DE102010036592B4 - Charge air cooling device - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung (32) zur Ladeluftkühlung, nämlich zur Kühlung von in einem Verdichter einer Aufladeeinrichtung verdichteter, einer Brennkraftmaschine zuzuführender Ladeluft, mit einem Gehäuse (33),wobei das Gehäuse (33) eine einzige Zuluftkammer (35) und eine einzige Abluftkammer (39) bereitstellt,wobei in dem Gehäuse (33) ein Ladeluftkühler (34) angeordnet ist, nämlich derart,dass dem in dem Gehäuse (33) angeordneten Ladeluftkühler (34) zu kühlende Ladeluft über die ausschließlich einen Zuluftanschluss (36) aufweisende Zuluftkammer (35) zuführbar ist, unddass von dem in dem Gehäuse (33) angeordneten Ladeluftkühler (34) gekühlte Ladeluft über die mehrere Abluftanschlüsse (40, 41) aufweisende Abluftkammer (39) abführbar ist.Device (32) for charge air cooling, namely for cooling charge air compressed in a compressor of a charging device and to be supplied to an internal combustion engine, with a housing (33), the housing (33) providing a single inlet air chamber (35) and a single exhaust air chamber (39). A charge air cooler (34) is arranged in the housing (33), namely in such a way that charge air to be cooled can be supplied to the charge air cooler (34) arranged in the housing (33) via the air supply chamber (35) which has only one air supply connection (36). , and in that charge air cooled by the charge air cooler (34) arranged in the housing (33) can be discharged via the exhaust air chamber (39) having a plurality of exhaust air connections (40, 41).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ladeluftkühlung. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer aufgeladenen Brennkraftmaschine.The invention relates to a charge air cooling device. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with a supercharged internal combustion engine.

Als wirksame Maßnahme zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs sowie von C02-Emissionen von Kraftfahrzeugen hat sich die Hubraumreduzierung in Verbindung mit der Aufladung der Brennkraftmaschine herausgestellt, das sogenannte Downsizing. Im Zusammenwirken mit einer Kraftstoffdirekteinspritzung können hierbei erhebliche Potentiale für die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der C02-Emissionen generiert werden. Erreicht wird dies insbesondere durch eine verminderte innere Reibung, durch eine Verschiebung des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine in höhere Lastbereiche und nicht zuletzt durch eine Reduzierung des Gewichts der Brennkraftmaschine durch kleinere Hubräume und/oder eine reduzierte Zylinderanzahl. Für eine möglichst effektive Aufladung einer Brennkraftmaschine gehört die sogenannte Ladeluftkühlung zum Stand der Technik.Reducing displacement in conjunction with charging the internal combustion engine, known as downsizing, has proven to be an effective measure for reducing fuel consumption and CO 2 emissions from motor vehicles. In conjunction with direct fuel injection, considerable potential for reducing fuel consumption and CO2 emissions can be generated. This is achieved in particular by reduced internal friction, by shifting the operating point of the internal combustion engine to higher load ranges and last but not least by reducing the weight of the internal combustion engine through smaller displacements and/or a reduced number of cylinders. For the most effective possible charging of an internal combustion engine, so-called charge air cooling is part of the prior art.

1 zeigt ein Schema eines Kraftfahrzeugs mit einer aufgeladenen Brennkraftmaschine 10, wobei die Brennkraftmaschine 10 in 1 zwei Zylinderbänke bzw. Zylindergruppen 11 mit jeweils drei Zylindern 12 umfasst. Jeder Zylindergruppe 11 ist jeweils ein Abgasturbolader 13 zugeordnet, wobei jeder Abgasturbolader 13 jeweils eine Turbine 14 und jeweils einen Verdichter 15 umfasst. Aus den Zylindern 12 der Zylindergruppen 11 abströmendes Abgas wird in den Turbinen 14 der Abgasturbolader 13 entspannt, wobei hier gewonnene Energie zum Antrieb des jeweiligen Verdichters 15 des jeweiligen Abgasturboladers 13 verwendet wird, um Ladeluft, die über einen Luftfilter 16 geführt wird, in den Verdichtern 15 der Abgasturbolader 13 zu verdichten und als verdichtete Ladeluft über Ladeluftkühler 17 zu leiten, um so die in den Verdichtern 15 verdichtete Ladeluft in den Ladeluftkühlern 17 abzukühlen. In 1 ist jedem Abgasturbolader 13 ein separater Ladeluftkühler 17 zugeordnet, wobei die Ladeluft, welche nach der Kühlung die Ladeluftkühler 17 verlässt, über eine gemeinsame Drosselklappe 18 und einen gemeinsamen Sammler 19 den Zylindern 12 der Zylindergruppen 11 zugeführt wird. In 1 werden demnach die Ladeluftströme stromabwärts der Ladeluftkühler 17 und stromaufwärts der Drosselklappe 18 zusammengeführt. 1 shows a schematic of a motor vehicle with a supercharged internal combustion engine 10, the internal combustion engine 10 in 1 comprises two cylinder banks or cylinder groups 11 each with three cylinders 12 . An exhaust gas turbocharger 13 is assigned to each cylinder group 11 , each exhaust gas turbocharger 13 comprising a turbine 14 and a compressor 15 in each case. Exhaust gas flowing out of the cylinders 12 of the cylinder groups 11 is expanded in the turbines 14 of the exhaust gas turbocharger 13, the energy obtained here being used to drive the respective compressor 15 of the respective exhaust gas turbocharger 13 in order to charge air, which is routed via an air filter 16, in the compressors 15 to compress the exhaust gas turbocharger 13 and to conduct it as compressed charge air via charge air cooler 17 in order to cool the charge air compressed in the compressors 15 in the charge air coolers 17 . In 1 a separate intercooler 17 is assigned to each exhaust gas turbocharger 13, the charge air which leaves the intercooler 17 after cooling being supplied to the cylinders 12 of the cylinder groups 11 via a common throttle valve 18 and a common collector 19. In 1 Accordingly, the charge air streams are combined downstream of the charge air cooler 17 and upstream of the throttle valve 18 .

Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass es ebenfalls bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist, für jede Zylinderbank 11 einen separaten Sammler bereitzuhalten, wobei dann die die Ladeluftkühler 17 verlassende, gekühlte Ladeluft über separate Drosselklappen den jeweiligen Sammlern zugeführt wird.It should be pointed out at this point that it is also already known from the prior art to provide a separate collector for each cylinder bank 11, in which case the cooled charge air leaving the charge air cooler 17 is fed to the respective collectors via separate throttle valves.

Bei aus der Praxis bekannten Kraftfahrzeugen mit einer aufgeladenen Brennkraftmaschine und mehreren Ladeluftkühlern sind die einzelnen Ladeluftkühler als separate Baugruppen ausgeführt. Dann, wenn als separate Baugruppen ausgebildete Ladeluftkühler in ein Kraftfahrzeug mit begrenztem Bauraum integriert werden sollen, können sich Bauraumprobleme ergeben. Weiterhin ergeben sich dann, wenn mehrere als separate Baugruppen ausgebildete Ladeluftkühler in ein Kraftfahrzeug integriert werden, Nachteile beim stehenden Gewicht des Kraftfahrzeugs sowie Nachteile bei der zur Montage benötigten Montagezeit.In motor vehicles known from practice with a supercharged internal combustion engine and several charge air coolers, the individual charge air coolers are designed as separate assemblies. If charge air coolers designed as separate assemblies are to be integrated into a motor vehicle with limited installation space, installation space problems can arise. Furthermore, when several intercoolers designed as separate assemblies are integrated into a motor vehicle, there are disadvantages in terms of the stationary weight of the motor vehicle and disadvantages in terms of the assembly time required for assembly.

WO 2007/035972 A2 offenbart eine Vorrichtung zur Ladeluftkühlung mit einem in einem Gehäuse angeordnten Ladeluftkühler, wobei das Gehäuse eine einzige Zuluftkammer und eine einzige Abluftkammer bereitgestellt, wobei der Zuluftkammer zu kühelnde Ladeluft über mehrere Zuluftanschlüsse bereitstellbar ist, und wobei von der Abluftkammer gekühlte Ladeluft über einen Abluftanschluss abführbar ist. WO 2007/035972 A2 discloses a device for charge air cooling with a charge air cooler arranged in a housing, wherein the housing provides a single intake air chamber and a single exhaust air chamber, wherein charge air to be cooled can be made available to the intake air chamber via a plurality of intake air connections, and wherein charge air cooled by the exhaust air chamber can be discharged via an exhaust air connection.

DE 36 33 405 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Ladeluftkühlung mit einem in einem Gehäuse angeordnten Ladeluftkühler, wobei das Gehäuse zwei Zuluftkammern und zwei Abluftkammern bereitgestellt, wobei jeder der Zuluftkammern zu kühelnde Ladeluft über einen Zuluftanschlus bereitstellbar ist, und wobei von jeder der Abluftkammers gekühlte Ladeluft über einen Abluftanschluss abführbar ist. DE 36 33 405 A1 discloses a device for charge air cooling with a charge air cooler arranged in a housing, the housing providing two air inlet chambers and two exhaust air chambers, each of the air inlet chambers being able to provide charge air to be cooled via an air inlet connection, and cooled charge air being able to be discharged from each of the air outlet chambers via an air outlet connection.

JP S60- 88 821 A offenbart eine Vorrichtung zur Ladeluftkühlung mit einem in einem Gehäuse angeordnten Ladeluftkühler, wobei das Gehäuse eine einzige Zuluftkammer und zwei Abluftkammern bereitgestellt, wobei der Zuluftkammer zu kühlende Ladeluft über einen Zuluftanschluss bereitstellbar ist, und wobei von jeder der Abluftkammern gekühlte Ladeluft über jeweils einen Abluftanschluss abführbar ist. JP S60- 88 821 A discloses a device for charge air cooling with a charge air cooler arranged in a housing, the housing providing a single intake air chamber and two exhaust air chambers, wherein charge air to be cooled can be made available to the intake air chamber via an intake air connection, and wherein cooled charge air can be discharged from each of the exhaust air chambers via a respective exhaust air connection .

