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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, einem Getriebeöl enthaltenden Getriebe, sowie Einrichtungen zur Erwärmung des Getriebeöls durch Abwärme der Brennkraftmaschine.
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Kraftfahrzeuggetriebe, wie Schaltgetriebe, automatische Getriebe oder Achsgetriebe, enthalten zumeist eine größere Menge an Getriebeöl, das nach einem längeren Stillstand des Kraftfahrzeugs bis auf Umgebungstemperatur abkühlt. Wenn die Umgebungstemperatur niedrig ist, besitzt das Getriebeöl dann eine verhältnismäßig hohe Viskosität, die nach der Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs allein durch die im Getriebe erzeugte Reibungswärme nur langsam abnimmt. Ohne eine zusätzliche Erwärmung des Getriebeöls treten daher in Kraftfahrzeuggetrieben verhältnismäßig hohe Leistungsverluste auf, bis das Getriebeöl seine Betriebstemperatur erreicht.
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Um die durch kaltes Getriebeöl verursachten Leistungsverluste zu vermeiden, ist es zum Beispiel aus der
WO 2008/094110 A1 bereits bei einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art bekannt, Getriebeöl aus einem Getriebe des Kraftfahrzeugs bei niedrigen Getriebeöltemperaturen in einem Wärmetauscher durch Wärmetausch mit erwärmtem Motoröl aus einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs aufzuheizen. Dies hat jedoch den Nachteil, dass die Aufheizung der Brennkraftmaschine selbst nach einem Kaltstart verlangsamt wird, wodurch die Schadstoffemissionen unter Umständen sogar in unerwünschter Weise zunehmen.
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Zur Erwärmung von Getriebeöl in Kraftfahrzeuggetrieben wurde auch bereits die Verwendung von elektrischen Heizstäben vorgeschlagen. Infolge einer mehrfachen Energieumwandlung bei der Erzeugung der elektrischen Energie aus Motorarbeit in einem Generator und der Erzeugung von Heizwärme aus der elektrischen Energie ergibt sich jedoch ein schlechter energetischer Wirkungsgrad und ggf. sogar eine Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs.
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass sich nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine kaltes Getriebeöl ohne eine Beeinträchtigung der Aufheizung der Brennkraftmaschine und ohne eine Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs schneller auf seine Betriebstemperatur erwärmen lässt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Mittel zur Erwärmung des Getriebeöls ein Wärmeleitrohr umfassen.
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Ein Wärmeleitrohr ist dem Fachmann auch als Wärmerohr oder Heatpipe bekannt. Ein Wärmeleitrohr weist zumeist die Form eines Rohrs mit einem hermetisch abgedichteten, teilweise mit einem flüssigen Arbeitsmedium gefüllten hohlen Innenvolumen auf. Mit einem solchen Wärmeleitrohr kann eine hohe Wärmestromdichte und damit eine hohe Leistungsdichte der Wärmeübertragung erreicht werden, indem Wärme durch Verdampfen des Arbeitsmediums unter Wärmeaufnahme, selbsttätiger Transport des verdampften Arbeitsmediums in einen anderen Teil des Wärmeleitrohrs und Kondensation des verdampften Arbeitsmediums unter Wärmeabgabe sehr effektiv, also mit einer großen Wärmetransportmenge auf einem kleinen Wärmeübertragungsquerschnitt, von einer Wärmequelle zu einer Wärmesenke transportiert wird. Im Gegensatz zu einem Wärmetauscher mit Arbeitsmedium wird dabei keine Energie für die Umwälzung des Arbeitsmediums benötigt und damit der Kraftstoffverbrauch nicht erhöht. Mit einem solchen Wärmeleitrohr ist es zudem möglich, die Abwärme des im Betrieb der Brennkraftmaschine erzeugten Abgases oder eines vom Abgas aufgeheizten Abgasrohrs mit hoher Leistungsdichte in das Getriebeöl zu übertragen, so dass anders als im Fall eines Wärmetauschs mit Motoröl die Aufheizung der Brennkraftmaschine selbst nicht verlangsamt wird.
