aufgeheizt worden sind, daß sie ther-35

misch gesättigt sind, die Temperatur des im unteren Tank gesammelten Kühlmittels dazu neigt, sich seinem Siede-

punkt anzunähern. Diese Tendenz ist besonders stark dann, wenn die Maschine mit hoher Drehzahl/Last betrieben wird, wo relativ große Kraftstoffmengen verbrannt

werden und die von der Maschine abzuführende Wärme maxi-5

mal ist. Unter diesen Bedingungen erfährt beim Einschalten der Kühlmittelrückführpumpe, die Kühlmittel vom unteren Tank in den Kühlmantel pumpt, das Kühlmittel eine leichte Druckverminderung in den Pumpenkammern und neigt zum Sieden. Hierdurch wird Dampf erzeugt, der eine "Dampfsperre" oder "Kavitation" hervorruft, wie nachfolgend noch erläutert wird. Sobald dieses Phänomen auftritt, wird die Regelung des überaus wichtigen Kühlmittelpegels im Kühlmantel völlig gefährdet. Wenn der Kühlmittelpegel im Kühlmantel nicht auf dem benötigten Pe-15

gelstand gehalten werden kann, dann kann das Stoßen und Aufschäumen des flüssigen Kühlmittels darin so heftig werden, daß örtliche Austrocknungen oder Kavitation in und um die Zonen hervorgerufen werden, wo maximaler Wärmefluß auftritt. Dieses letztgenannte Phänomen neigt auch dazu, in dem flüssigen Kühlmittel starke Wellen hervorzurufen, die in die Dampfübertragungsleitung eintreten und zu der Situation führen, daß der Kondensator teilweise mit flüssigem Kühlmittel gefüllt wird. Dies

vermindert den Oberflächenbereich des Radiators, der 25

für den Kühlmitteldampf zur Abgabe von dessen latenter

Verdampfurigswärme zur Verfügung steht, und führt dazu, daß der Siedepunkt des Kühlmittels unzulässig angehoben wird, woraus die Gefahr für eine Überhitzung der Maschine entsteht. Gleichzeitig kann das Pumpenkavitationspro-30

blem andauern, weil das Kühlmittel, das von dem Kühlmantel überschwappt, in den Radiator mit einer Temperatur eintritt, die dicht am Siedepunkt ist.

Ein Verfahren zum tiberwinden des Pumpenkavitationspro-35

blems besteht in der Verwendung einer Pumpe kleinen Verdrängungsvermögens. Diese Pumpenart erzeugt keine Druck-

"3603857 ι

abfalle von der Größe, wie sie bei größeren Pumpen auftreten und zu einem plötzlichen Sieden des erhitzten Kühlmittels führen, sie vermögen jedoch nicht, ausreichend Kühlmittel zum Kühlmantel bei Betriebsbedingungen ο

unter hoher Last/hoher Drehzahl zurückzuführen.

Um dieses Problem zu überwinden, ist es möglich, eine zweite Kühlmittelrückführpumpe hinzuzufügen und diese nur dann zu betreiben, wenn es notwendig ist. Eine solche zweite Pumpe erhöht jedoch die Kosten des Systems und benötigt zusätzliche Leitungen, die das System störanfällig und kompliziert machen.

Auch Fallen und Abscheider für flüssiges Kühlmittel zwi-15

sehen dem Kühlmantel und dem Radiator, die verhindern, daß große Mengen flüssigen Kühlmittels in den Radiator eintreten, vermindern nicht das Pumpenkavitationsproblem.

20

Wenn weiterhin die Kühlmittelrückführpumpe 136 aus irgendwelchen Gründen so weit ausfallen sollte, daß sie kein Kühlmittel in den Kühlmantel rückführt, weil sie beispielsweise durch "Klemmen¹· eines beweglichen Teiles,

Trennung zwischen Pumpenelement und Motor oder derglei-25

chen unwirksam werden sollte, dann wird die Pegelregelung speziell im Kühlmantel unmöglich und das System fällt als Ganzes schnell aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System an-

30

zugeben, das eine Anordnung enthält, die das Kavitationsproblem beseitigt, ohne auf Pumpen zurückzugreifen, die speziell als Reservehaltung der normalen Kühlmittelrückführpumpe dienen, und das auch die Kavitationsprobleme beseitigt, die die Anordnung nach Fig. 7

5

nachteilig beeinflussen.

Kurz gesagt, die obengenannte Aufgabe wird durch eine Anordnung gelöst, bei der eine Umwälzpumpe, die erhitztes Kühlmittel durch einen Kabinenheizkreis oder

dergleichen Hilfskreis pumpt, selektiv mit einem Be-5

halter oder dergleichen Quelle flüssigen Kühlmittels verbunden wird und die in Betrieb gesetzt wird, um relativ kühles Kühlmittel in den Kühlmantel zu pumpen im Falle, daß festgestellt worden ist, daß die normale Kühlmittelpumpe kontinuierlich für mehr als eine vorbestimmte Zeitdauer arbeitet, und die auf diese VJeise sicherstellt, daß der Kühlmittelpegel im Kühlmantel in einem geeigneten Höhenniveau gehalten wird.

Sobald sich in dem System ein positiver Druck aufbaut, 15

wird ein Ventil, das stromaufwärts der Kühlmittelrück-

führpumpe liegt, geöffnet, und heißes Kühlmittel wird zu der Quelle abgeführt. V/enn sich ein negativer Druck aufbaut, dann wird das vorerwähnte Ventil geöffnet und frisches, kühles Kühlmittel aus der Quelle wird in das Sy-20

stem stromaufwärts der Pumpe eingeleitet, um Pumpenkavitation zu beseitigen.

Genauer gesagt, ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine eines Aufbaus 25

mit hohem Wäriaefluß. Ein Kühlsystem zum Abführen von Wärme aus dieser Brennkraftmaschine umfaßt die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen einer Brennkraftmaschine der Art mit hohem Wärmefluß. Das Verfahren umfaßt die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 14.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der jewei-35

!igen Dnteransprüche.

Die Merkmale und Vorteile der Anordnung nach der vorlie genden Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen

hervor. Es zeigt: 5

Fig. 1 bis 4 die oben erläuterten bekannten Anordnungen;

Fig. 5 ein Diagramm der verschiedenen Belastungsbereiche, ausgedrückt in Maschinendrehmoment und Maschinendrehzahl, die bei einer Kraftfahrzeug-Brennkraft-

raaschine auftreten;

Fig. 6 ein Diagramm des Zusammenhangs zwischen dem Kühlmittelsiedepunkt und der Temperatur in einem mit Verdampfungskühlung arbeitenden System mit

geschlossenem Kreislauf; 20

Fig. 7 eine schematische Ansicht der Anordnung nach der eingangs diskutierten US-PS 1*5 i*9 505;

Fig. 8 und 9 Maschinensysteme nach ersten bis dritten Ausführungsformen nach der Erfindung, und

Fig. 11 bis 2¹J FlußdiagraEime der Steuerschritte, 30

die in der dritten Ausführungsform

der Erfindung durchgeführt werden.

Bevor die Ausführungsformen nach der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, erscheint es angebracht, einige 35

grundsätzliche Merkmale des Kühlsystemtyps zu diskutieren, auf den die vorliegende Erfindung gerichtet ist.

Fig. 5 zeigt in Maschinendrehmoment und Maschinendrehzahl die verschiedenen Belastungs-^wBereiche", die bei einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine auftreten. In diesem Diagramm steht die Kurve F für die Drehmomentcharakteristik bei voller Drosselklappenöffnung, die Kurve R/L gibt den Widerstand an, den ein Fahrzeug beim Fahren auf ebener Bahn erfährt, und die Bereiche A, B und C geben entsprechend den Bereich niedrige Last/kleine Drehzahl an, wie er beispielsweise im Stadtverkehr herrscht, den Bereich niedrige Drehzahl/hohe Last, wie er beispielsweise beim Bergfahren, beim Ziehen eines Anhängers usw. herrscht, an und den Bereich hoher Drehzahl, wie er beispielsweise beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit herrscht, an.
15

Eine geeignete Kühlmitteltemperatur für den Bereich A

ο
liegt bei ungefähr 100 bis 110 C. Für den Bereich B

ο
liegt sie bei 80 bis 90 C und für den Bereich C liegt

sie bei 90 bis 100 C. Die hohe Temperatur während des 20

Stadtverkehrs begünstigt eine verbesserte Aufladung. Die

niedrigeren Temperaturen der Bereiche B und C sind derart, daß sichergestellt ist, daß ausreichend Wärme von der Maschine und den zugehörigen Maschinenelementen abgeführt wird, um Klopfen und/oder thermische Schaden zu 25

verhindern.

Bei der vorliegenden Erfindung wird für die Regelung der Maschinentemperatur vorteilhaft von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß bei einem Kühlsystem, bei dem das

Kühlmittel siedet und der Dampf als Wärmeträger verwendet wird, die tatsächlich zwischen dem Kühlmantel und dem Radiator im Kreis geführte Kühlmittelmenge sehr klein ist, während die von der Maschine pro Volumeneinheit des Kühlmittels abtransportierte Wärmemenge sehr

groß ist und beim Sieden der im Kühlmantel herrschende Druck und daher der Siedepunkt des Kühlmittels anstei-

* ' 3603Ί397 ι

gen, wenn das System ein abgeschlossenes System ist. Da beim Fahren im Stadtverkehr nur eine begrenzte Kühlluft menge über den Radiator streicht, ist es möglich, die

Kondensationsrate darin herabzusetzen und den Druck im 5

Kühlsystem über den Atmosphärendruck zu steigern und so» mit den Zustand herzustellen, bei dem das Kühlmittel bei

ο
Temperaturen oberhalb von 100 C, beispielsweise bei

ο
110 C siedet.

Zusätzlich zu der Regelung, die durch die Luftzirkulation geschaffen wird, ist die vorliegende Erfindung dazu eingerichtet, das Kühlmittel zwangsweise im System umzuwälzen, um die Menge des im Kühlkreislauf jeweils vorhandenen Kühlmittels so zu variieren, daß der darin herrschende Druck verändert wird. Die Kombination der zwei Regelungen ermöglicht es, die Temperatur, bei der das Kühlmittel siedet, schnell auf die augenblicklich eingestellten Betriebsbedingungen zu bringen und dicht

bei diesen zu halten.
20

Andererseits ist es beispielsweise beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit, wo eine geringere Kühlmittelsiedetemperatur sehr viel vorteilhafter ist, weiterhin möglich, durch Steigerung der Kühlluftströmung, die über den Radiäter streicht, die Kondensationsrate innerhalb des Radiators auf einen Pegel zu steigern, der den Druck, der in dem Kühlsystem herrscht, unter den atmosphärischen Druck herabsetzt und somit die Situation herbeiführt, bei der das Kühlmittel bei einer Temperatur in der Grö-ο

ßenordnung von 80 bis 100 C siedet. Zusätzlich hierzu

sieht die vorliegende Erfindung vor, das Kühlmittel aus den Kühlkreislauf in einer Art zu verdrängen, die den Druck in dem System herabsetzt und die Regelung unterstützt, die durch den Ventilator in einer Weise gege-35

ben ist, die es erlaubt, die Temperatur, bei der das Kühlmittel siedet, schnell an den günstigsten Wert für

die neu eingestellten Betriebsbedingungen heranzuführen und bei diesen zu halten.

Wenn jedoch der Druck in dem System auf einen zu niedrio

gen Wert fällt, dann wird die Tendenz, daß Luft einen Weg in das Innere des Kühlkreislaufs findet, extrem hoch, und es ist unter diesen Umständen wünschenswert, das Ausmaß zu begrenzen, um das ein negativer Druck sich entwickeln darf. Die vorliegende Erfindung regelt dies, indem Kühlmittel in den Kühlkreislauf eingeleitet wird, während er in einem im wesentlichen hermetisch abgeschlossenen Zustand verbleibt, und hebt den Druck in dem System auf einen geeigneten Pegel.

Jeder der Regelungsbereiche soll im Detail erläutert werden. Es sei hevorgehoben, daß die in dieser Diskussion angesprochenen Figuren sich auf eine Hubkolbenbrennkraftmaschine von 1800 cn Hubraum beziehen.

Bereich A

In diesem Bereich (niedrige Geschwindigkeit/niedriges Drehmoment) wird Wert auf einen günstigen Kraftstoffverbrauch gelegt, weil die Anforderungen an das Drehmo-25

ment nicht hoch sind. Der untere Grenzwert des Tempera-

o
turbereiches von 100 bis 110 C ist dementsprechend auf

der Grundlage ausgewählt, daß oberhalb 100 C die Kraftstoff Verbrauchskurven der Maschine dazu neigen, sieh

abzuflachen und im wesentlichen konstant zu werden. An-30

dererseits ist der obere Grenzwert dieses Bereiches im Hinblick auf die Tatsache ausgewählt, daß, wenn die

ο Temperatur des Kühlmittels auf über 100 C ansteigt, nur

eine sehr geringe natürliche Luftzirkulation innerhalb

des Motorraumes herrscht, wenn das Fahrzeug nicht mit 35

einer bestimmten Geschwindigkeit gefahren wird, und die Temperatur im Motorraum kann ausreichend ansteigen, daß

sie einen nachteiligen Effekt auf die verschiedenen temperaturempfindlichen Elemente, wie Zahnriemen der Ventilsteuerung, elastomere Kraftstoffschläuche und

dergleichen hat. Da man keine weitere Verbesserung im 5

Kraftstoffverbrauch erhält, wenn die Kühlmitteltempera-

tür auf über 110 C geregelt wird, ist der obere Grenzwert des Bereiches A daher auf diesen Wert festgelegt.

Es hat sich herausgestellt, daß die Drehmomentkurve bei ο

Temperaturen oberhalb 100 C leicht abfällt. Um dementsprechend diesen Drehmomentabfall klein zu halten, dürfte es vorteilhaft sein, die obere Drehmomentgrenze des Bereiches A in den Bereich zwischen 7 und 10 mkg zu Ie-

Die obere Maschinendrehzahl dieses Bereiches ist im Hinblick auf die Tatsache bestimmt, daß Maschinendrehzahlen von mehr als 2400 bis 3600 U/min zu einem leichten Ansteigen des Kraftstoffverbrauchs führen. Da in diesem 20

Bereich das Ziel eines geringen Kraftstoffverbrauchs gegenüber dem eines möglichst großen Drehmomentes vorherrscht, ist die Grenze zwischen dein niedrigen und dem hohen Maschinendrehzahlbereich in den soeben erwähnten

Maschinendrehzahlbereich gelegt. Es sei jedoch betont, 25

daß es eine Vielzahl von unterschiedlichen Maschinenarten auf den Markt gibt, beispielsweise Dieselmaschinen (für Lastkraftwagen), Hochleistungsmaschinen (beispielsweise für Sportwagen), niedrig belastete Maschinen für wirtschaftliche öffentliche Verkehrsmittel usw., so daß '

die obenerwähnten Bereiche nicht für jeden einzelnen Typ angegeben werden können, sondern als im allgemeinen gültig für alle Typen gehalten werden.