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde eine neuartige Vorrichtung zur Ladeluftkühlung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer aufgeladenen Brennkraftmaschine und neuartiger Ladeluftkühlung zu schaffen.Proceeding from this, the present invention is based on the object of creating a new type of device for charge air cooling and a motor vehicle with a supercharged internal combustion engine and a new type of charge air cooling.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Ladeluftkühlung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by a charge air cooling device according to patent claim 1 .

Mit der hier vorliegenden Erfindung kann bei Kraftfahrzeugen mit einer aufgeladenen Brennkraftmaschine eine kompakte Bauweise für die Ladeluftkühlung realisiert werden. Weiterhin ergeben sich Kosten- und Gewichtsvorteile, da bei einer Brennkraftmaschine mit zwei Zylinderbänken bzw. Zylindergruppen anstelle von zwei Ladeluftkühlern ein gemeinsamer Ladeluftkühler verwendet wird. Insbesondere bei Brennkraftmaschinen mit mehreren Zylindergruppen, bei welchen die Abgasturbolader weiter auseinanderliegen und bei welchen eine zentrale Anordnung der Ladeluftkühlung gewünscht ist, kommen diese Vorteile voll zum Tragen. Ferner zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ladeluftkühlung durch einen geringen Druckverlust aus.With the present invention, a compact design for charge air cooling can be implemented in motor vehicles with a supercharged internal combustion engine. Furthermore, there are cost and weight advantages, since a focal engine with two cylinder banks or cylinder groups instead of two charge air coolers, a common charge air cooler is used. In particular in the case of internal combustion engines with several cylinder groups, in which the exhaust gas turbochargers are further apart and in which a central arrangement of the charge air cooling is desired, these advantages come into their own. Furthermore, the device according to the invention for charge air cooling is characterized by a low pressure loss.

Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mit einer aufgeladenen Brennkraftmaschine ist in Patentanspruch 6 definiert.A motor vehicle with a supercharged internal combustion engine according to the invention is defined in claim 6.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

  • 1 ein aus dem Stand der Technik bekanntes Schema eines Kraftfahrzeugs mit einer aufgeladenen Brennkraftmaschine;
  • 2 eine schematisierte Darstellung einer nicht-erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ladeluftkühlung nach einem ersten Aspekt der Erfindung;
  • 3 eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ladeluftkühlung nach einem zweiten Aspekt der Erfindung;
  • 4 eine schematisierte Darstellung einer weiteren nicht erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ladeluftkühlung nach einem dritten Aspekt der Erfindung.
Preferred developments of the invention result from the dependent claims and the following description. Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing, without being limited thereto. It shows:
  • 1 a known from the prior art scheme of a motor vehicle with a supercharged internal combustion engine;
  • 2 a schematic representation of a non-inventive device for charge air cooling according to a first aspect of the invention;
  • 3 a schematic representation of an inventive device for charge air cooling according to a second aspect of the invention;
  • 4 a schematic representation of a further device not according to the invention for charge air cooling according to a third aspect of the invention.

Die hier vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ladeluftkühlung, nämlich zur Kühlung von in einem Verdichter mindestens einer Aufladeeinrichtung verdichteter, einer Brennkraftmaschine zuzuführender Ladeluft, sowie Brennkraftmaschinen mit einer solchen Vorrichtung zur Ladeluftkühlung. Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist die Aufladeeinrichtung als Abgasturbolader, G-Lader, elektrischer Lader oder mechanischer Kompressor ausgebildet.The present invention relates to a device for charge air cooling, namely for cooling charge air compressed in a compressor at least one charging device and to be supplied to an internal combustion engine, as well as internal combustion engines with such a device for charge air cooling. In terms of the present invention, the charging device is designed as an exhaust gas turbocharger, G-charger, electric charger or mechanical compressor.

2 zeigt eine nicht erfindungsgemäße Vorrichtung 20 zur Ladeluftkühlung. Die Vorrichtung 20 der 2 zur Ladeluftkühlung verfügt über ein Gehäuse 21, in welchem ein einziger Ladeluftkühler 22 angeordnet ist. Der Ladeluftkühler 22 ist dabei derart in dem Gehäuse 21 angeordnet, dass demselben zu kühlende Ladeluft über mehrere Zuluftanschlüsse, im Ausführungsbeispiel der 2 über zwei Zuluftanschlüsse 23 und 24, einer einzigen Zuluftkammer 25 zugeführt werden kann. 2 shows a device 20 for charge air cooling that is not according to the invention. The device 20 of 2 for charge air cooling has a housing 21 in which a single charge air cooler 22 is arranged. The intercooler 22 is arranged in the housing 21 in such a way that the same charge air to be cooled via several air inlet connections, in the embodiment of 2 via two supply air connections 23 and 24, a single supply air chamber 25 can be supplied.

Im Ausführungsbeispiel der 2 ist in die Zuluftkammer 25 der Vorrichtung 20 in zwei getrennten Abgasturboladern verdichtete Ladeluft über die Zuluftanschlüsse 23 und 24 einleitbar, wobei diese Ladeluft, die in den unterschiedlichen Abgasturboladern verdichtet wurde, innerhalb der Zuluftkammer 25 vermischt und umgelenkt wird.In the embodiment of 2 Charge air compressed in two separate exhaust gas turbochargers can be introduced into the intake air chamber 25 of the device 20 via the intake air connections 23 and 24, with this charge air, which was compressed in the different exhaust gas turbochargers, being mixed and deflected within the intake air chamber 25.

