DE102016015796A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

Brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
DE102016015796A1
DE102016015796A1 DE102016015796.8A DE102016015796A DE102016015796A1 DE 102016015796 A1 DE102016015796 A1 DE 102016015796A1 DE 102016015796 A DE102016015796 A DE 102016015796A DE 102016015796 A1 DE102016015796 A1 DE 102016015796A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
engine
cooling circuit
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102016015796.8A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102016015796B4 (de
Inventor
Joachim Joisten-Pieritz
Paul Schwabauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutz AG
Original Assignee
Deutz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutz AG filed Critical Deutz AG
Priority to DE102016015796.8A priority Critical patent/DE102016015796B4/de
Publication of DE102016015796A1 publication Critical patent/DE102016015796A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102016015796B4 publication Critical patent/DE102016015796B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F02B29/0437Liquid cooled heat exchangers
    • F02B29/0443Layout of the coolant or refrigerant circuit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/164Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control by varying pump speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/165Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control characterised by systems with two or more loops
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/11Thermal or acoustic insulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00Casings, e.g. crankcases or frames
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • F01P5/12Pump-driving arrangements
    • F01P2005/125Driving auxiliary pumps electrically
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/02Intercooler
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/006Camshaft or pushrod housings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F28D2021/0082Charged air coolers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselbrennkraftmaschine mit wenigstens einem Ladeluftkühler, mit wenigstens einem Steuergerät, mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Kühlkreislauf, wobei der Kühler des ersten Kühlkreislaufs mit dem Kühlmittel der Brennkraftmaschine strömungsverbunden ist und der Kühler des zweiten Kühlkreislaufs der Brennkraftmaschine mit dem Ladeluftkühler strömungsverbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselbrennkraftmaschine mit wenigstens einem Ladeluftkühler, mit wenigstens einem Steuergerät, mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Kühlkreislauf, wobei der Kühler des ersten Kühlkreislaufs mit dem Kühlmittel der Brennkraftmaschine strömungsverbunden ist und der Kühler des zweiten Kühlkreislaufs der Brennkraftmaschine mit dem Ladeluftkühler strömungsverbunden ist.
  • Aus der DE 10 2004 047 452 A1 ist ein Kühlsystem einer Brennkraftmaschine mit einem ersten Kühlkreis eines Zylinderkopfes und einem zweiten Kühlkreis eines Motorblockes bekannt, die miteinander verbunden sind. Ein steuerbares Stellmittel zur Regulierung einer Aufteilung eines Kühlmittelstromes ist zwischen dem ersten und zweiten Kühlkreis vorhanden.
  • Ein ähnliches Kühlsystem mit einem ersten Kühlkreis zur Kühlung des Zylinderkopfes und einem zweiten Kühlkreis zur Kühlung des Zylinderblockes ist aus der EP 1 035 306 A2 bekannt.
  • Die DE 10 2004 024 289 A1 beschreibt ein Kühlsystem für ein Fahrzeug mit einem Hochtemperaturkreislauf und einem Niedrigtemperaturkreislauf. Der Hochtemperaturkreislauf ist zur Kühlung der Brennkraftmaschine vorgesehen, der Niedrigtemperaturkreislauf dient zur Kühlung eines Ladeluftkühlers und ggf. eines Ölkühlers.
  • Auch aus der DE 10 2011 101 337 A1 ist eine Kreislaufanordnung mit einem Niedrigtemperaturkreislauf zur Kühlung von Nebenaggregaten einer Brennkraftmaschine und einem Hochtemperaturkreislauf zur Kühlung der Brennkraftmaschine und weiterer Nebenaggregate bekannt.
  • Die JP 06-60745 U offenbart eine Brennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinder mit einem eine Zylinderlaufbuchse aufnehmenden Zylindergehäuse sowie mit einem Zylinderkopf, wobei die Zylinderlaufbuchse von einem ersten und einem zweiten Kühlmantel umgeben ist, wobei der erste Kühlmantel mit einem Kühlraum im Zylinderkopf strömungsverbunden ist.