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Durch die erfindungsgemäße Maßnahme können die durch kaltes Getriebeöl verursachten Leistungsverluste und damit auch der Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemissionen der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs vermindert werden. Der Begriff Getriebeöl umfasst dabei auch Achsöl, d. h. das Öl in Achsgetrieben.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein erster Teil des Wärmeleitrohrs im Wärmeübertragungskontakt mit Abgas der Brennkraftmaschine oder einer vom Abgas aufgeheizten Abgasleitung steht, und dass ein zweiter Teil des Wärmeleitrohrs im Wärmeübertragungskontakt mit dem Getriebeöl steht.
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Dem Abgas oder der Abgasleitung wird die Abwärme vorzugsweise in Strömungsrichtung hinter einem Katalysator entzogen, wo der erste Teil des Wärmeleitrohrs mit dem Abgas oder der Abgasleitung im Wärmeübertragungskontakt steht, um nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine eine Verlängerung der Zeitspanne bis zum Erreichen der Light-Off-Temperatur des Katalysators und damit eine Erhöhung der Schadstoffemissionen zu vermeiden.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Wärmeleitrohr ein Arbeitsmedium umschließt, das durch die im Betrieb der Brennkraftmaschine erzeugte Abwärme im ersten Teil des Wärmeleitrohrs verdampft und als Dampf in den zweiten Teil des Wärmeleitrohrs strömt, wo es dann durch den Wärmeübertragungskontakt des zweiten Teils des Wärmeleitrohrs mit dem Getriebeöl kondensiert und dabei Kondensationswärme abgibt. Aus dem zweiten Teil des Wärmeleitrohrs strömt das Arbeitsmedium dann als Flüssigkeit durch Schwerkraft oder Kapillarkräfte in den ersten Teil des Wärmeleitrohrs zurück.
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Der zweite Teil des Wärmeleitrohrs taucht vorzugsweise in das Getriebeöl ein, um die im Inneren des Wärmeleitrohrs frei werdende Kondensationswärme möglichst vollständig in das Getriebeöl zu übertragen.
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Als Arbeitsmedium kann vorteilhaft Wasser verwendet werden, das unter Umweltgesichtspunkten völlig unproblematisch ist, durch den Wärmeübertragungskontakt des ersten Teils des Wärmeleitrohrs mit dem Abgas oder der vom Abgas aufgeheizten Abgasleitung leicht verdampft werden kann, und durch den Wärmeübertragungskontakt des zweiten Teils des Wärmeleitrohrs mit dem Getriebeöl wieder bis zum Kondensieren abgekühlt werden kann, zumindest so lange die Temperatur des Getriebeöls unterhalb der Verdampfungstemperatur des Wassers liegt. Unabhängig davon, welches Arbeitsmedium verwendet wird, steht das vom Wärmeleitrohr umschlossene Arbeitsmedium bei Umgebungstemperatur zweckmäßig unter einem Unterdruck, so dass bereits bei dieser Temperatur ein kleiner Teil des Arbeitsmediums verdampft. Dadurch wird erreicht, dass der Wärmetransport durch das Wärmeleitrohr bereits kurz nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine einsetzt, sobald Wärme aus dem Abgas oder der vom Abgas aufgeheizten Abgasleitung in den ersten Teils des Wärmeleitrohrs eingeleitet wird.
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Um zu vermeiden, dass das Getriebeöl durch das Wärmeleitrohr bzw. die über das Wärmeleitrohr in das Getriebeöl übertragene Abwärme übermäßig stark aufgeheizt wird, sieht eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die Wärmeübertragung bei Erreichen einer vorbestimmten Getriebeöltemperatur unterbrochen wird.
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Zur Unterbrechung der Wärmeübertragung durch das Wärmeleitrohr wird gemäß einer ersten Erfindungsvariante die Zufuhr von Abgas zu dem ersten Teil des Wärmeleitrohrs oder in die mit dem ersten Teil des Wärmeleitrohrs im Wärmeübertragungskontakt stehende Abgasleitung unterbrochen, indem das Abgas nach dem Erreichen der vorbestimmten Getriebeöltemperatur durch eine andere Abgasleitung zum Auspuff geleitet wird. Mit anderen Worten wird die mit dem ersten Teil des Wärmeleitrohrs im Wärmeübertragungskontakt stehende Abgasleitung von einer Bypassleitung gebildet, die nur bis zum Erreichen der vorbestimmten Getriebeöltemperatur mit dem Abgas beaufschlagt wird.
