DE102019133947A1

DE102019133947A1 - Kühlsystem

Info

Publication number: DE102019133947A1
Application number: DE102019133947.2A
Authority: DE
Inventors: Dieter Laukemann; Alexander Schreiber
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2020-12-31
Also published as: DE202020106699U1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem hydrodynamischen Retarder, aufweisend einen Kühlwasserkreislauf zusammengesetzt aus mehreren Kanalabschnitten und einen Arbeitsmediumkreislauf zusammengesetzt aus mehreren Kanalabschnitten, wobei der Kühlwasserkreislauf einen Kühler umfasst und das Kühlwasser des Kühlwasserkreislaufs vom Kühler zuerst den Verbrennungsmotor und nachfolgend die Sekundärseite eines Wärmetauschers für den Retarder durchströmt, wobei die Primärseite des Wärmetauschers in den Arbeitsmediumkreislauf integriert ist.Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Kanalabschnitte des Kühlwasserkreislaufs und die Kanalabschnitte des Arbeitsmediumkreislaufs derart ausgelegt sind, dass die Strömungswiderstände durch die Kanalabschnitte des Kühlwasserkreislaufs zu den Strömungswiderständen durch die Kanalabschnitte des Arbeitsmediumkreislaufs in einem Verhältnis von 1,5 : 1 bis 1 : 1,5 stehen

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem für einen Retarder gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Kraftfahrzeuge wie LKW oder Busse sind zum großen Teil mit einem Retarder, also einer zusätzlichen Dauerbremseinrichtung, ausgestattet, um einen Verschleiß an den gewöhnlichen Radbremsen des Fahrzeugs zu verringern. Eine derartige zusätzliche Bremse kann ein Primär- oder Sekundärretarder sein. In beiden Ausführungen ist der Rotor des Retarders ist mit dem Antriebsstrang gekoppelt oder koppelbar. Weiterhin ist eine Vorrichtung vorhanden, mittels der der Retarder für den Bremsbetrieb mit einem Arbeitsmedium befüllbar ist. Bei befülltem Arbeitsraum und drehendem Rotor wirkt ein Bremsmoment auf den Rotor.
Das hydraulische Schema für einen derartigen Retarder ist beispielsweise aus der DE 10 2013 006 611 A1 bekannt. Der hier offenbarte Retarder verwendet ein Öl als Arbeitsmedium, das in einem im Wesentlichen geschlossenen Kreislauf bereitgestellt wird. In dem Kreislauf ist die Primärseite eines Wärmetauschers eingebunden, der zur Abführung der Retarderabwärme genutzt wird, wenn der Retarder in den Bremsbetrieb geschaltet wird. Die Sekundärseite des Wärmetauschers ist an den Fahrzeugkühlkreislauf angeschlossen, über den auch der Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs gekühlt wird.
Allgemein bekannt sind Anordnungen wie in 1 dargestellt, bei denen der Wärmetauscher direkt am Retarder befestigt ist, so dass sehr kurze Verbindungsleitungen bzw. Kanäle für den Arbeitsmediumkreislauf zwischen Retarder und Wärmetauscher erforderlich sind. Nachteilig bei dieser Anordnung ist, dass die Kühlmittelleitungen vom Kühlsystem bis zum Retarder geführt werden müssen.
Die Kühlmittelleitungen des Kühlsystems, mittels denen die Sekundärseite des Wärmetauschers an das Kühlsystem angeschlossen ist, sind bei einer derartigen Anordnung im Kraftfahrzeug relativ lang. Dadurch steigt der Leitungswiderstand und begrenzt so die Leistungsfähigkeit des Kühlsystems. Dies ist unteranderem deshalb problematisch das auch der Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs mittel des Kühlsystems gekühlt werden muss.
Weiterhin wird durch die reduzierte Kühlleistung auch die Verfügbarkeit des Retarders reduziert, weil die Retarderleistung bei reduzierter Kühlleistung früher gedrosselt werden muss.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen alternativen Aufbau für ein Kühlsystem vorzuschlagen, dass die Retarderverfügbarkeit wie auch die Antriebsmotorverfügbarkeit verbessert.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausführung eines Kühlsystems entsprechend Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführung finden sich in den Unteransprüchen.
Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem hydrodynamischen Retarder, aufweisend einen Kühlwasserkreislauf zusammengesetzt aus mehreren Kanalabschnitten und einen Arbeitsmediumkreislauf zusammengesetzt aus mehreren Kanalabschnitten, wobei der Kühlwasserkreislauf einen Kühler umfasst und das Kühlwasser des Kühlwasserkreislaufs vom Kühler zuerst den Verbrennungsmotor und nachfolgend die Sekundärseite eines Wärmetauschers für den Retarder durchströmt, wobei die Primärseite des Wärmetauschers in den Arbeitsmediumkreislauf integriert ist.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Kanalabschnitte des Kühlwasserkreislaufs und die Kanalabschnitte des Arbeitsmediumkreislaufs derart ausgelegt sind, dass die Strömungswiderstände durch die Kanalabschnitte des Kühlwasserkreislaufs zu den Strömungswiderständen durch die Kanalabschnitte des Arbeitsmediumkreislaufs in einem Verhältnis von 1,5 : 1 bis 1 : 1,5 stehen. Weiterhin vorzugsweise kann das Verhältnis einen Wert zwischen 1,2 : 1 bis 1 : 1,2 aufweisen.
In einer ersten Ausführung kann der Wärmetauscher in dem Kanalabschnitt zwischen Verbrennungsmotorauslass und Kühlereinlass mit seiner Sekundärseite in den Kühlwasserkreislauf eingebunden ist.
Dabei kann der Wärmetauscher unmittelbar hinter dem Verbrennungsmotorauslass oder unmittelbar vor den Kühleranschluss mit seiner Sekundärseite in den Kühlwasserkreislauf eingebunden sein.
In einer zweiten Ausführung kann der Wärmetauscher in dem Kanalabschnitt zwischen Kühlerauslass und Verbrennungsmotoreinlass mit seiner Sekundärseite in den Kühlwasserkreislauf eingebunden sein.
Dabei kann der Wärmetauscher unmittelbar hinter dem Kühlerauslass mit seiner Sekundärseite in den Kühlwasserkreislauf eingebunden ist.
Die angehängten Figuren zeigen im Einzelnen:

