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Der Gegenstand der Erfindung betrifft Verbrennungsmotoren mit flüssigem Erdgas. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Integration eines Wärmetauschers in ein Kühlsystem eines Fahrzeugs zum Temperieren von flüssigem Erdgas (LNG).
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Stand der Technik
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Verbrennungsmotoren können mit verschiedenen Kraftstoffen betrieben werden. So gibt es neben den klassischen Kraftstoffen wie Benzin oder Diesel auch Verbrennungsmotoren, die mit Erdgas oder anderen Gasen betrieben werden. Beispiele für solche Kraftstoffe sind CNG oder LNG (komprimiertes Erdgas oder flüssiges Erdgas). Im Unterschied zu den erstgenannten klassischen Kraftstoffen muss allerdings hier besonderen Bedingungen Rechnung getragen werden. So wird Erdgas beispielsweise in einem flüssigen Zustand bei sehr tiefen Temperaturen und erhöhtem Druck vorgehalten.
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Um eine fehlerfreie Funktion derartiger Verbrennungsmotoren, insbesondere eine fehlerfreie Funktion beigeordneter Komponenten stromabwärts zu gewährleisten, kann es notwendig sein, den tiefkalten Kraftstoff vor der Zuführung zum Verbrennungsprozess zu erwärmen. Durch die großen Temperaturunterschiede zwischen Flüssiggastemperatur, Umgebungstemperatur und Motortemperatur und gleichzeitig großen Anforderungen an definierte Betriebsbedingungen zum optimierten Betreiben eines solchen Verbrennungsmotors werden hohe Anforderungen an eine Integration einer solchen Erwärmungsfunktion in ein Verbrennungsmotorsystem gestellt. In der
DE102013208701 ist beispielsweise ein System zur Verdampfung von verflüssigtem Erdgas (LNG) in einem Fahrzeug mit einem mit Erdgas betriebenen Motor beschrieben.
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Darstellung der Erfindung
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Ausführungsformen der Erfindung können einen Wirkungsgrad und Effektivität eines gasbetriebenen Verbrennungsmotors erhöhen. Der nachfolgend beschriebenen Erfindung liegen die im Folgenden dargestellten Überlegungen zugrunde. Als Wärmequelle für die Erwärmung des in tiefkaltem Zustand vorgehaltenen flüssigen Erdgases oder eines anderen Fluids wird zunächst vorgeschlagen, einen Wärmetauscher am bestehenden Kühlsystem des Verbrennungsmotors anzukoppeln. Das Kühlsystem eines Verbrennungsmotors weist üblicherweise einen Motorblock und einen Strömungskanal auf, der von einem Kühlmittel durchfließbar ist. Dieser Strömungskanal ist zudem so angeordnet, dass er einen Kühlkreislauf zwischen dem Motorblock, einem Hauptkühlelement und dem Wärmetauscher ausbildet. Das Hauptkühlelement kann beispielsweise ein Hauptwasserkühler oder ein Niedertemperaturkühler sein.
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Das Kühlmittel kann beispielsweise wasserbasiert sein oder andere geeignete Medien umfassen. Das zu erwärmende Fluid, also beispielsweise ein tiefkaltes flüssiges Gas, kann in gesonderten Strömungskanälen getrennt vom Kühlkreislauf durch den Wärmetauscher geführt sein. Durch die Wärmekopplung wird das Fluid durch das Kühlmittel erwärmt. Um den relevanten Komponenten das Fluid in einer geeigneten Temperatur oder Temperaturspanne zuzuführen, ist zudem eine Regelung einer Austrittstemperatur des Fluids aus dem Wärmetauscher wünschenswert. Hierzu ist am Wärmetauscher eine Regeleinheit zur Steuerung eines Durchflussvolumens von Kühlmittel durch den Wärmetauscher vorgesehen.
