DE102011015019A1 - Car with an internal combustion engine and a transmission - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftwagen mit einer Brennkraftmaschine (14) und einem mit dieser gekoppelten Getriebe (10), welches an der Brennkraftmaschine (14) gehalten ist, wobei zwischen der Brennkraftmaschine (14) und dem Getriebe (10) ein thermische Entkopplungselement (24) vorgesehen ist. Das Entkoppelungselement (24) dient als Barriere für den Wärmeübergang von der Brennkraftmaschine (14) auf das Getriebe (10), so dass die Brennkraftmaschine (14) beim Start aus dem kalten Zustand besonders schnell ihre optimale Betriebstemperatur erreicht. Ein solcher Kraftwagen weist daher einen besonders geringen Kraftstoffverbrauch und CO2-Ausstoß auf.The invention relates to a motor vehicle with an internal combustion engine (14) and a transmission (10) coupled to it, which is held on the internal combustion engine (14), a thermal decoupling element (24) between the internal combustion engine (14) and the transmission (10). is provided. The decoupling element (24) serves as a barrier for heat transfer from the internal combustion engine (14) to the transmission (10), so that the internal combustion engine (14) reaches its optimum operating temperature particularly quickly when it is started from the cold state. Such a motor vehicle therefore has particularly low fuel consumption and CO2 emissions.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftwagen mit einer Brennkraftmaschine und einem mit dieser gekoppelten Getriebe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a motor vehicle with an internal combustion engine and a transmission coupled thereto according to the preamble of patent claim 1.

Derartige Kraftwagen sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. Das Getriebe ist üblicherweise auf Seite der Getriebeeingangswelle im Bereich der so genannten Getriebeglocke mit einem entsprechenden Flansch am Kurbelgehäuse des Kraftwagens durch Verschraubungen oder dergleichen festgehalten. Durch den großflächigen Kontakt zwischen Kurbelgehäuse und Getriebe erfolgt ein starker konduktiver Wärmeübergang von der Brennkraftmaschine auf das Getriebe, so dass die im Betrieb der Brennkraftmaschine anfallende Wärme auch über das Getriebegehäuse mit abgestrahlt wird. Dies führt dazu, dass beim Kaltstart der Brennkraftmaschine auf Grund der hohen Wärmeabstrahlung die Umgebung sich die Brennkraftmaschine relativ langsam aufheizt. Auch beim Abstellen des Kraftwagens mit warmer Brennkraftmaschine ist die enge thermische Kopplung zum Getriebe bedeutsam, da hierdurch eine besonders schnelle Abkühlung der Brennkraftmaschine erfolgt.Such cars are well known in the art. The transmission is usually held on the side of the transmission input shaft in the region of the so-called transmission bell with a corresponding flange on the crankcase of the motor vehicle by screwing or the like. Due to the large-area contact between the crankcase and gearbox a strong conductive heat transfer from the engine to the transmission, so that the resulting during operation of the engine heat is also radiated through the gearbox housing. As a result of this, when the internal combustion engine is cold starting due to the high heat radiation, the environment heats up the internal combustion engine relatively slowly. Even when parking the motor vehicle with a warm internal combustion engine, the close thermal coupling to the transmission is significant, as this is a particularly rapid cooling of the engine.

Beim Starten des Kraftwagens ist es jedoch wünschenswert, die Brennkraftmaschine so schnell wie möglich auf eine hohe Betriebstemperatur zu bringen, da bei kalter Brennkraftmaschine der Kraftstoffverbrauch des Kraftwagens und damit dessen CO2-Ausstoß deutlich höher ist.When starting the motor vehicle, however, it is desirable to bring the internal combustion engine as quickly as possible to a high operating temperature, as with cold internal combustion engine, the fuel consumption of the motor vehicle and thus its CO 2 emissions is much higher.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, einen Kraftwagen nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 bereitzustellen, dessen Brennkraftmaschine möglichst wenig Wärme an die Umgebung abgibt.The present invention is therefore based on the object to provide a motor vehicle according to the preamble of claim 1, the internal combustion engine emits as little heat to the environment.

Diese Aufgabe wird durch einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a motor vehicle having the features of patent claim 1.

