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Die vorliegende Erfindung betrifft sowohl eine Einrichtung als auch ein Verfahren zum Abführen von Kondensat aus einer Turboladeranordnung, die eine mittels wenigstens eines Turboladers aufladbare Brennkraftmaschine, einen zwischen dem Turbolader und der Brennkraftmaschine in einem Ansaugtrakt angeordneten Ladeluftkühler und einen den Ladeluftkühler umgehenden Bypass aufweist.
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Beispielsweise finden derartige Turboladeranordnungen Verwendung in Kraftfahrzeugen. In an sich bekannter Weise wird Ansaugluft aus dem Ansaugtrakt der Turboladeranordnung von einem Verdichter des Turboladers verdichtet und anschließend im Ladeluftkühler gekühlt, bevor die gekühlte, komprimierte Ansaug- bzw. Ladeluft der bzw. den Brennkammern der Brennkraftmaschine zugeführt wird.
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Bei mittels Turboladern aufladbaren Brennkraftmaschinen, die darüber hinaus mit einer Niederdruck-Abgasrückführung versehen sind, bei der aus einem Abgastrakt der Brennkraftmaschine rückgeführtes Abgas stromauf des Verdichters des Turboladers in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine geleitet wird, kann Feuchtigkeit, zum Beispiel Wasser, das in der Ansaugluft und/oder dem rückgeführten Abgas enthalten ist, auf ihrem/seinem Weg durch den Ladeluftkühler kondensieren. Die in dem Ladeluftkühler kondensierte Feuchtigkeit gelangt gewöhnlich ohne weitere Vorkehrungen auf natürlichem Wege, das heißt zum Beispiel infolge der Schwerkraft und/oder der Ansaug- bzw. Ladeluftströmung, von dem Ladeluftkühler in die Brennkraftmaschine.
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Um einen schnelleren Warmlauf der Brennkraftmaschine nach einem Kaltstart erreichen zu können, ist es weiterhin bekannt, den Ladeluftkühler mit einem den Ladeluftkühler umgehenden Bypass zu versehen. So kann die Kühlung der Ansaugluft durch den Ladeluftkühler zum Beispiel während einer Kaltstartphase der Brennkraftmaschine umgangen werden, indem die vom Verdichter des Turboladers komprimierte, warme Ansaugluft anstatt durch den Ladeluftkühler durch den Bypass geleitet wird. Auch im Bypass kann, zum Beispiel abhängig von der Umgebungstemperatur, in der Ansaug- bzw. Ladeluft enthaltene Feuchtigkeit, zum Beispiel Wasser, kondensieren. Auch dieses Kondensat kann ohne weitere Vorkehrungen auf natürlichem Wege, zum Beispiel infolge der Schwerkraft und/oder der Luftströmung, von dem Bypass in die Brennkraftmaschine gelangen.
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Zu Steuerung der durch den Ladeluftkühler strömenden gekühlten Ladeluftmenge kann ein dem Ladeluftkühler zugeordnetes Ladeluftsteuerventil vorgesehen sein. In ähnlicher Weise kann zur Steuerung der durch den Bypass strömenden ungekühlten Bypass-Luftmenge ein dem Bypass zugeordnetes Bypass-Steuerventil vorgesehen sein. Die beiden Steuerventile lassen sich dann derart steuern, dass sie wenigstens zwischen einer reinen Bypass-Betriebsart, in welcher sich das Ladeluftsteuerventil in einer Schließstellung befindet und sich das Bypass-Steuerventil in einer Offenstellung befindet, und einer reinen Kühlerbetriebsart, in welcher sich das Ladeluftsteuerventil in einer Offenstellung befindet und sich das Bypass-Steuerventil in einer Schließstellung befindet, schaltbar sind.
