DE102019213729B4 - Charge air cooling system for a motor vehicle Furthermore, and motor vehicle with such a charge air cooling system - Google Patents

Charge air cooling system for a motor vehicle Furthermore, and motor vehicle with such a charge air cooling system Download PDF

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Abstract

Ladeluftkühlsystem (2) für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einem Druckerzeugungsmittel (4), wie Verdichter, durch das ein Fluid mit Druck beaufschlagbar ist, mit mindestens einer Kühleinrichtung (6), durch die eine Temperatur des mit Druck beaufschlagten Fluids reduzierbar ist, und mit mindestens einem ersten Fluidführungsmittel (8), durch das das mit Druck beaufschlagte Fluid von dem Druckerzeugungsmittel (4) zur Kühleinrichtung (6) führbar ist, wobei das erste Fluidführungsmittel (8) ein Verteilerelement (10) umfasst, durch das ein Hauptmassestrom des Fluids einer Hauptleitung (12) des ersten Fluidführungsmittels (8) auf eine erste Teilleitung (14) des ersten Fluidführungsmittels (8), durch die ein erster Massestrom des Fluids einer ersten Kühleinheit (18) der Kühleinrichtung (6) zuführbar ist, und auf eine zweite Teilleitung (16) des ersten Fluidführungsmittels (8) aufteilbar ist, durch die ein zweiter Massestrom des Fluids einer zweiten Kühleinheit (20) der Kühleinrichtung (6) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilleitung (14) des ersten Fluidführungsmittels (8) und die zweite Teilleitung (16) des ersten Fluidführungsmittels (8) jeweils eine Querschnittsfläche umfasst, die geringer ist als die Querschnittsfläche der Hauptleitung (12) des ersten Fluidführungsmittels (8).Charge air cooling system (2) for a motor vehicle, with at least one pressure generating means (4), such as a compressor, through which a fluid can be pressurized, with at least one cooling device (6), through which a temperature of the pressurized fluid can be reduced, and with at least one first fluid guide means (8) through which the pressurized fluid can be guided from the pressure generating means (4) to the cooling device (6), the first fluid guide means (8) comprising a distributor element (10) through which a main mass flow of the fluid is a Main line (12) of the first fluid guide means (8) to a first subline (14) of the first fluid guide means (8), through which a first mass flow of the fluid can be fed to a first cooling unit (18) of the cooling device (6), and to a second subline (16) of the first fluid guide means (8) can be divided, through which a second mass flow of the fluid is fed to a second cooling unit (20) of the cooling device (6) is feasible, characterized in that the first part line (14) of the first fluid guide means (8) and the second part line (16) of the first fluid guide means (8) each comprise a cross-sectional area which is smaller than the cross-sectional area of the main line (12) of the first Fluid guide means (8).

Description

Die Erfindung betrifft ein Ladeluftkühlsystem für ein Kraftfahrzeug sowie ein Ferner Kraftfahrzeug mit einem derartigen Ladeluftkühlsystem.The invention relates to a charge air cooling system for a motor vehicle and a further motor vehicle with such a charge air cooling system.

Bei verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugen hängt der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors insbesondere von der während der Befüllphase in die Zylinder des Verbrennungsmotors eingelassene Luftmenge ab. Um dem Verbrennungsmotor ausreichend Luft zuzuführen, sind bei Kraftfahrzeugen Aufladesysteme vorgesehen, durch die eine Ladeluft durch ein Druckerzeugungsmittel mit Druck beaufschlagbar ist und dem Verbrennungsmotor zuführbar ist.In motor vehicles driven by an internal combustion engine, the efficiency of the internal combustion engine depends in particular on the amount of air admitted into the cylinders of the internal combustion engine during the filling phase. In order to supply sufficient air to the internal combustion engine, supercharging systems are provided in motor vehicles, through which a charge air can be pressurized by a pressure generating means and can be supplied to the internal combustion engine.

Bei modernen Verbrennungsmotoren, die dem so genannten Miller-Brennverfahren unterliegen, sind die Öffnungszeiten, um Frischluft in den Brennraum zu leiten, verkürzt, was ein hohes geometrisches Verdichtungsverhältnis erlaubt und den thermodynamischen Wirkungsgrad erhöht. Um das Defizit an Frischluft auszugleichen, ist die Ladeluft, bevor sie in den Brennraum gelangt, mit einem höheren Druck zu beaufschlagen als bei herkömmlichen Verbrennungsmotoren. Das Erhöhen des Drucks führt zu einem Erhöhen der Temperatur der mit Druck beaufschlagten Luft.In modern internal combustion engines, which are subject to the so-called Miller combustion process, the opening times for directing fresh air into the combustion chamber are shortened, which allows a high geometric compression ratio and increases the thermodynamic efficiency. In order to compensate for the lack of fresh air, the charge air has to be subjected to a higher pressure than with conventional internal combustion engines before it enters the combustion chamber. Increasing the pressure leads to an increase in the temperature of the pressurized air.

Ladeluft mit hoher Temperatur führt jedoch im Brennraum des Verbrennungsmotors zu einer erhöhten Klopfneigung, wodurch die Verbrennungseffizienz und damit die maximale Leistung des Verbrennungsmotors reduziert sein kann. Ferner ist solchenfalls ein Treibstoffverbrauch des Verbrennungsmotors erhöht.However, charge air with a high temperature leads to an increased tendency to knock in the combustion chamber of the internal combustion engine, as a result of which the combustion efficiency and thus the maximum output of the internal combustion engine can be reduced. Furthermore, fuel consumption of the internal combustion engine is increased in such a case.