Erfindungsgemäß ist in einem solchen Kraftwagen ein thermisches Entkopplungselement zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe vorgesehen. Durch ein derartiges Entkopplungselement wird ein besonders geringer Wärmeübergang von der Brennkraftmaschine zum Getriebe hin sichergestellt. Beim Starten der Brennkraftmaschine aus dem kalten Zustand kann sich daher die Brennkraftmaschine besonders schnell auf ihre Betriebstemperatur aufheizen, so dass ein derartiger Kraftwagen einen besonders geringen Kraftstoffverbrauch und damit auch einen besonders geringeren CO2-Ausstoß aufweist. Beim Abstellen des Kraftwagens mit warmer Brennkraftmaschine trägt das thermische Entkopplungselement dazu bei, dass sich die Brennkraftmaschine besonders langsam abkühlt. Daher kann die Restwärme der Brennkraftmaschine nach dem Abstellen in einem besonders langen Zeitraum erhalten werden und bei einem darauf folgenden Neustart für eine besonders schnelle Wiederaufheizung der Brennkraftmaschine sorgen. Auch dies trägt zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs und CO2-Ausstoßes bei.According to the invention, a thermal decoupling element between an internal combustion engine and a transmission is provided in such a motor vehicle. Such a decoupling element ensures a particularly low heat transfer from the internal combustion engine to the transmission. When starting the internal combustion engine from the cold state, therefore, the internal combustion engine can heat up particularly quickly to its operating temperature, so that such a car has a particularly low fuel consumption and thus a particularly low CO 2 emissions. When parking the motor vehicle with a warm internal combustion engine, the thermal decoupling element contributes to the fact that the internal combustion engine cools down particularly slowly. Therefore, the residual heat of the internal combustion engine can be obtained after stopping in a particularly long period of time and provide for a subsequent restart for a particularly rapid reheating of the internal combustion engine. This also contributes to the reduction of fuel consumption and CO 2 emissions.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das thermische Entkopplungselement aus einem Leichtmetallschaum, insbesondere aus einem Aluminiumschaum ausgebildet. Ein derartiges thermisches Entkopplungselement ist besonders leicht und kostengünstig. Die im Leichtmetallschaum eingeschlossenen Hohlräume stellen zudem eine hohe Wärmeisolationsfähigkeit bei gleichzeitig hoher Temperaturbeständigkeit sicher. Ferner ist ein derartiges Entkoppelungselement auch mechanisch besonders gut belastbar.In a preferred embodiment of the invention, the thermal decoupling element is formed from a light metal foam, in particular from an aluminum foam. Such a thermal decoupling element is particularly easy and inexpensive. The trapped in the light metal foam cavities also ensure a high thermal insulation capability at the same time high temperature resistance. Furthermore, such a decoupling element is also mechanically very good load capacity.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das thermische Entkopplungselement aus einem Kunststoff ausgebildet. Hierfür ist insbesondere die Verwendung hochfester Kunststoffe mit geringer Wärmeleitfähigkeit zweckmäßig. Solche Kunststoffe bieten eine gute Wärmeisolierung und sind gleichzeitig in der Lage, den mechanischen Belastungen im Betrieb des Kraftwagens gut standzuhalten.In a further preferred embodiment, the thermal decoupling element is formed from a plastic. For this purpose, the use of high-strength plastics with low thermal conductivity is particularly useful. Such plastics provide good thermal insulation and at the same time are able to withstand the mechanical stresses during operation of the motor vehicle well.

