DE8703975U1

DE8703975U1 - Luft/Luft-Wärmetauscher für einen aufgeladenen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE8703975U1
Application number: DE8703975U
Authority: DE
Original assignee: ALFA-LANCIA IND
Current assignee: ALFA-LANCIA IND
Priority date: 1986-03-20
Filing date: 1987-03-17
Publication date: 1987-04-30
Also published as: IT8621291V0; IT206434Z2

Description

Beschreibungi

Die Iieüei?ung betrifft einen Lüft/LUft-WarmeäUstäüscher,
der insbesondere zürn Abkühlen der Von einem Lader einem
Verbrennungsmotor ZUgefiührteh Drückluft geeignet ist.

Bekanntlich hängt bei mit Luftaufladung versehenen Verbren-

nungsmotoren die mit dieser Aufladung erhöhte Leistung im I

Wesentlichen mit der erhöhten Luftverdichtung zusammen. J

Diese Leistungszunahme ist daher um so grosser, je grosser f§

die Luftdruckzunahme ist und um so kleiner, je grosser der »|

Temperaturanstieg ist, |

Hat der Motor eine gesteuerte Zündung, so ist eine hohe f Aufladungstemperatur beeinträchtigend, auch weil sie die

Klopferscheinung begünstigt und dazu Zwingen kann, das vo- f

f lumetrische Verdichtungsverhältnis zu verringen, um das $

Klopfen zu vermeiden. · I

Es ist daher wichtig, dass der adiabatische Wirkungsgrad 1 des Aufladers hoch ist, damit die Temperatur bei gleichem | Aufladungsdruck möglichst nicht hoch ist. ;

&iacgr; Aber auch bei einem guten Wirkungsgrad des Aufladers ist |

die Temperatur an der Druckseite desselben ziemlich hoch, &iacgr; und zwar um so höher, je höher der Aufladungsdruck ist. 1

Es ist daher oft zweckmässig, einen Wärmeaustauscher in
den Aufladeluftkreis nach dem Auflader und vor den Motorzylindern einzusetzen.

Durch diesen Wärmeaustauscher wird die Aufladeluft abgekühlt, weil die darin enthaltenen Kalorien zum Teil auf -

# &diams; » · t cti

r fr:"? ;v

ein anderes Kühlmedium übertragen werden/ das Aussenlüft oder auch eine Flüssigkeit (die wiö&erum in einem weiteren Wärmeaustauscher durch die AUsserilüft abgekühlt wird) sein kann.

In der Regel fassen die Austauscher der Luft/Luft-Bauart einen Einlasskrümmer, ein Paket Rippenrohre und einen Auslasskrümmer um; die von der Druckseite des Aufladers kommende Luft fliesst durch den Austauscher, dem sie einen Teil der während der Aufladung aufgenommenen Wärme abgibt, und gelangt zu den Rippenrohren und zu der sie aussen bespülenden Kühlluft; vom Austauscher fliesst die gekühlte Luft in eine Leitung, an deren Ende sich die einzelnen Zuleitungen zu den Motorzylindern abzweigen, um sich an die im Zylinderkopf ausgebildeten Leitungen anzuschliessen. Oft fluchten diese Austauscher mit dem Wasserkühler des Motors und werden daher durch dieselbe Luft abgekühlt, die den Wasserkühler beaufschlagt.

Bei dieser Anordnung ist der Luft/Luft-Austauscher ziemlich weit vom Zylinderkopf entfernt, so dass die Leitung, die die abgekühlte Druckluft zu den Zylindern führt, ziemlich lang ist. Die durch dieselbe fliessende Luft erfährt daher Strömungs- und damit Druckverluste sowie eine gewisse Erwärmung, und zwar wegen der Berührung zwischen der ausgedehnten Leitungsfläche und der heissen Luft im Motorraum, so dass man in manchen Fällen zur Wärmeisolierung dieser Leitung greift.

Der Neuerung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Luft/

• «
&igr; · — ·

Luft-AustäUscher zu schaffen,, der die Nachteile der bekannten Lösungen beseitigt und dabei eine hohe Wärmeaustaüschwirküng hat.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt . die Neuerung einen Luft/Luft-Austauscher vor, bei dem sich vom AuslasskrümmeJ; einzelne, parallel geführte Leitungen abzweigen, die die Motorzylinder vorzugsv/eise separat beschicken und sich an die Leitungen des Zylinderkopfes anschliessen.

Nach einer bevorzugten Lösung sind diese einzelnen Leitungen ziemlich kurz, da sich der Austauscher in der Nähe des Zylinderkopfes dem Motor leicht zuordnen lässt.

Ausserdem ist der Austauscher, stets nach einer bevorzugten Lösung, mit einem Kühlluftförderer versehen, der aus einem Aussenluftfang und aus einem Kanal besteht, der durch Ablenkwände die Kühlluft im wesentlichen rechtwinklig zum Paket der Rippenrohre leitet.

Die Merkmale und die Vorteile der Neuerung werden nachstehend an Hand der Figuren 1 bis 4 näher beschrieben, in denen eine bevorzugte Ausführungsform als nicht beschränkendes Beispiel dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 einen mit dem neuerungsgemassen Luft/Luft-Austauscher Aufladungsmotor,

Fig. 2 und 3 eine seitliche bzw. eine Vorderansicht des Austauschers nach Fig. 1 und

Fig. 4 ein Detail des Austauschers nach den Figuren 2 und 3 in einer Ansicht im Längsschnitt.