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Da sich die Abgasleitung infolge hoher Temperaturunterschiede stark ausdehnt und zusammenzieht, sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass der erste Teil des Wärmeleitrohrs mit der Außenseite der Abgasleitung im Wärmeübertragungskontakt steht. Auf diese Weise kann auf eine Eintrittsöffnung für das Wärmeleitrohr verzichtet werden, wodurch Dichtigkeitsprobleme infolge einer unterschiedlichen Wärmedehnung des Wärmeleitrohrs und der Abgasleitung vermieden werden.
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Dies gestattet es auch, bei Erreichen der vorbestimmten Getriebeöltemperatur zur Unterbrechung der Wärmeübertragung den ersten Teil des Wärmeleitrohrs gemäß einer zweiten Erfindungsvariante von der Abgasleitung weg zu bewegen, um zwischen dem ersten Teil des Wärmeleitrohrs und der Außenseite der Abgasleitung einen isolierenden Luftspalt zu erzeugen. Dabei reicht zur Unterbrechung der Wärmeübertragung ein Luftspalt von wenigen Millimetern Breite aus.
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Die Bewegung des Wärmeleitrohrs, die erforderlich ist, um den ersten Teil des Wärmeleitrohrs zum Zweck der Unterbrechung der Wärmeübertragung von der Außenseite der Abgasleitung zu trennen bzw. um den ersten Teil des Wärmeleitrohrs zum Zweck einer Wiederaufnahme der Wärmeübertragung wieder mit der Außenseite der Abgasleitung in Wärmeübertragungskontakt zu bringen, ist zweckmäßig eine axiale Bewegung entlang von einer Längsachse des Wärmeleitrohrs oder eine Drehung um die Längsachse des Wärmeleitrohrs, da bei diesen Bewegung ohne Schwierigkeiten eine Abdichtung des Getriebes um eine Eintrittsöffnung des Wärmeleitrohrs herum sichergestellt werden kann, wenn dieses gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung im Bereich der Eintrittsöffnung einen konstanten Querschnitt aufweist. Alternativ sind jedoch auch andere Bewegungen möglich, wie zum Beispiel eine Kipp- oder Schwenkbewegung.
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Die Bewegung des Wärmeleitrohrs kann grundsätzlich mit Hilfe eines Stellgliedes, wie einer Elektromagnetspule, vorgenommen werden, das in Abhängigkeit von der sensorisch erfassten Getriebeöltemperatur gesteuert wird. Bevorzugt wird die Bewegung jedoch selbsttätig erfolgen, vorteilhaft mit Hilfe eines auf das Wärmeleitrohr einwirkenden Elements aus einer Formgedächtnislegierung, dessen Form sich bei Erreichen der vorbestimmten Getriebeöltemperatur schlagartig verändert und dadurch das Wärmeleitrohr aus dem Wärmeübertragungskontakt mit der Abgasleitung bewegt. Alternativ kann jedoch auch ein aus einem Bimetall oder einem Dehnstoff bestehendes Element verwendet werden, das durch eine Verformung infolge einer steigenden Getriebeöltemperatur das Wärmeleitrohr allmählich mehr und mehr vom Abgasrohr weg bewegt, bis es sich bei Erreichen der vorbestimmten Getriebeöltemperatur nicht weiter verformt.