Vorzugsweise weist das thermische Entkopplungselement zumindest einen Luftspalt auf. Durch einen derartigen Luftspalt wird sichergestellt, dass eine besonders geringe Querschnittsfläche des Entkopplungselementes zum konduktiven Wärmeübergang zwischen Brennkraftmaschine und Getriebe bereitsteht, so dass ein derart ausgebildetes thermisches Entkopplungselement eine besonders gute wärmeisolierende Wirkung entfalten kann.Preferably, the thermal decoupling element has at least one air gap. By such an air gap ensures that a particularly small cross-sectional area of the decoupling element is ready for conductive heat transfer between the engine and transmission, so that a thermal decoupling element designed in this way can develop a particularly good heat insulating effect.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das thermische Entkopplungselement zwischen einem Ringflansch einer Getriebeglocke des Getriebes und einem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine angeordnet. Hierdurch kann eine nahezu vollständige thermische Entkoppelung des Getriebes von der Brennkraftmaschine erreicht werden. Üblicherweise vorhandene Schraubverbindungen zwischen Getriebe und Brennkraftmaschine erstrecken sich hierbei durch das Entkopplungselement hindurch. Gegebenenfalls kann eine besonders gute Wärmedämmung noch eine zusätzliche Isolierung dieser Schraubverbindungen im Bereich des thermischen Entkopplungselements vorgesehen werden.In a further preferred embodiment, the thermal decoupling element is arranged between an annular flange of a transmission bell of the transmission and a crankcase of the internal combustion engine. As a result, an almost complete thermal decoupling of the transmission can be achieved by the internal combustion engine. Usually existing screw connections between the gearbox and the internal combustion engine extend through the decoupling element. Optionally, a particularly good thermal insulation nor an additional insulation of these screw connections can be provided in the region of the thermal decoupling element.

Im Folgenden wird die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt hierbei eine schematische Darstellung von Brennkraftmaschine und Getriebe eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftwagens.In the following the invention and its embodiments will be explained in more detail with reference to the drawing. The single FIGURE shows a schematic representation of the internal combustion engine and transmission of an embodiment of a motor vehicle according to the invention.

Das Getriebe 10 eines Kraftwagens ist an einem Kurbelgehäuse 12 einer Brennkraftmaschine 14 des Kraftwagens gehalten. Aus dem Kurbelgehäuse 12 erstreckt sich die Kurbelwelle, die über eine Kupplung mit einer Getriebeeingangswelle des Getriebes 10 verbunden ist. Zur Befestigung des Getriebes 10 dient ein im Bereich der Getriebeglocke 16 angeordneter umlaufender Ringflansch 18. Mittels Schrauben 20 wird das Getriebe 10 an der Wandung 22 des Kurbelgehäuses 12 gehalten.The gear 10 a motor vehicle is on a crankcase 12 an internal combustion engine 14 of the motor vehicle. From the crankcase 12 The crankshaft extends through a clutch to a transmission input shaft of the transmission 10 connected is. For fixing the gearbox 10 serves one in the area of the bell housing 16 arranged circumferential annular flange 18 , By means of screws 20 becomes the transmission 10 on the wall 22 of the crankcase 12 held.

Durch den großflächigen Kontakt zwischen Kurbelgehäuse 12 und Getriebe 10 findet bei üblichen Kraftwagen ein starker Wärmeübergang von der Brennkraftmaschine 14 auf das Getriebe 10 statt. Über die große Oberfäche des Getriebes 10 wird daher eine große Wärmemenge aus der Brennkraftmaschine abgeleitet und an die Umgebung abgestrahlt. Dies führt zu einer sehr schnellen Abkühlung der Brennkraftmaschine 14 im Stillstand, sowie zu einer langsamen Erwärmung der Brennkraftmaschine 14 beim Start aus dem kalten Zustand.Due to the large-area contact between the crankcase 12 and gear 10 finds in conventional cars a strong heat transfer from the engine 14 on the gearbox 10 instead of. About the large surface of the gearbox 10 Therefore, a large amount of heat is derived from the internal combustion engine and radiated to the environment. This leads to a very rapid cooling of the internal combustion engine 14 at a standstill, as well as a slow heating of the internal combustion engine 14 when starting from the cold state.

Beim Betrieb der Brennkraftmaschine 14 unterhalb einer optimalen Betriebstemperatur weist die Brennkraftmaschine 14 einen besonders hohen Kraftstoffverbrauch und damit einen besonders hohen CO2-Ausstoß auf. Durch den starken Wärmeübergang zwischen Brennkraftmaschine 14 und Getriebe 10 verschlechtern sich daher die Verbrauchs- und Emissionswerte des Kraftwagens.During operation of the internal combustion engine 14 below an optimum operating temperature, the internal combustion engine 14 a particularly high fuel consumption and thus a particularly high CO 2 emissions. Due to the strong heat transfer between internal combustion engine 14 and gear 10 Therefore, the fuel consumption and emission values of the motor vehicle deteriorate.

