EP2557292A1 - Liquid cooled internal combustion engine equipped with an exhaust gas turbo charger - Google Patents

Liquid cooled internal combustion engine equipped with an exhaust gas turbo charger Download PDF

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EP2557292A1
EP2557292A1 EP11177050A EP11177050A EP2557292A1 EP 2557292 A1 EP2557292 A1 EP 2557292A1 EP 11177050 A EP11177050 A EP 11177050A EP 11177050 A EP11177050 A EP 11177050A EP 2557292 A1 EP2557292 A1 EP 2557292A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
connecting line
bearing housing
coolant
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.)
Withdrawn
Application number
EP11177050A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jan Mehring
Bernd Brinkmann
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.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
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
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Priority to EP11177050A priority Critical patent/EP2557292A1/en
Priority to RU2012134221A priority patent/RU2607143C2/en
Priority to CN201210284787.XA priority patent/CN102953799B/en
Priority to US13/572,286 priority patent/US9097171B2/en
Publication of EP2557292A1 publication Critical patent/EP2557292A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • F01P3/12Arrangements for cooling other engine or machine parts
    • 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
    • F01P11/00Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/02Liquid-coolant filling, overflow, venting, or draining devices
    • F01P11/029Expansion reservoirs
    • 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
    • F01P2031/00Fail safe
    • F01P2031/30Cooling after the engine is stopped
    • 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
    • F01P2060/12Turbo charger

