DE6606805U

DE6606805U - CHARGED COMBUSTION ENGINE WITH INTERCOOLER.

Info

Publication number: DE6606805U
Application number: DE6606805U
Authority: DE
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1966-07-23
Filing date: 1966-07-23
Publication date: 1970-12-17

Description

Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg, Aktiengesellschaft 89 Augsburg, Stadtbachstraße 1Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg, public limited company 89 Augsburg, Stadtbachstrasse 1

Az. : M 55 857/46a GbmRef.: M 55 857 / 46a Gbm

(Gm. B. 991) Augsburg, den 18. August 1970(Gm. B. 991) Augsburg, August 18, 1970

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/^Aufgeladene Brennkraftmaschine mit Ladeluftkühler )/ ^ Supercharged internal combustion engine with intercooler )

Die Neuerung betrifft eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit Ladeluftkühler, durch welchen die Ladelufttemperatur im umgekehrten Verhältnis zur Maschinenbelastung verändert wird.The innovation relates to a supercharged internal combustion engine with a charge air cooler, through which the charge air temperature is reversed Relationship to the machine load is changed.

Die ständige Erhöhung der Motorleistungen zwingt dazu, die Ladelufttemperatur bei hoher Belastung möglichst niedrig zu halten. Bei Teillast und im Leerlauf wirkt sich diese Maßnahme jedoch insofern ungünstig aus, als sich ein unerwünschter Zündverzug einstellt, der insbesondere bei Gasmotoren und im Schwerölbötrieb zu Schwierigkeiten führt. Es ist daher auch schon vorgeschlagen worden, bei kleiner Belastung der Brennkraftmaschine die Ladeluft durch Heißwasser in einem Wärmetauscher vorzuwärmen. Die Verwendung von Motor kühlwasser als Wärmeträger hierfür ist jedoch nachteilig, da durch Vermischen von kaltem Wasser mit dem heißen Motor kühlwasser im Rücklauf unkontrollierbare Temperaturverhältnisse auftreter, und wegen der Kalkaus s cheidung.The constant increase in engine performance makes it necessary to adjust the charge air temperature to be kept as low as possible under high loads. However, this measure is effective at partial load and idling unfavorable insofar as there is an undesirable ignition delay sets, which is particularly important in gas engines and in heavy fuel oil drives leads to difficulties. It has therefore already been proposed, with a low load on the internal combustion engine to preheat the charge air with hot water in a heat exchanger. The use of engine cooling water as a heat transfer medium however, this is disadvantageous because the cooling water in the return flow becomes uncontrollable due to the mixing of cold water with the hot engine Temperature conditions occur, and because of the Kalkaus separation.

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Zur Behebung dieser Mängel wird nach der Neuerung vorgeschlagen, im Kühlmittelkreislauf für den Lade luftkühler ein vom Ladeluftdruck beaufschlagtes Vierwegeventil zur Steuerung von als Wärmeträger dienendem Rohwasser vorzusehen. Durch diese Maßnahme wird eine Beeinträchtigung der Motorkühlung im Mischbetrieb oder eine evtl. Erneuerung des Motorkühlwassers vermieden und gleichzeitig eine einfache und billige Erzeugung des Heißwassers durch Abwärmeverwertung der Brennkraftmaschine gewährleistet.To remedy these deficiencies, it is proposed according to the innovation, an air cooler in the coolant circuit for the loading Provide a four-way valve to which the charge air pressure is applied to control raw water used as a heat transfer medium. By this measure will impair the engine cooling in mixed operation or a possible renewal of the engine cooling water avoided and at the same time a simple and cheap generation of hot water by utilizing waste heat from the internal combustion engine guaranteed.

Es sind zwar Brennkraftmaschinen bekannt, bei denen die Luft vor dem Eintritt in die Zylinder ev"*en Wärmetauscher, d. h. Ladeluftkühler durchströmt, der mit Mitteln versehen ist, durch welche bei kleiner Belastung Heißwasser, bei höhaser Belastung hingegen ein anderer Wärmeträger niederer Temperatur im Flüssigkeitskreislauf wirksam ist. Die Schaltung ist dort jedoch so getroffen, daß keine kontinuierliche Veränderung der Wärmeträgertemperatur möglich ist, sondern nur Kalt- oder Heißwasser, aber kein Mischwasser zur Verfügung steht.Internal combustion engines are known in which the air before entering the cylinders ev "* en heat exchangers, i. Intercooler flows through, which is provided with means through which hot water with a small load, with high load on the other hand, another heat transfer medium with a lower temperature is effective in the liquid circuit. The circuit is like that there, however taken that no continuous change in the heat transfer medium temperature is possible, but only cold or hot water, but no mixed water is available.

