DE102013017276A1

DE102013017276A1 - Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für einen Kraftwagen

Info

Publication number: DE102013017276A1
Application number: DE201310017276
Authority: DE
Inventors: Dietmar Schröer
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2015-04-23
Also published as: WO2015055310A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine (14), insbesondere für einen Kraftwagen, mit einem Ansaugtrakt (12), über welchen wenigstens einem Brennraum (18) der Verbrennungskraftmaschine Luft zuführbar ist, mit wenigstens einem im Ansaugtrakt (12) angeordneten Verdichter (20) mit einem Verdichterrad (26) zum Verdichten der dem Brennraum (18) zuzuführenden Luft und mit wenigstens einem stromab des Verdichterrads (26) im Ansaugtrakt (12) angeordneten Schalldämpfer (10), wobei eine Kühleinrichtung (40) zum Kühlen des Schalldämpfers (10) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 8.
Der DE 10 2009 027 539 A1 ist eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Ansaugtrakt als bekannt zu entnehmen. Über den Ansaugtrakt ist wenigstens einem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine Luft zuführbar. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst ferner wenigstens einen in dem Ansaugtrakt angeordneten Verdichter, welcher ein Verdichterrad zum Verdichten der dem Brennraum zuzuführenden Luft aufweist. In dem Ansaugtrakt ist stromab des Verdichterrads wenigstens ein Schalldämpfer angeordnet. Aufgrund der pulsierenden Arbeitsweise der Verbrennungskraftmaschine wird der Ansaugtrakt zu Schwingungen angeregt, aus denen eine Geräuschentwicklung resultieren kann. Um diese Geräuschentwicklung bzw. Schallemissionen gering zu halten oder zu vermeiden, wird der Schalldämpfer verwendet, der somit als Geräuschdämpfer wirkt. Der Schalldämpfer ist dabei stromab des Verdichterrads angeordnet, da ein solcher Verdichter bzw. ein Abgasturbolader den Effekt der Schwingungsanregung üblicherweise verstärkt.
Auch die DE 35 31 353 A1 offenbart eine Verbrennungskraftmaschine, in deren Ansaugtrakt ein Schalldämpfer in Form eines Absorptionsschalldämpfers angeordnet ist.
Die DE 10 2009 028 632 A1 offenbart eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf und mindestens einer flüssigkeitsgekühlten Turbine. Die Turbine ist mit einer Pumpe zur Förderung eines Kühlmittels und mit mindestens einem integrierten Abgaskrümmer ausgestattet, wobei die Pumpe über eine Versorgungsleitung mit der mindestens einen Turbine zur Versorgung der flüssigkeitsgekühlten Turbine mit Kühlmittel verbunden ist. Dabei ist es vorgesehen, dass die Versorgungsleitung stromaufwärts der mindestens einen Turbine nicht durch den Zylinderkopf hindurch führt.
Darüber hinaus sind aus dem allgemeinen Stand der Technik Verbrennungskraftmaschinen bekannt, welche jeweils ein Brennraumgehäuse mit wenigstens einem Brennraum aufweisen. Bei dem Brennraum handelt es sich beispielsweise um einen Zylinder, so dass das Brennraumgehäuse ein Zylindergehäuse ist. Das Zylindergehäuse wird üblicherweise auch als Zylinderblock bezeichnet. Eine solche Verbrennungskraftmaschine umfasst üblicherweise wenigstens einen von einem Kühlmedium durchströmbaren Kühlkreislauf, in welchem das Brennraumgehäuse angeordnet ist. Somit ist das Brennraumgehäuse mittels des den Kühlkreislauf durchströmenden Kühlmediums zu kühlen. Üblicherweise handelt es sich bei dem Kühlmedium um eine Kühlflüssigkeit, welche auch als Kühlwasser bezeichnet. Dadurch kann eine effektive und effiziente Kühlung des Brennraumgehäuses (Zylindergehäuse) realisiert werden.
Während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere bei Volllast, kommt es zu hohen Temperaturen insbesondere im Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine. Um den Ansaugtrakt bzw. die Komponenten vor aus diesen hohen Temperaturen resultierenden Schäden zu schützen, werden die Komponenten üblicherweise aus Metall ausgebildet. Daraus resultieren hohe Kosten sowie ein hohes Gewichts des Ansaugtrakts und somit der Verbrennungskraftmaschine insgesamt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass sich der Einsatz von kostengünstigerem Kunststoff sowie ein besonders geringes Gewicht des Ansaugtrakts der Verbrennungskraftmaschine realisieren lassen.
Diese Aufgabe wird durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um eine Verbrennungskraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiter zu entwickeln, dass sich ein besonders geringes Gewicht sowie ein besonders geringer Bauraumbedarf des Ansaugtrakts und somit der Verbrennungskraftmaschine insgesamt realisieren lassen, ist erfindungsgemäß eine Kühleinrichtung zum Kühlen des Schalldämpfers vorgesehen. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass insbesondere bei hoch aufgeladenen Verbrennungskraftmaschinen die Temperatur im Ansaugtrakt stromab des Verdichterrads sehr hoch ist und beispielsweise 180°C beträgt. Komponenten, die in dem Ansaugtrakt stromab des Verdichterrads und stromauf eines Ladeluftkühlers zum Kühlen der mittels des Verdichters verdichteten Luft angeordnet sind, werden somit über die verdichtete Luft mit hohen Temperaturen beaufschlagt. Bei einer solchen Komponente, die zwischen dem Verdichterrad und dem Ladeluftkühler angeordnet ist, handelt es sich beispielsweise um einen so genannten Drosselklappenstutzen, welcher wenigstens eine Drosselklappe zum Einstellen eines den Ansaugtrakt durchströmenden Massenstroms der Luft umfasst. Insbesondere bei einem Volllastbetrieb der Verbrennungskraftmaschine können besonders hohe Temperaturen entstehen, wodurch zulässige Temperaturen des Drosselklappenstutzens überschritten werden können. Gleiches gilt für den Schalldämpfer, mittels welchem aus der Anregung durch die Verdichterschaufeln resultierende Geräusche gedämpft werden können.
Der Schalldämpfer ist üblicherweise in Strömungsrichtung der Luft durch den Ansaugtrakt zwischen dem Verdichterrad und dem Ladeluftkühler, insbesondere zwischen dem Verdichterrad und dem Drosselklappenstutzen angeordnet. Durch die mittels der Kühleinrichtung bewirkbare Kühlung des Schalldämpfers kann die den Schalldämpfer durchströmende Luft gekühlt werden, beispielsweise bevor die Luft den Drosselklappenstutzen erreicht. Mit anderen Worten lässt sich durch die Kühlung des Schalldämpfers eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Kühlung der verdichteten Luft, welche auch als Ladeluft bezeichnet wird, bis zum Drosselklappenstutzen erreichen.
