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Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschinenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche einen Kühlmittelkreislauf umfasst, der ein Kurbelgehäuse, einen Kraftstoffkühler und einen Kühlmittelfilter aufweist.
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Aus der
DE 10 2005 010 236 A1 ist bereits eine Brennkraftmaschinenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, welche einen Kühlmittelkreislauf umfasst, der einen Kraftstoffkühler und einen Kühlmittelfilter aufweist.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, Kosten der Brennkraftmaschinenvorrichtung zu reduzieren. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß wird eine Brennkraftmaschinenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welche einen Kühlmittelkreislauf umfasst, der ein Kurbelgehäuse aufweist, das dazu vorgesehen ist, ein Kühlmittel wenigstens teilweise um zumindest einen Brennraum zu führen, der zumindest einen Kraftstoffkühler aufweist, der aus einem von Edelstahl differierenden Material besteht, und der wenigstens einen zumindest zu einem Schutz des Kraftstoffkühlers vorgesehenen externen Kühlmittelfilter aufweist, der außerhalb des Kurbelgehäuses angeordnet ist. Durch eine Nutzung eines Kraftstoffkühlers aus einem von Edelstahl differierenden Material können insbesondere im Vergleich zu einem Kraftstoffkühler aus Edelstahl Kosten und Gewicht des Kraftstoffkühlers eingespart sowie eine spezifische Kühlleistung erhöht werden. Durch den Kühlmittelfilter können fremde Partikel im Kühlmittel zumindest reduziert werden, wodurch eine Korrosion, Kavitation und/oder Erosion im Kraftstoffkühler verhindert werden kann. Dadurch kann ein Vermischen des Kühlmittels und eines Kraftstoffs verhindert und ein Totalschaden einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs verhindert werden. Durch die Anordnung des Kühlmittelfilters außerhalb des Kurbelgehäuses kann in den Kühlmittelfilter Siliziumdioxid integriert werden. Durch die externe Anordnung kann weiter ein Aufwand bei einer Wartung und einer Montage des Kühlmittelfilters gering gehalten und eine große Filterfläche des Kühlmittelfilters realisiert werden, wodurch ein Verstopfen des Kühlmittelfilters verhindert werden kann. Durch die Verwendung des Kraftstoffkühlers aus einem von Edelstahl differierenden Material und des extern angeordneten Kühlmittelfilters zum Schutz des Kraftstoffkühlers können Herstell- und Reparaturkosten des Kraftstoffkühlers und Montage- und Wartungskosten des Kühlmittelfilters gering gehalten werden, wodurch Kosten der Brennkraftmaschinenvorrichtung reduziert werden können. Vorzugsweise ist der Kühlmittelfilter strömungstechnisch vor und/oder nach einer Kühlmittelleitung oder eines Kühlmittelkanals angeordnet und damit nicht in die Kühlmittelleitung oder in den Kühlmittelkanal integriert. Dem Kühlmittelkreislauf fehlt vorteilhaft eine Kühlmittelleitung und/oder ein Kühlmittelkanal, die bzw. der den Kühlmittelfilter umgibt. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgelegt, ausgestattet, ausgestaltet und/oder angeordnet verstanden werden.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass der Kraftstoffkühler zumindest teilweise aus Aluminium besteht, wodurch ein besonders kostengünstiger Kraftstoffkühler bereitgestellt werden kann.
