DE102017006536A1 - Intercooler device - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ladeluftkühlervorrichtung (1) für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, umfassend einen Ladeluftkühler (2).Erfindungsgemäß ist in einem Lufteinlass (5) und/oder in einem Luftauslass (4) des Ladeluftkühlers (2) ein Drehschieber (6) angeordnet, mittels welchem mindestens ein Luftströmungsteilbereich (T1, T2) des Ladeluftkühlers (2) absperrbar ist.The invention relates to a charge air cooler device (1) for an internal combustion engine, in particular for an internal combustion engine of a vehicle, comprising a charge air cooler (2). According to the invention, a rotary valve is provided in an air inlet (5) and / or in an air outlet (4) of the charge air cooler (2) (6) arranged, by means of which at least one air flow portion (T1, T2) of the charge air cooler (2) can be shut off.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ladeluftkühlervorrichtung nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a charge air cooler device according to the features of the preamble of claim 1.

Aus dem Stand der Technik ist, wie in der DE 102 58 022 A1 beschrieben, eine Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader bekannt, wobei Umgebungsluft von einem Verdichter des Abgasturboladers angesaugt und einem Ladeluftkühler und danach der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Die aufgeladene Brennkraftmaschine besitzt zwei Abgasleitungen, die in jeweils eine Abgasflut der Abgasturbine einmünden, wobei über eine Ventileinrichtung stromauf der Abgasturbine der Abgasmassenstrom zwischen den beiden Abgasleitungen umzublasen und/oder in einen Bypass zur Abgasturbine abzublasen ist. Die Ventileinrichtung ist als Drehschieber ausgeführt und umfasst einen hohlzylindrischen Ventilkörper, in dessen Mantel mindestens eine Kommunikationsöffnung eingebracht ist. In Öffnungsposition des Ventilkörpers sind zwei Abströmöffnungen der beiden Abgasleitungen über die Kommunikationsöffnung mit dem Ventilkörperinnenraum verbunden, der mit dem Bypass zur Abgasturbine kommuniziert. Der Bypass ist durch ein einstellbares Bypassventil absperrbar.From the prior art, as in the DE 102 58 022 A1 described, an internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger known, wherein ambient air is sucked by a compressor of the exhaust gas turbocharger and a charge air cooler and then the internal combustion engine is supplied. The supercharged internal combustion engine has two exhaust pipes, which open into a respective exhaust gas flow of the exhaust gas turbine, via a valve device upstream of the exhaust gas turbine to blow the exhaust gas mass flow between the two exhaust pipes and / or is blown off into a bypass to the exhaust gas turbine. The valve device is designed as a rotary valve and comprises a hollow cylindrical valve body, in whose jacket at least one communication opening is introduced. In the opening position of the valve body two outflow openings of the two exhaust pipes are connected via the communication opening with the valve body interior, which communicates with the bypass to the exhaust gas turbine. The bypass can be shut off by an adjustable bypass valve.

In der DE 100 52 953 A1 wird eine fremdgezündete Brennkraftmaschine mit einem Abgasstrang und einer Einlassleitung beschrieben. Im Abgasstrang ist stromaufwärts eines NOx-Speicherkatalysators zur Abgaskühlung eine über eine Umgehungsleitung umgehbare Abgaszweigleitung angeordnet. Der Durchfluss durch die Abgaszweigleitung und/oder die Umgehungsleitung ist über zumindest ein Steuerventil veränderbar. Im Abgasstrang ist zwischen einer Abzweigung einer zur Einlassleitung führenden Abgasrückführleitung und einem Verzweigungsknoten der Abgaszweigleitung und der Umgehungsleitung ein Vorkatalysator angeordnet. Das Steuerventil ist stromabwärts der Abzweigung der Abgasrückführleitung im Bereich des Verzweigungsknotens oder eines Vereinigungsknotens der Abgaszweigleitung und der Umgehungsleitung angeordnet, wobei die Abgasrückführleitung stromabwärts eines Verdichters in die Einlassleitung einmündet.In the DE 100 52 953 A1 describes a spark-ignition internal combustion engine with an exhaust line and an intake pipe. In the exhaust system upstream of a NO x storage catalytic converter for exhaust gas cooling via a bypass line bypassable exhaust branch line is arranged. The flow through the exhaust branch line and / or the bypass line is variable via at least one control valve. In the exhaust system, a pre-catalyst is arranged between a branch of an exhaust gas recirculation line leading to the inlet line and a branching node of the exhaust branch line and the bypass line. The control valve is arranged downstream of the branch of the exhaust gas recirculation line in the region of the branching node or of an association node of the exhaust branch line and the bypass line, wherein the exhaust gas recirculation line opens into the inlet line downstream of a compressor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Ladeluftkühlervorrichtung anzugeben.The invention is based on the object to provide a comparison with the prior art improved charge air cooler device.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Ladeluftkühlervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The object is achieved by a charge air cooler device with the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Eine Ladeluftkühlervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, auch als Verbrennungsmotor bezeichnet, insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, umfasst einen Ladeluftkühler.An intercooler device for an internal combustion engine, also referred to as an internal combustion engine, in particular for an internal combustion engine of a vehicle, comprises a charge air cooler.