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Die Abgasleitung kann unterhalb von dem Getriebe, beispielsweise einem Hinterachsgetriebe, verlaufen, wobei in diesem Fall das Wärmeleitrohr zweckmäßig senkrecht ausgerichtet ist, so dass der Rücktransport des flüssigen Arbeitsmediums aus dem im Wärmeübertragungskontakt mit dem Getriebeöl stehenden ersten Teil in den im Wärmeübertragungskontakt mit dem Abgas oder der Abgasleitung stehenden zweiten Teil des Wärmeleitrohrs durch Schwerkraft erfolgen kann. Alternativ kann das Wärmeleitrohr jedoch auch eine andere Ausrichtung besitzen, in welchem Fall zweckmäßig Kapillarkräfte für den Rücktransport des flüssigen Arbeitsmediums sorgen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine teilweise geschnittene Ansicht von Teilen eines Getriebes und eines Abgastrakts eines Kraftfahrzeugs sowie von einer ersten Ausführungsform eines Wärmeleitrohrs zur Erwärmung von Getriebeöl durch Übertragung von Abwärme aus dem Abgastrakt;
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2 eine vergrößerte, teilweise geschnittene Ansicht von Teilen eines Getriebes und einer Abgasleitung eines Kraftfahrzeugs sowie von einer zweiten Ausführungsform eines Wärmeleitrohrs mit Einrichtungen zur Unterbrechung der Wärmeübertragung;
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3 eine vergrößerte, teilweise geschnittene Ansicht eines Kontaktkopfs zwischen der Abgasleitung und dem Wärmeleitrohr;
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4 eine vergrößerte, teilweise geschnittene Ansicht von Teilen eines Getriebes und einer Abgasleitung eines Kraftfahrzeugs sowie von einer dritten Ausführungsform eines Wärmeleitrohrs mit anderen Einrichtungen zur Unterbrechung der Wärmeübertragung.
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Die in der Zeichnung dargestellten Teile eines Kraftfahrzeugs umfassen eine Brennkraftmaschine 1, Teile eines Abgastrakts 2 der Brennkraftmaschine 1, ein zwischen der Brennkraftmaschine 1 und einem Antriebsstrang (nicht dargestellt) des Kraftfahrzeugs angeordnetes Schalt- oder Achsgetriebe 3, sowie Einrichtungen 4 zur Erwärmung von Getriebeöl 5 im Getriebe 3 nach einem Kaltstart durch Abwärme der Brennkraftmaschine 1.
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Der Abgastrakt 2 umfasst einen mit Abgasaustrittsöffnungen eines Zylinderkopfs 6 der Brennkraftmaschine 1 verbundenen Abgaskrümmer 7, einen in Strömungsrichtung des Abgases hinter dem Abgaskrümmer 7 angeordneten Katalysator 8, sowie ein vom Katalysator 8 zu einem Auspuff (nicht dargestellt) führendes Abgasrohr 9.
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Die Einrichtungen 4 zur Erwärmung des Getriebeöls 5 umfassen ein Wärmeleitrohr 10, das sich durch eine Gehäusewand 11 eines Getriebegehäuses 12 erstreckt, wobei ein außerhalb des Getriebegehäuses 12 befindlicher erster Teil 13 des Wärmeleitrohrs 10 hinter dem Katalysator 8 im Wärmeübertragungskontakt mit dem Abgasrohr 9 steht, während ein innerhalb des Getriebegehäuses 12 befindlicher zweiter Teil 14 des Wärmeleitrohrs 10 in einen mit dem Getriebeöl 5 gefüllten Ölsumpf 16 des Getriebes 3 ragt, so dass er immer mit dem Getriebeöl 5 im Wärmeübertragungskontakt steht.
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Wie am besten in 2 dargestellt, besteht das Wärmeleitrohr 10 aus einem geraden, an beiden Stirnenden verschlossenen Rohrstück aus Kupfer oder einem anderen Metall bzw. einer Metalllegierung mit hoher Wärmeleitfähigkeit, dessen hohles Innenvolumen hermetisch abgedichtet ist, wobei es zum Teil mit einem Arbeitsmedium gefüllt ist und unter einem Unterdruck steht, so dass bei Umgebungstemperatur ein größerer Teil des Arbeitsmediums in flüssigem Zustand und ein kleinerer Teil des Arbeitsmediums in dampfförmigem Zustand vorliegt.
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Während das in 1 nur schematisch dargestellte vertikal ausgerichtete Wärmeleitrohr 10 eine glatte Innenwand aufweisen kann, weist das in 2 dargestellte horizontal ausgerichtete Wärmeleitrohr 10 im Inneren ein feines Drahtgeflecht aus Kupfer oder einem anderen Metall bzw. einer Metalllegierung mit hoher Wärmeleitfähigkeit auf. Die Abstände zwischen den einzelnen Fasern des Drahtgeflechts sind so klein, dass das Drahtgeflecht ähnlich wie ein Docht flüssiges Arbeitsmedium durch Kapillarwirkung transportieren kann.