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Zu einer besonders vorteilhaften Anordnung des Kühlmittelfilters wird ferner vorgeschlagen, dass der Kühlmittelkreislauf ein Kühlmittelpumpmodul aufweist, in das der Kühlmittelfilter integriert ist, wodurch ein ungenutzter Raum zur externen Anordnung des Kühlmittelfilters verwendet werden kann. Unter einem „Kühlmittelpumpmodul” soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zumindest eine Kühlmittelpumpe aufweist. Vorzugsweise weist das Kühlmittelpumpmodul die Kühlmittelpumpe und einen Ölfilter auf, die fest zu einer gemeinsamen Montageeinheit verbaut sind und/oder zumindest teilweise ein gemeinsames Gehäuse aufweisen. Der in das Kühlmittelpumpmodul integrierte Kühlmittelfilter weist vorteilhaft ein Gehäuse auf, das zumindest teilweise von dem Gehäuse des Kühlmittelpumpmoduls umgeben und/oder zumindest teilweise von dem Gehäuse des Kühlmittelpumpmoduls gebildet ist.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass der Kühlmittelkreislauf eine Kühlmittelleitung aufweist, die den Kühlmittelfilter an ein Kraftstofffiltermodul anbindet. Dadurch kann eine einfache Verlegung der Kühlmittelleitung realisiert werden. Unter einem „Kraftstofffiltermodul” soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zumindest einen Kraftstofffilter aufweist. Vorzugsweise weist das Kraftstofffiltermodul den Kraftstofffilter und den Kraftstoffkühler auf, die fest zu einer gemeinsamen Montageeinheit verbaut sind und/oder zumindest teilweise ein gemeinsames Gehäuse aufweisen.
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Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der Kühlmittelkreislauf eine Kühlmittelleitung aufweist, die den Kühlmittelfilter strömungstechnisch mit einem Kühlmittelausgang des Kurbelgehäuses verbindet. Dadurch kann eine alternative Anordnung des Kühlmittelfilters bereitgestellt werden. Die Kühlmittelleitung, die den Kühlmittelfilter strömungstechnisch mit dem Kühlmittelausgang des Kurbelgehäuses verbindet, verläuft vorzugsweise außerhalb des Kurbelgehäuses.
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Weiter ist es vorteilhaft, wenn der Kühlmittelkreislauf wenigstens ein Trennelement aufweist, das dazu vorgesehen ist, eine direkte Kühlmittelströmung in oder aus dem Kurbelgehäuse zu verhindern, und der Kühlmittelfilter dazu vorgesehen ist, das Trennelement strömungstechnisch zu überbrücken. Dadurch kann besonders einfach eine Anordnung des Kühlmittelfilters außerhalb des Kurbelgehäuses realisiert werden. Das Trennelement verschließt vorzugsweise einen Strömungsquerschnitt in dem Kühlmittelkreislauf. Das Trennelement ist vorteilhaft innerhalb des Kurbelgehäuses, einer Kühlmittelleitung oder eines Kühlmittelkanals angeordnet. Der Kühlmittelfilter stellt dabei vorzugsweise einen Bypass dar, durch den das Kühlmittel den verschlossenen Strömungsquerschnitt umgeht.
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Außerdem wird ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschinenvorrichtung vorgeschlagen, wodurch Kosten des Kraftfahrzeugs reduziert werden können.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch eine Brennkraftmaschinenvorrichtung mit einem Kühlmittelkreislauf, der ein Kühlmittelpumpmodul und einen außerhalb eines Kurbelgehäuses angeordneten Kühlmittelfilter aufweist, wobei der Kühlmittelfilter in dem Kühlmittelpumpmodul integriert ist,
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2 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschinenvorrichtung mit einem Kühlmittelkreislauf, der einen außerhalb eines Kurbelgehäuses angeordneten Kühlmittelfilter aufweist, wobei der Kühlmittelfilter mittels einer Kühlmittelleitung mit einem Kühlmittelausgang des Kurbelgehäuses verbunden ist, und
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3 schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschinenvorrichtung mit einem Kühlmittelkreislauf, der einen außerhalb eines Kurbelgehäuses angeordneten Kühlmittelfilter aufweist, wobei der Kühlmittelfilter ein Trennelement in einem Kühlmittelanschluss des Kurbelgehäuses strömungstechnisch überbrückt.
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Die 1 zeigt teilweise eine Brennkraftmaschinenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die schematisiert dargestellt ist. Die Brennkraftmaschinenvorrichtung weist einen Kühlmittelkreislauf auf, der unter anderem ein nicht dargestelltes Kurbelgehäuse, einen nicht näher dargestellten Kraftstoffkühler aus einem von Edelstahl differierenden Material und ein Kühlmittelpumpmodul 12a aufweist. Der Kraftstoffkühler besteht aus Aluminium. Die Brennkraftmaschinenvorrichtung ist als eine Kraftfahrzeugbrennkraftmaschinenvorrichtung ausgebildet.
