DE102006047518A1 - Brennkraftmaschine mit einem Wasserkühlsystem - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Wasserkühlsystem, welches einen Niedertemperaturkreislauf (10) aufweist, wobei in dem Niedertemperaturkreislauf (10) ein Niedertemperaturkühler (12) und ein wassergekühlter Ladeluftkühler (16) angeordnet ist. Hierbei ist in dem Niedertemperaturkreislauf (10) zusätzlich ein wassergekühlter Abgasturbolader (22) angeordnet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Wasserkühlsystem, welches einen Niedertemperaturkreislauf aufweist, wobei in dem Niedertemperaturkreislauf ein Niedertemperaturkühler und ein wassergekühlter Ladeluftkühler angeordnet ist, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Aus der DE 40 33 796 A1 ist ein Kühlsystem für eine Brennkraftmaschine bekannt, in dem ein wassergekühlter, einstufiger Ladeluftkühler in einem Kreislauf mit einem Wasserrückkühler angeordnet ist.
  • Aus der DE 199 24 677 A1 ist ein Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei dem ein Ladeluftkühler in einem Niedertemperaturkreislauf mit einem Niedertemperaturwärmetauscher angeordnet ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine der o.g. Art hinsichtlich der Ladeluftkühlung zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Brennkraftmaschine der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
  • Dazu ist es bei einer Brennkraftmaschine der o.g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass in dem Niedertemperaturkreislauf zusätzlich ein wassergekühlter Abgasturbolader angeordnet ist.
  • Dies hat den Vorteil, dass eine geringere thermische Belastung des Abgasturboladers erzielt wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der wassergekühlte Abgasturbolader parallel zum wassergekühlten Ladeluftkühler in dem Niedertemperaturkreislauf angeordnet.
  • In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist der wassergekühlte Abgasturbolader in Reihe zum wassergekühlten Ladeluftkühler in dem Niedertemperaturkreislauf angeordnet. Bevorzugt ist dabei der wassergekühlte Abgasturbolader stromab des wassergekühlten Ladeluftkühlers in dem Niedertemperaturkreislauf angeordnet.
  • Zweckmäßigerweise ist der Ladeluftkühler als Plattenwärmetauscher ausgebildet.
  • Eine elektrische Nachlaufpumpe wird dadurch eingespart, dass im Niedertemperaturkreislauf eine elektrische Kühlmittelpumpe angeordnet ist.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen Fig. ein schematisches Schaltbild eines Kühlkreislaufes einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine.
  • Die in der einzigen Fig. dargestellte, bevorzugte Ausführungsform eines Kühlkreislaufes einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine umfasst einen Niedertemperaturkreislauf 10, in dem ein Niedertemperaturkühler 12, eine Kühlmittelpumpe (Wasserpumpe) 14 und ein wassergekühlter Ladeluftkühler 16 angeordnet ist. Der Ladeluftkühler 16 weist einen Eingang 18 für Ladeluft, die vom Abgasturbolader kommt, und einen Ausgang 20 auf, von dem die gekühlte Ladeluft zu Einlasskanälen (nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine strömt.
  • Erfindungsgemäß weist die Brennkraftmaschine zusätzlich einen wassergekühlten Abgasturbolader 22 auf, der mit seinen Anschlüssen für die Wasserkühlung in den Niedertemperaturkreislauf 10 eingeschleift ist. Hierbei sind in der einzigen Fig. zwei alternativen für den Einbau des Abgasturboladers 22 in den Niedertemperaturkreislauf 10 dargestellt. Der Abgasturbolader 22 ist gemäß diesen Alternativen entweder parallel oder in Serie zu dem Ladeluftkühler 16 im Niedertemperaturkreislauf 10 angeordnet.
  • Der Niedertemperaturkreislauf 10 ist über ein Ventil 24 mit einem weiteren Kühlkreislauf 26 verbunden, in dem ein Ausgleichsbehälter 28 angeordnet ist. Dieses Ventil 24 ist nur zum Befüllen des Kühlsystems geöffnet und sonst geschlossen.