Bereich B

In diesem Bereich (hohes Drehmoment/niedrige Maschinendrehzahl) ist das Drehmoment von Bedeutung. Um ein Klop-5

fen der Maschine zu vermeiden, um das Aufladungsvermögen der Maschine zu verbessern, Restgase in den Maschinenbrennkammern zu vermindern und ein maximales Drehmoment zu erzeugen, wird der Temperaturbereich für diesen Be-

o ο triebsbereich in die Spanne zwischen 80 und 90 C gelegt. Damit ist eine bemerkenswerte Verbesserung in der Drehmomentcharakteristik erzielbar. Wenn man den oberen Drehzahlbereich der Maschine für diesen Betriebsbereich zwischen 2400 und 3600 U/min legt, dann ist es möglich, das Drehmoment im Vergleich zu dem Fall zu ver-ο

bessern, bei welchem die Kühlmitteltemperatur bei 100 C gehalten wird, während gleichzeitig der Kraftstoffverbrauch vermindert wird.

Die untere Temperatur dieses Bereiches ist im Hinblick

auf die Tatsache gewählt, daß, wenn ein Frostschutzmittel dem Kühlmittel zugemischt ist, der im Innern des Kühlsystems herrschende Druck auf etwa 630 mmHg abfällt Bei diesem Druck besteht die Tendenz, daß atmosphärische Luft an den Dichtungen der Maschine vorbei in das

System eindringt. Um die Notwendigkeit für teure Teile zu vermeiden, um den relativ hohen Unterdruck aufrechtzuerhalten (beispielsweise um das Zusammenbrechen des Radiators und der Verbindungsleitungen zu verhindern)

und um gleichzeitig das Eindringen von Luft in das Sy-30

stern zu vermeiden, wird daher der untere Grenzwert auf die erwähnte Temperatur gelegt.

In diesem Bereich (hohe Drehzahl), in welchem die Belüftungscharakteristik der Maschine sich von selbst verbes-

sert, ist es nicht notwendig, die Kühlmitteltemperatur für diesen Zweck so niedrig wie im Bereich B zu halten. Da jedoch die in der Maschine pro Zeiteinheit erzeugte

Wärmemenge höher ist, als bei niedrigeren Drehzahlen, 5

neigt das Kühlmittel dazu, viel heftiger zu sieden. Als Folge davon tendiert eine gesteigerte flüssige Kühlmittelmenge, zu schlagen und aus dem Kühlmantel überzulaufen und seinen Weg in den Radiator zu finden.

Bis die Mence des flüssigen Kühlmittels, die in den Radiator eintritt, ungefähr 3 l/min erreicht, besteht nur ein geringer oder gar kein nachteiliger Einfluß auf die Wärmemenge, die von dem Radiator abgeführt werden kann.

Wenn diese Zahl jedoch überschritten wird, dann kann ein 15

merklicher Abfall des Wärmetauschvermögens beobachtet werden. Versuche haben gezeigt, daß man durch Regeln des

ο Siedepunkts des Kühlmittels in den Bereich von 90 C beim

Fahren mit hoher Geschwindigkeit die Menge des flüssigen

Kühlmittels unterhalb diesem kritischen Wert halten 20

kann, so daß das System keinen speziellen nachteiligen Abfall des Wärmeabführvermögens zu einem Zeitpunkt erfährt, zu welchem es äußerst wichtig ist, eine Überhitzung der Maschine zu verhindern.

Es wurde weiterhin beobachtet, daß, wenn man es zuläßt,

ο daß die Kühlmitteltemperatur auf über 100 C ansteigt,

die Maschinenschmiermitteltemperatur auf über 130 C ansteigen kann und unweigerlich sehr schnell seine Schmierfähigkeit verliert. Diese Tendenz besteht spe-. ο

ziell bei Umgebungstemperaturen von mehr als 35 C. Der Fachmann weiß, daß die Schmierfähigkeit von Motorenöl bei hohen Temperaturen nachläßt und daß dann wärmeempfindliche Lagermetalle und dergleichen der Maschine

ebenfalls beschädigt werden können. 35

Unter dem Gesichtspunkt eines Schutzes der Maschine wird

Yf

die Kühlmitteltemperatur daher in den Bereich zwischen

ο 90 und 100 C geregelt, sobald die Maschinendrehzahl den Wert übersteigt, der den hohen Drehzahlbereich vom niedrigen Drehzahlbereich trennt.

Erste Ausführungsform

Fig. 8 der Zeichnungen zeigt ein Maschinensystem, bei dem eine erste Ausführungsform der Erfindung angewandt ist. Bei dieser Anordnung besteht eine Brennkraftmaschine 200 aus einem Zylinderblock 20t, an welchem ein Zylinderkopf 206 abnehmbar befestigt ist. Der Zylinderkopf und der Zylinderblock sind in geeigneter Weise mit Hohlräumen versehen, die einen Kühlmantel 208 um den Aufbau

der Maschine, der einen hohen Wärmefluß entwickelt, bestimmen, beispielsweise die Brennkammern, Auslaßventile, Abgaskanäle usw. Mit einem Dampfauslaßkanal 210, der im Zylinderkopf 206 angeordnet ist, ist über eine Dampfverzweigungsleitung 212 und eine Dampfleitung 214 ein Kon-

densator 216 oder Radiator verbunden, wie nachfolgend

noch erläutert wird. Benachbart dem Radiator 216 ist ein selektiv antreibbarer elektrischer Ventilator 218 so angeordnet, daß er einen Kühlluftstrom über die Wärmetauschfläche des Radiators 216 bläst, wenn er in Betrieb 25

gesetzt ist. Dieser Ventilator kann mit verschiedenen Geschwindigkeiten angetrieben werden.

Ein kleiner Sammelbehälter 220 oder unterer Tank, wie

er später genannt wird, ist an der Unterseite des Radia-30

tors 216 angeordnet und sammelt das darin erzeugte Kondensat. Vom unteren Tank 220 führt eine Kühlmittelrückführleitung 222 zu einem Kühlmitteleinlaßkanal 221 im Zylinderkopf 206. Eine elektrisch betriebene Pumpe

kleiner Leistung ist in dieser Leitung an einer Stelle 35

dicht am Radiator 216 angeordnet.

Ein Kühlmittelvorratsbehälter 226 ist mit dem unteren Tank 220 über eine Zuführ-/Abführleitung 228 verbunden, in der ein elektromagnetisches Strömungssteuerventil

angeordnet ist. Dieses Ventil ist so gestaltet, daß es ο

geschlossen ist, wenn der Elektromagnet erregt ist. Der Behälter 226 ist durch einen Deckel 232 verschlossen, in welchem eine Entlüftungsöffnung 231 ausgebildet ist. Dies ermöglicht es, daß der Innenraum des Behälters 226 stets konstant unter Atmosphärendruck gehalten wird.

Die Dampfverzweigungsleitung 212 ist bei dieser Ausführungsform mit einem Steiger 2¹IO versehen. Dieser Steiger 240 ist, wie dargestellt, durch einen Deckel 242

hermetisch abgeschlossen und weiterhin mit einem Aus-15

blaskanal (ohne Bezugszeichen) versehen. Letzterer steht mit den Behälter 226 über eine überlaufleitung 246 in Verbindung.

Ein normalerweise geschlossenes elektronagnetisch be-20

triebenes Ein/Aus-Ventil 248 ist in der Leitung 246 angeordnet und so ausgebildet, daß es nur dann offen ist, wenn es erregt ist. Mit dem Steiger 240 steht außerdem eine Schalteranordnung 250 in Verbindung, die von einer

auf eine Druckdifferenz ansprechende Membran betätigt 25

wird und einen offenen Zustand annimmt, wenn der in dem

Kühlmittellireislauf herrschende Druck (das ist der Kreislauf aus Kühlmantel 208, Dampfverzweigungsleitung 212, Dampfleitung 214, Radiator 216 und Rückführleitung 222) um ein vorbestimmtes Ausmaß unter den At-30

mosphärendruck fällt. Bei dieser Ausführungsform ist der Drucksensor 250 (wie er nachfolgend der Einfachheit halber genannt wird) so ausgebildet, daß er öffnet, wenn der Druck in dem Kühlmittelkreis auf einen Pegel in der

Größenordnung von -30 bis -50 mmHg fällt. 35

Um den Pegel des Kühlmittels in dem Kühlmantel zu re-

geln, ist, wir dargestellt, ein Pegelsensor 252 vorgesehen. Es sei betont, daß dieser Sensor 252 in einem Hö henniveau (HI) angeordnet ist, das höher ist, als jenes

der Brennkammern, der Auslaßkanäle und der Ventile, d.h. 5

der den hohen Wärmefluß entwickelnden Elemente, um jene mit Sicherheit von flüssigem Kühlmittel zu umgeben und daher das Maschinenklopfen und dergleichen, das durch die Ausbildung örtlicher Zonen abnorm hoher Temperatur oder "Hitzepunkten" entstehen könnte.

unterhalb dem Pegelsensor 252 ist ein Temperatursensor 254 angeordnet, damit dieser in das Kühlmittel eingetaucht ist. Der Ausgang· des Pegelsensors 252 und der

des Temperatursensor 25M sind einen, Regelkreis 256 15

oder Modulator zugeführt, der in geeigneter Weise ffiit

einer elektrischen Energiequelle (nicht dargestellt) verbunden ist. Es sei betont, daß es möglich ist, einen Drucksensor anstelle eines Temperatursensors einzusetzen. Drucksensoren sind jedoch gewöhnlich teurer und 20

sprechen auch auf vorübergehende Druckschwankungen an, die in dem Kühlmantel auftreten. Durch Eintauchen des Temperatursensors in das Kühlmittel ist es möglich, einen stabilen und zuverlässigen Temperaturmeßwert zu

erhalten.
25

Der Regelkreis 256 empfängt fernerhin ein Eingangssignal vom Maschinenverteiler 258 (oder einer geeigneten Vorrichtung), der ein Signal abgibt, das für die Maschinendrehzahl repräsentativ ist, und ein Eingangssignal von 30

einem Lastsensor 260, der beispielsweise ein Drosselklappenstellungssensor sein kann. Es sei bemerkt, daß alternativ zur Drosselklappenstellung der Ausgang eines Luftströmungsmessers, ein Ansaugunterdrucksensor oder

die Impulsbreite des Kraftstoffeinspritzsteuersignals 35

als dasjenige Signal verwendet werden können, das die Maschinenbelastung angibt. Im Falle, daß es sich um eine

Einspritzmaschine handelt, ist es auch möglich, die Frequenz des Kraftstoffeinspritzsignals als Maß für die Maschinendrehzahl und die Impulsbreite dieses Signals als

Maß für die Maschinenbelastung zu verwenden. 5

Ein zweiter Pegelsensor 262 ist in dem unteren Tank 220 in einem Höhenniveau H2 angeordnet. Der Zweck dieses Sensors wird nachfolgend klar, wenn die Betriebsweise der Ausführungsformen erläutert wird. Unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit ist es vorteilhaft, die Pegelsensoren 252 und 262 so zu gestalten, daß sie den Einschaltzustand einnehmen, wenn die Pegel oberhalb H1 bzw. H2 liegen. Wenn bei einer solchen Gestaltung einer

der Pegelsensoren ausfällt, dann besteht eher die Nei-15

gung dazu, dal? das System mit Kühlflüssigkeit überfüllt wird, anstelle daß das Umgekehrte geschieht, indem die Ausschaltanzeige geliefert wird.

Von einem Abschnitt des Kühlmantels 208, der im Zylin-20

derkopf 206 ausgebildet ist, zu einem Heizgerät 270, das dem Passagierraum des Fahrzeugs (kein Bezugszeichen), in welchem die Maschine 200 montiert ist, führt eine Heißwasserzulaufleitung 272. Von dem Heizgerät 270 zu einem

Abschnitt des Kühlmantels 208, der im Zylinderblock 204 25

ausgebildet ist, führt eine Heißwasserrücklaufleitung

274. Eine Kühlmittelumwälzpumpe 276 ist in dieser Leitung angeordnet und erzeugt eine Kühlmittelströmung durch den Heizkreislauf (Einlaßleitung 272, Heizgerät 270 und Rückführleitung 274), wenn sie in Betrieb ge-

setzt ist. Ein Dreiwegeventil 278 ist in der Rücklaufleitung 274 an einer Stelle zwischen der Pumpe 276 und dem Heizgerät 270 angeordnet. Von dem Dreiwegeventil 278 zu dem Behälter 226 erstreckt sich eine Kühlmitteleinlaßleitung 280. Das Dreiwegeventil 278 ist so eingerich-

tet, daß es eine erste Stellung hat, in der eine Fluidverbindung zwischen dem Heizgerät 270 und der Umwälz-

pumpe 276 eingerichtet ist (Strömungsweg A)₁ und eine zweite Stellung, in der diese Verbindung unterbrochen und eine Verbindung zwischen dem Behälter 226 und der

Umwälzpumpe 276 eingerichtet ist. In dieser zweiten 5

Stellung wird beim Erregen der Umwälzpumpe 276 Kühlmittel von dem Vorratsbehälter 226 zugeführt und in den Kühlmantel 208 gepumpt.