  • Der erste Kühlmantel ist vom zweiten Kühlmantel innerhalb des Zylindergehäuses strömungsmäßig getrennt. Ähnliche Brennkraftmaschinen sind auch aus der JP 55-057614 A oder der JP 58-65927 A bekannt.
  • Derzeit bereitet eine hoch effiziente Ölabscheidung bei der Kurbelgehäuseentlüftung große Probleme. Es gibt auf dem Markt unterschiedliche Systeme, die entsprechende Anforderungen an höchste Abscheidegrade bezüglich der im Blow-By-Gas vorhandenen Ölanteile zu genügen versuchen. Dabei ist der technische Aufwand beträchtlich und dementsprechend kostenintensiv.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Ladeluftkühlkreislauf in Bezug auf Gegendruck und Einbauraum, als auch auf die Beschleunigungsperformance des Motors zu optimieren.
  • Darstellung einer hocheffizienten, wartungsfreien Kurbelgehäuseentlüftung in Verbindung mit dem neuen Ladeluftkühlungskonzept. Ziel ist eine möglichst integrierte Lösung für ein leitungsloses Motordesign.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselbrennkraftmaschine mit wenigstens einem Ladeluftkühler, mit wenigstens einem Steuergerät, mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Kühlkreislauf, wobei der Kühler des ersten Kühlkreislaufs mit dem Kühlmittel der Brennkraftmaschine strömungsverbunden ist und der Kühler des zweiten Kühlkreislaufs der Brennkraftmaschine mit dem Ladeluftkühler strömungsverbunden ist, gelöst.
  • Weiter ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Steuergerät im Bereich des Ladeluftkühlers in der Weise angeordnet ist, dass es vom Kühlkreislauf desselbigen gekühlt werden kann.
  • In einer anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der zweite Kühlkreislauf mit wenigstens einer Pumpe strömungsverbunden ist.
  • Eine erfindungsgemäße Weiterbildung sieht vor, dass sie eine aktive Kurbelgehäuseentlüftung aufweist, die wenigstens ein Venturirohr enthält.
  • Weiter ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Venturirohr als eine Art Saugstrahlpumpe aufgebaut ist.
  • In einer anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Ladeluftkühler auf dem Zylinderkopfdeckel nahezu leitungslos verbaut ist.
  • Eine erfindungsgemäße Weiterbildung sieht vor, dass der erste und der zweite Kühlkreislauf mittels wenigstens eines Mischventils strömungsverbunden sind, so, dass insbesondere in der Aufheizphase der Ladeluftkühler mittels des Kühlwassers des ersten Kreislaufs aufgeheizt werden kann.
  • Weiter ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass im Wesentlichen der gesamte Bereich oberhalb des Zylinderkopfdeckels zur Vermeidung von Resonanz und Übergewicht mit einer bionischen Haube abgedeckt ist.
  • In einer anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die bionische Haube eine Innenstruktur bzw. -verrippung aufweist, die über keine zwei identischen Innenflächen bzw..-rippen verfügt.
  • Weiter kann die Ladeluftkühlung bei kalten Temperaturen möglichst abschaltbar gestaltet sein. Die luftseitige Auslegung der Ladeluftkühlung ist unabhängig von Kundeneinbau. Optional Integration der Motorsteuergerätekühlung bei motorintegriertem Steuergeräteanbau. Optische und akustische Optimierung des Gesamtmotors. Generierung einer motornahen Ladeluftführung, die eine optimale Auslegung des Motorbetriebs ermöglicht.
  • Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden, es zeigen:
    • 1 eine Ansicht einer Brennkraftmaschine mit einem Hoch- und einem Niedrigtemperaturkreislauf ohne Haube
    • 2 eine Ansicht einer Brennkraftmaschine mit einem Hoch- und einem Niedrigtemperaturkreislauf mit Haube
    • 3 die Innenseite der Haube aus 2
    • 4 eine Seitenansicht der Darstellung aus 2
    • 5 einen Schnitt A-A aus 3.
  • 1 zeigt eine Ansicht einer Brennkraftmaschine 1 mit einem Hoch- und einem Niedrigtemperaturkreislauf ohne Haube 11, die in den folgenden Figuren zu sehen sein wird.