  • Die wassergekühlte Ladeluftkühlung besteht aus einem Kunststoffsaugrohr (nicht dargestellt) mit eingeschobenem Plattenladeluftkühler 16 und dem Niedertemperaturkühlkreislauf 10 mit elektrischer Wasserpumpe 14 und dem Niedertemperaturkühler 12. In den Niedertemperaturkreislauf 10 ist der Abgasturbolader 22 eingebunden, mit dem Vorteil das eine separate elektrische Nachlaufpumpe für den Abgasturbolader 22 entfallen kann. Der Abgasturbolader 22 ist je nach Kühlungsbedarf und Druckverlust parallel zum Ladeluftkühler 16, in Reihe mit dem Ladeluftkühler 16 oder parallel zum Niedertemperaturkühler 12 geschaltet. Bei letzterer Variante bevorzugt nach dem Ladeluftkühler 16, damit der Ladeluftkühler 16 vom kühleren Wasser durchströmt wird. Zum Druckausgleich ist der Ausgleichsbehälter 28 vorgesehen. Aus Kostengründen ist der Niedertemperaturkreislauf 10 beispielsweise auch an einen vorhandenen Ausgleichsbehälter eines Motorkühlkreislaufes (nicht dargestellt) angeschlossen. Dabei ist der Durchfluss mit Hilfe des Absperrorgans 24 zu unterbinden, damit das heißere Motorkühlmittel nicht den Niedertemperaturkreis 10 aufheizt. Alternativ ist durch Drosseln in einer der beiden Zuleitungen zum Ausgleichsbehälter 28 der Durchfluss auf ein vernachlässigbares Maß reduziert. Der Vorteil der wassergekühlten Ladeluftkühlung ist eine deutliche Verkürzung der Ladeluftwege und damit des Ladeluftvolumens. Das geringere Luftvolumen, führt zu einem schnelleren Druckaufbau bei Lastsprüngen und verbessert daher das Ansprechverhalten der Brennkraftmaschine auf Gaspedalbewegungen. Weiterer Vorteil ist die Montage der Ladeluftstrecke, die komplett motorfest gestaltet ist. Dadurch entfallen die bei konventioneller Ladeluftkühlung notwendigen Montagen im Fahrzeug.
  • Der Ladeluftkühler 16 ist bevorzugt als Plattenwärmetauscher gestaltet und in das Saugrohr eingeschoben. Mit Hilfe von Strömungsleitrippen wird eine Gleichverteilung über die gesamte Kühlerfläche erreicht. Eine Drosselklappe (DK) (nicht dargestellt) sitzt stromabwärts vor dem Ladeluftkühler 16. Es gibt nur ein kurzes Ladeluftrohr vom Abgasturbolader 22 zur DK, die am Saugrohr verschraubt ist. In den Niedertemperaturkreislauf 10 ist der Abgasturbolader 22 integriert, der parallel oder in Reihe zum Ladeluftkühler 16 geschaltet ist.

Claims (6)

  1. Brennkraftmaschine mit einem Wasserkühlsystem, welches einen Niedertemperaturkreislauf (10) aufweist, wobei in dem Niedertemperaturkreislauf (10) ein Niedertemperaturkühler (12) und ein wassergekühlter Ladeluftkühler (16) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Niedertemperaturkreislauf (10) zusätzlich ein wassergekühlter Abgasturbolader (22) angeordnet ist.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wassergekühlte Abgasturbolader (22) parallel zum wassergekühlten Ladeluftkühler (16) in dem Niedertemperaturkreislauf (10) angeordnet ist.
  3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wassergekühlte Abgasturbolader (22) in Reihe zum wassergekühlten Ladeluftkühler (16) in dem Niedertemperaturkreislauf (10) angeordnet ist.
  4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wassergekühlte Abgasturbolader (10) stromab des wassergekühlten Ladeluftkühlers (16) in dem Niedertemperaturkreislauf (10) angeordnet ist.
  5. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladeluftkühler (16) als Plattenwärmetauscher ausgebildet ist.
  6. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Niedertemperaturkreislauf (10) eine elektrische Kühlmittelpumpe (14) angeordnet ist.
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