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In der reinen Kühlerbetriebsart, in der die gesamte Ansaugluft durch den Ladeluftkühler strömt und sich das Bypass-Steuerventil in der Schließstellung befindet, kann sich nun jedoch im Bypass sich bildendes Kondensat vor dem geschlossenen Bypass-Steuerventil zu einer solchen Menge ansammeln, die, wenn das Bypass-Steuerventil erneut geöffnet wird, der Brennkraftmaschine in einem Schwall zugeführt wird und dieser dann einen Schaden zufügen oder zumindest zu Fehlzündungen führen kann. Zur Bildung von Kondensat in dem bei der reinen Kühlerbetriebsart durch das Bypass-Steuerventil an sich geschlossenen Bypass kann es infolge von Druckpulsationen in der Turboladeranordnung kommen, durch die komprimierte, warme, feuchte Ansaug- bzw. Ladeluftluft in den Bypass gelangen kann, der aufgrund einer in der Regel nicht vorhandenen Isolierung gegenüber der Umgebung und aufgrund seiner Länge als Kühler wirken kann. So kann es beispielsweise bei einer kontinuierlich hohen Auslastung der Brennkraftmaschine, wie sie zum Beispiel während einer Autobahnfahrt eines Kraftfahrzeugs auftritt, zu einer langen reinen Kühlerbetriebsart der Turboladeranordnung kommen, bei der sich eine nicht zu vernachlässigende Menge an Kondensat vor dem sich in der Schließstellung befindenden Bypass-Steuerventil ansammeln kann.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung sowie ein Verfahren zum Abführen von Kondensat aus einer Turboladeranordnung bereitzustellen, welche ein zuverlässiges und für eine durch die Turboladeranordnung aufgeladene Brennkraftmaschine unschädliches Abführen von in der Turboladeranordnung gebildetem Kondensat gewährleistet. Zudem soll das Kondensat nicht als solches in die Umgebung gelangen. Ferner soll die Einrichtung besonders einfach aufgebaut sein und insbesondere keine oder möglichst wenige zusätzliche Komponenten erfordern.
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Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung zum Abführen von Kondensat aus einer Turboladeranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ebenso wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Abführen von Kondensat aus einer Turboladeranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die jeweiligen Unteransprüche.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Erfindungsgemäß umfasst eine Einrichtung zum Abführen von Kondensat aus einer Turboladeranordnung, die eine mittels wenigstens eines Turboladers aufladbare Brennkraftmaschine, insbesondere einen Otto- oder Dieselmotor eines Kraftfahrzeugs, einen zwischen dem Turbolader und der Brennkraftmaschine in einem Ansaugtrakt angeordneten Ladeluftkühler und einen den Ladeluftkühler umgehenden Bypass aufweist, ein dem Ladeluftkühler zugeordnetes Ladeluftsteuerventil zur Steuerung der durch den Ladeluftkühler strömenden gekühlten Ladeluftmenge und ein dem Bypass zugeordnetes Bypass-Steuerventil zur Steuerung der durch den Bypass strömenden ungekühlten Bypass-Luftmenge. Mit anderen Worten lässt sich mittels des Ladeluftsteuerventils die durch den Ladeluftkühler strömende gekühlte Ladeluftmenge steuern und mittels des Bypass-Steuerventils die durch den Bypass strömende ungekühlte Bypass-Luftmenge. Hierzu ist das Ladeluftsteuerventil beispielsweise in einer Zuleitung zum Ladeluftkühler oder einer Ableitung vom Ladeluftkühler oder an dessen Ein- bzw. Auslass angeordnet. Das Bypass-Steuerventil ist beispielsweise direkt im Bypass selbst angeordnet.
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Des Weiteren sind die beiden Steuerventile wenigstens zwischen einer reinen Bypass-Betriebsart, in welcher sich das Ladeluftsteuerventil in einer Schließstellung befindet und sich das Bypass-Steuerventil in einer Offenstellung befindet, und einer reinen Kühlerbetriebsart, in welcher sich das Ladeluftsteuerventil in einer Offenstellung befindet und sich das Bypass-Steuerventil in einer Schließstellung befindet, steuerbar.
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Erfindungsgemäß ist in der reinen Kühlerbetriebsart weiterhin eine Durchströmung des Bypass mit einer vorherbestimmten Bypass-Luftmenge möglich. Dies gewährleistet in vorteilhafter Weise, dass sich keine erhebliche, für die Brennkraftmaschine schädliche Menge an Kondensat vor dem sich bei der reinen Kühlerbetriebsart in der Schließstellung befindenden Bypass-Steuerventil ansammeln kann. Vielmehr wird das Kondensat durch die während der reinen Kühlerbetriebsart weiterhin durch den Bypass strömenden Bypass-Luftmenge aus dem Bypass entfernt und der Brennkraftmaschine in einer unschädlichen Menge zugeführt. Die vorherbestimmte ungekühlte Bypass-Luftmenge während des reinen Kühlerbetriebs ist bevorzugt so bemessen, dass die Bypass-Luftströmung einerseits in der Lage ist, das sich im Bypass angesammelte Kondensat mitzuführen, und andererseits die durch den Ladeluftkühler gekühlte Ladeluft nicht wesentlich erwärmt, wenn die durch den Bypass strömende ungekühlte Bypass-Luftmenge stromab des Bypass mit der durch den Ladeluftkühler strömenden gekühlten Ladeluftmenge wieder vermischt wird.