Durch die Kühlung des Schalldämpfers, welcher üblicherweise besonders nahe am Verdichterrad angeordnet ist, kann die Ladeluft frühzeitig von hohen Temperaturen nach dem Austritt aus dem Verdichterrad gekühlt werden. Der stromab des Schalldämpfers angeordnete Drosselklappenstutzen wie auch die Ladeluft führende Ladeluftleitungen, welche stromab des Schalldämpfers angeordnet sind, können somit vor übermäßigen Temperaturen geschont werden. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, den Drosselklappenstutzen, die Ladeluftleitungen, den Schalldämpfer selbst sowie gegebenenfalls weitere, stromab des Schalldämpfers angeordnete Komponenten des Ansaugtrakts hinsichtlich ihrer Abmessung, insbesondere ihrer Wanddicke, filigran ausgestaltet werden, so dass der Bauraumbedarf und das Gewicht dieser Komponenten und somit des Ansaugtrakts insgesamt besonders gering gehalten werden können.
Darüber hinaus können diese Komponenten besonders kostengünstig ausgestaltet werden. Gleiches trifft auch auf gegebenenfalls vorgesehene Rückkühler zu, welche aufgrund der mittels der Kühleinrichtung bewirkbaren Kühlung der Ladeluft mit einer nur geringen Kühlleistung ausgestaltet werden können.
Um eine Verbrennungskraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 8 angegebenen Art derart weiter zu entwickeln, dass sich ein besonders geringer Bauraumbedarf und ein besonders geringes Gewicht des Ansaugtrakts und somit der Verbrennungskraftmaschine insgesamt realisieren lassen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass in dem Kühlkreislauf zum Kühlen des Brennraumgehäuses wenigstens eine stromab des Verdichters angeordnete Komponente des Ansaugtrakts angeordnet ist. Somit ist es möglich, das Kühlmedium, welches zum Kühlen des Brennraumgehäuses bzw. des Brennraumblocks der Verbrennungskraftmaschine genutzt wird, auch zum Kühlen der wenigstens einen Komponente des Ansaugtrakts zu nutzen.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Kühlkreislauf der Verbrennungskraftmaschine um einen so genannten Hochtemperatur-Kühlkreislauf, wobei die Verbrennungskraftmaschine auch einen weiteren Kühlkreislauf in Form eines Niedertemperatur-Kühlkreislaufes aufweist. Üblicherweise werden zwei solche, voneinander separate bzw. voneinander separierbare Kühlkreisläufe in Form des Hochtemperatur-Kühlkreislaufes und des Niedertemperatur-Kühlkreislaufes eingesetzt, in welchen das jeweilige Kühlmedium auf unterschiedliche Temperaturen abgekühlt wird. Im Hochtemperatur-Kühlkreislauf wird das Kühlmedium des Hochtemperatur-Kühlkreislaufs auf eine höhere Temperatur abgekühlt als das Kühlmedium im Niedertemperatur-Kühlkreislauf. Mit anderen Worten wird der Hochtemperatur-Kühlkreislauf bei einer ersten Temperatur des Kühlmediums des Hochtemperatur-Kühlkreislaufs betrieben, wobei der Niedertemperatur-Kühlkreislauf bei einer zweiten Temperatur des Kühlmediums des Niedertemperatur-Kreislaufs betrieben wird. Dabei ist die erste Temperatur höher als die zweite Temperatur.
Dadurch, dass erfindungsgemäß vorgesehen ist, den Hochtemperatur-Kühlkreislauf zum Kühlen auch der wenigstens einen Komponente des Ansaugtrakts zu verwenden, muss der Niedertemperatur-Kühlkreislauf nicht zum Kühlen der wenigstens einen Komponente des Ansaugtrakts herangezogen werden. Dadurch kann ein übermäßiger Wärmeeintrag in den Niedertemperatur-Kühlkreislauf vermieden werden.
Insbesondere ist es möglich, Teile bzw. Bereiche einer stromab des Verdichters bzw. des Verdichterrades angeordneten Ladeluftstrecke mittels des Kühlkreislaufs zu kühlen, wobei mittels der Ladeluftstrecke die Ladeluft geführt wird.
Durch das Kühlen der wenigstens einen Komponente des Ansaugtrakts kann diese hinsichtlich ihrer Wanddicke und somit hinsichtlich ihres Gewichts filigran ausgestaltet werden, so dass die Komponenten somit der Ansaugtrakt insgesamt besonders bauraumgünstig, gewichts- und kostengünstig ausgestaltet werden können. Darüber hinaus kann der Niedertemperatur-Kühlkreislauf von übermäßigem Wärmeeintrag aus der Ladeluftstrecke nach dem Verdichter verschont werden, so dass auch der Niedertemperatur-Kühlkreislauf besonders bauraum-, gewichts- und kostengünstig ausgestaltet werden kann. Dennoch können kritische Bauteile in der Ladeluftstrecke hinreichend gekühlt werden, ohne dass beispielsweise bei einem Teillastbetrieb der Verbrennungskraftmaschine die Ladeluft unnötigerweise aufgeheizt wird.
Als die wenigstens eine Komponente des Ansaugtrakts kann beispielsweise ein Drosselklappenstutzen gekühlt werden. Der Drosselklappenstutzen ist beispielsweise als elektrischer Drosselklappensteller ausgebildet, welcher wenigstens einen Elektromotor zum Bewegen der Drosselklappe umfasst.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugte Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
1 eine schematische Längsschnittansicht eines Schalldämpfers für einen Ansaugtrakt einer Verbrennungskraftmaschine, wobei eine Kühleinrichtung zum Kühlen des Schalldämpfers vorgesehen ist und wobei die Kühleinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform gezeigt ist;
2 eine weitere schematische Längsschnittansicht des Schalldämpfers, wobei die Kühleinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform vorgesehen ist;
3 eine schematische und teilweise geschnittene Vorderansicht eines dem Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine angeordneten Verdichters, in dessen Verdichtergehäuse der Schalldämpfer mit der Kühleinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform integriert ist;
4 eine schematische Ansicht eines Kühlkreislaufs zum Kühlen eines Lagergehäuses des Abgasturboladers, des Verdichtergehäuses sowie des Schalldämpfers;
5 eine schematische Ansicht einer Verbrennungskraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform, mit einem Brennraumgehäuse mit wenigstens einem Brennraum, mit einem Ansaugtrakt, über welchen dem Brennraum Luft zuführbar ist, mit wenigstens einem im Ansaugtrakt angeordneten Verdichter zum Verdichten der dem Brennraum zuzuführenden Luft, und mit wenigstens einem von einem Kühlmedium durchströmbaren Kühlkreislauf, in welchem das Brennraumgehäuse, welches mittels den Kühlkreislauf durchströmenden Kühlmediums kühlbar ist, angeordnet ist, wobei in dem Kühlkreislauf zum Kühlen des Brennraumgehäuses wenigstens eine stromab des Verdichters angeordnete Komponente des Ansaugtrakts angeordnet ist;
6 eine schematische Ansicht der Verbrennungskraftmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
7 eine schematische Ansicht der Verbrennungskraftmaschine gemäß einer dritten Ausführungsform.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen Längsschnittansicht einen im Ganzen mit 10 bezeichneten Schalldämpfer, welcher auch als „Geräuschdämpfer” bezeichnet wird. Der Schalldämpfer 10 ist dabei in einem in 1 nicht dargestellten Ansaugtrakt 12 (4 bis 7) einer Verbrennungskraftmaschine 14 (5) angeordnet. Die Verbrennungskraftmaschine 14 ist beispielsweise als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet und dient dem Antreiben eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens.