Erfindungsgemäß ist entweder in einem Lufteinlass oder in einem Luftauslass des Ladeluftkühlers ein Drehschieber angeordnet oder im Lufteinlass und im Luftauslass des Ladeluftkühlers ist jeweils ein Drehschieber angeordnet. Mittels des Drehschiebers oder mittels des jeweiligen Drehschiebers ist mindestens ein Luftströmungsteilbereich des Ladeluftkühlers absperrbar.According to the invention, a rotary valve is arranged either in an air inlet or in an air outlet of the charge air cooler or in the air inlet and in the air outlet of the intercooler, a rotary valve is arranged in each case. By means of the rotary valve or by means of the respective rotary valve is at least one air flow portion of the charge air cooler shut off.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird es ermöglicht, eine Bildung von Kondensat im Ladeluftkühler zu reduzieren und das sich bildende Kondensat kontinuierlich aus dem Ladeluftkühler auszutragen, so dass eine Ansammlung von Kondensat im Ladeluftkühler vermieden wird.The solution according to the invention makes it possible to reduce the formation of condensate in the intercooler and to continuously discharge the condensate that forms from the intercooler so that accumulation of condensate in the intercooler is avoided.

In einem Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine wird der Luftladeluftkühler nur mit einem geringen Luftmassenstrom einer Ladeluft durchströmt. Bei einer hohen Luftfeuchte der Ladeluft, zum Beispiel durch die Verwendung einer Niederdruck-Abgasrückführung, bei welcher Abgas der Brennkraftmaschine nach einer Abgasnachbehandlung entnommen und vor einem Verdichter eingeleitet wird, kondensiert Feuchtigkeit der Ladeluft im Ladeluftkühler und wird bei einer Volllastbeschleunigung in Richtung der Brennkraftmaschine mitgenommen. Dies kann zu Zündaussetzern in der Brennkraftmaschine führen.In a partial load operation of the internal combustion engine, the air charge air cooler is traversed only with a small air mass flow of a charge air. At a high air humidity of the charge air, for example, by the use of a low-pressure exhaust gas recirculation, taken in which exhaust gas of the internal combustion engine after an exhaust aftertreatment and introduced in front of a compressor, moisture condenses the charge air in the intercooler and is taken at full load acceleration in the direction of the internal combustion engine. This can lead to misfiring in the internal combustion engine.

Durch die erfindungsgemäße Lösung kann mittels des mindestens einen Drehschiebers mindestens ein Luftströmungsteilbereich des Ladeluftkühlers abgesperrt werden. Dadurch wird ein von der Ladeluft durchströmter Bereich im Ladeluftkühler reduziert. Beispielsweise werden mittels des mindestens einen Drehschiebers ein oder mehrere Rohre abgesperrt, so dass weniger Rohre durchströmt werden. Durch diese Reduzierung des durchströmten Bereichs des Ladeluftkühlers wird eine Erhöhung einer Strömungsgeschwindigkeit erreicht, wodurch das Kondensat kontinuierlich ausgetragen wird. Dadurch werden Zündaussetzer durch plötzlich auftretendes Kondensat vermieden.As a result of the solution according to the invention, at least one air flow portion of the charge air cooler can be shut off by means of the at least one rotary slide. As a result, an area in the intercooler through which the charge air flows is reduced. For example, one or more tubes are shut off by means of the at least one rotary valve so that fewer tubes are flowed through. As a result of this reduction in the throughflow area of the charge air cooler, an increase in a flow velocity is achieved, as a result of which the condensate is discharged continuously. This prevents misfiring due to sudden condensation.

Mittels des im Einlass und/oder im Auslass des Ladeluftkühlers angeordneten Drehschiebers ist somit im Teillastbetrieb der Luftmassenstrom auf einen Teilbereich des Ladeluftkühlers, beispielsweise auf wenige Rohre im Ladeluftkühler, steuerbar oder bevorzugt regelbar. Damit bleibt die Strömungsgeschwindigkeit hoch und Kondensat kann sich nicht anlagern, sondern wird mit ausgetragen. Bei Volllast ist der mindestens eine Drehschieber zweckmäßigerweise voll geöffnet, so dass der gesamte Ladeluftkühler durchströmt wird, beispielsweise alle seine Rohre.By means of the arranged in the inlet and / or in the outlet of the charge air cooler rotary valve is thus in partial load operation, the air mass flow to a portion of the charge air cooler, for example, a few tubes in the charge air cooler, controllable or preferably adjustable. Thus, the flow rate remains high and condensate can not accumulate, but is discharged with. At full load of at least one rotary valve is suitably fully open, so that the entire charge air cooler is flowed through, for example, all its tubes.