  • Der Hubkolbenmotor 1 weist einen Niedrigtemperatur-Wasser-Luft-Ladeluftkühler 2 auf, der auf seiner Ventildeckelhaube 3 derart angeordnet ist, dass die ungekühlte Luft vom Turbolader 4 direkt ohne zusätzliche Verrohrung in den Niedrigtemperatur-Wasser-Luft-Ladeluftkühler 2 eintreten kann. Die den Niedrigtemperatur-Wasser-Luft-Ladeluftkühler 2 verlassende kalte Ladeluftführung vor den Einlassventilen des Motors 5 benötigt ebenfalls nur geringsten Verrohrungsaufwand. Die ladeluftkühlernah verbaute Kühlmittelpumpe 6 sorgt für einen effizienten Kühlmitteldurchsatz im Niedrigtemperatur-Wasserkreislauf und pumpt das Wasser auf Anforderung des Motorsteuergeräts 7 durch den Niedrigtemperaturkühler 8. Die oberhalb der Ventildeckelhaube 3 angeordnete Kurbelgehäuseentlüftung 12 befindet sich in unmittelbarer Nachbarschaft zum Niedrigtemperatur-Wasser-Luft-Ladeluftkühler 2, so dass das Venturirohr 13, das in Wirkverbindung mit dem Niedrigtemperatur-Wasser-Luft-Ladeluftkühler 2 und der Kurbelgehäuseentlüftung 12 steht, ebenfalls mit geringstem Verrohrungsaufwand direkt an die Kurbelgehäuseentlüftung 12 und den Niedrigtemperatur-Wasser-Luft-Ladeluftkühler 2 angrenzt. Der Motorkühler 14 ist mit dem Kühlkreislauf des Hubkolbenmotors 1 und der Kühlwasserpumpe in Wirkverbindung, um den Hubkolbenmotor 1 mittels des Hochtemperaturkreislaufs zu kühlen.
  • Am Hubkolbenmotor 1 ist ein Niedrigtemperatur-Wasser-Luft-Ladeluftkühler 2 oberhalb der Ventildeckelhaube 3 derart angebaut, das ladeluftseitig eine direkte, strömungsoptimierte Verbindung zwischen der verdichterseitigen, (ungekühlten) Seite 4 und der kalten Ladeluftführung vor den Einlassventilen des Motors 5 geschaffen wird. Die Kühlung des Systems erfolgt mit einem Niedrigtemperatur-Wasser-Luftkühler, der vor dem bisherigen Motorkühler angeordnet wird. Die Kühlmittelversorgung des Niedrigtemperatur-Wasser-Luft-Ladeluftkühlers 2 erfolgt mittels einer elektrisch angetriebenen, regelbaren, ladeluftkühlernah verbauten Kühlmittelpumpe 6.
  • Der vorhandene Niedrigtemperatur-Kühlmittelkreislauf bietet die Option, ein oberhalb der Ventilhaube montiertes Motorsteuergerät 7 mit in diesen Kühlkreislauf einzubinden.
  • In 2 wird eine Ansicht einer Brennkraftmaschine 1 mit einem Hoch- und einem Niedrigtemperaturkreislauf und ihren Kühlern 8, 14 dargestellt, wobei über den auf der Ventildeckelhaube 3 angeordneten Vorrichtungen wie Motorsteuergerät 7, Niedrigtemperatur-Wasser-Luft-Ladeluftkühler 2, Kühlmittelpumpe 6, Kurbelgehäuseentlüftung 12 und Venturirohr 13 eine Haube 11 angeordnet ist.
  • 3 zeigt die Innenseite der Haube 11 aus 2.
  • In 4 ist eine Seitenansicht der Darstellung aus 2 zu sehen, wobei die vorgenannte Einheit als eigenständiges Modul 9 ausgebildet ist.
  • Hierbei werden die einzelnen Komponenten 2, 6, 7, 12 und 13 durch eine schallschluckende, mit einer bionischen Innenverrippung 10 ausgestatteten Haube 11 abgedeckt.