Wie beispielsweise aus 5 erkennbar ist, umfasst die Verbrennungskraftmaschine 14 ein Brennraumgehäuse in Form eines Zylindergehäuses 16, welches auch als Zylinderblock bezeichnet wird. Das Zylindergehäuse 16 umfasst wenigstens einen Brennraum in Form eines Zylinders 18. Der Ansaugtrakt 12 dient dabei dazu, dem Zylinder 18 Luft zuzuführen.
In dem Ansaugtrakt 12 ist wenigstens ein Verdichter 20 eines Abgasturboladers 22 angeordnet. Der Verdichter 20 umfasst ein Verdichtergehäuse 24, in welchem ein aus 3 erkennbares Verdichterrad 26 aufgenommen ist. Wie aus 5 erkennbar ist, ist das Verdichterrad 26 um eine Drehachse 28 relativ zum Verdichtergehäuse 24 drehbar.
Der Abgasturbolader 22 umfasst auch eine Turbine 30 mit einem Turbinengehäuse 32, in welchem ein in den Figuren nicht erkennbares Turbinenrad angeordnet ist. Das Turbinenrad ist mit dem Verdichterrad 26 über eine Welle gekoppelt. Das Turbinenrad ist in einem Abgastrakt der Verbrennungskraftmaschine 14 angeordnet. Der Abgastrakt wird von Abgas der Verbrennungskraftmaschine 14 durchströmt, wobei das Abgas das Turbinenrad umströmt und dadurch antreibt. Dadurch wird das Verdichterrad 26 über die Welle vom Turbinenrad angetrieben, so dass im Abgas enthaltene Energie zum Verdichten der dem Zylinder 18 zuzuführenden Luft genutzt werden kann. Dabei ist auch das Turbinenrad um die Drehachse 28 relativ zum Turbinengehäuse 32 drehbar.
Der Ansaugtrakt 12 umfasst eine Ansaugverrohrung 34, welche stromab des Verdichterrads 26 angeordnet und von der verdichteten Luft durchströmbar ist und zum Führen der verdichteten Luft zum Zylinder 18 dient. Zur Ansaugverrohrung 34 gehört beispielsweise eine Ansaugleitung 36, welche auch als Ladeluftleitung bezeichnet wird, da die verdichtete Luft auch als Ladeluft bezeichnet wird. Die Ansaugverrohrung 34 ist dabei fluidisch mit dem von der verdichteten Luft durchströmbaren Verdichtergehäuse 24 verbunden.
Auch der Schalldämpfer 10 ist fluidisch mit der Ansaugverrohrung 34 und dem Verdichtergehäuse 24 verbunden und weist einen aus 1 erkennbaren Kanal 38 auf, welcher von der verdichteten Luft durchströmbar ist. Mit anderen Worten ist der Schalldämpfer 10 in Strömungsrichtung der Luft durch den Ansaugtrakt 12 stromab des Verdichterrads 26 angeordnet. Somit sind die Ansaugverrohrung 34 und der Schalldämpfer 10 Komponenten des Ansaugtrakts 12 und Bestandteil einer so genannten Ladeluftstrecke, mittels welcher die verdichtete Luft vom Verdichterrad 26 zum Zylinder 18 geführt wird.
Stromab des Schalldämpfers 10 kann ein in der 7 dargestellter Ladeluftkühler 84 angeordnet sein. Der Ladeluftkühler ist von der verdichteten Luft durchströmbar. Infolge der durch den Verdichter 20 bewirkten Verdichtung der Luft wird die Luft erwärmt. Zur Realisierung eines besonders hohen Aufladegrades wird die Luft mittels des Ladeluftkühlers wieder gekühlt. Der Schalldämpfer 10 ist dabei in Strömungsrichtung der Luft, insbesondere der verdichteten Luft, zwischen dem Ladeluftkühler und dem Verdichterrad 26 angeordnet und wird somit von der verdichteten und damit erwärmten jedoch noch nicht gekühlten Ladeluft durchströmt.
Durch die Beschaufelung des Verdichterrades und die hohe Drehzahl ihres Umlaufs entstehen hochfrequente Luftschwingungen am Austritt des Verdichters 20. Aus diesen Schwingungen können Schallemissionen und somit Geräusche resultieren. Der Schalldämpfer 10 dient dabei dazu, diese Schallemissionen bzw. Geräusche zu dämpfen, so dass ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten der Verbrennungskraftmaschine 14 und somit des Kraftwagens insgesamt realisierbar ist. Hierzu umfasst der Schalldämpfer 10 Dämpferkammern 39, welche über Durchgangsöffnungen 41 fluidisch mit dem Kanal 38 verbunden sind und nach außen hin durch äußere Wandungen 43 begrenzt sind, so dass die den Kanal 38 durchströmende Ladeluft nicht an die Umgebung strömen kann. Die unterschiedlichen Volumina der Dämpferkammern 39 bilden mit den Durchgangslöchern 41 gleicher Länge und Durchmessers Helmholzresonatoren die auf unterschiedliche Frequenzen abgestimmt sind und so die Schallemissonen breitbandig dämpfen.
Wie aus 1 erkennbar ist, umfasst die Verbrennungskraftmaschine 14 eine im Ganzen mit 40 bezeichnete Kühleinrichtung zum Kühlen des Schalldämpfers 10. 1 zeigt dabei die Kühleinrichtung 40 gemäß einer ersten Ausführungsform. Wie aus 1 erkennbar ist, wird der Kanal 38 des Schalldämpfers 10 mittels einer Wandung 42 begrenzt. Die Kühleinrichtung 40 umfasst dabei eine äußere Kühlrippenanordnung 44 mit äußeren Kühlrippen 46 sowie alternativ oder zusätzlich eine innere Kühlrippenanordnung 48 mit inneren Kühlrippen 50. Die äußeren Kühlrippen 46 sind dabei der Wandung 42 abgewandt, während die inneren Kühlrippen 50 der Wandung 42 zugewandt sind. Mittels der äußeren Kühlrippen 46 kann ein besonders hoher Betrag an Wärme an die Umgebung abgegeben werden. Die inneren Kühlrippen 50 dienen zur Darstellung einer besonders vorteilhaften Wärmeaufnahme der Wandung 42 von der den Kanal 38 durchströmenden Ladeluft.