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Diese Regeleinheit kann beispielsweise zusätzlich Temperatursensoren und Steuerelemente oder Stellelemente aufweisen, wobei durch eine Steuerung der Menge von Kühlmittel, die durch den Wärmetauscher fließt, folglich auch eine Wärmemenge im Wärmetauscher beeinflusst werden kann. Hierdurch kann eine Temperatursteuerung, also ein Grad der Temperierung oder Konditionierung des Fluids vorgenommen werden. Allerdings ergibt sich die Problematik, dass durch diese Temperierung eine Wärmemenge aus dem Kühlsystem bzw. aus dem Kühlkreislauf entnommen wird. In der Regel sind derartige Kühlkreisläufe mit ihren Wärmesenken und Wärmequellen zur Erreichung eines optimalen Arbeitspunktes eines Motors genau aufeinander abgestimmt. Häufig können durch die vorhandenen Regel- und Steuersysteme geringfügige Schwankungen ausgeglichen werden. Folglich kann es wünschenswert sein, dass eine Entnahme von Wärme aus einem abgestimmten und geregelten Kühlkreislauf eine gegebene Abstimmung der Komponenten nicht nachteilig beeinflusst oder stört.
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Es wird somit weiterhin vorgeschlagen, den Wärmetauscher derart am Strömungskanal anzukoppeln und/oder die Regeleinheit so zu konfigurieren und das Durchflussvolumen durch den Wärmetauscher derart zu regeln, dass die im Wärmetauscher dem Kühlkreislauf entnommene Wärmemenge auf einen Maximalwert begrenzbar ist. Dies bedeutet, dass ein bestehendes hydraulisch ausgeregeltes System dann ungünstig beeinflusst werden könnte, wenn eine zu große Wärmemenge, beispielsweise an kritischen Stellen wie dem Motorblock, dem Kühlkreislauf entnommen werden würde. Fließt also, anders ausgedrückt, beispielsweise weniger Kühlmittel durch eine bestehende Komponente, verursacht durch den zusätzlichen eingebrachten hydraulischen Widerstand des Wärmeübertragers, wird die Komponente entsprechend weniger effizient gekühlt. Ein Gedanke der Erfindung ist es also zunächst, eine vorteilhafte Stelle oder Ort am Kühlsystem zu wählen, wo eine entnommene Wärmemenge eine vorteilhafte Auswirkung auf einen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors hat.
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Dies kann beispielsweise vor einem Kühlelement, einem Hauptkühlelement oder anderem Kühlelement sein, wo in örtlicher Nähe bereits eine Wärmesenke oder Wärmeabgabe aus dem Kühlsystem erfolgt. Mit anderen Worten können dies Stellen oder Abschnitte des Kühlsystems sein, an dem sich keine temperaturkritischen Bauteile befinden. Ein weiterer Gedanke ist es, die Menge an Wärme, die zur Erwärmung des Fluids im Wärmetauscher abgeführt wird, zu begrenzen. Durch diese Begrenzung soll eine Störung des Regelkreislaufs eines bestehenden Kühlsystems begrenzt oder ganz verhindert werden. Anders gesagt, der Wärmetauscher muss in jedem Motorlastpunkt mit optimaler Kühlmittelmenge und Kühlmitteltemperatur versorgt werden, damit sich die geforderte Austrittstemperatur des Fluids einstellt.
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Als vorteilhaft erscheint zudem, dass das Kühlsystem durch die Wärmesenke des Wärmetauschers entlastet werden kann, was wiederum vorteilhaft für einen Kraftstoffverbrauch sein kann. Dabei führt durch die vorgeschlagene Lösung ein Druckverlust über den Wärmetauscher nicht zu wesentlichen Veränderungen der hydraulischen Abstimmung in einem bestehenden Kühlsystem.
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In einer Ausführungsform weist die Regeleinheit des Wärmetauschers ein getaktetes Ventil oder ein Proportionalventil auf. Hierdurch können effektiv Kühlmittelmengen, die durch den Wärmetauscher fließen, stetig oder getaktet angepasst werden. Durch die Steuerung der Menge bzw. des Volumens an Kühlmittel durch den Wärmetauscher kann entsprechend auch eine Wärmemenge gesteuert werden, die an das Fluid abgegeben wird.