Definitions

  • internal combustion engine includes diesel engines, gasoline engines, but also hybrid internal combustion engines.
  • the at least one cylinder head is connected to a mounting end face with a cylinder block.
  • the cylinder block which at least forms the crankcase, has a corresponding number of cylinder bores for receiving the pistons or the cylinder tubes.
  • the pistons are guided axially movably in the cylinder tubes and, together with the cylinder tubes and the cylinder head, form the combustion chambers of the internal combustion engine.
  • an exhaust gas turbocharger is used for the supercharging, in which a compressor and a turbine are arranged on the same shaft, wherein the hot exhaust gas stream is supplied to the turbine, relaxes under energy release in this turbine and the shaft mounted in a bearing housing rotates , The exhaust gas flow to the Turbine and finally delivered to the shaft energy is used to drive the also arranged on the shaft compressor.
  • the compressor conveys and compresses the charge air supplied to it, whereby a charging of the cylinder is achieved.
  • the advantage of the exhaust gas turbocharger for example compared to a mechanical supercharger, is that no mechanical connection is required for the power transmission between the supercharger and the internal combustion engine. While a mechanical supercharger obtains the energy required for its drive completely from the internal combustion engine and thus reduces the power provided and in this way adversely affects the efficiency, the exhaust gas turbocharger uses the exhaust gas energy of the hot exhaust gases.
  • Charged internal combustion engines are often equipped with a charge air cooling, with which the compressed combustion air is cooled before entering the cylinder. As a result, the density of the charge air supplied continues to increase.
  • the cooling also contributes in this way to a compression and better filling of the combustion chambers, d. H. to an improved degree of filling, at.
  • the charge is a suitable means to increase the capacity of an internal combustion engine with unchanged displacement, or to reduce the displacement at the same power.
  • the charging leads to an increase in space performance and a lower power mass.
  • the load collective can thus be shifted to higher loads, in which the specific fuel consumption is lower.
  • the latter is also referred to as downsizing.
  • turbocharger turbocharger The interpretation of the turbocharger turbocharger is difficult, with basically a noticeable increase in performance in all speed ranges is sought.
  • a strong torque drop is often observed when falling below a certain speed.
  • the torque characteristic of a supercharged internal combustion engine is attempted to be improved by different measures according to the prior art, for example by a small design of the turbine cross-section and simultaneous Abgasabblasung. If the exhaust gas mass flow exceeds a critical size, part of the exhaust gas flow is conducted past the so-called waste gate turbine by means of a bypass line as part of the exhaust gas blow-off.
  • this approach has disadvantages at higher speeds.
  • the torque characteristic of a supercharged internal combustion engine can also be improved by providing a plurality of superchargers - exhaust gas turbochargers and / or mechanical superchargers - arranged in parallel and / or in series in the exhaust gas removal system.
  • An internal combustion engine with at least one exhaust gas turbocharger is also an object of the present invention.
  • a supercharged internal combustion engine is thermally loaded higher than a conventional naturally aspirated engine due to the increased mean pressure and therefore also places increased demands on the cooling.
  • a supercharged internal combustion engine is usually equipped with a cooling, which is also referred to below as engine cooling.
  • engine cooling In principle, it is possible to carry out the cooling in the form of air cooling or liquid cooling. Since much larger amounts of heat can be dissipated with liquid cooling, an internal combustion engine of the present type is generally designed with liquid cooling.
  • the internal combustion engine according to the invention is a liquid-cooled internal combustion engine.
  • the liquid cooling requires the equipment of the internal combustion engine, ie the at least one cylinder head or the cylinder block with a coolant jacket, ie the arrangement of coolant through the cylinder head or block leading coolant channels, which in turn requires a complex structure.
  • the mechanically and thermally highly stressed cylinder head or block is weakened by the introduction of the coolant channels on the one hand in its strength.
  • the heat must not be directed to the surface as in the air cooling, in order to be able to be dissipated. The heat is already in the interior of the cylinder head or block to the coolant, usually mixed with additives added water.
  • the coolant is thereby conveyed by means of a pump arranged in the cooling circuit, which is usually driven mechanically by means of traction drive, so that it circulates.
  • the heat given off to the coolant is removed in this way from the interior of the cylinder head or block and removed from the coolant in a heat exchanger again.
  • a provided in the cooling circuit vent tank is used to vent the coolant or circuit.
  • the turbine of the at least one exhaust gas turbocharger is also - as the internal combustion engine itself - thermally highly loaded.
  • the turbine housing according to the prior art is made of temperature-resistant, frequently nickel-containing material or has to be equipped with liquid cooling in order to be able to use less temperature-resistant materials.