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Wie am besten in 2 und 3 dargestellt, ist der erste Teil 13 des Wärmeleitrohrs an seinem dem Abgasrohr 9 zugewandten äußeren Stirnende mit einem Kontaktkopf 17 versehen, der dazu dient, die Wärmeübertragung von der Wand 18 des Abgasrohrs 9 auf das Wärmeleitrohr 10 zu verbessern. Der in das Getriebeöl 5 im Ölsumpf 16 eintauchende zweite Teil 14 des Wärmeleitrohrs 10 ist an seiner Außenseite mit Rippen oder Flügeln 19 versehen, um die Wärmeübertragungsoberfläche zu vergrößern und damit den Wärmeübergang vom Wärmeleitrohr 10 in das Getriebeöl 5 zu verbessern.
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Der Kontaktkopf 17 weist an seiner dem Wärmeleitrohr 10 zugewandten Seite eine Bohrung 20 auf, in die das äußere Stirnende des Wärmeleitrohrs 10 ragt. Wie in 3 dargestellt, kann die Bohrung 20 um das Stirnende des Wärmeleitrohrs 10 herum mit einer Wärmeleitpaste 21 gefüllt sein, um den Kontaktkopf 17 zum Ausgleich von Toleranzen, Schwingungen und/oder Relativbewegungen zwischen dem Getriebe 3 und dem Abgasrohr 9 radial beweglich aber axial unverschiebbar mit dem Wärmeleitrohr 10 zu verbinden, ohne dadurch das Wärmeübertragungsvermögen zu beeinträchtigen. Um einen Austritt der Wärmeleitpaste 21 aus der Bohrung 20 zu verhindern, kann ein Ringspalt zwischen der Außenseite des Wärmeleitrohrs 10 und der Wand der Bohrung 20 in der Nähe der Mündung der letzteren mit einer O-Ring-Dichtung 22 oder dergleichen verschlossen sein. Die O-Ring-Dichtung 22 trägt durch Reibschluss oder Formschluss mit dem Wärmeleitrohr 10 und der Wand der Bohrung 20 gleichzeitig dazu bei, eine axiale Verschiebung zwischen dem Wärmeleitrohr 10 und dem Kontaktkopf 17 zu verhindern.
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Der Kontaktkopf 17 erweitert sich in Richtung des Abgasrohrs und weist an seiner dem Abgasrohr 9 zugewandten Seite eine dem Abgasrohr 9 gegenüberliegende teilzylindrische Ausnehmung 23 auf, deren Querschnittsabmessung und Krümmungsradius an die Querschnittsabmessung und den Krümmungsradius der Außenseite des hohlen zylindrischen Abgasrohrs 9 angepasst sind, um eine möglichst gute Wärmeübertragung von dem durch die Wärme der Abgase erhitzten Abgasrohr 9 auf den Kontaktkopf 17 und über diesen in das Wärmeleitrohr 10 zu ermöglichen.
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Wenn im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 heißes Abgas durch das Abgasrohr 9 hindurch geleitet wird, heizt sich das Abgasrohr 9 durch die Abwärme des Abgases stark auf, wobei ein Teil der Abwärme über den Kontaktkopf 17 in das in die Bohrung 20 ragende Stirnende des ersten Teils 13 des Wärmeleitrohrs 10 übertragen wird. Dadurch heizt sich in diesem Bereich auch die Wand des Wärmeleitrohrs 10 auf, wodurch an der Innenseite der Wand Arbeitsmedium zu verdampfen beginnt. Dies bewirkt, dass im äußeren Stirnende des Wärmeleitrohrs 10 der Dampfdruck gegenüber dem Rest des hohlen Innenvolumens erhöht, was zu einem Druckgefälle innerhalb des Wärmeleitrohrs 10 führt. Dadurch strömt der entstehende Dampf des Arbeitsmediums durch das Innere des Wärmeleitrohrs 10 in Richtung des zweiten Teils 14. Da dieser Teil 14 in das eine Wärmesenke bildende kalte Getriebeöl 5 im Ölsumpf 16 eintaucht, kondensiert dort der Dampf, wobei die zuvor im Stirnende des ersten Teils 13 des Wärmeleitrohrs 10 aufgenommene Wärme in Form von Kondensationswärme wieder abgegeben wird.