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In einer Ausführungsform ist die Regeleinheit ausgeführt, eine Austrittstemperatur des Fluids aus dem Wärmetauscher zu regeln. Hierzu kann die Regeleinheit beispielsweise zusätzliche Temperatursensoren und/oder Sensoren zur Durchflussmengenmessung aufweisen. Die Regeleinheit kann beispielsweise ausgeführt sein, aus den Temperatur-, Druck-, Volumen- und gegebenenfalls weiteren Werten oder Daten eine vom Wärmetauscher aus Kühlkreislauf aufgenommene Wärmemenge zu ermitteln bzw. zu berechnen. Gemäß einem weiteren Beispiel wird diese berechnete Wärmemenge mit einem hinterlegten Maximalwert verglichen. Beispielsweise kann auf Basis dieses Vergleiches ein Stellelement, wie beispielsweise geeignetes Ventil zur Steuerung eines Durchflusses gesteuert werden. Auf diese Weise kann eine dem System entnommene Wärmemenge auf einen Maximalwert begrenzt werden. In einem Beispiel weist der Wärmetauscher eine Fluidregeleinheit auf, die einen Druck und/oder Durchflussmenge an Fluid durch den Wärmetauscher regelt.
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In einer Ausführungsform ist der Verbrennungsmotor gasbetrieben und/oder das Fluid ist ein Erdgas. Hierbei kommen verschiedene Varianten infrage, beispielsweise komprimiertes Erdgas (CNG) oder verflüssigtes Erdgas (LNG). In einer Ausführungsform wird Erdgas, beispielsweise LNG mit einer Eintrittstemperatur von etwa -160 Grad Celsius in den Wärmetauscher eingeführt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Gas eine Austrittstemperatur oder Soll-Temperatur aus dem Wärmetauscher zwischen -40 Grad und +105 Grad Celsius auf.
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In einer Ausführungsform ist der Wärmetauscher im Kühlkreislauf parallel zum Motorblock angeordnet. In einem Beispiel ist der Wärmetauscher zusätzlich parallel zu einem Bypass im Kühlsystem angeordnet. Unter einem Bypass kann ein Strömungskanal oder ein Abschnitt eines Strömungskanals verstanden werden, der beispielsweise nicht durch den zu kühlenden Motorblock verläuft, sondern an diesem bzw. einer anderen Komponente des Kühlkreislaufs vorbeigeleitet wird. Zweck dieses Bypasses kann es sein, eine Mindestzirkulation oder eine dauerhafte Zirkulation des Kühlmittels und somit einen kontinuierlichen Wärmetransport sicherzustellen.
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Vorteile dieser Konstellationen kann sein, dass beispielsweise eine Kühlmittelversorgung im Kaltstart auch bei geschlossenem Thermostat Richtung Hauptkühlelement erfolgt. Zudem kann eine Entlastung eines Hochtemperaturkühlmittelkreislaufs erreicht werden, wodurch ein Lüfter weniger oft zugeschaltet werden musst. Hintergrund dieser Überlegung ist, dass Lüfter in Kühlsystemen von Fahrzeugen häufig hohe Leistungen von mehreren Kilowatt aufweisen. Eine verminderte Zuschaltung dieser Lüfter kann somit eine Einsparung von Energie bedeuten. Durch eine parallele Anordnung des Wärmetauschers zum Motor werden Kühlmittelströme im Kühlsystem nur geringfügig oder gar nicht beeinflusst. In einem Beispiel ist der Wärmetauscher im Kühlkreislauf strömungstechnisch seriell zu einem Ölkühler angeordnet. Hier kann ein Vorteil sein, dass eine Motorölkühlung durch die Wärmesenke des Wärmetauschers unterstützt werden kann.