  • the EP 1 384 857 A2 and the German Offenlegungsschrift DE 10 2008 011 257 A1 describe liquid-cooled turbines or turbine housings.
  • the hot exhaust gas of the supercharged internal combustion engine also leads to a high thermal load of the bearing housing and consequently the bearing of the supercharger shaft. This is a correspondingly high heat input in the bearing for lubrication oil supplied connected. Due to the high speed of the loader shaft, the bearing is usually not designed as a rolling bearing but as a slide bearing. Due to the relative movement between the shaft and the bearing housing, a viable hydrodynamic lubricant film is formed between the shaft and the bearing bore.
  • the oil should not exceed a maximum allowable temperature, since the viscosity decreases with increasing temperature and the friction behavior deteriorates when a certain temperature is exceeded. Too high an oil temperature also accelerates the aging of the oil, which also worsens the lubricating properties of the oil. Both shorten the maintenance intervals for the oil change and can endanger the proper functioning of the bearing, even irreversible destruction of the bearing and thus of the turbocharger is possible.
  • the bearing housing of a turbocharger of an internal combustion engine of the present type is equipped with a liquid cooling. It is to be distinguished between the liquid cooling of the bearing housing and the above-mentioned liquid cooling of the turbine housing. Nonetheless, both liquid coolers may be in communication with each other, possibly only intermittently; H. communicate with each other.
  • the cooling of the bearing housing In contrast to the engine cooling or cooling of the turbine housing, the cooling of the bearing housing must also when the vehicle is parked, ie switched off internal combustion engine, be maintained at least for a certain period after switching off the internal combustion engine to avoid irreversible damage due to thermal overload safely.
  • an additional, electrically operated pump which is supplied for example by the on-board battery, promotes coolant via connecting line through the bearing housing when the engine is switched off and thus ensures cooling of the bearing housing and the bearing even when the internal combustion engine is out of operation.
  • an additional pump is a relatively expensive measure.
  • the connecting line which leads starting from the cooling circuit of the engine cooling through the bearing housing of the exhaust gas turbocharger to the vent tank, designed at least upstream of the bearing housing as a riser.
  • thermosiphon effect which is based essentially on two mechanisms.
  • thermosiphon effect for cooling the bearing housing with the internal combustion engine is often causing problems in practice. Due to the limited space in the engine compartment of a vehicle, it is often not possible to form the connecting line upstream of the bearing housing as a riser or to realize the required difference for the thermosiphon effect in the geodetic height between the bearing housing and vent. The reasons are the following.
  • the turbine of the at least one supercharger When using an exhaust gas turbocharger, efforts are always made, the turbine of the at least one supercharger as close to the outlet of the internal combustion engine, d. H. To arrange the outlet openings of the cylinder to optimally use in this way the enthalpy of the hot exhaust gases, which is largely determined by the exhaust pressure and the exhaust gas temperature and to ensure a fast response of the turbocharger. For these reasons, the turbine of the at least one exhaust gas turbocharger is usually arranged directly on the cylinder head and thus in a position having a comparatively large geodesic height, d. H. starting from an internal combustion engine in the installed position with respect to the other components and units is high.
  • the pressure and temperature conditions described above can lead to a pulsating coolant delivery, in which the coolant is introduced in beats via connection line in the vent tank. This leads to a foaming or enrichment of the coolant with air.
  • the actual purpose of the vent tank, namely to degas the coolant, d. H. to vent these effects are counteracted.
  • connection line below the surface level of the liquid coolant in the venting container, d. H. coming from the bearing housing, greatly overheated and optionally gaseous coolant is promoted by utilizing the thermosyphon effect in the located in the venting container volume of liquid coolant inside.
  • the internal combustion engine according to the invention thus solves the problem underlying the invention, namely to provide a charged liquid-cooled internal combustion engine, wherein the cooling of the bearing housing is optimized in particular with regard to the thermal load of the venting container.
  • the introduction of the superheated coolant via the connecting line into the liquid coolant of the venting container also dampens a pulsating coolant delivery, in which the coolant coming from the bearing housing is intermittently introduced into the venting container. In this respect, a pronounced foaming or accumulation of the coolant with air during the introduction is avoided.
  • the position of the surface mirror depends on the installation position or instantaneous position of the container.
  • the merging of the exhaust pipes within the cylinder head also allows a dense packaging of the drive unit. Furthermore, the path of the hot exhaust gases to the various exhaust aftertreatment systems is shortened and the exhaust gases are given little time to cool down, whereby the exhaust aftertreatment systems quickly reach their operating temperature or light-off temperature, in particular after a cold start of the internal combustion engine.
