DE4004936A1 - Brennkraftmaschine mit einem wassergekuehlten zwischenkuehler - Google Patents

Brennkraftmaschine mit einem wassergekuehlten zwischenkuehler

Info

Publication number
DE4004936A1
DE4004936A1 DE4004936A DE4004936A DE4004936A1 DE 4004936 A1 DE4004936 A1 DE 4004936A1 DE 4004936 A DE4004936 A DE 4004936A DE 4004936 A DE4004936 A DE 4004936A DE 4004936 A1 DE4004936 A1 DE 4004936A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fluid
fluid circuit
combustion engine
internal combustion
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE4004936A
Other languages
English (en)
Inventor
Masato Itakura
Yoshinari Takakura
Toshio Tanahashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP1989086491U external-priority patent/JP2509080Y2/ja
Priority claimed from JP20668789A external-priority patent/JP2825861B2/ja
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Publication of DE4004936A1 publication Critical patent/DE4004936A1/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F02B29/0437Liquid cooled heat exchangers
    • F02B29/0443Layout of the coolant or refrigerant circuit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/20Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/165Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control characterised by systems with two or more loops
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/04Lubricant cooler
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0493Controlling the air charge temperature
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit einem wassergekühlten Zwischenkühler.
Ein repräsentatives Beispiel eines Wasserkühlung-Zwischen­ kühlers, der im folgenden als wassergekühlter Zwischenkühler bezeichnet wird, eines Kühlsystems, der im Stand der Technik vorgeschlagen wurde, ist in den beigefügten Fig. 13 und 14 gezeigt. Die Fig. 13 ist eine schematische Darstellung des Kühlwasserflusses zur Kühlung eines Zwischenkühlers 50. Das Kühlwasser zur Kühlung dieses Zwischenkühlers 50 strömt in einem unabhängig von einem (nicht dargestellten) Motor-Kühl­ system angeordneten Kühlsystem und wird zwischen dem Zwischen­ kühler 50 sowie einem Hilfs- oder Nebenkühler 53 durch eine elektrische Wasserpumpe 52 sowie einen Wasserkreislauf 51, die ausschließlich für den Zwischenkühler 50 vorgesehen sind, umgewälzt. Das im Zwischenkühler 50 einem Wärmetausch unterwor­ fene Kühlwasser wird dem an der Frontseite eines Fahrzeugs befindlichen Hilfskühler 53 zugeführt und durch ein (nicht dargestelltes) Motorkühlgebläse sowie dem aus der Fahrt des Fahrzeugs resultierenden Luftzug gekühlt. Das auf diese Weise gekühlte Kühlwasser wird wiederum in den Zwischenkühler 50 eingeführt. Die Fig. 13 zeigt darüber hinaus ein Luftfil­ ter 54, einen Turbolader 55 und einen Ansaugkrümmer oder Aus­ gleichbehälter 56.
Die Fig. 14 zeigt eine Tandem-Zentrifugal-Wasserpumpe 57 gemäß dem Vorschlag der JP-Patent-OS Nr. 27 810/1983. Diese Wasser­ pumpe 57 weist ein Gehäuse 59 auf, das drehbar ein Kreiselrad 58 hält, welches an einer Antriebswelle 61 mit einer an deren einem Ende angebrachten Riemenscheibe 60 befestigt ist. Das Kreiselrad 58 bildet eine erste Fluidkammer 63 sowie eine zweite Fluidkammer 64 zusammen mit einem inneren Trennwand­ glied 52, das einstückig mit dem Gehäuse 59 ausgebildet ist, und es hat an ihm einstückig ausgebildete erste Flügel 67 für die erste Fluidkammer 63 sowie einstückig an ihm ausgebildete zweite Flügel 68 für die zweite Fluidkammer 64. Die erste Fluidkammer 63 steht über eine (nicht dargestellte) Einlaß­ sowie Auslaßöffnung mit dem Kühlmantel eines Motors in Verbin­ dung. Die zweite Fluidkammer 64 ist mit einem Luft-Flüssigkeit- Wärmetauscher sowie mit der anderen (nicht dargestellten) Ein­ laßöffnung und einer Auslaßöffnung 65 verbunden. Ein Abdicht­ glied 66 ist zwischen dem inneren Trennwandglied 62 und dem Kreiselrad 58 angeordnet und trennt die erste sowie zweite Fluidkammer 63 bzw. 64 voneinander.
Die beiden Kühlwasser-Kreisläufe für den Motor und den wasser­ gekühlten Zwischenkühler 50 stehen, wie in Fig. 13 gezeigt ist, nicht miteinander in Verbindung, und deren Kühlwassertem­ peraturen werden unabhängig voneinander geregelt. Bei einem Kaltstart des Motors sollte folglich die Ansaugluft mittels irgendeines Verfahrens erwärmt werden, z.B. durch Einsatz einer elektrischen Heizvorrichtung oder Verwendung der Wärme von Abgas, um eine Eisbildung an der Drosselklappe zu vermei­ den und die Verdampfung des Kraftstoffs zu erleichtern.
Ferner liefert die in Fig. 14 gezeigte Zentrifugal-Wasser­ pumpe 57 das Kühlwasser für den Zwischenkühler sowie den Motor über die ersten sowie zweiten Flügel 67 bzw. 68 des an der einzigen Antriebswelle 61 vorgesehenen Kreiselrades 58. Gemäß der Beschreibung der JP-Patent-OS Nr. 27 810/1983 wird eine Trennwand 69 des Kreiselrades 58, die das Abdichtglied 66 hält, mit dem Trennwandglied 62 so eingestellt oder justiert, daß im wesentlichen der Kühlwasserfluß zwischen der ersten Fluidkammer 63 und der zweiten Fluidkammer 64 abgesperrt oder unterbunden wird. Insofern sind die beiden Kühlwasser-Kreis­ läufe bei der Zentrifugal-Wasserpumpe 57 von Fig. 14 unabhän­ gig voneinander angeordnet, wie das zu dem Kühlsystem von Fig. 13 erläutert wurde, und die Ansaugluft sollte ebenfalls bei einem Kaltstart des Motors mittels irgendeines Verfahrens erwärmt werden.
Bei dem Stand der Technik ist der Zwischenkühler ein Ansaug­ luftkühler für einen Motor mit einem Turbolader und arbeitet, um die Ansaugluft zu kühlen, in der folgenden Weise. Wenn Luft durch den Turbolader komprimiert wird, so wird die Tempera­ tur der Ansaugluft durch die adiabatische Kompression erhöht. Wird die Temperatur der Ansaugluft mehr als notwendig angeho­ ben, so expandiert die Ansaugluft thermisch, was die Ladelei­ stung der Maschine nachteilig beeinflußt, d.h., die Masse der Ansaugluft wird verringert, so daß dadurch das Klopfen mit größerer Wahrscheinlichkeit auftritt und die Motorleistung verschlechtert wird. Demzufolge ist im Stand der Technik der Zwischenkühler vorgesehen worden, um die Temperatur der Ansaug­ luft nach deren Kompression durch den Turbolader abzusenken. Auf diese Weise erhöht der Zwischenkühler die Motorausgangs­ leistung. Bei einem Kaltstart des Motors oder bei dessen Be­ trieb im Bereich von niedrigen Drehzahlen ist jedoch der Zwi­ schenkühler bei dem Stand der Technik ein im wesentlichen überflüssiges Bauteil.
Wegen dieses Standes der Technik haben die Erfinder ein Kon­ zept zu einer weiteren Nutzung des Zwischenkühlers und zur Verwendung des Zwischenkühlers als einen Ansauglufterhitzer, in dem das Kühlwasser von höherer Temperatur und größerem Vo­ lumen, das in dem Motorkühlkreislauf fließt, genutzt und zu einem Strömen im Zwischenkühlerkreislauf unter der oben ge­ nannten Situation gebracht wird, entwickelt.