Eine Ansteuerung des mindestens einen Drehschiebers kann beispielsweise elektrisch oder pneumatisch erfolgen, d. h. der Drehschieber ist beispielsweise elektrisch oder pneumatisch drehbar. An actuation of the at least one rotary valve can be done for example electrically or pneumatically, ie the rotary valve is, for example, electrically or pneumatically rotatable.

Im Vergleich zu einer anderen Möglichkeit, bei welcher das teilweise Durchströmen des Ladeluftkühlers mittels einer Klappe erreicht werden soll, weist der Drehschieber wesentliche Vorteile auf. Durch eine für diese Klappe konstruktiv notwendige Achse und die im geöffneten Zustand im Luftmassenstrom stehende Klappe erhöht sich ein luftseitiger Druckverlust durch den Ladeluftkühler. Dies führt zu Leistungseinbußen an der Brennkraftmaschine und hat zudem einen Einfluss auf einen Kraftstoffverbrauch und auf Kohlenstoffdioxidemissionen und ist zudem geräuschkritisch. Zudem ist ein größerer Bauraum zur Integration der Klappe mit der Achse erforderlich.In comparison to another possibility, in which the partial flow through the charge air cooler is to be achieved by means of a flap, the rotary valve has significant advantages. By a constructively necessary for this flap axis and standing in the open state in the air mass flow flap increases an air-side pressure drop through the intercooler. This leads to power losses on the internal combustion engine and also has an influence on fuel consumption and carbon dioxide emissions and is also noise-critical. In addition, a larger space for the integration of the flap with the axis is required.

Mittels des mindestens einen Drehschiebers kann der Luftmassenstrom druckverlustneutral gesteuert oder bevorzugt geregelt werden, da keine die Strömung störenden Achsen, Klappen und Kanten vorhanden sind, die einen unnötigen Druckverlust erzeugen und sich negativ auf eine Motorleistung der Brennkraftmaschine auswirken. Der Luftmassenstrom kann, wie bereits beschrieben, je nach Bedarf durch einen unterschiedlich großen Luftströmungsteilbereich, beispielsweise durch unterschiedlich viele zu durchströmende Rohre des Ladeluftkühlers, geleitet werden.By means of the at least one rotary valve, the air mass flow can be controlled pressure loss neutral or preferably regulated, since no disturbing the flow axes, flaps and edges are present, which generate unnecessary pressure loss and have a negative effect on engine performance of the engine. As already described, the air mass flow can, depending on requirements, be conducted through a differently sized portion of the air flow section, for example through different numbers of tubes of the charge air cooler to be flowed through.

Alternativ oder zusätzlich zur oben beschriebenen Kondensatminimierung oder -vermeidung ist dieses Prinzip, d. h. die Absperrung mindestens eines Luftströmungsteilbereichs des Ladeluftkühlers mittels des mindestens einen Drehschiebers, bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine zu deren schnellerer Erwärmung verwendbar, da die Ladeluft durch Schließen des mindestens einen Luftströmungsteilbereichs mittels des Drehschiebers nicht so stark heruntergekühlt wird, denn es wird nur noch der verbleibende Teil des Ladeluftkühlers von der Ladeluft durchströmt, wodurch diese mit einer entsprechend reduzierten Kühlleistung gekühlt wird.Alternatively or in addition to the condensate minimization or avoidance described above, this principle, i. H. the shut-off of at least one air flow portion of the charge air cooler by means of the at least one rotary valve at a cold start of the internal combustion engine for their faster heating used because the charge air is not cooled down so much by closing the at least one air flow portion by means of the rotary valve, because it is only the remaining part of the intercooler flows through the charge air, whereby it is cooled with a correspondingly reduced cooling capacity.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Luftauslassseite einer Ladeluftkühlervorrichtung mit einem luftauslassseitigen Drehschieber,
  • 2 eine weitere schematische Darstellung der Luftauslassseite der Ladeluftkühlervorrichtung mit dem luftauslassseitigen Drehschieber in einer gegenüber 1 anderen Stellung,
  • 3 eine schematische Darstellung einer Lufteinlassseite einer Ladeluftkühlervorrichtung mit einem lufteinlassseitigen Drehschieber, und
  • 4 eine weitere schematische Darstellung der Lufteinlassseite der Ladeluftkühlervorrichtung mit dem lufteinlassseitigen Drehschieber in einer gegenüber 3 anderen Stellung.
Showing:
  • 1 a schematic representation of an air outlet side of a charge air cooler device with an air outlet side rotary valve,
  • 2 a further schematic representation of the air outlet side of the charge air cooler device with the air outlet side rotary valve in a opposite 1 another position,
  • 3 a schematic representation of an air inlet side of a charge air cooler device with an air intake side rotary valve, and
  • 4 a further schematic representation of the air inlet side of the charge air cooler device with the air intake side rotary valve in a opposite 3 another position.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