Die inneren Kühlrippen 50 sind dabei auf einer dem Kanal 38 zugewandten Seite der äußeren Wandungen 43 angeordnet und beispielsweise einstückig mit den jeweiligen äußeren Wandungen 43 ausgebildet. Die äußeren Kühlrippen 46 sind auf einer dem Kanal 38 abgewandten Seite der jeweiligen Wandungen 43 angeordnet und beispielsweise einstückig mit den jeweiligen Wandungen 43 ausgebildet.
2 zeigt den Schalldämpfer 10 mit der Kühleinrichtung 40 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Wie aus 2 erkennbar ist, weist die Kühleinrichtung 40 gemäß der zweiten Ausführungsform wenigstens einen von einem Kühlmedium durchströmbaren Kühlmantel 52 zum Kühlen des Schalldämpfers 10 auf. Die Kühleinrichtung 40 der zweiten Ausführungsform ist dabei als Flüssigkeitskühlung ausgebildet, deren Kühlmantel 52 als Wassermantel ausgebildet und von einer Kühlflüssigkeit als dem Kühlmedium durchströmbar ist. Die Kühlflüssigkeit wird üblicherweise auch als Kühlwasser bezeichnet und gewährleistet eine besonders effektive und effiziente Kühlung des Schalldämpfers 10. Um dem Kühlmantel 52 die Kühlflüssigkeit zuzuführen und ein Abführen der Kühlflüssigkeit zu realisieren, sind Anschlussstutzen 54 vorgesehen. Das in den Kühlmantel 52 eingeleitete Kühlmedium (Kühlflüssigkeit) wird infolge eines Wärmeübergangs von dem Schalldämpfer 10 an die Kühlflüssigkeit erwärmt, wodurch der Schalldämpfer 10 gekühlt wird. Das durch das Kühlen erwärmte Kühlmedium (Kühlflüssigkeit) wird vom Kühlmantel 52 abgeleitet und beispielsweise zu einem Kühler geleitet, mittels welchem das erwärmte Kühlmedium wieder gekühlt wird.
Zur Realisierung einer solchen Flüssigkeits- bzw. Wasserkühlung ist es vorteilhaft, den Schalldämpfer 10, welcher beispielsweise als Dämpfereinsatz ausgebildet und üblicherweise aus einem Kunststoff hergestellt ist, aus einem gut Wärme leitenden Material wie beispielsweise einem metallischen Werkstoff herzustellen. Da der Schalldämpfer 10 sich im intensiven Wärmeaustausch mit der Ladeluft befindet, kann durch die Herstellung des Schalldämpfers 10 aus einem metallischen Werkstoff ein besonders guter Wärmeübergang von der Ladeluft an den Schalldämpfer 10 und weiter an die Kühleinrichtung 40 bzw. die Kühlflüssigkeit realisiert werden. Als metallischer Werkstoff eignet sich besonders vorteilhaft Aluminium bzw. eine Aluminiumlegierung.
Wie aus 2 erkennbar ist, umfasst die Kühleinrichtung 40 gemäß der zweiten Ausführungsform die inneren Kühlrippen 50, wodurch ein besonders guter Wärmeübergang von der in den Dämpferkammern 39 aufgenommenen Ladeluft an die Kühlrippen 50 und weiter an die äußeren Wandungen 43 erfolgen kann. Von den äußeren Wandungen 43 kann dann eine sehr gute Wärmeabfuhr an die Kühlflüssigkeit erfolgen, die den Kühlmantel 52 durchströmt und – wie aus 2 erkennbar ist – die äußeren Wandungen 43 außenumfangsseitig umströmt und kontaktiert bzw. berührt. Mit anderen Worten werden die äußeren Wandungen 43 auf den dem Kanal 38 abgewandten Außenseiten von der Kühlflüssigkeit umströmt, wobei die Kühlflüssigkeit die äußeren Wandungen 43 berührt. Wie aus 2 ferner zu erkennen ist, sind die Kühlrippen 50 zwischen dem Kühlmantel 52 und dem von der Ladeluft durchströmbaren Kanal 38 des Schalldämpfers 10 angeordnet.
3 zeigt die Kühleinrichtung 40 wobei der Schalldämpfer 10 in das Verdichtergehäuse 24 integriert ist. Dies bedeutet, dass der Schalldämpfer 10 und das Verdichtergehäuse 24 einstückig miteinander ausgebildet sind. Aus 3 ist ferner erkennbar, dass das Verdichtergehäuse 24 wenigstens einen Kanal in Form eines Spiralkanals 56 aufweist. Der Spiralkanal 56 ist von der verdichteten Luft durchströmbar und dient dazu, die verdichtete Luft vom Verdichterrad 26 abzuführen. Der Kanal 38 des Schalldämpfers 10 ist dabei fluidisch mit dem Spiralkanal 56 verbunden. Durch die Integration des Schalldämpfers 10 in das Verdichtergehäuse 24 bildet der Kanal 38 die Fortsetzung des Spiralkanals 56. Ferner bildet der Schalldämpfer 10 einen Anschlussstutzen 58 aus, mit welchem beispielsweise die Ansaugleitung 36 verbunden werden kann, so dass die Ladeluft den Spiralkanal 56 und den Kanal 38 durchströmen und vom Kanal 38 in die Ansaugleitung 36 überströmen kann.
Das Verdichtergehäuse 24 weist ebenfalls eine integrierte Wasserkühlung auf. Mit anderen Worten verläuft innerhalb wenigstens einer Wandung des Verdichtergehäuses 24 zumindest ein Kühlkanal, der von einem Kühlmedium, insbesondere Kühlflüssigkeit, durchströmbar ist. Durch den Kühlkanal des Verdichtergehäuses 24 ist somit ein weiterer Kühlmantel, insbesondere Wassermantel, gebildet, welcher von Kühlmedium zum Kühlen des Verdichtergehäuses 24 bzw. des Verdichters 20 durchströmbar ist.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass der Kühlmantel 52 zum Kühlen des Schalldämpfers 10 und der weitere Kühlmantel zum Kühlen des Verdichtergehäuses 24 in einem gemeinsamen Kühlkreislauf angeordnet und somit von derselben Kühlflüssigkeit durchströmbar sind. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass der Kühlmantel 52 der Kühleinrichtung 40 zum Kühlen des Schalldämpfers 10 und der weitere Kühlmantel zum Kühlen des Verdichtergehäuses 24 fluidisch miteinander verbunden oder miteinander verbindbar sind, so dass der Schalldämpfer 10 und das Verdichtergehäuse 24 mittels derselben Kühlflüssigkeit zu kühlen sind. Somit ist auch der weitere Kühlmantel des Verdichtergehäuses 24 als Wassermantel ausgebildet, wodurch eine effektive und effiziente Kühlung auch des Verdichters 20 realisierbar ist.