Eine Aufgabe eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, ein Ladeluftkühlsystem für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, bei dem ein Fluid, insbesondere Ladeluft, verbessert kühlbar ist.One object of an exemplary embodiment of the invention is to propose a charge air cooling system for a motor vehicle in which a fluid, in particular charge air, can be cooled in an improved manner.

Aus dem Stand der Technik sind die gattungsbildende DE 10 2006 027 117 A1 , die DE 10 2015 112 506 A1 und die DE 10 2010 036 591 A1 bekannt.From the prior art are the generic ones DE 10 2006 027 117 A1 , the DE 10 2015 112 506 A1 and the DE 10 2010 036 591 A1 known.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Ladeluftkühlsystem für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einem Druckerzeugungsmittel, wie Verdichter, durch das ein Fluid mit Druck beaufschlagbar ist, mit mindestens einer Kühleinrichtung, durch die eine Temperatur des mit Druck beaufschlagten Fluids reduzierbar ist, und mit mindestens einem ersten Fluidführungsmittel, durch das das mit Druck beaufschlagte Fluid von dem Druckerzeugungsmittel zur Kühleinrichtung führbar ist, wobei das erste Fluidführungsmittel ein Verteilerelement umfasst, durch das ein Hauptmassestrom des Fluids einer Hauptleitung des ersten Fluidführungsmittels auf eine erste Teilleitung des ersten Fluidführungsmittels, durch die ein erster Massestrom des Fluids einer ersten Kühleinheit der Kühleinrichtung zuführbar ist, und auf eine zweite Teilleitung des ersten Fluidführungsmittels aufteilbar ist, durch die ein zweiter Massestrom des Fluids einer zweiten Kühleinheit der Kühleinrichtung zuführbar ist, und wobei die erste Teilleitung des ersten Fluidführungsmittels und die zweite Teilleitung des ersten Fluidführungsmittels jeweils eine Querschnittsfläche umfasst, die geringer ist als die Querschnittsfläche der Hauptleitung des ersten Fluidführungsmittels.This object is achieved by a charge air cooling system for a motor vehicle, with at least one pressure generating means, such as a compressor, through which a fluid can be pressurized, with at least one cooling device, through which a temperature of the pressurized fluid can be reduced, and with at least one first Fluid guide means through which the pressurized fluid can be guided from the pressure generating means to the cooling device, the first fluid guide means comprising a distributor element through which a main mass flow of the fluid of a main line of the first fluid guide means to a first subline of the first fluid guide means through which a first mass flow of the Fluids can be fed to a first cooling unit of the cooling device, and can be divided into a second sub-line of the first fluid-guiding means, through which a second mass flow of the fluid can be fed to a second cooling unit of the cooling device, and wherein the first sub-line can be supplied ng of the first fluid guide means and the second sub-line of the first fluid guide means each comprises a cross-sectional area which is smaller than the cross-sectional area of the main line of the first fluid guide means.

Dadurch, dass der Hauptmassestrom des Fluids in einen ersten Teil Massestrom und in einen zweiten Teil Massestrom aufteilbar ist, die jeweils einer Kühleinheit zuführbar ist, ist ein Absenken der Temperatur des mit Druck beaufschlagten Fluids verbessert. Durch den bezüglich des Hauptmassestroms reduzierten Massestrom, der den einzelnen Kühleinheiten zugeführt wird, führt die durch die Kühleinheiten an die Umgebung abgeführte Wärmemenge zu einer erhöhten Temperaturreduzierung des Fluids.Because the main mass flow of the fluid can be divided into a first part mass flow and a second part mass flow, which can each be fed to a cooling unit, a lowering of the temperature of the pressurized fluid is improved. As a result of the mass flow, which is reduced with respect to the main mass flow and which is fed to the individual cooling units, the amount of heat dissipated by the cooling units to the environment leads to an increased temperature reduction of the fluid.

Dadurch, dass die Hauptleitung in eine erste Teilleitung und in eine zweite Teilleitung aufgeteilt wird, die jeweils einen Querschnitt umfassen, der geringer ist, als der Querschnitt der Hauptleitung des ersten Fluidführungsmittels, ist ein Anordnen des Luftladekühlsystems im Kraftfahrzeug erleichtert. Darüber hinaus ist es hierdurch ermöglicht, dass Reibungsverluste, die beim Führen eines Massestroms durch ein Leitungssystem entstehen, reduzierbar sind.The fact that the main line is divided into a first sub-line and a second sub-line, each of which has a cross section that is smaller than the cross section of the main line of the first fluid guide means, makes it easier to arrange the air-charge cooling system in the motor vehicle. In addition, this enables friction losses that arise when a mass flow is conducted through a line system to be able to be reduced.

Durch die zuvor genannten Merkmale ist die Kühlleistung des Ladeluftkühlsystems erhöht und Reibungsverluste reduziert, wodurch ein hoher Ladedruck des mit druckbeaufschlagten Fluids bei für den Verbrennungsmotor geeigneten Temperaturen des Fluids gewährleistbar ist.The aforementioned features increase the cooling capacity of the charge air cooling system and reduce friction losses, which means that a high boost pressure of the pressurized fluid can be ensured at the fluid temperatures that are suitable for the internal combustion engine.

Bei dem Fluid kann es sich beispielsweise um Luft, insbesondere Ladeluft handeln.The fluid can be air, in particular charge air, for example.

Es sind Ausführungsformen des Ladeluftkühlsystems denkbar, bei denen die Querschnittsfläche der ersten Teilleitung des ersten Fluidführungsmittels und/oder der zweiten Teilleitung des ersten Fluidführungsmittels ein Verhältnis zur Querschnittsfläche der Hauptleitung des ersten Fluidführungsmittels von weniger als 8:10, insbesondere 7:10, insbesondere 6:10, insbesondere 5:10 insbesondere 4:10, umfasst.Embodiments of the charge air cooling system are conceivable in which the cross-sectional area of the first sub-line of the first fluid-guiding means and / or the second sub-line of the first fluid-guiding means has a ratio to the cross-sectional area of the main line of the first fluid-guiding means of less than 8:10, in particular 7:10, in particular 6: 10, in particular 5:10 in particular 4:10.

