DE102004033704B4

DE102004033704B4 - Ladeluftkühler für eine zweistufig aufgeladene Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102004033704B4
Application number: DE102004033704A
Authority: DE
Inventors: Johannes Hollweck; Martin Schallenberg
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2004-07-13
Filing date: 2004-07-13
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2024-07-14
Also published as: DE102004033704A1

Abstract

Ladeluftkühler für eine Brennkraftmaschine mit 2-stufiger Aufladung, wobei ein erster Ladeluftkühler als Zwischenkühler (8) zwischen dem Niederdruckverdichter (7'') der Niederdruckstufe (7) und dem Hochdruckverdichter (6'') der Hochdruckstufe (6) und ein zweiter Ladeluftkühler (9) nach dem Hochdruckverdichter (6'') der Hochdruckstufe (6) vorgesehen ist und wobei
– wenigstens einer der Ladeluftkühler (8, 9) röhrenförmig ausgebildet ist,
– das Rohr in seiner Längsrichtung in wenigstens eine erste Kammer (15), die von der Ladeluft durchströmt wird und wenigstens einer zweiten Kammer (16, 16') unterteilt ist, die über eine Zuströmöffnung (13, 13') und eine Abströmöffnung (14, 14') von einem Kühlmedium durchströmt wird,
– die wenigstens eine erste Kammer (15) und die wenigstens eine zweite Kammer (16, 16') durch eine Trennwand (17, 17') getrennt sind, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
– die Wandung (20) der die Ladeluft führenden ersten Kammer (15), in dem von der wenigstens einen zweiten...

Description

Die Erfindung betrifft einen Ladeluftkühler für eine 2-stufig aufgeladene Brennkraftmaschine.
Eine derartige Brennkraftmaschine, wie sie z. B. aus der DE 19961610 A1 bekannt ist, weist häufig einen nach der ersten Verdichterstufe angeordneten Ladeluftkühler als Zwischenkühler auf, dessen Aufgabe darin besteht, das Temperaturniveau der Ladeluft bereits nach der Niederdruckstufe zu senken, um so den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine zu erhöhen und die Abgasemission zu reduzieren. Ein weiterer Ladeluftkühler ist üblicherweise nach dem Hochdruckverdichter angeordnet. Offen bleibt, wie die Ladeluftkühler nach der DE 19961610 ausgebildet sind.
Bei in Fahrzeugen angeordneten Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art kommt zu dem Problem der notwendigen effizienten Kühlung der Ladeluft das Problem, dass der in den verfügbaren Einbauräumen gegebene Platz äußerst gering bemessen ist. Weiter ist es für einen optimalen Durchsatz an Ladeluft zwingend, der Ladeluft strömungstechnisch einen möglichst geringen Widerstand entgegenzusetzen. In diesem Zusammenhang ist es aus der DE 2420308 A1 bekannt, zwischen der ersten Verdichterstufe und dem zweiten Verdichterstufe eine Rohrverbindung für die Ladeluft vorzusehen, die von einem Kühlmantel umgeben ist. Aus der US 5 261 356 A ist weiterhin bekannt, die Ladeluftleitung zwischen diesem und dem Ladeluftsammelrohr als mantelgekühlte Rohrverbindung auszuführen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Ladeluftkühler anzugeben, der für eine effiziente Kühlung der Ladeluft sorgt, den beengten Raumverhältnissen, insbesondere zwischen Niederdruck- und Hochdruckverdichter Rechnung trägt und der Ladeluft einen möglichst geringen Strömungswiderstand entgegen setzt. Weiter gehört es zur Aufgabe der Erfindung den Ladeluftkühler so zu verwenden, dass er gleichzeitig die Funktion einer Hitzeabschirmung übernimmt.