Um bei dieser Ausführungsform ein schnelles Erwärmen der Passagierkabine zu erreichen, ist der Heizkreislauf so ausgestaltet, daß er das hoch erhitzte Kühlmittel von einem Ort zuleitet, der nahe den hoch erhitzten Elementen von Zylinderkopf, AuslaCkanälen und Auslaßventilen

liegt.
Ib

Übersicht über den Betrieb

Vor Gebrauch wird der Kühlkreislauf randvoll mit Kühlmittel gefüllt, das beispielsweise Wasser oder eine Mi-20

schung aus Wasser und einem Frostschutzmittel oder der gleichen sein kann. Sodann wird der Deckel 242 fest angebracht, um das System abzuschließen. Eine geeignete Menge eines zusätzlichen Kühlmittels wird ebenfalls in

den Vorratsbehälter 226 eingefüllt. Zu diesem Zeitpunkt 25

sollte das elektromagnetische Ventil 230 vorübergehend erregt werden, damit es eine geschlossene Stellung einnimmt. Alternativ und/oder in Kombination mit dem Obigen ist es auch möglich, Kühlmittel in den Vorratsbehälter

226 einzufüllen und das Ventil 278 manuell so zu erre-30

gen, daß ein Strömungsweg B eingerichtet wird, während gleichzeitig die Pumpe 224 angetrieben wird, um Kühlmittel aus dem Vorratsbehälter 226 über die Leitung und die Pumpe in den unteren Tank 220 einzuleiten, bis

das Kühlmittel sichtbar aus dem offenen Steiger 240 35

austritt. Durch Befestigen des Deckels 242 an seinem Platz zu diesem Zeitpunkt kann man das System in einem

vollständig gefüllten Zustand abschließen.

Um dieses Befüllen und den nachfolgenden Service des Sy stems zu erleichtern, kann ein manuell betätigbarer

Schalter vorgesehen werden, der es erlaubt, die obigen Vorgänge von "unter der Haube" auszuführen und ohne die Maschine in Betrieb setzen zu müssen.

Wenn die Maschine gestartet wird, wenn der Kühlmantel 208 vollständig mit stehendem Kühlmittel gefüllt ist, dann kann die durch die Verbrennung in den Brennkammern entwickelte Wärme nicht sogleich durch den Radiator 216 an die Umgebungsatmosphäre abgegeben werden und das

Kühlmittel erwärmt sich rasch und beginnt, Kühldampf zu 15

entwickeln. Zu dieser Zeit ist das Ventil 230 in entregtem Zustand (offen) belassen, wodurch der Druck des Kühldanpfes beginnt, das flüssige Kühlmittel aus dem Kühlkreislauf (aus Kühlmantel 208, Dampfverzweigungs-

leitung 212, Dampfleitung 214, Radiator 216, unterer 2U

Tank 220 und Rückführleitung 222) zu verdrängen.

Während dieses "Kühlmittelverdrängungsbetriebes" kann eine von zwei Situationen auftreten. D.h., es ist möglich, daß der Pegel des Kühlmittels im Kühlmantel 208 25

auf das Höhenniveau H1 abfällt, bevor der Pegel im Radiator 216 ^vdas Höhenniveau H2 erreicht, oder umgekehrt, d.h., daß der Radiator 216 auf das Höhenniveau H2 entleert wird, bevor von dem Kühlmittel im Kühlmantel 208

viel verdrängt ist. Im Falle, daß letzteres auftritt 30

(d.h., daß der Kühlmittelpegel im Radiator unter das

Höhenniveau H2 fällt, bevor das Kühlmittel im Kühlmantel das Höhenniveau H1 erreicht), wird das Ventil 230 vorübergehend geschlossen und eine Menge des überschüssigen Kühlmittels im Kühlmantel 208 kann über den Radia-35

tor 216 "destillieren", bevor das Ventil 230 wieder geöffnet wird. Wenn alternativ das Höhenniveau H1 zuerst

erreicht wird, dann bewirkt der Pegelsensor 252 die Inbetriebsetzung der Pumpe 22t, und Kühlmittel wird aus dem unteren Tank 220 in den Kühlmantel gepumpt, während

es gleichzeitig durch die Leitung 228 in den Behälter 5

226 verdrängt wird.

Die Belastung und andere Betriebsparameter der Maschine (d.h. die Ausgänge der Sensoren 258 und 260) werden abgetastet und es wird eine Entscheidung bezüglich der Temperatur (Solltemperatur) getroffen, auf die das Kühlmittel geregelt werden sollte, damit es siedet. Wenn die gewünschte Temperatur erreicht ist, bevor die Menge des Kühlmittels in dem Kühlkreislauf auf ihren minimal zulässigen Wert vermindert worden ist (d.h. wenn das Kühl-15

mittel in den Kühlmantel 208 und in dem Radiator 216 auf

den Höhenniveaus H1 bzw. H2 sind), dann ist es möglich, das Ventil 230 zu erregen, so daß es einen geschlossenen Zustand einnimmt und den Kühlkreislauf in einen hermetisch geschlossenen Zustand versetzt. Es sei jedoch be-20

tont, daß die Verdrängung des Kühlmittels aus dem Kreislauf beendet wird, um eine mögliche Verknappung des Kühlmittels in dem Kühlmantel 208 zu verhindern, sobald das Kühlmittel in dem Kreislauf auf den Minimumpegel

vermindert ist (d.h., wenn die Pegel in dem Kühlmantel 25

208 und dem unteren Tank 220 die Höhenniveaus H1 bzw. H2 einnehmen).

Wenn die Temperatur, bei welcher das Kühlmittel siedet,

den Wert überschreiten sollte, der als der optimale Wert 30

für die augenblicklich eingestellten Maschinenbetriebsbedingungen bestimmt ist, wird der Ventilator 218 in Betrieb gesetzt. Wenn diese Maßnahme den Siedepunkt nicht unter Kontrolle bringen kann, dann ist es im Falle, daß

der Pegel des flüssigen Kühlmittels im Radiator 216 noch 35

immer oberhalb H2 ist und der Druck im Kühlkreislauf nicht unter-atmosphärisch ist, möglich, das Ventil 230

kurz zu öffnen und eine Kühlmittelmenge unter dem Ein fluß des Drucks im Kühlkreislauf aus diesem in den Vorratsbehälter 226 zu verdrängen. Dies vermindert das flüssige Kühlmittelvolumen im Kühlkreislauf und stei-

gert die dem Kühldampf zur Abgabe seiner latenten Verdampfungswärme im Radiator 216 verfügbare Oberfläche.

Sollten andererseits die Umgebungsbedingungen oder dergleichen (z.B. sehr kaltes Wasser, verlängertes Bergabfahren usw.) die Situation hervorrufen, bei der die Kondensationsrate im Radiator 216 übergroß wird und der Druck herabgesetzt wird, so daß der Siedepunkt des Kühlmittels unter den erforderlichen fällt, und wenn die Beendigung des Ventilatorbetriebs nicht ausreicht, um die 15

Kondensationsrate auf ein geeignetes Haß herabzusetzen,

dann ist es möglich, das Ventil 230 kurz zu öffnen und es dem herrschenden unter-atnosphärischen Druck zu erlauben, eine Kühlmittelmenge aus dem Behälter 226 einzuleiten, so daß die im unteren Tank 220 vorhandene Kühl-20

flüssigkeit vermehrt, der Druck im System gegen den atmosphärischen Druck angehoben und die trockene Oberfläche des Radiators 216, die für die Abgabe der latenten Wärme zur Verfügung steht, vermindert wird.

Wenn während des Maschinenbetriebes ermittelt wird, daß die Kühlmittelrückführpumpe 224 für zu lange Zeitperioden betrieben wird, beispielsweise mehr als zehn Sekunden, dann ist es möglich, daß das Kühlmittel und das System auf den Punkt aufgeheizt worden sind, daß die

Pumpe leerläuft und der lebensnotwendige Kühlmittelpegel (H1) im Kühlmantel 208 nicht in geeigneter Weise aufrechterhalten ist. Unter diesen Umständen ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, das Dreiwegeventil 278 in einen solchen Zustand zu bringen, daß ein

Strömungsweg B eingerichtet ist, und die Kühlmittelumwälzpumpe 276 so zu betreiben, daß frisches kühles Kühl-

3$ τ! .

mittel in den Kühlmantel 208 so lange gepumpt wird, bis der Pegelsensor 252 anzeigt, daß der Kühlmittelpegel in geeigneter Weise wieder aufgefüllt worden ist. Die Einleitung von relativ kühlem Kühlmittel in dieser Weise 5

unterdrückt sehr wirksam jede Tendenz zum Auftreten einer "Kavitation" im Kühlmantel. Da diese Betriebsart jedoch die Kühlmittelmenge im Kühlkreislauf steigert, neigen auch der Druck und daher der Siedepunkt des Kühlmittels zum Steigen. Um dies zu kompensieren, ist es möglich, die Entstehung eines leicht unter-atmosphärischen Drucks abzuwarten und das Ventil 230 kurz zu öffnen. Dies erlaubt die Verdrängung von Kühlmittel aus dem Behälter zurück unter dem Einfluß der so entwickelten

Druckdifferenz.
15

Mit der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, den Kühlventilator mit unterschiedlichen Leistungen zu betreiben. Es ist daher möglich, den Ventilator 218 mit

einer hohen Leistung zu betreiben und eine Kühlmittel-20

geschwindigkeit zu erzeugen, die einen negativen Druck im Kühlkreislauf hervorruft. Zu diesem Zeitpunkt erlaubt ein kurzes Öffnen des Ventils 230 die Einführung von kühlem Kühlmittel aus dem Behälter 226 in den unteren

Tank 220. Dies vermindert, wie zuvor erläutert, den ne-25

gativen Druck und die trockene Fläche des Radiators. Es senkt auch "die Temperatur des Kühlmittels im unteren Tank 220 in einer Weise, die die Tendenz, daß die Kühlmittelrückführpumpe 224 trockenläuft, vermindert. Eine

nachfolgende Verdrängung von Kühlmittel unter dem Ein-30

fluß eines leicht über-atmosphärischen Drucks erlaubt es, daß die Kühlmittelmenge im Kühlkreislauf wieder eingeregelt wird.

Der oben beschriebene Pumpzyklus Ein-Verdrängung-Einlei-35

ten-Verdrängung erlaubt es, daß die Wärmemenge, die in dem Kühlkreislauf enthalten ist, herabgesetzt und teil-

weise auf das Kühlmittel im Behälter 226 übertragen wird.

Wenn die Notwendigkeit der Verwendung der Pumpe 276 an-5

stelle der Kühlmlttelrückführpumpe 224 für einige Zeit anhält, dann ist es möglich, ein Warnsignal abzugeben, das anzeigt, daß eine Systemfehlfunktion auftritt, die wahrscheinlich keine Kavitation ist, und daß die Kühlmittelruckfuhrpumpe 224 aufgrund eines mechanischen Ausfalls oder dergleichen wahrscheinlich eine Fehlfunktion aufweist.

Wenn die Maschine angehalten wird, dann ist es vorteilhaft, das System in geschlossenem Kreislaufzustand aufrechtzuerhalten, solange wie das Sieden des Kühlmittels aufgrund der in der Maschine und der zugehörigen Teile angesammelten Warne anhält und ein Kühlmittelverlust aufgrund heftiger Verdrängung von Kühlmittel aus dem

Kühlsystem zun Vorratsbehälter 226 unter dem Einfluß 20

von unter-atmosphärischem Druck nicht auftritt. Diese Abkühlregelung kann man erreichen, indem man freiwillig die "Soll^lf-Tenperatur, auf die das Kühlmittel geregelt werden sollte, auf einen relativ niedrigen Wert, wie

beispielsweise 85 C festsetzt.
25

Wenn sich das System ausreichend abgekühlt hat, dann kann es völlig aberregt werden und darf den Zustand eines offenen Kreises annehmen. Wenn unter diesen Bedingungen der Kühldampf in dem Kühlkreislauf kondensiert, 30

dann wird Kühlmittel aus dem Behälter 226 über die Leitung 228 unter dem Einfluß der Druckdifferenz gedruckt, die sich in natürlicher Weise dazwischen entwickelt, bis der Kühlkreislauf vollständig gefüllt ist oder die Druckdifferenz zwischen der Dmgebungsatmosphäre und dem Innern des Systems Null geworden ist. In diesem Zustand besteht keine wesentliche Tendenz mehr, daß Luft in das

System eindringt.

Bezüglich der erstgenannten Ausführungsform sei hervorgehoben, daß kein Ventil oder dergleichen Vorrichtung in 5

der Kühlmittelrückführleitung 222 angeordnet ist, außer der Kühlmittelrückführpumpe 224. Dieses Merkmal ist insofern vorteilhaft, als der Strömungswiderstand der Leitung 222 aufgrund des Fehlens von Dreiwegeventilen und dergleichen niedrig ist, was die Möglichkeit, daß das Pumpenkavitationsphänomen auftritt, merklich reduziert.

Wenn die Maschine wieder in Betrieb gesetzt wird, dann wird die Temperatur des Maschinenkühlmittels geprüft, um sicherzustellen, daß das Systen im wesentlichen frei von

störender Luft bleibt, die, wenn man sie in den Radiator 216 eintreten lassen wollte, eine merkliche Verminderung im Wärmetauschvermögen desselben hervorrufen würde. Im Falle, daß die Maschinenkühlmitteltemperatur sich

ο
auf unter 45 C abgekühlt hat, wird ein sogenanntes Aus-

blasen nicht kondensierbarer Materie ausgeführt, wobei das Dreiwegeventil 278 in einen Zustand gebracht wird, in welchem es einen Strömungsweg B einrichtet, das Ventil 248 wird in einen geöffneten Zustand gebracht, das

Ventil 230 wird geschlossen und die Umwälzpumpe 276 wird 25

erregt. Unter diesen Bedingungen wird Kühlmittel aus dem Vorratsbehälter 226 eingeleitet und in den Kühlkreislauf gepumpt. Wenn der Kreislauf im wesentlichen mit Kühlmittel dieser Temperatur gefüllt sein sollte, dann läuft, wenn Kühlmittel zwangsweise in den Kühlkreislauf gedrückt wird, der Überschuß zurück über die Überlaufleitung 246 in den Behälter 226 und nimmt jegliche Luft oder dergleichen mit sich mit, die sich möglicherweise in dem System angesammelt hat. Die Erregung der Pumpe

276 kann für einige Sekunden bis einige zehn Sekunden 35

aufrechterhalten werden, je nach den herrschenden Umständen. Unter normalen Umständen sind zehn Sekunden

ausreichend, um sicherzustellen, daß das System frei von Luft oder dergleichen bleibt.