Die 1 bis 4 zeigen jeweils eine Ladeluftkühlervorrichtung 1, umfassend einen Ladeluftkühler 2, für eine hier nicht dargestellte Brennkraftmaschine, auch als Verbrennungsmotor bezeichnet, insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs. Dabei zeigen die 1 und 2 eine Luftauslassseite und die 3 und 4 eine Lufteinlassseite des Ladeluftkühlers 2.The 1 to 4 each show a charge air cooler device 1 comprising a charge air cooler 2 , for an internal combustion engine, not shown here, also referred to as internal combustion engine, in particular for an internal combustion engine of a vehicle. The show 1 and 2 an air outlet side and the 3 and 4 an air inlet side of the intercooler 2 ,

Ein solcher Ladeluftkühler 2 ist zwischen einem hier nicht dargestellten Verdichter und der Brennkraftmaschine angeordnet und dient einer Kühlung einer vom Verdichter angesaugten und verdichteten Ladeluft für die Brennkraftmaschine. Die durch den Verdichter verdichtete Ladeluft durchströmt dabei den Ladeluftkühler 2, bevor sie in die Brennkraftmaschine einströmt.Such a charge air cooler 2 is arranged between a compressor, not shown here, and the internal combustion engine and serves to cool a charge air sucked in and compressed by the compressor for the internal combustion engine. The charge air compressed by the compressor flows through the intercooler 2 before it flows into the internal combustion engine.

Der Verdichter ist zweckmäßigerweise ein Bestandteil eines Abgasturboladers, wodurch er mittels einer Abgasturbine angetrieben wird, welche ihrerseits von Abgas der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Alternativ kann der Verdichter als ein mechanischer Lader ausgebildet sein, auch als Kompressor bezeichnet.The compressor is expediently a component of an exhaust gas turbocharger, whereby it is driven by means of an exhaust gas turbine, which in turn is driven by exhaust gas of the internal combustion engine. Alternatively, the compressor may be formed as a mechanical supercharger, also referred to as a compressor.

Die durch den Ladeluftkühler 2 zu kühlende Ladeluft beinhaltet je nach Randbedingungen einen hohen Anteil an Luftfeuchtigkeit, der durch die Abkühlung im Ladeluftkühler 2 kondensieren kann, beispielsweise aufgrund einer Umgebungsluft mit einer hohen Luftfeuchtigkeit und/oder aufgrund eines Einsatzes einer Niederdruck-Abgasrückführung, bei welcher Abgas der Brennkraftmaschine nach einer Abgasnachbehandlung entnommen und vor dem Verdichter eingeleitet wird. Ein dadurch gebildetes Kondensat setzt sich insbesondere bei einem Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine im Ladeluftkühler 2, insbesondere in einem Kühlernetz des Ladeluftkühlers 2, fest und kann bei einer Volllastbeschleunigung bis in einen Brennraum der Brennkraftmaschine gelangen und dort zu Zündaussetzern führen.The through the intercooler 2 Depending on the boundary conditions, the charge air to be cooled contains a high proportion of air humidity due to the cooling in the intercooler 2 can condense, for example due to ambient air with a high humidity and / or due to the use of a low-pressure exhaust gas recirculation, in which exhaust gas of the internal combustion engine is removed after an exhaust aftertreatment and introduced before the compressor. A condensate formed thereby settles particularly in a partial load operation of the internal combustion engine in the intercooler 2 , in particular in a radiator network of the intercooler 2 , fixed and can get at a full load acceleration into a combustion chamber of the internal combustion engine and there lead to misfires.

Da die Kondensatbildung nicht unterbunden werden kann, wird vorteilhafterweise eine Speicherung des Kondensats im Ladeluftkühler 2 vermieden. Um dies zu erreichen, wird im Teillastbetrieb ein in den Figuren durch Strömungspfeile dargestellter Luftmassenstrom L der Ladeluft nicht durch einen gesamten Luftströmungsbereich des Ladeluftkühlers 2 geleitet, sondern nur durch einen Luftströmungsteilbereich T1, beispielsweise nur durch wenige Rohre im Ladeluftkühler 2. Dadurch wird eine hohe Strömungsgeschwindigkeit des Luftmassenstroms L erreicht, wodurch das Kondensat kontinuierlich aus dem Ladeluftkühler 2 ausgetragen wird und bei der Verbrennung keine Probleme bereitet.Since the formation of condensation can not be prevented, it is advantageous to store the condensate in the intercooler 2 avoided. In order to achieve this, in the partial load operation, an air mass flow L of the charge air represented in the figures by flow arrows does not pass through an entire air flow area of the intercooler 2 passed, but only through a Luftströmungsteilbereich T1 For example, only a few pipes in the intercooler 2 , As a result, a high flow velocity of the air mass flow L is achieved, whereby the condensate continuously from the intercooler 2 is discharged and causes no problems in the combustion.

