DE102012018571B3

DE102012018571B3 - Kühlanlage für ein Motorfahrzeug oder für einen stationären Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102012018571B3
Application number: DE201210018571
Authority: DE
Inventors: Jürgen Doßner; Roland Schmid
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2013-10-24
Anticipated expiration: 2032-09-21
Also published as: US20140090800A1; FR2995631A1; FR2995631B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlanlage für ein Motorfahrzeug oder für einen Verbrennungsmotor, umfassend die folgenden Merkmale beziehungsweise Bauteile: – wenigstens einen Wärmetauscher, mit einem Einlass und einem Auslass für ein zu kühlendes Medium sowie einen Einlass und einen Auslass für Kühlluft; – wenigstens einen dem Wärmetauscher vorgeschalteten Lüfter; – einen zwischen Lüfter und Wärmetauscher angeordneten Verbindungskanal zum Fördern von Kühlluft zum Wärmetauscher. Die Erfindung ist durch die folgenden Merkmale beziehungsweise Bauteile gekennzeichnet: – eine Abzweigleitung, die an die Verbindungsleitung oder zwischen den einzelnen Wärmetauschern angeschlossen ist und von dieser einen Teilstrom der Kühlluft entnimmt; – ein Filtrieren der dem Motor zugeführten Verbrennungsluft; – eine Venturidüse, die in die Abzweigleitung geschaltet ist; – eine Saugleitung, die an die Engstelle der Venturidüse angeschlossen ist und die die gefilterten Partikel des Luftfilters absaugt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlanlage für ein Motorfahrzeug, beispielsweise ein Straßenfahrzeug oder ein Schienenfahrzeug. Im vorliegenden Falle geht es um einen Traktor mit einem Dieselmotor. Die Erfindung betrifft auch stationäre Verbrennungsmotoren.
DE 43 05 237 A1 beschreibt eine Kühlanlage für einen wassergekühlten Verbrennungsmotor mit einem Wasser-Luft-Wärmetauscher zum Kühlen des Kühlmittels. Dem Wärmetauscher ist ein drückender Lüfter vorgeschaltet. Weitere Kühlanlagen sind bekannt geworden aus DE 102 02 533 A1 , DE 41 09 406 C1 und EP 1 541 855 B1 .
Verbrennungsmotoren sowie weitere Aggregate des Antriebsstranges müssen gekühlt werden. Hier kommt Luftkühlung oder Flüssigkeitskühlung (Wasser) in Betracht. Die Kühleinrichtung umfasst einen oder mehrere Wärmetauscher. Im Wärmetauscher findet ein Austausch von Wärmeenergie statt. Dabei wird die im Kühlwasser enthaltene Wärmeenergie an Kühlluft abgegeben. Die Luft kann durch einen drückenden oder saugenden Lüfter dem Wärmetauscher zugeführt werden. Das eine oder das andere Prinzip kommen in Betracht, je nach den baulichen Gegebenheiten.
Dem Motor wird Verbrennungsluft zugeführt. Die Verbrennungsluft muss frei von Verunreinigungen sein. Deswegen wird sie vor der Zufuhr zum Motor durch einen Luftfilter gefiltert. Im Luftfilter setzen sich die gefilterten Partikel jeglicher Art ab. Diese müssen kontinuierlich oder von Zeit zu Zeit entfernt werden, um die Funktion des Luftfilters zu gewährleisten. Dieses Entfernen von Schmutzpartikeln geschieht im Allgemeinen durch Absaugen. Hierzu wird ein Unterdruck benötigt, der einen Saugstrom erzeugt.
In manchen Fällen ist jedoch kein Unterdruck vorhanden, beispielsweise aus Gründen des konstruktiven Aufbaus des Motors. Zum Reinigen des Luftfilters muss daher ein Saugdruck eigens erzeugt werden, beispielsweise mittels einer Saugpumpe. Dies ist aufwändig, beansprucht Bauraum und erhöht die Investitionskosten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlanlage mit einem Luftfilter derart zu kombinieren, dass sich Bauaufwand und Bauraum sowie die Investitionskosten in engen Grenzen halten.
Diese Aufgabe wird mittels einer Anlage gemäß Anspruch 1 gelöst.
Demgemäß wird zwar entgegen aller Regel ein drückender Kühlerlüfter vorgesehen. Von diesem wird ein Teilstrom abgezweigt. Der Teilstrom wird durch eine Venturidüse hindurchgeführt. An der Engstelle der Venturidüse ist eine Saugleitung angeschlossen, die den zum Reinigen des Luftfilters notwendigen Unterdruck bereitstellt.
Damit wird eine gesonderte Saugpumpe vermieden.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:
1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Kühlanlage mit einem einzigen Wärmetauscher
2 zeigt eine Kühlanlage ähnlich jener gemäß 1, jedoch mit zwei hintereinander geschalteten Wärmetauschern
Die in 1 gezeigte Anlage umfasst einen Wärmetauscher 1, auch Kühlerpaket genannt. Der Wärmetauscher weist einen Einlass und einen Auslass für ein zu kühlendes Medium auf, ferner einen Einlass und einen Auslass für Kühlluft. Das Medium ist im Allgemeinen eine Flüssigkeit, zum Beispiel Wasser. Das zu kühlende Medium ist mit Wärmeenergie beladen, übertragen vom Verbrennungsmotor. Das kühlende Medium ist im Allgemeinen Luft. Diese übernimmt vom zu kühlenden Medium Wärmeenergie. Die erwärmte Luft wird in die Umgebung entlassen.
Ein Lüfter 2 erzeugt den unter Druck stehenden abgegeben Kühlluftstrom. Dem Lüfter 2 ist eine Saugdüse 2.1 vorgeschaltet, und ein Verbindungskanal 3 nachgeschaltet. Verbindungskanal 3 stellt somit eine leitende Verbindung zwischen dem Lüfter 2 und dem Wärmetauscher 1 her. Der vom Lüfter 2 erzeugte Kühlluftstrom gelangt somit über die Verbindungsleitung 3 zum Wärmetauscher 1. Die Verbindungsleitung 3 erweitert sich im vorliegenden Falle. Sie könnte jedoch auch einen beliebigen, zum Beispiel gleichbleibenden Querschnitt haben.
Statt eines einzigen Wärmetauschers können mehrere Wärmetauscher vorgesehen werden, denen mehrere Lüfter 2 vorgeschaltet sind. Auch ist es denkbar, einem einzigen Lüfter 2 mehrere Wärmetauscher 1 nachzuschalten.
Von dem in Verbindungsleitung 3 strömenden Luftstrom wird ein Teilstrom abgezweigt. Zu diesem Zwecke ist eine Abzweigleitung 4 vorgesehen.
Der Abzweigleitung 4 ist eine Venturidüse 5 nachgeschaltet. Diese umfasst in bekannter Weise eine Engstelle (Drossel) 5.1 sowie eine Venturi-Erweiterung 5.2.
An die Engstelle 5.1 ist eine Saugleitung 6 angeschlossen. Am Eingang der Saugleitung ist ein Luftfilter 7 vorgesehen. Dem Luftfilter wird Verbrennungsluft durch eine Zufuhrleitung 8 zugeführt. Die Luft tritt durch das Luftfilter 7 hindurch und gelangt zu einem Motor 9 in gereinigtem Zustand. Die vom Luftfilter zurückgehaltenen Partikel werden abgesaugt. Sie gelangen durch die Saugleitung 6, durch die Engstelle 5.1 und durch die Venturi-Erweiterung 5.2 ins Freie. Als Luftfilter kommen unterschiedliche Bauarten in Betracht. So gibt es Luftfilter mit Filtersieb. Eine Sonderform ist ein Luftfilter ohne Filtermedium; es kann zum Beispiel nach dem Fliehkraftprinzip arbeiten.
Die in 2 dargestellte Kühlanlage weist zwei Wärmetauscher auf, nämlich einen ersten Wärmetauscher 1, und einen zweiten Wärmetauscher 10.
Die Anlage gemäß 2 unterscheidet sich von jener gemäß 1 auch dadurch, dass die für die Venturi-Düse bestimmte Abzweigleitung zwischen den beiden Wärmetauschern 1 und 10 abgegriffen wird. Die Abzweigleitung 4 ist somit an den Raum zwischen den beiden Wärmetauschern 1 und 10 angeschlossen.
Der Abzweigleitung (4) kann ein Absperrorgan zugeordnet sein – hier nicht gezeigt –. Damit lässt sich die Saugleistung der Venturidüse (5) einstellen.
Bezugszeichenliste