Wenn jedoch die Haschine wieder in Betrieb gesetzt wird ο

und die Temperatur des Kühlmittels ist 45 C oder mehr (d.h., wenn die Maschine noch warm ist), dann wird angenommen, daß ungenügend Zeit verstrichen ist, daß seit dem letzten Maschinenbetrieb eine wesentliche Luftmenge oder dergleichen nicht kondensierbarer Materie in das

System eingedrungen sein könnte, und der Ausblasvorgang wird überbrückt. Dies beschleunigt den Aufwärmvorgang der Maschine, indem verhindert wird, daß unnötigerweise ein relativ kühles Kühlmittel in den Kühlmantel 208 gepumpt wird.
15

Es sei hervorgehoben, daß es innerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung liegt, die Zeit zu variieren, für die der Ausblasvorgang in Abhängigkeit von

solchen Faktoren, wie Umgebungstemperatur und derglei-20

chen ausgeführt wird. Beispielsweise neigt in sehr kalten Klimata der Radiator 216 dazu, teilweise mit flüssigem Kühlmittel gefüllt zu werden, und die Anwesenheit von gewisser "verunreinigender" Luft ist nicht merklich störend. Im Falle, daß eine zu hohe Temperatur auf-

tritt, ist es möglich, ein "heißes Ausblasen" auszuführen, bei welchem das Ventil 230 vorübergehend geöffnet wird, um es Kühldampf zu erlauben, durch den Radiator nach unten zu strömen und über die Leitung 228 zum Behälter 226 zu entweichen. Dies spült jegliche, im Ra-

diator 216 gefangene Luft hinweg. Wenn der Dampf durch das Kühlmittel im Behälter 226 perlt, dann tritt eine Art "Wasserdampffalle" auf, die den Dampf kondensiert und jeglichen beachtlichen Verlust von Kühlmittel an die

Umgebungsatmosphäre verhindert.
35

Als eine Sicherheitsmaßnahme ist es möglich, das Ventil 248 so zu gestalten, daß es selbst im nicht erregten Zustand dem überdruck erlaubt, automatisch durch das Ventil hindurch abgeleitet zu werden, sofern alle anderen 5

Maßnahmen ausfallen. Diese Ausfallsicherheit kann man erreichen, indem man die Feder, die das Ventilelement in eine geschlossene Stellung vorspannt, so einstellt, daß sie das Element in geschlossenem Zustand hält, bis ein maximal zulässiger Druck in dem System herrscht.

Zweite Ausführungsform

Fig. 9 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsforin entspricht im we-15

sentlichen jener nach Fig. 8, unterscheidet sich jedoch davon dadurch, daß das Dreiwegeventil 278 durch ein einfacheres Ein/Aus-Ventil 279 ersetzt ist. Indem eine Leitung 280 unmittelbar oberhalb der Heizgerätumwälzpumpe

276 mit der Heizgerätrücklaufleitung 274 verbunden ist, 20

wird im Betrieb der Pumpe 276 Kühlmittel hauptsächlich von der Leitung 280 zugeführt, so daß im wesentlichen dieselben Regelmerkmale möglich sind, wie bei der erstbeschriebenen Ausführungsform.

Die übrigen Merkmale und die Betriebsweise dieser Ausführungsform sind im wesentlichen diegleiche wie jene in Fig. 8, so daß zur Verkürzung der Beschreibung diese nicht nochmals erläutert zu werden brauchen.

Dritte Ausführungsforp

In dieser Ausführungsform enthalten das Ventil und die Leitung, die den Kühlkreislauf und den Heizgerätkreislauf miteinander verbinden, ein weiteres Dreiwegeventil 35

290. Dieses Ventil ist, wie in Fig. 10 dargestellt, in der Kühlmittelrückführleitung 222 an einer Stelle zwi-

sehen der Kühlmittelrückführpumpe 224 und dem Kühlmantel 208 angeordnet. Dieses Ventil ist so eingerichtet, daß es eine erste Stellung hat, in der eine Fluidver-

bindung zwischen der Rückführpumpe 224 und dem Behälter 5

226 über eine Verdrängungsleitung 292 eingerichtet ist (das ist der Strömungsweg A), und eine zweite Stellung hat, in der diese Verbindung unterbrochen und eine "normale" Verbindung zwischen der Kühlmittelrückführpumpe 224 und dem Kühlmantel 208 eingerichtet ist (das ist der Ströitungsweg B).

Bei dieser Ausführungsform ist der Heizgerätekreislauf so eingerichtet, daß die Zulaufleitung 272 mit einem Abschnitt des Kühlmantels 208 in Verbindung steht, der im 15

Zylinderblock 204 ausgebildet ist, und die Rücklaufleitung 274 steht mit einem Abschnitt des Kühlmantels 208 in Verbindung, der im Zylinderkopf 206 ausgebildet ist.

Wenn bei dieser Ausführungsform der Heizgerätekreislauf in Betrieb gesetzt wird, um die Fahrzeugkabine C aufzuheizen, dann ist das Kühlmittel, das in den Kühlmantel 208 rückgeführt wird, relativ kühl und hat einen wesentlichen Anteil seiner Wärme an die Kabine abgegeben und

neigt daher dazu, die Heftigkeit des Stoßens und Über-25

laufens, die das aktive Sieden des Kühlmittels in und um den Zylinderkopf und den zugehörigen Elementen, die einem hohen Wärmefluß ausgesetzt sind, zu dämpfen. Wenn das Dreiwegeventil 278 so eingestellt ist, daß es dem

Kühlmittel erlaubt ist, vom Behälter 226 in den Kühlman-30

tel 208 eingeleitet zu werden, dann hat die relativ kühle Temperatur dieser Flüssigkeit eine wirksamere Dämpfungswirkung und neigt dazu, jegliche Kavitation darin zu beseitigen.

Diese Ausführungsform enthält weiterhin das Merkmal, das nachfolgend als "Mischleitung" 294 bezeichnet werden

soll, die von unmittelbar stromabwärts der Kühlmittelumwälzpumpe 276 zur Dampfverzweigungsleitung 212 führt. Wenn bei dieser Anordnung die Umwälzpumpe 276 in Betrieb

gesetzt wird, dann wird ein Teil des Pumpenausgangs über ο

die Mischleitung 294 der DampfVerzweigungsleitung 212 zugeführt und anschließend längs der Dampfübertragungsleitung 214 mit dem Kühldampf dem Radiator 216 zugeführt.

Die Menge des Kühlmittels, die durch die Mischleitung 294 übertragen werden kann, ist auf einen Betrag begrenzt, der die Vereinheitlichung der Frostschutzverteilung innerhalb des Kühlkreislaufs begünstigt, aber das

Innere des Radiators 216 nicht übermäßig benetzt. 15

Der Grund für diese Maßnahme liegt darin, daß die Konzentration des Frostschutzmittels im Kühlmantel 208 dazu neigt anzusteigen, wenn der ⁿdestillations^w-artige

ⁿSiede-Danipf-Kondensations^ll-Zyklus fortschreitet, der 20

Kondensat am Boden des Radiators 216 und des unteren

Tanks 220 niedrigerer Konzentration zurückläßt. Diese Verteilung des Frostschutzmittels begünstigt das Einfrieren des Kühlmittels im Radiator 216 und der zugehörigen Leitungen, die dem Einfluß äußerer Kälte an mei-25

sten ausgesetzt sind.

Um eine geeignete Regelung der Heizgerät-Umwälzpumpe zu ermöglichen, ist ein Temperatursensor 296 in dem Ablaufkanal des Heizgeräts 270 angeordnet. Wenn die Kühl-30

mitteltemperatur niedrig ist, dann wird hierdurch die Pumpe mit hoher Leistung betrieben, un sicherzustellen, daß die von den Heizgerät 270 abgegebene Warne maximal ist. Durch Herabsetzen der Pumpleistung bei steigender

Temperatur werden Schwankungen in der Wärmeabgabe auf-35

grund von Unterbrechungen der Kühlmittelströmung durch das Heizgerät 270 durch Einrichtung des Strömungsweges A

mittels des Ventils 278 vermindert.

Es ist wert zu betonen, daß die Dampfverzweigungsleitung 212* bei dieser Ausführungsform so aufgebaut ist, δ

daß sie eine Prallwand (kein Bezugszeichen) aufweist, die sich nach oben so erstreckt, daß sie die Menge von flüssigem Kühlmittel begrenzt, die in die Dampfübertragungsleitung 214 "überschwappen" kann. Der Einfülldeckel und -kanal dieser Verzweigungsleitung sind in der Zeichnung nicht dargestellt.

Der Betrieb dieser Ausführungsform wird aus einer Erläuterung der Flußdiagramme, die die Eigenheiten der

Systemsteuerung darstellen, besser verständlich. Es sei 15

hervorgehoben, daß durch die Flußdiagramme folgendes gilt: das Ventil 248 ist mit Ventil I bezeichnet, das Ventil 290 mit Ventil II, das Ventil 230 mit Ventil III, die Kühlmittelrückführpumpe 224 mit Pumpe 1, die Kühlmittelumwälzpumpe 276 mit Pumpe 2, damit die Beschreibung kürzer und übersichtlicher wird. C/J und L/T bezeichnen Kühlmantel und unterer Tank.

Svstemsteuerroutine

Die Figuren 11A bis 11C zeigen die Schritte, die die Gesamtsteuerung des Systems der dritten Ausführungsform charakterisieren.

Beim Schritt 1101 wird das System initialisiert. Dieser Vorgang findet in Abhängigkeit von einem Befehl für den Maschinenbetrieb, beispielsweise durch das Einschalten des Zündsystems und/oder das Anlassen der Maschine statt. Dieser Vorgang enthält das Löschen jeglicher

Restdaten aus einem RAM, das Einstellen eines peripheren 35

Interfaceadapters oder mehrerer solcher Adapter und das Konditionieren des Systems, damit Unterbrechungen ge-

stattet sind. Beim Schritt 1102 wird der Ausgang des Temperatursensors 25t gelesen und es wird eine Bestimmung durchgeführt, ob die Maschine kalt ist oder nicht.

Wenn bei dieser Ausführungsform die Temperatur des Ma-ο

schinenkühlmittels (Flüssigkeit) als unter 45 liegend ermittelt wird, dann wird angenommen, daß die Maschine kalt ist, wenn die Temperatur oberhalb diesem Grenzwert liegt, dann wird die Maschine als noch "warm" betrach-

ίο ^tet·

Im Falle, daß das Ergebnis der Überprüfung im Schritt

1102 anzeigt, daß die Maschine "kalt" ist, dann geht die Steuerung auf den Schritt 1103 über, wo eine Subroutine

ausgeführt wird, in der eine Ausblasung nicht konden-15

sierbarer Materie ausgeführt wird. Wenn die Maschine jedoch als "warm" ermittelt wurde, dann wird der Schritt

1103 überbrückt und das Programm geht direkt auf den Schritt 1104 über, wo eine Aufwärm-ZVerdrängungs-Subrou-

tine ausgeführt wird. Der Einfachheit halber wird diese 20

Subroutine nachfolgend als Aufwärmroutine bezeichnet.

Beim Schritt 1105 werden Takt- oder Zeitgeber 2 und 5 (als welche sie nachfolgend bezeichnet werden) gelöscht

und rückgesetzt und beim Schritt 1106 wird eine erste 25

Kühlmantelpegelregelungssubroutine ausgeführt. Wie man später bei"einer Diskussion der Figuren 16 und 17 erkennt, ist diese Subroutine derart, daß die Zeit beobachtet wird (unter Verwendung des Zeitgebers 5), für

die die Kühlmittelrückführpumpe 224 in Betrieb ist, was 30

Maßnahmen zur Folge hat, die eine Pumpenkavitation für den Fall überwinden, daß die Pumpe für mehr als eine vorbestimmte Zeitdauer (in diesem Beispiel zehn Sekunden) betrieben wird.

Beim Schritt 1107 wird der Ausgang des Kühlmitteltemperatursensors 254 wieder abgetastet und die Temperatur

bestimmt, wie dargestellt. Im Falle, daß die Temperatur in einem akzeptabel kleinen Umgebungsbereich der gewünschten oder Solltemperatur liegt, dann geht das

_ Programm zum Schritt 1108 über, wo der Zeitgeber 2 wieb

der gelöscht wird, und fährt dann fort, indem der Ausgang des Pegelsensors 262, der im unteren Tank 220 angeordnet ist, abgetastet wird. Im Falle, daß der untere Tank 220 auf ein höheres Niveau aufgefüllt ist, als der Pegelsensor 262 liegt, dann wird beim Schritt 1110 ein Befehl ausgelöst, der die Spannung der elektrischen Stromquelle, mit der der Kühlventilator 218 betrieben wird, auf einen vorbestimmten niedrigen Pegel absenkt. Wenn jedoch der Kühlnittelpegel niedriger ist, als der Sensor 262 liegt, dann wird die Betriebsspannung des

Ventilators auf einen vorbestimmten hohen Pegel gebracht. Dies bedeutet, daß, wenn der Pegel des Kühlmittels ir. unteren Tank 220 unter einen gewünschten MiniiEumpegel fällt, dann besteht die Möglichkeit, daß das Kühlmittel, das durch die Kühlmittelrückführpumpe 22¹J eingeleitet wird, ausreichend Warne enthält, um eine rasche Verdampfung in den Kammern der Pumpe zu erfahren und das höchst unerwünschte ^wKavitationsⁿ-Phänomen hervorzurufen. Um diese Möglichkeit mit Hilfe des Ventilators 218 zu vermeiden, wird dieser so in Betrieb ge-

setzt, daß er eine größere Wärmemenge aus dem Radiator 216 abführen kann und so die Situation einzurichten, in der das Kondensat, das sich im unteren Tank 220 sammelt, eine geringere Wärmemenge enthält.

Wenn die Temperatur des Kühlmittels als oberhalb des erlaubten schmalen Bereiches um den Sollwert liegend ermittelt worden ist, dann geht das Programm auf den Schritt 1112 über, in welchem der Pegel des Kühlmittels

im unteren Tank 220 wieder geprüft wird. Wenn das Ergeb-35

riis dieser Prüfung anzeigt, daß der Pegel oberhalb von H2 liegt, dann wird die Ventilatorspannung auf einen

niedrigeren Wert (Schritt 1113) eingestellt und beim Schritt 111*1 wird der Zählerstand des Zeitgebers 2 überprüft. Im Falle, daß der Zählerstand geringer als zehn

Sekunden ist, dann geht das Programm auf den Schritt b

1116 über, wo ein Befehl abgegeben wird, den Kühlventilator in Betrieb zu setzen. Wenn jedoch das Zählergebnis zehn Sekunden überschritten hat, dann geht das Programm zum Schritt 1118 über, bei welchem der Betrieb des Ventilators 218 angehalten wird.