Es ist insofern die primäre Aufgabe der Erfindung, eine Brenn­ kraftmaschine mit einem wassergekühlten Zwischenkühler zu schaf­ fen, wobei das Kühlwasser zwischen dem Motorkühlkreislauf und dem Zwischenkühler-Kühlkreislauf in einer Wasserpumpe der Tandembauart, bei welcher die beiden Kreisläufe einander benach­ bart sind, ausgetauscht wird. Gemäß der Erfindung kann der Zwischenkühler so ausgebildet werden, um als ein Ansaugluft­ erhitzer bei einem Kaltstart des Motors oder bei dessen Be­ trieb im Bereich von niedrigen Drehzahlen betrieben zu werden, so daß der Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine opti­ miert und die Anzahl der Kühlwasserbehälter u. dgl. auf ein Teil für das gesamte Kühlsystem herabgesetzt wird.
Die genannte Aufgabe wie auch weitere Ziele der Erfindung wer­ den durch eine Brennkraftmaschine mit einem wassergekühlten Zwischenkühler gemäß der Erfindung gelöst bzw. erreicht, die umfaßt: einen ersten Fluidkreislauf mit einem Kühler zur Küh­ lung des Motors, mit einer ersten Umgehungsleitung und mit einem ersten Thermostaten, einen zweiten Fluidkreislauf mit einem Hilfskühler zur Kühlung eines wassergekühlten Zwischen­ kühlers, mit einer zweiten Umgehungsleitung und mit einem zweiten Thermostaten, und eine Wasserpumpe mit einer durch den Motor angetriebenen Antriebswelle sowie einem auf dem einen Ende dieser Antriebswelle befestigten Kreiselrad, das erste Flügel zur Einspeisung eines Fluids in den ersten Fluid­ kreislauf sowie zweite Flügel mit einer gegenüber der Lei­ stung der ersten Flügel geringeren Leistung zur Einspeisung von Fluid in den zweiten Fluidkreislauf aufweist, wobei die Wasserpumpe mit einem Zwischenraum oder Spalt einer Labyrinth­ konstruktion zwischen dem Kreiselrad und einer Trennwandplat­ te, die rund um den Außenumfang des Kreiselrades angeordnet ist und ein Wasserpumpengehäuse in eine erste Pumpen- oder Spiralkammer zur Lieferung von Fluid in den ersten Fluidkreis­ lauf und eine zweite Pumpen- oder Spiralkammer zur Lieferung von Fluid in den zweiten Fluidkreislauf trennt, versehen ist.
Die Brennkraftmaschine mit dem wassergekühlten Zwischenkühler gemäß der Erfindung kann ferner wenigstens eine Verbindungs­ bohrung in der Trennwandplatte, die die erste Ausström- oder Spiralkammer und die zweite Ausström- oder Spiralkammer von­ einander trennt, aufweisen, wobei diese Verbindungsbohrung durch wenigstens ein wärmeempfindliches Element (Temperatur­ fühlelement), welches die Temperatur des Fluids auf der Seite des ersten Fluidkreislaufs erfaßt, geöffnet oder geschlossen werden kann.
Des weiteren kann die Brennkraftmaschine mit dem wassergekühl­ ten Zwischenkühler gemäß der Erfindung eine Verbindungsleitung aufweisen, die die folgenden zwei Leitungen verbindet: eine eine Auslaßöffnung des ersten Fluidkreislaufs am Motor mit einer Einlaßöffnung des ersten Fluidkreislaufs am Kühler ver­ bindende Leitung und eine eine Auslaßöffnung einer Wasserpum­ pe des zweiten Fluidkreislaufs mit einer Einlaßöffnung des zweiten Fluidkreislaufs am Zwischenkühler verbindende Leitung, wobei diese Verbindungsleitung darüber hinaus ein Element zur Strömungsregelung enthalten kann. Dieses Element zur Strömungs­ regelung kann eine Drossel oder ein wärmeempfindliches Element, das die Temperatur des Fluids für ein Öffnen und Schließen der Verbindungsleitung erfaßt, oder ein Auf-Zu-Ventil zum Öff­ nen und Schließen der Verbindungsleitung in Übereinstimmung mit Signalen, die von einem die Temperatur des Fluids auf der zweiten Fluidkreislaufseite erfassenden Temperaturfühler ab­ gegeben werden, sein.
Die Brennkraftmaschine mit dem wassergekühlten Zwischenkühler gemäß der Erfindung arbeitet in der folgenden Weise. Eine vor­ bestimmte Fluidmenge wird zwischen dem ersten Fluidkreislauf und dem zweiten Fluidkreislauf durch den Spalt mit einer La­ byrinthkonstruktion ausgetauscht, was auf dem Leistungsunter­ schied zwischen den ersten sowie zweiten Flügeln, die auf bei­ den Seiten des Kreiselrades ausgebildet sind, beruht, d.h. auf dem Druckunterschied. Die Fluid-Austauschmenge oder die Fluid-Leckströmungsmenge durch diesen Spalt mit einer Laby­ rinthkonstruktion zeigt die folgenden Eigenschaften: Die Fluid- Leckströmungsmenge ist im wesentlichen der Anzahl der Motor­ umdrehungen im Bereich von niedrigen Drehzahlen proportional und sättigt sich im Bereich von mittleren und hohen Motordreh­ zahlen. Wenn man hier diese Charakteristik der Fluid-Leckströ­ mungsmenge und die Tatsache, daß die Fluidtemperatur des ersten Fluidkreislaufs zur Kühlung des Motors höher ist als diejeni­ ge des zweiten Fluidkreislaufs zur Kühlung des wassergekühl­ ten Zwischenkühlers, und die Tatsache, daß die Strömungsmenge des zweiten Fluidkreislaufs im Verhältnis zur Anzahl der Motor­ umdrehungen steht, in Betracht zieht, so wird das Folgende ohne Schwierigkeiten zu verstehen sein. Die Strömungsmenge des auf niedrige Temperaturen durch den Hilfskühler gekühlten und im zweiten Fluidkreislauf strömenden Fluids ist gleich der Fluid-Leckströmungsmenge, d.h., dem Fluid von hohen Tempe­ raturen, das vom ersten Fluidkreislauf fließt, im Bereich von niedrigen Motordrehzahlen, weshalb die Temperatur des im zwei­ ten Fluidkreislauf strömenden Fluids folglich im Bereich von niedrigen Motordrehzahlen angehoben wird. Da andererseits die Strömungsmenge des durch den Hilfskühler gekühlten und in dem zweiten Fluidkreislauf strömenden Fluids größer ist als die Fluid-Leckströmungsmenge im Bereich von mittleren und hohen Motordrehzahlen, wird folglich die Temperatur des im zweiten Kreislauf strömenden Fluids im Bereich von mittleren und ho­ hen Motordrehzahlen abgesenkt. Folglich arbeitet der Zwischen­ kühler als ein Ansauglufterhitzer bei einem Kaltstart des Motors, bei einem Leerlauf ohne Aufladung oder bei einem Be­ trieb des Motors im Bereich von niedrigen Motordrehzahlen.
Die Brennkraftmaschine mit dem wassergekühlten Zwischenküh­ ler gemäß der Erfindung ist so ausgestaltet, wie das bisher beschrieben wurde. Im Bereich von niedrigen Motordrehzahlen erhöht sich die Temperatur des im zweiten Fluidkreislauf strö­ menden Fluids, weil die Fluid-Leckströmungsmenge, d.h. das Fluid mit hohen Temperaturen, das vom ersten Fluidkreislauf abströmt, gleich der Strömungsmenge des auf niedrige Tempera­ turen durch den Hilfskühler gekühlten und im zweiten Fluid­ kreislauf fließenden Fluids ist. Demzufolge kann der Verbren­ nungszustand der Brennkraftmaschine optimal gemacht werden, weil die Ansaugluft ausschließlich im Bereich von niedrigen Motordrehzahlen erwärmt wird. Andererseits vermindert sich im Bereich von mittleren und hohen Drehzahlen die Temperatur des im zweiten Kreislauf strömenden Fluids, weil die Strö­ mungsmenge des durch den Hilfskühler gekühlten und im zweiten Fluidkreislauf strömenden Fluids größer ist als die Fluid- Leckströmungsmenge.
Als Ergebnis dessen kann die Brennkraftmaschine mit dem was­ sergekühlten Zwischenkühler gemäß der Erfindung das Erwärmen der Ansaugluft ohne die Anwendung von speziellen Vorrichtungen und Verfahren, z.B. die übliche elektrische Heizvorrichtung und die Anwendung von Abgaswärme zum Erhitzen der Ansaugluft, bewerkstelligen. Deshalb benötigt der Erfindungsgegenstand keine Extraräume, die bei dem Stand der Technik für Vorrich­ tungen, wie die elektrische Heizvorrichtung, erforderlich sind, und keine Regelvorrichtungen, um intermittierend das Erwärmen von Ansaugluft zu ermöglichen oder zu verhindern.