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Die Steuerung des Ladeluftsteuerventils und/oder des Bypass-Steuerventils kann von einer entsprechenden Steuereinheit, auch von der zentralen Steuereinheit des Kraftfahrzeugs bzw. der Brennkraftmaschine, durchgeführt werden, in welcher Signale für eine reine Kühlerbetriebsart, eine reine Bypass-Betriebsart oder auch einen Mischbetrieb generiert werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens ein das Bypass-Steuerventil umgehender Bypass-Durchströmungskanal vorgesehen, der in der reinen Kühlerbetriebsart eine Durchströmung des Bypass mit der vorherbestimmten Bypass-Luftmenge ermöglicht. Hierbei ist zu verstehen, dass der Durchströmungskanal eine stromaufwärtige Seite eines Verschlussteils des Bypass-Steuerventils, beispielsweise eine Ventilklappe, mit einer stromabwärtigen Seite des Verschlussteils fluidleitend verbindet.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht hierbei vor, dass der wenigstens eine Bypass-Durchströmungskanal in einem Ventilgehäuse des Bypass-Steuerventils ausgebildet ist. So kann der Bypass-Durchströmungskanal beispielsweise das Verschlussteil des Bypass-Steuerventils, zum Beispiel die Ventilklappe, in seiner Schließstellung, in welcher das Verschlussteil den Bypass hermetisch verschließt, umgehend an der Gehäuseinnenwand angeordnet sein. Zum Beispiel kann der Bypass-Durchströmungskanal bereits beim Gießen des Gehäuses in die Gehäuseinnenwand eingebracht werden oder auch nach der Gehäusefertigung durch eine spanende Bearbeitung der Gehäuseinnenwand, zum Beispiel Bohren, Fräsen, Hobeln und dergleichen.
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Gemäß einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der wenigstens eine Bypass-Durchströmungskanal in einem Verschlussteil des Bypass-Steuerventils, zum Beispiel einer Ventilklappe, ausgebildet. Beispielsweise kann das Verschlussteil selbst eine Bohrung aufweisen, die den das Bypass-Steuerventil umgehenden Bypass-Durchströmungskanal bildet, der die stromaufwärtige Seite des Verschlussteils mit der stromabwärtigen Seite des Verschlussteils fluidleitend verbindet.
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Eine noch weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Bypass-Steuerventil einen Schließanschlag aufweist, an dem ein Verschlussteil des Bypass-Steuerventils, zum Beispiel eine Ventilklappe, in der Schließstellung derart zur Anlage kommt, dass der Bypass durch das Verschlussteil nicht hermetisch, also luftdicht, verschließbar ist. Auf diese Weise wird ebenso gewährleistet, dass der Bypass in der Schließstellung des Bypass-Steuerventils von der vorherbestimmten Bypass-Luftmenge durchströmbar ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung zweigt der Bypass von einer Ansaugleitung stromab des Turboladers und stromauf des Ladeluftkühlers ab und mündet stromab des Ladeluftkühlers an einer Einmündungsstelle in die Ansaugleitung. Das Ladeluftsteuerventil und/oder das Bypass-Steuerventil ist bzw. sind hierbei an der Einmündungsstelle des Bypass angeordnet. Die Anordnung eines der beiden Steuerventile oder sogar beider Steuerventile an der Einmündungsstelle des Bypass, das heißt auf der stromabwärtigen, „kalten Seite“ des Ladeluftkühlers, ist hinsichtlich der Herstellungskosten für die Ventile, deren erforderlichen Bauraums und Gewichts besonders vorteilhaft.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Ladeluftsteuerventil und das Bypass-Steuerventil in einer gemeinsamen Gehäuseeinheit untergebracht sind. So lassen sich zusätzliche Kosten-, Bauraum- und Gewichtseinsparungen erzielen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist bzw. sind das Ladeluftsteuerventil und/oder das Bypass-Steuerventil als Klappenventil ausgebildet, das heißt das Verschlussteil des jeweiligen Steuerventils ist als schwenkbare Ventilklappe ausgebildet. Das Klappenventil kann den jeweiligen Zweig, in dem es angeordnet ist, das heißt den Ladeluftzweig oder den Bypass-Luftzweig, bevorzugt stufenlos öffnen, so dass entweder die reine Kühlerbetriebsart oder die reine Bypass-Betriebsart oder eine Mischbetriebsart eingestellt werden kann, in welcher sowohl der Ladeluftkühler als auch der Bypass mit entsprechend aufgeteilten Strömungsraten der aufgeladenen Luft durchströmt werden können.
