DE2008159B - Brennkraftmaschine, insbesondere für Vielstoffbetrieb, mit Aufladung - Google Patents

Description

40 zahlen eine Kühlung der Ladeluft statt, ohne daß zur Umstellung von Beheizung der Ladeluft auf Kühlung der Ladeluft irgendwelche Einrichtungen notwendig wären.

Um auch unter extremen Bedingungen anwachsende Temperaturen der Ladeluft zu beherrschen, kann der Wärmetauscher zur zusätzlichen Kühlung der Ladeluft in an sich bekannter Weise an den Zuluftstrom der Kühlluft anschließbar sein. Damit unter klimatisch ungünstigen Verhältnissen eine ausreichende Erwärmung der Ladeluft sichergestellt wird, kann zur zusätzlichen Erwärmung in an sich bekannter Weise ein Heizgerät im Kühlluftstrom angeordnet sein. Zum gleichen Zweck kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Abluftstrom über die Abgasleitung der Brennkraftmaschine geleitet sein.

Bei einer Brennkraftmaschine mit von der Temperatur-der Ladeluft als Regelgröße einander zugeordnet betätigbaren Klappen zur Veränderung der Warm- und Kaltluftmengen zum Wärmetauscher kann die Anordnung derart getroffen sein, daß eine Klappe in geöffneter-Stellung den Austritt des Abluftstromes ins Freie ermöglicht, wenn eine zweite Klappe den Zutritt der Abluft zum Wärmetauscher verschließt.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig.l eine luftgekühlte Vielstoff-Brennkraftmaschine mit Aufladung bei Betrieb im Leerlauf und

_____ Teillasfun3 ' "

» '" F i g. 2 die Vielstoff-Brennkraftmaschine nach

F i g. 1 bei Betrieb in Vollast.

Bei der in den Fig. 1 und2 gezeigten Vielstoff -

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftma- 45 Brennkraftmaschine 1 wird der Zylinderblock 2 und schine, insbesondere für Vielstoffbetrieb, mit Auf la- der Zylinderkopf 3 mit Luft gekühlt, die durch ein von dung, vorzugsweise durch Abgasturbolader, bei der der Brennkraftmaschine angetriebenes Gebläse geförim Ladeluftstrom zwischen Lader und Einlaß in die dert und innerhalb des zur Führung der Kühlluft die-Brennkraftmaschine ein Wärmetauscher angeordnet nenden Gehäuses 4 in Pfeilrichtung 5 geblasen wird, ist, durch den die Ladeluft bei niedrigen Drehzahlen 50 Die zur Verbrennung der Kraftstoffe benötigte Luft (niedriger Last) der Brennkraftmaschine aufgeheizt wird aufgeladen. Zu diesemJZweck ist ein Abgastur- und bei höheren Drehzahlen (höherer Last) gekühlt bolader6 vorgesehen^dessen Turbine? mittels der wird. ^ ^Jfb^asTfifvSfS an die Abgassammelleitung 9 der

Bei einer bekannten wassergekühlten Brennkraft- Brennkraftmaschine angeschlossen ist. Der von der maschine dieser Art (schweizerische Patentschrift 55 Turbine? angetriebene Lader 10 saugt Luft aus der 217 848) wird die Umstellung des Betriebes von Be- Atmosphäre und drückt sie durch die Leitung 11 in heizung der Ladeluft auf Kühlung der Ladeluft in Abhängigkeit von' der Temperatur der Abgase" selbständig vorgenommen. Der Aufwand für die eine Umstellung besorgenden Einrichtungen ist verhältnismäßig 60
hoch, zumal diese Einrichtungen zur Vermeidung von
Schäden an der Brennkraftmaschine sehr exakt arbeiten müssen.

In überraschender Weise wurde gefunden, daß auf solche aufwendigen Einrichtungen verzichtet werden kann, wenn erfindungsgemäß bei Luftkühlung der Brennkraftmaschine der Wärmetauscher im Abluftstrom der Motorkühlluft liegt. '

das Sammelrohr 12 an der Einlaßseite der Brennkraftmaschine.

In der T pitrmg ■ 11 ist _tgj"_lWärmstnncrlipr ^ pn-

geordnet, der durch eine Verbindungsleitung 14 mit einem an der AiisiaRsp.ite, rie.r Brennkraftmaschine im Bereichdes Zylinderkopf es 3 angeordneten 'Rpfraif¹' ljTzum Auffangen der am Zylinderkopf 3 austretenden _Abhift_dsr zur Kühlung der Brennkraftmaschine rijpnp.nrlp.n T .nft^p.rhnnrlp.n ist. In der Verbindungsleitung 14 mündet eine den Zylinderkopf 3 umgehende Leitung 16, durch die ein Teil des Kühlluftstromes ohne Wärmeaufnahme an der Brennkraftmaschine di-

rekt in die Verbindungsleitung 14 gelangen kann. An der Mündung der Leitung 16 der Verbindungsleitung 14 ist eine Klappe 17 angeordnet, die in der einen Stellung nach F i g. 1 die Verbindungsleitung 14 von der Leitung 16 und in der aus F i g. 2 ersichtlichen Stellung den Behälter 15 von der Verbindungsleitung 14 abschließt. Ferner ist am Behälter 15 eine Klappe 18 angeordnet, die nach F i g. 1 den Behälter 15 verschließt und in der Stellung nach F i g. 2 den Behälter ins Freie öffnet. Beide Klappen 17,18 sind mittels Hebel 19 und Gestänge 20 derart verbunden, daß sie beide zusammen durch die Stange 21 aus der Stellung nach F i g. 1 in die Stellung nach F i g. 2 geklappt werden können und umgekehrt.