Die in der Zuluftkammer 25 vermischte und umgelenkte Ladeluft durchströmt den Ladeluftkühler 22 der Vorrichtung 20 der 2 und gelangt anschließend in eine Abluftkammer 26. Im Ausführungsbeispiel der 2 ist der Abluftkammer 26 ausschließlich ein Abluftanschluss 27 zugeordnet, wobei die gekühlte Ladeluft die Vorrichtung 20 der 2 über den Abluftanschluss 27 verlässt.The mixed and deflected in the air inlet chamber 25 charge air flows through the charge air cooler 22 of the device 20 of 2 and then enters an exhaust chamber 26. In the embodiment of 2 the exhaust air chamber 26 is exclusively assigned an exhaust air connection 27, the cooled charge air the device 20 of 2 leaves via the exhaust air connection 27.

Das Zuleiten von zu kühlender Ladeluft in die Zuluftkammer 25 über die Zuluftanschlüsse 23 und 24 ist in 2 durch Pfeile 28 und 29 visualisiert. Die Vermischung der über die Zuluftanschlüsse 23 und 24 in die Zuluftkammer 25 eingeleiteten, zu kühlenden Ladeluft und das Durchströmen derselben durch den Ladeluftkühler 22 ist durch einen Pfeil 30 dargestellt. Das Abströmen der gekühlten Ladeluft aus der Abluftkammer 26, nämlich über den Abluftanschluss 27 derselben, visualisiert 2 durch einen Pfeil 31.The feeding of charge air to be cooled into the air supply chamber 25 via the air supply connections 23 and 24 is in 2 visualized by arrows 28 and 29. The mixing of the charge air to be cooled, which is introduced into the intake air chamber 25 via the intake air connections 23 and 24 , and the flow of the same through the charge air cooler 22 is represented by an arrow 30 . The outflow of the cooled charge air from the exhaust air chamber 26, namely via the exhaust air connection 27 of the same, is visualized 2 by an arrow 31.

Die in 2 gezeigte Vorrichtung 20 zur Ladeluftkühlung kann anstelle der beiden in 1 gezeigten, als separate Baugruppen ausgebildeten Ladeluftkühler 17 zum Einsatz kommen. In diesem Fall wird dann die in den Abgasturboladern 13, nämlich in den Verdichtern 15 derselben, verdichtete Ladeluft der Zuluftkammer 25 über die beiden Zuluftanschlüsse 23 und 24 zugeführt und in der Zuluftkammer 25 vermischt, über den einzigen Ladeluftkühler 22 geleitet und nach Abkühlung ausgehend von der Abluftkammer 26 über den einzigen Abluftanschluss 27 der Drosselklappe 18 und dem Sammler 19 zugeführt.In the 2 The device 20 shown for charge air cooling can be used instead of the two in 1 shown, designed as separate assemblies charge air cooler 17 are used. In this case, the charge air compressed in the exhaust gas turbochargers 13, namely in the compressors 15 thereof, is fed to the air inlet chamber 25 via the two air inlet connections 23 and 24 and mixed in the air inlet chamber 25, passed through the single charge air cooler 22 and, after cooling, starting from the Exhaust chamber 26 is supplied to the throttle valve 18 and the collector 19 via the single exhaust air connection 27 .

Mit der Vorrichtung 20 zur Ladeluftkühlung der 2 lassen sich eine Vielzahl von Vorteilen erzielen. So ist eine kompakte Bauform gewährleistet. Ferner ergeben sich durch die Verwendung der Vorrichtung 20 der 2 gegenüber dem Stand der Technik Kosten- und Gewichtsvorteile. Weiterhin kann die Vermischung der Ladeluftströme in der Zuluftkammer 25 vorteilhaft ausgenutzt werden.With the device 20 for charge air cooling 2 a multitude of advantages can be achieved. This ensures a compact design. Furthermore, through the use of the device 20 of 2 cost and weight advantages over the prior art. Furthermore, the mixing of the charge air streams in the inlet air chamber 25 can be used to advantage.

Dann, wenn ein Kraftfahrzeug mit einer aufgeladenen Brennkraftmaschine vorliegt, die zum Beispiel zwölf oder sechzehn Zylinder umfasst, wobei jeweils drei oder vier Zylindern, die eine Zylindergruppe bilden, jeweils ein gemeinsamer Abgasturbolader zugeordnet ist, können zwei Vorrichtung 20 der 2 in einem Kraftfahrzeug verwendet werden, wobei dann in jeweils zwei Abgasturboladern verdichtete Ladeluft jeweils einer solchen Vorrichtung 20 zugeleitet wird, um in derselben nach einer Vermischung und Umlenkung abgekühlt zu werden.Then, when there is a motor vehicle with a supercharged internal combustion engine, which includes, for example, twelve or sixteen cylinders, with three or four cylinders that form a cylinder group, each having a common exhaust gas turbo loader is assigned, two devices 20 of the 2 be used in a motor vehicle, in which case charge air compressed in two exhaust gas turbochargers each is fed to one such device 20 in order to be cooled in the same after mixing and deflection.

