EP0035059B1

EP0035059B1 - Luftgekühlte Brennkraftmaschine mit zumindest einer hydrodynamischen Bremse

Info

Publication number: EP0035059B1
Application number: EP80107543A
Authority: EP
Inventors: Paul Dipl.-Ing. Tholen
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1980-02-27
Filing date: 1980-12-03
Publication date: 1983-12-14
Also published as: US4356796A; DE3007346A1; ATE5609T1; DE3007346C2; EP0035059A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine luftgekühlte Brennkraftmaschine mit zumindest einer hydrodynamischen Bremse (Retarder), deren anfallende Wärme in einem Kühler rückkühlbar ist, und mit Abluftklappen in der Kühlluftführung der Brennkraftmaschine zur Steuerung des Luftdurchsatzes durch den Kühler.
Eine derartige Brennkraftmaschine ist aus der DE-C-1 230 615 bekannt. Hierbei ist der Retarderölkühler in Reihe zu den Zylindern an der Kupplungsseite der Brennkraftmaschine angeordnet und im normalen Motorbetrieb durch Abluftklappen verschlossen. Im Bremsbetrieb werden diese Abluftklappen dann geöffnet und die Kühlluft kann im gewünschten Sinne durch den Retarderölkühler strömen. Allerdings sinkt durch die Öffnung der Abluftklappen der Haubendruck, so dass dadurch der Luftdurchsatz durch den Retarderkühler relativ gering ist und der Kühler deshalb zum Abführen der anfallenden Wärmemenge relativ gross ausgeführt werden muss. Der Platz für einen derart grossen Retarderölkühler ist bei den heute beengten Einbauverhältnissen in Kraftfahrzeugen praktisch nicht vorhanden.
Es ist weiterhin bekannt (DE-A-2 907 860), einen Kühler vor einer Gebläseeinrichtung anzuordnen und das Gebläse und den Kühler durch eine mit einer zu öffnenden Abluftklappe versehene Kühlluftführung zu verbinden. Hierbei ist jedoch die Abluftklappe vor dem Gebläse angeordnet und dient ausschliesslich dazu, bei hohen Gebläsedrehzahlen bzw. hoher Gebläseleistung geförderte Kühlluft durch die Klappen abzusteuern, so dass diese Anordnung hinsichtlich aufzubringender Gebläseleistung und Bauvolumen des Kühlers nicht zu überzeugen vermag.
Es ist weiterhin aus der DE-C-679 935 eine Schmierölkühlvorrichtung bekannt, bei der zwei Schmierölkühler vor dem Kühlluftgebläse angeordnet sind, wobei in den zu dem Kühler führenden Leitungen bewegbare Klappen vorgesehen sind, die die Einlassquerschnittefürdie angesaugte Kühlluft steuern. Bei dieser Anordnung wird jedoch durch das Öffnen der Abluftklappen die Widerstandshöhe des Kühlgebläses erheblich verändert, so dass diese Kühler für eine ausreichende Kühlung zwangsläufig ebenfalls relativ gross ausgeführt werden müssen. Aus der DD-A-70 438 ist eine Kühlanlage für Brennkraftmaschinen bekannt, bei der Kühlelemente hinter einem als Druckgebläse ausgeführten Axialventilator angeordnet sind und zwischen Gebläse und Kühler eine bewegbare Abluftklappe zur Absteuerung von vom Ventilator gefördeter Kühlluft vorhanden ist, so dass durch die Klappenbetätigung dieser Anordnung die Kühlleistung des Kühlers ebenfalls nicht verbessert werden kann.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine luftgekühlte Brennkraftmaschine mit zumindest einer hydrodynamischen Bremse der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass die Kühlleistung des Retarderölkühlers ohne Vergrösserung des Bauvolumens und ohne Änderung am Kühlluftgebläse verbessert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Kühler vor dem Kühlluftgebläse der Brennkraftmaschine angeordnet ist und dass die Abluftklappen in der Kühlluftabdeckung der Brennkraftmaschine zwischen dem Kühlluftgebläse und dem Kühlraum der Brennkraftmaschine vorgesehen sind und im Retarderbetrieb geöffnet sind. Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass durch das Öffnen der Abluftklappen im Retarderbetrieb ein wesentlich erhöhter Kühlluftstrom durch den Kühler und durch das Gebläse erzielt wird und dass gleichzeitig der Kühlluftstrom durch die Motorbauteile stark verringert wird. Dies hat den weiteren Vorteil, dass im Retarderbetrieb die unerwünschte Auskühlung der Motorbauteile praktisch verhindert wird. Mit dieser Anordnung kann weiterhin das Kühlluftvolumen bei offenen Abluftklappen im Gegensatz zu geschlossenen Abluftklappen nahezu verdoppelt werden, ohne dass Änderungen am Kühlluftgebläse durchgeführt werden müssen, so dass der Retarderölkühler ein relativ geringes Bauvolumen aufweist.
Es ist natürlich auch ohne weiteres möglich, den Kühler im normalen Fahrbetrieb zur Kühlung des Getriebeöls heranzuziehen. Da dessen Wärmeanfall im Vergleich zu dem bei Retarderbetrieb relativ gering ist, wird dadurch die Brennkraftmaschine praktisch nicht beeinträchtigt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, die Abluftklappen gleichzeitig mit dem Einschalten des Retarders zu schalten, d.h. zu öffnen. Dieses Vorgehen stellt eine bautechnisch einfache Ausführung dar.
Es ist jedoch genausogut denkbar, die Abluftklappen in Abhängigkeit der Temperatur des Retarderöls und/oder einer signifikanten Motorbauteiltemperatur zu steuern.
Die Steuerung der Abluftklappen kann über ein Gestänge und ein hydraulisch oder pneumatisch arbeitendes Stellglied erfolgen. Hierbei kann das Stellglied direkt von Hand oder in Abhängigkeit der Retarderöltemperatur oder gemeinsam mit Einschalten des Retarderbetriebes betätigt werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 a, b eine schematische Ansicht einer Brennkraftmaschine mit der erfindungsgemässen Ausstattung;
Fig. 2 Gebläsekennlinien.