  • a double-flow turbine has an inlet region with two inlet channels, wherein the two total exhaust gas lines are connected to the twin-flow turbine in such a way that in each case an entire exhaust gas line opens into an inlet channel.
  • the merging of the two exhaust gas flows guided in the total exhaust gas lines is optionally carried out downstream of the turbine.
  • the grouping of the cylinders or exhaust pipes also offers advantages when using multiple turbines or exhaust gas turbocharger, wherein in each case an overall exhaust gas line is connected to a turbine.
  • Embodiments of the internal combustion engine in which the inlet opening of the connecting line into the venting container has a greater geodetic height than the outlet opening of the bearing housing, to which the connecting line connects, are advantageous in the installation position of the internal combustion engine.
  • the connecting line is designed as a riser.
  • embodiments of the internal combustion engine may be advantageous in which in the installation position of the internal combustion engine, the inlet opening of the connecting line in the venting container has a lower geodetic height than the outlet opening of the bearing housing, followed by the connecting line.
  • Embodiments of the internal combustion engine in which a cooler is provided in the connecting line between the pump and the bearing housing are advantageous.
  • the radiator lowers the coolant temperature before entering the bearing housing and thus contributes to an increase in the residence time, which is required to overheat the coolant in the bearing housing by heat input.
  • Embodiments of the internal combustion engine in which the cooler is a cooler operating on the principle of air cooling are advantageous.
  • cooling can basically be carried out as air cooling or as liquid cooling. Since comparatively small amounts of heat have to be dissipated when cooling the bearing housing, it is less expensive and sufficient to provide an air cooler upstream of the bearing housing.
  • Cooling systems for modern motor vehicle drives such as the engine cooling of the internal combustion engine according to the invention are preferably equipped with powerful electrically powered fan motors that drive a fan and set in rotation to the heat exchangers of the cooling system even at a standstill, d. H. provide a sufficiently high air mass flow when the vehicle is stationary, or at low vehicle speeds. Frequently, the fan is located in the immediate vicinity and spaced from the heat exchanger in the front-end area of the vehicle.
  • An air cooler provided upstream of the bearing housing may be arranged in the engine compartment in such a manner that the air flow passed through the fan flows around the air cooler and contributes to the heat dissipation at the surface due to convection.
  • embodiments of the internal combustion engine are advantageous in which the radiator is arranged between the cylinder block and the heat exchanger of the cooling circuit.
  • a throttle element in which in the connecting line between the pump and the vent container, a throttle element is arranged, which serves to limit the coolant flow rate.
  • the coolant throughput through the vent tank should be as low as possible, as will be explained below.
  • Embodiments of the internal combustion engine in which the throttle element is arranged downstream of the bearing housing in the connecting line are advantageous.
  • the valve serves to prevent or minimize the coolant delivery through the bearing housing at low coolant temperatures, in particular after a cold start of the internal combustion engine and during the warm-up phase.
  • a cooling or coolant delivery at low coolant temperatures is basically not wanted, since this precludes a rapid heating of the internal combustion engine and their aggregates.
  • the coolant flow through the vent should be as low as possible, especially at low coolant temperatures.
  • the vent requires a certain residence time of the coolant in the vent tank, which is why the throughput is to be limited in principle.
  • the throughput leads to a low temperature of the coolant or due to the low temperature higher viscosity of the coolant to the fact that the coolant when flowing out of the vent tank - contrary to the actual objective - is enriched with air again.
  • the self-controlling valve which may also be referred to as a thermostatic valve, varies depending on the coolant temperature, the flow cross-section of the connecting line and thus controls the coolant flow through the bearing housing in such a way that the throughput is increased with increasing coolant temperature. Consequently, not only the unwanted coolant delivery is counteracted at low coolant temperatures in the present embodiment, but also the coolant delivery and thus the cooling towards high temperatures by increasing the throughput, ie by opening the valve, forced, ie increased. This results in a need-based supply of the bearing housing with coolant, wherein the promotion of the coolant is still based on the thermosiphon effect.
  • valve is arranged upstream of the bearing housing in the connecting line.
  • valve is arranged downstream of the bearing housing in the connecting line.
  • the thermostat valve is acted upon in the present case with heated coolant in the bearing housing. This is advantageous because the valve can react almost instantaneously to the temperature of the coolant in the bearing housing and thus turns off in the control of the coolant flow rate directly on the current heat balance in the bearing housing.
  • valve is arranged upstream of the bearing housing in the connecting line.
  • the valve can also be integrated directly into the bearing housing, allowing a delay-free response to the temperatures in the bearing housing.