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In einer Ausführungsform ist der Wärmetauscher im Kühlkreislauf parallel zu einer Kühlmittelpumpe angeordnet. Dies bedeutet, dass der Wärmetauscher beispielsweise in einem separaten Zweig zur Kühlmittelpumpe angeordnet ist. Gemäß einem Beispiel ist in dieser Ausführungsform der Wärmetauscher in einem Bypass angeordnet. Als Vorteil kann hier gesehen werden, dass eine Kühlmittelversorgung im Kaltstart auch bei geschlossenem Thermostat in Richtung eines Hauptkühlelementes gegeben ist. Dies kann vorteilhaft ebenfalls einen Hochtemperaturkühlmittelkreislauf unterstützen und hierdurch Energie sparen, insbesondere durch verringertes Zuschalten des Lüfters.
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In einer Ausführungsform weist das Kühlsystem weiterhin einen Niedertemperaturkühler auf. Ein Niedertemperaturkühler kann beispielsweise zur Kühlung der Ansaugluft für den Verbrennungsmotor dienen, insbesondere wenn durch einen Turbolader die Ansaugluft zusätzlich durch Verdichtung erwärmt wurde. Durch eine Abkühlung der in den Verbrennungsmotor eingebrachten Ansaugluft kann eine Dichte der Ansaugluft erhöht werden, was eine Steigerung der Effizienz des Motors bewirken kann. Beispielsweise kann der Wärmetauscher in Strömungsrichtung seriell vor dem Niedertemperaturkühlelement bzw. in dessen räumlicher Nähe angeordnet sein.
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Wie bereits oben beschrieben, kann diese Stelle im Kühlsystem, wo bereits eine Abgabe von Wärme vorgesehen ist, als geeignet für eine Entnahme von Wärme betrachtet werden, ohne ein ausgeregeltes Gesamtsystem zu stören. Zudem kann das Niedertemperaturkühlelement unterstützt werden, da bereits vorabgekühltes Kühlmittel in das Niedertemperaturkühlelement einfließt. In einer Ausführungsform weist der Kühlkreislauf weiterhin ein Niederdruck-Ladeluftkühlelement und ein Hochdruck-Ladeluftkühlelement auf. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn Turbolader mehrere Stufen aufweisen, die jeweils eine separate Kühlung erfordern. Eine Kühlung, insbesondere am Hochdruck-Ladeluftkühlelement, kann besonders wirksam Effizienzsteigerungen des Motors bewirken, da von hier Ansaugluft direkt in den Motorblock geführt wird. Je kühler die angesaugte Luft ist, desto effizienter kann ein Verbrennungsmotor arbeiten.
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Ein Niederdruck-Ladeluftkühler kann beispielsweise vor einer Turboladerstufe, also vor einer Verdichtung angeordnet sein. Entsprechend kann ein Hochdruck-Ladeluftkühler nach dem Verdichter angeordnet sein. Der Wärmetauscher ist im Kühlkreislauf vor dem Niederdruck-Ladeluftkühlelement und/oder vor dem Hochdruck Ladeluftkühlelement angeordnet. Mit anderen Worten können zwei Kompressionsstufen existieren, wobei der Wärmetauscher grundsätzlich an beiden Kompressionsstufen angeordnet werden kann.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, und unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen ersichtlich.
- 1 zeigt ein Kühlsystem mit einem Hauptkühlelement, einem Motorblock und einem Wärmetauscher mit Regelelement.
- 2 zeigt ein Kühlsystem mit einem parallel zum Motorblock angeordneten Wärmetauscher.
- 3 zeigt ein Kühlsystem mit einem Wärmetauscher parallel zu einer Kühlmittelpumpe.
- 4 zeigt ein Kühlsystem mit einem Wärmetauscher, angeordnet vor einem Niedertemperaturkühler.
- 5 zeigt ein Kühlsystem mit einem Wärmetauscher, angeordnet vor einem Hochdruck-Ladeluftkühlelement.
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Alle Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. In den Figuren sind ähnliche oder gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen beziffert.