In den hier dargestellten Beispielen weist der Ladeluftkühler 2 zwei solcher Luftströmungsteilbereiche T1, T2 auf, wobei auf eine im Folgenden beschriebene Weise der Luftmassenstrom L entweder durch beide Luftströmungsteilbereiche T1, T2 geleitet wird, wie in den 1 und 3 gezeigt, oder nur durch den ersten Luftströmungsteilbereich T1 geleitet wird, wie in den 2 und 4 gezeigt. Um die Aufteilung des Luftmassenstroms L auf beide Luftströmungsteilbereiche T1, T2 oder ein im Folgenden näher beschriebenes Absperren eines der Luftströmungsteilbereiche T1, T2, hier des zweiten Luftströmungsteilbereichs T2, zu ermöglichen, so dass der Luftmassenstrom L dann nur durch den anderen Luftströmungsteilbereich T1, hier durch den ersten Luftströmungsteilbereich T1, strömen kann, weist der Ladeluftkühler 2 eine Trennwand 3 zwischen den beiden Luftströmungsteilbereichen T1, T2 auf.In the examples shown here, the intercooler 2 two such air flow sections T1 . T2 in which, in a manner described below, the air mass flow L either through both air flow portions T1 . T2 is directed, as in the 1 and 3 shown, or only through the first air flow portion T1 is directed, as in the 2 and 4 shown. To the division of the air mass flow L to both air flow portions T1 . T2 or a shut-off of one of the air flow subregions described in more detail below T1 . T2 , here the second air flow section T2 , so that the air mass flow L then only through the other air flow portion T1 , here through the first air flow section T1 , can flow, points the intercooler 2 a partition 3 between the two air flow portions T1 . T2 on.

In anderen Ausführungsbeispielen der Ladeluftkühlervorrichtung 1 kann der Ladeluftkühler 2 mehr als zwei Luftströmungsteilbereiche T1, T2 aufweisen und dann beispielsweise entsprechend auch mehr Trennwände 3 zur Absperrung der Luftströmungsteilbereiche T1, T2 gegeneinander. Dabei kann vorgesehen sein, dass gleichzeitig oder unabhängig voneinander ein oder mehrere der Luftströmungsteilbereiche T1, T2 gegenüber dem Luftmassenstrom L absperrbar sind.In other embodiments, the charge air cooler device 1 can the intercooler 2 more than two airflow sections T1 . T2 and then, for example, according to more partitions 3 to shut off the air flow sections T1 . T2 up to today. It can be provided that at the same time or independently of each other, one or more of the air flow portions T1 . T2 can be shut off with respect to the air mass flow L.

Aufgrund des Leitens des Luftmassenstroms L nicht durch den gesamten Luftströmungsbereich des Ladeluftkühlers 2, sondern nur durch einen der Luftströmungsteilbereiche T1, T2, hier nur durch den ersten Luftströmungsteilbereich T1, ist eine kleinere Wärmetauscherfläche aktiv, wodurch eine Kühlleistung des Ladeluftkühlers 2 reduziert ist, da nur die Wärmetauscherfläche dieses Luftströmungsteilbereichs T1 zur Kühlung des Ladeluftstroms L verwendet wird. Durch diese geringere Kühlleistung erfolgt eine geringere Abkühlung der Ladeluft, wodurch weniger Kondensat gebildet wird.Due to the conduction of the air mass flow L not through the entire air flow area of the intercooler 2 but only through one of the air flow subregions T1 . T2 , here only through the first air flow section T1 , a smaller heat exchanger surface is active, creating a cooling capacity of the intercooler 2 is reduced, since only the heat exchanger surface of this air flow portion T1 is used for cooling the charge air flow L. Due to this lower cooling capacity, there is less cooling of the charge air, as a result of which less condensate is formed.

Im Volllastfall wird wieder ein voller Strömungsquerschnitt des Ladeluftkühlers 2, d. h. dessen gesamter Luftströmungsbereich, für die Ladeluft zum Durchströmen freigegeben.In full load, a full flow cross-section of the intercooler is again 2 , ie its entire air flow area, released for the charge air to flow through.

Diese Steuerung oder vorteilhafterweise Regelung des Luftmassenstroms L der Ladeluft, durch welche die Ladeluft nur durch einen Luftströmungsteilbereich T1 des Ladeluftkühlers 2, in den hier dargestellten Beispielen nur durch den ersten Luftströmungsteilbereich T1, strömt und nicht durch dessen gesamten Luftströmungsbereich, kann auch bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine eingesetzt werden und führt dann aufgrund der dadurch erreichten geringeren Abkühlung der Ladeluft zur schnelleren Erwärmung der Brennkraftmaschine.This control or advantageously regulation of the air mass flow L of the charge air, through which the charge air only through an air flow portion T1 of the intercooler 2 , in the examples shown here only by the first air flow section T1 , flows through and not through the entire air flow area, can also be used in a cold start of the engine and then leads due to the achieved thereby lower cooling of the charge air for faster heating of the internal combustion engine.