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Da sich der zweite Teil 14 bei dem in 1 dargestellten vertikal ausgerichteten Wärmeleitrohr 10 oberhalb des ersten Teils 13 befindet, strömt das kondensierte flüssige Arbeitsmedium durch Schwerkraft zurück nach unten in den ersten Teil 13 des Wärmeleitrohrs 10, wo es erneut verdampft. Bei dem horizontal ausgerichteten Wärmeleitrohr 10 in 2 sorgen hingegen die Kapillarkräfte des Drahtgeflechts im Inneren des Wärmeleitrohrs 10 für den Rücktransport des Arbeitsmediums aus dem zweiten Teil 14 in den ersten Teil 13 des Wärmeleitrohrs 10.
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Um es zu ermöglichen, die Wärmeübertragung durch das Wärmeleitrohr 10 zu unterbrechen, sobald das Getriebeöl 5 eine vorbestimmte Temperatur, zum Beispiel seine Betriebstemperatur, erreicht hat, und dadurch eine Überhitzung des Getriebeöls 5 zu vermeiden, ist das Abgasrohr 9 in 1 als Bypassleitung ausgebildet, die nach dem Erreichen der vorbestimmten Getriebeöltemperatur durch eine Klappe 24 verschlossen werden kann. Das Abgas strömt dann durch ein zum Abgasrohr 9 paralleles Abgasrohr 25, ohne dass weiterhin Wärme auf das Wärmeleitrohr 10 übertragen wird. Zur Betätigung der Klappe 24 kann ein Stellglied (nicht dargestellt) dienen, das in Abhängigkeit von der sensorisch erfassten Getriebeöltemperatur gesteuert wird.
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Das in 2, 3 und 4 dargestellte Abgasrohr 9 ist hingegen nicht als Bypassleitung ausgebildet und wird während des Betriebs der Brennkraftmaschine 1 dauernd vom Abgas durchströmt. Um die Wärmeübertragung durch das Wärmeleitrohr 10 zu unterbrechen, ist das Wärmeleitrohr 10 in 2, 3 und 4 in seiner Längsrichtung beweglich, so dass sich der mit dem Wärmeleitrohr 10 verbundene Kontaktkopf 17 bei Überschreiten der vorbestimmten Getriebeöltemperatur um einige Millimeter von der Außenseite des Abgasrohrs 9 weg bewegen lässt. Durch eine solche Bewegung wird zwischen dem Kontaktkopf 17 und dem Abgasrohr 9 ein Luftspalt erzeugt, wodurch eine weitere Wärmeübertragung unterbrochen oder zumindest sehr stark eingeschränkt wird.
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Im Unterschied zu dem Wärmeleitrohr 10 in 1, das starr mit dem Getriebegehäuse 12 verbunden ist, durchsetzt das Wärmeleitrohr 10 in 2, 3 und 4 unterhalb des Getriebeölspiegels 26 im Ölsumpf 16 eine Eintrittsöffnung 27, die in der zum Abgasrohr 9 benachbarten Gehäusewand 11 des Getriebegehäuses 12 angeordnet ist.
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Die axiale Bewegung des Wärmeleitrohrs 10 wird hier beim Überschreiten der vorbestimmten Getriebeöltemperatur mit Hilfe eines aus einer Formgedächtnislegierung bestehenden Elements 29 selbsttätig ausgelöst. Dieses Element 29 ist so ausgebildet, dass es unterhalb der vorbestimmten Getriebeöltemperatur eine erste, in 2 in durchgezogenen Linien dargestellte Form besitzt und sich bei Überschreiten der vorbestimmten Getriebeöltemperatur ähnlich wie ein Knackfrosch schlagartig verformt, wobei es eine zweite, in 2 in unterbrochenen Linien dargestellte Form annimmt und den Kontaktkopf 17 aus dem Kontakt mit dem Abgasrohr 9 zieht. Beim Abkühlen des Getriebeöls 5 nimmt das Element 29 allmählich wieder die in 2 in durchgezogenen Linien dargestellte Form an, in der sich der Kontaktkopf 17 im Kontakt mit dem Abgasrohr 9 befindet.