In Fig. 1 a ist eine schematische Seitenansicht einer luftgekühlten Brennkraftmaschine 1 dargestellt. Wie die Draufsicht in Fig. 1 b zeigt, ist sie als V-Brennkraftmaschine ausgebildet und weist zwei Reihen von je 6 Zylindern auf. An der vorderen Stirnseite ist das Gebläserad 2 angeordnet, welches über einen nicht näher dargestellten, drehzahlregelbaren Antrieb angetrieben wird. Vor dem Gebläse 2 befindet sich der Retarderkühler 3, welcher über Luftleitflächen mit dem Gebläse verbunden ist.
Der V-Raum der Brennkraftmaschine, in den das Gebläse 2 die Kühlluft hineinfördert, ist nach oben hin durch eine Vielzahl von Abluftklappen 4 verschlossen. Diese Abluftklappen sind jalousieartig angeordnet und können um ihre Längsachse gedreht werden, so dass sie einen Durchtrittsquerschnitt freigeben.
Das Gebläsekennfeld in Fig. 2 weist beispielsweise zwei Betriebspunkte I und 11 auf. Der Betriebspunkt I wird bei Motornenndrehzahl und Vollast mit geschlossenen Abluftklappen 4 erreicht. Wie auf der Ordinate erkennbar, beträgt der gesamte statische Druckverlust von Kühler und Motor 20 mbar, wobei der Druckverlust im Kühler etwa 2 mbar und in der übrigen Brennkraftmaschine etwa 18 mbar beträgt. Der Betriebsdruck 11, der den Retarderbetrieb bei geöffneten Abluftklappen und gleicher Gebläsedrehzahl darstellt, zeichnet sich dadurch aus, dass der statische Druckverlust im Kühlraum um ca. 35% gesunken und die vom Gebläse geförderte Luftmenge um etwa 100% gestiegen ist, d.h. der Druckverlust im Kühler beträgt nun 8 mbar, wohingegen er in der Brennkraftmaschine nur noch etwa 4,5 mbar beträgt, da durch das Öffnen der Abluftklappen die Widerstandskennlinie der Brennkraftmaschine weit nach rechts verschoben ist.
Bei geschlossenen Abluftklappen strömt die vom Gebläse angesaugte Kühlluft vollständig durch die Brennkraftmaschine. Durch Öffnen der Abluftklappen konnte sich das Kühlluftvolumen nahezu verdoppeln. Diese Kühlluftmenge dient in vollem Umfang zur Kühlung des Retarderöls. Dadurch kann ein wesentlich kleinerer Kühler verwendet werden. Das Kühlluftvolumen, welches durch die Brennkraftmaschinenbauteile abgeführt wird, wird dagegen nahezu halbiert. Damit strömen annähernd 150% der üblicherweise bei Vollast und geschlossenen Abluftklappen gelieferten Kühlluftmenge durch die geöffneten Abluftklappen ab, während durch die Brennkraftmaschine selbst nur noch etwa 50% der Vollastmenge strömen. Da es sich hierbei zudem um die im Kühler vorgewärmte Luft handelt, kann die Brennkraftmaschine auch im Retarderbetrieb nicht auskühlen.

Claims

1. Luftgekühlte Brennkraftmaschine (1) mit zumindest einer hydrodynamischen Bremse (Retarder), deren anfallende Wärme in einem Kühler (3) rückkühlbar ist und mit Abluftklappen (4) in der Kühlluftführung der Brennkraftmaschine (1) zur Steuerung des Luftdurchsatzes durch den Kühler (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler (3) vor dem Kühlluftgebläse (2) der Brennkraftmaschine (1) angeordnet ist und dass die Abluftklappen (4) in der Kühlluftabdeckung der Brennkraftmaschine (1) zwischen dem Kühlluftgebläse (2) und dem Kühlraum der Brennkraftmaschine (1) vorgesehen sind und im Retarderbetrieb geöffnet sind.

2. Luftgekühlte Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abluftklappen (4) gleichzeitig mit Einschalten des Retarders im Öffnungssinne schaltbar sind.

3. Luftgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abluftklappen (4) in Abhängigkeit der Temperatur des Retarderöls steuerbar sind.

4. Luftgekühlte Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abluftklappen (4) über ein Gestänge von einem hydraulisch oder pneumatisch arbeitenden Stellglied betätigbar sind, welches von Hand oder in Abhängigkeit der Retarderöltemperatur betätigbar ist.

5. Luftgekkühlte Brennkraftmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler (3) an den Getriebeölkreislauf angeschlossen ist.