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Das Kurbelgehäuse bildet zumindest einen Kühlmittelkanal aus, der ein Kühlmittel um Brennräume einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs führt. Das Kühlmittelpumpmodul 12a weist zu einer Förderung des Kühlmittels eine Kühlmittelpumpe 17a und zu einer Reinigung eines Betriebsmittelöls einen Ölfilter 18a auf, die zu einer Einheit verbaut sind. Die Brennkraftmaschinenvorrichtung weist weiter ein Kraftstofffiltermodul 14a auf, das einen Kraftstofffilter 19a und den Kraftstoffkühler aufweist, die zu einer Einheit verbaut sind. Das Kühlmittel ist als Wasser und die Kühlmittelpumpe 17a somit als eine Wasserpumpe ausgebildet. Grundsätzlich kann der Kraftstoffkühler auch zumindest teilweise aus Kupfer und/oder Messing bestehen.
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Zu einem Schutz des Kraftstoffkühlers vor Korrosion, Kavitation und Erosion weist der Kühlmittelkreislauf einen externen Kühlmittelfilter 11a auf, der außerhalb des Kurbelgehäuses angeordnet ist. Der Kühlmittelfilter 11a ist weiter in keine Kühlmittelleitung und in keinen Kühlmittelkanal des Kühlmittelkreislaufs integriert und damit zu Montagezwecken leicht zugänglich angeordnet. Dem Kühlmittelkreislauf fehlt damit ein einen Strömungsquerschnitt für das Kühlmittel bereitstellendes Gehäuse oder Material, das ein Gehäuse des Kühlmittelfilters 11a umgibt oder abdeckt. Dem Kühlmittelkreislauf fehlt eine Kühlmittelleitung und ein Kühlmittelkanal innerhalb der bzw. innerhalb dem der Kraftfahrzeugfilter 11a angeordnet ist.
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Der Kühlmittelfilter 11a ist in das Kühlmittelpumpmodul 12a integriert. Der Kühlmittelfilter 11a ist in einem ungenutzten Bauraum innerhalb eines Gehäuses des Kühlmittelpumpmoduls 12a angeordnet. Das Kühlmittelpumpmodul 12a weist die Kühlmittelpumpe 17a, den Ölfilter 18a und den Kühlmittelfilter 11a auf, die zu einer gemeinsamen Montageeinheit verbaut sind. Das Kühlmittelpumpmodul 12a weist weiter einen Deckel 20a auf, der den integrierten Kühlmittelfilter 11a abdeckt. Der Kühlmittelfilter 11a ist als ein Wasserfilter ausgebildet.
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Zu einer strömungstechnischen Verbindung des Kühlmittelfilters 11a mit dem Kraftstoffkühler weist der Kühlmittelkreislauf eine Kühlmittelleitung 13a auf, die den Kühlmittelfilter 11a an das Kraftstofffiltermodul 14a anbindet. Die Kühlmittelleitung 13a verläuft dabei im Wesentlichen außerhalb des Kühlmittelpumpmoduls 12a und außerhalb des Kraftstofffiltermoduls 14a. Die Kühlmittelleitung 13a ist mit einem Ende an dem Kühlmittelfilter 11a und mit einem anderen Ende an dem Kraftstofffiltermodul 14a angeschlossen. Zum Anschließen der Kühlmittelleitung 13a an den Kühlmittelfilter 11a weist der Deckel 20a eine Öffnung auf, durch die die Kühlmittelleitung 13a in das Gehäuse des Kühlmittelpumpmoduls 12a eingreift. Zur strömungstechnischen Verbindung des Kühlmittelfilters 11a mit dem Kraftstoffkühler weist das Kraftstofffiltermodul 14a strömungstechnisch miteinander verbundene Kühlmittelanschlüsse 21a, 22a auf, wobei die Kühlmittelleitung 13a an den Kühlmittelanschluss 21a angeschossen ist und der Kühlmittelanschluss 22a in den Kraftstoffkühler führt.