Der Ladeluftkühler 22 der Vorrichtung 20 der 2 ist von zu kühlender Ladeluft und von Kühlluft durchströmt. Alternativ wird im Kühler 22 als Arbeitskühlmittel anstatt Kühlluft Kühlwasser verwendet.The intercooler 22 of the device 20 of 2 is flowed through by charge air to be cooled and by cooling air. Alternatively, cooling water is used in the cooler 22 as a working coolant instead of cooling air.

Vorzugsweise ist auf dem Gehäuse 21 der Vorrichtung 20 zumindest ein Niedertemperaturkühler positioniert, der dann von derselben Kühlluft angeströmt bzw. durchströmt wird, wie der im Gehäuse 21 positionierte Ladeluftkühler 22. Ein solcher Niedertemperaturkühler dient insbesondere der Kühlung elektrischer Komponenten und/oder der Kühlung von Arbeitsmedium einer Klimaanlage, wie ein Kältemittel der Klimaanlage.At least one low-temperature cooler is preferably positioned on the housing 21 of the device 20, which is then subjected to or flowed through by the same cooling air as the intercooler 22 positioned in the housing 21. Such a low-temperature cooler serves in particular to cool electrical components and/or the cooling of the working medium of an air conditioner, such as a refrigerant of the air conditioner.

Zur weiteren Erhöhung der Funktionsintegration können an dem Gehäuse 21 der Vorrichtung 20 der 2 Halter und/oder Befestigungsmittel insbesondere für elektrische Leitungen, Schläuche oder Rohre ausgebildet sein, wodurch sich weitere Kostenvorteile und Gewichtsvorteilen realisieren lassen. Beispielsweise können am Gehäuse 21 der Vorrichtung 20 ein Spülgebläse, ein Gebläse bzw. mechanische oder elektrische Stauluftklappen integriert werden.To further increase the functional integration can on the housing 21 of the device 20 of 2 Holders and/or fastening means can be designed in particular for electrical cables, hoses or pipes, which means that further cost advantages and weight advantages can be achieved. For example, a scavenging fan, a fan or mechanical or electrical ram air flaps can be integrated on the housing 21 of the device 20 .

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ladeluftkühlung zeigt 3. So zeigt 3 eine Vorrichtung 32, die wiederum über ein Gehäuse 33 verfügt, in welchem ein einziger Ladeluftkühler 34 positioniert ist. Im Ausführungsbeispiel der 3 ist der Ladeluftkühler 34 derart im Gehäuse 33 der Vorrichtung 32 angeordnet, dass dem in dem Gehäuse 33 angeordneten Ladeluftkühler 34 zu kühlende Ladeluft über eine Zuluftkammer 35 zuführbar ist, die über ausschließlich einen Zuluftanschluss 36 verfügt. Das Zuführen von zu kühlender Ladeluft in die Zuluftkammer 35 über den Zuluftanschluss 36 ist in 3 durch einen Pfeil 37 visualisiert. Die der Zuluftkammer 35 zugeführte und zu kühlende Ladeluft durchströmt im Anschluss den Ladeluftkühler 34 im Sinne des Pfeils 38, wobei die abgekühlte Ladeluft anschließend in eine Abluftkammer 39 der Vorrichtung 32 gelangt, die über mehrere Abluftanschlüsse 40 und 41 verfügt und die ebenfalls vom Gehäuse 33 der Vorrichtung 32 bereitgestellt ist. Ausgehend von der Abluftkammer 39 wird die abgekühlte Ladeluft über die Abluftanschlüsse 40 und 41 im Sinne der Pfeile 42 und 43 aus der Vorrichtung 32 der 3 abgeführt.A device according to the invention for charge air cooling shows 3 . So shows 3 a device 32, which in turn has a housing 33 in which a single intercooler 34 is positioned. In the embodiment of 3 the charge air cooler 34 is arranged in the housing 33 of the device 32 in such a way that the charge air cooler 34 arranged in the housing 33 can be supplied with charge air to be cooled via an air supply chamber 35 which only has one air supply connection 36 . The supply of charge air to be cooled into the air supply chamber 35 via the air supply connection 36 is in 3 visualized by an arrow 37. The charge air that is supplied to the intake air chamber 35 and is to be cooled then flows through the charge air cooler 34 in the direction of the arrow 38, with the cooled charge air then entering an exhaust air chamber 39 of the device 32, which has a plurality of exhaust air connections 40 and 41 and which is also discharged from the housing 33 of the Device 32 is provided. Starting from the exhaust air chamber 39, the cooled charge air via the exhaust air connections 40 and 41 in the direction of arrows 42 and 43 from the device 32 of 3 taken away.