Hierdurch lassen sich die Querschnittsflächen der ersten Teilleitung und/oder der zweiten Teilleitung auf einfache Weise an das vorhandene Platzangebot im Kraftfahrzeug anpassen.This allows the cross-sectional areas of the first partial line and / or the second partial line to be adapted in a simple manner to the available space in the motor vehicle.

Die Kühleinheit lässt sich einfach und kostengünstig ausbilden, wenn die erste Kühleinheit in einem ersten Radkasten des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und eine Kühlfläche umfasst, durch die Wärme an die Umgebung des Kraftfahrzeugs abgebbar ist und/oder wenn die zweite Kühleinheit in einem zweiten Radkasten des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und eine Kühlfläche umfasst, durch die Wärme an die Umgebung des Kraftfahrzeugs abgebbar ist.The cooling unit can be designed simply and inexpensively if the first cooling unit is arranged in a first wheel arch of the motor vehicle and comprises a cooling surface through which heat can be given off to the surroundings of the motor vehicle and / or if the second cooling unit is arranged in a second wheel arch of the motor vehicle and comprises a cooling surface through which heat can be given off to the surroundings of the motor vehicle.

Solchenfalls wird über die erste Kühleinheit und/oder über die zweite Kühleinheit Wärme mittels Konvektion, insbesondere erzwungener Konvektion nach außen abgegeben. Dadurch, dass die erste Kühleinheit und/oder die zweite Kühleinheit im Radkasten angeordnet sind, fließt an den Kühlflächen Umgebungsluft mit erhöhter Geschwindigkeit in den Radkästen. Hierdurch wird eine hohe Wärmeabgabe an die Umgebung gewährleistet und die Kühlleistung der ersten Kühleinheit und/oder der zweiten Kühleinheit erhöht.In such a case, heat is emitted to the outside via the first cooling unit and / or via the second cooling unit by means of convection, in particular forced convection. Because the first cooling unit and / or the second cooling unit are arranged in the wheel arch, ambient air flows at the cooling surfaces at an increased speed in the wheel arches. This ensures a high level of heat dissipation to the environment and increases the cooling performance of the first cooling unit and / or the second cooling unit.

Um das mit Druck beaufschlagte und durch die Kühleinrichtung gekühlte Fluid an einen Verbraucher weiterzuführen, erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Ladeluftkühlsystem mindestens ein zweites Fluidführungsmittel umfasst, durch das das mit Druck beaufschlagte und durch die Kühleinrichtung gekühlte Fluid von der Kühleinrichtung einem Fahrzeugaggregat, wie Brennkraftmaschine, zuführbar ist.In order to pass the fluid that is pressurized and cooled by the cooling device on to a consumer, it proves to be advantageous if the charge air cooling system comprises at least one second fluid guide means through which the fluid that is pressurized and cooled by the cooling device is transferred from the cooling device to a vehicle unit, such as Internal combustion engine, can be supplied.

Grundsätzlich ist es denkbar, dass der erste Massestrom und der zweite Massestrom unmittelbar in das Fahrzeugaggregat, wie Brennkraftmaschine, münden. Bei einer Weiterbildung letztgenannten Erfindungsgedankens erweist es sich jedoch als vorteilhaft, wenn das zweite Fluidführungsmittel mindestens eine Hauptleitung, eine erste Teilleitung, eine zweite Teilleitung und ein Verteilerelement umfasst, wobei die erste Teilleitung von der ersten Kühleinheit zum Verteilerelement des zweiten Fluidführungsmittels erstreckt ist, um den durch die erste Kühleinheit gekühlten ersten Massestrom des Fluids der Hauptleitung des zweiten Fluidführungsmittels zuzuführen, wobei die zweite Teilleitung von der zweite Kühleinheit zum Verteilerelement des zweiten Fluidführungsmittels erstreckt ist, um den durch die zweite Kühleinheit gekühlten zweiten Massestrom des Fluids der Hauptleitung des zweiten Fluidführungsmittels zuzuführen und wobei die Hauptleitung vom Verteilerelement zum Fahrzeugaggregat erstreckt ist, um den aus ersten Massenstrom und zweiten Massestrom zusammengeführten Hauptmassestrom dem Fahrzeugaggregat zuzuführen.In principle, it is conceivable that the first mass flow and the second mass flow open directly into the vehicle assembly, such as the internal combustion engine. In a further development of the last-mentioned inventive concept, however, it proves to be advantageous if the second fluid guide means comprises at least one main line, a first subline, a second subline and a distributor element, the first subline extending from the first cooling unit to the distributor element of the second fluid guide means around the to supply the first mass flow of the fluid cooled by the first cooling unit to the main line of the second fluid guide means, the second sub-line extending from the second cooling unit to the distributor element of the second fluid guide means in order to feed the second mass flow of the fluid cooled by the second cooling unit to the main line of the second fluid guide means and wherein the main line extends from the distributor element to the vehicle assembly in order to supply the main mass flow, which is combined from the first mass flow and the second mass flow, to the vehicle assembly.

