DE102013214604A1

DE102013214604A1 - Cooling device of a liquid-cooled internal combustion engine

Info

Publication number: DE102013214604A1
Application number: DE102013214604.3A
Authority: DE
Inventors: Stefan Haase; Marco Schwarze; Marcel Sterzenbach
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2013-07-25
Filing date: 2013-07-25
Publication date: 2015-01-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, deren Verbrennungsluftstrom durch eine Verdichtereinheit geführt ist, welche Kühlvorrichtung in Form einer von Umgebungsluft durchströmten Kühlerstruktur ausgeführt ist und wobei stromab der Verdichtereinheit vor Eintritt in die Brennkraftmaschine ein Teil des Verbrennungsluftstroms abgezweigt wird und als sog. Hilfsluftstrom solchermaßen an die genannte Kühlerstruktur geführt ist, dass dieser Hilfsluftstrom nach dem Strahlpumpen-Prinzip das Durchströmen der Kühlerstruktur mit Umgebungsluft fördert. Es kann der Hilfsluftstrom vor die Kühlerstruktur geführt sein und in Durchströmungsrichtung durch diese strömen und dabei nach dem Strahlpumpen-Prinzip Umgebungsluft mitreißen. Alternativ kann der Hilfsluftstrom derart in die Kühlerstruktur oder in Durchströmungsrichtung betrachtet hinter die Kühlerstruktur geführt sein, das der Hilfsluftstrom an der Kühlerstruktur nach dem Strahlpumpen-Prinzip ein Umgebungsluft zumindest anteilig durch die Kühlerstruktur förderndes Druckgefälle hervorruft.The invention relates to a cooling device of an internal combustion engine of a motor vehicle, the combustion air flow is guided by a compressor unit, which cooling device is designed in the form of an air flowed through by the radiator structure and wherein downstream of the compressor unit is diverted before entering the internal combustion engine, a portion of the combustion air flow and as a so-called in such a way to said cooler structure is performed, that this auxiliary air flow promotes the flow of the radiator structure with ambient air according to the jet pump principle. It can be performed in front of the radiator structure of the auxiliary air flow and flow in the direction of flow through them and thereby entrain ambient air according to the jet pump principle. Alternatively, the auxiliary air flow may be guided behind the cooler structure, as viewed in the cooler structure or in the flow direction, such that the auxiliary air flow on the cooler structure causes an ambient air to promote at least a proportionate pressure gradient through the cooler structure, according to the jet pump principle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, deren Verbrennungsluftstrom durch eine Verdichtereinheit geführt ist, welche Kühlvorrichtung in Form einer von Umgebungsluft durchströmten Kühlerstruktur ausgeführt ist. Üblicherweise handelt es sich bei der Kühlerstruktur um einen Wärmeübertrager, insbesondere Wärmetauscher, in dem eine die Brennkraftmaschine durchströmende Kühlflüssigkeit (als Wärmeträgermittel) geführt ist; grundsätzlich ist die vorliegende Erfindung aber auch an einer luftgekühlten Brennkraftmaschine darstellbar. Was die Führung des Verbrennungsluftstromes der Brennkraftmaschine durch eine Verdichtereinheit betrifft, so ist dies heute weit verbreitet, jedoch existieren daneben selbstverständlich noch die sog. Saugmotoren, die ihren Verbrennungsluftstrom in sämtlichen Betriebspunkten lediglich ansaugen und nicht durch eine Verdichtereinheit komprimiert erhalten. Weiterhin betrifft die Erfindung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12, wonach die Brennkraftmaschine, für welche eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung vorgeschlagen wird, keine Verdichtereinheit für die zugeführte Verbrennungsluft aufweisen muss.The invention relates to a cooling device of an internal combustion engine of a motor vehicle, the combustion air flow is guided by a compressor unit, which cooling device is designed in the form of a flowed through by ambient air cooler structure. Usually, the cooler structure is a heat exchanger, in particular a heat exchanger, in which a cooling liquid flowing through the internal combustion engine (as a heat transfer medium) is guided; In principle, however, the present invention can also be represented on an air-cooled internal combustion engine. As far as the guidance of the combustion air flow of the internal combustion engine by a compressor unit, this is common today, but there are of course still the so-called. Suction motors, which only suck their combustion air flow in all operating points and not compressed by a compressor unit. Furthermore, the invention according to the preamble of claim 12, according to which the internal combustion engine, for which a cooling device according to the invention is proposed, does not have to have a compressor unit for the supplied combustion air.

Die Kühlleistung, welche an einem bspw. auch durch die Geometrie des Kraftfahrzeugs vorgegebene bzw. begrenzte Kühlerstruktur, welche üblicherweise wie bekannt durch eine Vielzahl geeignet geführter Rohre, in denen ein weiterhin durch die Brennkraftmaschine geführtes Wärmeträgermittel strömt und an denen eine Vielzahl von Rippen vorgesehen sind, über die Umgebungsluft als Kühlluft strömt, gebildet ist, kann durch Zwangsförderung von Kühlluft gesteigert werden, wofür üblicherweise ein Lüfter oder dgl. im Bereich der vorderen oder hinteren Stirnseite der Kühlerstruktur vorgesehen ist, dessen Antrieb jedoch Energie benötigt und somit den Wirkungsgrad des Fahrzeug-Antriebs, der insbesondere durch die Brennkraftmaschine gebildet ist, verschlechtert.The cooling power, which at one example. By the geometry of the motor vehicle predetermined or limited cooler structure, which usually as known by a plurality of suitably guided pipes in which a further guided by the internal combustion engine heat transfer medium flows and where a plurality of ribs are provided , via which ambient air flows as cooling air, can be increased by forced delivery of cooling air, for which a fan or the like is usually provided in the region of the front or rear end of the cooler structure, but the drive requires energy and thus the efficiency of the vehicle Drive, which is formed in particular by the internal combustion engine, deteriorates.

Diesbezüglich eine Verbesserung aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.An improvement in this regard is the object of the present invention.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einer Kühlvorrichtung einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, deren Verbrennungsluftstrom durch eine Verdichtereinheit geführt ist, welche Kühlvorrichtung in Form einer von Umgebungsluft durchströmten Kühlerstruktur ausgeführt ist und wobei stromab der Verdichtereinheit vor Eintritt in die Brennkraftmaschine ein Teil des Verbrennungsluftstroms abgezweigt und als sog. Hilfsluftstrom solchermaßen an die genannte Kühlerstruktur geführt ist, das dieser Hilfsluftstrom nach dem Strahlpumpen-Prinzip das Durchströmen der Kühlerstruktur mit Umgebungsluft fördert. In einer konkreten Ausprägung kann der Hilfsluftstrom vor die Kühlerstruktur geführt sein und in Durchströmungsrichtung durch diese strömen und dabei nach dem Strahlpumpen-Prinzip Umgebungsluft quasi mitreißen. In alternativen Ausführungsformen kann der Hilfsluftstrom derart in die Kühlerstruktur hinein oder in Durchströmungsrichtung der Umgebungsluft durch die Kühlerstruktur betrachtet hinter die Kühlerstruktur geführt sein, dass dieser Hilfsluftstrom nach dem Strahlpumpen-Prinzip eine Erhöhung des Massenstroms der Umgebungsluft durch die Kühlerstruktur hervorruft, und zwar (eine Erhöhung) gegenüber demjenigen Umgebungsluft-Massenstrom, der sich ohne erfindungsgemäße Heranführung des Hilfsluftstorms an die Kühlerstruktur bei ansonsten unveränderten Randbedingungen einstellt. In anderen Worten ausgedrückt soll dieser geeignet an die Kühlerstruktur geführte Hilfsluftstrom an der Kühlerstruktur nach dem Strahlpumpen-Prinzip das Durchströmen der Kühlerstruktur mit Umgebungsluft fördern und kann in diesem Sinne ein die Umgebungsluft zumindest anteilig durch die Kühlerstruktur förderndes Druckgefälle hervorrufen. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der weiteren Unteransprüche; ferner ist in Anspruch 12 eine Lösung der Aufgabe für eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen, welche keine Verdichtereinheit (für die Verbrennungsluft) aufweisen muss.The solution to this problem consists in a cooling device of a liquid-cooled internal combustion engine of a motor vehicle, the combustion air flow is guided by a compressor unit, which cooling device is designed in the form of a perfused by ambient air cooler structure and wherein downstream of the compressor unit before entering the internal combustion engine diverted a portion of the combustion air flow and as so-called auxiliary air flow is guided in such a way to said cooler structure, which promotes this auxiliary air flow according to the jet pump principle, the flow through the radiator structure with ambient air. In a specific embodiment of the auxiliary air flow can be performed in front of the radiator structure and flow in the direction of flow through them and thereby carry along the jet pump principle principle ambient air quasi. In alternative embodiments, the auxiliary air flow may be directed behind the radiator structure into the radiator structure or in the flow direction of the ambient air through the radiator structure such that this auxiliary air flow causes, according to the jet pump principle, an increase in the mass flow of ambient air through the radiator structure ) relative to that ambient air mass flow, which adjusts itself without inventive approach of Hilfsluftstorms to the cooler structure with otherwise unchanged boundary conditions. In other words, this should be conveyed to the condenser structure guided auxiliary air flow to the radiator structure according to the jet pump principle, the flow through the radiator structure with ambient air and can cause in this sense, the ambient air at least partially promoting the condenser pressure gradient. Advantageous embodiments and further developments are content of the further subclaims; Furthermore, a solution of the problem for an internal combustion engine is proposed in claim 12, which must have no compressor unit (for the combustion air).

