DE1784980U

DE1784980U - COOLING SYSTEM FOR DIESEL ENGINES WITH RECHARGE.

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Publication number: DE1784980U
Application number: DE1958V0009329
Authority: DE
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG; JM Voith GmbH
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG; JM Voith GmbH
Priority date: 1958-09-20
Filing date: 1958-09-20
Publication date: 1959-03-12

Description

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Die Einrichtung zum Ausschalten des Ladeluftkühlers kann dabei etwa aus einem zwischen der Förderpumpe des Kreislaufes zur Kühlung der Ladeluft und dem Ladeluftkühler liegenden Absperrventil bestehen. Die Einrichtung zum Parallelschalten der Außenluft-Wasserkühler beider Kreisläufe weist beispielsweise eine durch ein Ventil absperrbare Verbindungsleitung zwischen dem einen Ast des einen Kühlwasserkreislaufes und dem einen Ast des anderen sowie eine die beiden anderen Äste miteinander verbindende weitere Verbindungsleitung auf. Zweckmäßigerweise werden die die Umwälzpumpen enthaltenden Äste einerseits und die beiden anderen Äste andererseits miteinander verbunden, wobei die Pumpen jeweils in Strömungsrichtung gesehen in dem Ast hinter dem Kühler liegen. vorrichtung Durch eine solche Ausbildung der Kühlsaisgs lassen sich erhebliche Vorteile erzielen. Im normalen Betrieb (Sommerbetrieb) arbeiten beide Kühlkreisläufe unabhängig voneinander, d. h. sie sind mindestens wasserseitig völlig voneinander getrennt. Für den Winterbetrieb, bei dem eine Kühlung der Ladeluft nicht erforderlich ist, da sie mit genügend tiefer Temperatur angesaugt wird, wird durch Absperren des zwischen der Pumpe des Kreislaufes zur Kühlung der Ladeluft und dem Ladeluftkühler liegenden Ventiles der Ladeluftkühler vom Kreislauf abgeschaltet und gleichzeitig durch Öffnen des Ventiles in der Verbindungsleitung zwischen den beiden Kühlwasserkreisläufen der Wasserkühler des einen Kreislaufes mit dem Wasserkühler des anderen Kreislaufes parallel geschaltet, oder es werden beide Wasserkühler hintereinandergeschaltet, so dass der Wasserkühler des Kreislaufes zur Kühlung der Ladeluft vor oder hinter dem Wasserkühler des anderen Kreislaufes liegt. The device for switching off the intercooler can be about from one between the feed pump of the circuit for cooling the charge air and the intercooler located shut-off valve. The device for parallel switching the outside air water cooler of both circuits has, for example, a through a Valve lockable connecting line between one branch of a cooling water circuit and one branch of the other and one that connects the other two branches further connection line on. Appropriately, those containing the circulation pumps Branches on the one hand and the other two branches on the other hand connected to each other, wherein the pumps are each seen in the direction of flow in the branch behind the cooler lie. device By such a training the Kühlsaisgs can be considerable Achieve advantages. Both cooling circuits work in normal operation (summer operation) independent of each other, d. H. they are at least completely apart from one another on the water side separated. For winter operation when the charge air does not need to be cooled because it is sucked in at a sufficiently low temperature, it is shut off between the pump of the circuit for cooling the charge air and the charge air cooler the intercooler is disconnected from the circuit and at the same time by opening the valve in the connection line between the two cooling water circuits the water cooler of one circuit with the water cooler of the other circuit connected in parallel, or both water coolers are connected in series, so that the water cooler of the circuit for cooling the charge air in front of or behind the water cooler of the other circuit.