  • parts of the valve for example the valve housing, can be formed by the bearing housing and the cooling of the bearing housing can be used to cool the valve. This results in further advantages, in particular a compact design and weight savings.
  • the valve can also be integrated into the internal combustion engine, whereby the advantages mentioned above can be realized in an analogous manner.
  • the valve can be infinitely adjustable or two-stage switchable.
  • a continuously variable valve allows demand-based supply of the bearing housing with coolant in all operating conditions.
  • the valve may have a leakage current in the closed position. Although this leakage current prevents complete closure of the connecting line at low temperatures, which is why the coolant delivery can not be completely prevented. Nevertheless, some leakage, d. H. Leakage, the valve advantageous to ensure that the valve disposed in the thermocouple, which ultimately initiates the opening process, is constantly acted upon by coolant.
  • Embodiments of the internal combustion engine in which the connecting line leads through the cylinder block are advantageous.
  • the cylinder block In the installed position, the cylinder block is usually arranged deep in the engine compartment, d. H. on a low geodetic height compared to the turbine. If the connecting line then leads through the cylinder block upstream of the turbine, this is advantageous in particular with regard to the utilization of the thermosiphon effect and the formation of the connecting line as a riser line. In this configuration, the turbine and the bearing housing to be cooled are arranged geodetically higher than the cylinder block.
  • the connecting line can also lead starting from the cylinder head to the bearing housing of the turbine, without it would be necessary to form the line as a riser.
  • the at least one turbine can be designed as a radial turbine, ie, the flow of the blades takes place substantially radially.
  • essentially radial means that the velocity component in the radial direction is greater than the axial velocity component.
  • the velocity vector of the flow intersects the shaft of the turbine at a right angle if the flow is exactly radial.
  • the inlet region for supplying the exhaust gas is frequently designed as a spiral or worm casing extending all around, so that the inflow of the exhaust gas to the turbine takes place essentially radially.
  • the at least one turbine can also be designed as an axial turbine, in which the velocity component in the axial direction is greater than the velocity component in the radial direction.
  • the at least one turbine can be equipped with a variable turbine geometry, which allows a further adaptation to the respective operating point of an internal combustion engine by adjusting the turbine geometry or the effective turbine cross section.
  • adjustable guide vanes for influencing the flow direction are arranged in the inlet region of the turbine. Unlike the vanes of the rotating impeller, the vanes do not rotate with the shaft of the turbine.
  • the vanes are not only stationary, but also completely immovable in the entry area, i. H. rigidly fixed.
  • the guide vanes are indeed arranged stationary, but not completely immobile, but rotatable about its axis, so that the flow of the blades can be influenced.
  • a plurality of turbochargers whose turbines or compressors are arranged in series or in parallel can also be used to improve the torque characteristic of the internal combustion engine.
  • FIG. 1 schematically shows a side view of a first embodiment of the supercharged liquid-cooled internal combustion engine.
  • the internal combustion engine 1 comprises a cylinder head 1a, which is connected to a cylinder block 1b at a mounting end face 1c.
  • a pump 2a is provided, with which coolant is conveyed through a cooling circuit 2.
  • the pump 2a is connected via connecting line 5 with a venting container 2b, from which the degassed coolant is returned to the cooling circuit 2 by being fed into the cooling circuit 2 upstream of the pump 2a.
  • the internal combustion engine 1 is charged by means of exhaust gas turbocharger 3, which comprises a compressor and a turbine, which are arranged on a common shaft.
  • the shaft is rotatably supported in a liquid-cooled bearing housing 4.
  • the bearing housing 4 is integrated by means of connecting line 5 in the cooling circuit 2 of the internal combustion engine 1 and arranged between the pump 2 a and the breather 2 b.
  • the cylinder block 1b serves as a removal point 7 for the coolant and is equipped with a connection for the connecting line 5.
  • a tubular air cooler 6 is arranged in the connecting line 5, which lowers the temperature of the coolant before entering the bearing housing 4.
  • the inlet opening 2d of the connecting line 5 in the breather 2b a slightly larger geodetic height than the outlet opening 4a of the bearing housing 4, to which the connecting line 5 connects.
  • the positive height difference between the bearing housing 4 and the breather 2b supports the thermosiphon effect, even if the connecting line 5 upstream of the bearing housing 4 is not formed here as a riser with continuously increasing geodetic height.
  • the connecting line 5 opens below the coolant level 2c in the breather 2b. In this way, the superheated and possibly gaseous coolant coming from the bearing housing 4 is conveyed into the volume of liquid coolant 2e present in the deaeration vessel 2b.
  • the feeding of the superheated coolant below the liquid level 2c brings a direct mixing with the liquid, already in the container 2b coolant with it, whereby the thermal load of the container 2b is significantly reduced.
  • the container 2b is provided with a lid 2f, which closes a container opening, which serves to fill the container 2b with coolant, and also accommodates a pressure relief valve (not shown).