1 Kühlsystem entsprechend dem StdT
2 Erfindungsgemäßes Kühlsystem

1 zeigt ein Kühlsystem entsprechend dem StdT. Das dargestellte Kühlsystem 1 stellt den typischen Aufbau in einem Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor 2 und einem hydrodynamischen Retarder 3 dar. Der Kühlwasserkreislauf 14 setzt sich aus mehreren Kanalabschnitten 15a, b, c, d, e zusammen. In dem hier dargestellten Kühlwasserkreislauf 14 ist ein Kühler 7, ein Umschaltventil 10 und eine Kühlwasserpumpe 9 integriert. Wie dargestellt wird das Kühlwasser durch die Kühlwasserpumpe 9 vom Kühler 7 zuerst durch den Verbrennungsmotor 2 und nachfolgend durch die Sekundärseite des Wärmetauschers 6 gepumpt.
Der zweite Fluidkreislauf ist der Arbeitsmediumkreislauf 13, der sich auch aus mehreren Kanalabschnitten 16a, c, zusammensetzt, wobei die Primärseite des Wärmetauschers 6 in den Arbeitsmediumkreislauf 13 integriert ist. Der Strömungswiderstand durch die Kanäle des Kühlwasserkreislauf 14 sind im Verhältnis relativ hoch gegenüber den Strömungswiderständen in den Kanälen des Arbeitsmediumkreislaufs 13, so dass die mögliche Kühlleistung gegenüber einem widerstandsfreien Kühlkreislauf relativ klein ist.
2 zeigt mehrere Varianten des erfindungsgemäßen Kühlsystems. Der prinzipielle Aufbau entspricht dem bekannten. Der Unterschied ist dadurch gegeben, dass der Wärmetauscher 6 nun an den hier optional dargestellten Positionen im Kühlkreislauf 14 mit seiner Sekundärseite integriert sein kann. In allen Positionen kommt es zu einer Verkürzung der Kanallänge des Kühlkreislaufs 14 und zu einer Verlängerung der Kanallängen im Arbeitsmediumkreisauf 13.
Bezugszeichenliste

1: Kühlsystem
2: Verbrennungsmotor
3: Retarder
4: Getriebe
5: Getriebeabtrieb
6: Wärmetauscher
7: Kühler
8: Lüfter
9: Pumpe
10: Umschaltventil
11: Kühlmittelrücklauf
12: Kühlmittelvorlauf
13: Arbeitsmediumkreislauf
14: Kühlwasserkreislauf
15 a, b, c,..: Kanalabschnitte
16a, b, c, d: Kanalabschnitte
17: Ausgleichsbehälter
18: Verbrennungsmotorauslass
19: Kühlereinlass
20: Kühlerauslass
21: Verbrennungsmotoreinlass

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 102013006611 A1 [0003]

Claims

Kühlsystem (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor (2) und einem hydrodynamischen Retarder (3), aufweisend einen Kühlwasserkreislauf (14), zusammengesetzt aus mehreren Kanalabschnitten (15a, b, c, d) und einen Arbeitsmediumkreislauf (13), zusammengesetzt aus mehreren Kanalabschnitten (16a, b, c, d), wobei der Kühlwasserkreislauf (14) einen Kühler (8) umfasst und das Kühlwasser des Kühlwasserkreislaufs (14) vom Kühler (8) zuerst den Verbrennungsmotor (2) und nachfolgend die Sekundärseite eines Wärmetauschers (6) durchströmt, wobei die Primärseite des Wärmetauschers (6) in den Arbeitsmediumkreislauf (13) integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalabschnitte (15a, b, c, d) des Kühlwasserkreislaufs (14) und die Kanalabschnitte (16a, b, c, d) des Arbeitsmediumkreislaufs (13) derart ausgelegt sind, dass die Strömungswiderstände durch die Kanalabschnitte (15a, b, c, d) des Kühlwasserkreislaufs (14) zu den Strömungswiederständen durch die Kanalabschnitte (16a, b, c, d) des Arbeitsmediumkreislaufs (13) in einem Verhältnis von 1,5 : 1 bis 1 : 1,5 stehen.
Kühlsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis eine Wert zwischen 1,2 : 1 bis 1 : 1,2 aufweist.
Kühlsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (6) in dem Kanalabschnitt (15a) zwischen Verbrennungsmotorauslass () und Kühlereinlass () mit seiner Sekundärseite in den Kühlwasserkreislauf (14) eingebunden ist.
Kühlsystem (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (6) unmittelbar hinter dem Verbrennungsmotorauslass (18) oder unmittelbar vor den Kühlereinlass (19) mit seiner Sekundärseite in den Kühlwasserkreislauf (14) eingebunden ist.
Kühlsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (6) in dem Kanalabschnitt (15b) zwischen Kühlerauslass (20) und Verbrennungsmotoreinlass (21)mit seiner Sekundärseite in den Kühlwasserkreislauf eingebunden ist.
Kühlsystem (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (6) unmittelbar hinter dem Kühlerauslass (20) mit seiner Sekundärseite in den Kühlwasserkreislauf eingebunden ist.