> >' J Il I I > I

I
I I

Iri Tig^ 1 ist ein aufgeladener Verbrennungsmötoi: insgesamt mit 10 bezeichnet; in der Figur ist der AnsaugkrumiU*?- 11 sichtbar, der" an der einen Seite mit dem nicht dargestellten Luftfilter und an der anderen Seite mit der Saugseite eines mit 12 bezeichneten Turboladers verbunden ist.

Der Turbolader 12 wird durch eine Turbine 13 in Drehung mitgenommen, die durch die Motorabgase betätigt wird. Die Abgase treten aus dem Krümmer 14 aus und fHessen durch die Turbine 13 und auch durch eine nicht dargestellte Bypassleitung der Turbine, wenn diese Leitung durch ein sogenanntes "Viaste-Gate"-Ventil geöffnet ist, dessen Stellglied 15 in der Figur dargestellt ist. Dann gelangen die Abgase zur Auspuffleitung 16.

Von der Druckseite des Aufladers 12 fliesst die Druckluft in die Zuleitung 17, in der mindestens eine nicht dargestellte Drossel in an sich bekannter Att angeordnet ist, die wie üblich durch das Gaspedal betätigt wird.

Mit 18 ist insgesamt ein Wärmeaustauscher der Luft/Luft-Bauart bezeichnet, der auch in den Figuren 2 und 4 dargestellt ist und in dem die Druckluft durch ein Einlasskrümmer 19 in die im wesentlichen waagerecht angeordneten Rippenrohre des Pakets 20 verteilt wird. Nachdem die Luft durch Wärmeabgabe an die Wände der Rippenrohre und an die Kühlluft des Austauschers 18 abgekühlt worden ist, fliesst sie zum Auslasskrümmer 21.

Der Fluss der Kühlluft ist durch die Pfeile 22 und 23 angegeben; die Luft wird durch den Luftfang 24 angesaugt und

von dem in den Figuren 2, 3, 4 gezeigten Förderer 25 auf die ganze Fläche des Pakets der Rippenrohre 20 verteilt.

Der Förderer 25 besteht aus einem Kanal und aus einer inneren Ablenkwand 26, die die Kühlluft im wesentlichen rechtwinklig zu den Rippenrohren des Pakets 20 leiten.

Der Förderer 25 ist über Schrauben 35 am Austauscher 18 befestigt. Die abgekühlte Druckluft fliesst vom Auslasskrümmer 21 in die Leitungen 27, 28, 29, 30, die sich an die entsprechenden Leitungen des am Zylinderkopf 32 des Motors 10 angeflanschten Anschlusses 31 anschliessen; in der Figur sind nur die Leitungen 3 3 und 34 des Anschlusses sichtbar, während die anderen, entsprechenden, im Kopf 32 ausgebildeten Leitungen nicht dargestellt sind.

Da es sich in diesem Fall um einen Vierzylinder-Reihenmotor handelt, sind die einzelnen, sich parallel vom Auslasskrümmer 21 des Austauschers 18 abzweigenden Leitungen 27-30 vier an der Zahl.

Da der Austauscher 18 neben dem Zylinderkopf 32 des Motors 10 angeordnet ist, tritt die abgekühlte Druckluft, die durch die kurzen Leitungen 27-30 und durch die Leitungen des Anschlusses 31 und des Zylinderkopfes 32 fliesst, in die Zylinder ein, praktisch ohne Strömungsverluste und ohne eine nennenswerte Erwärmung erfahren zu haben.

Anderseits ist die Wärmeaustauschwirkung im Austauscher 18 v/egen des gekreuzten Strömungsverlaufes der abzukühlenden und der kühlen Luft besonders gut, wobei die Kühlluft durch den Förderer 25 und durch seine innere Äblenkwand 26 im wesentlichen rechtwinklig zum Paket 2Ö der Rippenrohre geleitet wirch

• f * #&diams; * M

Claims

ALFA-LANCIA Industriale Sri Arese / Italien Luft/Luft-Wärmeaustauscher für einen aufgeladenen Verbrennungsmotor SCHUTZANSPRUCHE

1. Luft/Luft-f'-'ärmeaustauscher, insbesondere für einen aufgeladenen Verbrennungsmotor, mit einem Einlaßkrümmer der abzukühlenden Druckluft, einem Paket von Rippenrohren und einem Auslaßkrümmer der abgekühlten Druckluft, dadurch gekennzeichnet , daß sich von diesem Auslaßkrümmer (21) einzelne, parallel verlaufende Leitungen (27, 28, 29, 30) abzweigen, die separat an Motorzylindern angeschlossen sind und sich an die Leitungen des Zylinderkopfes (32) anschließen.

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese einzelnen Leitungen (27, 28, 29, 30) relativ kurz sind und daß der Austauscher neben dem Zylinderkopf dem Motor zugeordnet ist.

3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß derselbe mit einem Kühlluftförderer (25) ausgerüstet ist, der aus einem Außenluftfang (24) und aus einem Kanal besteht, der über innere Ablenkwände (26) im wesentlichen rechtwinklig zum Paket der Rippenrohre angeordnet ist.