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Als besonders vorteilhaft erweist sich eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, bei der die Brennkraftmaschine mit einer Niederdruck-Abgasrückführung versehen ist. Hierbei wird aus einem Abgastrakt der Brennkraftmaschine entnommenes Abgas stromauf eines Verdichters des Turboladers in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine zurück geleitet. Das aus dem Abgastrakt der Brennkraftmaschine rückgeführte Abgas enthält zwar Feuchtigkeit, zum Beispiel Wasser, die in der Turboladeranordnung bzw. dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine kondensieren kann, in Kombination mit der vorliegenden Erfindung wird das Kondensat jedoch sicher in solchen Mengen aus der Turboladeranordnung entfernt, dass es die Brennkraftmaschine nicht schädigen kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Abführen von Kondensat aus einer Turboladeranordnung offenbart. Die Turboladeranordnung weist eine mittels wenigstens eines Turboladers aufladbare Brennkraftmaschine, insbesondere einen Otto- oder Dieselmotor eines Kraftfahrzeugs, einen zwischen dem Turbolader und der Brennkraftmaschine in einem Ansaugtrakt angeordneten Ladeluftkühler und einen den Ladeluftkühler umgehenden Bypass auf. Ferner ist ein dem Ladeluftkühler zugeordnetes Ladeluftsteuerventil zur Steuerung der durch den Ladeluftkühler strömenden gekühlten Ladeluftmenge vorgesehen sowie ein dem Bypass zugeordnetes Bypass-Steuerventil zur Steuerung der durch den Bypass strömenden ungekühlten Bypass-Luftmenge. Des Weiteren sind die beiden Steuerventile wenigstens zwischen einer reinen Bypass-Betriebsart, in welcher sich das Ladeluftsteuerventil in einer Schließstellung befindet und sich das Bypass-Steuerventil in einer Offenstellung befindet, und einer reinen Kühlerbetriebsart, in welcher sich das Ladeluftsteuerventil in einer Offenstellung befindet und sich das Bypass-Steuerventil in einer Schließstellung befindet, steuerbar. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst wenigstens den Schritt, dass das Bypass-Steuerventil in der reinen Kühlerbetriebsart periodisch für eine vorherbestimmte Zeitdauer geöffnet wird.
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Auf diese Weise kann auch bei einem an sich herkömmlichen Bypass-Steuerventil, das heißt bei einem Bypass-Steuerventil, das den Bypass in seiner Schließstellung mit einem Verschlussteil, beispielsweise einer Ventilklappe, hermetisch, also luftdicht, verschließt, gewährleistet werden, dass sich keine erhebliche, für die Brennkraftmaschine schädliche Menge an Kondensat vor dem sich bei der reinen Kühlerbetriebsart in der Schließstellung befindenden Bypass-Steuerventil ansammeln kann. Vielmehr wird das Kondensat durch das periodische Öffnen des Bypass-Steuerventils während der reinen Kühlerbetriebsart weiterhin aus dem Bypass entfernt und der Brennkraftmaschine in einer unschädlichen Menge zugeführt. Hierbei ist die Periodendauer sowie die Öffnungszeitdauer des Bypass-Steuerventils während der reinen Kühlerbetriebsart bevorzugt so bemessen, dass einerseits die während der Schließstellung vor dem Bypass-Steuerventil angesammelte Kondensatmenge für die Weiterleitung an die Brennkraftmaschine unschädlich ist und andererseits die während der Öffnungszeitdauer durch das Bypass-Steuerventil strömende ungekühlte Bypass-Luftmenge die durch den Ladeluftkühler gekühlte Ladeluft nicht wesentlich erwärmt, wenn die Bypass-Luftmenge stromab des Bypass mit der durch den Ladeluftkühler strömenden Ladeluftmenge wieder vermischt wird.