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Detaillierte Beschreibung der Figuren
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In 1 ist ein Kühlsystem 10 eines Verbrennungsmotors in vereinfachter und schematischer Darstellung gezeigt. Ein Motorblock 14 erzeugt durch seine Verbrennungsvorgänge Wärme, die zumindest teilweise durch das Kühlsystem 10 abtransportiert werden. Ziel ist ein Temperieren des Motorblocks 14 in festgelegten Temperaturbereichen zum effektiven Betreiben des Verbrennungsmotors. Das Kühlsystem 10 weist einen Strömungskanal 18 auf, der von einem Kühlmittel 20 durchflossen ist. An diesem Strömungskanal ist weiterhin ein Hauptkühlelement 12 angeordnet, das ausgeführt ist, Wärme an eine Umgebung abzugeben. Die dargestellten Pfeile am Hauptkühlelement 12 sollen diese abgeführte Wärme symbolisieren. Weiterhin weist das Kühlsystem 10 einen Wärmetauscher 22 auf. Dieser Wärmetauscher ist ausgeführt, dass er vom Kühlmittel 20 durchfließbar ist, um durch Wärmekopplung ein in den Wärmetauscher 22 eingeführtes Fluid 24 zu erwärmen.
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Beispielsweise kann das eingeführte Fluid 24 ein flüssiges Erdgas sein, dass beispielsweise eine Temperatur von etwa -160 Grad aufweist. Dieses erwärmte Fluid 26 verlässt den Wärmetauscher 22 mit einer Temperatur von beispielsweise zwischen -40° und +105°. Diese höhere Temperatur kann geeignet sein, nachfolgende Baugruppen und Funktionseinheiten des Verbrennungsmotors funktionsgerecht zu betreiben. Eine Regeleinheit 28 des Wärmetauschers 22 ist am Strömungskanal 18 angeordnet und steuert ein Durchflussvolumen von Kühlmittel 20 durch den Wärmetauscher 22. Damit kann beispielsweise eine dem Kühlkreislauf entnommene und auf das Fluid 24 übertragene Wärmemenge und somit auch eine Temperatur des erwärmten LNG 26 geregelt bzw. gesteuert werden.
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Durch den Motorblock, das Hauptkühlelement und den Wärmetauscher wird ein Kühlkreislauf gebildet, was bedeutet, dass das Kühlmittel 20 im Kühlsystem zirkuliert und Wärme transportiert. So wird beispielsweise die erzeugte Wärme aus dem Motorblock 14 über das Kühlmittel 20 zu dem Hauptkühlelement 12, beispielsweise einem Hauptwasserkühler 12 transportiert und dort abgekühlt. In diesem Beispiel ist parallel dazu der Wärmetauscher 22 angeordnet der ebenfalls eine Wärmesenke bildet und somit den Kühlkreislauf entlasten kann.
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Zwar ist hier eine Parallelschaltung von Wärmetauscher 22 und Hauptkühlelement 12 dargestellt, allerdings sind verschiedenste Arten von Anordnungen am Strömungskanal 18 denkbar weitere Beispiele sind in den folgenden Figuren dargestellt. Insbesondere ein primärer Kühlkreislauf zwischen dem Motorblock 14 und dem Hauptkühlelement 12 ist häufig genau abgestimmt und bildet einen eingestellten Regelkreis, um beispielsweise bestimmte Betriebstemperaturen im Motorblock zu erreichen. Diese hydraulische Abstimmung der Komponenten sollte wenig oder gar nicht gestört sein. Daher schlägt die hier gezeigte Lösung vor, die im Wärmetauscher 22 entnommene Wärmemenge durch die Steuerung des Durchflussvolumens von Kühlmittel 20 mittels der Regeleinheit 28 zu steuern und/oder den Wärmetauscher 22 an einer solchen Stelle im Kühlsystem 10 anzuordnen, wo die entnommene Wärmemenge keinen oder nur einen sehr geringen Einfluss auf das in sich abgestimmte primäre Kühlsystem 10 hat.