Die Aufgabe wird durch eine Anordnung gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst, vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Ladeluftkühlers als Wärmeabschirmung ist in Anspruch 5 gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, bei den Teilen der Wandung der ersten die Ladeluft führenden Kammer, die von der zweiten von der Kühlflüssigkeit durchströmten Kammer abgewandt sind, also den Teilen der Wandung der ersten Kammer, die nicht zur Trennwand zwischen erster und zweiter Kammer gehören, diese so auszubilden, dass sie eine möglichst große Oberfläche aufweisen. Durch diese Maßnahme lässt sich in vorteilhafter Weise auch über diese Oberfläche Wärme von der Ladeluft an die Umgebung abführen. Eine Vergrößerung der Oberfläche der die Wärme abführenden Wandung ist durch Profilierung, wellenförmige Ausbildung, Kühlrippen bzw. die Oberfläche vergrößernde Makrostrukturen in vorteilhafter Weise erreichbar.
Um die Kühlwirkung der zweiten von dem Kühlmedium durchströmten Kammer auf die erste die Ladeluft führende Kammer zu konzentrieren, ist es von Vorteil, die Teile der Wand der zweiten Kammer, die nicht zur Trennwand gehören, glattflächig auszuführen. Durch diese Maßnahme wird, auch bei benachbarten heißen Komponenten der Brennkraftmaschine, die Kühlwirkung auf die Ladeluft nicht nennenswert beeinträchtigt.
Wegen des geringen verfügbaren Bauraums bei in Fahrzeugen eingebauten Brennkraftmaschinen ist es weiter von Vorteil, den erfindungsgemäßen Ladeluftkühler so auszugestalten, dass er eine flache Bauform aufweist und damit so einbaubar ist, dass er das von der Brennkraftmaschine eingenommene Volumen nicht nennenswert vergrößert.
Weiter ist es vorteilhaft, die das Kühlmedium führende Kammer so auszubilden, dass zwei Züge entstehen, welche die Kammer mit der Ladeluft einschließen. Diese Züge können, je nach Platzverhältnissen und erwünschter Kühlwirkung, im Gleichstrom, Gegenstrom oder Umkehrstrom vom Kühlmedium durchströmt werden.
Eine vorteilhafte Verwendung des Ladeluftkühler besteht darin, ihn in der Brennkraftmaschine so anzuordnen, dass er mit seiner zweiten von dem Kühlmedium durchflossenen Kammer heißen Komponenten der Brennkraftmaschine benachbart ist und diese abdeckt. Durch diese Verwendung wird gemeinsam und gleichzeitig mit der Ladeluftkühlung eine Hitzeabschirmung heißer Komponenten der Brennkraftmaschine, wie z. B. Abgasrohren oder Turbinen von Turboladern erreicht.
Beispiel der Anordnung sind nachfolgend unter Zuhilfenahme der Zeichnungen näher erläutert, es zeigen:
1 Eine Prinzipdarstellung einer Brennkraftmaschine mit 2-stufiger Aufladung
2 Eine Beispiel für ein Ladeluftrohr in Draufsicht
3 Einen Schnitt durch die in 2 gezeigten Anordnung mit unterschiedlich ausgebildeten Trennwänden
4a–4d Prinzipdarstellungen von Strömungsvarianten der Anordnung
5 Einen Schnitt durch einen Ladeluftkühler mit zwei unterschiedlichen Kühlungsarten der Ladeluft
6 Einen Schnitt durch einen Ladeluftkühler der als Abschirmung in einer Brennkraftmaschine verwendet ist
Die in Prinzipdarstellung in 1 gezeigte Brennkraftmaschine 1 weist einen über Abgaskrümmer 2 an die Brennräume 3 des Motorblocks 4 angeschlossenes Abgassammelrohr 5 auf, das die Verbrennungsgase über das Turbinenrad 6' der Hochdruckverdichterstufe 6 und das Turbinenrad 7' der Niederdruckverdichterstufe 7 führt und über diese den Verdichter 6'' der Hochdruckverdichterstufe 6 und den Verdichter 7'' der Niederdruckverdichterstufe 7 antreibt. Die Ladeluft wird vom Verdichter 7'' der Niederdruckverdichterstufe 7 über einen Luftfilter (nicht dargestellt) angesaugt, verdichtet und gelangt dann über einen Zwischenkühler 8 in den Verdichter 6'' der Hochdruckverdichterstufe 6. Dort erfolgt die zweite Verdichtung der Ladeluft, die dann über einen weiteren Ladeluftkühler 9 in das Ansaugrohr 10 der Brennkraftmaschine 1 bzw. über die Ansaugkrümmer 11 in die Brennräume 3 des Motorblocks 4 gelangt. Die Aufgabe des Zwischenkühlers 8 und des Ladeluftkühlers 9 besteht darin, die durch den Verdichtungsvorgang erwärmte Ladeluft zur Optimierung des Wirkungsgrades möglichst wirkungsvoll abzukühlen, ohne den Luftdurchsatz negativ zu beeinflussen.