Im Falle, daß die im Schritt 1112 durchgeführte Pegelprüfung ergeben hat, daß der Kühlmittelpegel im unteren Tank niedriger als der Sensor 262 (d.h. unterhalb H2)

liegt, dann wird im Schritt 1115 die Ventilatorspannung 15

auf einen hohen Wert gebracht und im Schritt 1116 wird der Ventilator 218 dementsprechend erregt. Sollte jedoch die Prüfung im Schritt 1107 angeben, daH die augen-

o blicklich herrschende Kühlmitteltemperatur um 0,5 unter

dem Sollwert liegt, dann wird im Schritt 1117 der Zeit-20

geber 2 gelöscht und im Schritt 1118 wird der Betrieb des Ventilators 218 angehalten.

Im Schritt 1119 (oberes Ende von Fig. 11B) werden die

Zeitgeber 3 und ¹I gelöscht und der Zählerstand rückge-25

setzt und ein Kennzeichen (FLAG 1) wird auf Null gesetzt. Im Schritt 1120 wird die Kühlmitteltemperatur wiederum geprüft. Wenn die Temperatur im Kühlmantel innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt, dann geht

das Programm direkt auf den Schritt 1134 über, wo ermit-30

telt wird, ob die Temperatur des Kühlmittels oberhalb

110 C liegt und der Druck im System positiv ist. In diesem Augenblick sind jedoch beide dieser Erfordernisse gewöhnlich nicht erfüllt, so daß das Programm zun

_o_ Schritt 1106 (Fig. 11A) zurückkehrt. 35

Wenn ermittelt worden ist, daß die Temperatur auf der

hohen Seite des Sollwertes liegt, dann geht das Programm zum Schritt 1121 Über, wo ein Befehl erzeugt wird, den Ventilator 218 zu erregen. Die Spannung, mit der der Ventilator 218 betrieben wird, wird in den nachfolgenden Schritten bestimmt. Im Schritt 1122 wird der Kühlmittelpegel im unteren Tank 220 geprüft. Wenn der Pegel niedrig ist, dann geht das Programm direkt zum Schritt 1131 über. Sofern eine angemessene Kühlmittelmenge im unteren Tank 220 ermittelt worden ist, dann wird im Schritt 1123 eine zweite Kühlmantelpegelkontrollsübroutine durchgeführt. Diese Routine enthält auch, wie nachfolgend klar wird, eine Prüfroutine, die die Zeit beobachtet, für die die Kuhlmittelruckfuhrpumpe 221 in Betrieb ist, um eine mögliche Fehlfunktion oder die 15

Existenz von Kavitation zu ermitteln.

Im Schritt 1121 wird der Zustand des FLAG 1, das in der obenerwähnten ersten Unterbrechungsroutine gesetzt worden ist, geprüft. Im Falle, daß dieses Kennzeichen auf Λ U

"0" gesetzt ist, dann geht das Programm direkt auf den Schritt 1126 über, wo eine Kondensatorpegelverminderungssteuersubroutine ausgeführt wird. Im Falle, daß das Kennzeichen FLAG 1 gleich ⁿ 1" ist, geht das Programm zum

Schritt 1125 über, wo der Zählerstand des Zeitgebers 3 25

geprüft wird. Wenn der Zählerstand eine Zeitdauer von mehr als zwei Sekunden anzeigt, dann wird beim Schritt 1130 der Zeitgeber 3 gelöscht. Im Falle, daß der Zählerstand des Zeitgebers 3 zwischen 1 und 2 Sekunden liegt,

dann wird im Schritt 1128 der Kühlmittelpegel im Kühl-30

mantel durch Abtasten des Ausgangs des Pegelsensors 252

geprüft. V/enn ausreichend Kühlmittel im Kühlmantel ermittelt worden ist, dann wird das System in den Zustand gebracht, der im Schritt 1129 angegeben ist. Falls jedoch der Kühlmittelpegel unter das Höhenniveau H1 abge-35

sunken ist, dann geht das Programm direkt zum Schritt 1127 über, wo die herrschende Kühlmitteltemperatur ge-

messen wird.

Wenn die Temperatur auf der niedrigen Seite oder alternativ höher als ein maximaler gewünschter Grenzwert von ο

110 C ist, dann geht das Programm zum Schritt 1131 über, in welchem der Zeitgeber 1 gelöscht wird. Wenn jedoch

ο die Temperatur des Kühlmittels niedriger als 110 C, je-

o doch um 2,5 C höher als der Sollwert ist, dann geht das

Programm zum Schritt 1122 zurück.
10

In den Schritten 1132 und 1133 wird das System wie dargestellt konditioniert und der Zeitgeber 2 wird gelöscht. Im Falle, daß der Schritt 1131» einen Maschinenüberhitzuncszustand anzeigt, dann wird in Schritt 1135

eine Steuersubroutine für abnorir. hohe Temperatur ausgeführt.

Den Schritten 113¹* und 1135 folgend geht das Programm

auf den Schritt 1106 zurück, wie zuvor erwähnt. 20

Unterbrechungsroutine (I)

Fig. 12 zeigt eine erste von zwei Unterbrechungsroutinen, die in vorbestimmten Intervallen ausgeführt werden.

Die augenblickliche Unterbrechung bestimmt den laufenden Status der -f-laschine, d.h. sie bestimmt, ob die Maschine läuft oder nicht. Im Falle, daß die Maschine läuft, wird die geeignetste Temperatur für das Kühlmittel (Solltemperatur) bestimmt. Wenn jedoch die Maschine angehalten

ist, dann führt diese Routine eine Abschalt- oder Abkühlsteuerung (Schritte 1207 bis 1211) aus.

Genauer gesagt, im Schritt 1201 wird der augenblicklich herrschende Zustand der Maschine bestimmt. Dies kann

durch Abtasten des Ausgangs des Maschinendrehzahlsensors 258 beispielsweise ausgeführt werden. Wenn die Maschi-

nendrehzahl Null oder annähernd Null ist, dann wird angenommen, daß die Maschine angehalten ist, und das Programm geht auf die Schritte 1207 bis 1211 über.

Wie dargestellt, ist der erste Schritt dieses Abschaltabschnitts derart, daß die Solltemperatur willkürlich

ο auf 85 C gesetzt wird. Im Schritt 1209 wird bestimmt,

ο ob die Temperatur des Kühlmittels geringer als 97 C ist, und gleichzeitig, ob die auf die Druckdifferenz empfindliche Einrichtung (Drucksensor) 250 anzeigt, daß der Druck in dem Kühlkreislauf unter-atmosphärisch ist. Im Falle, daß beide dieser Anforderungen erfüllt sind, wird angenommen, daß es sicher ist, das System mit offenem Kreislauf zu versehen und es dem Kühlmittel zu er-15

lauben, vom Vorratsbehälter 226 in den Kühlkreislauf eingeleitet zu werden. Wenn jedoch eine dieser zwei Erfordernisse nicht erfüllt ist, dann wird im Schritt 1201 ein Zeitgeber 6 in den Zählzustand versetzt. Wenn

der Zählerstand dieses Zeitgebers eine Periode von 60 20

Sekunden (beispielsweise) übersteigt, dann kann das Programm zum Schritt 1211 übergehen, wo die Gesamtversorgung des Systems beendet wird, selbst wenn die zweifachen Anforderungen des Schrittes 1209 noch nicht erfüllt

sind. Es wird nämlich angenommen, daß genügend Zeit ver-25

gangen ist, daß die Maschine sich auf den Punkt abgekühlt hat, "bei dem ein heftiges Sieden aufgrund der thermischen Trägheit nicht länger stattfindet und daß es sicher ist, auf einen offenen Kreiszustand überzu-

Wenn im Schritt 1201 ermittelt worden ist, daß die Maschine läuft, dann wird im Schritt 1202 der Zeitgeber gelöscht und bei dem Schritt werden die verschiedenen

Dateneingänge der Sensoren des Systems gelesen. Speziell 35

werden die Ausgänge der Sensoren 258 und 260 gelesen und im Schritt 1204 werden diese Daten dazu verwendet, die

te -.

Solltemperatur zu bestimmen. Dieser Wert wird dann in einem RAM in Bereitschaft versetzt, während der ver schiedenen Temperaturbestimmungsschritte ausgelesen zu

werden, die während der Steuerung des Systems ausgeführt 5

werden.

Es sei hervorgehoben, daß der Sollwert entweder durch Tabellennachschlagen oder durch einen Algorithmus bestimmt werden kann. Beispielsweise kann eine Tabelle, die die Daten in einer VJeise aufführt, wie sie in Fig. der Zeichnungen gezeigt sind, in ein ROM eingegeben werden und die geeignetste Temperatur unter Verwendung der Maschinendrehzahl und der Belastungsstärken bestimmt

werden, die man durch Ablesung der von den Sensoren 258 15

und 260 gelieferten Vierte erhält. Da das Verfahren, mit welchem man diesen Wert ableiten kann, für den Fachmann der Conputerprogramrnierung bekannt ist, braucht eine weitere Erläuterung an dieser Stelle nicht gegeben zu

werden.
20

Im Schritt 1205 wird bestimmt, ob der Sollwert entweder den oberen oder den unteren zulässigen Temperaturgrenz-

o ο wert erreicht hat, beispielsweise 110 C oder 90 C. V?enn

der Sollwert auf einen dieser Vierte gesetzt worden ist, 25

dann wird im Schritt 1206 das Kennzeichen FLAG 1 auf "1" gesetzt.

Es sei daran erinnert, daß diese Routine in häufigen In tervallen ausgeführt wird, so daß der Sollwert im RAM häufig aktualisiert wird.

Unterbrechungsroutine (II)

Fig. 13 zeigt die zweite der zwei Unterbrechungsrouti-35

nen, die in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird. Der Zweck dieser Routine ist es, regelmäßig zu be

stimmen, ob der Heizgerätekreis benötigt wird, und wenn dies so ist, mit welcher Spannung die Umwälzpumpe 224 betrieben werden sollte. Es sei betont, daß diese Unterbrechung manchmal verhindert wird. Der Grund dafür liegt 5

darin, die Möglichkeit zu vermeiden, daß die Steuerung oder andere Routinen nicht plötzlich umgekehrt oder anderweitig unterbrochen werden. Beispielsweise wird während einer Pegelsteuerroutine, bei der die Umwälzpumpe erregt wird, um Kühlmittel in den Kühlmantel zu pumpen, eine unzeitgemäße Ausführung der zweiten Unterbrechungsroutine den Betrieb der Pumpe anhalten (oder umgekehrt), was in direktem Widerspruch zu den Pegelregelungserfordernissen ist.

Im einzelnen gesagt, im Schritt 1302 wird die Position eines Heizsteuerschalters (nicht dargestellt) beispielsweise abgetastet und es wird ermittelt, ob eine Aufheizung der Fahrgastkabine benötigt wird oder nicht. Wenn keine Aufheizung nötig ist, dann kehrt das Programm zurück. Wenn andererseits ermittelt worden ist, daß der Schalter oder dergleichen auf eine Position gestellt ist, die anzeigt, daß die Kabine aufgeheizt werden soll, dann wird als Schritt 1302 ein Befehl abgegeben, der die

Umwälzpumpe 276 mit maximaler Leistung betreibt, und als 25

Schritt wird der Ausgang des Temperatursensors 296 abgetastet. ImTaIIe, daß die Kühlmitteltemperatur, die am

ο Eintritt des Heizgerätes herrscht, unterhalb 85 C ist,

kehrt das Programm zurück. Wenn sie jedoch oberhalb diesem Wert liegt, dann geht das Programm zum Schritt 1304 30

über, UD den Leistungspegel festzulegen, mit welchem die Pumpe betrieben werden soll. Beispielsweise kann die Spannung des Signals, das der Pumpe zugeführt wird, von

ο
einem Maximalwert bei 85 C auf einen Minimalwert bei

95 C vermindert werden. Wenn die Temperatur des Kühlmit-35

tels ansteigt, dann steigt auch die darin enthaltene Wärmemenge an und das Volumen, das umgepumpt werden muß,

um dieselbe Fahrgastkabinenaufheizung zu erzeugen, wird geringer. Anschließend an eine kurze Einstellung des Ventils 278 auf den Strömungsweg A wird die Temperatur

des Kühlmittels im Heizgerät geringer. Nach der Wieder-5

einstellung des Strömungsweges B kann es daher notwendig sein, die Strömungsrate eine Zeitlang zu steigern, um die kurze Herabsetzung der Heizung zu kompensieren.

Ausblasroutine für nicht kondensierbare Materie

Fig. 14 zeigt die Schritte, die die Systemsteuerung charakterisieren, die den Kühlmantel überfüllt und jegliche kontaminierende Luft ausspült, die in das System

eingetreten sein könnte. Beispielsweise während längerer 15

Fahrt mit hoher Geschwindigkeit und hoher Belastung (Bereich C von Fig. 5) herrschen gewöhnlich unter-atmosphärische Bedingungen vor, so daß eine geringe Luftnenge in das System eintreten kann. Wenn das Volumen zu groß wird

und/oder seinen Weg in den Radiator findet, dann kann es 20

notwendig sein, ein ⁿHeißausblasen^w auszuführen. Diese

Steuerung wird in Verbindung mit Fig. 24 später behandelt. Um den gegenwärtigen Betrieb und den soeben erwähnten voneinander zu unterscheiden, wird die gegenwärtig zu behandelnde Betriebsart als "Kaltausblasen" be-25

zeichnet.

Im Schritt 1401 wird der Zeitgeber 1 gelöscht und im Schritt 1402 wird das System so konditioniert, wie in der Zeichnung dargestellt. In diesem Zustand wird beim ..

Übergang des Programms auf den Schritt 1403 Kühlmittel aus dem Behälter 226 durch die Heizgerätumwälzpumpe über die Leitung 280 und das Ventil 278 zugeführt und durch die Heizgerätrücklaufleitung 274 in den Kühlmantel

208 gedrückt. Wenn der Kühlkreislauf im wesentlichen 35

voll sein sollte bei dieser Temperatur, dann läuft das überschüssige Kühlmittel im Kühlkreislauf schnell über

und durch die Leitung 246 und das Ventil 248 aus.

Wenn der Zählerstand des Zeitgebers 1 eine Periode von

60 Sekunden (in diesem Ausführungsbeispiel) übersehrei-5

tet, dann wird der Betrieb der Pumpe angehalten (Schritt 1405).