Um den Wärmeübergang zwischen der Brennkraftmaschine 14 und dem Getriebe 10 zu behindern, ist zwischen dem Ringflansch 18 und der Wandung 22 des Kurbelgehäuses 12 ein thermisches Entkopplungselement 24 vorgesehen. Hierbei kann es sich um eine Scheibe aus einem wärmedämmenden Material, beispielsweise aus einem Aluminiumschaum handeln. Durch das thermische Entkopplungselement 24 wird der direkte konduktive Wärmeübergang vom Kurbelgehäuse 12 auf das Getriebe 10 verglichen zum direkten Kontakt zwischen Kurbelgehäuse 12 und Getriebe 10 deutlich reduziert. Nach Abstellen des Kraftwagens bleibt die Brennkraftmaschine 14 daher länger warm, so dass die Restwärme in einem besonders langen Zeitraum zur schnellen Aufheizung der Brennkraftmaschine 14 bei einem Neustart zur Verfügung steht. Auch bei einem Neustart aus dem vollständig kalten Zustand wird durch das thermische Entkopplungselement 24 der Wärmeverlust aus der Brennkraftmaschine 14 begrenzt, so dass sich diese besonders schnell auf die gewünschte Betriebstemperatur aufheizt.To the heat transfer between the internal combustion engine 14 and the transmission 10 to obstruct, is between the annular flange 18 and the wall 22 of the crankcase 12 a thermal decoupling element 24 intended. This may be a disk of a heat-insulating material, for example of an aluminum foam. By the thermal decoupling element 24 becomes the direct conductive heat transfer from the crankcase 12 on the gearbox 10 compared to the direct contact between the crankcase 12 and gear 10 significantly reduced. After parking the motor vehicle, the internal combustion engine remains 14 therefore longer warm, so that the residual heat in a particularly long period of time for rapid heating of the internal combustion engine 14 is available at a reboot. Even with a restart from the completely cold state is due to the thermal decoupling element 24 the heat loss from the internal combustion engine 14 limited so that it heats up very quickly to the desired operating temperature.

Insgesamt ergibt sich somit ein Kraftwagen, der einen besonders niedrigen Kraftstoffverbrauch und einen besonders niedrigen CO2-Ausstoß aufweist.Overall, this results in a motor vehicle, which has a particularly low fuel consumption and a particularly low CO 2 emissions.

Claims (5)

Kraftwagen mit einer Brennkraftmaschine (14) und einem mit dieser gekoppelten Getriebe (10), welches an der Brennkraftmaschine (14) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Brennkraftmaschine (14) und dem Getriebe (10) ein thermisches Entkopplungselement (24) vorgesehen ist.Car with an internal combustion engine ( 14 ) and a coupled with this transmission ( 10 ), which on the internal combustion engine ( 14 ), characterized in that between the internal combustion engine ( 14 ) and the transmission ( 10 ) a thermal decoupling element ( 24 ) is provided. Kraftwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Entkopplungselement (24) aus einem Leichtmetallschaum, insbesondere einem Aluminiumschaum, ausgebildet ist.Motor vehicle according to claim 1, characterized in that the thermal decoupling element ( 24 ) is formed of a light metal foam, in particular an aluminum foam. Kraftwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Entkoppelungselement (24) aus einem Kunststoff ausgebildet ist.Motor vehicle according to claim 1, characterized in that the thermal decoupling element ( 24 ) is formed of a plastic. Kraftwagen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Entkopplungselement (24) zumindest einen Luftspalt aufweist.Motor vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that the thermal decoupling element ( 24 ) has at least one air gap. Kraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Entkopplungselement (24) zwischen einem Ringflansch (18) einer Getriebeglocke (16) des Getriebes (10) und einem Kurbelgehäuse (12) der Brennkraftmaschine (14) angeordnet ist.Motor vehicle according to one of claims 1 to 3, characterized in that the thermal decoupling element ( 24 ) between an annular flange ( 18 ) a bell ( 16 ) of the transmission ( 10 ) and a crankcase ( 12 ) of the internal combustion engine ( 14 ) is arranged.
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