Um diese beschriebene Durchströmung des Ladeluftkühlers 2, d. h. entweder die Durchströmung der Ladeluft durch den gesamten Ladeluftströmungsbereich oder nur durch einen oder beispielsweise mehrere Ladeluftteilbereiche T1, T2, jedoch nicht durch den gesamten Ladeluftströmungsbereich, zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass in einem Luftauslass 4 des Ladeluftkühlers 2, wie in den 1 und 2 gezeigt, oder in einem Lufteinlass 5 des Ladeluftkühlers 2, wie in den 3 und 4 gezeigt, ein Drehschieber 6 angeordnet ist, mittels welchem mindestens einer der Luftströmungsteilbereiche T1, T2, hier mindestens der zweite Luftströmungsteilbereich T2, des Ladeluftkühlers 2 absperrbar ist, so dass dann der Luftmassenstrom L nur durch den oder die nicht mittels des Drehschiebers 6 abgesperrten Luftströmungsteilbereiche T1, hier durch den ersten Luftströmungsteilbereich T1, des Ladeluftkühlers 2 strömen kann, wie in den 2 und 4 gezeigt. In einer hier nicht dargestellten Ausführungsform kann auch im Lufteinlass 5 und im Luftauslass 4 jeweils ein solcher Drehschieber 6 angeordnet sein.To this described flow through the intercooler 2 ie either the flow through the charge air through the entire charge air flow area or only through one or for example a plurality of charge air partial areas T1 . T2 However, not to allow through the entire charge air flow area, it is provided that in an air outlet 4 of the intercooler 2 as in the 1 and 2 shown, or in an air intake 5 of the intercooler 2 as in the 3 and 4 shown a rotary valve 6 is arranged, by means of which at least one of the air flow portions T1 . T2 , here at least the second air flow section T2 , the intercooler 2 can be shut off, so that then the air mass flow L only by or not by means of the rotary valve 6 shut off air flow sections T1 , here through the first air flow section T1 , the intercooler 2 can flow, as in the 2 and 4 shown. In an embodiment not shown here can also in the air inlet 5 and in the air outlet 4 in each case such a rotary valve 6 be arranged.

Vorteilhafterweise ist der Lufteinlass 5 bzw. der Luftauslass 4, in welchem der Drehschieber 6 angeordnet ist, als ein Lufteinlassstutzen bzw. als ein Luftauslassstutzen ausgebildet, d. h. als ein Rohrstutzen, wie in den hier dargestellten Beispielen gezeigt. Darin ist der Drehschieber 6 auf einfache Weise integrierbar und auf die im Folgenden beschriebene Weise betätigbar.Advantageously, the air inlet 5 or the air outlet 4 in which the rotary valve 6 is arranged as an air inlet port or as an air outlet, that is, as a pipe socket, as shown in the examples shown here. Therein is the rotary valve 6 easily integrated and operable in the manner described below.

Eine Ansteuerung des Drehschiebers 6 kann über einen Steller, elektrisch oder pneumatisch erfolgen. Der Drehschieber 6 ist somit beispielsweise elektrisch oder pneumatisch drehbar. Alternativ wäre auch eine andere Antriebsart für den Drehschieber 6 möglich, beispielsweise hydraulisch oder magnetisch.A control of the rotary valve 6 can be done via a controller, electrically or pneumatically. The rotary valve 6 is thus, for example, electrically or pneumatically rotatable. Alternatively, another type of drive for the rotary valve would be 6 possible, for example hydraulically or magnetically.

In den hier dargestellten Beispielen ist der Drehschieber 6 hohlzylinderförmig ausgebildet, an mindestens einer Stirnseite geöffnet, und weist in seinem Zylindermantel 7 eine Mantelöffnung 8 auf. Diese Mantelöffnung 8 erstreckt sich beispielsweise über ca. einen halben Umfang des Zylindermantels 7.In the examples shown here is the rotary valve 6 hollow cylindrical, open at least one end face, and has in its cylinder jacket 7 a jacket opening 8th on. This jacket opening 8th For example, extends over about half the circumference of the cylinder jacket 7 ,

