DE102004018675A1 - Cooling system of an internal combustion engine and internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Bekannte Kühlsysteme für Brennkraftmaschinen weisen eine Mehrzahl parallel oder in Serie angeordneter Kühlkreisläufe auf, welche eine Vielzahl von Leitungen, Verbindungen sowie einen großen Bauraum erfordern. DOLLAR A Es wird ein Kühlsystem (10, 10', 10'') einer Brennkraftmaschine, mit mehreren durch in dem Kühlsystem (10, 10', 10'') umlaufendes Kühlmittel (24, 24a) zu kühlenden Baugruppen bzw. -teilen, das mehrere der jeweiligen Baugruppen bzw. dem jeweiligen Bauteil zugeordnete Kühlkreisläufe (26, 26a, 26b, 26c, 26d) mit Bereichen (30) aufweist, in denen ein Energieübergang von der Baugruppe bzw. dem Bauteil an das Kühlmittel (24, 24a) erfolgt, vorgeschlagen, wobei wenigstens zwei unterschiedlichen Baugruppen bzw. Bauteilen zugeordnete Bereiche (30) in einer gemeinsamen Einheit (32) angeordnet sind. Darüber hinaus wird eine Brennkraftmaschine mit einem derartigen Kühlsystem (10, 10', 10'') vorgeschlagen.Known cooling systems for internal combustion engines have a plurality of parallel or in series arranged cooling circuits, which require a large number of lines, connections and a large installation space. DOLLAR A It is a cooling system (10, 10 ', 10' ') of an internal combustion engine, with a plurality of in the cooling system (10, 10', 10 '') circulating coolant (24, 24a) to be cooled assemblies or parts, the plurality of respective assemblies or the respective component associated cooling circuits (26, 26a, 26b, 26c, 26d) having areas (30) in which an energy transfer from the assembly or the component to the coolant (24, 24a) takes place , proposed, wherein at least two different modules or components associated areas (30) in a common unit (32) are arranged. In addition, an internal combustion engine with such a cooling system (10, 10 ', 10' ') is proposed.
Description
Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem einer Brennkraftmaschine, mit mehreren durch in dem Kühlsystem umlaufendes Kühlmittel zu kühlenden Baugruppen bzw. -teilen, das mehrere der jeweiligen Baugruppen bzw. dem jeweiligen Bauteil zugeordnete Kühlkreisläufe mit Bereichen aufweist, in denen ein Energieübergang von der Baugruppe bzw. dem Bauteil an das Kühlmittel erfolgt, sowie eine Brennkraftmaschine.The The invention relates to a cooling system an internal combustion engine, with several through in the cooling system circulating coolant to be cooled assemblies or parts, the more of the respective modules or the respective Component associated cooling circuits with Has areas in which an energy transfer from the module or the component to the coolant takes place, as well as an internal combustion engine.
Die DE-A-199 55 302 zeigt eine Brennkraftmaschine mit einem Kühlmittelkreislauf, der in Strömungsrichtung hinter einer Kühlmittelpumpe einen Motorkühlkreislauf durch die Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse und einem Zylinderkopf, einen Abgaskreis mit einem Abgassammelrohr und einem Abgasturbolader und einen Wärmetauscherkreis mit einem Ladeluftwärmetauscher und einem Rohwasser-Wärmetauscher aufweist, welche parallel angeordnet sind und welche vor der Kühlmittelpumpe wieder zusammengeführt werden.The DE-A-199 55 302 shows an internal combustion engine with a coolant circuit, in the flow direction behind a coolant pump an engine cooling circuit by the internal combustion engine having a crankcase and a cylinder head, an exhaust circuit with an exhaust manifold and an exhaust gas turbocharger and a heat exchange circuit with a charge air heat exchanger and a raw water heat exchanger which are arranged in parallel and which in front of the coolant pump merged again become.
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird darin gesehen, dass eine derartige Brennkraftmaschine bzw. ein Kühlsystem für eine derartige Brennkraftmaschine viele einzelne Baugruppen aufweist und daher aufwändig im Aufbau ist bzw. einen großen Bauraum erfordert.The The problem underlying the invention is seen in that Such an internal combustion engine or a cooling system for such an internal combustion engine has many individual assemblies and therefore consuming in the Construction is or a big one Space required.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Lehre der Patentansprüche 1 bzw. 10 gelöst, wobei in den weiteren Patentansprüchen Merkmale aufgeführt sind, die die Lösung in vorteilhafter Weise weiterentwickeln.This Problem is inventively the teaching of the claims 1 or 10 solved, wherein in the further claims features are listed, the solution develop in an advantageous manner.