Der weitere Wassermantel des Verdichtergehäuses 24 umgibt beispielsweise den Spiralkanal 56 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und ist bis zu dem Kühlmantel 52 des Schalldämpfers 10 geführt. Dadurch kann ein vollständig wassergekühltes Verdichter-Schalldämpfer-Gehäuse geschaffen werden, mit lediglich einem Zu- und einem Ablaufstutzen in Form der Anschlussstutzen 54 für die Kühlflüssigkeit. Mit anderen Worten können die Anschlussstutzen 54 genutzt werden, um sowohl den Kühlmantel 52 des Schalldämpfers 10 als auch den Kühlmantel des Verdichtergehäuses 24 mit der Kühlflüssigkeit zu versorgen bzw. die Kühlflüssigkeit sowohl vom Kühlmantel 52 als auch vom weiteren Kühlmantel des Verdichtergehäuses 24 abzuführen.
Wie aus 5 erkennbar ist, weist die Verbrennungskraftmaschine 14 einen Kühlkreislauf 60 auf. Bei diesem Kühlkreislauf 60 handelt es sich beispielsweise um einen Hochtemperatur-Kühlkreislauf, in dem das Zylindergehäuse 16 bzw. wenigstens ein Wassermantel des Zylindergehäuses 16 angeordnet ist. Der Kühlkreislauf 60 ist von einem Kühlmedium, insbesondere einer Kühlflüssigkeit, durchströmbar. Dies bedeutet, dass auch der Wassermantel des Zylindergehäuses 16 von dieser Kühlflüssigkeit durchströmbar ist. Dadurch kann das Zylindergehäuse 16 mittels der den Kühlkreislauf 60 (Hochtemperatur-Kühlkreislauf) durchströmenden Kühlflüssigkeit gekühlt werden.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine 14 darüber hinaus einen weiteren Kühlkreislauf in Form eines Niedertemperatur-Kühlkreislaufs aufweist. Der Hochtemperatur-Kühlkreislauf und der Niedertemperatur-Kühlkreislauf sind beispielsweise separat oder separierbar voneinander und werden von einem jeweiligen Kühlmedium, insbesondere einer jeweiligen Kühlflüssigkeit, durchströmt. Der Hochtemperatur-Kühlkreislauf und der Niedertemperatur-Kühlkreislauf unterscheiden sich dadurch voneinander, dass die Kühlflüssigkeit des Hochtemperatur-Kühlkreislaufs auf eine höhere Temperatur gekühlt wird als die Kühlflüssigkeit des Niedertemperatur-Kühlkreislaufs. Mit anderen Worten wird der Hochtemperatur-Kühlkreislauf bei einer ersten Temperatur der Kühlflüssigkeit des Hochtemperatur-Kühlkreislaufs betrieben, wobei der Niedertemperatur-Kühlkreislauf bei einer zweiten Temperatur der Kühlflüssigkeit des Niedertemperatur-Kühlkreislaufs betrieben wird und wobei die erste Temperatur höher ist als die zweite Temperatur.
Vorzugsweise ist es dabei vorgesehen, dass der Kühlmantel 52 und gegebenenfalls der weitere Kühlmantel des Verdichtergehäuses 24 in dem Niedertemperatur-Kühlkreislauf angeordnet sind, so dass die Kühlflüssigkeit des Niedertemperatur-Kühlkreislaufs genutzt wird, um den Schalldämpfer 10 und gegebenenfalls das Verdichtergehäuse 24 zu kühlen. Dies ist aus 4 erkennbar, in welcher der Niedertemperatur-Kühlkreislauf mit 62 bezeichnet ist. Der Niedertemperatur-Kühlkreislauf 62 umfasst eine Pumpe 64, mittels welcher die Kühlflüssigkeit des Niedertemperatur-Kühlkreislaufs 62 gefordert wird. Die Richtung, in der die Kühlflüssigkeit des Niedertemperatur-Kühlkreislaufs 62 diesen durchströmt, ist in 4 durch Richtungspfeile veranschaulicht.
Der Niedertemperatur-Kühlkreislauf 62 umfasst auch einen Kühler 68, welcher als Rückkühler bezeichnet wird. Im Niedertemperatur-Kühlkreislauf 62 ist auch ein Lagergehäuse 66 des Abgasturboladers 22 angeordnet. Das Verdichterrad 26 und das Turbinenrad sind dabei über die Welle am Lagergehäuse 66 um die Drehachse 28 relativ zum Lagergehäuse 66 drehbar gelagert. Dabei weist beispielsweise auch das Lagergehäuse 66 einen von der Kühlflüssigkeit durchströmbaren Wassermantel auf. Wie aus 4 erkennbar ist, wird mittels der Pumpe 64 die Kühlflüssigkeit des Niedertemperatur-Kühlkreislaufs 62 zunächst zum Lagergehäuse 66 gefördert, welches mittels der Kühlflüssigkeit gekühlt wird. Vom Lagergehäuse 66 bzw. dessen Wassermantel strömt die Kühlflüssigkeit zum Kühlmantel 52 des Schalldämpfers 10 und zum weiteren Kühlmantel des Verdichtergehäuses 24 und anschließend zu einem im Ansaugtrakt 12 stromab des Verdichters 20 und stromab des Schalldämpfers 10 angeordneten Drosselklappenstutzen 70.
Auch der Drosselklappenstutzen 70 ist von der Kühlflüssigkeit des Niedertemperatur-Kühlkreislaufs 62 durchströmbar. Bei dem Drosselklappenstutzen 70 handelt es sich somit um eine weitere Komponente des Ansaugtrakts 12, die mittels der Kühlflüssigkeit gekühlt wird.
Der Niedertemperatur-Kühlkreislauf 62 kann auch den in 4 nicht gezeigten Ladeluftkühler umfassen, welcher mittels der Kühlflüssigkeit des Niedertemperatur-Kühlkreislaufs 62 gekühlt werden kann. Somit ist der Ladeluftkühler als Luft-Wasser-Kühler ausgebildet, so dass die Ladeluft besonders effektiv und effizient gekühlt werden kann.
Aus 4 ist somit erkennbar, dass im Ansaugtrakt 12 zwischen dem Ladeluftkühler und dem Verdichterrad 26 angeordnete Komponenten wie beispielsweise der Schalldämpfer 10 und der Drosselklappenstutzen 70 mittels der Kühlflüssigkeit des Niedertemperatur-Kühlkreislaufs 62 gekühlt werden können. Dadurch können diese Komponenten vor thermischer Beschädigung geschützt werden. Darüber hinaus ist es möglich, die verdichtete und dadurch erwärmte Luft entlang der Ladeluftstrecke bereits vor Erreichen des Ladeluftkühlers zu kühlen, da die Ladeluft die genannten Komponenten (Drosselklappenstutzen 70 und Schalldämpfer 10) durchströmt. Bei dem Drosselklappenstutzen 70 handelt es sich beispielsweise um einen elektrischen Drosselklappensteller, welcher eine Drosselklappe und einen Elektromotor zum Bewegen der Drosselklappe umfasst.