Am Gehäuse 4 ist ein von der Brennkraftmaschine unabhängiges Heizgerät 22 angeordnet. Statt dessen kann, wie mit gestrichelten Linien angedeutet ist, ein solches Heizgerät 22 a auch an der Verbindungsleitung 14 angeordnet sein.

Während des Anlaßvorganges der Brennkraftmaschine 1 bei Leerlauf und Teillast nehmen die Klappen 17,18 die Stellung nach Fig. 1 ein, wobei als Regelgröße für die Betätigung der Klappen die Temperatur der Ladeluft dient. Das Heizgerät 22 schaltet sich vorzugsweise automatisch ein und erwärmt im Gehäuse 4 die Kühlluft, ehe sie zu dem Zylinderblock 2 und zu dem Zylinderkopf 3 der Brennkraftmaschine gelangt und die Brennkraftmaschine anwärmt. Der über den Zylinderkopf 3 strömende Teil der Kühlluft wird als erwärmte Abluft im Behälter 15 gesammelt und durch die Verbindungsleitung 14 zum Wärmetauscher 13 geleitet. Dort wird die vom Lader 10 des Abgasturboladers 6 geförderte Ladeluft in der Leitung 11 erwärmt, so daß mit erwärmter Ladeluft in der Vielstoff-Brennkraftmaschine günstige Voraussetzungen für die Verbrennung auch zündträger Kraftstoffe geschaffen werden. Die Anordnung des Heizgerätes 22 am Gehäuse 4 begünstigt eine schnelle Erwärmung der gesamten Brennkraftmaschine. Wenn die Brennkraftmaschine ihre Betriebstemperatur erreicht hat, schaltet das Heizgerät 22 ab. Die über den Zylinderkopf 3 strömende Kühlluft nimmt als Abluft von dem Abgassammeirohr 9 zusätzlich Wärme auf, so daß die Ladeluft im Wärmetauscher 13 gut angewärmt wird.

Sobald die Ladeluft so weit angewärmt ist, daß der

ίο Zündvorgang und die Verbrennung in der Brennkraftmaschine in günstiger Weise ablaufen, werden bei Vollast mittels der Stange 21, des Gestänges 20 und der Hebel 19 die Klappen 17, 18 um 90° in die aus Fig.2 ersichtliche Stellung umgeklappt. Die Klappe 17 schließt dabei den Behälter 15 von der Verbindungsleitung 14 ab. Die Klappe 18 öffnet den Behälter 15 ins Freie. Die über den Zylinderkopf 3 strömende Kühlluft gelangt wie die durch den Zylinderblock 2 strömende Kühlluft als Abluft ins Freie. Dagegen strömt ein Teil der Kühlluft unter Umgehung des Zylinderkopfes 3 durch die Leitung 16 in die Verbindungsleitung 14 und von dort zum Wärmetauscher 13. Da dieser Teil der Kühlluft bei Vollast der Brennkraftmaschine kühler ist als die Ladeluft, wird die durch den Wärmetauscher 13 strömende Ladeluft in wirkungsvollerWeise gekühlt.

Durch eine entsprechende Regelung der Klappen 17, 18 ist es möglich, die Temperatur des durch den Wärmetauscher 13 strömenden. Anteiles von Abluft

ist aber auch möglich, die Umstellung von Erwärmung auf Kühlung der Ladeluft und umgekehrt, nach Maßgabe des Druckes in der Ladeluftleitung, der Kraftstoffmenge, der Drehzahl der Brennkraftmaschine oder der Temperatur der Abgase zu steuern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Brennkraftmaschine, insbesondere für Vielstoffbetrieb, mit Aufladung, vorzugsweise durch Abgasturbolader, bei der im Ladeluftstrom zwischen Lader und Einlaß in die Brennkraftmaschine ein Wärmetauscher angeordnet ist, durch den die Ladeluft bei niedrigen Drehzahlen (niedri-Durch die Beschickung des Wärmetauschers mit der Abluft der zur Kühlung der- Brennkraftmaschine verwendeten Luft gelingt es, die Ladeluft bis in einen mittleren Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine hinein in einem solchen Maße aufzuheizen, daß auch bei Verwendung an sich zündträger Kraftstoffe eine sichere Zündung dieser Kraftstoffe und damit eine gute Verbrennung gewährleistet ist. Da die Temperatur der Ladeluft bei höheren Drehzahlen die Tempe-

ger Last) der Brennkraftmaschine aufgeheizt und io ratur der Abluft überholt, findet bei höheren Dreh-

bei höheren Drehzahlen (höherer Last) gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Luftkühlung der Brennkraftmaschine (1) der Wärmetauscher (13) im Abluftstrom der Motorkühlluft liegt.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (13) zur zusätzlichen Kühlung der Ladeluft in an sich bekannter Weise an den Zuluftstrom anschließbar ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur zusätzlichen Erwärmung in an sich bekannter Weise ein Heizgerät (22 bzw. 22 a) im Kühlluftstrom angeordnet ist.

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abluftstrom über die Abgasleitung (9) der Brennkraftmaschine geleitet ist.

5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und mit von der Temperatur der Ladeluft als Regelgröße einander zugeordnet betätigbaren Klappen-zur- Veränderung -der anteiligen Warm- und Kaltluftmengen zum Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, daß eine Klappe (18) in geöffneter Stellung den Austritt des Abluftstromes ins Freie ermöglicht, wenn erne zweite Klappe (17) den Zutritt der Abluft zum Wärmetauscher verschließt.