Auf diese Weise wird ein Kühlsystem einer Brennkraftmaschine zur Verfügung gestellt, welches besonders kompakt ausgeführt ist, da die Bereiche in denen ein Energieübergang von einer zu kühlenden Baugruppe der Brennkraftmaschine an ein in dem Kühlsystem zirkulierendes Kühlmittel erfolgt, in einer gemeinsamen Einheit angeordnet sind.On This way will be a cooling system an internal combustion engine provided, which is particularly compact is because the areas in which an energy transfer from an assembly to be cooled the internal combustion engine to a circulating in the cooling system coolant takes place, are arranged in a common unit.
Sind wenigstens zwei der Kühlkreisläufe parallel angeordnet, so können sie über einen gemeinsamen Zulauf bzw. einen gemeinsamen Ablauf verfügen und durch nur einen Kühlmittelstrom mit Kühlmittel versorgt werden. Eine derartige Ausführung ist besonders raumsparend und weist darüber hinaus einen geringeren Strömungswiderstand auf als eine andersartige Anordnung, wodurch beispielsweise die Kavitationsgefahr herabgesetzt wird. Das Kühlmittel muss gegen einen geringeren Differenzdruck gefördert werden, so dass insgesamt eine geringere Antriebsleistung erforderlich ist.are at least two of the cooling circuits in parallel arranged so can she over have a common inlet or a common sequence and by only one coolant flow with coolant be supplied. Such an embodiment is particularly space-saving and points over it In addition, a lower flow resistance as a different arrangement, whereby, for example, the risk of cavitation is lowered. The coolant must be promoted against a lower differential pressure, so that in total a lower drive power is required.
Werden wenigstens zwei der Kühlkreisläufe unabhängig voneinander mit Kühlmittel versorgt, so kann hierdurch eine stärkere oder unterschiedliche Kühlung von Baugruppen erzielt werden.Become at least two of the cooling circuits independently with coolant supplied, so this can be a stronger or different cooling of Assemblies are achieved.
Die gemeinsame Einheit kann beispielsweise durch eine Anordnung in einem gemeinsamen Gehäuse realisiert werden. Vorzugsweise bilden aber die Bereiche als solche eine Einheit bzw. sind in der Art eines Gehäuses ausgebildet. Die Einheit kann an die Brennkraftmaschine bzw. einen Zylinderkopf bzw. einen Motorblock der Brennkraftmaschine angrenzend angeordnet sein oder aber einen Bestandteil der Brennkraftmaschine, des Zylinderkopfs bzw. des Motorblocks bilden.The common unit can be, for example, by an arrangement in one common housing will be realized. Preferably, however, the areas form as such a unit or are formed in the manner of a housing. The unit can to the internal combustion engine or a cylinder head or a Engine block of the internal combustion engine to be arranged adjacent or but a component of the internal combustion engine, the cylinder head or of the engine block.
Bei der Baugruppe bzw. dem Bauteil kann es sich beispielsweise um den Zylinderkopf und/oder den Motorblock der Brennkraftmaschine und/oder auch um einen Turbolader, eine Abgasenergierückgewinnungseinheit, einen Abgasauslass bzw. -krümmer und/oder jedes andere Bauteil bzw. jede andere Baugruppe der Brennkraftmaschine bzw. jede (s) andere der Brennkraftmaschine zugeordnete Bauteile/-gruppe handeln.at the assembly or the component may be, for example, the Cylinder head and / or the engine block of the internal combustion engine and / or also around a turbocharger, an exhaust gas energy recovery unit, a Exhaust outlet or elbow and / or any other component or any other assembly of the internal combustion engine or any other component (s) associated with the internal combustion engine act.
Ist wenigstens einer der Bereiche derart angeordnet, dass ein Energieübergang an das Kühlmittel in diesem Bereich von zwei Baugruppen/-teilen erfolgen kann, so trägt dies weiter zu einer kompakten Ausführung bei.is at least one of the areas arranged such that an energy transition to the coolant can be done in this range of two modules / parts, so wear this continue to a compact design at.
Die Baugruppen/-teile können hierzu derart aneinander angrenzend vorgesehen sein, dass der Bereich zwischen ihnen angeordnet ist, so dass er sowohl an die eine Baugruppe bzw. den einen Bauteil als auch die andere Baugruppe bzw. den anderen Bauteil angrenzt, so dass ein Energieübergang stattfinden kann.The Assemblies / parts can For this purpose be provided adjacent to each other in such a way that the area arranged between them, so that he can connect both to the one assembly or the one component and the other module or the other component adjoins, leaving an energy transition can take place.
Das Kühlsystem weist vorzugsweise wenigstens eine Kühlmittelpumpe auf bzw. ist mit einer solchen verbunden, um das Kühlmittel in dem Kühlsystem bzw. den Kühlkreisläufen in Zirkulation zu versetzen, um das energiehaltige bzw. erwärmte Kühlmittel aus dem Bereich abzutransportieren und durch Kühlmittel niedrigeren Energiepotentials bzw. kälteres Kühlmittel zu ersetzen. Das Kühlmittel kann nach dem Abtransport einem Wärmetauscher, beispielsweise in der Art einer luft- oder anderweitig gekühlten Kühleinrichtung zugeführt werden, um es wieder einsatzbereit zu machen und es erneut dem Bereich zuzuführen.The cooling system preferably has at least one coolant pump on or is connected with such to the coolant in the cooling system or the cooling circuits in Circulation to the energy-containing or heated coolant from carry away the area and by means of coolant lower energy potential or colder coolant to replace. The coolant can after removal a heat exchanger, for example be supplied in the manner of an air or otherwise cooled cooling device, to get it ready for use again and return it to the area.