Dies bringt den einen Vorteil, dass der von seinem Kreislauf abgeschaltete Wasserkühler des Kreislaufes zur Kühlung der Ladeluft von einem Teil oder dem gesamten Motor- kühlwasser durchströmt und durch dieses aufgewärmt und so vor dem Einfrieren geschützt wird. Neuerung Nach einem weiteren Vorschlag der Iheia « ung wird der Wasserkühler des Kreislaufes zur Kühlung der Ladeluft unmittel- bar in bzw. vor die Eintrittsöffnung der Leitung bzw. des Filters gesetzt, durch die bzw. durch den die Luft für den Motor angesaugt wird. Durch die beschriebene Aufheizung des Wasserkühlers durch das Motorkühlwasser wird so auch ein Zusetzen der Eintrittsöffnung mit Schnee oder ein Zufrieren der Eintrittsöffnung verhindert. Dadurch erübrigt sich die Anordnung von Jalousien mit besonderer Heizung vor den Kühlern und vor der Eintrittsöffnung bzw. dem Luftfilter. Gemäß der Erfindung wird somit der im Sommerbetrieb zur Kühlung des Wassers für den Ladeluftkühler dienende Wasserkühler im Winterbetrieb als Heizvorrichtung für den Eintritt der Ladeluft verwendet. Durch Anordnung eines etwa von Hand zu betätigenden Regelventiles im Motorkühlwasser-Kreislauf, vorzugsweise unmittelbar hinter der Anschlußstelle der absperrbaren Verbindungsleitung zum anderen Kreislauf läßt sich die im Winterbetrieb den Wasserkühler des Ladeluftkreislaufes durchströmende Wassermenge in gewissen Grenzen regulieren. Die verbleibende Wassermenge durchströmt dabei jeweils den Wasserkühler des Motorkühlwasser-Kreislaufes. - Das Umschalten von Sommer-auf Winterbetrieb kann etwa bei einer Außentemperatur von 00 C erfolgen. Um bei stillstehender SM ein schnelles Auskühlen zu verhindern, kann das genannte Regelventil im Mo- torkühlwasserkreislauf beim Abschalten des Motors vollständig geschlossen werden, so dass der Hauptteil der Kühlä&EgßS Thermo-Syphonwirkung keine Wärme mehr nach außen abgibt. di N Für SenEraangsgeäSkH ist es grundsätzlich uner- voirichtun heblich, in welcher Weise die Kühlani Chtogt aufgebaut ist, ob es sich also etwa um eine Kühlergruppe mit zwei Reihen seitlich angeordneter Wasserkühler für Dacheinbau oder etwa richt um eine StirnkühlSSis hagelt. Auch die Art des Kühlsystems an sich, also die Art der Wasserführung und die Anordnung der Ausgleichsbehälter für die Kühler ist für die Erfindung an sich ohne Bedeutung. Die Motorschmierölwärme kann etwa im Kühlkreislauf des Motors oder aber auch wie an sich bekannt, im Kühlkreislauf der Ladeluft abgeführt werden, in dem der Wärmetauscher für das Motorschmieröl in den einen oder anderen Kühlkreislauf mit eingeschaltet wird.This has the advantage that the circuit's water cooler, which is switched off from its circuit, is used to cool the charge air from part or all of the engine cooling water flows through and warmed up by this and so before protected from freezing. innovation After a further proposal from the marriage, the Water cooler of the circuit for cooling the charge air directly bar in or in front of the inlet opening of the line or the Filters set through which the air for the engine is sucked in. The above-described heating of the water cooler by the engine cooling water also prevents the inlet opening from becoming clogged with snow or the inlet opening from freezing over. This eliminates the need to arrange blinds with special heating in front of the coolers and in front of the inlet opening or the air filter. According to the invention, the water cooler, which is used to cool the water for the charge air cooler in summer operation, is used as a heating device for the entry of the charge air in winter operation. By arranging a control valve to be operated by hand in the engine cooling water circuit, preferably immediately behind the connection point of the lockable connecting line to the other circuit, the amount of water flowing through the water cooler of the charge air circuit in winter operation can be regulated within certain limits. The remaining amount of water flows through the water cooler of the Engine cooling water circuit. - Switching from summer to winter operation can be about at an outside temperature of 00 C. To get a quick To prevent cooling down, the mentioned control valve can be used in the The cooling water circuit is complete when the engine is switched off are closed, so that the main part of the Kühlä & EgßS Thermo-siphon effect no longer gives off any heat to the outside. di N For SenEraangsgeäSkH it is fundamentally un- voirichtun it is important to know how the Kühlani Chtogt is structured, So whether it's a cooler group with two rows laterally arranged water cooler for roof installation or about right around a forehead coolSSis hails. Also the type of cooling system in itself, so the type of water flow and the arrangement of the Expansion tank for the radiator is essential for the invention irrelevant. The engine lubricating oil heat can be dissipated in the cooling circuit of the engine or, as is known per se, in the cooling circuit of the charge air, in which the heat exchanger for the engine lubricating oil is switched on in one or the other cooling circuit.