Die Vorrichtung 32 gemäß 3 kommt insbesondere bei einem Kraftfahrzeug zum Einsatz, deren Brennkraftmaschine zwar zwei Zylindergruppen jedoch ausschließlich einen einzigen Abgasturbolader aufweist. In diesem Fall wird dann die in dem einzigen Abgasturbolader verdichtete Ladeluft der Zuluftkammer 35 zugeführt und nach Durchströmen des Ladeluftkühlers 34 ausgehend von der Abluftkammer 39 über die Abluftanschlüsse 40 und 41 über vorzugsweise separate Drosselklappen separaten Sammler der Zylindergruppen der Brennkraftmaschine zugeführt.The device 32 according to FIG 3 is used in particular in a motor vehicle whose internal combustion engine has two groups of cylinders but only one single exhaust gas turbocharger. In this case, the charge air compressed in the single exhaust gas turbocharger is then fed to the intake air chamber 35 and, after flowing through the charge air cooler 34, starting from the exhaust air chamber 39 via the exhaust air connections 40 and 41 via preferably separate throttle valves to separate collectors of the cylinder groups of the internal combustion engine.

Hinsichtlich der übrigen Details stimmt die Vorrichtung 32 der 3 mit der Vorrichtung 20 der 2 überein, sodass zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen auf die Ausführungen zum Ausführungsbeispiel der 2 verwiesen wird.With regard to the remaining details, the device 32 of FIG 3 with the device 20 of 2 match, so to avoid unnecessary repetition on the explanations for the embodiment of 2 is referenced.

Eine weitere nicht erfindungsgemäße Vorrichtung 44 zur Ladeluftkühlung zeigt 4. So verfügt die Vorrichtung 44 der 4 über ein Gehäuse 45, in welchem ein einziger Ladeluftkühler 46 zugeordnet ist, wobei die von dem Gehäuse 45 bereitgestellte Zuluftkammer 47 mehrere Zuluftanschlüsse 48 und 49 umfasst, über welche im Sinne der Pfeile 50 und 51 abzukühlende Ladeluft der Zuluftkammer 47 zugeführt werden kann. Eine von dem Gehäuse 45 der Vorrichtung 44 gemäß 4 bereitgestellte Abluftkammer 52, in welche nach Abkühlung der Ladeluft im Ladeluftkühler 46 die Ladeluft eintritt, verfügt über mehrere Abluftanschlüsse 53 und 54, über welche im Sinne der Pfeile 55 und 56 abgekühlte Ladeluft von der Vorrichtung 44 abgeleitet werden kann.A further device 44 for charge air cooling that is not according to the invention is shown 4 . So has the device 44 of 4 via a housing 45, in which a single intercooler 46 is assigned, the air supply chamber 47 provided by the housing 45 comprising a plurality of air supply connections 48 and 49, via which charge air to be cooled in the direction of arrows 50 and 51 can be supplied to the air supply chamber 47. One of the housing 45 of the device 44 according to 4 The exhaust air chamber 52 provided, into which the charge air enters after the charge air has been cooled in the charge air cooler 46, has several exhaust air connections 53 and 54, via which the charge air cooled in the direction of the arrows 55 and 56 can be discharged from the device 44.

Im Ausführungsbeispiel der 4 ist sowohl innerhalb der Zuluftkammer 47 als auch innerhalb der Abluftkammer 52 jeweils eine Trennwand angeordnet, nämlich innerhalb der Zuluftkammer 47 die Trennwand 57 und innerhalb der Abluftkammer 52 die Trennwand 58. Auf diese Art und Weise werden in der Zuluftkammer 47 zwei Zuluftunterkammern 59 und 60 und in der Abluftkammer 52 zwei Abluftunterkammern 61 und 62 ausgebildet. So wird sowohl im Bereich der Zuluftkammer 47 als auch im Bereich der Abluftkammer 52 eine Durchmischung von abzukühlender Ladeluft bzw. abgekühlter Ladeluft verhindert und trotz eines einzigen Ladeluftkühlers 46 eine getrennte Ladeluftkühlung für separate Abgasturbolader ermöglicht.In the embodiment of 4 a partition wall is arranged both inside the air supply chamber 47 and inside the exhaust air chamber 52, namely the partition wall 57 within the air supply chamber 47 and the partition wall 58 within the exhaust air chamber 52. In this way, two sub-air supply chambers 59 and 60 and in the exhaust air chamber 52, two exhaust air sub-chambers 61 and 62 are formed. Mixing of charge air to be cooled or cooled charge air is thus prevented both in the area of the intake air chamber 47 and in the area of the exhaust air chamber 52 and, despite a single charge air cooler 46, separate charge air cooling for separate exhaust gas turbochargers is made possible.

Im Unterschied zum in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist auch möglich, dass ausschließlich innerhalb der Zuluftkammer 47 die Trennwand 57 oder ausschließlich innerhalb der Abluftkammer 52 die Trennwand 58 positioniert ist. Dann, wenn ausschließlich innerhalb der Zuluftkammer 47 die Trennwand 57 positioniert ist, wird von unterschiedlichen Abgasturboladern in die Zuluftkammer 47 einströmende Ladeluft in der Zuluftkammer 47 nicht durchmischt, es kann jedoch eine Durchmischung abgekühlter Ladeluft innerhalb der Abluftkammer 52 erfolgen.In contrast to the in 4 The exemplary embodiment shown is also possible for the partition wall 57 to be positioned exclusively inside the air inlet chamber 47 or for the partition wall 58 to be positioned exclusively inside the exhaust air chamber 52 . When the partition wall 57 is positioned exclusively within the air intake chamber 47, charge air flowing into the air intake chamber 47 from different exhaust gas turbochargers is not mixed in the air intake chamber 47, but mixing is possible cooled charge air within the exhaust air chamber 52 take place.