Erfindungsgemäß wird ein Teil der durch die Verdichtereinheit auf ein gegenüber der Umgebungsluft erhöhtes Druckniveau gebrachten Verbrennungsluftstroms, der vorliegend als Hilfsluftstrom bezeichnet und geeignet vom durch die Verdichtereinheit komprimierten Verbrennungsluftstrom abgezweigt wird, nicht der Brennkraftmaschine zur Verbrennung zugeführt, sondern zumindest unter gewissen Randbedingungen oder in gewissen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine geeignet an die Kühlerstruktur heran geführt, wobei der Druck bzw. Überdruck dieses Hilfsluftstromes zur Förderung von Umgebungsluft als durch die Kühlerstruktur geführte Kühlluft ausgenutzt wird. Nach einer möglichen Ausführungsform wird hierzu der Hilfsluftstrom selbst durch die Kühlerstruktur hindurch geführt und ist dafür solchermaßen an eine Anströmseite der Kühlerstruktur (für bei der Fahrt des Fahrzeugs anströmende Umgebungsluft) herangeführt, dass dieser mit Eintritt in die Kühlerstruktur und darauf folgendem Durchströmen derselben weitere Umgebungsluft mit in die Kühlerstruktur hinein mitnimmt bzw. mitreißt. Dabei (aber auch bei den im weiteren beschriebenen alternativen Ausführungsformen) macht sich die vorliegende Erfindung das grundlegend bekannte Strahlpumpen-Prinzip (insbesondere bekannt von einer durch eine geeignete Rohr-Zusammenführung gebildeten Saugstrahlpumpe) zu Nutze. Ausdrücklich sei dabei darauf hingewiesen, dass es an einer erfindungsgemäßen Kühlervorrichtung keineswegs erforderlich ist, den Hilfsluftstrom sowie die weitere Umgebungsluft in einer Rohr-Zusammenführung vor oder in oder hinter der Kühlerstruktur zusammenzuführen oder in Rohren zusammengeführt in die Kühlerstruktur hinein zu leiten (wenngleich dies durchaus möglich ist); vielmehr ist es ausreichend, wenn der Hilfsluftstrom geeignet an die Kühlerstruktur herangeführt ist, beispielsweise in vorzugsweise mehreren zumindest annähernd parallel zur Anströmfläche (oder Abströmfläche) der Kühlerstruktur (bezüglich der Umgebungsluft) ausgerichteten Rohren, aus denen die Abluft über Austrittsöffnungen in der Wand dieser Rohre („Rohrwand”), die unter einem geeigneten Winkel zur Durchströmungsrichtung des (gewünschten) Kühl-Luftstromes durch die Kühlerstruktur hindurch liegen, austritt. Stets lässt sich auf die vorgeschlagene Weise das im komprimierten Verbrennungsluftstrom der Brennkraftmaschine und somit auch im Hilfsluftstrom vorhandene Druck-Potential zur Förderung von Umgebungsluft und somit von Kühlluft durch die Kühlerstruktur nutzen. Selbstverständlich kann (jedoch muss nicht obligatorisch) eine weitere Fördervorrichtung für Umgebungsluft als Kühlluftstrom durch die Kühlerstruktur hindurch vorgesehen sein, bspw. wie üblich in Form eines Lüfters, vorzugsweise mit einer Lüfterzarge, wobei der erfindungsgemäß nutzbare Saugstrahlpumpeneffekt zu einem geringeren Leistungsbedarf einer solchen Fördervorrichtung für Umgebungsluft führt. Im übrigen kann insbesondere für den Fall, dass die Brennkraftmaschine keine Verdichtereinheit für die zugeführte Verbrennungsluft besitzt, der besagte Hilfsluftstrom mittels einer geeigneten Fördervorrichtung aus der Umgebungsluft erzeugt und Strom solchermaßen an die genannte Kühlerstruktur sein geführt ist, dass dieser Hilfsluftstrom nach dem Strahlpumpen-Prinzip eine Erhöhung des Massenstroms der Umgebungsluft durch die Kühlerstruktur hervorruft.According to the invention, a portion of the combustion air flow delivered by the compressor unit to an elevated pressure level relative to the ambient air, referred to herein as auxiliary air flow and suitably branched off from the combustion air stream compressed by the compressor unit, is not supplied to the internal combustion engine for combustion, but at least under certain boundary conditions or in certain operating conditions the internal combustion engine suitably led to the condenser structure zoom, wherein the pressure or overpressure of this auxiliary air flow is used to promote ambient air as guided through the radiator structure cooling air. According to a possible embodiment, for this purpose the auxiliary air flow itself is guided through the cooler structure and for this purpose is brought to an upstream side of the cooler structure (for ambient air flowing in during the drive of the vehicle), so that the latter enters the cooler structure and subsequently flows through it with further ambient air entrains or entrains in the cooler structure. In this case (but also in the alternative embodiments described below), the present invention makes use of the fundamentally known jet pump principle (in particular known from a suction jet pump formed by a suitable pipe combination). It should be expressly pointed out that it is by no means necessary to a cooler device according to the invention, the auxiliary air flow and the other ambient air in a pipe merger before or merge into or behind the radiator structure, or merge into tubes in the radiator structure (although this is entirely possible); Rather, it is sufficient if the auxiliary air flow is suitably brought to the cooler structure, for example in preferably a plurality of at least approximately parallel to the inflow surface (or outflow surface) of the radiator structure (with respect to the ambient air) aligned pipes from which the exhaust air through outlet openings in the wall of these tubes ( "Pipe wall"), which are at a suitable angle to the flow direction of the (desired) cooling air flow through the radiator structure passes. Always can be used in the proposed manner, the present in the compressed combustion air flow of the internal combustion engine and thus in the auxiliary air flow pressure potential for the promotion of ambient air and thus of cooling air through the radiator structure. Of course, (but need not necessarily) a further conveying device for ambient air as cooling air flow through the cooler structure may be provided, for example. As usual in the form of a fan, preferably with a fan cowl, wherein the present invention Saugstrahlpumpeneffekt to a lower power consumption of such a conveyor for ambient air leads. Incidentally, in particular for the case that the internal combustion engine has no compressor unit for the supplied combustion air, the said auxiliary air flow generated by means of a suitable conveyor from the ambient air and electricity in such a way to said cooler structure is guided, that this auxiliary air flow on the jet pump principle a Increasing the mass flow of the ambient air caused by the cooler structure.