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Bevorzugt wird die Steuerung des Ladeluftsteuerventils und/oder des Bypass-Steuerventils von einer entsprechenden Steuereinheit, beispielsweise der zentralen Steuereinheit des Kraftfahrzeugs bzw. der Brennkraftmaschine, durchgeführt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung nicht einschränkend zu verstehender Ausführungsbeispiele der Erfindung, die im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert wird. In dieser Zeichnung zeigen schematisch:
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1 eine Einrichtung zum Abführen von Kondensat aus einer Turboladeranordnung gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel,
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2 eine Detailansicht der Einrichtung aus 1,
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3 eine Querschnittsansicht eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Bypass-Steuerventils,
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4 eine Querschnittsansicht eines zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Bypass-Steuerventils,
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5 eine Querschnittsansicht eines dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Bypass-Steuerventils und
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6 eine Querschnittsansicht eines vierten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Bypass-Steuerventils.
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In den unterschiedlichen Figuren sind hinsichtlich ihrer Funktion gleichwertige Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1 zeigt schematisch eine Einrichtung 1 zum Abführen von Kondensat aus einer Turboladeranordnung eines nicht näher gezeigten Kraftfahrzeugs gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Wie 1 zu entnehmen ist, umfasst die Turboladeranordnung eine mittels eines Turboladers 2 aufladbare Brennkraftmaschine 3, einen zwischen dem Turbolader 2 und der Brennkraftmaschine 3 in einem Ansaugtrakt angeordneten Ladeluftkühler 4 und einen den Ladeluftkühler 4 umgehenden Bypass 5. Bei der in 1 gezeigten beispielhaften Turboladeranordnung ist die Brennkraftmaschine 2 ein Dieselmotor. Anstelle des Dieselmotors kann ebenso ein Ottomotor vorgesehen sein.
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Ferner ist die Brennkraftmaschine 3 der beispielhaften Turboladeranordnung aus 1 mit einer Niederdruck-Abgasrückführung (nicht dargestellt) versehen, bei der aus einem Abgastrakt der Brennkraftmaschine 3 entnommenes Abgas stromauf eines Verdichters des Turboladers 2 in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine 3 geleitet wird.
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Wie in 1 zu erkennen ist, zweigt der Bypass 5 von einer Ansaugleitung 6 stromab des Turboladers 2 und stromauf des Ladeluftkühlers 4 ab („warme Seite“ des Ladeluftkühlers 4) und mündet stromab des Ladeluftkühlers 4 und stromauf der Brennkraftmaschine 3 an einer Einmündungsstelle 7 („kalte Seite“ des Ladeluftkühlers 4) wieder in die Ansaugleitung 6. Auf diese Weise kann von dem Turbolader 2 verdichtete Ladeluft den Ladeluftkühler 4 ungekühlt umgehen.
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Bei der in 1 dargestellten beispielhaften Turboladeranordnung sind sowohl ein Ladeluftsteuerventil 8 (zu erkennen in 2) als auch ein Bypass-Steuerventil 9 (ebenfalls zu erkennen in 2) an der Einmündungsstelle 7 des Bypass 5 angeordnet. Hierbei ist dem Ladeluftkühler 4 das Ladeluftsteuerventil 8 zugeordnet und dient der Steuerung der durch den Ladeluftkühler 4 strömenden gekühlten Ladeluftmenge. Dem Bypass 5 ist das Bypass-Steuerventil 9 zugeordnet. Dieses dient der Steuerung der durch den Bypass 5 strömenden ungekühlten Bypass-Luftmenge.
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2 stellt die Einmündungsstelle 7 des Bypass 5 in die Ansaugleitung 6 schematisch vergrößert dar. Zu erkennen sind das dem Ladeluftkühler 4 zugeordnete Ladeluftsteuerventil 8, das in der Ansaugleitung 6 angeordnet ist, sowie das dem Bypass 5 zugeordnete Bypass-Steuerventil 9, das in dem Bypass 5 angeordnet ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Einrichtung 1 sind beide Steuerventile 8 und 9 als Klappenventile ausgebildet. Das Ladeluftsteuerventil 8 umfasst im Wesentlichen ein Verschlusselement 10, insbesondere eine Ventilklappe, sowie eine die Ventilklappe 10 in der Ansaugleitung 6 schwenkbar lagernde Klappenwelle 11. Das Bypass-Steuerventil 9 umfasst im Wesentlichen ein Verschlusselement 12, insbesondere eine Ventilklappe, und ebenfalls eine die Ventilklappe 12 im Bypass 5 schwenkbar lagernde Klappenwelle 11.