Um dies zu erreichen, ist der Zwischenkühler rohrförmig ausgebildet, wie dies die 2 zeigt, um den vorhandenen Bauraum, der insbesondere bei in Fahrzeuge eingebauten Brennkraftmaschinen sehr eng bemessen ist, optimal zu nutzen. Gemäß der Darstellung in 2 verbindet der Zwischenkühler 8 über jeweils eine Flanschverbindung 12, 12' den Ladeluftausgang des Niederdruckverdichters 7'' mit dem Ladelufteingang des Hochdruckverdichters 6''. Um eine effiziente Kühlwirkung auf die vom Niederdruckverdichter 7'' zum Hochdruckverdichter 6'' strömende Ladeluft auszuüben, ist der Zwischenkühler 8 in zwei Kammerbereiche aufgeteilt, von denen der eine, wie bereits ausgeführt, die Verbindung zwischen Niederdruckverdichter 7'' und Hochdruckverdichter 6'' herstellt, also von der Ladeluft durchströmt ist und der andere Bereich von einem Kühlmedium durchströmt ist. In dem vom Kühlmedium durchströmten Bereich sind eine Zuströmöffnung 13 und eine Abströmöffnung 14 angeordnet, die z. B. als Schraubverbindung oder als Schlauchanschlussstutzen ausgebildet sein können. Um die Oberfläche der Trennwand zwischen der die Ladeluft führenden Kammer und der das Kühlmedium führenden Kammer zu vergrößern, ist eine entsprechende Ausgestaltung der Trennwand bzw. der Trennwände dieser Kammern vorgesehen, in 2 ist dies durch dünne Linien angedeutet. Beispiele für die Ausgestaltung der besagten Trennwände und die Anordnung der Kammern zueinander sind in 3 dargestellt, die einen Schnitt entlang der in 2 mit A-A bezeichneten Linie zeigt.
Aus darstellungsökonomischen Gründen wurden in 3 zwei durch die strichpunktierte Linie getrennte unterschiedliche Ausgestaltungsmöglichkeiten der Trennwände zusammengefasst, dies kann auch in der Praxis so ausgeführt sein, aber selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, die Trennwände gleich auszuführen.
In dem linken Teil der Darstellung in 3 ist erkennbar, dass der Zwischenkühler 8 eine erste von der Ladeluft durchströmte Kammer 15 und eine zweite von dem Kühlmedium durchströmte Kammer 16 aufweist. Die Trennwand 17 zwischen der ersten Kammer 15 und der zweiten Kammer 16 weist auf der der ersten Kammer 15 zugewandten Seite Rippen 18 auf, die parallel zur Strömungsrichtung der die erste Kammer 15 durchströmenden Ladeluft angeordnet sind. Durch die so vergrößerte Oberfläche der Trennwand 17 wird die Wärme der Ladeluft besser durch diese aufgenommen und an das in der zweiten Kammer 16 zirkulierende Kühlmedium abgegeben. Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, die Rippen 18 auch auf der dem Kühlmedium zugewandten Seite der Trennwand 17 oder nur auf dieser Seite vorzusehen. Wie die Anordnung in der Praxis ausgeführt wird, ist eine Frage der zu übertragenden Wärmemenge und damit der Auslegung der Anordnung. Diese Auslegung wiederum ist dem Fachmann geläufig.