Aufwärmsteuerroutine

Wie Fig. 15 zeigt, ist der erste Schritt (1501) dieser Routine derart, daß das System in der in der Zeichnung dargestellten Weise konditioniert wird. Dies verändert ersichtlich das System von einem Zustand, in welchem

Kühlmittel zwangsweise in das System gepumpt werden 15

kann, in einen solchen Zustand, in welchem das Kühlmittel aus dem System verdrängt werden kann. D.h., das Ventil I (276) wird verschlossen und unterbricht die Verbindung zwischen der DampfVerzweigungsleitung 212· ' und

dem Behälter 226 über die Leitung 246: Ventil II (290) 20

wird in einen solchen Zustand gebracht, daß ein Strömungsweg A und damit eine Fluidverbindung zwischen dem Auslaßkanal der Kühlmittelrückführpumpe 224 und dem Behälter 226 über die Leitung 293 eingerichtet wird; das

Ventil III (230) wird geöffnet, um eine Verbindung zwi-25

sehen dem unteren Tank 220 und dem Vorratsbehälter 226 über die Leitung 228 einzurichten; und das Ventil IV (278) wird in einen solchen Zustand versetzt, daß der Strömungsweg B im Heizkreislauf eingerichtet wird.

Beim Schritt 1502 wird die augenblickliche Temperatur gemessen, und im Falle, daß die Temperatur auf der unte-

o
ren Seite liegt (um 4 C unter dem Sollwert), geht das Programm zum Schritt 1503 über, bei welchem ein Befehl abgegeben wird, der das Ventil III öffnet. Im Schritt 1504 wird die Rückführpumpe 224 angehalten. Unter diesen Bedingungen ist das System so aufbereitet, daß der

Dampfdruck, der in dem Kühlmantel unvermeidlich erzeugt wird, Kühlmittel aus dem Kühlkreislauf über das Ventil III (230) verdrängt.

Beim Schritt 1505 werden die Ausgänge der Pegelsensoren

254 und 262 abgelesen. Wenn einer derselben einen niedrigen Pegel anzeigt, dann kehrt das Programm zum Schritt 1502 zurück.

Wenn andererseits ermittelt worden ist, daß die Tenperatur innerhalb eines vorbestimmten Bereiches um den Sollwert liegt, dann geht das Programm direkt vom Schritt 1502 zum Schritt 1505 über. V7enn jedoch die Temperatur

auf der hohen Seite (um mehr als 3 C über dem Sollwert) 15

liegt, dann wird zur Vermeidung einer Überhitzung aufgrund des hohen Drucks und der hohen Tenperatur die Pumpe 1 (Kühlmittelrückführpumpe 224) in Betrieb gesetzt. Da unter diesen Bedingungen das Ventil II (290) auf den

Ströiaungsweg A eingestellt worden ist, pumpt die Pumpe 20

zwangsweise Kühlmittel aus den Kühlkreislauf.

Im Schritt 1509 wird die Temperatur des Kühlmittels wieder ermittelt. Im Falle, daß diese Ermittlung ergibt,

daß die Temperatur nur leicht auf der hohen Seite liegt, 25

dann geht das Programm zum Schritt 1506 über, in welchem das Ventilen (290) so eingestellt wird, daß der Strömungsweg B eingerichtet wird. Außerdem wird das Ventil III (230) geschlossen. Dies bringt selbstverständlich

das System in einen Zustand, in welchem ein geschlosse-30

ner Kreislauf eingerichtet ist, so daß die Kühlmittelrückf ührpumpe 224 mit dem Kühlmantel 208 in fluidischer Verbindung steht und daher in der Lage ist, Kühlmittel in den Kühlmantel 208 zu pumpen. Im Schritt 1507 wird

ein Befehl erzeugt, der den Betrieb der Kühlmittelrück-35

führpumpe 224 beendet.

Im Falle, daß die Temperaturermittlung im Schritt 1509 ergibt, daß die Kühlmitteltemperatur leicht unter dem Sollwert ist, dann wird im Schritt 1510 der Ausgang des Drucksensors 250 abgelesen. Im Falle, daß der Druck im Kühlmantel 208 tatsächlich negativ ist, geht das Pro gramm zum Schritt 1512 über, wo ein Befehl abgegeben wird, der sicherstellt, daß das Ventil III (230) geschlossen wird, so daß eine unerwünschte Wiedereinlei tung von Kühlmittel in diesem Zustand nicht stattfinden 10

kann. Wenn andererseits der Druck nicht negativ ist, dann wird das Ventil so eingestellt, daß es im Schritt 1511 einen offenen Zustand einnimmt.

Anschliefend an die Schritte 1511 und 1512 kehrt das 15

Programm zum Schritt 1505 zurück und die augenblicklichen Pegel im Kühlmantel 208 und dem unteren Tank 220 werden erneut geprüft.

Kühlnantelperrelregelroutine (I)
20

Fig. 16 zeigt die Schritte, die eine erste Pegelregelungssubroutine der dargestellten Ausführungsforra zeigen. Wie im Schritt 1601 gezeigt, wird der Ausgang des

Pegelsensors 25¹I abgetastet, und im Falle, daß eine un-25

genügende Kühlmittelmenge im Kühlmantel 208 festgestellt wird, wird"" im Schritt 1602 die Kühlmittelrückführpumpe 224 in Betrieb gesetzt. Anschließend daran geht diese erste Kühlmantelpegelprüfsubroutine zum Schritt 1603

über.
30

Wenn jedoch im Schritt 1601 angezeigt wird, daß ein geeigneter Kühlmittelpegel im Kühlmantel vorhanden ist (d.h. bei oder oberhalb des Höhenniveaus H1), dann wird im Schritt 1604 die Kühlmittelrückführpumpe 224 angehal-

ten, das Ventil III (230) wird geschlossen und das Ven til IV (278) wird so eingestellt, daß es den Strömungs-

weg B einrichtet. Im Schritt 1605 wird bestimmt, ob ein Steuerbefehl zum Aufheizen der Fahrgastkabine vorliegt. Ist dies nicht der Fall, dann wird im Schritt 1608 die

Heizgerätumwälzpumpe 276 angehalten. 5

Wenn jedoch ein solcher Befehl vorhanden ist, dann wird in den Schritten 1606 und 1607 der Zeitgeber 5 gelöscht und ein Befehl, der die zweite Unterbrechungsroutine ermöglicht, wird abgegeben, um jeglichen entgegenstehenden Befehl zu löschen, der während einer anderen Routine abgegeben und noch in Kraft sein könnte.

Anschließend an die Schritte 1603 und 1607 kehrt die beschriebene Routine zurück.
15

Kühlmantelpeeelprüfroutine (I)

Fig. 17 zeigt die Schritte, die innerhalb des Schritts

1603 der ersten Kühlmantelpegelregelroutine, die oben 20

erläutert worden ist, ausgeführt werden.

Im ersten Schritt dieser Routine wird der Zeitgeber 5 auf Zählen eingestellt. Wenn der Zählerstand dieses

Zeitgebers unterhalb von 10 Sekunden bleibt, kehrt das 25

Programm zurück. Wenn jedoch der Zählerstand anzeigt, daß eine Periode zwischen 10 und 20 Sekunden verstrichen ist, dann wird angenommen, daß Kavitation oder dergleichen Störungen aufgetreten sind und nach Abgabe

eines Befehls, der die Ausführung der zweiten Unterbre-30

chungsroutine verhindert (Schritt 1702) geht das Programm zum Schritt 1703 über, bei welchen der Ausgang des Drucksensors 250 abgelesen wird.

Im Falle, daß ermittelt wird, daß der Druck im Kühl-35

kreislauf tatsächlich negativ ist, dann wird im Schritt 1708 das Ventil III (230) geöffnet, um eine Fluidverbin-

dung zwischen dem Behälter 226 und dem unteren Tank 220 einzurichten, damit frisches, kühles Kühlmittel eingeleitet werden kann. Wenn jedoch der Druck als positiv

ermittelt worden ist, dann geht das Programm zum Schritt 5

1704 über, in welchem das Ventil IV (276) so eingestellt wird, daß ein Strömungsweg A eingerichtet wird. Außerdem wird die Umwälzpumpe 276 erregt. Diese führt selbstverständlich frisches Kühlmittel aus dem Behälter 226 zu und pumpt dieses zwangsweise in den Kühlmantel. Dadurch wird eine mögliche Kavitation unterbunden.

Im Schritt 1705 wird der Kühlmittelpegel im unteren Tank 220 ermittelt, und im Falle, daß dieser oberhalb von H2

ist, wird das Ventil III (230) geöffnet. Wenn der Druck 15

im Kühlkreislauf bei diesem Punkt positiv ist (siehe Schritt 1703), wird heißes Kühlmittel aus dem unteren Tank in den Behälter 226 abgegeben. Sollte sich jedoch zeigen, daß der Pegel niedriger als H2 ist, dann wird

ein Befehl abgegeben, der das Ventil III schließt, um 20

eine übermäßige Abgabe von Kühlmittel aus dem System zu verhindern.

Da es bei diesem Verfahren im Falle, daß Kavitation auftritt, höchstwahrscheinlich ist, daß die Kühlmittelrück-25

führpuinpe 224 für mehr als 10 Sekunden eingeschaltet wird, stellt die Einschaltung der Heizgerätumwälzpunpe sicher, daß die lebenswichtige Minimalkühlmittelmenge im Kühlmantel erhalten bleibt und eine Kavitation darin

verhindert wird. Weiterhin wird der Kreis in einen offe-30

nen Kreis überführt im Falle, daß sich ein positiver Druck entwickelt hat, der es erlaubt, daß ein aufgeheizter Anteil der gesteigerten Kühlmittelmenge im Kühlkreislauf unter dem Einfluß dieses Drucks aus dem System

verdrängt wird.
35

Kühlmantelpegelregelroutine (%I)

Fig. 18 zeigt eine zweite Kühlmantelregelroutine, die im

Schritt 1123 der Systemregelroutine (Fig. 11B) im An-5

sohluß an die Ermittlung ausgeführt wird, daß der Kühlmittelpegel im unteren Tank 220 oberhalb des Höhenniveaus H2 ist. Der erste Schritt dieser Routine ist derart, daß der Pegel des Kühlmittels im Kühlmantel ermittelt wird. Im Falle, daß der Flüssigkeitspegel unter H1 liegt, geht das Programm zum Schritt 1802 über, wo ein Befehl abgegeben wird, der die Kühlmittelrückführpumpe 224 einschaltet, und beim Schritt 1803 wird der gegenwärtige Zustand des Kennzeichens FLAG 2 geprüft. Wenn das Kennzeichen auf "1" gesetzt worden ist, 15

dann überbrückt das Programm den Schritt 1804. Wenn andererseits der Zustand des Kennzeichens FLAG 2 gleich "0" ist, dann richtet das Programm das Ventil II (290) so ein, daß ein Strömungsweg B erzeugt wird. Im Schritt

1805 wird eine zweite Kühlmantelprüfroutine ausgeführt. 20

Die Art dieser Routine wird später detailliert erläutert.

Im Falle, daß die ausgeführte überprüfung im Schritt

1801 anzeigt, daß der Kühlmittelpegel im Kühlmantel 25

tatsächlich ausreichend ist (d.h. oberhalb des Niveaus

H1 ist), dann wird im Schritt 1806 der Zeitgeber 5 gelöscht und im Schritt 1807 wird der Regelkreis 256 so eingestellt, daß er die Ausführung der zweiten Unterbrechungsroutine gestattet. Beim Schritt 1808 wird das 30

Kennzeichen FLAG 2 gelöscht (auf ^η0^η gesetzt), und im Schritt 1809 wird das Ventil IV (278) in einen Zustand gebracht, der den Strömungsweg B einrichtet.

Im Schritt 1801 wird geprüft, ob ein Kabinenheizbefehl 35

gegeben ist, und im Falle, daß dies nicht der Fall ist, wird im Schritt 1811 ein Befehl erzeugt, der die Umwälz-

SB :"■"·" >: -■■, ®. " 36Ö-3897

pumpe 278 anhält.

Im Anschluß an die Schritte 1805, 181O und 1811 kehrt

das laufende Programm zurück,
5

Kühlmantelpegelprüfroutine (II)

Der erste Schritt dieser Routine (Fig. 19) besteht darin, den Zählerstand des Zeitgebers 5 zu prüfen und zu bewerten. V?enn der Zählerstand unter 10 Sekunden liegt, kehrt das Programm zurück. Liegt er jedoch über einer 1O-Sekunden-Grenze und bleibt er unter einer 20-Sekunden-Grenze, dann geht das Programm zum Schritt 1902 über, wo ein Befehl, der die Ausführung der zweiten Unterbrechungsroutine verhindert, abgegeben wird. Beim Schritt 1903 wird das Ventil IV (278) in einen Zustand versetzt, der den Strömungsweg A (der den Behälter 226 und den Einlaßkanal der Heizgerätumwälzpumpe

276 miteinander verbindet) einrichtet und die genannte 20

Pumpe einschaltet. Es versteht sich, daß diese Schritte in der Annahme ausgeführt werden, daß, weil die Kühlmittelrückführpurape 224 für einige Zeit durchgehend betrieben worden ist, es wahrscheinlich ist, daß eine

Fehlfunktion oder Kavitation aufgetreten ist. 25

In Schritf1904 wird das Ventil II (290) in einen solchen Zustand versetzt, daß der Strömungsweg A eingerichtet ist, bei welchem der Auslaßkanal der Kühlmittelrückführpurape 224 fluidisch mit dem Behälter 226 über die Leitung 292 verbunden ist, und im Schritt 1905 wird der laufende Zustand des Kennzeichens FLAG 2 geändert, damit er einen Wert "1^w annimmt.

Im Falle, daß der Zählerstand des Zeitgebers 5 die 35

20-Sekunden-Grenze überschreitet, geht das Programm zum Schritt 1906 über, wo das Kennzeichen FLAG 2 gelöscht

S3

(auf "O" gesetzt) wird, um sicherzustellen, daß während des Laufs der zweiten Kühlmantelregelroutine das Ventil II (290) nicht so eingestellt wird, daß ein Strömungsweg B nach einem lang andauernden Versuch, das Niveau H1 5

wieder zu erreichen, einzurichten und auf diese Weise die Möglichkeit zu verhindern, daß Kühlmittel aus dem Kühlkreislauf zu einem Zeitpunkt verdrängt wird, wo eine ernste Verknappung desselben aufgetreten sein könnte. Bei diesem Punkt ist es weiterhin möglich anzunehmen, daf ein ernstes Problem aufgetreten ist, und eine Warnung an den Fahrzeugführer abzugeben, sofern es so gewünscht wird.