  • 5 zeigt einen Schnitt A-A der Haube 11 aus 3.
  • Der Luftweg der Ladeluft nimmt den kürzesten und strömungsgünstigsten Weg.
  • Es wird keine weitere Verrohrung notwendig, die die Luftführung des Motors negativ beeinflussen könnte. Der Motor leistet durch die vollständige Integration des Systems mehr, da die systemrelevanten Verluste sinken.
  • Dadurch ist die optimale Luftversorgung des Motors immer sichergestellt. Der geringe Strömungswiederstand der Ladeluftstrecke führt zu einer Reduktion des Kraftstoffverbrauchs des Motors.
  • Die Totvolumina in der Ladeluftstrecke sind auf das absolute Minimum reduziert. Dadurch wird die Totzeit des Ladedruckaufbaus optimiert, so dass die Dynamik des Motors deutlich gewinnt. Durch die regelbare, elektrisch angetriebene Kühlmittelpumpe für den Niedrigtemperatur-Kühlmittelkreislauf kann direkt auf die Ladelufttemperatur Einfluss genommen werden. Während der Kaltlaufphase des Motors wird der Kühlmittelfluss des Niedrigtemperatursystems so weit minimiert, das sich der gleiche Effekt wie bei einer Ladeluftkühlerumgehung mit all seinen Vorteilen bezüglich Motorwarmlaufs ergibt.
  • Mit der regelbaren Ladeluftkühlung kann auch das Anspringverhalten eines Abgasnachbehandlungssystems bei Motorwarmlauf deutlich positiv beeinflusst werden.
  • Bei warmem Motor kann die Ladelufttemperaturregelung genutzt werden, die Regeneration eines Abgasnachbehandlungssystems zu unterstützen.
  • Ein motornaher Anbau des Motorsteuergerätes (ECU) bietet für den Kunden deutliche Handling-Vorteile. Bei Anbau des Steuergerätes oberhalb der Ventilhaube kann ein Großteil der bisherigen Verkabelung verdeckt und damit geschützt angebaut werden. Die Anzahl der Übergabestellen (Verbindungsstecker) zum Gerät kann ebenso wie die notwendigen Leitungslängen reduziert werden. Die Kühlung der ECU kann an den Niedrigtemperatur-Kühlkreislauf des Ladeluftkühlmoduls mit sehr kurzen Leitungslängen, voll integriert, angeschlossen werden. Das Motorsteuergerät muss nicht mehr zu Kühlzwecken in den Kraftstoffkreislauf eingebunden werden. Dies führt zu einer deutlichen Kostenreduktion. Außerdem wird die Motorarchitektur deutlich übersichtlicher und das äußere Erscheinungsbild des Motors gewinnt deutlich.
  • Eine Abdeckhaube mit einer bionischen Innenverrippung zeichnet sich nach außen hin durch eine glatte, schmutzabweisende Oberfläche aus. Die notwendige Steifigkeit des Bauteils wird durch eine völlig ungleichmäßige, jedoch den eingeleiteten Kräften optimal Rechnung tragenden Stützstruktur generiert. Der Vorteil der bionischen Innenverrippung liegt in einem optimierten Materialeinsatz für die Haube und in einer Optimierung der akustischen Eigenschaften, da es keine gleichartigen Flächenelemente gibt, die gemeinsam durch eine Resonanz des Motors in Schwingung versetzt werden können. Falls eine Resonanzfrequenz getroffen werden sollte, kann nur jeweils ein ganz kleines Segment der Haube in Schwingung versetzt werden, was sich günstig auf die Schallabstrahlung des Gesamtmotors auswirkt.
  • Der Niedrigtemperatur-Wasser-Luft-Ladeluftkühler 2 ist, wie in 1 zu sehen, oberhalb der Ventildeckelhaube 3 derart an eine Hubkolbenbrennkraftmaschine 1 angebaut, dass ladeluftseitig eine direkte, strömungsoptimierte Verbindung zwischen der verdichterseitigen, (ungekühlten) Seite 4 und der kalten Ladeluftführung vor den Einlassventilen des Motors 5 geschaffen wird.