1: Wärmetauscher
2: Lüfter
2.1: Saugdüse
3: Verbindungsleitung
4: Abzweigleitung
5: Venturidüse
5.1: Engstelle
5.2: Venturi-Erweiterung
6: Saugleitung
7: Luftfilter
8: Luftzufuhrleitung
9: Motor
10: Wärmetauscher

Claims

Kühlanlage für ein Motorfahrzeug oder für einen Verbrennungsmotor (9), umfassend die folgenden Merkmale: 1.1 wenigstens einen Wärmetauscher (1, 10), mit einem Einlass und einem Auslass für ein zu kühlendes Medium sowie einen Einlass und einen Auslass für Kühlluft; 1.2 wenigstens einen dem Wärmetauscher (1, 10) vorgeschalteten Lüfter (2); 1.3 einen zwischen Lüfter (2) und Wärmetauscher (1, 10) angeordneten Verbindungskanal (3) zum Fördern von unter Druck stehender Kühlluft zum Wärmetauscher (1, 10) gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 1.4 eine Abzweigleitung (4), die an die Verbindungsleitung (3) oder zwischen den einzelnen Wärmetauschern (1, 10) angeschlossen ist und von dieser einen Teilstrom der Kühlluft entnimmt; 1.5 dem Motor (9) zuvor geschalteter Filter zum Filtern der zugeführten Verbrennungsluft; 1.6 eine Venturidüse (5), die in die Abzweigleitung (4) geschaltet ist; 1.7 eine Saugleitung (6) zum Absaugen der vom Luftfilter (7) gefilterten Partikel, angeschlossen an die Engstelle (5.1) der Venturidüse (5).
Kühlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Wärmetauscher (1, 10) hintereinander geschaltet sind, und dass die Abzweigleitung (4) zwischen zwei einander benachbarten Wärmetauschern (1, 10) angeordnet ist.
Kühlanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Abzweigleitung (4) oder der Saugleitung (6) ein Absperrorgan zugeordnet ist.