DE102019204468A1 - Traktor mit Ladeluftkühlung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Traktor 12) mit einem Verbrennungsmotor (14), mit einem Ladeluftkühler (18) zur Kühlung einer dem Verbrennungsmotor (14) zugeführten Ladeluft (22), und mit einem Kühlkreislauf (26, 32) zur Kühlung des Verbrennungsmotors (14) oder einer Funktionskomponente (70) des Traktors (12). Der Ladeluftkühler (18) wirkt mit einem Ventilator (20) zusammen, welcher von einem Hydraulikmotor (44) angetrieben ist. Der Hydraulikmotor (44) ist mit dem Kühlkreislauf (26, 32) derart verbunden, dass Kühlflüssigkeit des Kühlkreislaufes (26, 32) als Hydraulikmedium den Hydraulikmotor (44) durchströmt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Traktor mit einem Ladeluftkühler zur Kühlung einer seinem Verbrennungsmotor zugeführten Ladeluft.
  • Zur Leistungssteigerung ist es bekannt, dem Verbrennungsmotor verdichtete bzw. komprimierte Ladeluft zuzuführen. Die unerwünschte Kompressionswärme der Ladeluft kann über einen Ladeluftkühler und einen mit diesem zusammenwirkenden Ventilator an die Umgebungsluft abgeführt werden. Der Ventilator wird von einem Hydraulikmotor angetrieben, welcher Bestandteil eines separaten Hydraulikkreislaufes mit einer vorzugsweise vom Verbrennungsmotor angetriebenen Hydraulikpumpe ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den technischen Aufbau der Ladeluftkühlung eines Traktors zu vereinfachen.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Traktor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kühlung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Gemäß Patentanspruch 1 weist der Traktor einen Verbrennungsmotor und einen Ladeluftkühler zur Kühlung der dem Verbrennungsmotor zugeführten Ladeluft auf. Außerdem weist der Traktor einen Kühlkreislauf zur Kühlung des Verbrennungsmotors oder einer Funktionskomponente (z.B. Kühlung des Getriebeöles, Kraftstoffes oder einer elektrischen Komponente) auf. Der Ladeluftkühler wirkt mit einem Ventilator zusammen, welcher von einem Hydraulikmotor bzw. Hydromotor angetrieben ist. Dieser Hydraulikmotor ist mit dem Kühlkreislauf derart verbunden, dass Kühlflüssigkeit des Kühlkreislaufes als Hydraulikmedium den Hydraulikmotor durchströmt.
  • Die zusätzliche Nutzung von Kühlflüssigkeit des Kühlkreislaufes als Hydraulikmedium für den Hydraulikmotor der Ladeluftkühlung hat den Vorteil, dass die Ladeluftkühlung selbst keinen separaten Hydraulikkreislauf (Leitungen, Hydraulikpumpe, etc.) für den Antrieb des Hydraulikmotors benötigt. Hierdurch kann die Ladeluftkühlung mit reduziertem Bauteileaufwand und vereinfachtem technischen Aufbau besonders raum- und kostensparend zur Verfügung gestellt werden. Entsprechend reduziert sich auch der Montageaufwand am Traktor.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Hydraulikeingang des Hydraulikmotors an einen Pumpenausgang einer Kühlmittelpumpe des Kühlkreislaufes hydraulisch angeschlossen, während ein Hydraulikausgang des Hydraulikmotors an einen geeigneten Leitungsabschnitt des Kühlkreislaufes hydraulisch angeschlossen ist. Durch diese Anordnung kann der Hydraulikmotor mit geringem Bauteile- und Montageaufwand in den Kühlkreislauf integriert werden.
  • Vorzugsweise ist der Kühlkreislauf als ein Hochtemperatur-Kühlkreislauf zur Kühlung des Verbrennungsmotors ausgebildet. Dabei ist der Hydraulikmotor für einen effizienten Einsatz mit seinem Hydraulikausgang (ggf. mittels einer geeigneten Verbindungsleitung) an einen Pumpeneingang der Kühlmittelpumpe hydraulisch angeschlossen, während der Hydraulikeingang des Hydraulikmotors (ggf. mittels einer geeigneten Verbindungsleitung) an den Pumpenausgang der Kühlmittelpumpe hydraulisch angeschlossen ist. Hierdurch entsteht zwischen der Kühlmittelpumpe und dem Hydraulikmotor ein Nebenkreislauf mit einem Teil der Kühlflüssigkeit, um den Hydraulikmotor mit geringem technischen Aufwand effizient anzutreiben. Eine ausreichende Leistung des Hydraulikmotors wird insbesondere dadurch sichergestellt, dass eine vom Verbrennungsmotor (z.B. über einen Keilriemen von der Kurbelwelle aus) angetriebene Kühlflüssigkeitspumpe als Kühlmittelpumpe verwendet wird.