Eine andere Möglichkeit der Ausgestaltung der Trennwände ist im rechten Teil der Darstellung gemäß 3 gezeigt. Die die Ladeluft führende erste Kammer 15 ist dort durch eine wellenförmige Trennwand 17' von der das Kühlmedium führenden zweiten Kammer 16' getrennt, wobei die Wellenberge bzw. Wellentäler parallel zur Strömungsrichtung der Ladeluft verlaufen, so dass der Ladeluftdurchsatz nicht behindert wird.
Betrachtet man die 3 als ganzes, ist eine von der Ausgestaltung der Trennwände unabhängige Möglichkeit der Verbesserung der Kühlwirkung dargestellt. Zur Optimierung der Kühlwirkung ist die erste die Ladeluft führende Kammer 15 durch die zweite das Kühlmedium führende Kammer 16, 16' weitgehend umschlossen. Es bietet sich dabei an, die zweite Kammer 16, 16' 2-zügig auszuführen, derart, dass die erste Kammer 15 zwischen den beiden Zügen der zweiten Kammer 16, 16' liegt. In einem solchen Fall kann es zur Realisierung bestimmter Strömungsverhältnisse, auf die nachfolgend in Verbindung mit den 4a bis 4d eingegangen wird, notwendig sein, eine oder mehrere Überströmöffnungen 19 vorzusehen, die eine Verbindung zwischen den beiden Zügen der 2-zügig ausgebildeten Kammer 16, 16' schaffen.
Um die Kühlwirkung der Anordnung nach den 2 und 3 weiter zu verbessern, besteht die Möglichkeit, die vorstehend beschriebene Trennwand 17, 17' mit einer Makrostruktur zu versehen, um die zur Kühlung verfügbare Fläche zu vergrößern. Unter einer Makrostruktur wird dabei eine Vielzahl von Erhebungen bzw. Vertiefungen verstanden, die, gleichmäßig oder dem Zufallsprinzip folgend, über die Trennwand 17, 17' verteilt sind.
Die 4a bis 4d zeigen jeweils in stark vereinfachter Darstellung einen Längsschnitt, durch einen Zwischenkühler für die Ladeluft, wobei unter einem Längsschnitt ein Schnitt parallel zur Strömungsrichtung der Ladeluft verstanden werden soll. Es wird nachfolgend in Verbindung mit diesen Beispielen aufgezeigt, dass zahlreiche Durchströmungsvarianten in Verbindung mit einem solchen Zwischenkühler realisierbar sind. Bei den Beispielen nach den 4a bis 4d ist dabei gleichermaßen angenommen, dass die durch den Verdichtungsvorgang erwärmte Ladeluft den über die Flanschverbindung 12 an den Niederdruckverdichter und über die Flanschverbindung 12' an den Hochdruckverdichter angeflanschten Zwischenkühler, bzw. dessen erste Kammer 15, in Richtung des Pfeils, also in der Zeichnung von oben nach unten, durchströmt. Für die das Kühlmedium führende zweite Kammer 16, 16' ist angenommen, dass diese 2-zügig ausgeführt ist, das der zweiten Kammer 16, 16' zugeführte Kühlmedium entstammt einem nicht dargestellten Kühlsystem.
Die Variante gemäß 4a zeigt die Durchströmung des Zwischenkühlers nach dem Gleichstromprinzip. Über die Zuströmöffnungen 13, 13' strömt das Kühlmedium nahe der Flanschverbindung 12 in die beiden Züge der zweiten Kammer 16, 16'. In dieser Kammer ist die Strömungsrichtung gleich der der Ladeluft in der ersten Kammer 15, der Wärmeaustausch von der Ladeluft auf das Kühlmedium erfolgt über die trennenden Zwischenwände die die erste Kammer 15 von der zweiten Kammer 16, 16' trennen. Das erwärmte Kühlmedium gelangt über die Abströmöffnungen 14 und 14' in den Kühlkreislauf zurück.
Eine nach dem Gegenstromprinzip arbeitende Anordnung zeigt 4b. Hier strömt das Kühlmedium nahe der Flanschverbindung 12', die dem Hochdruckverdichter benachbart ist, in die zweite Kammer 16, 16' und durchströmt diese entgegen der Strömungsrichtung der Ladeluft in der ersten Kammer 15. Über die Abströmöffnungen 14, 14' gelangt das Kühlmedium nahe der zum Niederdruckverdichter benachbarten Flanschverbindung 12 in den Kühlkreislauf zurück.