Dann hingegen, wenn ausschließlich in der der Abluftkammer 52 die Trennwand 58 positioniert ist, kann von unterschiedlichen Abgasturboladern in die Zuluftkammer 47 eingeführte, zu kühlende Ladeluft innerhalb der Zuluftkammer 47 durchmischt werden, eine Vermischung abgekühlter Ladeluft innerhalb der Abluftkammer 52 ist jedoch nicht möglich.On the other hand, if the partition wall 58 is positioned exclusively in the exhaust air chamber 52, the charge air to be cooled that is introduced into the intake air chamber 47 from different exhaust gas turbochargers can be mixed within the intake air chamber 47, but a mixing of cooled charge air within the exhaust air chamber 52 is not possible.

Die Vorrichtung 44 der 4 kommt insbesondere bei Kraftfahrzeugen zum Einsatz, deren Brennkraftmaschine mit zwei Zylindergruppen jeweils ein separater Abgasturbolader zugeordnet ist, wobei dann die in den separaten Abgasturboladern verdichtete Ladeluft über die beiden Zuluftanschlüsse 48 und 49 der Zuluftkammer 47 zugeführt werden kann. Über die Abluftanschlüsse 53 und 54 kann dann ausgehend von der Abluftkammer 52 abgekühlte Ladeluft separaten Drosselklappen und separaten Sammlern und so den Zylindern der Zylindergruppen zugeführt werden.The device 44 of 4 is used in particular in motor vehicles whose internal combustion engine with two cylinder groups is assigned a separate exhaust gas turbocharger, in which case the charge air compressed in the separate exhaust gas turbochargers can be fed to the air intake chamber 47 via the two air intake connections 48 and 49. Starting from the exhaust air chamber 52, cooled charge air can then be supplied via the exhaust air connections 53 and 54 to separate throttle flaps and separate collectors and thus to the cylinders of the cylinder groups.

Dann, wenn eine Brennkraftmaschine mit vier Zylindergruppen und demnach vier Abgasturboladern vorliegt, können zwei in 4 gezeigte Vorrichtung 44 zur Ladeluftkühlung Verwendung finden, wobei dann jeweils eine solche Vorrichtung 44 mit jeweils zwei Abgasturboladern und damit zwei Zylinderbänken bzw. Zylindergruppen zusammenwirkt.If there is an internal combustion engine with four cylinder groups and therefore four exhaust gas turbochargers, two in 4 The device 44 shown can be used for charge air cooling, in which case one such device 44 then interacts with two exhaust gas turbochargers and thus two cylinder banks or cylinder groups.

Die Vorrichtung 44 der 4 kommt insbesondere auch dann zur Anwendung, wenn die Vermischung von Ladeluft in Folge einer konkreten Zylinderanordnung, eines konkreten Zündabstands und einer definierten Zylinderzahl nicht gewünscht ist.The device 44 of 4 is also used in particular when the mixing of charge air is not desired as a result of a specific cylinder arrangement, a specific ignition interval and a defined number of cylinders.

Hinsichtlich der übrigen Details stimmt die Vorrichtung 44 der 4 mit der Vorrichtung 20 der 2 überein, sodass zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen auf die Ausführungen zum Ausführungsbeispiel der 2 verwiesen wird.With regard to the remaining details, the device 44 of FIG 4 with the device 20 of 2 match, so to avoid unnecessary repetition on the explanations for the embodiment of 2 is referenced.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Brennkraftmaschineinternal combustion engine
1111
Zylinderbank / ZylindergruppeCylinder bank / cylinder group
1212
Zylindercylinder
1313
Abgasturboladerexhaust gas turbocharger
1414
Turbineturbine
1515
Verdichtercompressor
1616
Luftfilterair filter
1717
Ladeluftkühlerintercooler
1818
Drosselklappethrottle
1919
Sammlercollector
2020
Vorrichtungcontraption
2121
GehäuseHousing
2222
Ladeluftkühlerintercooler
2323
Zuluftanschlusssupply air connection
2424
Zuluftanschlusssupply air connection
2525
Zuluftkammersupply air chamber
2626
Abluftkammerexhaust chamber
2727
Abluftanschlussexhaust connection
2828
PfeilArrow
2929
PfeilArrow
3030
PfeilArrow
3131
PfeilArrow
3232
Vorrichtungcontraption
3333
GehäuseHousing
3434
Ladeluftkühlerintercooler
3535
Zuluftkammersupply air chamber
3636
Zuluftanschlusssupply air connection
3737
PfeilArrow
3838
PfeilArrow
3939
Abluftkammerexhaust chamber
4040
Abluftanschlussexhaust connection
4141
Abluftanschlussexhaust connection
4242
PfeilArrow
4343
PfeilArrow
4444
Vorrichtungcontraption
4545
GehäuseHousing
4646
Ladeluftkühlerintercooler
4747
Zuluftkammersupply air chamber
4848
Zuluftanschlusssupply air connection
4949
Zuluftanschlusssupply air connection
5050
PfeilArrow
5151
PfeilArrow
5252
Abluftkammerexhaust chamber
5353
Abluftanschlussexhaust connection
5454
Abluftanschlussexhaust connection
5555
PfeilArrow
5656
PfeilArrow
5757
Trennwandpartition wall
5858
Trennwandpartition wall
5959
Zuluftunterkammersupply air lower chamber
6060
Zuluftunterkammersupply air lower chamber
6161
Abluftunterkammerexhaust air lower chamber
6262
Abluftunterkammerexhaust air lower chamber

