DE60014748T2

DE60014748T2 - Aufgeladene Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE60014748T2
Application number: DE60014748T
Authority: DE
Inventors: c/o Universita' di Roma Torvergata Fabio Gori; Eugenio Pippione; Gianfranco Scavarda
Original assignee: Iveco SpA
Current assignee: Iveco SpA
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 2000-04-19
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2020-04-20
Also published as: ES2228332T3; EP1048832B1; ITTO990342A1; IT1308459B1; DE60014748D1; EP1048832A1; ATE279644T1; ITTO990342A0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, welche mittels eines Turboladers aufgeladen wird.
Es ist bekannt, dass aufgeladene Motoren im Allgemeinen mit einem Ladeluftkühler ausgestattet sind, welcher im Ladekanal angeordnet und darauf ausgerichtet ist, die aus der Turboladereinheit austretende Luft abzukühlen, bevor diese dem Einlasskrümmer zugeführt wird. Der Ladeluftkühler umfasst einen Luft-Luft-Wärmeaustauscher, welcher vor dem Hauptkühler des Fahrzeuges angeordnet ist und durch den der Luftstrom tritt, welcher von dem Lüfter erzeugt wird, der mit dem genannten Kühler verbunden ist.
Obwohl die Verwendung von Ladeluftkühlern des beschriebenen Typs weite Verbreitung hat und im Allgemeinen zur Zufriedenheit Anlass gibt, besteht jetzt auf diesem Gebiet die Notwendigkeit, das Kühlen der Ladeluft weiter zu verbessern.
Das Dokument JP-61157721 offenbart eine aufgeladene Brennkraftmaschine, welche die Merkmale des Oberbegriffes von Anspruch 1 aufweist. Gemäß dieser Offenbarung enthält eine Kühlvorrichtung für die Einlassluft für einen aufgeladenen Motor einen Lüfter, welcher dem Ladeluftkühler des Aufladesystems des Motors zugewandt ist und über die Welle des Aufladers angetrieben wird; sowohl der Lüfter als auch der gesamte Auflader befinden sich eingekapselt in einer Leitung, welche einen dem Ladeluftkühler zugewandten Einlass aufweist. Daraus ergibt sich, dass die Kühlvorrichtung für die Einlassluft somit von komplexer Art und kostenaufwendig ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Brennkraftmaschine zu entwickeln, welche es ermöglicht, die Probleme des Standes der Technik auf eine einfache, wirkungsvolle und wirtschaftliche Art und Weise zu lösen.
Die genannte Aufgabe wird durch eine aufgeladene Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Ladekanal einen innen gerippten Querschnitt und/oder einen außen gerippten Querschnitt in Höhe mit dem der Zwangsbelüftungsleitung zugewandten Abschnitt auf.
Im Hinblick auf ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird an Hand eines den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht einschränkenden Beispieles und unter Bezugnahme auf den beiliegenden Zeichnungssatz eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Im Zeichnungssatz bedeuten:
1 veranschaulicht schematisch eine Brennkraftmaschine eines Nutzfahrzeuges gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist in Explosivdarstellung eine schematische Perspektivansicht einer Zwangsbelüftungsvorrichtung, welche mit dem Ladekanal des Motors aus 1 verbunden ist, und
3 ist eine schematische Schnittdarstellung, welche ein Detail der Vorrichtung aus 2 veranschaulicht.
Unter Bezugnahme auf 1 bezeichnet die Bezugszahl 1 generell einen (teilweise und schematisch dargestellten) aufgeladenen Dieselmotor eines Nutzfahrzeuges 2.
Der Motor 1 ist mit einem aufladenden Turbolader 3 ausgestattet, welcher seinerseits eine durch das Abgas des Motors 1 in Betrieb gesetzte Turbine 4 und einen Kompressor 5 umfasst, welcher von der Turbine 4 angetrieben wird und auf der Austrittsseite an einen Ladekanal 7 angeschlossen ist. Der Kanal 7 ist an einen Ladeluftkühler 8 angeschlossen, der einen Luft-Luft-Wärmeaustauscher umfasst, welcher vor dem Hauptkühler 9 des Motors 1 montiert ist und durch den der Luftstrom tritt, der von einem Lüfter 10 erzeugt wird, welcher dem Hauptkühler zugewandt ist und strömungsseitig hinter diesem und vor dem Motor 1 angeordnet ist. Der Lüfter 10 ist vorteilhafterweise mit einer ringförmigen Verkleidung 11 und einem mit Flügeln versehenen Flügelrad 12 ausgestattet. Der Ladeluftkühler 8 ist auf seiner Austrittsseite an einen (nicht dargestellten) Einlasskrümmer des Motors 1 mittels eines Kanals 13 angeschlossen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung 14 für die Zwangsbelüftung des Ladekanals 7 verwendet zwecks Kühlung des Kanals selbst und zwecks einer weitere Herabsetzung der Temperatur der Ladeluft, wodurch der Wirkungsgrad des Motors 1 erhöht wird.
Die Vorrichtung 14 umfasst im Wesentlichen ein Paar von Leitungen 18, 19, welche darauf ausgerichtet sind, einen Teil des vom Lüfter 10 erzeugten Luftstromes abzufangen und diesen Teil zum Ladekanal 7 zu führen. Der Kanal 7 (2) umfasst insbesondere einen Abschnitt 16, welcher sich in Längsrichtung in Bezug auf das Fahrzeug 2 erstreckt, und einen Abschnitt 17, welcher sich in der vertikalen Richtung erstreckt. Die jeweiligen Leitungen 18, 19 sind mit den genannten Abschnitten 16, 17 des Kanals 7 verbunden, und jede der Leitungen weist eine Einlassöffnung 20 auf, welche dem Lüfter 10 zugewandt ist und im Wesentlichen die Form eines Kreisringsektors hat, um einen Teil des vom Lüfter 10 erzeugten Luftstromes abzufangen, sowie eine Auslassöffnung 21, welche einen Querschnitt hat, der in der Richtung parallel zur Achse des jeweiligen Abschnitts 16, 17 der Leitung 7 länglich ausgebildet ist. Die Auslassöffnung hat vorteilhafterweise eine Breite, die zum Durchmesser des Kanals 7 vergleichbar ist wie zum Beispiel zwischen dem 0,25- und dem 1,5-fachen des genannten Durchmessers, und eine Länge, die gleich einem Mehrfachen des Durchmessers des Kanals 7 (zum Beispiel gleich mindestens dem 3-fachen des genannten Durchmessers).
Vorteilhafterweise weist jeder der Abschnitte 16 und 17 einen innen gerippten Querschnitt 24 (3) und einen außen gerippten Querschnitt 25 auf, was dem Zweck dient, den Wärmeaustausch zwischen der Ladeluft und dem vom Lüfter 10 erzeugten Luftstrom zu unterstützen.
Im Betriebszustand liegt die Temperatur der Luft am Auslass des Lüfters 10 in der Größenordnung von 70 °C als Ergebnis der Erwärmung, welche beim Strömen durch den Ladeluftkühler 8 des Hauptkühlers 9 stattgefunden hat; diese Temperatur ermöglicht es jedoch, dass eine wirksame Kühlung des Kanals 7, der auf einer viel höheren Temperatur beispielsweise in der Größenordnung von 185 °C liegt, erreicht wird. Durch die Verwendung der Leitungen 18, 19 zur Kühlung des Kanals 7 sind Verminderungen der Temperatur der Luft, welche in den Einlasskrümmer des Motors 1 eintritt, in der Größenordnung von 15 °C erreicht worden.
Schließlich ist es offensichtlich, dass der Motor 1 und insbesondere die Zwangsbelüftungsvorrichtung 14 Gegenstand von Modifikationen und Veränderungen sein können, ohne vom Rahmen des in den Ansprüchen festgeschriebenen Schutzes abzuweichen. Insbesondere kann der Ladekanal 7 eine beliebige Geometrie aufweisen, und deshalb können die Anzahl, Form und die Anordnung der mit ihr verbundenen Leitungen 18, 19 unterschiedlich sein.