Die in 4c gezeigte Querstromvariante stellt eine weitere Möglichkeit der Realisierung der Anordnung dar. Über eine Zuströmöffnung 13 gelangt das Kühlmedium nahe der Flanschverbindung 12 in den ersten Zug 16 der zweiten Kammer 16, 16'. Wie in Verbindung mit 3 bereits beschrieben, sind zwischen dem ersten Zug 16 und dem zweiten Zug 16' der zweiten Kammer 16, 16' Überströmöffnungen 19 vorgesehen (in 4c durch die mit 19 bezeichneten Pfeile symbolisiert), so dass das Kühlmedium die Anordnung auf dem Weg von der Zuführöffnung 13 zu der Abströmöffnung 14, die der Flanschverbindung 12' benachbart ist, quer zur Strömungsrichtung der Ladeluft durchströmt. Die Überströmöffnungen sind dabei so ausgebildet, dass sie die Hauptkühlwirkung entfalten.
In 4d schließlich ist eine nach dem Umkehrstromprinzip arbeitende Variante dargestellt. Auch hier strömt das Kühlmedium dem ersten Zug 16 der zweiten Kammer 16, 16' nahe der Flanschverbindung 12 über eine Zuströmöffnung 13 zu. Abweichend zu der Anordnung nach 4c ist hier nur eine Überströmöffnung 19 nahe der Flanschverbindung 12', also auf der von der Zuströmöffnung 13 abgewandten Seite der Anordnung vorgesehen, so dass das Kühlmedium in dem ersten Zug 16 die gleiche Strömungsrichtung aufweist wie die Ladeluft in der Kammer 15. Am Ende der Anordnung, also in unmittelbarer Nachbarschaft zu der Flanschverbindung 12', strömt das Kühlmedium durch die Überströmöffnung 19 in den zweiten Zug 16' der zweiten Kammer 16, 16' und in dieser, entgegen der Strömungsrichtung der Ladeluft in der Kammer 15, zu der Abströmöffnung 14, die der Flanschverbindung 12 benachbart gegenüber der Zuströmöffnung 13 angeordnet ist.
Selbstverständlich lassen sich zahlreiche Abwandlungen der vorstehenden Durchströmungsvarianten denken, die der Fachmann aus dem Vorstehenden unschwer ableiten kann.
Gleichfalls kann die Anordnung dahingehend abgewandelt sein, dass die erste von der Ladeluft durchströmte Kammer in mehrere parallele Kammern aufgeteilt ist. Ebenso besteht für die zweite, vom Kühlmedium durchströmte Kammer die Möglichkeit, nicht nur einen oder zwei, sondern auch mehrere Züge vorzusehen.
Eine besonders preisgünstige Ausführung der Anordnung ist dadurch erreichbar, dass die in den 2 und 3 gezeigte Anordnung auf gießtechnischem Wege aus Metall, z. B. Aluminium oder Gusseisen, gefertigt wird. Beide Materialien weisen zwar eine unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit auf, die von Aluminium ist erheblich höher als die von Gusseisen, dennoch ist auch Gusseisen als prinzipiell geeignet anzusehen. Bei der Ausführung als Metallgussteil lässt sich die Trennwand, die die Ladeluft führende Kammer von der das Kühlmedium führenden Kammer trennt, formtechnisch einfach wellenförmig ausbilden und/oder mit Rippen und/oder einer Makrostruktur versehen, wodurch die zur Kühlung der Ladeluft verfügbare Oberfläche erheblich vergrößert wird.
Eine weitere Ausführungsform des Ladeluftkühlers ist in 5 dargestellt. Die Schnittdarstellung zeigt, ähnlich wie in 2, einen Schnitt, der senkrecht zur Strömungsrichtung der Ladeluft durch den Ladeluftkühler verläuft. An die erste, die Ladeluft führende Kammer 15 schließt sich, durch die Trennwand 17 getrennt, die zweite das Kühlmedium führende Kammer 16 an. Die in der zweiten Kammer 16 angeordnete Zuströmöffnung 13, sowie die Abströmöffnung 14, verbinden die zweite Kammer 16 mit einem nicht dargestellten Kühlkreislauf. Die Trennwand 17 weist auf ihrer der ersten Kammer 15 zugewandten Seite Rippen 18 auf, die zweite Kammer 16 ist glattflächig ausgeführt.