Claims (6)

Vorrichtung (32) zur Ladeluftkühlung, nämlich zur Kühlung von in einem Verdichter einer Aufladeeinrichtung verdichteter, einer Brennkraftmaschine zuzuführender Ladeluft, mit einem Gehäuse (33), wobei das Gehäuse (33) eine einzige Zuluftkammer (35) und eine einzige Abluftkammer (39) bereitstellt, wobei in dem Gehäuse (33) ein Ladeluftkühler (34) angeordnet ist, nämlich derart, dass dem in dem Gehäuse (33) angeordneten Ladeluftkühler (34) zu kühlende Ladeluft über die ausschließlich einen Zuluftanschluss (36) aufweisende Zuluftkammer (35) zuführbar ist, und dass von dem in dem Gehäuse (33) angeordneten Ladeluftkühler (34) gekühlte Ladeluft über die mehrere Abluftanschlüsse (40, 41) aufweisende Abluftkammer (39) abführbar ist.Device (32) for charge air cooling, namely for cooling charge air compressed in a compressor of a charging device and to be supplied to an internal combustion engine, with a housing (33), the housing (33) providing a single supply air chamber (35) and a single exhaust air chamber (39), a charge air cooler (34) being arranged in the housing (33), namely in such a way that the charge air to be cooled can be supplied to the charge air cooler (34) arranged in the housing (33) via the air supply chamber (35) which has only one air supply connection (36), and that cooled charge air can be removed from the charge air cooler (34) arranged in the housing (33) via the exhaust air chamber (39) having a plurality of exhaust air connections (40, 41). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der im Gehäuse (21; 33; 45) angeordnete Ladeluftkühler (22; 34; 46) von zu kühlender Ladeluft und von Kühlluft durchströmt wird.device after claim 1 , characterized in that the charge air cooler (22; 34; 46) arranged in the housing (21; 33; 45) is flowed through by charge air to be cooled and by cooling air. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der im Gehäuse (21; 33; 45) angeordnete Ladeluftkühler (22; 34; 46) von zu kühlender Ladeluft und von kühlendem Wasser durchströmt wird.device after claim 1 , characterized in that the charge air cooler (22; 34; 46) arranged in the housing (21; 33; 45) has charge air to be cooled and cooling water flowing through it. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Gehäuse (21; 33; 45) mindestens ein Niedertemperaturkühler angeordnet ist, nämlich derart, dass die Kühlluft des Ladeluftkühlers auch als Kühlluft des oder jedes Niedertemperaturkühlers dient.Device according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that at least one low-temperature cooler is arranged on the housing (21; 33; 45), namely in such a way that the cooling air of the intercooler also serves as cooling air of the or each low-temperature cooler. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (21; 33; 45) Halter und/oder Befestigungsmittel insbesondere für Kabel, Schläuche oder Rohre ausgebildet sind.Device according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that on the housing (21; 33; 45) holders and / or fastening means are formed in particular for cables, hoses or pipes. Kraftfahrzeug mit einer aufgeladenen Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine mindestens zwei Zylinderbänke bzw. Zylindergruppen mit jeweils mehreren Zylindern umfasst, wobei den Zylindergruppen eine gemeinsame Aufladeeinrichtung zugeordnet ist, und wobei in der Aufladeeinrichtung verdichtete Ladeluft über eine Vorrichtung zur Ladeluftkühlung leitbar ist, um die verdichtete Ladeluft vor Zuführung derselben in die Zylinder der Zylindergruppen zu kühlen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (32) zur Ladeluftkühlung nach einem der Ansprüche 1-5 ausgebildet ist, sodass in der gemeinsamen Aufladeeinrichtung verdichtete Ladeluft über den einzigen Zuluftanschluss (36) der Zuluftkammer (35) zuführbar und weiterhin in dem Ladeluftkühler (34) gekühlte Ladeluft über die separaten Abluftanschlüsse (40, 41) der gemeinsamen Abluftkammer (39) und über separate Drosselklappen und separate Sammler den Zylindern der Zylindergruppen zuführbar ist.Motor vehicle with a supercharged internal combustion engine, the internal combustion engine comprising at least two banks of cylinders or cylinder groups, each with a plurality of cylinders, wherein a common charging device is assigned to the cylinder groups, and wherein in the charging device compressed charge air can be routed via a device for charge air cooling in order to pre-charge the compressed charge air Feeding the same to cool in the cylinders of the cylinder groups, characterized in that the device (32) for charge air cooling according to one of Claims 1 - 5 is designed so that charge air compressed in the common supercharging device can be supplied to the air supply chamber (35) via the single air supply connection (36) and further cooled charge air in the charge air cooler (34) via the separate exhaust air connections (40, 41) of the common exhaust air chamber (39) and via separate throttle valves and separate collectors can be fed to the cylinders of the cylinder groups.
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