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Beide Steuerventile 8 und 9 sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Einrichtung 1 jeweils mittels einer Steuereinheit (nicht dargestellt), insbesondere einer zentralen Steuereinheit des Kraftfahrzeugs, zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung steuerbar. In 2 befindet sich das Ladeluftsteuerventil 8 in seiner Offenstellung, in der die Durchströmung des Ladeluftkühlers 4 durch das Ladeluftsteuerventil 8 im Wesentlichen nicht behindert ist. In 2 befindet sich das Bypass-Steuerventil 9 hingegen in seiner Schließstellung, in der die Durchströmung des Bypass 5 durch das Bypass-Steuerventil 9 erheblich abgebremst ist, wenn auch nicht vollständig unterbunden ist, wie nachfolgend noch ausführlicher beschrieben wird.
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Die beiden Steuerventile 8 und 9 sind somit wenigstens zwischen einer reinen Bypass-Betriebsart, in welcher sich das Ladeluftsteuerventil 8 in einer Schließstellung befindet und sich das Bypass-Steuerventil 9 in einer Offenstellung befindet, und einer reinen Kühlerbetriebsart, in welcher sich das Ladeluftsteuerventil 8 in einer Offenstellung befindet und sich das Bypass-Steuerventil 9 in einer Schließstellung befindet, steuerbar. In 2 ist demzufolge die reine Kühlerbetriebsart der Einrichtung 1 dargestellt.
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Bei dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Einrichtung 1 ist, wie bereits vorstehend erwähnt wurde, die Durchströmung des Bypass 5 mit einer vorherbestimmten Bypass-Luftmenge in der reinen Kühlerbetriebsart, das heißt bei sich in seiner Schließstellung befindendem Bypass-Steuerventil 9, möglich. Eine schematische Querschnittsansicht eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Bypass-Steuerventils 13, das eine Durchströmung des Bypass 5 in der Schließstellung des Bypass-Steuerventils 13 ermöglicht, ist in 3 dargestellt. Das in 3 beispielhaft gezeigte Bypass-Steuerventil 13 ist ebenfalls als Klappenventil ausgebildet. Es umfasst daher wie bereits das in 2 gezeigte Steuerventil 9 die Ventilklappe 12, die mittels der Klappenwelle 11 im Bypass 5 bzw. einem das Bypass-Steuerventil 13 aufnehmenden Ventilgehäuse 14 schwenkbar gelagert ist. In 3 ist zu erkennen, dass in dem dargestellten Ventilgehäuse 14 bzw. dem Bypass 5 ein das Bypass-Steuerventil 13 umgehender Bypass-Durchströmungskanal 15 vorgesehen ist, der in der reinen Kühlerbetriebsart, das heißt wenn sich das Bypass-Steuerventil 13 in seiner in 3 dargestellten Schließstellung befindet, eine Durchströmung des Bypass 5 mit der vorherbestimmten Bypass-Luftmenge ermöglicht. Die vorherbestimmte ungekühlte Bypass-Luftmenge während des reinen Kühlerbetriebs der Turboladeranordnung ist hierbei so bemessen, dass die ungekühlte Bypass-Luftströmung einerseits in der Lage ist, das sich im Bypass 5 vor dem Bypass-Steuerventil 13 angesammelte Kondensat mitzuführen, und andererseits die durch den Ladeluftkühler 4 gekühlte Ladeluft nicht wesentlich erwärmt, wenn die durch den Bypass 5 strömende ungekühlte Bypass-Luftmenge stromab des Bypass 5 mit der durch den Ladeluftkühler 4 strömenden gekühlten Ladeluftmenge wieder vermischt wird.