Solchenfalls wird der erste Massestrom über die erste Teilleitung des zweiten Fluidführungsmittels und der zweite Massestrom über die zweite Teilleitung des zweiten Fluidführungsmittels über das Verteilerelement in eine gemeinsame Hauptleitung des zweiten Kühlführungsmittels zusammengeführt. Hierdurch kann eine Kopplung mit dem Fahrzeugaggregat durch die Verwendung von nur einer Leitung einfach ausgebildet werden.In such a case, the first mass flow via the first subline of the second fluid guide means and the second mass flow via the second subline of the second fluid guide means are brought together via the distributor element into a common main line of the second coolant guide means. As a result, a coupling with the vehicle assembly can be easily implemented through the use of only one line.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die erste Teilleitung des zweiten Fluidführungsmittels und die zweite Teilleitung des zweiten Fluidführungsmittels jeweils eine Querschnittsfläche umfassen, die geringer ist als die Querschnittsfläche der Hauptleitung des zweiten Fluidführungsmittels.It also proves to be advantageous if the first sub-line of the second fluid-guiding means and the second sub-line of the second fluid-guiding means each comprise a cross-sectional area which is smaller than the cross-sectional area of the main line of the second fluid-guiding means.

Dadurch, dass die Hauptleitung des zweiten Fluidführungsmittels einen Querschnitt umfasst, der größer ist als der Querschnitt, der ersten Teilleitung des zweiten Führungsmittels sowie größer ist als der Querschnitt der zweiten Teilleitung des zweiten Fluidführungsmittels, kann durch die Hauptleitung auf einfache Weise ein größerer Massestrom transportiert werden.Because the main line of the second fluid guide means has a cross section that is larger than the cross section of the first subline of the second guide means and larger than the cross section of the second subline of the second fluid guide means, a larger mass flow can easily be transported through the main line .

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Querschnittsfläche der ersten Teilleitung des zweiten Fluidführungsmittels und/oder der zweiten Teilleitung des zweiten Fluidführungsmittels ein Verhältnis zur Querschnittsfläche der Hauptleitung des zweiten Fluidführungsmittels von weniger als 8:10, insbesondere 7:10, insbesondere 6:10, insbesondere 5:10 insbesondere 4:10, umfasst.It also proves to be advantageous if the cross-sectional area of the first sub-line of the second fluid-guiding means and / or the second sub-line of the second fluid-guiding means has a ratio to the cross-sectional area of the main line of the second fluid-guiding means of less than 8:10, in particular 7:10, in particular 6:10 , in particular 5:10 in particular 4:10.

Wenn die Hauptleitung des zweiten Fluidführungsmittels eine Querschnittsfläche umfasst, die doppelt so groß ist, als die Querschnittsfläche der ersten Teilleitung des zweiten Fluidführungsmittels und der zweiten Teilleitung des zweiten Fluidführungsmittels, entsprechen die Strömungsgeschwindigkeiten des ersten Massestroms, des zweiten Massestroms und des Hauptmassestroms nach dem bernoullischen Gesetz einander. Dieses gilt auch für die einzelnen Staudruck- und dynamischen Druckanteile.If the main line of the second fluid-guiding means comprises a cross-sectional area that is twice as large as the cross-sectional area of the first sub-line of the second fluid-guiding means and the second sub-line of the second fluid-guiding means, the flow velocities of the first mass flow, the second mass flow and the main mass flow correspond to Bernoull’s law each other. This also applies to the individual dynamic pressure and dynamic pressure components.

Das Ladeluftkühlsystem kann grundsätzlich bei einer Vielzahl von Kraftfahrzeugen mit Turboladesystem Verwendung finden. Wenn das Ladeluftkühlsystem Verwendung findet bei einem Kraftfahrzeug mit einem Miller-Brennverfahren, ist bei einer Ausführungsform des Ladeluftkühlsystems vorgesehen, dass der Druck, mit dem das Fluid zumindest bei Übergang vom Druckerzeugungsmittel in das erste Fluidführungsmittel durch das Druckerzeugungsmittel beaufschlagt, mindestens 2,5 Bar, insbesondere mindestens 3,0 Bar, insbesondere mindestens 3,3 Bar, insbesondere mindestens 3,5 Bar, umfasst.The charge air cooling system can in principle be used in a large number of motor vehicles with a turbocharging system. If the charge air cooling system is used in a motor vehicle with a Miller combustion process, one embodiment of the charge air cooling system provides that the pressure with which the fluid is at least Transition from the pressure generating means to the first fluid guiding means acted upon by the pressure generating means, comprises at least 2.5 bar, in particular at least 3.0 bar, in particular at least 3.3 bar, in particular at least 3.5 bar.

Hierdurch ist der Druck, mit dem das Fluid beaufschlagt ist, im Vergleich zu sonstigen Turboladeverfahren erhöht. Hierdurch ist auch die Temperatur des mit Druck beaufschlagten Fluids, zumindest bei Übergang vom Druckerzeugungsmittel in das erste Fluidführungsmittel, erhöht.As a result, the pressure with which the fluid is applied is increased compared to other turbo-charging processes. As a result, the temperature of the pressurized fluid is also increased, at least during the transition from the pressure generating means to the first fluid guiding means.

Durch den erhöhten Druck sind bei einer Brennkraftmaschine mit Miller-Brennverfahren, bei dem zum Befüllen der Zylinder des Verbrennungsmotors mit Fluid, insbesondere Ladeluft, nur kurze Öffnungszeiten zur Verfügung stehen, die Ladezylinder mit ausreichend Fluid befüllbar.Due to the increased pressure, in an internal combustion engine with a Miller combustion process, in which only short opening times are available for filling the cylinders of the internal combustion engine with fluid, in particular charge air, the charging cylinders can be filled with sufficient fluid.

Das Verteilerelement kann grundsätzlich beliebig ausgebildet sein, sofern es der technischen Funktion nachkommt, den Hauptmassestrom in einen ersten Teilmassestrom und einen zweiten Teilmassestrom aufzuteilen oder wieder zusammenzuführen.The distributor element can in principle be designed as desired, provided that it fulfills the technical function of dividing the main mass flow into a first partial mass flow and a second partial mass flow or combining it again.