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Bei dem in 2 und 3 dargestellten Wärmeleitrohr 10 ist das Element 29 gegenüber vom Stirnende des inneren zweiten Teils 14 des Wärmeleitrohrs 10 innerhalb des Ölsumpfs 16 an der Gehäusewand 11 des Getriebegehäuses 12 befestigt und mit dem Stirnende des zweiten Teils 14 des Wärmeleitrohrs 10 verbunden, während die Eintrittsöffnung 27 von einer Dichtung 28 umgeben ist, um während der Bewegung des Wärmeleitrohrs 10 durch die Eintrittsöffnung 27 um das Wärmeleitrohr 10 herum für eine Abdichtung zu sorgen.
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Bei dem Wärmeleitrohr in 4 bildet das aus einer Formgedächtnislegierung bestehende Element 29 einen Teil 30 der zum Abgasrohr 9 benachbarten Gehäusewand 11 des Getriebegehäuses 12, der dichtend in eine Wandöffnung 31 der Gehäusewand 11 eingesetzt und um das Wärmeleitrohr 10 herum fest und dicht mit diesem verbunden ist. Der Wandteil 30 ist auf seiner Außenseite mit einer Isolierung 32 versehen, so dass sich das Element 29 nur in Abhängigkeit von der Innentemperatur im Getriebegehäuse 12 verformt. Das Wärmeleitrohr 10 ist dort mit dem Stirnende des inneren zweiten Teils 14 in einer Sacklochbohrung 33 in der Gehäusewand 11 des Getriebegehäuses 12 geführt.
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Darüber hinaus ist bei dem Wärmeleitrohr 10 in 4 an der zum Abgasrohr 9 benachbarten Seite des Kontaktkopfs 17 noch ein elastisch verformbares im Querschnitt bogenförmiges Ausgleichselement 34 befestigt, mit dem sich Schwingungen des Abgasrohrs 9 ohne eine Geräuschentwicklung ausgleichen lassen. Wie 4 zeigt, befindet sich das zur besseren Wärmeübertragung aus Metall bestehende federelastische Ausgleichselement 34 auch oberhalb der vorbestimmten Getriebeöltemperatur, d. h. in der in 4 dargestellten zurückgezogenen Stellung des Wärmeleitrohrs 10 noch im Linien- oder Punktkontakt mit dem Abgasrohr 9, während es unterhalb der vorbestimmten Getriebeöltemperatur flächig gegen die Außenseite des Abgasrohrs 9 anliegt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Brennkraftmaschine
- 2
- Abgastrakt
- 3
- Getriebe
- 4
- Einrichtungen zur Erwärmung von Getriebeöl
- 5
- Getriebeöl
- 6
- Zylinderkopf
- 7
- Abgaskrümmer
- 8
- Katalysator
- 9
- Abgasrohr
- 10
- Wärmeleitrohr
- 11
- Gehäusewand Getriebegehäuse
- 12
- Getriebegehäuse
- 13
- erster Teil Wärmeleitrohr
- 14
- zweiter Teil Wärmeleitrohr
- 16
- Ölsumpf
- 17
- Kontaktkopf
- 18
- Wand Abgasrohr
- 19
- Rippen oder Flügel
- 20
- Bohrung Kontaktkopf
- 21
- Wärmeleitpaste
- 22
- Dichtung
- 23
- teilzylindrische Ausnehmung Kontaktkopf
- 24
- Klappe
- 25
- Abgasrohr
- 26
- Ölspiegel
- 27
- Eintrittsöffnung
- 28
- Dichtung
- 29
- Element aus Formgedächtnislegierung
- 30
- Wandteil
- 31
- Wandöffnung
- 32
- Isolierung
- 33
- Sacklochbohrung
- 34
- Ausgleichselement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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