  • In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist der Kühlkreislauf als ein Niedertemperatur-Kühlkreislauf zur Kühlung einer Funktionskomponente des Traktors ausgebildet. Derartige Funktionskomponenten können z.B. eine Getriebeöl-Einheit, Kraftstoff-Einheit oder eine elektrische bzw. elektronische Funktionseinheit sein. Dabei sind die Kühlmittelpumpe und der Hydraulikmotor im Kühlkreislauf hydraulisch hintereinander angeordnet. Hierdurch ist der Hydraulikmotor in den Kühlkreislauf selbst integriert und gewissermaßen in den Kühlkreislauf hydraulisch zwischengeschaltet. Der technische Aufwand hinsichtlich der Verbindungsleitungen für den hydraulischen Anschluss des Hydraulikmotors an den Kühlkreislauf ist hierdurch weiter reduziert. Hierbei kommt als Kühlmittelpumpe vorzugsweise eine mechanische Pumpe zum Einsatz, deren Pumpenwelle über einen Keilriemen von der Kurbelwelle antreibbar ist. Dieser Keilriemen kann auch gleichzeitig für den Antrieb eines Ventilators verwendet werden, der mit dem Motorkühler für den Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors standardmäßig verwendet wird.
  • Für die vorgenannte Zwischenschaltung des Hydraulikmotors in den Kühlkreislauf können abhängig von den jeweiligen Erfordernissen unterschiedliche Varianten realisiert werden. Spezifische Erfordernisse sind z.B. eine unterschiedliche Dimensionierung der Leistung und/oder Montageanordnung des Hydraulikmotors, Eigenschaften des Hydraulikflusses durch den Hydraulikmotor, Druckabfall oder eine Geschwindigkeitssteuerung des vom Hydraulikmotor angetriebenen Ventilators.
  • In einer Variante kann der Hydraulikmotor beispielsweise entlang des Kühlkreislaufes hydraulisch in Serie angeordnet sein, so dass sein Hydraulikausgang und Hydraulikeingang die Verbindungsanschlüsse für zwei in Strömungsrichtung der Kühlflüssigkeit voneinander getrennte Leitungsabschnitte des Kühlkreislaufes bilden. In einer anderen Variante kann der Hydraulikmotor hydraulisch parallel zu einem Leitungsabschnitt des Kühlkreislaufes angeordnet sein. Hierdurch ist der Hydraulikmotor nach Art eines Bypasses in den Kühlkreislauf integriert.
  • Die erfindungsgemäße Kühlung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei sind hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmende bzw. vergleichbare Bauteile mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Einzelne Bauteile und Details sind nicht notwendigerweise maßstäblich dargestellt. Es zeigen:
    • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ladeluftkühlung,
    • 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ladeluftkühlung, und
    • 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ladeluftkühlung.
  • 1 zeigt schematisch und ausschnittsweise den frontseitigen Bereich 10 eines Traktors 12. Der frontseitige Bereich 10 enthält einen Verbrennungsmotor 14 und einen Kühlerblock 16. Weiterhin ist in dem frontseitigen Bereich 10 ein Ladeluftkühler 18 und ein damit zusammenwirkender Ventilator 20 integriert. Sowohl der Kühlerblock 16 als auch der Ladeluftkühler 18 werden von Umgebungsluft als Kühlluft 22 durchströmt.
  • Der Kühlerblock 16 weist schematisch dargestellt einen Motorkühler 24 für einen Hochtemperatur-Kühlkreislauf 26 zur Kühlung des Verbrennungsmotors 14 auf. Darüber hinaus enthält der Kühlerblock 16 einen Komponentenkühler 28 und einen Klimaanlagen-Kondensor 30. Der Komponentenkühler 28 ist Bestandteil eines Niedertemperatur-Kühlkreislaufes 32 zur Kühlung einer Funktionskomponente (2, 3). Die Funktionskomponente selbst ist lediglich schematisch als ein Block 70 dargestellt. Sie kann z.B. eine zu kühlende Getriebeöl-Einheit, Kraftstoff-Einheit oder elektrische bzw. elektronische Komponente im Traktor 12 sein. Der Verlauf des Kühlkreislaufes 32 in oder an der Funktionskomponente 70 für dessen effiziente Kühlung kann unterschiedlich sein.