Im Anschluß an die Schritte 1905 und 1906 kehrt die 15

zweite Prüfroutine zurück.

Kondensatorpegelreduzierregelroutine

Fig. 20 zeigt die Schritte, die ausgeführt werden, um 20

die Kühlmittelpegel im Radiator 216 und dem unteren Tank 220 auf geeignete Höhen einzustellen. Es sei betont, daß diese Routine im Schritt 1126 (Fig. 11B) ausgeführt wird, während der Zählerstand des Zeitgebers

noch kleiner als 1 Sekunde ist oder im Schritt 1130 ge-25

löscht worden ist. Es sei auch bemerkt, dar. diese Routine ausgeführt wird, nachdem die zweite Kühlmantelpegelregelroutine ausgeführt worden ist, bei der es möglich ist, daß frisches Kühlmittel vom Behälter in den

Kühlkreislauf über die Heizgerätumwalzpumpe 278 gepumpt 30

worden ist und daher das Gesamtvolumen des Kühlmittels im Kühlkreislauf gesteigert worden ist.

Der erste Schritt dieser Routine gilt dem Ablesen des

Ausgangs des Drucksensors 250 und der Bestimmung, ob 35

der im Kühlkreislauf herrschende Druck oberhalb oder unterhalb jenem Druck ist, bei welchem der Sensor ge-

triggert wird, um einen unter-atmosphärischen Druck anzuzeigen. Wenn der Druck negativ ist, dann wird im Schritt 2005.ein Befehl erzeugt, der das Ventil III

(230) schließt und sicherstellt, daß das System unter 5

solchen Umständen in einem geschlossenen Kreis bleibt. Wenn jedoch der Druck positiv ist, dann wird im Schritt 2002 das Ventil III (230) geöffnet, um die Verdrängung von Kühlmittel aus dem unteren Tank 220 in den Behälter 226 zu ermöglichen. Im Schritt 2003 wird der herrschende Zustand des Kühlmantelpegels geprüft, und im Falle, daß der Pegel als annehmbar ermittelt worden ist, wird das Ventil II (290) auf den Ströraungsweg A umgeschaltet und die Kühlir-ittelrückführpur.pe 224 wird eingeschaltet, um

zuan-sweise Kühlmittel aus den unteren Tank 220 abzuzie-15

hen und dieses in den Behälter 226 zu drücken. Es sei betont, daß die Kombination der zwangsweisen Einleitung durch die Heizgerätumwälzpumpe 278 (in Falle, dar- die Rückführpumpe für eine abnorm lange Zeit betrieben worden ist) in den zweiten Kuhlmittelpegelregel- und -prüfroutinen, denen dieser zwangsweise Abzug von heiCen Kühlmittel aus dem unteren Tank 220 folgt, vom Stand punkt der Verhinderung von Kavitation im Kühlmantel 208 vorteilhaft ist und für den Fall des Ausfalls der Kühl-

mittelrüokführpumpe 224 vorgesehen ist. 25

Falls jedoch die Prüfung im Schritt 2003 ergeben hat, da." der Kühlmittelpegel im Kühlmantel 208 nicht oberhalb H1 ist, dann wird der Schritt 2004 übersprungen, um

eine Erschöpfung der. Kuhlflussigkeitsversorgung im Kühl-30

kreislauf zu vermeiden. Es sei auch betont, daß ggf. die Konditionierung, die im Falle, daß der Schritt 2004 ausgeführt wird, im Schritt 1132 der Systemregelroutine in geeigneter Weise umgekehrt wird.

BAD ORiß'^MAL

Kühlmantelpegelregelroutine (III)

Diese Routine wird im Fall ausgeführt, daß die Temperatur des Kühlmittels auf der unteren Seite liegend im '

Schritt 1120 der Systemregelroutine ermittelt worden ist. Im ersten Schritt wird der Ausgang des Pegelsensors 252 gelesen, um zu ermitteln, ob der Kühlmittelpegel im Kühlmantel 208 oberhalb H1 liegt, oder nicht. Sofern dies nicht der Fall ist, wird in den Schritten 2102 und 2103 die Kühlmittelrückführpumpe 224 in Betrieb gesetzt und eine dritte Kühlmantelpegelprüfroutine wird ausgeführt.

Wenn jedoch die Prüfung im Schritt 2101 ergeben hat, 15

daß das Ergebnis positiv ist, dann wird in den Schritten 2104 und 2105 der Zeitgeber 5 gelöscht und es wird die Ausführung der zweiten Unterbrechungsroutine ernöglicht. Bei den Schritten 2106 und 2107 wird der Betrieb

der Rückführpumpe 224 angehalten und das Ventil IV (278) 20

wird auf Fahrgastkabinenheizung eingestellt. Beim Schritt 2108 wird geprüft, ob Fahrgastkabinenheizung notwendig ist, und wenn kein entsprechender Bedarf besteht, dann wird der Betrieb der Umwälzpumpe 278 im

Schritt 2109 angehalten.
25

Kühlmantelpegelnrüfroutine (III)

Wie in Fig. 22 gezeigt, wird im ersten Schritt dieser

Routine der Zählerstand des Zeitgebers 5 geprüft. Wenn 30

der Zählerstand unter 10 Sekunden bleibt, kehrt das Programm zurück. Wenn er jedoch diesen Grenzwert überschreitet, dann wird ein Befehl abgegeben, der die Ausführung der zweiten Unterbrechungsroutine verhindert,

die Inbetriebsetzung der Heizgerätumwälzpumpe 278 be-35

fiehlt und das Ventil IV (278) auf den Strömungsweg A einstellt. Damit wird die Steuerung der Kühlmittelrück-

bZ .

führpumpe überbrückt, so daß die Neigung besteht, den Kühlkreislauf mit zusätzlichem, frischem, kühlem Kühlmittel in einer Weise zu füllen, die den darin herrschenden Druck steigert und somit den Siedepunkt des Kühlmittels verändert. Diese Einleitung unterdrückt auch die Kavitation im Kühlmantel.

Kondensatorpegej-steigerungsregelroutine

Aus Fig. 11B geht hervor, daß diese Routine der dritten Kühlmantelpegelregelroutine und in dem Falle folgt, daß der Zählerstand des Zeitgebers 2 außerhalb des 3- bis 4-Sekundenbereiches liegt.

Der erste Schritt dieser Routine besteht darin, den Druckzustand im Kühlkreislauf zu prüfen, indem der Ausgang des Drucksensors 205 abgelesen wird. Wenn der Druck negativ ist, dann wird es dem Ventil III (230) gestattet zu öffnen und Kühlmittel kann in den unteren Tank

220 eingeleitet werden. Dies vermindert die Druckdifferenz zwischen dem Innern des Systems und der Umgebungsatmosphäre und neigt auch dazu, die Oberflächengröße des Radiators, die für die Abgabe der latenten Wärme verfügbar ist, zu vermindern. Beide Maßnahmen tragen dazu bei,

die Temperatur des Kühlmittels in Richtung auf den gewünschten Sollwert anzuheben.

Regelroutine bei abnorm hoher Temperatur

Fig. 24 zeigt eine Routine, die ausgeführt wird, wenn

die Möglichkeit einer Maschinenüberhitzung ermittelt worden ist. Der erste Schritt dieser Routine ist derart, daß die herrschenden Druckzustände innerhalb des Kühlkreises ermittelt werden. Im Falle, daß der Druck inner-35

halb des Kühlkreislaufes negativ ist, geht das Programm auf die Schritte 2402 und 2403 über, wo ein Befehl die

Ausführung der zweiten Unterbrechungsroutine erlaubt und das System in einen Zustand gebracht wird, in welchem das Ventil II (290) so eingestellt wird, daß der Strömungsweg B eingerichtet wird.
5

Wenn andererseits der Druck in dem System positiv ist, wie es zu erwarten wäre, wenn die Temperatur bei oder

ο
oberhalb von 110 C liegt, dann geht das Programm zum Schritt 2*104 über, bei welchem das Ventil III (230) geöffnet wird und der Ventilator 218 angehalten wird. Dieser Zustand erlaubt es selbstverständlich, daß unter Druck stehender Kühldampf plötzlich durch den Radiator 216 nach unten und in den unteren Tank 220 strört und

auf diese Vieir.e jegliche Lufttaschen oder dergleichen 15

ausspült, die den Radiator 216 blockieren und die abnorm hohen Temperaturen hervorrufen könnten ("Heifausblasen"). Der Druck in dem System fällt aufgrund dieser Entlüftung sehr schnell ab. In Schritt 2*105 wird die

Kühlmitteltemperatur ermittelt.
20

ο Im Falle, daß die Temperatur oberhalb 115 C liegt,

wird im Schritt 2406 das Ventil I (248) geöffnet, und der Ventilator 218 wird auf maximale Leistung geschaltet. Diese Maßnahmen erlauben es, einen überdruck aus 25

dem System über die Überlaufleitung 246 abzulassen. Es sei betont," daZ in Fig. 10 in dieser Ausführungsforra die Überlauf leitung 246 mit eines unteren· Abschnitt des Behälters 226 verbunden ist und daher eine Art "Darapffal-

Ie" bildet, die das meiste des Dampfes kondensiert, der SO

durch das darin unter solchen Bedingungen enthaltene Kühlmittel als Blasen aufsteigt. Aufgrund des plötzlichen Druckabfalls neigt die starke Ventilatorbetätigung auch dazu, die Temperatur des Kühlmittels auf eine etwas

sicherere Größe sehr schnell herabzusetzen. 35

Im Falle, daß die Temperatur abfällt oder in einen Be-

BAD

OO

reich zwischen 110 C und 115 C fällt, wird der Schritt 2406 überbrückt und das Programm geht direkt zum Schritt 2408 über. Wenn jedoch die Messung ergibt, daß die Tem-

o ο

peratur im Bereich zwischen 106 C und 110 C liegt, dann 5

wird im Schritt 2407 das Ventil I (248) geschlossen, um die Ableitung des Kühldampfes aus dem oberen Abschnitt des Kühlkreislaufes zu beenden.

Im Schritt 2408 wird der Pegel des Kühlmittels im Kühlmantel 208 Geprüft, Fenn sich erweist, daß der Pesel ungenügend ist, dann wird im Schritt 2408 der Zählerstand des Zeitgebers 5 geprüft. Wenn der Zählerstand einer Zeit von weniger als 10 Sekunden entspricht, dann wird ir: Schritt 2if 1 ^i der Kühinittelpegel in unteren Tank 220 5

geprüft. Befindet sich der Pegel oberhalb von K2, dann wird im Schritt 2415 die zweite Unterbrechungsroutine eingeleitet und im Schritt 2416 wird die Kühlmittelrückführpumpe 224 eingeschaltet, wobei das Ventil II (290)

so eingestellt wird, da.C eine Fluidverbindung zwischen 20

der Punpe und dem Kühlmantel 208 eingerichtet wird.

Hat jedoch im Schritt 2413 der Zählerstand des Zeitgebers 5 eine Zeitdauer von mehr als 10 Sekunden angezeigt, dann geht das Programm zum Schritt 2409 über, bei 25

welchen der Ausgang des Pegelsensors 262 geprüft wird.

Wenn der Pegel des Kühlmittels im unteren Tank 220 oberhalb von H2 ist, dann wird der Schritt 2410 überbrückt. Wenn andererseits der Pegel im unteren Tank unter H2

ist, dann wird im Schritt 2410 die Kühlmittelrückführ-30

punpe 224 angehalten und das Ventil II (290) wird so eingestellt, daß es den Strömungsweg B einrichtet. Wenn im Schritt 2414 der Kühlmittelpegel im unteren Tank 220 als angemessen ermittelt worden ist, dann führt das

Programm den Schritt 2310 aus. 35

Im Falle, daß die im Schritt 2408 ausgeführte Prüfung

BAD ORIGINAL

erweist, daß der Kühlmittelpegel im Kühlmantel 208 oberhalb H1 ist, dann geht das Programm zu den Schritten 2417 bis 2420 und 2421 über, sofern keine Fahrgastkabinenheizung verlangt wird. 5

Beim Schritt 2422 wird der Pegel des Kühlmittels im unteren Tank 220 erneut geprüft. In Übereinstimmung mit dem Ergebnis dieser Prüfung wird das System entsprechend einem der Schritte 2423 und 2424 konditioniert. D.h., wenn sich herausgestellt hat, daß ein Kühlnittelüberschuß im unteren Tank 220 enthalten ist, dann wird das System in einen Zustand gebracht, in welchem dieser ÜberschuP ausgepumpt wird. Weiterhin, wenn die herrschende Kühlr.i ttel temperatur noch imner ir. Bereich von

ο

105 C ist, dann wird das augenblickliche Pro^ramr. so gestaltet, daß eine Überhitzungssituation geregelt wird, die Ableitung von Kühlmittel aus deci unteren Tank erleichtert dieses Ziel, indec Kühlmittel aus dem Kühlsystem in einer Weise abgezogen wird, die dazu neigt,

die Oberflächengröße im Radiator 216, die für die Abgabe der latenten Wärme zur Verfugung steht, maximal zu machen.

Das Programm rezirkuliert dann, bis der Druck in dem ο

System negativ wird oder bis die Temperatur unter 106 C fällt. Sobald eines dieser Erfordernisse erfüllt ist, wird angenommen, daß das Uberhitzungsproblera gelöst ist und daß die normale Regelung wieder aufgenommen werden

kann.
30

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Leerseite -

Claims (1)

1. GRÜNECKER, KINKELDEY. STOCKMAIR & PARTNER

   NISSAN MOTOR CO., LTD.

   2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama City, Japan

   PATENTANWÄLTE

   EUROPEAN PA'EN"¹ *TTOWNE^VE

   A SRUNECKER dipi. ing

   DR H KINKELDEY. w»l no

   DR W STOCKMAIR. «.. na »Et i

   DR K SCHUMANN di*l ohvs

   P H JAKOB. d'pl ing

   DR G BEZOLD. »pl cmem

   W MEISTER dipl .no

   H HILSERS dipl no

   DR. H MEYER-PLATH o.pl ins

   DR M BOTT-BODENhAUSEN: »

   DR U KINKELDEY ι», κ.

