DE10022967A1 - Flüssigkeitsgekühlter Abgasturbolader - Google Patents
Flüssigkeitsgekühlter AbgasturboladerInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen flüssigkeitsgekühlten Abgasturbolader für einen mit interner Verbrennung arbeitenden Verbrennungsmotor, mit einem für Abgasturbolader sowie Ladeluftkühler gemeinsamen, von der Motorkühlung separaten Kühlflüssigkeitskreislauf.
Description
Die Erfindung betrifft einen flüssigkeitsgekühlten
Abgasturbolader für einen mit interner Verbrennung
arbeitenden, gekühlten Verbrennungsmotor mit Ladeluftkühlung,
insbesondere in Kraftfahrzeugen.
Es ist allgemein bekannt, die Leistung eines
Verbrennungsmotors mittels eines Abgasturboladers zu erhöhen
und dabei zur Erhöhung der Dichte der Ladeluft eine
Ladeluftkühlung vorzusehen.
Die DE-OS 14 76 370 zeigt in diesem Zusammenhang einen
flüssigkeitsgekühlten Verbrennungsmotor mit
Flüssigkeitskühlung für die Ladeluft. Dabei sind zwei separate
Kühlflüssigkeitskreisläufe vorgesehen. Ein
Flüssigkeitskreislauf dient zur Kühlung des Motors sowie zur
Kühlung eines ausgangsseitig des Motors angeordneten
Getriebes. Ein weiterer Kühlmittelkreislauf dient zur Kühlung
der Ladeluft sowie des Motoröls.
Aus der Druckschrift MTZ Motortechnische Zeitschrift 53
(1992), Seiten 114 bis 121, ist es bekannt, für die
Ladeluftkühlung und die Motorkühlung separate
Kühlflüssigkeitskreisläufe vorzusehen.
Im übrigen sind, insbesondere für Verbrennungsmotoren mit sehr
hoher Leistung, flüssigkeitsgekühlte Abgasturbolader bekannt.
Hier ist die Kühlung des Abgasturboladers regelmäßig in den
Kühlflüssigkeitskreislauf des Fahrzeugmotors eingebunden.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, den Herstellungsaufwand für
flüssigkeitsgekühlte Abgasturbolader und Ladeluftkühlung zu
vermindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Abgasturbolader sowie die Ladeluftkühlung einen gemeinsamen,
von der Motorkühlung separaten Kühlflüssigkeitskreislauf
aufweisen.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, für
Abgasturbolader und Ladeluftkühler ein autarkes
Kühlflüssigkeitssystem vorzusehen. Damit wird einerseits der
Vorteil geboten, daß die Motorkühlung unverändert bleiben
kann, wenn der jeweilige Fahrzeugmotor wahlweise mit oder ohne
Abgasturbolader in einem Fahrzeug installiert werden soll.
Hier stellt also das Abgasturbolader mit dem Ladeluftsystem
eine vom Motor weitestgehend sesparate zusätzliche Baugruppe
dar, deren Vorhandensein oder Nichtvorhandensein keine
grundsätzlichen Modifikationen an der Motorkühlung erfordert.
Andererseits ist vorteilhaft, daß bei eventuellen Inspektions-
oder Servicearbeiten am Abgasturbolader bzw. an der
Ladeluftkühlung einerseits oder am Kühlsystem des Motors
andererseits keinerlei Beeinträchtigungen des jeweils anderen
Systems auftreten können.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung besitzt der Kühlflüssigkeitskreislauf von
Abgasturbolader und Ladeluftkühlung eine Kühlmittelpumpe mit
vom Verbrennungsmotor unabhängigen Antrieb, zweckmäßigerweise
durch Elektromotor. Dadurch wird beim Stillsetzen des
Verbrennungsmotors eine Nachkühlung des Abgasturboladers
möglich, so daß dort die Gefahr eines Wärmestaus oder einer
Verkokung der Abgasturbine sicher vermieden wird.
Innerhalb des gemeinsamen Kühlflüssigkeitskreislaufes können
der Abgasturbolader und der Ladeluftkühler in Reihe angeordnet
sein, wobei einerseits die Möglichkeit besteht, den
Abgasturbolader vor dem Ladeluftkühler anzuordnen, oder statt
dessen vorgesehen sein kann, den Ladeluftkühler vor den
Abgasturbolader zu schalten.
Statt dessen ist auch eine Parallelanordnung mit zueinander
parallelen Kühlflüssigkeitskreisläufen für Abgasturbolader und
Ladeluftkühler möglich.
Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der
Erfindung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung
der Zeichnung verwiesen, anhand der besonders bevorzugte
Ausführungsformen näher beschrieben werden.
Dabei zeigt
Fig. 1 eine schaltplanartig dargestellten
Kühlflüssigkeitskreislauf für eine Doppelanordnung von
Ladeluftkühler und Abgasturbolader, wie es im Falle
eines Verbrennungsmotors mit zwei V-förmig
angeordneten Zylinderreihen zweckmäßig ist, wobei
jeder Ladeluftkühler jeweils in Reihe vor einem
Abgasturbolader angeordnet ist,
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer
Anordnung, bei der die Abgasturbolader jeweils in
Reihe vor einem Ladeluftkühler angeordnet sind, und
Fig. 3 eine Ausführungsform mit Parallelanordnung von
Ladeluftkühler und Abgasturbolader im gemeinsamen
Kühlflüssigkeitskreislauf.
Ein in Fig. 1 nicht näher dargestellter Verbrennungsmotor mit
zwei, beispielsweise V-förmig zueinander angeordneten
Zylinderreihen besitzt für jede Zylinderreihe einen
gesonderten Abgasturbolader 1' bzw. 1" sowie zwei gesonderte
Ladeluftkühler 2' und 2", so daß jeder Zylinderreihe des Motors
entsprechend gekühlte Ladeluft zuführbar ist. Die beiden
Abgasturbolader 1' und 1" sind flüssigkeitsgekühlt, wobei ein
Kühlflüssigkeitskreislauf eine Kühlflüssigkeitspumpe 3
aufweist. Diese fördert druckseitig in eine Druckleitung 4,
welche sich in zwei Leitungszweige 5' und 5" aufspaltet, die
jeweils über einen der Ladeluftkühler 2' bzw. 2" sowie einen
der Abgasturbolader 1' und 1" führen und an einer
Eingangsleitung 6 eines durch nicht dargestelltes Gebläse
gekühlten Wärmetauschers 7 zusammengeführt sind, der
seinerseits ausgangsseitig mit der Eingangsseite der
Kühlflüssigkeitspumpe 3 verbunden ist.
Die Kühlflüssigkeitspumpe 3 wird vorzugsweise durch einen
Elektromotor 8 unabhängig vom Fahrzeugmotor angetrieben, so
daß die Pumpe 3 auch noch nach Stillsetzen des Fahrzeugmotors
weiterlaufen und eine Nachkühlung der Abgasturbolader 1' und 1"
bewirken kann.
Sollte der Fahrzeugmotor lediglich eine Zylinderreihe
aufweisen, können der Leitungszweig 5" sowie der
Abgasturbolader 1" und der Ladeluftkühler 2" entfallen.
Grundsätzlich ist es jedoch unabhängig von der Bauart des
Motors möglich, mehrere Abgasturbolader und entsprechend
mehrere Ladeluftkühler für eine entsprechende Anzahl von
Zylindern oder Zylindergruppen des Motors vorzusehen. Dadurch
können kleinere Abgasturbolader eingesetzt werden, die sich
bei wechselndem Abgasstrom trägheitsarm beschleunigen lassen.
Die Ausführungsform der Fig. 2 unterscheidet sich von der
Ausführungsform der Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß die
Abgasturbolader 1' und 1" jeweils in Reihe vor den
Ladeluftkühlern 2' und 2" angeordnet sind.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform sind die
Abgasturbolader 1' und 1" in den Leitungszweigen 5' und 5"
jeweils parallel zu den Ladeluftkühlern 2' und 2" angeordnet.
Claims (4)
1. Flüssigkeitsgekühlter Abgasturbolader (1', 1") für einen mit
interner Verbrennung arbeitenden gekühlten Verbrennungsmotor
mit Ladeluftkühlung (2', 2"), insbesondere in Kraftfahrzeugen,
mit einem für Abgasturbolader (1', 1") sowie Ladeluftkühlung
(2', 2") gemeinsamen, von der Motorkühlung separaten
Kühlflüssigkeitskreislauf (3, 4, 5', 5", 6, 7).
2. Abgasturbolader nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß Abgasturbolader (1', 1") und Ladeluftkühler (2', 2") in Reihe
im Kühlmittelkreislauf angeordnet sind.
3. Abgasturbolader nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß Abgasturbolader (1', 1") und Ladeluftkühler (2', 2") parallel
im Kühlflüssigkeitskreislauf angeordnet sind.
4. Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Kühlflüssigkeitskreislauf eine durch Elektromotor (8)
angetriebene Pumpe (3) vorhanden ist.
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