  • Die Kühlmittelversorgung des Niedrigtemperatur-Wasser-Luft-Ladeluftkühlers 2 erfolgt mittels einer elektrisch angetriebenen, regelbaren, vom Motorsteuergerät 7 direkt oder indirekt angesteuerten, ladeluftkühlernah verbauten Kühlmittelpumpe 6.
  • Der vorhandene Niedrigtemperatur-Kühlmittelkreislauf bietet die Option, ein oberhalb der Ventilhaube montiertes Motorsteuergerät 7 mit in diesen Kühlkreislauf einzubinden.
  • Die oben beschriebene Einheit ist als eigenständiges Modul 9 ausgebildet.
  • Hierbei werden die einzelnen Komponenten durch eine schallschluckende, mit einer bionischen Innenverrippung 10 ausgestatteten Haube 11 abgedeckt.
  • Diese Haube 11 beinhaltet eine hoch effizient arbeitende Kurbelgehäuseentlüftung 12, die nach dem sogenannten Prallplatten- oder Zyklon-Prinzip oder einer Kombination dieser und oder weiterer bekannter Abscheide-Systeme funktioniert.
  • Um eine entsprechende Effizienzsteigerung des Systems gewährleisten zu können, ist die Zufuhr von Fremdenergie notwendig, um ein vorhandenes Druckgefälle zur Verstärkung des Abscheidegrades darstellen zu können.
  • In der zuvor beschriebenen Haube 11 ist daher ein Venturirohr 13 integriert, welches den vorhandenen Ladedruck am Ladeluftkühler 2 nutzt, um den notwendigen Unterdruck im Kurbelgehäuseentlüftungssystem 12 zu generieren. Es wird ein definierter Teilstrom aus der vorgespannten Ladeluftstrecke entnommen und an geeigneter Stelle in den Ansaugtrakt des Motors zurückgeführt.
  • Der Luftweg der Ladeluft nimmt den kürzesten und strömungsgünstigsten Weg.
  • Dadurch ist die optimale Luftversorgung des Motors immer sichergestellt. Der geringe Strömungswiderstand der Ladeluftstrecke führt zu einer Reduktion des Kraftstoffverbrauchs des Motors und minimiert die Verluste.
  • Die Totvolumina in der Ladeluftstrecke sind auf das absolute Minimum reduziert. Dadurch wird die Totzeit des Ladedruckaufbaus optimiert, so dass die Dynamik des Motors deutlich gewinnt. Durch die regelbare, elektrisch angetriebene Kühlmittelpumpe 6 für den Niedrigtemperatur-Kühlmittelkreislauf kann direkt auf die Ladelufttemperatur Einfluss genommen werden. Während der Kaltlaufphase des Motors wird der Kühlmittelfluss des Niedrigtemperatursystems so weit minimiert, das sich der gleiche Effekt wie bei einer Ladeluftkühlerumgehung mit all seinen Vorteilen bezüglich Motorwarmlaufs ergibt.
  • Mit der regelbaren Ladeluftkühlung kann auch das Anspringverhalten eines Abgasnachbehandlungssystems bei Motorwarmlauf deutlich positiv beeinflusst werden.
  • Bei warmem Motor kann die Ladelufttemperaturregelung genutzt werden, die Regeneration eines Abgasnachbehandlungssystems zu unterstützen.
  • Ein motornaher Anbau des Motorsteuergerätes 7 (ECU), bietet Handling-Vorteile insbesondere im Service-Fall. Bei Anbau des Steuergerätes oberhalb der Ventilhaube kann ein Großteil der bisherigen Verkabelung verdeckt und damit geschützt angebaut werden. Die Anzahl der Übergabestellen (Verbindungsstecker) zum Gerät kann, ebenso wie die notwendigen Leitungslängen, reduziert werden. Die Kühlung der ECU kann an den Niedrigtemperatur-Kühlkreislauf des Ladeluftkühlmoduls mit sehr kurzen Leitungslängen, voll integriert, angeschlossen werden. Das Motorsteuergerät 7 muss nicht mehr zu Kühlzwecken in den Kraftstoffkreislauf eingebunden werden. Dies führt zu einer deutlichen Kostenreduktion. Außerdem wird die Motorarchitektur deutlich übersichtlicher und das äußere Erscheinungsbild des Motors gewinnt deutlich.