Der Drehschieber 6 ist nun derart steuerbar oder bevorzugt regelbar, dass die Mantelöffnung 8 im Zylindermantel 7 beiden Luftströmungsteilbereichen T1, T2 des Ladeluftkühlers 2 zugewandt ist, wie in den 1 und 3 gezeigt, so dass keiner der beiden Luftströmungsteilbereiche T1, T2 durch den Drehschieber 6 abgesperrt ist. Der Luftmassenstrom L kann dadurch in 1, in welcher der Drehschieber 6 im Luftauslass 4 des Ladeluftkühlers 2 angeordnet ist, aus beiden Luftströmungsteilbereichen T1, T2 durch die Mantelöffnung 8 im Zylindermantel 7 hindurch radial in den hohlzylinderförmigen Drehschieber 6 einströmen und axial aus dessen offener Stirnseite in Richtung der Brennkraftmaschine ausströmen. In 3, in welcher der Drehschieber 6 im Lufteinlass 5 des Ladeluftkühlers 2 angeordnet ist, kann der Luftmassenstrom L über die offene Stirnseite axial in den Drehschieber 6 einströmen und radial durch die Mantelöffnung 8 im Zylindermantel 7 hindurch in beide Luftströmungsteilbereiche T1, T2 des Ladeluftkühlers 2 einströmen.The rotary valve 6 is now so controllable or preferably adjustable that the shell opening 8th in the cylinder jacket 7 two air flow portions T1 . T2 of the intercooler 2 is facing, as in the 1 and 3 shown so that neither of the two air flow sections T1 . T2 through the rotary valve 6 is locked. The air mass flow L can thereby in 1 in which the rotary valve 6 in the air outlet 4 of the intercooler 2 is arranged, from both air flow portions T1 . T2 through the shell opening 8th in the cylinder jacket 7 through radially in the hollow cylindrical rotary valve 6 flow in and axially flow out of the open end side in the direction of the internal combustion engine. In 3 in which the rotary valve 6 in the air intake 5 of the intercooler 2 is arranged, the air mass flow L via the open end side axially in the rotary valve 6 inflow and radially through the shell opening 8th in the cylinder jacket 7 through into both air flow sections T1 . T2 of the intercooler 2 flow.

Diese Stellung des Drehschiebers 6 wird vorteilhafterweise bei einem Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine eingestellt. Durch die dadurch ermöglichte Durchströmung des gesamten Luftströmungsbereichs des Ladeluftkühlers 2 wird die maximale Kühlleistung des Ladeluftkühlers 2 zum besonders starken Abkühlen der Ladeluft erreicht.This position of the rotary valve 6 is advantageously set in a full load operation of the internal combustion engine. Through the thus facilitated flow through the entire air flow area of the intercooler 2 is the maximum cooling capacity of the intercooler 2 achieved for particularly strong cooling of the charge air.

Des Weiteren ist der Drehschieber 6 derart steuerbar oder bevorzugt regelbar, dass die Mantelöffnung 8 im Zylindermantel 7 nur einem der beiden Luftströmungsteilbereiche T1, T2, in den hier dargestellten Beispielen gemäß den 2 und 4 nur dem ersten Luftströmungsteilbereich T1, des Ladeluftkühlers 2 zugewandt ist, so dass der andere Luftströmungsteilbereich T2, hier der zweite Luftströmungsteilbereich T2, durch den Drehschieber 6, genauer gesagt durch dessen Zylindermantel 7, abgesperrt ist. D. h. der Drehschieber 6 wird derart gedreht, dass eine Öffnung des zweiten Luftströmungsteilbereichs T2 durch den Zylindermantel 7 des Drehschiebers 6 verschlossen ist und eine Öffnung des ersten Luftströmungsteilbereichs T1 durch die Mantelöffnung 8 im Zylindermantel 7 des Drehschiebers 6 weiterhin geöffnet bleibt.Furthermore, the rotary valve 6 so controllable or preferably adjustable that the shell opening 8th in the cylinder jacket 7 only one of the two air flow sections T1 . T2 , in the examples presented here according to the 2 and 4 only the first air flow portion T1 , the intercooler 2 facing so that the other air flow portion T2 , here the second air flow section T2 , through the rotary valve 6 more precisely through its cylinder jacket 7 , is locked. Ie. the rotary valve 6 is rotated such that an opening of the second air flow portion T2 through the cylinder jacket 7 of the rotary valve 6 is closed and an opening of the first air flow portion T1 through the shell opening 8th in the cylinder jacket 7 of the rotary valve 6 remains open.

