DE1998750U - Ladeluftkuehler - Google Patents

Description

Die Neuerung betrifft einen Ladeluftkühler für aufgeladene Brennkraftmaschinen, insbesondere für Schiffsmaschinen, bei denen als Kühlmittel Rohwasser verwendet und die Ladelufttemperatur durch einen Thermostaten selbsttätig geregelt wird.

Bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen wird die Ladeluft durch die Vorverdichtung im Abgasturbolader erhitzt. Die Austrittstemperatur aus dem Ladergebläse steigt mit zunehmender Verdichtung, d. h. mit steigender Aufladung. Diese Temperatur ist außerdem von den in weiten Grenzen veränderlichen Umgebungsbedingungen und vom Belastungszustand des Motors abhängig. Mit Rücksicht auf den Verbrennungsablauf und die thermische Belastung der Bauteile muß man dafür Sorge tragen, daß die in die Zylinder gelangende Ladeluft unabhängig von den Umgebungsbedingungen und der Belastung der Brennkraftmaschine eine konstante Temperatur hat.

Bei den üblichen Ladeluftkühlern wird als Kühlmittel Rohwasser verwendet. Die Rohwassertemperatur wird jedoch vom Standort der Brennkraftmaschine und von der Jahreszeit stark beeinflußt. Die Berücksichtigung des Standortes ist besonders bei Brennkraftmaschinen mit veränderlichem Standort, z. B. bei Fahrzeug- und Schiffsantrieben, wichtig. Bei einer Regelung der Ladelufttemperatur ist also auch mit einer stark veränderlichen Kühlwassereintrittstemperatur zu rechnen.

Die Ladeluftkühler müssen für extreme Bedingungen bemessen sein. Liegen die momentanen Bedingungen günstiger, so ist der Ladeluftkühler überbemessen, und seine Kühlleistung muß durch Verminderung des Kühlwasserdurchflusses verringert werden. Der Kühlwasserdurchfluß wird von einem Thermostaten in Abhängigkeit von der Ladelufttemperatur geregelt.

Es sind Ladeluftkühler bekannt, die im Gegenstromprinzip arbeiten, bei denen also das die Wärme aufnehmende Kühlwasser entgegengesetzt der sich abkühlenden Ladeluft fließt. Das Gegenstromprinzip wird deshalb angewendet, weil wegen des vorteilhaften Temperaturgefälles zwischen den kühlenden und zu kühlenden Medium die beste Ausnutzung der Kühlfläche erreicht wird. Die Praxis hat allerdings gezeigt, daß Ladeluftkühler nach dem bekannten Prinzip in kurzer Zeit unbrauchbar wurden, wenn sie mit Rohwasser betrieben werden und die Kühlwassereintrittstemperatur sehr niedrig war. Infolge der niedrigen Kühlwassereintrittstemperatur muß der Kühlwasserdurchfluß stark gedrosselt werden, um eine konstante Ladelufttemperatur zu erreichen. Dadurch fällt die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers ab, und die Austrittstemperatur des Kühlwassers steigt an. Die aggressiven Bestandteile des Kühlwassers und die Sinkstoffe verursachen infolge der geringen Strömungsgeschwindigkeit und der hohen Kühlwasseraustrittstemperatur schwere Korrosionsschäden und Ablagerungen, die den Ladeluftkühler in kurzer Zeit unbrauchbar machen. Die zulässigen Grenzen für die Kühlwassertemperaturen für Seewasser liegen bei etwa 50 bis 55° C.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ladeluftkühler zu schaffen, der bei der Verwendung von Rohwasser als Kühlmittel die beschriebenen Nachteile vermeidet, einfach im Aufbau und betriebssicher ist.

Die gestellte Aufgabe ist nicht neu. So ist bereits vorgeschlagen worden, zur Regelung der Ladelufttemperatur einen Teil der Ladeluft durch den Ladeluftkühler und einen Teil durch einen Beipaß strömen zu lassen. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß besonders bei kurzen Verbindungswegen zwischen dem Ladeluftkühler und der Brennkraftmaschine sich die kalte Ladeluft nicht genügend mit der warmen Ladeluft mischt und damit sich keine einheitliche Ladelufttemperatur einstellt.

Ferner sich an sich auch Wärmetauscher bekannt, die nach dem Gleichstromprinzip arbeiten. Dieses Prinzip wird jedoch wegen der schlechteren Ausnutzung der Kühlfläche bei Brennkraftmaschinen nicht angewendet.

Die gestellte Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise die Kühlwasserzuleitung in der Nähe der Ladeluftzuleitung und die Kühlwasserableitung in der Nähe der Ladeluftableitung des Ladeluftkühlers angeordnet und der Temperaturfühler des Thermostaten in der Ladeluftableitung des Ladeluftkühlers vorgesehen ist, wobei die Sollwerteinstellung des Thermostaten für die Ladeluft einer Temperatur entspricht, die nicht über der für das Rohwasser zulässigen Temperatur liegt.

In der Zeichnung ist beispielsweise, soweit es zum Verständnis der Neuerung notwendig ist, im Prinzip die Anordnung eines erfindungsgemäßen Ladeluftkühlers dargestellt.

Mit 1 ist eine Hubkolbenbrennkraftmaschine bezeichnet, deren Auslaßseite mit einem Abgasturbolader 2 verbunden ist. Vom Abgasturbolader 2 aus durchströmt die Ladeluft einen Ladeluftkühler 3 und gelangt darauf zur Einlaßseite der Hubkolbenbrennkraftmaschine 1. Der Ladeluftkühler wird mit Rohwasser betrieben, das über eine Kühlwasserzuleitung 4 zugeführt und über eine Kühlwasserableitung 5 abgeführt wird. Die Kühlwasserzuleitung 4 liegt in der Nähe der Ladeluftzuleitung 6 und die Kühlwasserableitung 5 in der Nähe der Ladeluftableitung 7 des Ladeluftkühlers. In der Ladeluftableitung 7 ist der Temperaturfühler 8 eines Thermostaten 9 angeordnet. Wird am Thermostaten 9 eine Temperatur eingestellt, die gleich oder niedriger ist als die zulässige Kühlwassertemperatur, so wird sich das Kühlwasser auch bei extremen Bedingungen nicht unzulässig hoch erwärmen. Außerdem ist stets eine ausreichende Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers gewährleistet.

Claims (1)

1. Ladeluftkühler für aufgeladene Brennkraftmaschinen, insbesondere für Schiffsmaschinen, bei dem als Kühlmittel Rohwasser verwendet und die Ladelufttemperatur durch einen Thermostaten selbsttätig geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Kühlwasserzuleitung (4) in der Nähe der Ladeluftzuleitung (6) und die Kühlwasserableitung (5) in der Nähe der Ladeluftableitung (7) des Ladeluftkühlers angeordnet und der Temperaturfühler (8) des Thermostaten (9) in der Ladeluftableitung (7) des Ladeluftkühlers vorgesehen ist, wobei die Sollwerteinstellung des Thermostaten für die Ladeluft einer Temperatur entspricht, die nicht über der für das Rohwasser zulässigen Temperatur liegt.