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Abstract

The boosted liquid-cooled internal combustion engine (1) has a cylinder head (1a) coupled to a mounting front side (1c) of a cylinder block (1b). A pump (2a) for conveying the coolant, a heat exchanger and a deaeration tank (2b) are provided for the formation of a cooling circuit (2). An exhaust gas turbocharger (3) is provided, with which a compressor and a turbine are arranged on a shaft. A connecting line (5) is provided into the deaeration tank, which has a gas volume adjacent to a volume at liquid coolant (2e).

Description

Die Erfindung betrifft eine aufgeladene flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit

  • mindestens einem Zylinderkopf, der an einer Montage-Stirnseite mit einem Zylinderblock verbindbar ist, wobei zur Ausbildung eines Kühlkreislaufs eine Pumpe zur Förderung des Kühlmittels, ein Wärmetauscher und ein Entlüftungsbehälter vorgesehen sind, und
  • mindestens einem Abgasturbolader, bei dem ein Verdichter und eine Turbine auf derselben Welle angeordnet sind, die drehbar in einem flüssigkeitsgekühlten Lagergehäuse gelagert ist, wobei zur Ausbildung der Flüssigkeitskühlung das Lagergehäuse mittels Verbindungsleitung in den Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine eingebunden und zwischen der Pumpe und dem Entlüftungsbehälter angeordnet ist.
The invention relates to a charged liquid-cooled internal combustion engine with
  • at least one cylinder head, which is connectable to a cylinder block at a mounting end face, wherein for forming a cooling circuit, a pump for conveying the coolant, a heat exchanger and a vent tank are provided, and
  • at least one exhaust gas turbocharger in which a compressor and a turbine are arranged on the same shaft which is rotatably mounted in a liquid-cooled bearing housing, wherein the bearing housing is integrated by means of connecting line in the cooling circuit of the internal combustion engine and arranged between the pump and the venting container to form the liquid cooling ,

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfaßt der Begriff Brennkraftmaschine Dieselmotoren, Ottomotoren, aber auch Hybrid-Brennkraftmaschinen.In the context of the present invention, the term internal combustion engine includes diesel engines, gasoline engines, but also hybrid internal combustion engines.

Zur Ausbildung der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine wird der mindestens eine Zylinderkopf an einer Montage-Stirnseite mit einem Zylinderblock verbunden. Der Zylinderblock, welcher das Kurbelgehäuse zumindest mit ausbildet, weist zur Aufnahme der Kolben bzw. der Zylinderrohre eine entsprechende Anzahl an Zylinderbohrungen auf. Die Kolben werden axial beweglich in den Zylinderrohren geführt und bilden zusammen mit den Zylinderrohren und dem Zylinderkopf die Brennräume der Brennkraftmaschine aus.To form the individual cylinders of the internal combustion engine, the at least one cylinder head is connected to a mounting end face with a cylinder block. The cylinder block, which at least forms the crankcase, has a corresponding number of cylinder bores for receiving the pistons or the cylinder tubes. The pistons are guided axially movably in the cylinder tubes and, together with the cylinder tubes and the cylinder head, form the combustion chambers of the internal combustion engine.

Nach dem Stand der Technik werden Brennkraftmaschinen zunehmend häufig aufgeladen, wobei die Aufladung in erster Linie ein Verfahren zur Leistungssteigerung ist, bei dem die für den motorischen Verbrennungsprozeß benötigte Luft verdichtet wird.In the prior art, internal combustion engines are being charged increasingly frequently, the charging being primarily a method of increasing the efficiency by which the air required for the engine combustion process is compressed.

In der Regel wird für die Aufladung ein Abgasturbolader eingesetzt, bei dem ein Verdichter und eine Turbine auf derselben Welle angeordnet sind, wobei der heiße Abgasstrom der Turbine zugeführt wird, sich unter Energieabgabe in dieser Turbine entspannt und die in einem Lagergehäuse gelagerte Welle in Drehung versetzt. Die vom Abgasstrom an die Turbine und schließlich an die Welle abgegebene Energie wird für den Antrieb des ebenfalls auf der Welle angeordneten Verdichters genutzt. Der Verdichter fördert und komprimiert die ihm zugeführte Ladeluft, wodurch eine Aufladung der Zylinder erreicht wird.As a rule, an exhaust gas turbocharger is used for the supercharging, in which a compressor and a turbine are arranged on the same shaft, wherein the hot exhaust gas stream is supplied to the turbine, relaxes under energy release in this turbine and the shaft mounted in a bearing housing rotates , The exhaust gas flow to the Turbine and finally delivered to the shaft energy is used to drive the also arranged on the shaft compressor. The compressor conveys and compresses the charge air supplied to it, whereby a charging of the cylinder is achieved.