Neben einer Ausführungsform, welcher der Hilfsluftstrom vor die Kühlerstruktur geführt ist und in Durchströmungsrichtung durch diese strömt und dabei nach dem Strahlpumpen-Prinzip Umgebungsluft mitreißt, ist auch eine Ausführung möglich, wonach Hilfsluftstrom derart in die Kühlerstruktur hinein geführt ist, dass der Hilfsluftstrom an dieser nach dem Strahlpumpen-Prinzip ein Umgebungsluft zumindest anteilig durch die Kühlerstruktur förderndes Druckgefälle hervorruft. Letzteres ist mit geeigneter Anordnung der Heranführung des Hilfsluftstromes an die Kühlerstruktur auch möglich, wenn der Hilfsluftstrom in Durchströmungsrichtung der Umgebungsluft durch die Kühlerstruktur betrachtet hinter die Kühlerstruktur, d. h. an deren Abströmseite geführt ist. Hierzu wird auf ein später erläutertes und figürlich dargestelltes Ausführungsbeispiel verwiesen.In addition to an embodiment in which the auxiliary air flow is guided in front of the radiator structure and flows through it in the flow direction and entrains ambient air according to the jet pump principle, an embodiment is also possible, according to which auxiliary air flow is guided into the radiator structure such that the auxiliary air flow follows it the jet pump principle causes an ambient air at least partially by the cooler structure promoting pressure gradient. The latter is also possible with a suitable arrangement of the introduction of the auxiliary air flow to the radiator structure, when the auxiliary air flow viewed in the direction of flow of the ambient air through the radiator structure behind the radiator structure, d. H. is guided at the outflow side. Reference is made to a later explained and figuratively illustrated embodiment.

Was die Bereitstellung des Hilfsluftstromes betrifft, so ist es besonders vorteilhaft, wenn die besagte Verdichtereinheit von einer vom Abgasstrom der Brennkraftmaschine beaufschlagten Turbine angetrieben ist. Verlustleistung, die ohne eine solche üblicherweise als „Turbolader” bezeichnete Verdichter-Turbinen-Einheit mit dem Abgasstrom ungenutzt in die Umgebung gelangt, kann mit vorliegender Erfindung quasi indirekt zur Förderung eines Kühlluftstroms durch die Kühlerstruktur eines Kraftfahrzeugs genutzt werden. Eine vergleichbare Nutzung eines Teils der im Abgasstrom einer Brennkraftmaschine enthaltenen Energie ist selbstverständlich grundsätzlich bekannt und es kann in gewissen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine der vom „Turbolader” bereit gestellte komprimierte Verbrennungsluftstrom wie bekannt vollumfänglich der Brennkraftmaschine als Verbrennungsluft zugeführt werden, in welchen Betriebszuständen dann selbstverständlich kein Hilfsluftstrom zur Verfügung steht. In anderen Betriebszuständen oder Betriebspunkten der Brennkraftmaschine hingegen kann ein größerer durch die Verdichtereinheit komprimierter Verbrennungsluftstrom zur Verfügung stehen bzw. vom Turbolader zur Verfügung gestellt werden, als in der Brennkraftmaschine zur Verbrennung benötigt wird und es kann somit von diesem vor Zufuhr zur Brennkraftmaschine der besagte Hilfsluftstrom abgezweigt werden. In besagtem Abzweig des Hilfsluftstromes vom Verbrennungsluftstrom kann ein geeignet von einer elektronischen Steuereinheit angesteuertes Ventil vorgesehen sein und es kann weiterhin durch geeignete Ansteuerung eines in der Abgasführung der Brennkraftmaschine stromauf der genannten Turbine vorgesehenen und dem Fachmann bekannten Abblaseventils (sog. „waste-gate”) die Menge des in der von der Turbine angetriebenen Verdichtereinheit komprimierten Verbrennungsluftstromes solchermaßen eingestellt gesteuert werden, dass ein Hilfsluftstrom gewünschten Ausmaßes (d. h. gewünschter Größe) zur Verfügung steht. In einer elektronischen Steuereinheit, welche das genannte Ventil am Abzweig des Hilfsluftstromes vom komprimierten Verbrennungsluftstrom und/oder das besagte Abblaseventil geeignet ansteuert, wird somit ein vorteilhaftes Betriebsverfahren für eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung ausgeführt oder umgesetzt.As regards the provision of the auxiliary air flow, it is particularly advantageous if the said compressor unit is driven by a turbine acted upon by the exhaust gas stream of the internal combustion engine. Power loss, which passes without such a commonly referred to as "turbocharger" compressor-turbine unit unused into the environment with the present invention can be used quasi indirectly to promote a cooling air flow through the radiator structure of a motor vehicle with the present invention. A comparable use of a portion of the energy contained in the exhaust stream of an internal combustion engine is of course known in principle and it can be supplied in certain operating conditions of the engine of the "turbocharger" willing Asked compressed combustion air flow fully known as the combustion engine as combustion air, in which operating conditions then of course no auxiliary air flow is available. In other operating states or operating points of the internal combustion engine, on the other hand, a larger combustion air flow compressed by the compressor unit may be available or made available by the turbocharger than is required for combustion in the internal combustion engine and thus diverted from said supply air to the internal combustion engine become. In said branch of the auxiliary air flow from the combustion air flow, a suitable controlled by an electronic control unit valve may be provided and it may further by suitable control of a provided in the exhaust system of the engine upstream of said turbine and known in the art Abblaseventils (so-called "waste-gate"). the amount of combustion air stream compressed in the turbine-driven compressor unit is controlled to be adjusted to provide an auxiliary airflow of desired magnitude (ie, desired size). In an electronic control unit which suitably activates said valve at the branch of the auxiliary air flow from the compressed combustion air flow and / or the said blow-off valve, an advantageous operating method for a cooling device according to the invention is thus implemented or implemented.

Üblicherweise ist die Temperatur des aus der Verdichtereinheit austretenden komprimierten Verbrennungsluftstromes gegenüber der Umgebungsluft erhöht, weshalb der genannte Hilfsluftstrom im Sinne einer vorteilhaften Weiterbildung erst stromab eines auch als Ladeluftkühler bezeichneten Wärmeübertragers, insbesondere Wärmetauschers, in welchem der Verbrennungsluftstrom wie bekannt unter abermaliger Zuhilfenahme von Umgebungsluft vor der Zufuhr zur Brennkraftmaschine abgekühlt wird, vom Verbrennungsluftstrom abgezweigt werden kann.Usually, the temperature of the exiting from the compressor unit compressed combustion air flow is increased relative to the ambient air, which is why said auxiliary air flow in the sense of an advantageous development only downstream of a called intercooler heat exchanger, in particular heat exchanger, in which the combustion air flow as known under repeated use of ambient air before Supply to the engine is cooled, can be diverted from the combustion air flow.