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In 2 ist ein weiteres Beispiel eines Kühlsystems 10 gezeigt, wobei ebenfalls Kühlmittel aus dem Kühlkreislauf zu Zwecken der Erwärmung von flüssigem LNG 24 verwendet wird. Ein Wärmetauscher 22 ist hier parallel zum Motorblock 14 angeordnet, wobei der Wärmetauscher 22 gleichzeitig in Reihe zu einem Ölkühler 30 im Strömungskanal 18 geschaltet ist. Aus Gründen der übersichtlicheren Darstellung, ist der Strömungskanal 18 hier vereinfacht im Gegensatz zur Darstellung in 1 als Linie dargestellt. Das Regelelement 28 ist hier als getaktetes Ventil, aktives Ventil oder Proportional-Ventil ausgeführt.
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Eine Kühlmittelpumpe 16 ist ausgestaltet, Kühlmittel 20 durch den Strömungskanal 18 zu transportieren. Beispielsweise wird erwärmtes Kühlmittel 20 aus dem Motorblock 14 heraus transportiert und bewegt sich einerseits zu einem ersten Thermostat 32, dass bei geringeren Temperaturen, beispielsweise beim Kaltstart des Verbrennungsmotors, einen kleinen Kühlkreislauf in Richtung der Kühlmittelpumpe 16 öffnet. In diesem Falle wird das Kühlmittel 20 nicht über ein Hauptkühlelement 12 geleitet, sondern auf verkürztem Weg wieder zurück zum Motorblock 14. Hierbei kann eine Erwärmung des Motorblocks 14 nach dem Kaltstart schneller erfolgen.
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Steigt eine Temperatur des Kühlmittel 20 über einen bestimmten Schwellwert, öffnet das erste Thermostat 32 einen Pfad im Strömungskanal 18, wobei das Kühlmittel 20 nun über das Hauptkühlelement 12 fließt, dort abgekühlt wird und dann über die Kühlmittelpumpe 16 zurück zum Motorblock 14 fließt. Gleichzeitig fließt Kühlmittel 20 auf einem parallelen Pfad von der Kühlmittelpumpe über den Ölkühler 30, die Regeleinheit 28 und den Wärmetauscher parallel zum Motorblock 14 zum ersten Thermostat 32. Durch die über den Wärmetauscher 22 abgegebene Wärme an das tiefkalte LNG 24 erfolgt eine Entlastung des Kühlsystems 10. Dabei kann vorteilhaft eine Kühlung des Motoröls über den Ölkühler 30 unterstützt werden. Eine Versorgung mit Kühlmittel 20 erfolgt dabei auch bei geschlossenem ersten Thermostat 32. Ein Bypass 34 ist hier optional vorgesehen, um eine verbesserte Zirkulation und Steuerung der Volumina von Kühlmittel 20 im Strömungskanal 18 zu erreichen.
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In 3 ist ein Beispiel eines Kühlsystems 10 in vereinfachter Weise gezeigt, wobei hier ein Wärmetauscher 22 zusammen mit einem Regelelement 28 parallel zu einer Kühlmittelpumpe 16 angeordnet sind. Es wird ebenfalls ein kleiner Kühlkreislauf durch einen Motorblock 14, die Kühlmittelpumpe 16 und das erste Thermostat 32 gebildet. Wie auch in 1 ist ein Hauptkühlelement 12 im Strömungskanal 18 angeordnet, um dem Kühlkreislauf Wärme zu entziehen, was durch die angedeuteten Pfeile verdeutlicht werden soll. Auch bei geschlossenem Thermostat 32, also wenn das Kühlmittel vom Motorblock über das Thermostat direkt zurück zur Kühlmittelpumpe 16 fließt, wird der Wärmetauscher 22 über die Regeleinheit 28 mit einem Kühlmittelstrom 20 versorgt. Somit kann eine Erwärmung des Fluids 24 auch im Kaltstart des Verbrennungsmotors erfolgen. Die Strömungsrichtung des Kühlmittels 20 durch den Wärmetauscher 22 ist vorzugsweise gleichgesetzt zu einer Strömungsrichtung des Kühlmittels 20 durch die Kühlmittelpumpe 16. Auch hier erfolgt eine Entlastung des Kühlsystems, wodurch vorteilhaft ein Energieverbrauch des Verbrennungsmotors durch weniger häufige Zuschaltung eines Lüfters (nicht gezeigt) des Kühlsystems 10 gesenkt werden kann.