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Der Kühlmittelfilter 11a und der Kraftstoffkühler sind strömungstechnisch in Reihe zueinander geschaltet. Der Kühlmittelfilter 11a ist strömungstechnisch zwischen der Kühlmittelpumpe 17a und dem Kraftstoffkühler angeordnet. Der Kühlmittelfilter 11a weist einen Eingang auf, der strömungstechnisch an die Kühlmittelpumpe 17a angebunden ist, und einen Ausgang auf, der strömungstechnisch an den Kühlmittelanschluss 21a des Kraftstofffiltermoduls 14a angebunden ist. In einem Betrieb der Kühlmittelpumpe 17a strömt das Kühlmittel von der Kühlmittelpumpe 17a in den Kühlmittelfilter 11a, von dem Kühlmittelfilter 11a in den Kraftstoffkühler und von dem Kraftstoffkühler in das Kurbelgehäuse. Der Kühlmittelanschluss 21a ist somit als ein Kühlmittelzulauf ausgebildet.
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Die nachfolgenden Beschreibungen und Figuren beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleichbezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Figur und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in der 1 durch die Buchstaben b und c in den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele der 2 und 3 ersetzt.
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In der 2 ist teilweise eine alternativ ausgebildete Brennkraftmaschinenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug schematisiert dargestellt, wobei die Brennkraftmaschinenvorrichtung einen Kühlmittelkreislauf mit einem nicht dargestellten Kurbelgehäuse, einem nicht dargestellten Kraftstoffkühler aus einem von Edelstahl differierenden Material und einem externen Kühlmittelfilter 11b, der außerhalb des Kurbelgehäuses angeordnet ist, aufweist. Der Kühlmittelkreislauf weist zu einer strömungstechnischen Verbindung des Kühlmittelfilters 11b mit dem Kraftstoffkühler eine Kühlmittelleitung 13b auf, die den Kühlmittelfilter 11b an ein Kraftstofffiltermodul 14b anbindet.
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Im Unterschied zum vorherigen Ausführungsbeispiel weist der Kühlmittelkreislauf eine Kühlmittelleitung 15b auf, die den Kühlmittelfilter 11b strömungstechnisch mit einem Kühlmittelausgang 23b des Kurbelgehäuses verbindet. Die Kühlmittelleitung 15b ist mit einem Ende an dem Kühlmittelfilter 11b und mit einem anderen Ende an dem Kühlmittelausgang 23b des Kurbelgehäuses angeschlossen. Die Kühlmittelleitung 15b verläuft außerhalb des Kurbelgehäuses und des Kraftstofffiltermoduls 14b. Der Kühlmittelfilter 11b ist konstruktiv im Bereich des Kraftstofffiltermoduls 14b angeordnet.
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Der Kühlmittelfilter 11b und der Kraftstoffkühler sind strömungstechnisch in Reihe zueinander geschaltet. Der Kühlmittelfilter 11b ist strömungstechnisch zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Kraftstoffkühler angeordnet. Der Kühlmittelfilter 11b weist einen Eingang auf, der an den Kühlmittelausgang 23b des Kurbelgehäuses angebunden ist, und einen Ausgang auf, der an einen Kühlmittelanschluss 21b des Kraftstofffiltermoduls 14b angebunden ist. In einem Betrieb einer nicht dargestellten Kühlmittelpumpe des Kühlmittelkreislaufs strömt ein Kühlmittel von dem Kurbelgehäuse in den Kühlmittelfilter 11b, von dem Kühlmittelfilter 11b in den Kraftstoffkühler und von dem Kraftstoffkühler in die Kühlmittelpumpe. Die Brennkraftmaschinenvorrichtung weist weiter einen Luftpresser 24b auf, der zur Kühlung strömungstechnisch an den Kühlmittelausgang 23b angebunden ist. Ein Kühlmittelausgang des Luftpressers 24b ist strömungstechnisch an die Kühlmittelpumpe angebunden. Das Kühlmittel aus dem Luftpresser 24b strömt von dem Luftpresser 24b in die Kühlmittelpumpe und damit nicht in den Kühlmittelfilter 11b und den Kraftstoffkühler. Der Kühlmittelfilter 11b ist konstruktiv im Bereich des Kraftstofffiltermoduls 14b und des Luftpressers 24b angeordnet.