Der Luftmassenstrom L kann dadurch in 2, in welcher der Drehschieber 6 im Luftauslass 4 des Ladeluftkühlers 2 angeordnet ist, nur aus dem nicht durch den Drehschieber 6 verschlossenen ersten Luftströmungsteilbereich T1 durch die Mantelöffnung 8 im Zylindermantel 7 hindurch radial in den hohlzylinderförmigen Drehschieber 6 einströmen und axial aus dessen offener Stirnseite in Richtung der Brennkraftmaschine ausströmen. In 4, in welcher der Drehschieber 6 im Lufteinlass 5 des Ladeluftkühlers 2 angeordnet ist, kann der Luftmassenstrom L über die offene Stirnseite axial in den Drehschieber 6 einströmen und radial durch die Mantelöffnung 8 im Zylindermantel 7 hindurch nur in den nicht durch den Drehschieber 6 verschlossenen ersten Luftströmungsteilbereich T1 des Ladeluftkühlers 2 einströmen. Dadurch wird in 2 und 4 nur der erste Luftströmungsteilbereich T1 vom Luftmassenstrom L der Ladeluft durchströmt.The air mass flow L can thereby in 2 in which the rotary valve 6 in the air outlet 4 of the intercooler 2 is arranged, only from the not through the rotary valve 6 closed first air flow section T1 through the shell opening 8th in the cylinder jacket 7 through radially in the hollow cylindrical rotary valve 6 flow in and axially flow out of the open end side in the direction of the internal combustion engine. In 4 in which the rotary valve 6 in the air intake 5 of the intercooler 2 is arranged, the air mass flow L via the open end side axially in the rotary valve 6 inflow and radially through the shell opening 8th in the cylinder jacket 7 through only in the not through the rotary valve 6 closed first air flow section T1 of the intercooler 2 flow. This will be in 2 and 4 only the first air flow section T1 flows through the air mass flow L of the charge air.

Diese Stellung des Drehschiebers 6 wird vorteilhafterweise bei einem Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine eingestellt. Durch die dadurch ermöglichte Durchströmung nur eines Luftströmungsteilbereichs T1 des Ladeluftkühlers 2, in den hier dargestellten Beispielen nur des ersten Luftströmungsteilbereichs T1, wird die Kühlleistung des Ladeluftkühlers 2 reduziert, wodurch die Ladeluft geringer abgekühlt wird, so dass weniger Kondensat gebildet wird. Des Weiteren wird dadurch die Strömungsgeschwindigkeit der Ladeluft erhöht, wodurch das gebildete Kondensat kontinuierlich aus dem Ladeluftkühler 2 ausgetragen wird.This position of the rotary valve 6 is advantageously set at a partial load operation of the internal combustion engine. Due to the thus facilitated flow through only one air flow section T1 of the intercooler 2 , in the examples shown here, only the first air flow portion T1 , is the cooling capacity of the intercooler 2 reduces, so that the charge air is cooled less, so that less condensate is formed. Furthermore, the flow rate of the charge air is thereby increased, whereby the condensate formed continuously from the intercooler 2 is discharged.

Wie bereits erwähnt, kann diese Stellung des Drehschiebers 6 gemäß den 2 und 4 auch beim Kaltstart der Brennkraftmaschine eingestellt werden, wodurch aufgrund der dadurch erreichten geringeren Abkühlung der Ladeluft eine schnellere Erwärmung der Brennkraftmaschine erreicht wird.As already mentioned, this position of the rotary valve 6 according to the 2 and 4 are also set at cold start of the engine, which due to the achieved thereby lower cooling of the charge air faster heating of the internal combustion engine is achieved.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10258022 A1 [0002]DE 10258022 A1 [0002]
  • DE 10052953 A1 [0003]DE 10052953 A1 [0003]

Claims (3)

Ladeluftkühlervorrichtung (1) für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, umfassend einen Ladeluftkühler (2), dadurch gekennzeichnet, dass in einem Lufteinlass (5) und/oder in einem Luftauslass (4) des Ladeluftkühlers (2) ein Drehschieber (6) angeordnet ist, mittels welchem mindestens ein Luftströmungsteilbereich (T1, T2) des Ladeluftkühlers (2) absperrbar ist.Charge air cooler device (1) for an internal combustion engine, in particular for an internal combustion engine of a vehicle, comprising an intercooler (2), characterized in that in an air inlet (5) and / or in an air outlet (4) of the intercooler (2) a rotary valve (6 ) is arranged, by means of which at least one air flow portion (T1, T2) of the charge air cooler (2) can be shut off. Ladeluftkühlervorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschieber (6) elektrisch oder pneumatisch drehbar ist.Intercooler device (1) according to Claim 1 , characterized in that the rotary valve (6) is rotatable electrically or pneumatically. Ladeluftkühlervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufteinlass (5) und/oder der Luftauslass (4) des Ladeluftkühlers (2) als ein Rohrstutzen ausgebildet ist.Charge air cooler device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the air inlet (5) and / or the air outlet (4) of the intercooler (2) is designed as a pipe socket.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10052953A1 (en) 1999-10-28 2001-07-19 Avl List Gmbh External-ignition internal combustion engine, with control valve downstream of branch in region of branch junction
DE10258022A1 (en) 2002-12-12 2004-06-24 Daimlerchrysler Ag Internal combustion engine with supercharger, e.g. for vehicle, has valve device in form of rotary slide valve

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