Zur Erzielung einer zusätzlichen Kühlwirkung ist die Wandung 20 der ersten Kammer 15, in ihrem von der zweiten Kammer 16 abgewandten also nicht zur Trennwand 17 gehörenden Teil so profiliert, dass sich, wie im unteren Teil der 5 erkennbar, eine Wellenform ergibt. Die Wandung 20 kann dabei, zur weiteren Verbesserung der Kühlwirkung, jeweils in den Wellentälern angeordnet, innen und außen, Kühlrippen 19, 19' aufweisen, wie dies im oberen Teil der 5 dargestellt ist.
Die vorstehend beschriebene Anordnung vereint zwei unterschiedliche Kühlprinzipien in einem Bauteil, nämlich einerseits eine Ladeluft-Kühlmedium-Kühlung zwischen der ersten Kammer 15 und der Zweiten Kammer 16 und andererseits eine Ladeluft-Umgebungsluft-Kühlung zwischen der ersten Kammer 15 und der Umgebungsluft. Es werden also alle Möglichkeiten zur Kühlung der Ladeluft ausgeschöpft.
Die Schnittdarstellung gemäß 5 lässt weiter erkennen, dass die Höhe der Anordnung ein vielfaches der Breite beträgt, der Ladeluftkühler also sehr flach ausgeführt ist. Durch diese flache Ausführung lässt er sich, trotz der relativ großen Strömungsquerschnitte, so an einer Brennkraftmaschine anordnen, dass er nur unwesentlich über deren Kontur hinaus ragt. Andererseits schafft diese flache Ausführung die Voraussetzung für eine gleichzeitige Verwendung des Ladeluftkühlers als Abdeckung heißer Motorkomponenten, wie dies nachfolgend in Verbindung mit 6 beschrieben ist.
Die erwähnte 6 zeigt, ebenfalls in einer Schnittdarstellung senkrecht zur Strömungsrichtung der Ladeluft, einen Ladeluftkühler, bestehend aus einer ersten von der Ladeluft durchströmten Kammer 15 und einer 2-zügig ausgebildeten zweiten Kammer 16, 16'. Die erste Kammer 15 ist auf ihrer Innenseite, jeweils an den Trennwänden zu den beiden Zügen der zweiten Kammer 16, 16', zur Vergrößerung der Wärmeübergangsfläche mit Rippen 18 versehen, die Außenwandungen 22, 22' der beiden Züge der zweiten Kammer 16, 16' sind glattflächig ausgeführt. Im Bereich der Trennwände 17, 17' können in der Kammer 16, 16', abweichend zur Darstellung, Profilierungen bzw. die Oberfläche vergrößernde Strukturen vorgesehen sein.
Der vorstehend beschriebene Ladeluftkühler ist an der Brennkraftmaschine so angeordnet, dass er zwischen einem heißen Bauteil 23, z. B. einem Abgasrohr, und einem hitzeempfindlichen Bauteil 21, z. B. einer Motorabdeckung, die häufig aus Kunststoff, besteht, liegt. Dem heißen Bauteil 23 zugewandt, ist der eine das Kühlmedium führende Zug der zweiten Kammer 16, 16' angeordnet, während der andere das Kühlmedium führende Zug der zweiten Kammer 16, 16' dem hitzeempfindlichen Bauteil 21 benachbart ist.
Auf die vorstehend beschriebene Weise lassen sich auch sehr heiße Bereiche einer Brennkraftmaschine, z. B. Abgasrohre oder die Turbinen von Turboladern, um nur einige zu nennen, ohne zusätzlichen Aufwand effektiv gegenüber ihrer Umgebung abschirmen. Die für solche Bereich üblicherweise vorgesehenen Wärmeabschirmbleche können entfallen, der dafür notwendige Bauraum lässt sich im Doppelnutzen für die Ladeluftkühlung verwenden.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungen lassen sich selbstverständlich mit dem dem Fachmann zugänglichen Fachwissen auf vielfältige Weise ausgestalten, ohne den grundlegenden erfinderischen Gedanken zu verlassen, es kommt diesen Ausführungsformen somit nur Beispielcharakter zu.