Das Verteilerelement lässt sich einfach und kostengünstig bereitstellen, wenn dass das Verteilerelement des ersten Fluidführungsmittels und/oder das Verteilerelement des zweiten Fluidführungsmittels ein Y-Stück umfasst.The distributor element can be provided simply and inexpensively if the distributor element of the first fluid guide means and / or the distributor element of the second fluid guide means comprises a Y-piece.

Um die Hauptleitung des ersten Fluidführungsmittels zur Aufnahme des Hauptmassestroms mit hohen Drücken zu unterstützen, umfasst ein Ausführungsbeispiel des Ladeluftkühlsystems mindestens ein Verstärkungselement, das in einem Übergangsbereich vom Druckerzeugungsmittel in die Hauptleitung des ersten Fluidführungsmittels anordenbar oder angeordnet ist.In order to support the main line of the first fluid guide means for taking up the main mass flow with high pressures, one embodiment of the charge air cooling system comprises at least one reinforcing element that can be or is arranged in a transition area from the pressure generating means to the main line of the first fluid guide means.

Das Verstärkungselement kann beispielsweise eine Materialverdickung der Hauptleitung umfassen oder durch ein separates oder separierbares Verstärkungsteil gebildet sein. Dieses kann beispielsweise ein Metallteil, ein Kunststoffteil oder Dergleichen umfassen.The reinforcing element can, for example, comprise a material thickening of the main line or be formed by a separate or separable reinforcing part. This can include, for example, a metal part, a plastic part or the like.

Grundsätzlich ist es denkbar, dass die erste Teilleitung des ersten Fluidführungsmittels eine gleich große Querschnittsfläche, wie die zweite Teilleitung des ersten Fluidführungsmittels umfasst. Solchenfalls teilt sich der Hauptmassestrom des Fluids gleichmäßig auf den ersten Massestrom des Fluids und den zweiten Massestrom des Fluids auf. Wenn die erste Teilleitung des ersten Fluidführungsmittels und die zweite Teilleitung des ersten Fluidführungsmittels voneinander abweichende Querschnittsflächen umfassen, wird sich der Hauptmassestrom über das Verteilerelement derart auf die erste Teilleitung und die zweite Teilleitung aufteilen, dass in der Hauptleitung des ersten Fluidführungsmittels, der ersten Teilleitung des ersten Fluidführungsmittels und der zweiten Teilleitung des ersten Fluidführungsmittels überall der gleiche Totaldruck herrscht.In principle, it is conceivable that the first subline of the first fluid guide means comprises a cross-sectional area of the same size as the second subline of the first fluid guide means. In such a case, the main mass flow of the fluid is evenly divided between the first mass flow of the fluid and the second mass flow of the fluid. If the first sub-line of the first fluid-guiding means and the second sub-line of the first fluid-guiding means comprise cross-sectional areas that differ from one another, the main mass flow will be divided over the distributor element into the first sub-line and the second sub-line in such a way that in the main line of the first fluid-guiding means, the first sub-line of the first Fluid guide means and the second partial line of the first fluid guide means, the same total pressure prevails everywhere.

Unter Totaldruck wird die Summe aus dem statischen Druckanteil und dem dynamischen Druckanteil des mit Druck beaufschlagten Fluids verstanden.Total pressure is understood to be the sum of the static pressure component and the dynamic pressure component of the pressurized fluid.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die erste Teilleitung des zweiten Fluidführungsmittels eine Querschnittsfläche umfasst, die der Querschnittsfläche der ersten Teilleitung des ersten Fluidführungsmittels entspricht. Entsprechend erweist es sich als vorteilhaft, wenn die zweite Teilleitung des zweiten Fluidführungsmittels eine Querschnittsfläche umfasst, die die Querschnittsfläche der zweiten Teilleitung des ersten Fluidführungsmittels entspricht.It also proves to be advantageous if the first sub-line of the second fluid-guiding means comprises a cross-sectional area which corresponds to the cross-sectional area of the first sub-line of the first fluid-guiding means. Accordingly, it proves to be advantageous if the second sub-line of the second fluid-guiding means comprises a cross-sectional area which corresponds to the cross-sectional area of the second sub-line of the first fluid-guiding means.

Die Temperatur des Fluids lässt sich weiter reduzieren, wenn die Querschnittsfläche der Hauptleitung des zweiten Fluidführungsmittels eine Querschnittsfläche umfasst, die größer ist, als die Querschnittsfläche der Hauptleitung des ersten Fluidführungsmittels.The temperature of the fluid can be further reduced if the cross-sectional area of the main line of the second fluid-guiding means comprises a cross-sectional area which is larger than the cross-sectional area of the main line of the first fluid-guiding means.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des Ladeluftkühlsystems.Further features, details and advantages of the invention emerge from the attached patent claims, from the drawing and the following description of a preferred embodiment of the charge air cooling system.

In der Zeichnung zeigt:

  • 1 Eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel des Ladeluftkühlsystems.
In the drawing shows:
  • 1 A top view of an embodiment of the charge air cooling system.

1 zeigt ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 versehenes Ladeluftkühlsystem für ein Kraftfahrzeug (in den Figuren nicht explizit dargestellt). Das Ladeluftkühlsystem 2 umfasst ein Druckerzeugungsmittel 4, wie Verdichter, durch das ein Fluid mit Druck beaufschlagbar ist. 1 shows an overall with the reference number 2 provided charge air cooling system for a motor vehicle (not explicitly shown in the figures). The charge air cooling system 2 comprises a pressure generating means 4th , such as a compressor, through which a fluid can be pressurized.