  • Eine Abdeckhaube 11 mit einer bionischen Innenverrippung 10 zeichnet sich nach außen hin durch eine glatte, schmutzabweisende Oberfläche aus. Die notwendige Steifigkeit des Bauteils wird durch eine völlig ungleichmäßige, jedoch den eingeleiteten Kräften optimal Rechnung tragende Stützstruktur generiert. Der Vorteil der bionischen Innenverrippung 10 liegt in einem optimierten Materialeinsatz für die Haube und in einer Optimierung der akustischen Eigenschaften, da es keine gleichartigen Flächenelemente gibt, die gemeinsam durch eine Resonanz des Motors in Schwingung versetzt werden können. Falls eine Resonanzfrequenz getroffen werden sollte, kann nur jeweils ein ganz kleines Segment der Haube in Schwingung versetzt werden, was sich günstig auf die Schallabstrahlung des Gesamtmotors auswirkt.
  • Zur Erzielung hoher Abscheidegrade von im motorischen „Blow-By-Gas“ enthaltenen Ölpartikeln in der Kurbelgehäuseentlüftung einer Hubkolbenbrennkraftmaschine sind hohe Aufwände notwendig. Dies gilt besonders im Hinblick auf zukünftige Abgasgesetzstufen.
  • Dies kann derzeit eigentlich nur durch den Einsatz von Fremdenergie realisiert werden.
  • Alternativ zu bekannten, extern angetriebenen, rotatorischen Systemen kann zu diesem Zweck ein Überdruck als Antriebsenergie herangezogen werden, um eine ausreichend hohe Druckdifferenz im Kurbelgehäuseentlüftungssystem zu generieren, wie sie zum Erreichen der notwendigen Abscheidegrade notwendig ist.
  • Hier wird nun die Kurbelgehäuseentlüftung 12 mit einem Venturirohr 13, welches der notwendigen Unterdruckerzeugung dient, und einem Ladeluftkühler 2 leitungslos bzw. mit minimalem Leitungsaufwand direkt in das Ladeluftsystem einer aufgeladenen Hubkolbenmaschine 1 integriert.
  • Dabei bildet dieses System ein Modul, welches auf einen bestehenden Motor optional aufgebaut werden kann.
  • Derart kann mit minimalem Installationsaufwand ein höchst effizientes Abscheidesystem für Ölpartikel aus dem „Blow-By-Gas“ einer Hubkolben-Brennkraftmaschine dargestellt werden.
  • Der ganze Aufbau wird hierbei unsichtbar unter einer schallemissionsoptimierten Abdeckhaube 11 mit bionischer Innenverrippung 10 verbaut.
  • Bionische Abdeckhaube :
  • Die innenliegende Stütz-Struktur entspricht z. B. der Stütz-Struktur eines Libellenflügels.
  • Diese kann als Struktur eines Flügels aufgebaut sein oder aus verschiedenen Segmenten einer Flügelstruktur, die entweder symmetrisch oder asymmetrisch angeordnet werden, bestehen.