Die Kühlrippen 46 und/oder 50 der 1 können zur bestmöglichen Kühlwirkung auch so ausgerichtet werden, dass sie bei einer auftretenden Durchströmung eines Motorraums, in welchem die Verbrennungskraftmaschine 14 angeordnet ist, optimal durch- bzw. umströmt werden. Diese Wasserkühlung des Schalldämpfers 10 in 2 hat demgegenüber den Vorteil, dass er zumindest nahezu beliebig in die Ladeluftstrecke integriert werden kann. Die Integration des Schalldämpfers 10 in das Verdichtergehäuse 24 gemäß 3 hat den Vorteil, dass der Ansaugtrakt 12 besonders bauraumgünstig ausgestaltet werden kann, da der Schalldämpfer 10 und das Verdichtergehäuse 24 einstückig miteinander ausgebildet und von nur einem gemeinsamen Wassermantel umgeben sein können.
Der Ladeluftkühler ist vorzugsweise im Niedertemperatur-Kühlkreislauf 62 stromab des Kühlers 68 und stromauf des Lagergehäuses 66 angeordnet. Dies bedeutet, dass das mittels des Kühlers 68 abgekühlte Kühlwasser vom Kühler 68 zunächst den Ladeluftkühler durchströmt, um dadurch die Ladeluft maximal abkühlen zu können. Danach wird das durch die Kühlung der Ladeluft schon etwas aufgeheizte Kühlwasser dazu genutzt, den Drosselklappenstutzen 70, den Schalldämpfer 10, das Verdichtergehäuse 24 und das Lagergehäuse 66 zu kühlen. Die Reihenfolge der von der Kühlflüssigkeit des Niedertemperatur-Kühlkreislaufs 62 durchströmten Bauteile und/oder die im Niedertemperatur-Kühlkreislauf 62 angeordneten Bauteile sind dabei beliebig bzw. variabel.
Die Pumpe 64 ist beispielsweise eine elektrisch betriebene Pumpe und kann zumindest nahezu beliebig in den Niedertemperatur-Kühlkreislauf 62 integriert werden und gewährleistet den Umlauf der Kühlflüssigkeit (Kühlwasser). Im Teillastbetrieb der Verbrennungskraftmaschine 14 kann gegebenenfalls der Niedertemperatur-Kühlkreislauf 62 auch stillgelegt werden.
Bei der Verbrennungskraftmaschine 14 gemäß 5 ist der Schalldämpfer 10 – beispielsweise entsprechend 3 – in das Verdichtergehäuse 24 des Verdichters 20 integriert. Wie aus 5 zu erkennen ist, ist nun der Schalldämpfer 10 bzw. sein Kühlmantel 52 nicht im Niedertemperatur-Kühlkreislauf 62 sondern in dem Hochtemperatur-Kühlkreislauf (Kühlkreislauf 60) angeordnet. Somit wird die Kühlflüssigkeit, mittels welcher auch das Zylindergehäuse 16 gekühlt wird, auch zum Kühlen des Schalldämpfers 10 genutzt. Auch der weitere Kühlmantel des Verdichtergehäuses 24 ist im Hochtemperatur-Kühlkreislauf angeordnet, so dass auch das Verdichtergehäuse 24 mittels der den Hochtemperatur-Kühlkreislauf durchströmenden Kühlflüssigkeit gekühlt werden kann.
Der im Ansaugtrakt 12 angeordnete Schalldämpfer 10, welcher in 5 aufgrund seiner Integration das Verdichtergehäuse 24 nicht erkennbar ist, ist somit eine Komponente des Ansaugtrakts 12, die im Hochtemperatur-Kühlkreislauf angeordnet ist. Wie aus 5 erkennbar ist, ist auch der Drosselklappenstutzen 70 als weitere Komponente des Ansaugtrakts 12 im Hochtemperatur-Kühlkreislauf angeordnet, so dass auch dieser mittels der den Hochtemperatur-Kühlkreislauf durchströmenden Kühlflüssigkeit gekühlt werden kann.
Der Hochtemperatur-Kühlkreislauf umfasst eine Pumpe 72, mittels welcher die Kühlflüssigkeit durch den Hochtemperatur-Kühlkreislauf gefördert werden kann. Darüber hinaus umfasst der Hochtemperatur-Kühlkreislauf einen Kühler 74, welcher auch als Rückkühler bezeichnet wird. Auch das Lagergehäuse 66 ist im Hochtemperatur-Kühlkreislauf angeordnet und kann mittels der den Hochtemperatur-Kühlkreislauf durchströmenden Kühlflüssigkeit gekühlt werden.
Die den Hochtemperatur-Kühlkreislauf durchströmende Kühlflüssigkeit wird infolge von entsprechenden Wärmeübergängen, wodurch die entsprechenden Komponenten gekühlt werden, erwärmt. Der Kühler 74 dient dabei dazu, die erwärmte Kühlflüssigkeit wieder zu kühlen.
Der Hochtemperatur-Kühlkreislauf umfasst wenigstens ein Ventilelement in Form eines Thermostaten 76, mittels welchem die Versorgung des Kühlmantels 52 und somit des Schalldämpfers 10, des weiteren Kühlmantels und somit des Verdichtergehäuses 24 und des Drosselklappenstutzens 70 mit der Kühlflüssigkeit des Hochtemperatur-Kühlkreislaufs einstellbar ist. Hierbei ist es vorgesehen, dass die Versorgung dieser Komponenten (Schalldämpfer 10, Verdichtergehäuse 24 und Drosselklappenstutzen 70) mit der Kühlflüssigkeit des Hochtemperatur-Kühlkreislaufs mittels des Thermostaten 76 in Abhängigkeit von einer Temperatur wenigstens einer der Komponenten, insbesondere in Abhängigkeit von einer Temperaturdifferenz zwischen der wenigstens einen Komponente und der Kühlflüssigkeit, einstellbar ist.
Der im Hochtemperatur-Kühlkreislauf angeordnete Thermostat 76 unterbindet den Kühlflüssigkeitsvolumenstrom durch die genannten Komponenten (Verdichtergehäuse 24, Schalldämpfer 10 und Drosselklappenstutzen 70), sobald diese Komponenten beispielsweise nicht wärmer sind als eine übliche Temperatur der Kühlflüssigkeit von etwa 90°C. Als Regel- oder Steuergröße für die durch den Thermostaten 76 zu bewirkende Regelung bzw. Steuerung des Kühlflüssigkeitsvolumenstroms durch die genannten Komponenten wird nicht etwa die Temperatur der Kühlflüssigkeit sondern die Temperatur wenigstens einer der Komponenten herangezogen. Der Thermostat 76 ist beispielsweise Wärme leitend mit den genannten Komponenten gekoppelt bzw. verbunden. Weist zumindest eine der Komponenten, d. h. das Verdichtergehäuse 24 und/oder der Schalldämpfer 10 und/oder der Drosselklappenstutzen 70 eine Temperatur auf, die größer als die Temperatur der Kühlflüssigkeit des Hochtemperatur-Kühlkreislaufs ist, so kann ein Wärmeübergang von der gegenüber der Kühlflüssigkeit wärmeren Komponente an die Kühlflüssigkeit des Hochtemperatur-Kühlkreislaufs erfolgen. In der Folge gibt der Thermostat 76 die Durchströmung der Komponenten mit der Kühlflüssigkeit frei, so dass die Komponenten mittels der Kühlflüssigkeit des Hochtemperatur-Kühlkreislaufs gekühlt werden können.