Da bei dem Erfindungsgegenstand der erste Fluidkreislauf zur Kühlung des Motors und der zweite Fluidkreislauf zur Küh­ lung des Zwischenkühlers untereinander über den Spalt mit Labyrinthkonstruktion in Verbindung stehen, kann die Anzahl an Vorratsbehältern vermindert werden. Im Stand der Technik, wobei der erste Fluidkreislauf zur Kühlung des Motors und der zweite Fluidkreislauf zur Kühlung des Zwischenkühlers unabhän­ gig voneinander angeordnet sind, benötigt nämlich der zweite Fluidkreislauf ebenfalls einen Vorratsbehälter, um das Gas sowie das Kühlwasser voneinander zu trennen und das Kühlwasser zuzuführen, sowie eine Kappe oder einen Deckel zur Ergänzung des Kühlwassers und zur Einregelung des Drucks im Kreislauf. Bei dem Erfindungsgegenstand sind derartige Bauteile für den zweiten, der Kühlung des Zwischenkühlers dienenden Kreislauf nicht erforderlich. Im Stand der Technik werden ein Vorratsbe­ hälter und eine Kappe für den ersten und zweiten Fluidkreis­ lauf jeweils benötigt, d.h. zwei Vorratsbehälter und zwei Kap­ pen oder Deckel insgesamt für das gesamte System. Gemäß der Erfindung werden nur ein einziger Vorratsbehälter und eine einzige Kappe gefordert, weil der erste und der zweite Fluid­ kreislauf untereinander in Verbindung kommen und der erste Kühlkreislauf zur Kühlung des Motors üblicherweise schon mit einem Vorratsbehälter und einem Deckel für diese Zwecke ausge­ stattet ist.
Ferner kann die Brennkraftmaschine mit dem wassergekühlten Zwischenkühler gemäß dieser Erfindung die oben erwähnte Trenn­ wandplatte oder ein Teil von dieser, welche bzw. welches die genannte Labyrinthkonstruktion bildet, umfassen, welche bzw. welches aus einem Material gefertigt wird, das einen Wärmeleit­ fähigkeitskoeffizienten hat, der niedriger ist als der Wärme­ leitfähigkeitkoeffizient von Aluminium, und das weniger zu einer Korrosion neigt. Zusätzlich kann auch das Kreiselrad aus einem Material bestehen, das weniger für eine Korrosion anfällig ist.
Wenn die derart ausgestaltete Trennwandplatte oder das Teil dieser, die die Labyrinthkonstruktion bilden, zur Anwendung gelangt, so ist es möglich, den Wärmestrom von der ersten Pum­ penkammer des ersten Fluidkreislaufs zur Kühlung des Motors zur zweiten Pumpenkammer des zweiten Fluidkreislaufs zur Küh­ lung des Zwischenkühlers zu minimieren. Wenn die Trennwand­ platte und das Kreiselrad aus Materialien gefertigt werden, die weniger zu Korrosion neigen, so ist es darüber hinaus mög­ lich, den Spalt der Labyrinthkonstruktion so auszubilden, daß er weniger korrosionsanfällig und dessen Abmessung unverän­ derbar ist. Als Ergebnis dessen kann die Temperatur des Zwi­ schenkühler-Kühlwassers im Bereich von mittleren und hohen Motordrehzahlen niedrig gehalten werden, weil der Wärmestrom vom ersten Fluidkreislauf zum zweiten Fluidkreislauf minimiert worden ist. Darüber hinaus besteht keine Gefahr in bezug auf Probleme, die die Leistungsfähigkeit des Kühlsystems ver­ schlechtern, weil die Trennwandplatte und das Kreiselrad aus Materialien gefertigt sind, die weniger zu einer Korrosion neigen, um den Spalt der Labyrinthkonstruktion weniger korro­ sionsanfällig und dessen Abmessung unveränderbar zu machen.
Darüber hinaus kann der Wärmedehnungskoeffizient des das Krei­ selrad bildenden Materials größer als der Wärmedehnungskoeffi­ zient des die Trennwandplatte bildenden Materials angesetzt werden, so daß die Fluid-Leckströmungsmenge vom ersten Fluid­ kreislauf zur Kühlung des Motors zum zweiten Fluidkreislauf zur Kühlung des Zwischenkühlers herabgesetzt wird. Wenn das der Fall ist, wird der Spalt der Labyrinthkonstruktion größer, um eine größere Fluid-Leckströmungsmenge zuzulassen, wenn die Fluidtemperatur des ersten Fluidkreislaufs niedrig ist. Ist die Fluidtemperatur des ersten Fluidkreislaufs hoch, so wird der Spalt kleiner, um eine geringere Fluid-Leckströmungsmenge zuzulassen, weil das Kreiselrad unter Vergrößerung seines Außendurchmessers sich ausdehnt und damit die Abmessung des Spalts der Labyrinthkonstruktion vermindert.
Falls derartige Materialien für die Trennwandplatte und das Kreiselrad zum Einsatz kommen, so ist der Spalt der Labyrinth­ konstruktion groß genug, um eine große Fluid-Leckströmungs­ menge zuzulassen, wenn die Fluidtemperatur des ersten Fluid­ kreislaufs zur Kühlung des Motors niedrig ist, und das Kreisel­ rad wird sich thermisch ausdehnen, um die Abmessung des Spalts zu vermindern, wenn die Fluidtemperatur des ersten Fluidkreis­ laufs hoch ist, wodurch die Fluid-Leckströmungsmenge vermin­ dert wird. Als Ergebnis dessen ist es möglich, die Leistungs­ fähigkeit und die Funktion des Kühlsystems als Zwischenkühler im Bereich von mittleren und hohen Motordrehzahlen zu stabili­ sieren. Darüber hinaus ist diese Anordnung extrem einfach, so daß keine Gefahr für irgendwelche Fehler besteht.
Die Aufgabe und die Ziele der Erfindung wie auch deren Merk­ male und Vorteile werden aus der folgenden, auf die Zeichnun­ gen Bezug nehmenden Beschreibung von Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes deutlich. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schema eines Fluidkreislaufs einer ersten bevorzugten Ausführungsform einer Brennkraftma­ schine mit einem wassergekühlten Zwischenkühler ge­ mäß der Erfindung;
Fig. 2 einen Querschnitt einer Wasserpumpe der ersten Aus­ führungsform in vergrößertem Maßstab;
Fig. 3 eine Kennkurve der Strömungsmenge bei der ersten bevorzugten Ausführungsform;
Fig. 4 einen vergrößerten Querschnitt eines wesentlichen Teils einer Wasserpumpe einer zweiten bevorzugten Ausführungsform bei einer Brennkraftmaschine mit einem wassergekühlten Zwischenkühler gemäß der Erfindung;
Fig. 5 eine zu Fig. 4 gleichartige Darstellung eines wesentli­ chen Teils einer Wasserpumpe in einer dritten Aus­ führungsform gemäß der Erfindung;
Fig. 6 das Schema eines Fluidkreislaufs an einem wesentli­ chen Teil einer vierten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung;
Fig. 7 eine gegenüber Fig. 6 abgewandelte fünfte Ausfüh­ rungsform des Fluidkreislaufs;
Fig. 8 eine gegenüber Fig. 6 und 7 weiter abgewandelte sechste Ausführungsform für einen Fluidkreislauf ge­ mäß der Erfindung;
Fig. 9 einen Querschnitt einer Wasserpumpe in einer sieben­ ten bevorzugten Ausführungsform für eine Brennkraft­ maschine mit einem Zwischenkühler gemäß der Erfindung;
Fig. 10 eine zu Fig. 9 gleichartige Darstellung einer achten bevorzugten Ausführungsform;
Fig. 11 eine zu Fig. 9 gleichartige Darstellung einer neunten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung;
Fig. 12 eine zu Fig. 9 gleichartige Darstellung einer zehnten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung;