Bei einer anderen bekannten Ausführung wird bei einer Flüssigkeitskühlanlage für aufgeladene Brennkraftmaschinen durch einen Regler in Abhängigkeit von der Temperatur im Kühlmittelkreislauf die Zufuhr von heißem Kühlmittel aus dem Kühlmittelkreislauf der Brennkraftmaschine in den Kühlmittelkreislauf des Ladeluftkühlers ermöglicht. Diese Maßnahme dient jedoch lediglich dem Zweck, das Einfrieren des Kühlwassers im Ladeluftkühlsystem bei tiefen Außentemperaturen zu verhindern.In another known embodiment, a liquid cooling system for supercharged internal combustion engines by a controller depending on the temperature in the coolant circuit, the supply of hot coolant from the coolant circuit of the internal combustion engine in the coolant circuit of the intercooler. However, this measure only serves the purpose of Freezing of the cooling water in the charge air cooling system at low temperatures To prevent outside temperatures.

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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Neuerung schematisch dargestellt.In the drawing, an embodiment of the innovation is shown schematically.

Zwischen dem Gebläse 1 und der Brennkraftmaschine 2 ist in bekannter Weise ein L 'eluftkühler 3 angeordnet, der als Wärmetauscher ausgebildet ist, dessen Wärmeträger bei 4 zugeführt und bei 5 ab bzw. in den gezeichneten Mischbehälter geführt wird. Letzterer wird bei 6 zusätzlich mit Kaltwasser beschickt. Vom Mischbehälter aus gelangt über 7 das Kühlwasser zum Vierwegeventil 8 im Kreislauf des Wärmeträgers für den Lade luftkühler. Das Vierwegeventil 8 ist durch das Membranventil 10 betätigbar, welches über die Leitung 9 mit der Ladeluftleitung verbunden ist. Auf diese Weise ist die Stellung des Vierwegeventils vom jeweiligen Ladeluftdruck abhängig. Das Membranventil ist mit vorspannbaren Federn versehen, um auf Sommer-und Winterbetrieb entsprechend der veränderten Außentemperatur die Ventileinstellung abstimmen zu können.Between the fan 1 and the internal combustion engine 2 is known Way a L 'eluftkühler 3 arranged as a heat exchanger is formed, the heat transfer medium is supplied at 4 and is passed at 5 from or into the mixing container shown. The latter is also fed with cold water at 6. From the mixing tank, the cooling water reaches the four-way valve via 7 8 in the circuit of the heat transfer medium for the charge air cooler. The four-way valve 8 can be actuated by the diaphragm valve 10, which is connected to the charge air line via the line 9. In this way, the position of the four-way valve is dependent on the respective charge air pressure. The diaphragm valve can be pre-tensioned Springs are provided to adjust the valve setting to summer and winter operation according to the changed outside temperature to be able to vote.

Bei hoher Maschinenbelastung strömt kühles Wasser aus der Leitung 7 über das Membranventil 8 zur Leitung 4 durch den Wärmetauscher 3 und kühlt dort die von 1 kommende Ladeluft herunter. Beim Anfahren hingegen und geringer Maschinenbejlastung soll die Verbrennungsluft der Maschine erfindungs'gemäß "mit höherer Temperatur zugeführt werden. Zu diesem Zweck sind die beiden übrigen Anschlüsse des Vier we ge ventile mit einem Warmwasserkreislauf 11 verbunden. Das Rohwasser in der Leitung 11 wird in einem vom Motorkühlwasser durchflossenen Wärmetauscher 12 erwärmt. Im normalen Betrieb (hohe Maschinenbelastung) fließt das Warmwasser bei 13 dem Vierwege-At high machine loads, cool water flows from the line 7 via the diaphragm valve 8 to the line 4 through the Heat exchanger 3 and there cools the charge air coming from 1. When starting, however, and with little machine load According to the invention, the combustion air is to be supplied to the machine at a higher temperature. For this purpose are the other two connections of the four-way valves with one Hot water circuit 11 connected. The raw water in line 11 is flowed through by the engine cooling water Heat exchanger 12 heated. In normal operation (high machine load) the hot water flows at 13 the four-way