Claims

Ladeluftkühler für eine Brennkraftmaschine mit 2-stufiger Aufladung, wobei ein erster Ladeluftkühler als Zwischenkühler (8) zwischen dem Niederdruckverdichter (7'') der Niederdruckstufe (7) und dem Hochdruckverdichter (6'') der Hochdruckstufe (6) und ein zweiter Ladeluftkühler (9) nach dem Hochdruckverdichter (6'') der Hochdruckstufe (6) vorgesehen ist und wobei – wenigstens einer der Ladeluftkühler (8, 9) röhrenförmig ausgebildet ist, – das Rohr in seiner Längsrichtung in wenigstens eine erste Kammer (15), die von der Ladeluft durchströmt wird und wenigstens einer zweiten Kammer (16, 16') unterteilt ist, die über eine Zuströmöffnung (13, 13') und eine Abströmöffnung (14, 14') von einem Kühlmedium durchströmt wird, – die wenigstens eine erste Kammer (15) und die wenigstens eine zweite Kammer (16, 16') durch eine Trennwand (17, 17') getrennt sind, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Wandung (20) der die Ladeluft führenden ersten Kammer (15), in dem von der wenigstens einen zweiten Kammer (16) abgewandten Bereich, zumindest in einem Teil so ausgebildet ist, dass sich hinsichtlich der Kontaktfläche dieses Teils der Wandung (20) mit ihrer Umgebung eine möglichst große Oberfläche ergibt, derart dass – die möglichst große Oberfläche durch eine Profilierung der Wandung (20) erreicht ist und/oder – dass die Wandung (20) wellenförmig ausgebildet ist, derart, dass die Wellentäler und Wellenberge parallel zur Strömungsrichtung der Ladeluft verlaufen und/oder – dass die Wandung (20) Kühlrippen (19, 19') aufweist, wobei die Kühlrippen (19, 19') auf der Innenseite und/oder auf der Außenseite der ersten Kammer (15) angeordnet sind, derart, dass die Kühlrippen (19, 19') wenn sie auf der Innenseite der Kammer (15) angeordnet sind, parallel zur Strömungsrichtung der Ladeluft verlaufen und/oder – dass die Wandung (20) auf der Innenseite der ersten Kammer 15 und/oder auf deren Außenseite eine die Oberfläche vergrößernde Makrostruktur aufweist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die der ersten Kammer (15) abgewandte Wandung (20') der wenigstens einen zweiten Kammer (16, 16') sowohl auf der Innenseite der zweiten Kammer (16, 16') als auch auf deren Außenseite glattflächig ausgebildet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladeluftkühler (8, 9) so ausgebildet ist, dass sich ein im wesentlichen flaches Gebilde ergibt, derart, dass ein Schnitt durch den Ladeluftkühler (8, 9) senkrecht zur Strömungsrichtung der Ladeluft eine langgestreckte Form aufweist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das Kühlmedium führende Kammer (16, 16') aus wenigstens zwei parallel verlaufenden Zügen besteht, wobei die parallelen Züge zu der die Ladeluft führende Kammer (15) jeweils eine Trennwand (17, 17') aufweisen und wobei die parallelen Züge relativ zueinander gesehen im Gleichstrom oder im Gegenstrom oder im Umkehrstrom vom Kühlmedium durchströmt sind.
Verwendung der Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4 an einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung so in die Brennkraftmaschine eingebaut ist, dass sie mit ihrer wenigstens einen zweiten von dem Kühlmedium durchströmten Kammer (16, 16') heißen Bauteilen (23) der Brennkraftmaschine benachbart ist, und diese gegenüber hitzeempfindlichen Bauteilen (21) an der Brennkraftmaschine und/oder ihrer Umgebung abdeckt.