   •tiCENCie EN DRC* DE I. UN'v DE GE*EVE

   8000 MÜNCHEN 22

   P 19 987-314/to

   Kühlsystem für eine Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine oder dergleichen

   Patentansprüche

   M . ; Brennkraftmaschine mit einem einem hohem Wärmefluf. ausgesetzten Aufbau und einem Kühlsystem zum Abführen von Wärme von der Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch

   a) einen Kühlkreislauf, enthaltend:

   i) einen Kühlmantel (208), der um den Aufbau angeordnet ist, und in den ein Kühlmittel in flüssiger Form eingeleitet und gasförmig wieder davon abgegeben wird;

   ii) einen Radiator (216), der in fluidischer Ver-

   bindung mit dem Kühlmantel (208) steht, und in welchem Kühldampf, der in dem Kühlmantel (208) erzeugt wird, in die flüssige Phase kondensiert

   wird; und
   5

   iii) Einrichtungen (222, 22M, 252) zum Rückführen des flüssigen Kühlmittels vom Radiator (216) zum Kühlmantel (208) in einer Weise, die den genannten Aufbau in vorbestimmter Tiefe vom flüssigen Kühlmittel uraspült hält;

   b) einen Hilfskreis (270, 272, 2Jk), der in Fluidver-

   binduns mit dem Kühlkreislauf ist und durch den

   flüssiges Kühlmittel von einer Unwälzpumpe (276) un-15

   gepumpt wird;

   c) eine Quelle (226) für flüssiges Kühlmittel;

   d) eine erste Leitung (280), die von der Quelle (226) 20

   zu dem Kilfskreis (270, 272, 27¹O führt und die mit dem Hilfskreis an einer Stelle stromabwärts von der Umwälzpumpe (276) verbunden ist; und

   e) ein erstes Ventil (278), das einen ersten Zustand 25

   hat, in welchem eine Fluidverbindung zwischen der

   Quelle' (226) und den Hilfskreis (270, 272, 274) so eingerichtet ist, daß die Umwälzpumpe (276) im Betrieb Kühlmittel von der Quelle (226) über die erste Leitung (278) einführt und diese in den genann-30

   ten Kühlkreislauf pumpt, und einen zweiten Zustand hat, in welchem die Verbindung zwischen der Quelle (226) und dem Hilfskreis (270, 272, 27¹O bei Erregung des Ventils (278) unterbrochen ist, wobei die

   Kühlmittelumwälzpumpe (276) das Kühlmittel durch den 35

   Hilfskreis (270, 272, 27¹J) pumpt.

   2. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle für flüssiges Kühlmittel die Form eines Vorratsbehälters (226) hat, in welchem flüssiges Kühlmittel gespeichert wird, und daß die

   erste Leitung (220) Teil eines Ventiles und einer Leitungseinrichtung ist, um selektiv eine Fluidverbindung zwischen dem genannten Vorratsbehälter (226) und den Kühlhilfskreisen einzurichten.

   3. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kühlmittelrückführeinrichtung enthält:

   eine Kühlraittelrückführleitun,^ (222), die von des Radia-15

   tor (216) zum Kühlmantel (208) führt;

   eine Kühlmittelruckfuhrpurape (224), die in der Kühlnittelrückführleitung (222) angeordnet ist;

   einen ersten Pegelsensor (252), der in dem Kühlmantel

   (208) angeordnet ist, um den Kühlmittelpegel in einem ersten vorbestimmten Höhenniveau darin zu ermitteln, wobei das erste vorbestiminte Höhenniveau so gewählt ist,

   daß, wenn das flüssige Kühlmittel an dem genannten vor-25

   bestimmten Höhenniveau ist, der genannte Aufbau in einer vorbestimmten Tiefe von Kühlmittel umspült ist; und

   einen Regelkreis (256), der auf den Ausgang des ersten

   Pegelsensors (252) anspricht und wirkungsmäßig mit der 30

   Kühlmittelrückführpumpe (22H) so verbunden ist, daß die Pumpe (224) selektiv eingeschaltet wird, un flüssiges Kühlmittel von dein Radiator (216) in den Kühlmantel (208) zu pumpen, wenn der erste Pegelsensor (252) ein

   Signal abgibt, das anzeigt, daß der Pegel des flüssigen 35

   Kühlmittels in dem Kühlmantel (208) unterhalb des ersten vorbestimmten Höhenniveaus ist.

   4. Kühlkreislauf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die genannte Ventil- und Leitungseinrichtung weiterhin enthält:

   eine zweite Leitung (228), die von dem Behälter (226) zu dem Kühlkreislauf führt und die mit dem Kühlkreislauf in einem Höhenniveau in Verbindung steht, das niedriger als das erste vorbestimmte Höhenniveau ist;

   ein zweites Ventil (230), das in der zweiten Leitung

   (228) angeordnet ist und so eingerichtet ist, daß es einen ersten Zustand hat, in welchem die Verbindung zwischen den Behälter (226) und dem Kühlkreislauf eingerichtet ist, und einen zweiten Zustand hat, in welchem 15

   diese Verbindung unterbunden ist;

   eine dritte Leitung (246), die von den Behälter (226) zu dem Kühlkreislauf führt und mit dem Kühlkreislauf in

   einen Höhenniveau in Verbindung steht, das höher ist, 20

   als das erste vorbestimmte Höhenniveau; und

   ein drittes Ventil (248), das in der dritten Leitung (246) angeordnet ist und einen ersten Zustand hat, in

   welchen die Verbindung zwischen dem Behälter (226) und 25

   dem Kühlkreislauf eingerichtet ist, und einen zweiten Zustand hat, in welchen diese Verbindung unterbunden ist.

   5. Kühlkreislauf nach Anspruch 4, dadurch g e 30

   kennzeichnet , daß die Ventil- und Leitungs· einrichtung weiterhin enthält:

   ein viertes Ventil (290), das in der Kühlmittelrückfuhr-

   leitung (222) an einer Stelle zwischen der Kühlmittel-35

   rückführpumpe (224) und den Kühlmantel (208) angeordnet ist; und

   eine vierte Leitung (292), die von dem Vorratsbehälter (226) zu dem vierten Ventil (290) führt, welches einen ersten Zustand hat, in welchem eine Verbindung zwischen

   der Pumpe (22H) und dem Kühlmantel (208) eingerichtet 5

   ist und eine Verbindung zwischen dem Behälter (226) und der Kühlmittelrückführleitung (222) unterbrochen ist, und eine zweite Stellung hat, in welcher die Verbindung zwischen der Pumpe (224) und dem Kühlmantel (208) unterbrochen und die Verbindung zwischen der Pumpe (224) und dem Behälter (226) eingerichtet ist.

   6. Kühlkreislauf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Ventil- und Leitunsseinrichtung weiterhin enthält:

   ein kleines Sammelgefäß (222), das am Boden des Radiators (216) angeordnet ist, um flüssiges Kühlmittel zu sammeln, das sich im Radiator (216) gebildet hat; und

   einen zweiten Pegelsensor (262), der in den Gefäfc (222) angeordnet ist, um den Pegel des Kühlmittels in einem zweiten vorbestimmten Höhenniveau zu ermitteln.

   7. Kühlsystem nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η 25

   zeichnet , daC das zweite Höhenniveau so gewählt ist,~daß, wenn der Kühlflüssigkeitspegel in dem Kühlmantel (208) sich im ersten vorbestimmten Höhenniveau befindet und der Pegel der Kühlflüssigkeit in den

   genannten Gefäß (222) sich in dem zweiten vorbestimmten 30

   Höhenniveau befindet, die Minimalmenge von Kühlmittel, das in dem Kühlkreislauf zurückgehalten werden sollte, darin enthalten ist.

   8. Kühlkreislauf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (250) vorgesehen ist, der den Druckpegel, der im Kühlkreislauf

   herrscht, gegenüber dem umgebenden Atmosphärendruck ermittelt.

   9. Kühlkreislauf nach Anspruch 1, gekenn-5

   zeichnet durch: einen Regelkreis (256) mit Einrichtungen zum Beobachten der Betriebsweise der Kühlflüssigkeitsrückführeinrichtung und zum Bewirken, daß das erste Ventil (278) den ersten Zustand einnimmt und die Umwälzpumpe (276) im Falle, daß die Betriebscharakteristik der Kühlflüssigkeitsrückführeinrichtung aus einem vorbestimmten Rahmen fällt, eingeschaltet wird.

   10. Kühlsystem nach Anspruch 3» dadurch Gekennzeichnet , daf der Regelkreis (256) eine Ein-

   richtung zum Beobachten der Zeit enthält, für die die Kühlmittelrückführpumpe (22¹I) in Betrieb ist und zum Bewirken, daß das erste Ventil (278) den ersten Zustand einnimmt und die Umwälzpumpe (276) eingeschaltet ist im

   Falle, daß die Kühlmittelrückf ührpumpe (22¹I) für mehr 20

   als eine vorbestimmte Zeitperiode arbeitet.

   11. Kühlsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Beobachtungseinrichtung das

   erste Ventil (278) in einem ersten Zustand und die Um-25

   wälzpumpe (276) in Betrieb hält, solange der erste Pegelsensor X252) anzeigt, daß der Pegel des Kühlmittels im Kühlmantel (208) sich auf dem ersten vorbestimmten Höhenniveau befindet.

   12. Kühlkreislauf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Regelkreis (256) enthält:

   eine Einrichtung zum Beobachten der Zeit, für die die 35

   Kühlmittelrückführpumpe (224) in Betrieb ist und zum Bewirken, daß das erste Ventil (278) den ersten Zustand

   einnimmt und die Umwälzpumpe (276) in Betrieb setzt im Falle, daß die Kühlmittelrückführpumpe (224) für mehr als eine vorbestimmte Zeitdauer arbeitet;

   eine Einrichtung zum Halten des ersten Ventils (278) in dem ersten Zustand und zum Betreiben der Umwälzpumpe (276) solange, wie der erste Pegelsensor (252) anzeigt, daß der Pegel des Kühlmittels in dem Kühlmantel (208) sich auf dem ersten vorbestimmten Höhenniveau befindet;

   eine Einrichtung zum Ermitteln des Druckpegels (250) in dem Kühlmantel (208);

   eine Einrichtung (262) zur.! Hessen des Kühlmittelpesels 15

   in dem Gefäß (222) durch Abtasten des Ausgangs des zweiten Pegelsensors;

   eine Einrichtung zum Öffnen des zweiten Ventils, wenn

   der Pegel des Kühlmittels in dem Gefäß (222) oberhalb 20

   dein zweiten vorbestimmten Höhenniveau ist und der Druck in dem Kühlkreislauf positiv ist oder wenn der Pegel des Kühlmittels, in dem Gefäß (222) unterhalb den zweiten vorbestimmten Höhenniveau ist und der Druck in dem

   Kühlkreislauf unterhalb des Atraosphärendrucks ist. 25

   13· Kühlkreislauf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daE der Regelkreis (256) weiterhin enthält:

   Einrichtungen zum Offnen des zweiten Ventils, wenn die

   Temperatur und der Druck in dem Kühlkreislauf innerhalb eines ersten vorbestimmten Bereiches sind, und Einrichtungen zum Öffnen des vierten Ventils, wenn die Temperatur in dem Kühlkreislauf eine maximal zulässige Grenze 35

   überschreitet.

   1M. Verfahren zum Kühlen einer Brennkraftmaschine mit einem Aufbau, der einem hohen Wärmefluß unterworfen ist, gekennzeichnet durch:

   Einführen von flüssigem Kühlmittel in einen Kühlmantel, der um den dem hohen Wärmefluß ausgesetzten Aufbau angeordnet ist;

   Aufnehmen von Wärme aus dem Aufbau durch das flüssige Kühlmittel, Sieden des Kühlmittels und Erzeugen von Kühldampf;

   Kondensieren des in dem Kühlmantel erzeugten Kühldarapfs in seine flüssige Phase in einem Kondensator;

   Rückführen des flüssigen Kondensates, das in dem Radiator gebildet worden ist, zum Kühlmantel unter Verwendung von Kühlrnittelrückführeinrichtungen in solcher Weise,

   daß der Aufbau in einer vorbestimmten Tiefe von dem 20

   flüssigen Kühlmittel umspült bleibt;

   Umwälzen des Kühlmittels von dem Kühlmantel durch einen Hilfskreis unter Verwendung einer Umwälzpumpe;

   Beobachten des Betriebs der Kühlmittelrüokführeinrichtungen;

   Verbinden der Umwälzpumpe mit einer Quelle flüssigen

   Kühlmittels und Einschalten der Umwälzpumpe im Falle, 30

   daß eine Betriebscharakteristik der Kühlraittelrückführeinrichtungen außerhalb eines vorbestimmten Rahmens fällt, um flüssiges Kühlmittel von der Quelle in den Kühlmantel zu pumpen.

   15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß der Pegel des Kühlmittels in dem

   Kühlmantel überwacht wird und daß die Einleitung von Kühlflüssigkeit von der Quelle über die Umwälzpumpe in Abhängigkeit von dem beobachteten Kühlmittelpegel in

   dem Kühlmantel geregelt wird.
   5

   16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensat vom Boden des Radiators zur Quelle verdrängt wird, indem ein positiver Druck in dem Radiator ausgenutzt wird.

   17. Verfahren nach Anspruch 16, weiterhin enthaltend:

   Einleiten von Kühlmittel von der Quelle arc Boden des Γ?ε·

   diators unter Verwendung eines necativen Drucics ir: Ra-15

   diator in solcher Weise, daß die Temperatur des in den Kühlmantel durch die Kühlmittelrückführeinrichtungen rückgeführten flüssigen Kühlmittels herabgesetzt ist.

   18. Verfahren nach Anspruch 17, weiterhin g e 20

   kennzeichnet durch:

   Einleiten des von der Umwälzpumpe verdrängten Kühlmittels in den Kühlmantel an einer Stelle nahe dem Aufbau, der dem hohen Wärnefluß unterworfen ist.

   19. Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch:

   Ablassen des Kühldampfes von einem Ort nahe dem Boden 30

   des Radiators im Falle, daß Temperatur und Druck in dem Kühlmantel in einem ersten vorbestimmten Bereich liegen.

   20. Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch:
   35

   Ablassen des Kühldampfes von einer Stelle nahe dem hoch-

   sten Abschnitt des Kühlmantels im Falle, daß die Temperatur im Kühlmantel oberhalb einer maximal zulässigen Grenze liegt.