Im Sinne einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann die Anströmrichtung und/oder die Anströmgeschwindigkeit des Hilfsluftstroms gegenüber der Kühlerstruktur und somit beispielsweise die Ausström-Richtung und/oder die Ausström-Geschwindigkeit des Hilfsluftstroms aus den bereits genannten vor oder hinter oder innerhalb der Kühlerstruktur liegenden Rohren und allgemein aus irgendeinem System, über das der Hilfsluftstrom in erfindungsgemäßer Weise (in Durchströmungsrichtung betrachtet) an die Kühlerstruktur heran geführt ist, gezielt veränderbar sein. Beispielsweise können hierfür die Austrittsöffnungen in der Rohrwand der besagten Rohre mittels eines Schiebers oder dgl. veränderbar sein. Mittels Schiebern ist beispielsweise die Querschnittsfläche der besagten Austrittsöffnungen veränderbar, womit sich unterschiedliche Ausström-Geschwindigkeiten und Geschwindigkeitsverteilungen, d. h. über der Fläche der Kühlerstruktur betrachtet eine unterschiedliche Strömungsverteilung des Hilfsluftstroms bzw. für den Hilfsluftstrom ergeben bzw. ergibt; durch Schieber oder dergleichen kann aber auch der Anströmwinkel, den der Hilfsluftstrom gegenüber der Kühlerstruktur (bspw. gegenüber deren Anströmfläche oder Abströmfläche) aufweist, veränderbar sein. Im Falle der beispielhaft genannten Rohre, durch die der Hilfsluftstrom vor die Kühlerstruktur geführt ist, ist es aber auch möglich, die Rohre selbst um ihre Längsachse zu drehen und damit die Strömungsrichtung des Hilfsluftstromes gegenüber der Kühlerstruktur zu verändern. Wenn mehrere Rohre vorgesehen sind, durch die der Hilfsluftstrom quasi parallel an die Kühlerstruktur heran geführt ist, so können auch einige dieser Rohre in Abhängigkeit von unterschiedlichsten Randbedingen quasi stillgesetzt, d. h. nicht einem Teil des Hilfsluftstroms beaufschlagt werden, womit der gesamte Hilfsluftstrom auf eine geringere Zahl von Rohren verteilt und damit die Strömungsgeschwindigkeit des Hilfsluftstromes in diesen wenigeren Rohren und somit auch die Austrittsgeschwindigkeit des Hilfsluftstromes aus den in den Rohren vorgesehenen Austrittsöffnungen vergrößert wird. An dieser Stelle sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es keineswegs erforderlich ist, den Hilfsluftstrom wie fakultativ vorgeschlagen über mehrere Rohre mit in der Rohrwand vorgesehenen Austrittsöffnungen an die Kühlerstruktur heran zu führen; vielmehr können hierfür auch andere Luftführungssysteme zum Einsatz kommen.In terms of an advantageous development of the present invention, the inflow direction and / or the inflow velocity of the auxiliary air flow with respect to the radiator structure and thus, for example, the outflow direction and / or Outflow velocity of the auxiliary air flow from the above-mentioned before or behind or within the radiator structure lying tubes and generally from any system over which the auxiliary air flow in the inventive manner (viewed in the direction of flow) zoom is zoomed to the condenser structure, be selectively changed. For example, for this purpose, the outlet openings in the tube wall of said tubes by means of a slide or the like. Be changeable. By means of slides, for example, the cross-sectional area of the said outlet openings is variable, which results in different outflow velocities and velocity distributions, ie over the surface of the radiator structure results in a different flow distribution of the auxiliary air flow or for the auxiliary air flow or results; by slide or the like but also the angle of attack, the auxiliary air flow relative to the radiator structure (eg. With respect to the inflow or outflow surface), be changeable. In the case of the exemplified tubes through which the auxiliary air flow is guided in front of the radiator structure, but it is also possible to rotate the tubes themselves about their longitudinal axis and thus to change the flow direction of the auxiliary air flow relative to the radiator structure. If a plurality of tubes are provided, through which the auxiliary air flow is led quasi parallel to the condenser structure, then some of these tubes can quasi shut down depending on different conditions, ie not a part of the auxiliary air flow are applied, bringing the total auxiliary air flow to a lesser number distributed by pipes and thus the flow velocity of the auxiliary air flow in these fewer pipes and thus also the exit velocity of the auxiliary air flow from the pipes provided in the outlet openings is increased. At this point, it should be expressly pointed out that it is by no means necessary to bring the auxiliary air flow as suggested by way of several tubes with outlet openings provided in the tube wall to the cooler structure; Rather, other air supply systems can be used for this purpose.

Beispielsweise für Betriebszustände der Brennkraftmaschine, in denen wie weiter oben beschrieben der in der Verdichtereinheit komprimierte Verbrennungsluftstrom vollumfänglich der Brennkraftmaschine zugeführt wird und als Folge dessen kein Hilfsluftstrom zur Verfügung stände (aber ausdrücklich nicht auf einen solchen Fall begrenzt) kann mittels einer (fakultativ) zusätzlich vorgesehenen Fördereinheit noch nicht verdichtete Umgebungsluft neben dem oder zusätzlich zum Hilfsluftstrom analog dem Hilfsluftstrom an die Kühlerstruktur herangeführt werden. Mittels einer solchen zusätzlichen und bspw. elektromotorisch betriebenen Fördereinheit kann aber auch dem Hilfsluftstrom vor der Heranführung an die Kühlerstruktur ein weiterer Luftstrom aus der Umgebung hinzugefügt werden, um vorzugsweise bedarfsabhängig elektronisch gesteuert einen größeren Hilfsluftstrom zur Verfügung zu haben.For example, for operating conditions of the internal combustion engine in which, as described above, the compressed air in the compressor unit compressed air flow is fully supplied to the engine and as a result of which no auxiliary air flow available (but expressly not limited to such a case) by means of (optional) additionally provided Feed unit not yet compressed ambient air next to or in addition to the auxiliary air flow analogous to the auxiliary air flow to the cooler structure are introduced. By means of such an additional and, for example, electric motor operated conveyor unit but also the auxiliary air flow before the approach to the cooler structure, a further air flow from the environment are added to preferably depending on demand electronically controlled to have a larger auxiliary air flow available.

Weiter erläutert wird die vorliegende Erfindung zunächst anhand von vier in den beigefügten 1a, 1b, 2, 3, 4 lediglich prinzipiell dargestellten Ausführungsbeispielen einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung, wobei eine erste Ausführungsform in den 1a, 1b dargestellt ist und 1a die Ansicht einer erfindungsgemäßen Führung eines Hilfsluftstromes vor die Stirnseite bzw. Anströmfläche einer Kühlerstruktur (mit frontaler Aufsicht auf diese) zeigt und in 1b eine Teil-Ansicht X aus 1 dargestellt ist. Die weiteren 2, 3, 4 zeigen andere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Kühlvorrichtungen jeweils in einer Darstellung analog 1b. Nicht dargestellt sind in diesen 1a–4 die Brennkraftmaschine mit den weiteren Merkmalen, wie einer Verdichtereinheit, geeigneten Leitungen zum Führen von Luft und Kühlflüssigkeit der Brennkraftmaschine, welche durch die Kühlerstruktur geführt ist, sowie vieles mehr. Jedoch sind solche Merkmale in den weiteren 5–9 in verschiedenen Ausführungsbeispielen für die Führung insbesondere des Hilfsluftstromes unter abstrakter Darstellung dieser genannten Elemente gezeigt. Stets nicht dargestellt ist ein Kraftahrzeug, insbesondere ein PKW, in dem – vorzugsweise in dessen Frontbereich – eine Kühlerstruktur 1 einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung bspw. in Form eines im wesentlichen üblichen Luft-Wasser-Wärmeübertragers, insbesondere Wärmetauschers verbaut ist, wo diese Kühlerstruktur 1 an dieser Stelle besonders gut vom Fahrtwind des bewegten Kraftfahrzeugs angeströmt wird.Further, the present invention will be explained first by reference to four in the attached 1a . 1b . 2 . 3 . 4 only illustrated in principle embodiments of a cooling device according to the invention, wherein a first embodiment in the 1a . 1b is shown and 1a the view of a guide according to the invention an auxiliary air flow in front of the face or inflow of a radiator structure (with a frontal view of this) and in 1b a partial view X from 1 is shown. The others 2 . 3 . 4 show other embodiments of cooling devices according to the invention in a representation analogously 1b , Not shown in these 1a - 4 the internal combustion engine with the other features, such as a compressor unit, suitable lines for guiding air and coolant of the internal combustion engine, which is guided by the radiator structure, and much more. However, such features are in the others 5 - 9 shown in various embodiments for the guide, in particular the auxiliary air flow under abstract representation of these elements mentioned. Never shown is a motor vehicle, especially a car, in which - preferably in the front area - a cooler structure 1 in the form of a substantially conventional air-water heat exchanger, in particular heat exchanger is installed, where this cooler structure 1 At this point is particularly well flowed by the wind of the moving motor vehicle.