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Die 3 zeigt schematisiert teilweise ein drittes Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschinenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Brennkraftmaschinenvorrichtung einen Kühlmittelkreislauf mit einem Kurbelgehäuse 10c, einen nicht dargestellten Kraftstoffkühler aus einem von Edelstahl differierenden Material und einen externen Kühlmittelfilter 11c, der außerhalb des Kurbelgehäuses 10c angeordnet ist, aufweist. Im Unterschied zu den vorherigen Ausführungsbeispielen weist der Kühlmittelkreislauf ein Trennelement 16c auf, das eine direkte Kühlmittelversorgung des Kurbelgehäuses 10c verhindert, wobei das Trennelement 16c durch den Kühlmittelfilter 11c strömungstechnisch überbrückt wird. Das Trennelement 16c verschließt einen direkten Weg eines Kühlmittels in oder aus dem Kurbelgehäuse 10c, wodurch das Kühlmittel durch den Kühlmittelfilter 11c fließt. Das Trennelement 16c ist an einer Kühlmittelanschlussstelle 25c des Kurbelgehäuses 10c, an der das Kurbelgehäuse 10c mit einer Kühlmittelleitung 26c oder einem Kühlmittelkanal strömungstechnisch verbunden ist, angeordnet.
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Zur strömungstechnischen Verbindung des Kurbelgehäuses 10c mit der Kühlmittelleitung 26c weist der Kühlmittelkreislauf einen Anschlussstutzen 27c auf, der in ein Kühlmittelanschluss des Kurbelgehäuses 10c eingebracht ist. Die Kühlmittelleitung 26c ist dabei mit einem Ende auf dem Anschlussstutzen 27c dichtend angeordnet. Das Trennelement 16c ist innerhalb des Anschlussstutzens 27c angeordnet. Es ist in den Anschlussstutzen 27c fest integriert. Das Trennelement 16c unterteilt den Anschlussstutzen 27c in zwei axiale Bereiche, wobei einer der Bereiche einem Eingang des Kühlmittelfilters 11c und der andere Bereich einem Ausgang des Kühlmittelfilters 11c zugeordnet ist. Das Trennelement 16c versperrt den direkten Weg des Kühlmittels in das Kurbelgehäuse 10c und zwingt das Kühlmittel in einem Umweg durch den Kühlmittelfilter 11c zu fließen.
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Der externe Kühlmittelfilter 11c ist dabei außerhalb des Kurbelgehäuses 10c, außerhalb des Anschlussstutzens 27c und außerhalb der Kühlmittelleitung 26c angeordnet. Der externe Kühlmittelfilter 11c ist nicht in das Kurbelgehäuse 10c, den Anschlussstutzen 27c und die Kühlmittelleitung 26c integriert. Grundsätzlich kann das Trennelement 16c auch innerhalb des Kurbelgehäuses 10c oder der Kühlmittelleitung 26c angeordnet sein. Weiter ist es grundsätzlich denkbar, dass beispielsweise lediglich der Eingang des Kühlmittelfilters 11c einem der durch das Trennelement 16c unterteilten Bereiche zugeordnet ist und der Ausgang an einem Kühlmittelanschluss eines Kraftstofffiltermoduls angeschlossen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kurbelgehäuse
- 11
- Kühlmittelfilter
- 12
- Kühlmittelpumpmodul
- 13
- Kühlmittelleitung
- 14
- Kraftstofffiltermodul
- 15
- Kühlmittelleitung
- 16
- Trennelement
- 17
- Kühlmittelpumpe
- 18
- Ölfilter
- 19
- Kraftstofffilter
- 20
- Deckel
- 21
- Kühlmittelanschluss
- 22
- Kühlmittelanschluss
- 23
- Kühlmittelausgang
- 24
- Luftpresser
- 25
- Kühlmittelanschlussstelle
- 26
- Kühlmittelleitung
- 27
- Anschlussstutzen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005010236 A1 [0002]