Nach einem besonderen Vorschlag wird der Wasserkühler des Ladeluftkühlkreislaufes in mehrere Einheiten unterteilt, von denen die eine vor dem bzw. den Wasserkühlern des Motorkühlkreislaufes und wenigstens eine vor der Ansaugöffnung des Turboladers bzw. des Luftfilters oder der Einlaßöffnung der Ansaugleitung des Turboladers angeordnet wird. The water cooler of the charge air cooling circuit is based on a special proposal divided into several units, one of which is in front of the water cooler (s) of the engine cooling circuit and at least one in front of the intake opening of the turbocharger or the air filter or the inlet opening of the intake line of the turbocharger will.

Um bei Abschaltung des Ladeluftkühlers durch Absperren der von der Pumpe zum Ladeluftkühler führenden Leitung ein Ar- beiten der Pumpe gegen das geschlossene Ventil zu vermeiden ? wird gemäß einem weiteren Vorschlag der eine den La- deluftkühler umgehende dünne Kurzschlußleitung angeordnet. Die Wasserkühler des Kreislaufes zur Kühlung der Ladeluft werden wesentlich robuster, widerstandsfähiger und temperaturunabhängiger ausgeführt und zweckmäßigerweise direkt in die Außenwand des Fahrzeuges eingebaut, so dass sie gleichzeitig die Aufgabe der sonst üblichen starren und breiten Jalousien übernehmen können. Durch ihre kräftige Ausbildung können sie die Beanspruchungen aufnehmen, die etwa durch herunterhängende Eis- zapfen oder sonstige harte Gegenstände verursacht werden könnten. Neue- rung In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der BaxßamHc J. U. ll duaig dargestellt und nachfolgend näher beschrieben. Die Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Kuh C B Sür eirlen mit Aufladung arbeitenden Dieselmotor zum Antrieb eines Schienenfahrzeuges. (Zur besseren Übersicht sind die ein- zelnen Leitungssysteme mit verschiedenen Stricharten dar- gestellt. ) Das Schienenfahrzeug ixaga weist einen Dieselmotor 1 auf, der von einem nicht dargestellten Kühlmantel umgeben ist. Mittels einer Um- wälzpumpe 2 wird über die Leitung 3a des Leitungssystems 3 (ausgezogene Linie) Kühlwasser durch den Kühlmantel des Motors 1 gedrückt, das erwärmt über die Leitungen 3b und 3c Wasserkühlern 4 zuströmt. Diese Wasserkühler 4 werden von dem mittels eines Ventilators 5 erzeugten Luftstrom beaufschlagt.In order to prevent work when the intercooler is switched off by shutting off the line leading from the pump to the intercooler. to avoid working the pump against the closed valve? according to a further proposal, one of the Deluftkühler arranged bypassing thin short-circuit line. The water cooler of the circuit for cooling the charge air are made much more robust, resistant and temperature-independent and are expediently built directly into the outer wall of the vehicle, so that they can simultaneously take on the task of the otherwise usual rigid and wide blinds. Thanks to their strong training, they can do the Absorb stresses caused by hanging ice tapping or other hard objects. New- tion In the drawing is an embodiment of the BaxßamHc JU ll shown in two ways and described in more detail below. The figure 1 shows schematically the structure of a cow C according to the invention B Sür eiren with supercharging diesel engine for propulsion of a rail vehicle. (For a better overview, the individual line systems with different line types posed. ) The rail vehicle ixaga has a diesel engine 1, which is of a is surrounded cooling jacket, not shown. By means of a Circulating pump 2 is via line 3a of line system 3 (Solid line) Cooling water is pressed through the cooling jacket of the engine 1, which is heated and flows to the water cooler 4 via the lines 3b and 3c. These water coolers 4 are acted upon by the air flow generated by means of a fan 5.