Zunächst auf die 1a, 1b Bezug nehmend kann durch die Kühlerstruktur 1 hindurch Umgebungsluft gemäß den Pfeilen 2 (vgl. insbesondere 1b) mit der Durchströmungsrichtung D strömen und dabei Wärme von einem weiterhin durch die Kühlerstruktur 1 in Rohren geführten Wärmeträgermittel, nämlich der Kühlflüssigkeit einer Brennkraftmaschine, welche(s) in der Kühlerstruktur 1 mit der Umgebungsluft 2 und einem Hilfsluftstrom 5 (durch den Strömungs-Pfeil 5 dargestellt) im Wärmetausch steht, aufnehmen. In 1a sollten die gezeigten Pfeile 2, 5, D in korrekter Weise senkrecht zur Zeichenebene stehen; nur der vereinfachten Darstellbarkeit wegen sind diese Pfeile 2, 5, D in 1a in der Zeichenebene liegend dargestellt; 1b gibt die Strömungsrichtungen 2, 5, D exakt wieder. Damit Umgebungsluft 2 wie dargestellt die Kühlerstruktur 1 durchströmen kann, ist diese Kühlerstruktur 1 wie grundsätzlich bekannt aufgebaut, was in den vorliegenden Figuren der Einfachheit halber nicht detailliert dargestellt ist. Im wesentlichen ist die Kühlerstruktur 1 durch eine Vielzahl geeignet geführter Rohre, in denen das besagte Wärmeträgermittel, nämlich die Kühlflüssigkeit der Brennkraftmaschine, strömt und an denen eine Vielzahl von Rippen vorgesehen sind, über die insbesondere die Umgebungsluft 2 als Kühlluft strömt, gebildet.First on the 1a . 1b Referring to the cooler structure 1 through ambient air according to the arrows 2 (see in particular 1b ) with the flow direction D and thereby heat from a further through the radiator structure 1 guided in pipes heat transfer means, namely the cooling liquid of an internal combustion engine, which (s) in the cooler structure 1 with the ambient air 2 and an auxiliary airflow 5 (through the flow arrow 5 shown) is in heat exchange, record. In 1a should the arrows shown 2 . 5 , D are correctly perpendicular to the plane of the drawing; only for the sake of simplicity, these arrows are 2 . 5 , D in 1a shown lying in the drawing plane; 1b gives the flow directions 2 . 5 , D exactly again. So ambient air 2 as shown, the cooler structure 1 can flow through, this cooler structure 1 as basically known, which is not shown in detail in the present figures for the sake of simplicity. Essentially, the cooler structure 1 by a plurality of suitably guided pipes in which said heat transfer medium, namely the cooling liquid of the internal combustion engine, flows and on which a plurality of ribs are provided, in particular the ambient air 2 flows as cooling air, formed.

Figürlich dargestellt sind mehrere an der Zuströmseite der Umgebungsluft 2 an die Kühlerstruktur 1 vor deren Stirnfläche bzw. Anströmfläche 1a und im wesentlichen parallel zu dieser verlaufende Rohre 3, vorliegend vertikal orientiert angeordnet, was jedoch auch andersartig gestaltet sein kann. In 1b sind diese Rohre 3 der besseren Erkennbarkeit wegen leicht perspektivisch bzw. geneigt dargestellt In diesen Rohren 3 ist ein erfindungsgemäßer Hilfsluftstrom 5 geführt, der durch einen abgezweigten Teil eines von einer in diesen beiden Figuren nicht gezeigten Verdichtereinheit komprimierten Verbrennungsluftstromes einer Brennkraftmaschine gebildet ist, wobei in jedes einzelne Rohr 3 ein entsprechender Anteil des gesamten Hilfsluftstromes 5 hineingeführt ist. Es ist/sind in diesen Rohren 3 bzw. in deren Rohrwänden zumindest eine, alternativ eine Vielzahl von Austrittsöffnungen 4 solchermaßen angeordnet vorgesehen, dass aus der/jeder Austrittsöffnung 4 der Hilfsluftstrom 5 bzw. eine Teilmenge des Hilfsluftstromes 5 derart gerichtet austritt, dass er gemäß Pfeil 5 (die Bezugsziffer 5 wird insofern doppelt verwendet) in die Kühlerstruktur 1 hinein und daraufhin gemäß Pfeil D durch diese hindurch strömt, wobei aufgrund des Druck-Potentials des (jeweiligen) Hilfsluft-(Teil)-Stromes (5) auch Umgebungsluft gemäß Pfeil 2 mit in die Kühlerstruktur 1 hinein bzw. durch diese gemäß Pfeil D hindurch mitgerissen wird, und zwar unter Nutzung des Strahlpumpen-Prinzips. Wie im Stand der Technik üblich ist vorzugsweise weiterhin eine bspw. elektromotorisch betriebene Fördervorrichtung für den Umgebungsluftstrom 2 (durch die Kühlerstruktur 1 hindurch) bspw. in Form eines üblichen Kühler-Lüfters vorgesehen und es wird mit dem nun erfindungsgemäß nutzbaren Saugstrahlpumpen-Prinzip mithilfe des Hilfsluftstromes 5 eine geringere Leistung für den Betrieb des Lüfters (d. h. der besagten weiteren Fördervorrichtung) benötigt. Figürlich hier (sowie in den weiteren 2–4) nicht dargestellt ist eine weiter oben beschriebene vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung, wonach der Austrittsquerschnitt und/oder die Austrittsrichtung der Austrittsöffnungen 4 in den Rohren 3 beispielswiese mittels geeigneter Dreh-Schieber gezielt veränderbar ist. Ebenso figürlich nicht dargestellt ist eine Ausführungsform eines Rohres 3 mit einer einzigen sich in Richtung der Rohrlängsachse nahezu über die gesamte Kühlerstruktur 1 beispielsweise in Form eines Schlitzes erstreckenden Austrittsöffnung für den Hilfsluftstrom 5.Figuratively shown are several on the upstream side of the ambient air 2 to the radiator structure 1 in front of the face or inflow surface 1a and substantially parallel to this extending tubes 3 , In this case arranged vertically oriented, but this can also be designed differently. In 1b are these pipes 3 the better recognizability because of slightly perspective or inclined shown in these tubes 3 is an inventive auxiliary air flow 5 guided, which is formed by a branched-off part of a compressed combustion air flow of an internal combustion engine compressed by a compressor unit, not shown in these two figures, wherein in each individual tube 3 a corresponding proportion of the total auxiliary air flow 5 is led into it. It is / are in these pipes 3 or in the tube walls, at least one, alternatively a plurality of outlet openings 4 arranged in such a way provided that from the / each outlet opening 4 the auxiliary air flow 5 or a subset of the auxiliary air flow 5 so directed emerges that he according to arrow 5 (the reference number 5 is so far used twice) in the cooler structure 1 in and then according to arrow D flows through it, whereby due to the pressure potential of the (respective) auxiliary air (part) stream ( 5 ) also ambient air according to arrow 2 into the cooler structure 1 into or through this entrained according to arrow D through, using the jet pump principle. As is customary in the prior art, preferably, for example, an electric motor-driven conveying device for the ambient air flow 2 (through the cooler structure 1 For example, in the form of a conventional radiator fan and it is with the now usable according to the invention jet pump principle using the auxiliary air flow 5 requires less power for the operation of the fan (ie, the other conveyor). Figurative here (as well as in the other 2 - 4 ) is not shown an advantageous embodiment of the invention described above, according to which the outlet cross-section and / or the outlet direction of the outlet openings 4 in the pipes 3 beispielswiese is selectively changed by means of suitable rotary slide. Likewise figuratively not shown is an embodiment of a tube 3 with a single one in the direction of the tube longitudinal axis almost over the entire radiator structure 1 for example in the form of a slot extending outlet opening for the auxiliary air flow 5 ,

Auch bei den Ausführungsbeispielen nach den 2, 3, 4 ist der Hilfsluftstrom 5 über funktional parallel geschaltete Rohre 3 an die Kühlerstruktur 1 herangeführt, die vorliegend für jedes Ausführungsbeispiel im wesentlichen vertikal ausgerichtet sind, was jedoch auch andersartig gestaltet sein kann. In den Figuren sind diese Rohre 3 jedoch der besseren Erkennbarkeit wegen leicht perspektivisch bzw. geneigt dargestellt. Abermals sind in diesen Rohren 3 bzw. in deren Rohrwänden eine Vielzahl von Austrittsöffnungen 4 solchermaßen angeordnet vorgesehen, dass aus jeder Austrittsöffnung 4 ein geringer Teil des Hilfsluftstromes 5 gemäß Pfeil 5 aus dem jeweiligen Rohr 3 austritt.Also in the embodiments of the 2 . 3 . 4 is the auxiliary airflow 5 via functionally parallel tubes 3 to the radiator structure 1 introduced, which are in this case for each embodiment substantially vertically aligned, but this can also be designed differently. In the figures are these tubes 3 However, the better recognizability because of slightly perspective or inclined shown. Again, in these pipes 3 or in the tube walls, a plurality of outlet openings 4 provided arranged in such a way that from each outlet opening 4 a small part of the auxiliary airflow 5 according to arrow 5 from the respective tube 3 exit.