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In 4 ist ein Kühlsystem 10 gezeigt, dass zusätzlich einen Niedertemperaturkreislauf mit einem Niedertemperaturkühlelement 36 aufweist. Dieser Niedertemperaturkreislauf kann beispielsweise zur Kühlung von Turboladerstufen dienen. Diese Turboladerstufen weisen im hier gezeigten Beispiel zwei Kompressionsstufen auf, wobei jede dieser Kompressionsstufen getrennt gekühlt wird. Hierzu ist im Kühlkreislauf weiterhin ein Niederdruck-Ladeluftkühlelement 38 sowie ein Hochdruck-Ladeluftkühlelement 40 in Serie in Strömungsrichtung hinter dem Niedertemperaturkühlelement 36 angeordnet. Zusätzlich ist optional ein Bypass 34 vorgesehen. Eine Kühlmittelpumpe 16 fördert Kühlmittel 20 durch den Strömungskanal 18.
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Im Niedertemperaturkreislauf ist ein Wärmetauscher 22 angeordnet, wobei auch hier beispielsweise tiefkaltes LNG eingeleitet wird und als erwärmtes LNG 26 aus dem Wärmetauscher 22 mit einer Austrittstemperatur austritt. Ein zweites Thermostat 42 ist im Niedertemperaturkreislauf angeordnet und regelt separiert vom ersten Thermostat 32 eine Temperatur im Niedertemperaturkreislauf. Der Wärmetauscher 22 unterstützt durch die an das LNG 24 abgegebene Wärmemenge das Hochdruck-Ladeluftkühlelement 40 und das Niederdruck-Ladeluftkühlelement 38. Hierdurch kann eine Verbesserung des Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors erreicht werden, insbesondere durch Verbesserung der Wirkung einer letzten Turboladerstufe sowie einer verbesserten Temperierung einer Ladelufttemperatur.
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In 5 ist ein Beispiel eines Kühlsystems 10 gezeigt, was ebenfalls, vergleichbar zum Beispiel in 4, neben einem Hochtemperaturkreislauf mit einem ersten Thermostat 32 einen Niedertemperaturkreislauf mit einem zweiten Thermostat 42 aufweist. Hierbei kühlt ein Niedertemperaturkühlelement 36 ein Kühlmittel 20 vor Eintritt in ein Niederdruck-Ladeluftkühlelement 38 einer ersten Kompressionsstufe eines Turboladers ab. Vor einem Hochdruck-Ladeluftkühlelement 40 ist ein Wärmetauscher 22 zusammen mit einer Regeleinheit 28 seriell, idealerweise mit einem Bypass, vorgeschaltet, was zu einer weiteren Abkühlung des Kühlmittel 20 vor Eintritt in das Hochdruck-Ladeluftkühlelement 40 führt. Diese Anordnung des Wärmetauschers 22 in diesem Zweig kann insbesondere deswegen vorteilhaft sein, da von dieser Stelle die Ansaugluft direkt in den Motor weitergeleitet wird und hier eine Abkühlung besonders vorteilhafte Auswirkungen auf eine Effizienz und einen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors haben kann.
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Abschließend wird darauf hingewiesen, dass die Begriffe „umfassend“, „aufweisen“, etc. das Vorhandensein weiterer Elemente nicht ausschließen. Der Begriff „ein“ schließt auch das Vorhandensein einer Mehrzahl von Gegenständen nicht aus. Die Bezugszeichen in den Ansprüchen dienen lediglich der besseren Lesbarkeit und sollen den Schutzbereich der Ansprüche in keiner Weise beschränken.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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