Claims

Aufgeladener Verbrennungsmotor (1), umfassend einen Turbolader (3), eine Ladeleitung (7), die einen Auslass des Turboladers (3) mit einem Einlasskrümmer des Motors (1) verbindet, einen Intercooler (8) in Reihe mit der Ladeleitung (7) zum Kühlen der Ladeluft des Motors (1), und eine Zwangsbelüftungseinrichtung (14) zum Kühlen zumindest eines Abschnitts der Ladeleitung (7), wobei der Intercooler (8) einen Wärmetauscher aufweist, der einem Lüfter (10) zugewandt ist, welcher mit einem Radiator (9) zum Kühlen des Motors (1) verknüpft ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwangsbelüftungseinrichtung (14) eine Mehrzahl von Leitungen (18, 19) aufweist, welche eine dem Lüfter (10) zugewandte Einlassöffnung (20) und eine jeweiligen Abschnitten (16, 17) der Ladeleitung (7) zugewandte Auslassöffnung (21) besitzt.
Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (20) in der Form eines Ringsektors ist.
Motor nach Anspruch 2 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (21) ein länglicher Querschnitt in einer Richtung parallel zu dem Abschnitt (16; 17) der Ladeleitung (7) ist.
Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Auslassöffnung (21) eine Breite zwischen dem 0.25-fachen und dem 1,5-fachen des Durchmessers der Ladeleitung (7) besitzt.
Motor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Auslassöffnung (21) eine Länge gleich zumindest dem dreifachen des Durchmessers der Ladeleitung (7) besitzt.
Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeleitung (7) einen äußeren, gerippten Querschnitt (25) zumindest entlang des Abschnitts (16, 17) besitzt.
Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeleitung (7) einen inneren, gerippten Abschnitt (24) zumindest entlang des Abschnitts (16, 17) besitzt.