Fig. 13 das eingangs bereits abgehandelte Schema eines Fluid­ kreislaufs einer Brennkraftmaschine mit einem wasser­ gekühlten Zwischenkühler nach dem Stand der Technik;
Fig. 14 einen vergrößerten Querschnitt einer Wasserpumpe einer Kühlvorrichtung für einen Motor nach dem Stand der Technik.
Erste bevorzugte Ausführungsform
Die erste Ausführungsform einer Brennkraftmaschine mit einem wassergekühlten Zwischenkühler gemäß der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1-3 erläutert. Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, umfaßt das Kühlsystem einen ersten und einen zweiten Fluidkreislauf. Der erste Fluidkreislauf dient der Kühlung eines Motors 1 und enthält Leitungen 2 a, 2 b sowie 2 c, eine erste Umgehungsleitung 3, einen Kühler 4, einen ersten Thermostaten 5 und eine Wasserpumpe 6. Der zweite Fluidkreis­ lauf zur Kühlung eines Zwischenkühlers 7 umfaßt Leitungen 8 a, 8 b sowie 8 c, eine zweite Umgehungsleitung 41, einen Hilfs­ kühler 9, einen zweiten Thermostaten 42 sowie die Wasser­ pumpe 6.
Die Wasserpumpe 6 wird von der Kurbelwelle 10 des Motors 1 über eine Riemenscheibe 12, einen Riemen 11 und eine Riemen­ scheibe 13 angetrieben. Ein Kühlgebläse 14 dient der Kühlung des Kühlers 4 und wird von einer Antriebsvorrichtung 15 be­ trieben. Der Kühler 4 ist mit einem Vorratsbehälter 16 ver­ sehen, welcher für eine Trennung von Gas und Kühlwasser sowie zur Aufnahme und zum Ausgleich von Kühlwasser, wenn ein Kühl­ wasserablauf eintritt, vorgesehen ist. Eine Kappe 40 sorgt für eine Ergänzung von Kühlwasser und eine Einregelung des Kreislaufdrucks. Ein Entlüftungsventil 43 führt Luft aus dem zweiten Fluidkreislauf, der zur Kühlung des Zwischenkühlers 7 dient, ab.
Wie die Fig. 2 zeigt, umfaßt ein erster Wasserförderteil für den ersten Fluidkreislauf eine erste Wassereinlaßöffnung 17, die mit der Leitung 2 c verbunden ist, eine erste Wasserauslaß­ öffnung 18 zur Abgabe des Kühlwassers zum Motor 1, eine erste Ausström- oder Pumpenkammer (Spiralkammer) 19 und erste Flügel 20.
Wie ebenfalls in Fig. 2 dargestellt ist, umfaßt ein zweiter Wasserförderteil für den zweiten Fluidkreislauf eine zweite Wasserauslaßöffnung 21, die mit der Leitung 8 c verbunden ist, eine zweite Wassereinlaßöffnung 22, der von der Leitung 8 b Kühlwasser zugeführt wird, eine zweite Pumpenkammer 23 und zweite Flügel 24.
Die ersten Flügel 20 und die zweiten Flügel 24 sind jeweils in einer Mehrzahl an je einer der Seiten eines Kreisel- oder Pumpenrades 25 ausgebildet. Die Kühlwasser-Abgabeleistung, die im folgenden lediglich als "Leistung" bezeichnet wird, der ersten Flügel 20 wird größer als die Leistung der zweiten Flügel 24 festgesetzt. Die Antriebswelle 26 wird über einen Riemenscheibensitz 27 von der Kurbelwelle 10 her in Umdrehung versetzt und treibt das Kreiselrad 25, das an deren einem Ende mit Preßsitz befestigt ist, so daß die ersten und zweiten Flü­ gel 20 sowie 24 gedreht werden. Die Antriebswelle 26 ist mit einem im Preßsitz in das Pumpengehäuse 29 eingefügten Lager 28 einstückig zusammengebaut. Eine mechanische Dichtung 30 dient dazu, ein Eintreten von Kühlwasser in das Lager 28 zu verhindern. Im Pumpengehäuse 29 ist eine Wasserablauföffnung 31 ausgebildet.
Die erste und die zweite Pumpenkammer 19 bzw. 23 sind durch eine mit dem Gehäuse 29 einstückig ausgebildete Trennwand oder Trennplatte 32 voneinander getrennt, wobei die Trennwand 32 so angeordnet ist, daß sie eine im wesentlichen mit dem Kreiselrad 25 fluchtende oder bündige Fläche bildet. Ferner bilden die Trennwand 32 und der Außenumfang des Kreiselrades 25 zwischen sich eine Labyrinthkonstruktion 33.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der derart ausgebildeten ersten Ausführungsform einer Brennkraftmaschine mit einem was­ sergekühlten Zwischenkühler gemäß der Erfindung erläutert. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, stehen die erste Pumpenkammer 19 und die zweite Pumpenkammer 23, d. h. der erste und zweite Fluidkreislauf, im wesentlichen miteinander durch die Laby­ rinthkonstruktion in Verbindung. Wenn der Motor 1 arbeitet, wird eine vorbestimmte Menge an Kühlwasser zwischen dem ersten sowie zweiten Fluidkreislauf durch die Labyrinthkon­ struktion 33 hindurch ausgetauscht, weil der Unterschied in der Förder- oder Pumpleistung der ersten und zweiten Flügel 20 sowie 24, die jeweils an einer der Seiten des Kreiselra­ des 25 ausgebildet sind, unterschiedlich ist, d.h., weil ein Druckunterschied vorhanden ist. Wie in Fig. 3 mit einer ausge­ zogenen Linie gezeigt ist, steht die Kühlwasser-Leckströmungsmenge durch die Labyrinthkonstruktion 33 hindurch im wesentlichen im Verhältnis zu den Drehzahlen im Bereich von niedrigen Motor­ drehzahlen und sättigt sich im Bereich von mittleren sowie hohen Motordrehzahlen. Diese Erscheinung resultiert aus der Tatsache, daß durch den ersten sowie zweiten Fluidkreislauf als Ganzes ein geschlossenes System gebildet wird. Das bedeu­ tet, daß im Fall, da die zwei Kreisläufe zur Atmosphäre hin offen sind und ausreichende Volumina aufweisen, die Kühlwas­ ser-Leckströmungsmenge im Verhältnis zu den Motordrehzahlen steht, weil der Druck im Verhältnis zum Quadrat der Motordreh­ zahlen und weil die Kühlwasser-Leckströmungsmenge im Verhält­ nis zur Wurzel des Drucks steht. Jedoch ist bei dem geschlos­ senen System wie demjenigen dieser ersten Ausführungsform kein Raum, um eine Kühlwasser-Leckströmung in einer Menge, die den Motordrehzahlen proportional ist, zuzulassen, so daß sich folglich die Leckströmungsmenge des Kühlwassers so sät­ tigt, wie durch die ausgezogene Linie in Fig. 3 dargestellt ist. Die gestrichelte Linie in Fig. 3 zeigt die Strömungs­ menge im zweiten Fluidkreislauf.
Wenn man die Kühlwassertemperatur des ersten Fluidkreislaufs mit derjenigen des zweiten Fluidkreislaufs vergleicht, so wird augenscheinlich, daß die Kühlwassertemperatur des ersten Kreislaufs zur Kühlung des hauptsächlich erwärmten Körpers, d.h. des Motors 1, höher ist als diejenige des zweiten Fluid­ kreislaufs zur Kühlung des Zwischenkühlers 7.
Zieht man die oben erwähnte Charakteristik der Fluid-Leck­ strömungsmenge und die Tatsache, daß die Fluidtemperatur des ersten Kreislaufs höher ist als diejenige des zweiten Fluid­ kreislaufs, in Betracht, so wird das Folgende augenscheinlich. Die Temperatur des im zweiten Kreislauf strömenden Fluids wird im Bereich von niedrigen Motordrehzahlen erhöht, weil die Strömungsmenge des durch den Hilfskühler gekühlten sowie im zweiten Fluidkreislauf strömenden Kühlwassers niedriger Temperatur gleich der Kühlwasser-Leckströmungsmenge ist, d.h. der Strömungsmenge des Fluids mit hohen Temperaturen, das vom ersten Fluidkreislauf im Bereich niedriger Motordrehzahlen abströmt. Andererseits wird die Temperatur des im zweiten Kreislauf fließenden Kühlwassers im Bereich von mittleren und hohen Motordrehzahlen vermindert, weil die Strömungsmenge des durch den Hilfskühler 9 gekühlten und im zweiten Fluidkreis­ lauf strömenden Kühlwassers größer ist als die Kühlwasser- Leckströmungsmenge im Bereich von mittleren und hohen Motor­ drehzahlen.