  • Bei allen dargestellten Ausführungsformen ist der jeweilige Kühlkreislauf 26, 32 in üblicher Weise mit einem Ausgleichbehälter 34 und einer Ausgleichleitung 36 fluidisch bzw. hydraulisch verbunden. Der Motorkühler 24 wirkt mit einem Hauptventilator 38 zusammen. Letzterer wird von einer lediglich schematisch dargestellten Antriebseinheit 40 und einer damit verbundenen Antriebswelle 42 angetrieben. Die Antriebseinheit 40 ist beispielsweise als ein von der Kurbelwelle des Traktors 12 angetriebener Keilriemen oder ein Antriebsrad bzw. eine Antriebsscheibe ausgebildet. Alternativ kann die Antriebseinheit 40 beispielsweise einen Elektromotor oder einen Direktantrieb von der Kurbelwelle aufweisen.
  • Der mit dem Ladeluftkühler 18 zusammenwirkende Ventilator 20 wird von einem Hydraulikmotor 44 angetrieben. Der Hydraulikmotor 44 ist bezüglich seiner Drehzahl verstellbar. Der Hydraulikmotor 44 ist mit dem jeweiligen Kühlkreislauf 26 bzw. 32 derart hydraulisch verbunden, dass Kühlflüssigkeit des Kühlkreislaufes 26 bzw. 32 als Hydraulikmedium den Hydraulikmotor 44 durchströmt. Hierdurch kann auf einen separaten HydraulikKreislauf für den Antrieb des Hydraulikmotors 44 verzichtet werden. Je nach Ausführungsvariante sind ein Hydraulikeingang 46 und ein Hydraulikausgang 48 des Hydraulikmotors 44 auf unterschiedliche Weise mit einer Kühlmittelpumpe 50 bzw. 52 des jeweiligen Kühlkreislaufes 26 bzw. 32 hydraulisch verbunden.
  • Die Kühlmittelpumpe 52 des Niedertemperatur-Kühlkreislaufes 32 wird vorzugsweise unmittelbar oder mittelbar von der Antriebseinheit 40 angetrieben. Die Kühlmittelpumpe 50 des Hochtemperatur-Kühlkreislaufes 26 wird auf hier nicht näher dargestellte Weise mit geeigneten Mitteln, z.B. über den Verbrennungsmotor, angetrieben.
  • Die Kühlmittelpumpe 50 des Hochtemperatur-Kühlkreislaufes 26 einerseits und die Kühlmittelpumpe 52 des Niedertemperatur-Kühlkreislaufes 32 andererseits sind an den jeweiligen Kühlkreislauf physikalisch angepasst und deshalb vorzugsweise technisch unterschiedlich dimensioniert und ausgestaltet. Die jeweilige Kühlmittelpumpe 50 bzw. 52 ist mit ihrem hydraulischen Pumpeneingang 54 und ihrem hydraulischen Pumpenausgang 56 in den jeweiligen Kühlkreislauf 26 bzw. 32 integriert.
  • In 1 ist der Hydraulikeingang 46 des Hydraulikmotors 44 an den Pumpenausgang 56 der Kühlmittelpumpe 50 hydraulisch angeschlossen. Der Hydraulikausgang 48 des Hydraulikmotors 44 ist über einen Leitungsabschnitt 58 an den Pumpeneingang 54 der Kühlmittelpumpe 50 hydraulisch angeschlossen. Der Leitungsabschnitt 58 ist Bestandteil des Hochtemperatur-Kühlkreislaufes 26 zur Kühlung des Verbrennungsmotors 14. Bei dieser Ausführungsform ist die Hydraulikpumpe 44 Bestandteil eines Nebenkreislaufes 60, durch den Kühlflüssigkeit als Hydraulikmedium strömt, während der andere Teil der Kühlflüssigkeit in Strömungsrichtung 66 durch den Kühlkreislauf 26 strömt.