Bei den Ausführungsbeispielen nach 2 und 3 sind die Rohre 3 innerhalb der Kühlerstruktur 1 angeordnet und es ist somit die aus den Austrittsöffnungen 4 der Rohre 3 austretende Hilfsluftstrom 5 solchermaßen in die Kühlerstruktur 1 hinein geführt, dass dieser Hilfsluftstrom 5 nach dem Strahlpumpen-Prinzip ein die Umgebungsluft zumindest anteilig durch die Kühlerstruktur 1 gemäß Pfeil D (Strömungsrichtung D) förderndes Druckgefälle hervorruft. Der unter Überdruck gegenüber dem Umgebungsdruck aus den Rohren 3 über die geeignet orientierten Austrittsöffnungen 4 jeweils anteilig austretende Hilfsluftstrom 5 strömt dabei zur Abströmfläche 1b der Kühlerstruktur 1 und reißt dabei auch Umgebungsluft 2 gemäß Pfeil D durch die Kühlerstruktur 1 hindurch mit, und zwar unter Nutzung des Strahlpumpen-Prinzips. Damit wird zumindest eine geringere Förderleistung für eine üblicherweise noch vorzusehende, hier jedoch nicht dargestellte Fördervorrichtung für einen Umgebungsluftstrom 2 durch die Kühlerstruktur 1 hindurch benötigt.In the embodiments according to 2 and 3 are the pipes 3 inside the cooler structure 1 arranged and it is thus out of the outlet openings 4 the pipes 3 emerging auxiliary air flow 5 in such a way in the cooler structure 1 led into that this auxiliary air flow 5 according to the jet pump principle, the ambient air at least partially through the cooler structure 1 according to arrow D (flow direction D) promotes pressure gradient. The under pressure compared to the ambient pressure from the pipes 3 over the suitably oriented outlet openings 4 in each case proportionally emerging auxiliary air flow 5 flows to the discharge surface 1b the cooler structure 1 and also tears ambient air 2 as indicated by arrow D through the radiator structure 1 through, using the jet pump principle. This is at least a lower flow rate for a usually still to be provided, but not shown here conveyor device for an ambient air flow 2 through the cooler structure 1 needed through.

Während bei der Ausführungsform nach 2 der Hilfsluftstrom 5 in eigenständigen Rohren 3 in die Kühlerstruktur 1 hinein geführt ist, sind beim Ausführungsbeispiel nach 3 die Rohre 3 mit Rohrleitungen 6, in denen das bereits genannte Wärmeträgermittel (= „Kühlflüssigkeit”) durch die Kühlerstruktur 1 geführt ist, als Baueinheit ausgebildet. Diese Baueinheit stellt zwei nebeneinander liegende und strömungstechnisch voneinander getrennte Rohre dar, nämlich jeweils ein Rohr 3 für den Hilfsluftstrom 5 und eine Rohrleitung 6 für das in der Kühlerstruktur 1 (durch die gemäß Pfeil D hindurch strömende Umgebungsluft 2) zu kühlende Wärmeträgermittel.While in the embodiment according to 2 the auxiliary air flow 5 in self-contained pipes 3 in the cooler structure 1 led into, are in the embodiment after 3 the pipes 3 with piping 6 in which the already mentioned heat transfer medium (= "cooling liquid") through the cooler structure 1 is guided, designed as a unit. This unit represents two juxtaposed and fluidly separated pipes, namely one pipe each 3 for the auxiliary air flow 5 and a pipeline 6 for that in the cooler structure 1 (By the flowing according to arrow D ambient air 2 ) to be cooled heat transfer medium.

Beim Ausführungsbeispiel nach 4 ist der Hilfsluftstrom 5 hinter die Kühlerstruktur 1 (in Durchströmrichtung D der Umgebungsluft 2 betrachtet) geführt, d. h. die hier abermals vorgesehenen Rohre 3 mit den Austrittsöffnungen 4 zur Führung und Abgabe des Hilfsluftstroms 5 befinden sich nahe der rückwärtigen Abströmfläche 1b der Kühlerstruktur 1. Auch in diesem Bereich kann der Hilfsluftstrom 5 an der Kühlerstruktur 1 ein die Umgebungsluft 2 zumindest anteilig durch die Kühlerstruktur 1 förderndes Druckgefälle hervorrufen.According to the embodiment 4 is the auxiliary airflow 5 behind the radiator structure 1 (In the flow direction D of the ambient air 2 considered), ie the pipes provided here again 3 with the outlet openings 4 for guiding and dispensing the auxiliary air flow 5 are located near the rear outflow area 1b the cooler structure 1 , Also in this area, the auxiliary air flow 5 at the radiator structure 1 a the ambient air 2 at least proportionately through the cooler structure 1 cause pressure gradient.

Im Weiteren auf die 5–9 Bezug nehmend wird nun erläutert, woher der Hilfsluftstrom 5 bezogen werden kann. Dabei sind die einzelnen Elemente einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine jeweils nur abstrakt als „Kästen” eines die Führung der jeweiligen Fluidströme darstellenden Schaubilds dargestellt, wobei der erfindungsgemäße Hilfsluftstrom auch in diesen Figuren mit der Bezugsziffer 5 bezeichnet ist. Die weiteren Fluidströme werden bei der nun folgenden Beschreibung von 5 detaillierter erläutert und selbstverständlich sind in den 5–9 die jeweils gleichen Elemente oder funktionsgleichen Fluidströme mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet.In addition to the 5 - 9 Referring now to, where from the auxiliary air flow 5 can be obtained. In this case, the individual elements of a cooling device according to the invention of a liquid-cooled internal combustion engine are only illustrated abstractly as "boxes" of a diagram representing the guidance of the respective fluid flows, the auxiliary air flow according to the invention also being indicated in these figures by the reference numeral 5 is designated. The further fluid streams are described in the description of 5 explained in more detail and of course are in the 5 - 9 the same elements or functionally identical fluid streams with the same reference numerals.