Wenn man nochmals die oben erwähnten Erscheinungen und die Tatsache, daß der zweite Fluidkreislauf zur Kühlung des Zwi­ schenkühlers 7 herangezogen wird, in Betracht zieht, so arbei­ tet die erste bevorzugte Ausführungsform einer Brennkraftma­ schine mit einem wassergekühlten Zwischenkühler gemäß der Er­ findung in der folgenden Weise. Trotz der Tatsache, daß ein Zwischenkühler bekannt ist, der zum Kühlen und zum Erhöhen der Dichte der Ansaugluft, deren Temperatur durch den Auflade­ effekt im Bereich von mittleren und hohen Motordrehzahlen an­ gehoben wird, arbeitet, so daß dadurch die Motorleistung ge­ steigert wird, wird der Zwischenkühler 7 bei einem Kaltstart des Motors, einem Leerlaufen ohne Aufladen oder einem Betrieb des Motors im Bereich von niedrigen Drehzahlen bei dieser ersten bevorzugten Ausführungsform betrieben.
Das Erwärmen der Ansaugluft erleichtert die Vergasung des Kraftstoffs bei einem Kaltstart des Motors. Wenn eine Kalt­ start-Einspritzdüse oder eine Einpunkt-Einspritzdüse zur Zu­ fuhr des Kraftstoffs zum Ansaugkrümmer oder Ausgleichbehälter zum Einsatz kommt, kann darüber hinaus die Ausbreitung oder Verteilung des Luft-Kraftstoffgemischs durch Erwärmen der An­ saugluft verbessert werden. Zusätzlich kann eine Vielpunkt- Einspritzdüse vorgesehen werden, um das Luft-Kraftstoffge­ misch zu homogenisieren. Im Stand der Technik wurde das Er­ wärmen der Ansaugluft unter Ausnutzung der Abgaswärme oder durch eine elektrische Heizvorrichtung vorgenommen. Im Gegen­ satz hierzu kann bei der ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung das Erwärmen der Ansaugluft ohne zusätz­ liche besondere Vorrichtungen ausgeführt werden. Es besteht keine Gefahr einer Beeinträchtigung oder Verschlechterung der Funktionen des Zwischenkühlers 7, weil das im zweiten Kreislauf strömende Kühlwasser ausreichend im Bereich der ho­ hen Motordrehzahlen, in welchen für den Zwischenkühler 7 sein normales Arbeiten gefordert wird, gekühlt wird. Darüber hin­ aus wirken die zweite Umgehungsleitung 41 und der zweite Ther­ mostat 42 des zweiten Fluidkreislaufs derart, daß der Effekt in bezug auf die Erwärmung der Ansaugluft bei der ersten bevor­ zugten Ausführungsform gesteigert wird.
Zweite bevorzugte Ausführungsform
Die zweite bevorzugte Ausführungsform einer Brennkraftmaschi­ ne mit einem wassergekühlten Zwischenkühler gemäß der Erfin­ dung ist in Fig. 4 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist in der Trennwand 32 eine Verbindungsbohrung 34 ausgebil­ det, um die Kühlwasser-Leckströmungsmenge einzuregeln. Die Wirkung in bezug auf die Erwärmung der Ansaugluft wird durch diese Ausführungsform weiter gesteigert.
Dritte bevorzugte Ausführungsform
Diese dritte Ausführungsform, die in Fig. 5 gezeigt ist, stellt eine Abwandlung der zweiten bevorzugten Ausführungs­ form dar. Hierbei ist ein wärmeempfindliches Element (Tempera­ turfühlelement) 35, das ein Bimetall oder eine Legierung mit Formerinnerungsvermögen umfaßt, an der Trennplatte 32 auf der Seite der ersten Pumpenkammer 19 angeordnet, um die Verbin­ dungsbohrung 34 zu öffnen und zu schließen, so daß dadurch die Kühlwasser-Leckströmungsmenge geregelt wird. Durch diese dritte bevorzugte Ausführungsform wird die Wirkung in bezug auf die Erwärmung der Ansaugluft noch weiter gesteigert.
Vierte bevorzugte Ausführungsform
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung ist eine Verbindungsleitung 36 vorgesehen, die Teile des er­ sten sowie zweiten Fluidkreislaufs außer der Labyrinthkonstruk­ tion 33, die das Kreiselrad 25 der Wasserpumpe 6 umgibt, ver­ bindet. Beispielsweise stellt die Verbindungsleitung 36 eine Verbindung zwischen der Leitung 2 a des ersten und der Leitung 8 c des zweiten Fluidkreislaufs her. Ferner ist die Verbindungs­ leitung 36 mit einer Drosselstelle 37 versehen, um die Kühl­ wasser-Leckströmungsmenge einzuregeln. Die Wirkung in bezug auf die Erwärmung der Ansaugluft kann durch die Verwendung der Verbindungsleitung 36 und der Drosselstelle 37 im Be­ reich von niedrigen Motordrehzahlen gesteigert werden.
Fünfte bevorzugte Ausführungsform
Bei dieser fünften Ausführungform kommt ein Temperaturfühl­ element 38 anstelle der Drosselstelle 37 der vierten Ausfüh­ rungsform zur Anwendung, um die Temperatur des Kühlwassers zu erfassen sowie die Verbindungsleitung 36 zu öffnen bzw. zu schließen. Außer diesem Temperaturfühlelement 38 weist die fünfte Ausführungsform eine zur vierten Ausführungsform iden­ tische Anordnung auf und arbeitet in gleichartiger Weise, um die Kühlwasser-Leckströmungsmenge einzuregeln und die Wirkung in bezug auf die Erwärmung der Ansaugluft im Bereich von nie­ drigen Motordrehzahlen zu verbessern.
Sechste bevorzugte Ausführungsform
Die Fig. 8 zeigt eine sechste Ausführungsform gemäß der Er­ findung, wobei anstelle des Temperaturfühlelements 38 der fünften Ausführungsform ein Elektromagnetventil 39 zur Anwen­ dung kommt, um die Verbindungsleitung 36 in Übereinstimmung mit Signalen, welche von einem (nicht dargestellten) Fühler ausgegeben werden, der die Motor-Betriebsbedingungen, wie die Kühlwassertemperatur, die Motordrehzahl u. dgl., erfaßt, zu öffnen und zu schließen. Anstelle des Elektromagnetventils 39 kann auch ein hydraulisches oder pneumatisches Ventil zur An­ wendung kommen, soweit es imstande ist, die Verbindungslei­ tung 36 zu öffnen und zu schließen. Außer dem Magnetventil 39 weist die sechste bevorzugte Ausführungsform die gleich­ artige Anordnung wie die vierte Ausführungsform auf und arbei­ tet in der gleichen Weise, um die Kühlwasser-Leckströmungsmen­ ge einzuregeln und die Wirkung der Ansaugluft-Erwärmung im Bereich von niedrigen Motordrehzahlen zu steigern.
Siebente bevorzugte Ausführungsform
Die siebente Ausführungsform einer Brennkraftmaschine mit einem wassergekühlten Zwischenkühler gemäß der Erfindung stellt eine Abwandlung gegenüber der ersten Ausführungsform dar. Diese Abwandlung, die im folgenden anhand der Fig. 9 be­ schrieben wird, dient dem Zweck, den Wärmestrom von der ersten Pumpenkammer 19 des ersten Fluidkreislaufs zur zweiten Pumpen­ kammer 23 des zweiten Fluidkreislaufs zu minimieren und die Temperatur des Kühlwassers im zweiten Fluidkreislauf im Be­ reich von mittleren und hohen Motordrehzahlen niedrig zu halten.