Das Motorkühlwasser wird in den Wasserkühlern 4 zurückgekühlt, fließt in die Ausgleichs-und Reservebehälter 6 und über die Leitung 3d wieder der Umwälzpumpe 2 zu.The engine cooling water is cooled back in the water cooler 4, flows into the equalization and reserve tank 6 and again to the circulation pump via line 3d 2 to.

Zur Aufladung der über den Filter'7 und die Leitung 8 angesaugten Motorluft ist ein Turbolader 9 vorgesehen. Die vom Turbolader 9. verdichtete Luft wird in einem von Wasser beaufschlagten Ladeluftkühler 10 gekühlt, nach dessen Durchlauf die gekühlte Luft über die Leitung 11 in den Dieselmotor 1 strömt. To charge the sucked in through the filter'7 and the line 8 A turbocharger 9 is provided for engine air. The air compressed by the 9. turbocharger is cooled in a charge air cooler 10 acted upon by water, after its passage the cooled air flows into the diesel engine 1 via the line 11.

Zur Rückkühlung des im Ladeluftkühler erwärmten Wassers ist ein zweiter Kreislauf (Leistungssystem 12, Strich-Punkt-Strichlinie) vorgesehen. Das von der Luft erwärmte Wasser fließt über eine Leitung 12a mehreren hintereinandergeschalteten Wasserkühlern 13, 13", 13"'zu, die über Leitungen 12b und 12c miteinander verbunden sind. Von dem in Strömungsrichtung gesehen letzten Kühler 13'"gelangt das Wasser über eine Leitung 12d zu einem Ausgleichs-und Reservebehälter 14, von dem es über eine Leitung 12e einer Umwälzpumpe 15 zufließt. Diese Umwälzpumpe drückt das Wasser über eine Leitung 12f wieder in den Ladeluftkühler 10. Vorrichtung In dieser Weise arbeitet die 4pig"im Sommerbetrieb. Im Winterbetrieb ist eine Kühlung der Ladeluft nicht erforderlich und gemäß der Erfindung wird die Motorwärme zur Aufheizung der Kühler 13 und des Luftfilters 7 im Ladeluftkreislauf mitverwendet. Zu diesem Zweck sind zwischen den beiden Kreisläufen 3 und 12 (durch unterbrochene Linien dargestellte) Verbindungsleitungen 16a und 16b vorgesehen, wobei die Verbindungsleitung 16a die Leitungen 3be des einen Kreislaufes mit den Leitungen 12a, b, c, d des anderen Kreislaufes und die Verbindungsleitung 16b den Ausgleichsbehälter 14 des einen Kreislaufes mit den Ausgleichsbehältern 6 und der Leitung 3d des anderen Kreislaufes verbindet. Vorrichtung Zur Inbetriebnahme der kalage : im Winterbetrieb wird das Ventil 17 in der Leitung 12f geschlossen und das Ventil 18 in der Verbindungsleitung 16a geöffnet. Das Ventil 19 in der Leitung 3b wird etwas geschlossen, so dass das erwärmte Motorkühlwasser außer durch das Leitungssystem 3 mit den Wasserkühlern 4 auch durch das Leitungssystem 12, mit Ausnahme der Leitungen 12e und 12f und den in diesem Leitungssystem 12 eingeschalteten Wasserkühlern 13 strömt. Die Wasserkühler 13 sind somit zu den Wasserkühlern 4 parallel geschaltet.A second circuit (power system 12, dash-dot-dash line) is provided for recooling the water heated in the charge air cooler. The water heated by the air flows via a line 12a to several water coolers 13, 13 ", 13"'connected in series, which are connected to one another via lines 12b and 12c. From the last cooler 13 ′ ″, seen in the direction of flow, the water arrives via a line 12d to an equalizing and reserve tank 14, from which it flows via a line 12e to a circulating pump 15. This Circulation pump presses the water again via a line 12f into the intercooler 10. contraption This is how the 4pig "works in summer. In Cooling of the charge air is not required in winter operation and according to the invention, the engine heat is used to heat the The cooler 13 and the air filter 7 are also used in the charge air circuit. For this purpose, connecting lines 16a and 16b (shown by broken lines) are provided between the two circuits 3 and 12, the connecting line 16a, the lines 3be of one circuit with the lines 12a, b, c, d of the other circuit and the connecting line 16b the expansion tank 14 of the one circuit with the expansion tanks 6 and the line 3d of the other cycle connects. contraption To start up the kalage: in winter operation the valve 17 in the line 12f is closed and the valve 18 open in the connecting line 16a. The valve 19 in the Line 3b is closed somewhat so that the heated engine cooling water flows not only through line system 3 with water coolers 4 but also through line system 12, with the exception of lines 12e and 12f and the water cooler 13 switched on in this line system 12. The water coolers 13 are thus connected in parallel to the water coolers 4.