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Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel des Bypass-Steuerventils 13 ist der Bypass-Durchströmungskanal 15 bereits beim Gießen des Ventilgehäuses 14 in dessen Gehäusewand eingebracht worden. In Umfangsrichtung des Ventilgehäuses 14 erstreckt sich der Durchströmungskanal 15 (Breite des Durchströmungskanals 15) bevorzugt soweit, wie es zur Erreichung der gewünschten Bypass-Luftmenge in der Schließstellung des Bypass-Steuerventils 13 erforderlich ist. In ähnlicher Weise wird die Höhe des Durchgangskanals 15 bestimmt, da die Breite und die Höhe des Durchgangskanals 15 den Strömungsquerschnitt des Durchgangskanals 15 festlegen.
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4 stellt schematisch eine Querschnittsansicht eines zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Bypass-Steuerventils 16 dar, das ebenfalls eine Durchströmung des Bypass 5 in der Schließstellung des Bypass-Steuerventils 16 ermöglicht. Erneut ist das in 3 beispielhaft gezeigte Bypass-Steuerventil 16 als Klappenventil mit Klappenwelle 11 und Ventilklappe 12 ausgebildet. Das Bypass-Steuerventil 16 ist in einem Ventilgehäuse 17 bzw. dem Bypass 5 aufgenommen, in dessen Gehäusewand ein das Bypass-Steuerventil 16 umgehender Bypass-Durchströmungskanal 18 eingebracht ist, der in der reinen Kühlerbetriebsart, das heißt wenn sich das Bypass-Steuerventil 16 in seiner in 4 dargestellten Schließstellung befindet, eine Durchströmung des Bypass 5 mit der vorherbestimmten Bypass-Luftmenge ermöglicht. Bezüglich der vorherbestimmten ungekühlten Bypass-Luftmenge, die das Bypass-Steuerventil 16 während des reinen Kühlerbetriebs durchströmt, gelten die bereits vorstehend ausgeführten Erläuterungen gleichermaßen.
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Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel des Bypass-Steuerventils 16 ist der Durchströmungskanal 17 durch zwei Bohrungen in das Ventilgehäuse 17 bzw. den Bypass 5 eingebracht worden, wobei eine Bohrung von der einen Seite der Ventilklappe 12 (linke Bildhälfte) und die andere Bohrung von der anderen Seite der Ventilklappe 12 (rechte Bildhälfte) in die Gehäuse- bzw. Bypass-Wandung 17 bzw. 5 eingebracht wurde. Der Durchmesser der Bohrungen legt den Strömungsquerschnitt des Bypass-Durchströmungskanals 18 zur Beeinflussung der erwünschten, den Bypass 5 in der Schließstellung des Bypass-Steuerventils 16 durchströmenden Bypass-Luftmenge fest.
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5 stellt schematisch eine Querschnittsansicht eines dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Bypass-Steuerventils 19 dar, das ebenfalls eine Durchströmung des Bypass 5 in der Schließstellung des Bypass-Steuerventils 19 ermöglicht. Auch das in 5 beispielhaft gezeigte Bypass-Steuerventil 19 ist als Klappenventil mit Klappenwelle 11 und Ventilklappe 12 ausgebildet. Das Bypass-Steuerventil 19 ist in einem Ventilgehäuse 20 bzw. dem Bypass 5 aufgenommen, in dessen Gehäusewand ein das Bypass-Steuerventil 19 umgehender Bypass-Durchströmungskanal 21 eingebracht ist, der in der reinen Kühlerbetriebsart, das heißt wenn sich das Bypass-Steuerventil 19 in seiner in 5 dargestellten Schließstellung befindet, eine Durchströmung des Bypass 5 mit der vorherbestimmten Bypass-Luftmenge ermöglicht. Bezüglich der vorherbestimmten ungekühlten Bypass-Luftmenge, die das Bypass-Steuerventil 19 während des reinen Kühlerbetriebs durchströmt, gelten die bereits vorstehend ausgeführten Erläuterungen gleichermaßen.
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Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel des Bypass-Steuerventils 19 ist der Durchströmungskanal 21 durch maschinelle Bearbeitung der Innenwand des Ventilgehäuses 20 bzw. des Bypass 5, insbesondere durch eine spanende maschinelle Bearbeitung, wie zum Beispiel Fräsen, in das Ventilgehäuse 20 bzw. den Bypass 5 eingebracht worden. Es ist in 5 zu erkennen, dass der Durchströmungskanal 21 muldenförmig unterhalb der Ventilklappe 12 ausgebildet ist. Die Tiefe (Ausdehnung in radialer Richtung des Ventilgehäuses 20) und Breite (Ausdehnung in Umfangsrichtung des Ventilgehäuses 20) bestimmt den Strömungsquerschnitt des Bypass-Durchströmungskanals 21, womit die gewünschte, den Bypass 5 in der Schließstellung des Bypass-Steuerventils 19 durchströmende Bypass-Luftmenge festgelegt werden kann.