Gemäß 5 durchströmt die Kühlflüssigkeit des Hochtemperatur-Kühlkreislaufs, nach dem sie das Lagergehäuse 66 durchströmt hat, durch die genannten Komponenten und/oder durch eine Umgehungsleitung 78 des Hochtemperatur-Kühlkreislaufs, wobei in der Umgehungsleitung 78 eine Drossel 80 des Hochtemperatur-Kühlkreislaufs angeordnet ist. Mittels des Thermostaten 76 können dabei jeweilige, die Komponenten und die Umgehungsleitung 78 durchströmende Volumenströme der Kühlflüssigkeit des Hochtemperatur-Kühlkreislaufs bedarfsgerecht, insbesondere in Abhängigkeit von wenigstens einer Temperatur zumindest einer der Komponenten eingestellt werden.
Die Kühlflüssigkeit wird beispielsweise dem Zylinderblock (Zylindergehäuse 16) an einer Stelle mit einem relativ hohen Druckniveau entnommen und an einer Stelle mit dem gegenüber niedrigerem Druckniveau, beispielsweise nahe am Austritt aus einem Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine 14, wieder eingespeist. Damit kann diese entnommen und wieder eingespeiste Kühlflüssigkeit parallel zur Kühlflüssigkeit in der Verbrennungskraftmaschine 14 bzw. in deren Zylindergehäuse 16 zirkulieren, wobei die Kühlflüssigkeit in der Verbrennungskraftmaschine 14, insbesondere im Zylindergehäuse 16, über eine Zylinderkopfdichtung und Kühlkanäle im Zylinderkopf fließt.
Beispielsweise ist es vorgesehen, dass der Thermostat 76 mit wenigstens einer temperaturkritischen Komponente, insbesondere einem Gehäuse des Schalldämpfers 10, Wärme leitend verbunden ist. Dadurch kann der Thermostat 76 die Strömung der Kühlflüssigkeit durch diese temperaturkritische Komponente dann und nur dann freigeben, wenn eine Kühlung dieser temperaturkritischen Komponente erforderlich ist. Insbesondere werden die Komponenten bei Teillast der Verbrennungskraftmaschine 14 nicht aufgeheizt, wodurch thermodynamische Nachteile vermieden werden können.
Die Umgehungsleitung 78 stellt auch bei geschlossenem Thermostat 76, d. h. wenn der Thermostat 76 die Durchströmung der Komponenten mit Kühlflüssigkeit verhindert, eine Durchströmung des Lagergehäuses 66 sicher. Die Drossel 80 gewährleistet bei geöffnetem Thermostaten 76 ein ausreichendes Druckgefälle für die Durchströmung der Komponenten (Verdichtergehäuse 24, Schalldämpfer 10 und Drosselklappenstutzen 70) mit Kühlflüssigkeit.
Gemäß 6 hat der Thermostat 76 eine Drei-Wege-Funktion. Die Kühlflüssigkeit des Hochtemperatur-Kühlkreislaufs wird entweder durch die zu kühlenden Komponenten (Verdichtergehäuse 24, Schalldämpfer 10, Drosselklappenstutzen 70) oder durch die Umgehungsleitung 78 geleitet. Mit anderen Worten wird die Kühlflüssigkeit bei Bedarf entweder durch die zu kühlenden Komponenten oder über die Umgehungsleitung 78 an ihnen vorbei geleitet. Die gemäß 5 vorgesehene Drossel 80 kann dabei entfallen.
Gemäß 7 ist der Thermostat 76 durch ein Ventilelement in Form eines Schaltventils 82 ersetzt. Das Schaltventil 82 übernimmt die Aufgabe des Thermostaten 76, wobei das Schaltventil 82 elektronisch angesteuert wird. Als Regelgröße bzw. Steuergröße zum Ansteuern bzw. Regeln des Schaltventils 82 wird entweder die wenigstens eine Temperatur der wenigstens einen zu kühlenden Komponente der Ladeluftstrecke verwendet. Alternativ oder zusätzlich kann ein Temperaturmodell verwendet werden.
Mittels eines solchen, virtuellen Modells wird wenigstens eine Temperatur wenigstens einer der Komponenten mittels einer Recheneinrichtung berechnet. Übersteigt die Berechnete Temperatur die Temperatur der Kühlflüssigkeit, so gibt das Schaltventil 82 die Strömung der Kühlflüssigkeit frei, so dass die wenigstens eine Komponente mittels der Kühlflüssigkeit des Hochtemperatur-Kühlkreislaufs gekühlt werden kann. Gemäß 7 ist als zusätzliche, mittels der Kühlflüssigkeit des Hochtemperatur-Kühlkreislaufs zu kühlende Komponente der mit 84 bezeichnete Ladeluftkühler vorgesehen, welcher stromab des Drosselklappenstutzens 70 angeordnet ist. Der Ladeluftkühler 84 ist von der verdichteten Luft (Ladeluft) und, insbesondere bei Bedarf, von der Kühlflüssigkeit des Hochtemperatur-Kühlkreislaufs durchströmbar, so dass der Ladeluftkühler 84 als Luft-Wasser-Kühler ausgebildet ist. Somit ist es möglich, die Ladeluft über den Ladeluftkühler 84 mittels der Kühlflüssigkeit des Hochtemperatur-Kühlkreislaufs zu kühlen.
Der Ladeluftkühler 84 weist dabei einen Hochtemperatur-Teil 86 und einen Niedertemperatur-Teil 88 auf. Der Hochtemperatur-Teil 86 ist mittels der Kühlflüssigkeit des Hochtemperatur-Kühlkreislaufs zu kühlen. Der Niedertemperatur-Teil 88 jedoch ist mit dem in 7 ausschnittsweise erkennbaren Niedertemperatur-Kühlkreislauf 62 zu kühlen. Mit anderen Worten ist der Hochtemperatur-Teil 86 im Hochtemperatur-Kühlkreislauf angeordnet, wobei der Niedertemperatur-Teil 88 im Niedertemperatur-Kühlkreislauf 62 angeordnet ist. Somit ist es auch möglich, die Ladeluft mittels der Kühlflüssigkeit des Niedertemperatur-Kühlkreislaufs 62 zu kühlen.