Eines der wesentlichen Merkmale der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform liegt in den Materialien zur Ausbildung einer Trennwandplatte 32 a bzw. eines Kreiselrades 25. Die Trennwand­ platte 32 a (Fig. 9) besteht aus einem zum Material, das das Gehäuse 29 bildet, unterschiedlichen Material und ist rund um den Außenumfang des Kreiselrades 25 angeordnet, mit dem zusammen sie eine Labyrinthkonstruktion 33 bildet. Die Trenn­ platte 32 a ist ein unabhängig vom Gehäuse 29 gefertigtes Bau­ teil, das jedoch einstückig in das Gehäuse 29 eingesetzt und in diesem befestigt wird, so daß sie einen Teil der Wandflä­ che der ersten sowie der zweiten Pumpenkammer 19 bzw. 23 bil­ det. Das Material der Trennplatte 32 a hat einen Wärmeleitfä­ higkeitskoeffizienten, der niedriger ist als der von Aluminium, und das weniger zu einer Korrosion neigt, beispielsweise wird die Platte 32 a aus Kunstharz oder rostfreiem Stahl gefertigt. Das Kreiselrad 25 wird ebenfalls aus einem Material herge­ stellt, das wenig korrosionsanfällig ist, beispielsweise aus einem Polypropylenharz mit Glaseinlagen. Die Abdeckung 44 be­ steht bei dieser siebenten Ausführungsform aus Aluminium. Der Wärmefluß von der ersten Pumpenkammer 19 zur zweiten Pum­ penkammer 23 ist minimiert und die Temperatur des Kühlwassers im zweiten Fluidkreislauf ist im Bereich von mittleren und hohen Motordrehzahlen niedrig gehalten worden, weil die Trenn­ platte 32 a aus einem Material mit einem gegenüber Aluminium niedrigeren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten gefertigt ist. Darüber hinaus wird die Labyrinthkonstruktion 33 nicht ver­ stopft und deren im Zusammenhang mit der ersten bevorzugten Ausführungsform beschriebenen Funktionen werden nicht ver­ schlechtert, weil die Trennplatte 32 a und das Kreiselrad 25 aus Materialien hergestellt werden, die weniger für eine Kor­ rosion anfällig sind.
Achte bevorzugte Ausführungsform
Auch diese Ausführungsform stellt eine Abwandlung gegenüber der ersten bevorzugten Ausführungsform dar und wurde zum glei­ chen Zweck wie die siebente bevorzugte Ausführungsform kon­ zipiert.
Die in Fig. 10 dargestellte achte Ausführungsform weist ein zweites Gehäuseteil 45 auf, das unabhängig vom Gehäuseteil 29 vorgesehen und aus Kunstharz gefertigt ist. Die Trennwand­ platte 32 b ist mit dem zweiten Gehäuseteil 45 einstückig aus­ gebildet. Auch wird bei dieser Ausführungsform das Kreiselrad 25 aus einem Material gefertigt, das weniger korrosionsanfäl­ lig ist, z.B. aus Polypropylenharz mit Glaseinlage. Diese achte Ausführungsform mit der beschriebenen Ausbildung arbei­ tet in gleichartiger Weise wie die siebente Ausführungsform und erzielt gleiche Wirkungen. Das bedeutet, daß der Wärme­ strom von der ersten zur zweiten Pumpenkammer 19, 23 mini­ miert wird, die Temperatur des Kühlwassers im zweiten Fluid­ kreislauf im Bereich der mittleren und hohen Drehzahlen nie­ drig gehalten wird und die Funktion der Labyrinthkonstruktion für einen langen Zeitraum aufrechterhalten wird.
Neunte bevorzugte Ausführungsform
Auch diese neunte Ausführungsform stellt eine Abwandlung der ersten Ausführungsform dar und wurde zu dem gleichen Zweck, wie er oben zur siebenten Ausführungsform erläutert wurde, konzipiert.
Bei der in Fig. 11 gezeigten neunten Ausführungsform ist ein zweites Gehäuseteil 45 in ähnlicher Weise wie bei der achten Ausführungsform unabhängig vom Gehäuse 29 vorgesehen. Jedoch ist in diesem Fall das zweite Gehäuseteil aus Eisen oder Kunst­ harz gefertigt, und lediglich die Labyrinthkonstruktion 33 c eines Trennwandplattenteils 32′ besteht aus einem Mate­ rial mit einem Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten, der niedri­ ger ist als der von Aluminium, und das weniger leicht einer Korrosion unterliegt, wie z.B. rostfreier Stahl. Das die La­ byrinthkonstruktion bildende Teil 33 c wird im Preßsitz in das zweite Gehäuseteil 45 eingefügt und in diesem einstückig be­ festigt. Ferner besteht das Kreiselrad 25 auch aus einem Ma­ terial, das wenig korrosionsanfällig ist, wie Polypropylen­ harz mit Glaseinlage. Die Arbeitsweise und Wirkungen dieser neunten Ausführungsform werden nicht näher erläutert, da diese in gleicher Weise wie die siebente und achte Ausführungsform arbeitet und wirkt.
Zehnte bevorzugte Ausführungsform
Die zehnte bevorzugte Ausführungsform für eine Brennkraftma­ schine mit einem wassergekühlten Zwischenkühler gemäß der Er­ findung, die in Fig. 12 dargestellt ist, stellt eine weitere Abwandlung gegenüber der ersten Ausführungsform dar. Diese Abwandlung wurde zu dem Zweck vorgesehen, die Kühlwasser­ Leckströmungsmenge vom ersten Fluidkreislauf zur Kühlung des Motors 1 zum zweiten Fluidkreislauf zur Kühlung des Zwischen­ kühlers 7 zu vermindern, wenn die Temperaturen im ersten Fluid­ kreislauf höher sind als diejenigen im zweiten Fluidkreis­ lauf.
Die Unterschiede dieser zehnten Ausführungsform gegenüber der ersten sind folgende: die Trennplatte 32 d besteht aus einem Material, das zu dem den übrigen Teil des Gehäuses 29 bilden­ den Material unterschiedlich ist, wobei der Wärmedehnungsko­ effizient des Materials der Trennplatte 32 d niedriger fest­ gesetzt wird als derjenige des Materials des Kreiselrades 25. Die Trennplatte 32 d bildet auch in diesem Fall ein Teil des Gehäuses 29 nahe dem Kreiselrad 25 und zusammen mit diesem Kreiselrad eine Labyrinthkonstruktion 33.
Beispielsweise wird die Trennplatte 32 d aus rostfreiem Stahl (im folgenden als SUS entsprechend JIS bezeichnet) gefertigt, während das Kreiselrad 25 aus Polypropylen mit einer Glasfül­ lung von 7% (im folgenden als PPG7 bezeichnet) hergestellt wird. Die Wärmedehnungskoeffizienten des SUS und des PPG7 sind
SUS: 1 · 10°C-1
PPG7: 5 · 10°C-1.
Bei der zehnten Ausführungsform wird der Durchmesser des Krei­ selrades 25 mit 60 mm, der Durchmesser der Trennplatte 32 d mit 61 mm bei einer Temperatur von 20°C und der Spalt auf einer Seite folglich mit 0,5 mm festgesetzt, wie in Fig. 12 gezeigt ist. Deshalb werden, wenn die Temperatur des Kühlwas­ sers 100°C erreicht, der Durchmesser des Kreiselrades 25 zu 60,24 mm, der Durchmesser der Trennplatte 32 d zu 61,05 mm und der Spalt auf einer Seite folglich zu 0,4 mm. Der Spalt wird demzufolge um 20% vermindert, so daß die Kühlwasser-Leck­ strömungsmenge vom ersten zum zweiten Fluidkreislauf herab­ gesetzt wird.
Die zehnte bevorzugte Ausführungsform arbeitet in ähnlicher Weise wie die erste Ausführungsform. Das Kühlwasser vom ersten Fluidkreislauf fließt von der ersten Wassereinlaßöffnung 17 zur ersten Wasserauslaßöffnung 18, während das Kühlwasser des zweiten Fluidkreislaufs von der zweiten Wassereinlaßöffnung 22 zur zweiten Wasserauslaßöffnung 21 strömt. Ein Teil des Kühlwassers, das im ersten Fluidkreislauf fließt, wird hier­ bei durch den Spalt der Labyrinthkonstruktion 33 zum zweiten Kreislauf hin abgeführt. Zusätzlich wird die Kühlwasser-Leck­ strömung durch die Kühlwassertemperatur im ersten Fluidkreis­ lauf zur Kühlung des Motors 1 geregelt. Insbesondere wird, wenn die Kühlwassertemperatur im ersten Fluidkreislauf zur Kühlung des Motors 1 niedrig ist, der Spalt der Labyrinthkon­ struktion 33 groß angesetzt, so daß eine große Kühlwasser- Leckströmungsmenge durchtreten kann. Ist dagegen die Kühlwas­ sertemperatur des ersten Fluidkreislaufs hoch, so wächst der Durchmesser des Kreiselrades 25 an, wodurch der Spalt der La­ byrinthkonstruktion 33 vermindert und dadurch die Kühlwasser- Leckströmungsmenge herabgesetzt wird. Es ist selbstverständ­ lich, daß das Kreiselrad 25 und die Trennplatte 32 so ausge­ legt oder bemessen werden, daß sie bei der maximalen Kühlwas­ sertemperatur nicht miteinander in Berührung sind.