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ventdl 6 zu und bei 14 wieder ab. Bei geringer Belastung der Maschine, d. h. kleinerem Ladedruck in der Leitung 9,ändert sich die Stellung des Membranventils 10 und gibt den Zulauf des Warmwassere in die Leitung 4 frei, so daß der Ladeluftkühler mit Wasser höherer Temperatur beschickt wird. Die bei 14 ablaufende Menge ist demzufolge geringer, ebenso wie die zulaufende Kaltwascermenge 7.ventdl 6 closed and at 14 off again. With a low load of the Machine, d. H. lower boost pressure in line 9 changes the position of the diaphragm valve 10 and releases the inflow of hot water into the line 4, so that the intercooler is charged with water at a higher temperature. the The amount running off at 14 is therefore lower, as is the amount of cold water running in 7.

Das Motor kühlwasser strömt nach dem Verlassen des Wärmetauschers 12 durch einen dahinter geschalteten weiteren Wärmetauscher 15, dessen Wärmeträger 16 temperaturabhängig geregeltes Rohwasser ist. Durch die Unterteilung des Motorkühlwasserwärmetauschers kann ein eigener Wärmetauscher für die Erwärmung des Ladeluftkühlerwärmeträgers eingespart werden, überdies ist durch die vorbeschriebene Ausbildung des Kalt- und Warmwasserkreislaufs eine exakte Trennung des Motorkühlwassers und des Ladeluftkühlwassers möglich.The engine cooling water flows after leaving the heat exchanger 12 by a further heat exchanger 15 connected downstream, the heat transfer medium 16 of which is regulated as a function of temperature Raw water is. Due to the subdivision of the engine cooling water heat exchanger, a separate heat exchanger can be used for heating of the intercooler heat transfer medium can be saved, moreover is due to the above-described formation of the cold and hot water circuit an exact separation of the engine cooling water and the charge air cooling water is possible.

In der Rücklaufleitung 5 ist ein einstellbarer Temperaturregler eingebaut, der bei großer Motorbelastung die Ladelufttemperatur nach dem Kühler auf ein zulässiges Höchstmaß und Tiefstmaß begrenzt. Mit abnehmender Last hingegen gibt er in zunehmendem Maße die obere Begrenzung frei und schafft so die Möglichkeit zur Vorwärmung. Durch die gewählte Regler anordnung im Kühlwasserrücklauf werden infolge des besseren Wärmeübergangs gegenüber einer Anordnung in der Luft kürzere Ausregelzeiten ermöglicht. Der Temperaturfühler kann aber auch im Luftstrom nach dem Ladeluftkühler sitzen. Um das vom Regler 17 betätigte Ventil 18 ist eine Kurzschlußleitung 19 vorgesehen.In the return line 5 is an adjustable temperature controller built-in, which limits the charge air temperature after the cooler to a maximum and minimum permissible when the engine is heavily loaded. As the load decreases, however, it increasingly releases the upper limit and thus creates the possibility of Preheating. Due to the selected controller arrangement in the cooling water return, as a result of the better heat transfer compared to an arrangement in the air enables shorter settling times. The temperature sensor can, however, also follow in the air flow sit next to the intercooler. A short-circuit line 19 is provided around the valve 18 actuated by the controller 17.

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Die Neuerung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann, wie erwähnt, an Stelle der beiden Wärmetauscher im Motorkühlkreislauf ein gesonderter Wärmetauscher vorgesehen sein, welcher durch den Anschluß 13 vom Rohwaeser 4, 5 durchflossen \yird, das vor dem Kühler 3 in die Leitung 4 wieder eingeführt wird.The innovation is not limited to the exemplary embodiment described. So can, as mentioned, in place of the two Heat exchanger in the engine cooling circuit a separate heat exchanger can be provided, which through the connection 13 from Rohwaeser 4, 5 flows through, which is in front of the cooler 3 in the line 4 is reinserted.

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Claims

Expectations :

1. Supercharged internal combustion engine with intercooler, by which the charge air temperature in reverse The relationship to the machine load is changed, characterized in that in the coolant circuit (4, 5) for the charge air cooler (3) a four-way valve (8) to which the charge air pressure is applied to control raw water serving as a heat transfer medium is provided.

2. Supercharged internal combustion engine according to claim 1, characterized characterized that for the production of hot water a heat exchanger through which the engine cooling water flows (12) is provided.

3. Supercharged internal combustion engine according to claim 1, characterized characterized in that in the cooling water return line (5) from the loading air cooler (3) a temperature controller (17) is intended to limit the charge air temperature at higher engine loads.

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