Die Verbrennungskraftmaschine 14 umfasst auch einen Temperatursensor 90, mittels welchem eine Temperatur einer Komponente der Ladeluftstrecke erfasst wird. Bei dieser Komponente handelt es sich vorliegend um den Drosselklappenstutzen 70, welcher jedoch bei der Verbrennungskraftmaschine 14 gemäß 4 bis 7 nur optional vorgesehen ist. Mittels des elektrisch betätigbaren Schaltventils 82 wird in Abhängigkeit von der mittels des Temperatursensors 90 erfassten Temperatur bewirkt, dass die Kühlflüssigkeit des Hochtemperatur-Kühlkreislaufs entweder durch die Komponenten der Ladeluftstrecke, d. h. durch das Verdichtergehäuse 24, den Schalldämpfer 10, den Drosselklappenstutzen 70 und den Hochtemperatur-Teil 86 oder durch die Umgehungsleitung 78 an diesen Komponenten vorbeiströmt. Dadurch kann eine bedarfsgerechte Kühlung der genannten Komponenten der Ladeluftstrecke realisiert werden.
Wird das Temperaturmodell in Form eines Computermodells verwendet, um wenigstens eine Temperatur zumindest einer Komponente der Ladeluftstrecke zu berechnen und das Schaltventil 82 in Abhängigkeit von dieser Temperatur betrieben, so kann der Temperatursensor 90 auch entfallen.
Die Reihenfolge, mit der die Komponenten der Ladeluftstrecke oder die Komponenten der Verbrennungskraftmaschine 14 überhaupt mit der Kühlflüssigkeit durchströmt werden, kann auch variiert werden. Ebenso können zu kühlende Bauteile entfallen und/oder andere zu kühlende Bauteile vorgesehen werden.
Bezugszeichenliste

10: Schalldämpfer
12: Ansaugtrakt
14: Verbrennungskraftmaschine
16: Zylindergehäuse
18: Zylinder
20: Verdichter
22: Abgasturbolader
24: Verdichtergehäuse
26: Verdichterrad
28: Drehachse
30: Turbine
32: Turbinengehäuse
34: Ansaugverrohrung
36: Ansaugleitung
38: Kanal
39: Dämpferkammer
40: Kühleinrichtung
41: Durchgangsöffnungen
42: Wandung
43: Wandung
44: Kühlrippenanordnung
46: Kühlrippen
48: Kühlrippenanordnung
50: Kühlrippen
52: Kühlmantel
54: Anschlussstutzen
56: Spiralkanal
58: Anschlussstutzen
60: Kühlkreislauf
62: Niedertemperatur-Kühlkreislauf
64: Pumpe
66: Lagergehäuse
68: Kühler
70: Drosselklappenstutzen
72: Pumpe
74: Kühler
76: Thermostat
78: Umgehungsleitung
80: Drossel
82: Schaltventil
84: Ladeluftkühler
86: Hochtemperatur-Teil
88: Niedertemperatur-Teil
90: Temperatursensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009027539 A1 [0002]
DE 3531353 A1 [0003]
DE 102009028632 A1 [0004]

Claims

Verbrennungskraftmaschine (14), insbesondere für einen Kraftwagen, mit einem Ansaugtrakt (12), über welchen wenigstens einem Brennraum (18) der Verbrennungskraftmaschine Luft zuführbar ist, mit wenigstens einem im Ansaugtrakt (12) angeordneten Verdichter (20) mit einem Verdichterrad (26) zum Verdichten der dem Brennraum (18) zuzuführenden Luft und mit wenigstens einem stromab des Verdichterrads (26) im Ansaugtrakt (12) angeordneten Schalldämpfer (10), dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühleinrichtung (40) zum Kühlen des Schalldämpfers (10) vorgesehen ist.
Verbrennungskraftmaschine (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (40) wenigstens eine Kühlrippe (44, 50) zum Kühlen des Schalldämpfers (10) umfasst.
Verbrennungskraftmaschine (14) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (40) wenigstens einen von einem Kühlmedium durchströmbaren Kühlmantel (52) zum Kühlen des Schalldämpfers (10) umfasst.
Verbrennungskraftmaschine (14) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (40) als Flüssigkeitskühlung ausgebildet ist, deren Kühlmantel (52) als Wassermantel ausgebildet und von einer Kühlflüssigkeit als dem Kühlmedium durchströmbar ist.
Verbrennungskraftmaschine (14) nach einem der Ansprüche 3 oder 4 in dessen Rückbezug auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippe (50) zwischen dem Kühlmantel (52) und wenigstens einem von der Luft durchströmbaren Kanal (38) des Schalldämpfers (10) angeordnet ist.
Verbrennungskraftmaschine (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer (10) in ein Verdichtergehäuse (24) zum Aufnehmen des Verdichterrads (26) des Verdichters (20) integriert ist.
Verbrennungskraftmaschine (14) nach Anspruch 6 in dessen Rückbezug auf einen der Ansprüche 3 oder 4 oder nach den Ansprüchen 5 und 6 in deren Rückbezug auf einen der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmantel (52) zum Kühlen des Schalldämpfers (10) und wenigstens ein weiterer Kühlmantel zum Kühlen des Verdichtergehäuses (24) in einem gemeinsamen, von dem Kühlmedium durchströmbaren Kühlkreislauf (60, 62) der Verbrennungskraftmaschine (14) angeordnet sind.
Verbrennungskraftmaschine (14), insbesondere für einen Kraftwagen, mit einem Brennraumgehäuse (16) mit wenigstens einem Brennraum (18), mit einem Ansaugtrakt (12), über welchen dem Brennraum (18) Luft zuführbar ist, mit wenigstens einem im Ansaugtrakt (12) angeordneten Verdichter (20) zum Verdichten der dem Brennraum (18) zuzuführenden Luft, und mit wenigstens einem von einem Kühlmedium durchströmbaren Kühlkreislauf (60), in welchem das Brennraumgehäuse (16), welches mittels des den Kühlkreislauf (60) durchströmenden Kühlmediums kühlbar ist, angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kühlkreislauf (60) zum Kühlen des Brennraumgehäuses (16) wenigstens eine stromab des Verdichters (20) angeordnete Komponente (10, 70, 84) des Ansaugtrakts (12) angeordnet ist.
Verbrennungskraftmaschine (14) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ventilelement (76, 82) vorgesehen ist, mittels welchem die Versorgung der Komponente (10, 70, 84) des Ansaugtrakts (12) mit Kühlmedium aus dem Kühlkreislauf (60) einstellbar ist.
Verbrennungskraftmaschine (14) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgung der Komponente (10, 70, 84) mit Kühlmedium mittels des Ventilelements (76, 82) in Abhängigkeit von einer Temperatur der Komponente (10, 70, 84), insbesondere in Abhängigkeit von einer Temperaturdifferenz zwischen der Komponente (10, 70, 84) und dem Kühlmedium, einstellbar ist.