Claims (13)

1. Brennkraftmaschine mit einem wassergekühlten Zwischen­ kühler, gekennzeichnet - durch einen ersten Fluidkreislauf mit einem Kühler zur Kühlung eines Motors (1), mit einer ersten Umgehungslei­ tung (3) und mit einem ersten Thermostaten (5),
- durch einen zweiten Fluidkreislauf mit einem Hilfsküh­ ler (9) zur Kühlung eines wassergekühlten Zwischenküh­ lers (7), mit einer zweiten Umgehungsleitung (41) und mit einem zweiten Thermostaten (42) sowie
- durch eine Wasserpumpe (6) mit einer durch den Motor (1) angetriebenen Antriebswelle (26) sowie einem an einem Ende dieser Antriebswelle befestigten Kreiselrad (25), das erste Flügel (20) zur Einspeisung eines Fluids in den ersten Fluidkreislauf und zweite Flügel (24), welche eine gegenüber der Leistung der ersten Flügel geringere Leistung haben, zur Einspeisung von Fluid in den zweiten Fluidkreislauf umfaßt,
- wobei die Wasserpumpe (6) einen Spalt mit einer Labyrinth­ konstruktion (33, 33 c) zwischen dem Kreiselrad (25) sowie einer rund um den Umfang des Kreiselrades herum angeord­ neten und ein Pumpengehäuse (29) in eine erste Pumpenkam­ mer (19) zur Einspeisung von Fluid in den ersten Fluid­ kreislauf und eine zweite Pumpenkammer (23) zur Einspei­ sung von Fluid in den zweiten Fluidkreislauf unterteilen­ de Trennwandplatte (32, 32 a-32 d) enthält.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die erste Pumpenkammer (19) und die zweite Pumpen­ kammer (23) voneinander trennende Trennwandplatte (32) wenigstens eine Verbindungsbohrung (34) aufweist.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwandplatte (32) mit wenigstens einem Temperatur­ fühlelement (35) versehen ist, das die Fluidtemperatur auf der Seite des ersten Fluidkreislaufs erfaßt und in Abhängigkeit davon die Verbindungsbohrung (34) öffnet so­ wie schließt.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Verbindungsleitung (36), die eine Leitung (2 a) zwi­ schen einer motorseitigen Auslaßöffnung des ersten Fluid­ kreislaufs sowie eine Leitung zwischen einer kühlerseiti­ gen Einlaßöffnung des ersten Fluidkreislaufs und eine Lei­ tung (8 c) zwischen einer Wasserpumpen-Auslaßöffnung (21) des zweiten Fluidkreislaufs sowie einer Zwischenkühler-Ein­ laßöffnung des zweiten Fluidkreislaufs verbindet, wobei die Verbindungsleitung (36) eine Strömungsregeleinrichtung (37, 38, 39) enthält.
5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsregeleinrichtung eine Drosselstelle (37) ist.
6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsregeleinrichtung ein Temperaturfühlele­ ment (38) ist, das die Temperatur eines Fluids ermittelt und in Abhängigkeit von dieser die Verbindungsleitung (36) öffnet und schließt.
7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsregeleinrichtung ein Auf-Zu-Ventil (39) ist, das die Verbindungsleitung (36) in Übereinstimmung mit Signalen öffnet und schließt, die ein Fluid-Temperatur­ fühler, der die Fluidtemperatur auf der Seite des zweiten Fluidkreislaufs ermittelt, abgibt.
8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Trennwandplatte (32 a, 32 b, 32 d) aus einem Material besteht, das einen gegen­ über dem Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten von Aluminium niedrigeren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten hat und weni­ ger korrosionsanfällig ist, wobei das Kreiselrad (25) aus einem weniger zu Korrosion neigenden Material gebildet ist.
9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich ein Teil (33 c) der die Labyrinthkonstruktion (33) bildenden Trennwandplatte (32′) aus einem Material, das einen gegenüber dem Wärme­ leitfähigkeitskoeffizienten von Aluminium niedrigeren Wärme­ leitfähigkeitskoeffizienten hat und ein weniger korrosions­ anfälliges Material ist, besteht, wobei das Kreiselrad (25) aus einem weniger zu Korrosion neigenden Material ge­ bildet ist.
10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmedehnungskoeffizient eines das Kreiselrad (25) bildenden Materials größer ist als der Wärmedehnungskoeffizient eines die Trennwandplatte (32) bildenden Materials.
DE4004936A 1989-02-17 1990-02-16 Brennkraftmaschine mit einem wassergekuehlten zwischenkuehler Granted DE4004936A1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3601989 1989-02-17
JP1989086491U JP2509080Y2 (ja) 1989-07-25 1989-07-25 水冷式インタ―ク―ラ付内燃機関
JP20668789A JP2825861B2 (ja) 1989-02-17 1989-08-11 水冷式インタークーラ付内燃機関