Zunächst auf 5 Bezug nehmend ist mit der Bezugsziffer 10 ein am Kraftfahrzeug in dessen Frontbereich vorgesehener Lufteintritt gekennzeichnet, über den Umgebungsluft in eine geeignet ausgestaltete Luftleiteinrichtung 11a gelangt und in dieser zu einem einen Wärmeübertrager, insbesondere Wärmetauscher darstellenden Ladeluftkühler 12 geführt wird, und über welchen Lufteintritt 10 weiterhin Umgebungsluft in eine geeignet ausgestaltete Luftleiteinrichtung 11b gelangt und in dieser zu einer Verdichtereinheit 13 geführt wird. In dieser Verdichtereinheit 13, welche von einer Turbine 14 angetrieben wird, was durch eine endseitig mit Pfeilen versehene und die Verdichtereinheit 13 mit der Turbine 14 verbindende „Funktionslinie” A (für die Übertragung mechanischer Leistung) dargestellt ist, wird die durch die Luftleiteinrichtung 11b herangeführte Umgebungsluft komprimiert, d. h. auf ein erhöhtes Druckniveau gebracht und gelangt anschließend als sog. Verbrennungsluftstrom bzw. Ladeluftmassenstrom über eine Leitung 15 in den bereits genannten Ladeluftkühler 12, in welchem ein Wärmetausch mit der über die Luftleiteinrichtung 11a zum Ladeluftkühler 12 geführten Umgebungsluft erfolgt. Dabei wird jedoch von diesem Verbrennungsluftstrom in einem in der Leitung 15 vorgesehenen Abzweig Z (hier stromauf des Ladeluftkühlers 12) ein sog. Hilfsluftstrom 5 abgezweigt und in einer ebenfalls mit der Bezugsziffer 5 bezeichneten Leitung zu einer sog. Strahlpumpeneinheit 16 geführt. Der in den Ladeluftkühler 12 eintretende Verbrennungsluftstrom ist somit gegenüber dem aus der Verdichtereinheit 13 austretenden Verbrennungsluftstrom um die Größe des Hilfsluftstromes 5 verringert, dessen Größe mittels eines geeigneten im Abzweig Z vorgesehenen (nicht dargestellten) Ventils eingestellt werden kann.First up 5 Referring to the reference numeral 10 a provided on the motor vehicle in the front region of the air inlet characterized, on the ambient air in a suitably designed louver 11a passes and in this to a heat exchanger, in particular heat exchanger performing intercooler 12 is guided, and over which air inlet 10 Furthermore, ambient air in a suitably designed louver 11b passes and in this to a compressor unit 13 to be led. In this compressor unit 13 which from a turbine 14 is driven, which is provided by an end with arrows and the compressor unit 13 with the turbine 14 connecting "function line" A (for the transmission of mechanical power) is represented by the louver 11b brought ambient air compressed, ie brought to an elevated pressure level and then passes as a so-called. Combustion air flow or charge air mass flow via a line 15 in the already mentioned intercooler 12 , in which a heat exchange with the on the louver 11a to the intercooler 12 guided ambient air takes place. However, this is from this combustion air flow in one in the line 15 provided branch Z (here upstream of the intercooler 12 ) a so-called auxiliary air flow 5 branched off and in a likewise with the reference numeral 5 designated line to a so-called 16 guided. The in the intercooler 12 incoming combustion air flow is thus opposite to that from the compressor unit 13 emerging combustion air flow by the size of the auxiliary air flow 5 reduced, the size of which can be adjusted by means of a suitable provided in branch Z (not shown) valve.

Austretend aus dem Ladeluftkühler 12 wird die komprimierte Umgebungsluft über eine Leitung 17 als Verbrennungsluftstrom einer Brennkraftmaschine 18 zugeführt, in welcher weiterhin der Brennkraftmaschine 18 zugeführter Kraftstoff mit diesem Verbrennungsluftstrom wie üblich verbrannt wird. Der sich damit ergebende Abgasstrom der Brennkraftmaschine 18 wird über eine Abgasleitung 19 von der Brennkraftmaschine 18 weggeführt, welche Abgasleitung 19 wie üblich und dem Fachmann bekannt einen über ein Abblaseventil 20 („waste-gate”) führenden Leitungszweig 19b aufweist, welcher die weiter oben bereits genannte Turbine 14 umgeht, während der nicht im Ablasse-Ventil 20 abgezweigte Teil des Abgasstroms durch die sich nach dem Abzweig des Leitungszweiges 19b fortsetzende Abgasleitung 19a in die Turbine 14 gelangt. Stromab der Turbine 14 sind die Abgasleitungen 19a und 19b wieder zusammengeführt und es gelangt in der (zusammengeführten) Abgasleitung 19 das Abgasstrom durch eine übliche Abgasanlage 21 letztlich in die Umgebung.Escaping from the intercooler 12 is the compressed ambient air through a pipe 17 as a combustion air flow of an internal combustion engine 18 supplied, in which further the internal combustion engine 18 supplied fuel is burned with this combustion air flow as usual. The resulting exhaust gas flow of the internal combustion engine 18 is via an exhaust pipe 19 from the internal combustion engine 18 led away, which exhaust pipe 19 as usual and known in the art one about a blow-off valve 20 ("Waste-gate") leading leg 19b having, which already mentioned above turbine 14 bypasses while not in the discharge valve 20 branched off part of the exhaust stream through which after the branch of the line branch 19b continuing exhaust pipe 19a in the turbine 14 arrives. Downstream of the turbine 14 are the exhaust pipes 19a and 19b merged again and it enters the (merged) exhaust pipe 19 the exhaust gas flow through a conventional exhaust system 21 ultimately in the environment.

Im vorletzten Absatz wurde eine Strahlpumpeneinheit 16 genannt, in die der Hilfsluftstrom 5 hineingeführt ist und die einer bzw. der Kühlerstruktur 1, in welcher flüssiges Kühlmittel der Brennkraftmaschine 18 wie üblich gekühlt wird, bspw. (analog den 1a, 1b) vorgelagert ist, alternativ aber auch anders (bspw. wie in den 2–4) bezüglich der Kühlereinheit 1 angeordnet sein kann. Der Austausch des Kühlmittels zwischen der Brennkraftmaschine 18 und der Kühlerstruktur 1 (bspw. aus 1a, 1b) ist dabei durch Pfeile 24 dargestellt.In the penultimate paragraph became a jet pump unit 16 called, in which the auxiliary air flow 5 is inserted and the one or the cooler structure 1 in which liquid coolant of the internal combustion engine 18 is cooled as usual, for example (analogous to the 1a . 1b ), but alternatively also different (eg. As in the 2 - 4 ) with respect to the radiator unit 1 can be arranged. The replacement of the coolant between the internal combustion engine 18 and the cooler structure 1 (eg 1a . 1b ) is by arrows 24 shown.

Die genannte Strahlpumpeneinheit 16 ist beispielsweise in Form der in den 1a, 1b gezeigten Rohre 3 ausgeführt und stellt hier in 5 sowie den weiteren 6–9 lediglich abstrakt dargestellt eine geeignet ausgebildete Anordnung von luftführenden Strukturen dar, mit welcher nach dem Strahlpumpen-Prinzip mit Hilfe des Hilfsluftstromes 5 weitere Umgebungsluft 2, welche bei den Ausführungsbeispielen nach den 5–7 aus dem Ladeluftkühler 12 austritt und den durch die Luftleiteinrichtung 11a zum Ladeluftkühler 12 hin geführten Umgebungsluftstrom 2 darstellt, durch die Kühlerstruktur 1 fördert. Wie beispielhaft in den 1a, 1b gezeigt strömt mithilfe der Strahlpumpeneinheit 16 somit der Hilfsluftstrom 5 und der Umgebungsluftstrom 2 gemäß dortigem Pfeil D durch die Kühlerstruktur 1, wobei der Umgebungsluftstrom 2 zumindest anteilig durch die mit dem Hilfsluftstrom 5 betriebene Strahlpumpeneinheit 16 nach dem Strahlpumpen-Prinzip gefördert wird, solange ein Hilfsluftstrom 5 vor die Kühlerstruktur 1 gefördert wird.The named jet pump unit 16 is for example in the form of in the 1a . 1b shown pipes 3 executed and put in here 5 as well as the others 6 - 9 only shown in abstract form a suitably trained arrangement of air-guiding structures, with which after the jet pump principle with the aid of the auxiliary air flow 5 more ambient air 2 , which in the embodiments of the 5 - 7 from the intercooler 12 exit and the through the louver 11a to the intercooler 12 towards guided ambient air flow 2 represents, through the radiator structure 1 promotes. As an example in the 1a . 1b shown flows through the jet pump unit 16 thus the auxiliary air flow 5 and the ambient airflow 2 according to the arrow D through the radiator structure 1 , where the ambient air flow 2 at least partially by the with the auxiliary air flow 5 operated jet pump unit 16 is promoted according to the jet pump principle, as long as an auxiliary air flow 5 in front of the radiator structure 1 is encouraged.