  • In 2 ist der Hydraulikeingang 46 des Hydraulikmotors 44 über einen Leitungsabschnitt 62 des Niedertemperatur-Kühlkreislaufes 32 an den Pumpenausgang 56 der Kühlmittelpumpe 52 hydraulisch angeschlossen, während der Hydraulikausgang 48 an einen Leitungsabschnitt 64 des Niedertemperatur-Kühlkreislaufes 32 hydraulisch angeschlossen ist. Hierbei sind die Kühlmittelpumpe 52 und der Hydraulikmotor 44 innerhalb des Kühlkreislaufes 32 entlang dessen Strömungsrichtung 66 hydraulisch hintereinander und in Serie angeordnet.
  • In 3 ist der Hydraulikeingang 46 des Hydraulikmotors 44 wiederum über den Leitungsabschnitt 62 des Niedertemperatur-Kühlkreislaufes 32 an den Pumpenausgang 56 der Kühlmittelpumpe 52 hydraulisch angeschlossen, während der Hydraulikausgang 48 an den Leitungsabschnitt 64 des Niedertemperatur-Kühlkreislaufes 32 hydraulisch angeschlossen ist. Hierbei sind die Kühlmittelpumpe 52 und der Hydraulikmotor 44 innerhalb des Kühlkreislaufes 32 entlang dessen Strömungsrichtung 66 hydraulisch hintereinander angeordnet. Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß 2 sind jedoch bei dem Kühlkreislauf 32 gemäß 3 die beiden Leitungsabschnitte 62 und 64 durch einen Verbindungsabschnitt 68 miteinander hydraulisch verbunden. Der Hydraulikmotor 44 ist hydraulisch parallel zu diesem Verbindungsabschnitt 68 angeordnet und bildet einen Bypass innerhalb des Kühlkreislaufes 32.
  • Der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass der in 1 offenbarte Kühlkreislauf 26 zur Kühlung des Verbrennungsmotors 14 lediglich der besseren Übersicht halber bei den Ausführungsbeispielen gemäß 2 und 3 nicht dargestellt ist.

Claims (6)

  1. Traktor (12) - mit einem Verbrennungsmotor (14), - mit einem Ladeluftkühler (18) zur Kühlung einer dem Verbrennungsmotor (14) zugeführten Ladeluft (22), und - mit einem Kühlkreislauf (26, 32) zur Kühlung des Verbrennungsmotors (14) oder einer Funktionskomponente (70) des Traktors (12), wobei - der Ladeluftkühler (18) mit einem Ventilator (20) zusammenwirkt, welcher von einem Hydraulikmotor (44) angetrieben ist, und - der Hydraulikmotor (44) mit dem Kühlkreislauf (26, 32) verbunden ist derart, dass Kühlflüssigkeit des Kühlkreislaufes (26, 32) als Hydraulikmedium den Hydraulikmotor (44) durchströmt.
  2. Traktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - ein Hydraulikeingang (46) des Hydraulikmotors (44) an einen Pumpenausgang (56) einer Kühlmittelpumpe (50, 52) des Kühlkreislaufes (26, 32) hydraulisch angeschlossen ist, und - ein Hydraulikausgang (48) des Hydraulikmotors (44) an einen Leitungsabschnitt (58, 64) des Kühlkreislaufes (26, 32) hydraulisch angeschlossen ist.
  3. Traktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass - der Kühlkreislauf (26) zur Kühlung des Verbrennungsmotors (14) ausgebildet ist, und - der Hydraulikausgang (48) des Hydraulikmotors (44) an einen Pumpeneingang (54) der Kühlmittelpumpe (50) hydraulisch angeschlossen ist.
  4. Traktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass - der Kühlkreislauf (32) zur Kühlung der Funktionskomponente (70) ausgebildet ist, und - die Kühlmittelpumpe (52) und der Hydraulikmotor (44) im Kühlkreislauf (32) hydraulisch hintereinander angeordnet sind.
  5. Traktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikmotor (44) entlang des Kühlkreislaufes (32) hydraulisch in Serie angeordnet ist.
  6. Traktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikmotor (44) hydraulisch parallel zu einem Leitungsabschnitt (68) des Kühlkreislaufes (32) angeordnet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102021209648A1 (de) 2021-09-02 2023-03-02 Volkswagen Aktiengesellschaft Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug

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