Der Wasserkühler 13'ist nach einem besonderen Vorschlag der Erfindung direkt vor der Ansaugöffnung des Luftfilters 7 angeordnet, so dass die in den Luftfilter gesaugte Luft erst durch den während des Winterbetriebes vom warmen Motorkühlwasser beheizten Wasserkühler 13'strömen muß. Durch diese besondere Anordnung des beheizten Wasserkühlers 13 wird verhindert, dass Schnee und Eis den Filter verstopfen oder dass der Filter zufriert und ein Betrieb des Dieselmotors unmöglich wird. Die Wasserkühler 13"und 13'"sind ferner im Luftstrom direkt vor den Wasserkühlern 4 angeordnet und ersetzen die bei 0 n den bekanntenv Oforderlichen beheizbaren Jalousien. Durch eine robuste gegen Temperatureinflüsse unempfindliche Ausbildung der Wasserkühler 13 können die Wasserkühler 4 be- C> sonders leicht ausgebildet werden. Um zu verhindern, dass bei Schließen des Ventils 17 die Umwälzpumpe 15 gegen einen geschlossenen Schieber arbeitet, ist eine Umgehungsleitung 20 vorgesehen.According to a special proposal of the invention, the water cooler 13 'is arranged directly in front of the intake opening of the air filter 7 so that the air sucked into the air filter first has to flow through the water cooler 13', which is heated by the warm engine cooling water during winter operation. This special arrangement of the heated water cooler 13 prevents snow and ice from clogging the filter or the filter from freezing over and making operation of the diesel engine impossible. The water coolers 13 "and 13 '" are also in the air flow arranged directly in front of the water cooler 4 and replace the at 0 n the well-known heatable blinds required. Due to a robust, insensitive to temperature influences Formation of the water cooler 13 can be the water cooler 4 C> especially easy to train. In order to prevent that when the valve 17 is closed, the Circulation pump 15 works against a closed slide, a bypass line 20 is provided.

Claims

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two circuits and a further connecting line (16b) is formed between the other two branches.

fixture 6. Kühlwe nacE one of the claims 1 to 5 9 thereby

marked that the water cooler (13) of the charge air cooling circuit (12) from several units (13 '. 13 ", 13"') exist, of which at least one in the air stream before the or the water cooler (4) of the engine cooling circuit (3), while the other is / are in the engine intake air flow are arranged.

contraption 7. KühliEEe according to one of claims 1 to 6, characterized in that

indicates that in the charge air cooling circuit (12) between Circulation pump (15) and shut-off valve (17) a charge air cooler (10) immediately provide a thin short-circuit line (20) see is.

contraption 8. Kühlsasxnach one of claims 1 to 7, characterized ge

indicates that the water cooler (s) (13) of the circuit barrel (12) for cooling the charge air is much more robust and more resistant than the water cooler (4) of the engine cooling circuit (3) formed and directly in the Outer wall of the vehicle are arranged.