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4004936A1 true DE4004936A1 (de) 1990-08-23

Family

ID=27288954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4004936A Granted DE4004936A1 (de) 1989-02-17 1990-02-16 Brennkraftmaschine mit einem wassergekuehlten zwischenkuehler

Country Status (2)

Country Link
US (1) US4961404A (de)
DE (1) DE4004936A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4033796A1 (de) * 1990-10-24 1992-04-30 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Einkreiskuehlsystem fuer brennkraftmaschinen
DE19705631A1 (de) * 1997-02-14 1998-08-20 Audi Ag Zusatzkühleinrichtung für Verbrennungsmotoren
DE19961825A1 (de) * 1999-12-21 2001-06-28 Valeo Klimasysteme Gmbh Kühl-Heiz-Kreis mit zwei Kühlern

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5375582A (en) * 1993-12-03 1994-12-27 Mk Rail Corporation Method and apparatus for regulating temperature of natural gas fuel
DE19609132A1 (de) * 1995-03-31 1996-10-02 Caterpillar Inc Vorrichtung zum Steuern des Motortimings
US5598705A (en) * 1995-05-12 1997-02-04 General Motors Corporation Turbocharged engine cooling apparatus
US5669338A (en) * 1996-04-15 1997-09-23 Caterpillar Inc. Dual circuit cooling systems
US5910099A (en) * 1997-02-28 1999-06-08 General Motors Corporation Turbocharged engine cooling system control with fuel economy optimization
US6006731A (en) * 1997-11-18 1999-12-28 General Motors Corporation Locomotive engine cooling system
US6178928B1 (en) 1998-06-17 2001-01-30 Siemens Canada Limited Internal combustion engine total cooling control system
AT410574B (de) * 1998-10-22 2003-06-25 Tcg Unitech Ag Kühlwasserpumpe für eine brennkraftmaschine
US6243642B1 (en) 1999-03-31 2001-06-05 Detroit Diesel Corporation System and method for detecting cold engine operation
US6135065A (en) * 1999-04-09 2000-10-24 Caterpillar Inc. Cooling system for a machine
US6244256B1 (en) 1999-10-07 2001-06-12 Behr Gmbh & Co. High-temperature coolant loop for cooled exhaust gas recirculation for internal combustion engines
US6394044B1 (en) 2000-01-31 2002-05-28 General Electric Company Locomotive engine temperature control
US6283100B1 (en) 2000-04-20 2001-09-04 General Electric Company Method and system for controlling a compression ignition engine during partial load conditions to reduce exhaust emissions
US6286311B1 (en) 2000-05-16 2001-09-11 General Electric Company System and method for controlling a locomotive engine during high load conditions at low ambient temperature
US6230668B1 (en) 2000-05-22 2001-05-15 General Electric Company Locomotive cooling system
US6318347B1 (en) * 2000-06-29 2001-11-20 Caterpillar Inc. Remote mounted air-to-air aftercooler
KR20020095884A (ko) * 2001-06-18 2002-12-28 현대자동차주식회사 인터쿨러의 흡입공기 냉각장치
US6890159B2 (en) * 2002-03-19 2005-05-10 Denso Corporation Air blower with fan unable to contact motor housing
IL150546A0 (en) * 2002-07-02 2009-02-11 Moshe Lerner Operating system, kit and method for engine
SE527479C2 (sv) * 2004-05-28 2006-03-21 Scania Cv Ab Arrangemang för återcirkulation av avgaser hos en överladdad förbränningsmotor
SE527481C2 (sv) * 2004-05-28 2006-03-21 Scania Cv Ab Arrangemang för återcirkulation av avgaser hos en överladdad förbränningsmotor
US7287493B2 (en) 2004-11-10 2007-10-30 Buck Supply Co., Inc. Internal combustion engine with hybrid cooling system
US7543558B2 (en) 2004-11-10 2009-06-09 Buck Diesel Engines, Inc. Multicylinder internal combustion engine with individual cylinder assemblies
US7287494B2 (en) 2004-11-10 2007-10-30 Buck Supply Co., Inc. Multicylinder internal combustion engine with individual cylinder assemblies and modular cylinder carrier
US7257950B2 (en) * 2005-09-14 2007-08-21 International Engine Intellectual Property Company, Llc Diesel engine charge air cooler bypass passage and method
US20070137625A1 (en) * 2005-12-20 2007-06-21 Daniel Steven A Controlling size of work machine cooling system
DE102008035961A1 (de) * 2008-07-31 2010-02-04 Schaeffler Kg Wärmemanagementmodul des Kühlsystems einer Verbrennungskraftmaschine
US8316814B2 (en) 2009-06-29 2012-11-27 Buck Kenneth M Toploading internal combustion engine
JP5494312B2 (ja) * 2009-09-03 2014-05-14 株式会社デンソー 車両用空調装置
US8496448B2 (en) * 2010-03-16 2013-07-30 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Pump assembly
WO2012059969A1 (ja) * 2010-11-01 2012-05-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の冷却システム
US8601986B2 (en) * 2011-03-17 2013-12-10 Norfolk Southern Split cooling method and apparatus
DE102011075172A1 (de) * 2011-05-03 2012-11-08 Krones Aktiengesellschaft Sperrwassersystem
GB2493741B (en) * 2011-08-17 2017-02-22 Gm Global Tech Operations Llc Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine
US8683961B2 (en) * 2011-12-19 2014-04-01 Chrysler Group Llc Fluid system and method of controlling fluid flow for an intercooler
US8683854B2 (en) * 2012-03-30 2014-04-01 Ford Global Technologies, Llc Engine cooling system control
US9739194B2 (en) * 2013-03-04 2017-08-22 Ford Global Technologies, Llc Charge-air intercooler system with integrated heating device
WO2017200497A1 (en) * 2016-05-20 2017-11-23 Kirpart Otomativ Parcalari Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi A thermostat assembly with tandem valves
KR102452554B1 (ko) * 2018-04-06 2022-10-07 현대자동차주식회사 엔진 냉각수 기체 분리장치 및 이를 포함하는 엔진 냉각시스템
CN114961994B (zh) * 2022-03-31 2024-05-17 潍柴动力股份有限公司 一种中冷器需清洗确定方法及发动机

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE871659C (de) * 1952-01-18 1953-05-21 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Aufgeladene Brennkraftmaschine mit zwei voneinander getrennten Kuehlwasserkreislaeufen
DE2000003B2 (de) * 1970-01-02 1971-08-26 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Kreiselpumpe fuer fluessigkeitsgekuehlte Brennkraftmaschinen
EP0071807A2 (de) * 1981-08-03 1983-02-16 Deere & Company Flüssigkeitskühlung für eine Maschine sowie Kreiselpumpe für eine Flüssigkeitskühlung

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1507640A (fr) * 1966-01-26 1967-12-29 Daimler Benz Ag Moteur à combustion interne dans lequel un réfrigérant est dirigé depuis un dispositif primaire de refroidissement pour le refroidissement du moteur sur un dispositif secondaire de refroidissement pour l'air de combustion pré-comprimé
JPS59138717A (ja) * 1983-01-28 1984-08-09 Toyota Motor Corp 水冷インタク−ラを備えたタ−ボチヤ−ジヤ付内燃機関の冷却装置
JPS59142493A (ja) * 1983-02-02 1984-08-15 Seikosha Co Ltd 鳩時計
JPS6078929A (ja) * 1983-10-04 1985-05-04 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 光学活性(s)−3−ハロゲノ−2−メチルプロパノ−ルの製法
JPS61179327A (ja) * 1985-01-31 1986-08-12 Kanai Hiroyuki 紡機用リング
JPS6245336A (ja) * 1985-08-21 1987-02-27 Toyo Biyuut Kk 乳化組成物
JPH0631424B2 (ja) * 1985-09-18 1994-04-27 花王株式会社 プラント用洗浄剤

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE871659C (de) * 1952-01-18 1953-05-21 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Aufgeladene Brennkraftmaschine mit zwei voneinander getrennten Kuehlwasserkreislaeufen
DE2000003B2 (de) * 1970-01-02 1971-08-26 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Kreiselpumpe fuer fluessigkeitsgekuehlte Brennkraftmaschinen
EP0071807A2 (de) * 1981-08-03 1983-02-16 Deere & Company Flüssigkeitskühlung für eine Maschine sowie Kreiselpumpe für eine Flüssigkeitskühlung
JPS5827810A (ja) * 1981-08-03 1983-02-18 デイ−ア・アンド・カンパニ− エンジン冷却装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4033796A1 (de) * 1990-10-24 1992-04-30 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Einkreiskuehlsystem fuer brennkraftmaschinen
DE19705631A1 (de) * 1997-02-14 1998-08-20 Audi Ag Zusatzkühleinrichtung für Verbrennungsmotoren
DE19705631B4 (de) * 1997-02-14 2010-07-22 Audi Ag Zusatzkühleinrichtung für Verbrennungsmotoren
DE19961825A1 (de) * 1999-12-21 2001-06-28 Valeo Klimasysteme Gmbh Kühl-Heiz-Kreis mit zwei Kühlern
US6569550B2 (en) 1999-12-21 2003-05-27 Valeo Klimasysteme Gmbh Vehicle cooling/heating circuit

Also Published As

Publication number Publication date
US4961404A (en) 1990-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4004936A1 (de) Brennkraftmaschine mit einem wassergekuehlten zwischenkuehler
DE3433370C2 (de)
DE102005056638B4 (de) Kühlsystem für einen Kraftfahrzeugmotor mit Strömungsregelventil und Entgasungsbehälter
DE19750814C5 (de) Wärmetauscher, insbesondere Ölkühler
EP1800078B1 (de) Luftgekühlter abgaswärmeübertrager, insbesondere abgaskühler für kraftfahrzeuge
DE69819462T2 (de) Kühlwasserkreislauf für Brennkraftmaschine
DE2715513C2 (de)
EP1766207B1 (de) Öl-kühlmittel-modul mit kühllmittelpflegesystem
WO2016045895A1 (de) Brennkraftmaschine
DE19628059B4 (de) Drosselklappenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP0751877B1 (de) Zusatzheizungs-anordnung
DE19637817A1 (de) Einrichtung und Verfahren zum Kühlen und Vorwärmen
DE3047672A1 (de) Kuehleinrichtung zur kuehlung einer brennkraftmaschine und der ladeluft
DE19849492A1 (de) Steuervorrichtung für einen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine
DE2715587A1 (de) Kraftstoffversorgungseinrichtung
DE3112202C2 (de) Kühlvorrichtung für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen
DE102018118804A1 (de) Kühlvorrichtung für einen Motor
DE3504038A1 (de) Zwischenkuehleranordnung fuer einen aufgeladenen verbrennungsmotor
DE102005047840A1 (de) Luftgekühlter Abgaswärmeübertrager, insbesondere Abgaskühler für Kraftfahrzeuge
DE19620441A1 (de) Motor-Aufwärmvorrichtung für ein Fahrzeug und Wärmeisoliereinrichtung
DE2147027B2 (de) Vorrichtung zur regelung der temperatur der ansaugluft von gemischverdichtenden brennkraftmaschinen
DE10392436T5 (de) Elektrisch gesteuertes Ventil für eine Fluidzirkulationsschaltung
DE2916691C2 (de) Kühlvorrichtung für Brennkraftmaschinen
DE3226191A1 (de) Wasserbehaelter mit integriertem expansionsbehaelter fuer einen beispielsweise zum kuehlmittelkreis einer brennkraftmaschine gehoerigen waermetauscher
DE102017222068B4 (de) Kühlmittelsteuerventil und Kühlsystem mit Kühlmittelsteuerventil

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8363 Opposition against the patent
8365 Fully valid after opposition proceedings
8339 Ceased/non-payment of the annual fee