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6 stellt in der linken Bildhälfte schematisch eine Querschnittsansicht eines vierten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Bypass-Steuerventils 22 dar, das ebenfalls eine Durchströmung des Bypass 5 in der Schließstellung des Bypass-Steuerventils 22 ermöglicht. In der rechten Bildhälfte der 6 ist das als Klappenventil ausgebildete Bypass-Steuerventil 22 in einer Draufsicht dargestellt. Das Bypass-Steuerventil 22 ist in einem Ventilgehäuse 23 bzw. dem Bypass 5 aufgenommen. In der in 6 dargestellten vierten Ausführungsvariante des Bypass-Steuerventils 22 ist ein das Bypass-Steuerventil 22 umgehender Bypass-Durchströmungskanal 24 in der Ventilklappe 12 als Bohrung ausgebildet, die in der reinen Kühlerbetriebsart, das heißt wenn sich das Bypass-Steuerventil 22 in seiner in 6 dargestellten Schließstellung befindet, eine Durchströmung des Bypass 5 mit der vorherbestimmten Bypass-Luftmenge ermöglicht. Bezüglich der vorherbestimmten ungekühlten Bypass-Luftmenge, die das Bypass-Steuerventil 22 während des reinen Kühlerbetriebs durchströmt, gelten die bereits vorstehend ausgeführten Erläuterungen gleichermaßen. Der Durchmesser der Bohrungen 24 legt den Strömungsquerschnitt des Bypass-Durchströmungskanals 24 zur Beeinflussung der gewünschten, den Bypass 5 in der Schließstellung des Bypass-Steuerventils 22 durchströmenden Bypass-Luftmenge fest.
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Die vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Einrichtungen sowie das erfindungsgemäße Verfahren sind nicht auf die hierin offenbarten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfassen auch gleich wirkende weitere Ausführungsformen. Insbesondere sind die erfindungsgemäße Einrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf die Verwendung in einem Kraftfahrzeug beschränkt, sondern können überall dort Anwendung finden, wo Kondensat aus einer Turboladeranordnung abzuführen ist, die eine mittels wenigstens eines Turboladers aufladbare Brennkraftmaschine, einen zwischen dem Turbolader und der Brennkraftmaschine in einem Ansaugtrakt angeordneten Ladeluftkühler und einen den Ladeluftkühler umgehenden Bypass aufweist.
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In bevorzugter Ausführung wird die erfindungsgemäße Einrichtung zum Abführen von Kondensat aus einer Turboladeranordnung in einem Kraftfahrzeug mit einer mittels wenigstens eines Turboladers aufladbaren Brennkraftmaschine, insbesondere einem Otto- oder Dieselmotor, und einem zwischen dem Turbolader und der Brennkraftmaschine in einem Ansaugtrakt angeordneten Ladeluftkühler und einem den Ladeluftkühler umgehenden Bypass verwendet, wobei die Brennkraftmaschine mit einer Niederdruck-Abgasrückführung versehen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Einrichtung zum Abführen von Kondensat aus einer Turboladeranordnung
- 2
- Turbolader
- 3
- Brennkraftmaschine
- 4
- Ladeluftkühler
- 5
- Bypass
- 6
- Ansaugleitung
- 7
- Einmündungsstelle
- 8
- Ladeluftsteuerventil
- 9
- Bypass-Steuerventil
- 10
- Verschlusselement bzw. Ventilklappe von 8
- 11
- Klappenwelle
- 12
- Verschlusselement bzw. Ventilklappe von 9
- 13
- Bypass-Steuerventil
- 14
- Ventilgehäuse von 13
- 15
- Durchströmungskanal von 13
- 16
- Bypass-Steuerventil
- 17
- Ventilgehäuse von 16
- 18
- Durchströmungskanal von 16
- 19
- Bypass-Steuerventil
- 20
- Ventilgehäuse von 19
- 21
- Durchströmungskanal von 19
- 22
- Bypass-Steuerventil
- 23
- Ventilgehäuse von 22
- 24
- Durchströmungskanal von 22