Ferner umfasst das Ladeluftkühlsystem 2 eine Kühleinrichtung 6, durch die eine Temperatur des mit Druck beaufschlagten Fluids reduzierbar ist. Das Ladeluftkühlsystem 2 umfasst ein erstes Fluidführungsmittel 8, durch das das mit Druck beaufschlagte Fluid von dem Druckerzeugungsmittel 4 zur Kühleinrichtung 6 führbar ist. Das erste Fluidführungsmittel 8 weist ein Verteilerelement 10 auf, durch das ein Hauptmassestrom des Fluids einer Hauptleitung 12 des ersten Fluidführungsmittels 8 auf eine erste Teilleitung 14 des ersten Fluidführungsmittels 8 und eine zweite Teilleitung 16 des ersten Fluidführungsmittels 8 aufteilbar ist. Furthermore, the charge air cooling system comprises 2 a cooling device 6th by which a temperature of the pressurized fluid can be reduced. The charge air cooling system 2 comprises a first fluid guide means 8th , through which the pressurized fluid from the pressure generating means 4th to the cooling device 6th is feasible. The first fluid guide means 8th has a distributor element 10 on, through which a main mass flow of the fluid of a main line 12th of the first fluid guide means 8th on a first partial line 14th of the first fluid guide means 8th and a second sub-line 16 of the first fluid guide means 8th is divisible.

Durch die erste Teilleitung 14 des ersten Fluidführungsmittels 8 ist ein erster Massestrom des Fluids einer ersten Kühleinheit 18 der Kühleinrichtung 6 zuführbar. Durch die zweite Teilleitung 16 des ersten Fluidführungsmittels 8 ist ein zweiter Massestrom des Fluids einer zweiten Kühleinheit 20 der Kühleinrichtung 6 zuführbar. Die erste Teilleitung 14 des ersten Fluidführungsmittels 8 und die zweite Teilleitung 16 des ersten Fluidführungsmittels 8, umfassen jeweils eine Querschnittsfläche, die geringer ist als die Querschnittsfläche der Hauptleitung 12 des ersten Führungsmittels 8. Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Querschnittsfläche der ersten Teilleitung 14 des ersten Fluidführungsmittels 8 die gleiche Querschnittsfläche, wie die zweite Teilleitung 16 des ersten Fluidführungsmittels 8.Through the first partial line 14th of the first fluid guide means 8th is a first mass flow of the fluid of a first cooling unit 18th the cooling device 6th feedable. Through the second part of the line 16 of the first fluid guide means 8th is a second mass flow of the fluid of a second cooling unit 20th the cooling device 6th feedable. The first partial line 14th of the first fluid guide means 8th and the second subline 16 of the first fluid guide means 8th , each comprise a cross-sectional area which is less than the cross-sectional area of the main line 12th of the first guide means 8th . In the exemplary embodiment shown in the figures, the cross-sectional area comprises the first partial line 14th of the first fluid guide means 8th the same cross-sectional area as the second sub-line 16 of the first fluid guide means 8th .

Die erste Kühleinheit 18 ist in einem ersten Radkasten des Kraftfahrzeugs (in den Figuren nicht explizit dargestellt) angeordnet. Hierzu umfasst sie eine Kühlfläche 22, durch die die Wärme an die Umgebung des Kraftfahrzeugs abgebbar ist. Entsprechend umfasst die zweite Kühleinheit 20 eine Kühlfläche 22, die in einem zweiten Radkasten des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und durch die Wärme an die Umgebung des Kraftfahrzeugs abgebbar ist.The first cooling unit 18th is arranged in a first wheel arch of the motor vehicle (not explicitly shown in the figures). For this purpose, it includes a cooling surface 22nd , through which the heat can be given off to the surroundings of the motor vehicle. The second cooling unit accordingly comprises 20th a cooling surface 22nd , which is arranged in a second wheel arch of the motor vehicle and can be given off by the heat to the environment of the motor vehicle.

Um das durch die erste Kühleinheit 18 und die zweite Kühleinheit 20 der Kühleinrichtung 6 gekühlte Fluid einem Fahrzeugaggregat zuzuführen, umfasst das Ladeluftkühlsystem 2 ein zweite Fluidführungsmittel 24. Dieses umfasst eine Hauptleitung 26, eine erste Teilleitung 28 sowie eine zweite Teilleitung 30. Die erste Teilleitung 28 des zweiten Fluidführungsmittel 24 und die zweite Teilleitung 30 des zweiten Fluidführungsmittels 24 werden über ein Verteilerelement 10 zusammengeführt und münden gemeinsam in die Hauptleitung 26 des zweiten Fluidführungsmittels 24. Auch beim zweiten Fluidführungsmittel 24 umfassen die erste Teilleitung 28 des zweiten Fluidführungsmittels 24 und die zweite Teilleitung 30 des zweiten Fluidführungsmittels 24 eine Querschnittsfläche, die geringer ist als die Querschnittsfläche der Hauptleitung 26 des zweiten Fluidführungsmittels 24.To that through the first cooling unit 18th and the second cooling unit 20th the cooling device 6th To supply cooled fluid to a vehicle assembly includes the charge air cooling system 2 a second fluid guide means 24 . This includes a main line 26th , a first partial line 28 as well as a second partial line 30th . The first partial line 28 of the second fluid guide means 24 and the second subline 30th of the second fluid guide means 24 are via a distribution element 10 come together and flow together into the main line 26th of the second fluid guide means 24 . Even with the second fluid guide means 24 include the first subline 28 of the second fluid guide means 24 and the second subline 30th of the second fluid guide means 24 a cross-sectional area that is less than the cross-sectional area of the main conduit 26th of the second fluid guide means 24 .