  • Die Höhe der Verrippung kann gleichbleibend sein, idealerweise folgt sie jedoch dem bionischen Vorbild und macht den Materialeinsatz vom Kraftverlauf im Bauteil abhängig.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Hubkolbenmotor
    2
    Niedrigtemperatur-Wasser-Luft-Ladeluftkühler
    3
    Ventildeckelhaube
    4
    ungekühlte Luft vom Turbolader
    5
    kalte Ladeluftführung vor den Einlassventilen des Motors
    6
    ladeluftkühlernah verbaute Kühlmittelpumpe
    7
    Motorsteuergerät
    8
    Niedrigtemperaturkühler
    9
    eigenständiges Modul
    10
    bionische Innenverrippung
    11
    Haube
    12
    Kurbelgehäuseentlüftung
    13
    Venturirohr
    14
    Motorkühler
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102004047452 A1 [0002]
    • EP 1035306 A2 [0003]
    • DE 102004024289 A1 [0004]
    • DE 102011101337 A1 [0005]
    • JP 6060745 U [0006]
    • JP 55057614 A [0007]
    • JP 5865927 A [0007]

Claims (6)

  1. Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselbrennkraftmaschine mit wenigstens einem Ladeluftkühler, mit wenigstens einem Steuergerät, mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Kühlkreislauf, wobei der Kühler des ersten Kühlkreislaufs mit dem Kühlmittel der Brennkraftmaschine strömungsverbunden ist und der Kühler des zweiten Kühlkreislaufs der Brennkraftmaschine mit dem Ladeluftkühler (2) strömungsverbunden ist und wobei sie eine aktive Kurbelgehäuseentlüftung (12) aufweist, die wenigstens ein Venturirohr (13) enthält und wobei der Ladeluftkühler oberhalb dem Zylinderkopfdeckel (3) nahezu leitungslos verbaut ist und das Steuergerät (7) im Bereich des Ladeluftkühlers (2) in der Weise angeordnet ist, dass es von dem Kühlkreislauf desselbigen gekühlt werden kann.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kühlkreislauf mit wenigstens einer Pumpe strömungsverbunden ist.
  3. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Venturirohr (13) als eine Art Saugstrahlpumpe aufgebaut ist.
  4. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Kühlkreislauf mittels wenigstens eines Mischventils strömungsverbunden sind, so, dass insbesondere in der Aufheizphase der Ladeluftkühler mittels des Kühlwassers des ersten Kreislaufs aufgeheizt werden kann.
  5. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Wesentlichen der gesamte Bereich oberhalb des Zylinderkopfdeckels zur Vermeidung von Resonanz und Übergewicht mit einer bionischen Haube (11) abgedeckt ist.
  6. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bionische Haube (11) eine Innenstruktur bzw. -verrippung (10) aufweist, die über keine zwei identischen Innenflächen bzw. -rippen verfügt.
DE102016015796.8A 2016-12-15 2016-12-15 Brennkraftmaschine Active DE102016015796B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016015796.8A DE102016015796B4 (de) 2016-12-15 2016-12-15 Brennkraftmaschine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016015796.8A DE102016015796B4 (de) 2016-12-15 2016-12-15 Brennkraftmaschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102016015796A1 true DE102016015796A1 (de) 2018-06-21
DE102016015796B4 DE102016015796B4 (de) 2023-02-23

Family

ID=62250708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016015796.8A Active DE102016015796B4 (de) 2016-12-15 2016-12-15 Brennkraftmaschine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016015796B4 (de)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5557614A (en) 1978-10-23 1980-04-28 Nissan Motor Co Ltd Colling device for internal combustion engine
JPS5865927A (ja) 1981-10-14 1983-04-19 Toyota Motor Corp 内燃機関のシリンダブロツク冷却装置
JPS6060745U (ja) 1983-10-03 1985-04-27 株式会社リコー 感熱複写装置
EP1035306A2 (de) 1999-03-11 2000-09-13 C.R.F. Società Consortile per Azioni Brennkraftmaschine mit getrennten Kühlkreisläufen für den Zylinderkopf und den Motorblock
DE102004024289A1 (de) 2004-05-15 2005-12-15 Deere & Company, Moline Kühlsystem für ein Fahrzeug