Weist eine Brennkraftmaschine ein derartiges Kühlsystem auf, so kann sie besonders kompakt und somit bauraumsparend ausgeführt werden. Darüber hinaus ist aufgrund der Anordnung der Bereiche in einer gemeinsamen Einheit eine reduzierte Anzahl an Verbindungen in der Art von Leitungen, Schläuchen oder auch Anschlussstücken sowie zugeordneter Halterungen, Flansche etc. notwendig, wodurch ein kostengünstiger Aufbau begünstigt und die Anzahl möglicher Leckagestellen reduziert und somit die Betriebssicherheit erhöht wird.If an internal combustion engine has such a cooling system, it can be made particularly compact and thus space-saving. In addition, due to the arrangement of the areas in a common unit, a reduced number of connections in the manner of lines, hoses or fittings and associated mounts, flanges, etc. necessary, whereby a cost-effective design favors and reduces the number of possible leakage points and thus the reliability is increased.
Eine derartige Brennkraftmaschine kann an unterschiedliche Einsatzgebiete, beispielsweise zu Land als auch zu Wasser, angepasst sein. Insbesondere bei marinen Anwendungen ist es beispielsweise aufgrund von sicherheitstechnischen Aspekten wichtig, dass Abgasauslass bzw. -krümmer, Turbolader bzw. Gehäuse von Turboladerturbinen ausreichend gekühlt werden, da in diesen Bereichen bei Volllast sehr hohe Temperaturen erreicht werden. Marine Anwendungen weisen darüber hinaus häufig die Besonderheit der Verwendung einer Kühlung durch Seewasser auf.A Such internal combustion engine can be used in different fields of application, for example, on land as well as on water. Especially In marine applications, for example, it is due to safety-related Aspects important that exhaust gas outlet, or turbocharger or housing of Turbocharger turbines are sufficiently cooled, since in these areas at full load very high temperatures can be achieved. Marine applications point it over often out the peculiarity of using cooling by seawater.
Eine derartige Brennkraftmaschine kann sowohl in einem zumindest im Wesentlichen stationären Einsatz, beispielsweise in einem Generator oder Kraftwerk etc., oder mobil, beispielsweise in einem Fahrzeug oder Schiff etc., eingesetzt werden. Insbesondere ist eine solche Brennkraftmaschine bei beengten Einsatzbedingungen, wie sie zum Beispiel auf Schiffen, U-Booten oder auch an Bau- oder Industriemaschinen oder an landwirtschaftlichen Maschinen, wie Erntemaschinen oder Ackerschleppern, aufgrund der Vielzahl an Zusatzaggregaten und dem durch die benötigten zusätzlichen Bauraum, auftreten, vorteilhaft.A Such internal combustion engine can be at least substantially in one stationary Use, for example in a generator or power plant etc., or mobile, for example, in a vehicle or ship, etc., used become. In particular, such an internal combustion engine is cramped Operating conditions, such as those on ships, submarines or to construction or industrial machinery or to agricultural Machines, such as harvesters or farm tractors, due to Variety of additional aggregates and the additional required by the Space, occur, advantageous.
Eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine kann beispielsweise mit Flüssiggas oder jedem anderen geeigneten Kraftstoff betrieben werden; insbesondere handelt es sich aber um einen Diesel- bzw. Benzinmotor.A inventive internal combustion engine can for example, with LPG or any other suitable fuel; especially But it is a diesel or gasoline engine.
In der Zeichnung sind drei nachfolgend näher beschriebene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt:In the drawing are three embodiments described in more detail below represented the invention. It shows:
Es
wird zuerst auf
Die
Brennkraftmaschine weist gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
einen Motorblock
Das
Kühlsystem
Hierfür weist
das Kühlsystem
Das
Kühlmittel
Erfindungsgemäß sind wenigstens
zwei unterschiedliche der genannten Bauteile bzw. Baugruppen zugeordnete
Bereiche
Gemäß dem in
Weiter
ist dem ersten Ausführungsbeispiel zu
entnehmen, dass der Abgasauslass
Es
wird nun auf
Eine
derartige Ausbildung des Kühlsystems
Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
erfolgt mittels des zweiten Kühlmittelkreislaufs
Es
wird nun auf
Der
zweite Kühlkreislauf
Der
erste Kühlkreislauf
Hierzu
sind in dem ersten Kühlkreislauf
Der
zweite Kühlkreislauf
Nur
der erste Strang
Gemäß dem in
Claims (13)
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