Bei dem in den 1 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das Verteilerelement 10 jeweils ein Y-Stück.The one in the 1 The embodiment shown comprises the distributor element 10 a Y-piece each.

Um die Hauptleitung 12 des ersten Fluidführungsmittels 8 aufgrund der herrschenden hohen Drücke zu unterstützen, ist bei dem in 1 ersichtlichen Ausführungsbeispiel ein Verstärkungselement 32 vorgesehen, das in einem Übergangsbereich vom Druckerzeugungsmittel 4 in die Hauptleitung 12 des ersten Fluidführungsmittels 8 angeordnet ist.To the main line 12th of the first fluid guide means 8th due to the high pressures prevailing, is essential for the in 1 apparent embodiment a reinforcing element 32 provided in a transition area from the pressure generating means 4th in the main line 12th of the first fluid guide means 8th is arranged.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung, können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination in der Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.The features of the invention disclosed in the above description, in the claims and in the drawing can be essential both individually and in any combination in the implementation of the invention in its various embodiments.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

22
LadeluftkühlsystemIntercooling system
44th
DruckerzeugungsmittelPressure generating means
66th
KühleinrichtungCooling device
88th
erstes Fluidführungsmittelfirst fluid guide means
1010
VerteilerelementDistribution element
1212th
Hauptleitung des ersten FluidführungsmittelsMain line of the first fluid guide means
1414th
erste Teilleitung des ersten Fluidführungsmittelsfirst partial line of the first fluid guide means
1616
zweite Teilleitung des ersten Fluidführungsmittelssecond partial line of the first fluid guide means
1818th
erste Kühleinheitfirst cooling unit
2020th
zweite Kühleinheitsecond cooling unit
2222nd
KühlflächeCooling surface
2424
zweites Fluidführungsmittelsecond fluid guide means
2626th
Hauptleitung des zweiten FluidführungsmittelsMain line of the second fluid guide means
2828
erste Teilleitung des zweiten Fluidführungsmittelsfirst partial line of the second fluid guide means
3030th
zweite Teilleitung des zweiten Fluidführungsmittelssecond partial line of the second fluid guide means
3232
VerstärkungselementReinforcement element

Claims (10)