Das Ausführungsbeispiel nach 6 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach 5 nur durch eine zusätzliche Fördereinheit 22, mit welcher angetrieben von einem Elektromotor 23 dem Hilfsluftstrom 5 von der Heranführung an die Kühlerstruktur 1 bzw. vor Zufuhr in die Strahlpumpeneinheit 16 ein weiterer Luftstrom aus der Umgebung hinzuführbar ist. Insbesondere kann damit in den Fällen oder Betriebszuständen der Brennkraftmaschine 18, in denen am Abzweig Z der Leitung 15 bewusst kein Hilfsluftstrom 5 abgezweigt wird, mit diesem von der Fördereinheit 22 geförderten Luftstrom die Strahlpumpeneinheit 16 gezielt weiter betrieben werden. Hierfür kann der Elektromotor 23 von einer nicht dargestellten elektronischen Steuereinheit, welche auch ein Ventil im Abzweig Z sowie das Abblaseventil 20 ansteuert, geeignet angesteuert werden.The embodiment according to 6 differs from the embodiment according to 5 only by an additional conveyor unit 22 with which powered by an electric motor 23 the auxiliary air flow 5 from the approach to the radiator structure 1 or before feeding into the jet pump unit 16 another air flow from the environment is added. In particular, it can thus in the cases or operating conditions of the internal combustion engine 18 , in which the branch Z of the line 15 deliberately no auxiliary air flow 5 is branched off, with this of the conveyor unit 22 promoted air flow the jet pump unit 16 targeted to continue to operate. For this purpose, the electric motor 23 from an electronic control unit, not shown, which also has a valve in the branch Z and the blow-off valve 20 controls, be suitably controlled.

Das Ausführungsbeispiel nach 7 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach 5 nur dadurch, dass der Abzweig Z, in welchem der Hilfsluftstrom 5 vom verdichteten Verbrennungsluftstrom abgezweigt wird, in der Leitung 17 stromab des Ladeluftkühlers 12 abgezweigt wird. Der Hilfsluftstrom 5 des Ausführungsbeispiels nach 7 besitzt somit vorteilhafterweise eine niedrigere Temperatur als derjenige des Ausführungsbeispiels von 5.The embodiment according to 7 differs from the embodiment according to 5 only in that the branch Z, in which the auxiliary air flow 5 is branched off from the compressed combustion air stream, in the line 17 downstream of the intercooler 12 is branched off. The auxiliary air flow 5 of the embodiment according to 7 thus advantageously has a lower temperature than that of the embodiment of 5 ,

Das Ausführungsbeispiel nach 8 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach 5 dadurch, dass die Kühlerstruktur 1 hinsichtlich des Umgebungsluftstromes 2 nicht (mehr) dem Ladeluftkühler 12 nachgeschaltet ist, so dass die Kühlerstruktur 1 die Umgebungsluft 2 direkt von der Luftleiteinrichtung 11a erhält, selbstverständlich weiterhin mit der Kühlerstruktur 1 bspw. vorgeschalteter Strahlpumpeneinheit 16 oder einer vergleichbaren mit Hilfe des Hilfsluftstromes 5 das Strahlpumpen-Prinzip nutzenden Anordnung.The embodiment according to 8th differs from the embodiment according to 5 in that the radiator structure 1 with respect to the ambient air flow 2 not (anymore) the intercooler 12 is downstream, so the cooler structure 1 the ambient air 2 directly from the louver 11a of course, continues with the cooler structure 1 For example, upstream jet pump unit 16 or a comparable with the aid of the auxiliary air flow 5 the jet pump principle using arrangement.

Das Ausführungsbeispiel nach 9 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach 7 dadurch, dass die Kühlerstruktur 1 hinsichtlich des Umgebungsluftstromes 2 nicht (mehr) dem Ladeluftkühler 12 nachgeschaltet ist, so dass die Kühlerstruktur 1 die Umgebungsluft 2 direkt von der Luftleiteinrichtung 11a erhält, selbstverständlich weiterhin mit der Kühlerstruktur 1 bspw. vorgeschalteter Strahlpumpeneinheit 16 oder einer vergleichbaren mit Hilfe des Hilfsluftstromes 5 das Strahlpumpen-Prinzip nutzenden Anordnung.The embodiment according to 9 differs from the embodiment according to 7 in that the radiator structure 1 with respect to the ambient air flow 2 not (anymore) the intercooler 12 is downstream, so the cooler structure 1 the ambient air 2 directly from the louver 11a of course, continues with the cooler structure 1 For example, upstream jet pump unit 16 or a comparable with the aid of the auxiliary air flow 5 the jet pump principle using arrangement.

Claims

Cooling device of an internal combustion engine ( 18 ) of a motor vehicle whose combustion air flow through a compressor unit ( 13 ), which cooling device in the form of ambient air ( 2 ) flowed through the cooler structure ( 1 ) and downstream of the compressor unit ( 13 ) before entering the internal combustion engine ( 18 ) is branched off part of the combustion air flow and as a so-called. 5 ) in such a way to said cooler structure ( 1 ) is guided, that this auxiliary air flow ( 5 ) according to the jet pump principle, an increase in the mass flow of ambient air ( 2 ) through the cooler structure ( 1 ).

Cooling device according to claim 1, wherein the auxiliary air flow ( 5 ) in front of the cooler structure ( 1 ) is guided and in the flow direction (D) flows through them and thereby according to the jet pump principle ambient air ( 2 ).

Cooling device according to claim 1, wherein the auxiliary air flow ( 5 ) in the cooler structure ( 1 ) or in the direction of flow (D) of the ambient air ( 2 ) through the cooler structure ( 1 ) looks behind the cooler structure ( 1 ), which is the auxiliary air flow ( 5 ) on the cooler structure ( 1 ) according to the jet pump principle, an ambient air ( 2 ) at least partially by the cooler structure ( 1 ) causes a promoting pressure gradient.

Cooling device according to one of the preceding claims, wherein the branch of the auxiliary air flow ( 5 ) from the combustion air flow downstream of a charge air cooler ( 12 ) is provided.

Cooling device according to one of the preceding claims, wherein the auxiliary air flow ( 5 ) in at least one and preferably at least approximately parallel to the inflow surface ( 1a ) or downstream surface ( 1b ) of the cooler structure ( 1 ) aligned pipes ( 3 ) and / or in the cooler structure ( 1 ) is guided, from which the auxiliary air flow ( 5 ) via outlet openings ( 4 ) in the tube wall, which are at a suitable angle to the flow direction (D), emerges.

Cooling device according to claim 5, wherein the auxiliary air flow ( 5 ) in the cooler structure ( 1 ) leading tubes ( 3 ) with pipelines ( 6 ), which cooling liquid in the cooler structure ( 1 ), at least partially form a structural unit.

Cooling device according to one of the preceding claims, wherein the flow velocity and / or the flow direction and / or the flow distribution of the auxiliary air flow ( 5 ) with respect to the cooler structure ( 1 ) is selectively changeable, in particular by the outlet openings ( 4 ) in the tube wall of said tubes ( 3 ) are variable by means of a slider or the like.

Cooling device according to one of the preceding claims with an additional conveyor unit ( 22 ), by means of which ambient air next to or in addition to the auxiliary air flow ( 5 ) analogously to the auxiliary air flow ( 5 ) to the cooler structure ( 1 ) is approachable.

Cooling device according to one of the preceding claims, wherein the compressor unit ( 13 ) of a from the exhaust stream of the internal combustion engine ( 18 ) turbine ( 14 ) is driven.

Cooling device according to claim 9, wherein a in the exhaust gas duct ( 19 ) of the internal combustion engine ( 18 ) upstream of the turbine ( 14 ) provided blow-off valve ( 20 ) is controlled in such a way that an auxiliary air flow ( 5 ) desired extent arises.

Cooling device according to one of the preceding claims with an additional fan for conveying ambient air through the radiator structure.

Cooling device of an internal combustion engine ( 18 ) of a motor vehicle, which takes the form of one of ambient air ( 2 ) flowed through the cooler structure ( 1 ) is carried out and wherein a means of a conveyor as so-called. Hilfsluftstrom ( 5 ) generated ambient air flow in such a way to said cooler structure ( 1 ) is guided, that this auxiliary air flow ( 5 ) according to the jet pump principle, an increase in the mass flow of ambient air ( 2 ) through the cooler structure ( 1 ).