DE102004047452A1 (de) 2004-09-30 2006-04-13 Fev Motorentechnik Gmbh Kühlsystem eines Verbrennungsmotors mit Kühlkreisläufen
DE102011101337A1 (de) 2011-05-12 2011-12-01 Daimler Ag Kreislaufanordnung zur Kühlung einer Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betrieb einer derartigen Kreislaufanordnung

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4404502C2 (de) 1994-02-12 2002-02-28 Bosch Gmbh Robert Schalldämmende Abdeckhaube
DE502005008822D1 (de) 2004-02-01 2010-02-25 Behr Gmbh & Co Kg Anordnung zur kühlung von abgas und ladeluft
DE102007054954A1 (de) 2007-11-17 2009-05-20 Deutz Ag Luftgekühlte Brennkraftmaschine
DE102011118898A1 (de) 2011-11-18 2012-06-06 Daimler Ag Vorrichtung und Verfahren zur thermischen Kopplung zweier Kühlkreisläufe in einem Fahrzeug
US9027536B2 (en) 2012-06-26 2015-05-12 Ford Global Technologies, Llc Crankcase ventilation and vacuum generation
SE538033C2 (sv) 2014-06-12 2016-02-16 Scania Cv Ab Arrangemang för uppvärmning av ett utrymme i ett fordon

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5557614A (en) 1978-10-23 1980-04-28 Nissan Motor Co Ltd Colling device for internal combustion engine
JPS5865927A (ja) 1981-10-14 1983-04-19 Toyota Motor Corp 内燃機関のシリンダブロツク冷却装置
JPS6060745U (ja) 1983-10-03 1985-04-27 株式会社リコー 感熱複写装置
EP1035306A2 (de) 1999-03-11 2000-09-13 C.R.F. Società Consortile per Azioni Brennkraftmaschine mit getrennten Kühlkreisläufen für den Zylinderkopf und den Motorblock
DE102004024289A1 (de) 2004-05-15 2005-12-15 Deere & Company, Moline Kühlsystem für ein Fahrzeug
DE102004047452A1 (de) 2004-09-30 2006-04-13 Fev Motorentechnik Gmbh Kühlsystem eines Verbrennungsmotors mit Kühlkreisläufen
DE102011101337A1 (de) 2011-05-12 2011-12-01 Daimler Ag Kreislaufanordnung zur Kühlung einer Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betrieb einer derartigen Kreislaufanordnung

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016015796B4 (de) 2023-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007053126B4 (de) Brennkraftmaschine mit gekühlter Abgasrückführung sowie Abgaskrümmer
DE102008034680A1 (de) Gekühltes Turboladergehäuse mit einer oder mehreren Elektronikeinrichtungen
DE102012200562A1 (de) Motorsystem
DE112007001140T5 (de) Fahrzeug-Kühlungssystem mit gelenkten Strömen
DE102012211614A1 (de) System für einen ladeluftkühler
DE102015109137A1 (de) Ölkühlungssystem für aufgeladenen Verbrenner
DE102011122645A1 (de) Einlasssystem für einen Verbrennungsmotor
DE102009054824A1 (de) Integrierter Deckel und Abgasrückführungskühler für Verbrennungsmotor
DE202014102859U1 (de) Kraftfahrzeug-Axialturbine mit Direkteinlass
DE102011105041A1 (de) Schmiervorrichtung für einen Turbolader eines Motors für ein Fahrzeug
EP2935827A1 (de) Saugrohr für einen verbrennungsmotor
EP0952329A2 (de) Brennkraftmaschine mit einem integrierten Front-End
DE102015115131A1 (de) Turboaufgeladener Motor und Verfahren zur Herstellung desselben
DE102014112302A1 (de) Motorsystem mit Aluminium-Turbinengehäuse
WO2015055310A1 (de) Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für einen kraftwagen
DE102006039681A1 (de) V-Hubkolben-Verbrennungsmotor mit Trockensumpfbehälter
DE102016015794B4 (de) Brennkraftmaschine
DE102016015796A1 (de) Brennkraftmaschine
DE102016014904A1 (de) Brennkraftmaschine
DE102012212867A1 (de) System zur Ladeluftkühlung und zugehöriges Verfahren zur Bereitstellung einer Ladeluftkühlung für einen Verbrennungsmotor
DE102012022942A1 (de) Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen
DE102011108458A1 (de) Ladeluftstrecke für eine Brennkraftmaschine
DE3929124C2 (de) Brennkraftmaschine mit einem Aufladeaggregat
EP2987994B1 (de) Motorzuluftverteilereinheit mit einem gehäuse und einem stellglied
DE102013215420A1 (de) Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
R129 Divisional application from

Ref document number: 102016014904

Country of ref document: DE

R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final