Ladeluftkühlsystem (2) für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einem Druckerzeugungsmittel (4), wie Verdichter, durch das ein Fluid mit Druck beaufschlagbar ist, mit mindestens einer Kühleinrichtung (6), durch die eine Temperatur des mit Druck beaufschlagten Fluids reduzierbar ist, und mit mindestens einem ersten Fluidführungsmittel (8), durch das das mit Druck beaufschlagte Fluid von dem Druckerzeugungsmittel (4) zur Kühleinrichtung (6) führbar ist, wobei das erste Fluidführungsmittel (8) ein Verteilerelement (10) umfasst, durch das ein Hauptmassestrom des Fluids einer Hauptleitung (12) des ersten Fluidführungsmittels (8) auf eine erste Teilleitung (14) des ersten Fluidführungsmittels (8), durch die ein erster Massestrom des Fluids einer ersten Kühleinheit (18) der Kühleinrichtung (6) zuführbar ist, und auf eine zweite Teilleitung (16) des ersten Fluidführungsmittels (8) aufteilbar ist, durch die ein zweiter Massestrom des Fluids einer zweiten Kühleinheit (20) der Kühleinrichtung (6) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilleitung (14) des ersten Fluidführungsmittels (8) und die zweite Teilleitung (16) des ersten Fluidführungsmittels (8) jeweils eine Querschnittsfläche umfasst, die geringer ist als die Querschnittsfläche der Hauptleitung (12) des ersten Fluidführungsmittels (8).Charge air cooling system (2) for a motor vehicle, with at least one pressure generating means (4), such as a compressor, through which a fluid can be pressurized, with at least one cooling device (6), through which a temperature of the pressurized fluid can be reduced, and with at least one first fluid guide means (8) through which the pressurized fluid can be guided from the pressure generating means (4) to the cooling device (6), the first fluid guide means (8) comprising a distributor element (10) through which a main mass flow of the fluid is a Main line (12) of the first fluid guide means (8) to a first subline (14) of the first fluid guide means (8), through which a first mass flow of the fluid can be fed to a first cooling unit (18) of the cooling device (6), and to a second subline (16) of the first fluid guide means (8) can be divided, through which a second mass flow of the fluid is fed to a second cooling unit (20) of the cooling device (6) is feasible, characterized in that the first part line (14) of the first fluid guide means (8) and the second part line (16) of the first fluid guide means (8) each comprises a cross-sectional area which is smaller than the cross-sectional area of the main line (12) of the first Fluid guide means (8). Ladeluftkühlsystem (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche der ersten Teilleitung (14) des ersten Fluidführungsmittels (8) und/oder der zweiten Teilleitung (16) des ersten Fluidführungsmittels (8) ein Verhältnis zur Querschnittsfläche der Hauptleitung (12) des ersten Fluidführungsmittels (8) von weniger als 8:10, insbesondere 7:10, insbesondere 6:10, insbesondere 5:10 insbesondere 4:10, umfasst.Charge air cooling system (2) Claim 1 , characterized in that the cross-sectional area of the first sub-line (14) of the first fluid-guiding means (8) and / or the second sub-line (16) of the first fluid-guiding means (8) has a ratio to the cross-sectional area of the main line (12) of the first fluid-guiding means (8) of less than 8:10, in particular 7:10, in particular 6:10, in particular 5:10 in particular 4:10. Ladeluftkühlsystem (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kühleinheit (18) in einem ersten Radkasten des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und eine Kühlfläche (22) umfasst, durch die Wärme an die Umgebung des Kraftfahrzeugs abgebbar ist und/oder dass die zweite Kühleinheit (20) in einem zweiten Radkasten des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und eine Kühlfläche (22) umfasst, durch die Wärme an die Umgebung des Kraftfahrzeugs abgebbar ist.Charge air cooling system (2) Claim 1 or 2 , characterized in that the first cooling unit (18) is arranged in a first wheel arch of the motor vehicle and comprises a cooling surface (22) through which heat can be given off to the surroundings of the motor vehicle and / or that the second cooling unit (20) is in a second Wheel arch of the motor vehicle is arranged and comprises a cooling surface (22) through which heat can be given off to the surroundings of the motor vehicle. Ladeluftkühlsystem (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens ein zweites Fluidführungsmittel (24), durch das das mit Druck beaufschlagte und durch die Kühleinrichtung (6) gekühlte Fluid von der Kühleinrichtung (6) einem Fahrzeugaggregat, wie Brennkraftmaschine, zuführbar ist.Charge air cooling system (2) according to at least one of the preceding claims, characterized by at least one second fluid guide means (24) through which the pressurized fluid, cooled by the cooling device (6), can be fed from the cooling device (6) to a vehicle assembly, such as an internal combustion engine . Ladeluftkühlsystem (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Fluidführungsmittel (24) mindestens eine Hauptleitung (26), eine erste Teilleitung (28), eine zweite Teilleitung (30) und ein Verteilerelement (10) umfasst, wobei die erste Teilleitung (28) von der ersten Kühleinheit (18) zum Verteilerelement (10) des zweiten Fluidführungsmittels (24) erstreckt ist, um den durch die erste Kühleinheit (18) gekühlten ersten Massestrom des Fluids der Hauptleitung (26) des zweiten Fluidführungsmittels (24) zuzuführen, wobei die zweite Teilleitung (30) von der zweite Kühleinheit (20) zum Verteilerelement (10) des zweiten Fluidführungsmittels (24) erstreckt ist, um den durch die zweite Kühleinheit (20) gekühlten zweiten Massestrom des Fluids der Hauptleitung (26) des zweiten Fluidführungsmittels (24) zuzuführen und wobei die Hauptleitung (26) vom Verteilerelement (10) zum Fahrzeugaggregat erstreckt ist, um den aus ersten Massenstrom und zweiten Massestrom zusammengeführten Hauptmassestrom dem Fahrzeugaggregat zuzuführen.Charge air cooling system (2) Claim 4 , characterized in that the second fluid guide means (24) comprises at least one main line (26), a first partial line (28), a second partial line (30) and a distributor element (10), the first partial line (28) from the first cooling unit (18) extends to the distributor element (10) of the second fluid guide means (24) in order to supply the first mass flow of the fluid, cooled by the first cooling unit (18), to the main line (26) of the second fluid guide means (24), the second subline (30 ) extends from the second cooling unit (20) to the distributor element (10) of the second fluid guide means (24) in order to supply the second mass flow of the fluid cooled by the second cooling unit (20) to the main line (26) of the second fluid guide means (24) and wherein the main line (26) extends from the distributor element (10) to the vehicle assembly in order to supply the main mass flow, which is combined from the first mass flow and the second mass flow, to the vehicle assembly listen. Ladeluftkühlsystem (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilleitung (28) des zweiten Fluidführungsmittels (24) und die zweite Teilleitung (30) des zweiten Fluidführungsmittels (24) jeweils eine Querschnittsfläche umfassen, die geringer ist als die Querschnittsfläche der Hauptleitung des zweiten Fluidführungsmittels (26).Charge air cooling system (2) Claim 5 , characterized in that the first sub-line (28) of the second fluid-guiding means (24) and the second sub-line (30) of the second fluid-guiding means (24) each comprise a cross-sectional area which is smaller than the cross-sectional area of the main line of the second fluid-guiding means (26). Ladeluftkühlsystem (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche der ersten Teilleitung (28) des zweiten Fluidführungsmittels (24) und/oder der zweiten Teilleitung (30) des zweiten Fluidführungsmittels (24) ein Verhältnis zur Querschnittsfläche der Hauptleitung (26) des zweiten Fluidführungsmittels (24) von weniger als 8:10, insbesondere 7:10, insbesondere 6:10, insbesondere 5:10 insbesondere 4:10, umfasst.Charge air cooling system (2) Claim 6 , characterized in that the cross-sectional area of the first sub-line (28) of the second fluid-guiding means (24) and / or the second sub-line (30) of the second fluid-guiding means (24) has a ratio to the cross-sectional area of the main line (26) of the second fluid-guiding means (24) of less than 8:10, in particular 7:10, in particular 6:10, in particular 5:10 in particular 4:10. Ladeluftkühlsystem (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement (10) des ersten Fluidführungsmittels (8) und/oder das Verteilerelement (10) des zweiten Fluidführungsmittels (24) ein Y-Stück umfasst.Charge air cooling system (2) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the distributor element (10) of the first fluid guide means (8) and / or the distributor element (10) of the second fluid guide means (24) comprises a Y-piece. Ladeluftkühlsystem (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet, durch mindestens ein Verstärkungselement (32), das in einem Übergangsbereich vom Druckerzeugungsmittel (4) in die Hauptleitung (12) des ersten Fluidführungsmittels (8) anordenbar oder angeordnet ist.Charge air cooling system (2) according to at least one of the preceding claims, characterized by at least one reinforcing element (32) which can be or is arranged in a transition area from the pressure generating means (4) to the main line (12) of the first fluid guiding means (8). Kraftfahrzeug mit einem Ladeluftkühlsystem (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Motor vehicle with a charge air cooling system (2) according to one of the Claims 1 to 9 .
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