Der Vorteil des Abgasturboladers beispielsweise im Vergleich zu einem mechanischen Lader besteht darin, dass keine mechanische Verbindung zur Leistungsübertragung zwischen Lader und Brennkraftmaschine erforderlich ist. Während ein mechanischer Lader die für seinen Antrieb benötigte Energie vollständig von der Brennkraftmaschine bezieht und somit die bereitgestellte Leistung mindert und auf diese Weise den Wirkungsgrad nachteilig beeinflußt, nutzt der Abgasturbolader die Abgasenergie der heißen Abgase.The advantage of the exhaust gas turbocharger, for example compared to a mechanical supercharger, is that no mechanical connection is required for the power transmission between the supercharger and the internal combustion engine. While a mechanical supercharger obtains the energy required for its drive completely from the internal combustion engine and thus reduces the power provided and in this way adversely affects the efficiency, the exhaust gas turbocharger uses the exhaust gas energy of the hot exhaust gases.

Aufgeladene Brennkraftmaschinen werden häufig mit einer Ladeluftkühlung ausgestattet, mit der die komprimierte Verbrennungsluft vor Eintritt in die Zylinder gekühlt wird. Dadurch erhöht sich die Dichte der zugeführten Ladeluft weiter. Die Kühlung trägt auf diese Weise ebenfalls zu einer Verdichtung und besseren Füllung der Brennräume, d. h. zu einem verbesserten Füllungsgrad, bei.Charged internal combustion engines are often equipped with a charge air cooling, with which the compressed combustion air is cooled before entering the cylinder. As a result, the density of the charge air supplied continues to increase. The cooling also contributes in this way to a compression and better filling of the combustion chambers, d. H. to an improved degree of filling, at.

Die Aufladung ist ein geeignetes Mittel, bei unverändertem Hubraum die Leistung einer Brennkraftmaschine zu steigern, oder bei gleicher Leistung den Hubraum zu reduzieren. In jedem Fall führt die Aufladung zu einer Erhöhung der Bauraumleistung und einer günstigeren Leistungsmasse. Bei gleichen Fahrzeugrandbedingungen läßt sich so das Lastkollektiv zu höheren Lasten hin verschieben, bei denen der spezifische Kraftstoffverbrauch niedriger ist. Letzteres wird auch als Downsizing bezeichnet.The charge is a suitable means to increase the capacity of an internal combustion engine with unchanged displacement, or to reduce the displacement at the same power. In any case, the charging leads to an increase in space performance and a lower power mass. At the same vehicle boundary conditions, the load collective can thus be shifted to higher loads, in which the specific fuel consumption is lower. The latter is also referred to as downsizing.

Schwierigkeiten bereitet die Auslegung der Abgasturboaufladung, wobei grundsätzlich eine spürbare Leistungssteigerung in allen Drehzahlbereichen angestrebt wird. Nach dem Stand der Technik wird häufig ein starker Drehmomentabfall bei Unterschreiten einer bestimmten Drehzahl beobachtet. Die Drehmomentcharakteristik einer aufgeladenen Brennkraftmaschine wird nach dem Stand der Technik durch unterschiedliche Maßnahmen zu verbessern versucht, beispielsweise durch eine kleine Auslegung des Turbinenquerschnittes und gleichzeitiger Abgasabblasung. Überschreitet der Abgasmassenstrom eine kritische Größe wird ein Teil des Abgasstromes im Rahmen der Abgasabblasung mittels einer Bypassleitung an der sogenannten Waste-Gate-Turbine vorbei geführt. Diese Vorgehensweise hat aber Nachteile bei höheren Drehzahlen.The interpretation of the turbocharger turbocharger is difficult, with basically a noticeable increase in performance in all speed ranges is sought. In the prior art, a strong torque drop is often observed when falling below a certain speed. The torque characteristic of a supercharged internal combustion engine is attempted to be improved by different measures according to the prior art, for example by a small design of the turbine cross-section and simultaneous Abgasabblasung. If the exhaust gas mass flow exceeds a critical size, part of the exhaust gas flow is conducted past the so-called waste gate turbine by means of a bypass line as part of the exhaust gas blow-off. However, this approach has disadvantages at higher speeds.

Die Drehmomentcharakteristik einer aufgeladenen Brennkraftmaschine kann auch dadurch verbessert werden, dass mehrere Lader - Abgasturbolader und/oder mechanische Lader - parallel und/oder in Reihe angeordnet im Abgasabführsystem vorgesehen werden.The torque characteristic of a supercharged internal combustion engine can also be improved by providing a plurality of superchargers - exhaust gas turbochargers and / or mechanical superchargers - arranged in parallel and / or in series in the exhaust gas removal system.

Eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Abgasturbolader ist auch Gegenstand der vorliegenden Erfindung.An internal combustion engine with at least one exhaust gas turbocharger is also an object of the present invention.

Eine aufgeladene Brennkraftmaschine ist infolge des erhöhten Mitteldrucks thermisch höher belastet als ein herkömmlicher Saugmotor und stellt daher auch erhöhte Anforderungen an die Kühlung. Um die thermische Belastung in Grenzen zu halten, wird eine aufgeladene Brennkraftmaschine in der Regel mit einer Kühlung ausgestattet, die im Folgenden auch als Motorkühlung bezeichnet wird. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, die Kühlung in Gestalt einer Luftkühlung oder einer Flüssigkeitskühlung auszuführen. Da mit einer Flüssigkeitskühlung wesentlich größere Wärmemengen abgeführt werden können, wird eine Brennkraftmaschine der vorliegenden Art in der Regel mit einer Flüssigkeitskühlung ausgeführt. Auch die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine ist eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine.A supercharged internal combustion engine is thermally loaded higher than a conventional naturally aspirated engine due to the increased mean pressure and therefore also places increased demands on the cooling. In order to keep the thermal load within limits, a supercharged internal combustion engine is usually equipped with a cooling, which is also referred to below as engine cooling. In principle, it is possible to carry out the cooling in the form of air cooling or liquid cooling. Since much larger amounts of heat can be dissipated with liquid cooling, an internal combustion engine of the present type is generally designed with liquid cooling. The internal combustion engine according to the invention is a liquid-cooled internal combustion engine.

Die Flüssigkeitskühlung erfordert die Ausstattung der Brennkraftmaschine, d. h. des mindestens einen Zylinderkopfes bzw. des Zylinderblocks mit einem Kühlmittelmantel, d. h. die Anordnung von Kühlmittel durch den Zylinderkopf bzw. -block führenden Kühlmittelkanälen, was wiederum eine komplexe Struktur bedingt. Dabei wird der mechanisch und thermisch hochbelastete Zylinderkopf bzw. -block durch das Einbringen der Kühlmittelkanäle einerseits in seiner Festigkeit geschwächt. Andererseits muß die Wärme nicht wie bei der Luftkühlung erst an die Oberfläche geleitet werden, um abgeführt werden zu können. Die Wärme wird bereits im Inneren des Zylinderkopfes bzw. -blocks an das Kühlmittel, in der Regel mit Additiven versetztes Wasser, abgegeben. Das Kühlmittel wird dabei mittels einer im Kühlkreislauf angeordneten Pumpe, die in der Regel mechanisch mittels Zugmitteltrieb angetrieben wird, gefördert, so dass es zirkuliert. Die an das Kühlmittel abgegebene Wärme wird auf diese Weise aus dem Inneren des Zylinderkopfes bzw. -blocks abgeführt und in einem Wärmetauscher dem Kühlmittel wieder entzogen. Ein im Kühlkreislauf vorgesehener Entlüftungsbehälter dient zur Entlüftung des Kühlmittels bzw. Kreislaufs.The liquid cooling requires the equipment of the internal combustion engine, ie the at least one cylinder head or the cylinder block with a coolant jacket, ie the arrangement of coolant through the cylinder head or block leading coolant channels, which in turn requires a complex structure. In this case, the mechanically and thermally highly stressed cylinder head or block is weakened by the introduction of the coolant channels on the one hand in its strength. On the other hand, the heat must not be directed to the surface as in the air cooling, in order to be able to be dissipated. The heat is already in the interior of the cylinder head or block to the coolant, usually mixed with additives added water. The coolant is thereby conveyed by means of a pump arranged in the cooling circuit, which is usually driven mechanically by means of traction drive, so that it circulates. The heat given off to the coolant is removed in this way from the interior of the cylinder head or block and removed from the coolant in a heat exchanger again. A provided in the cooling circuit vent tank is used to vent the coolant or circuit.

Die Turbine des mindestens einen Abgasturboladers ist ebenfalls - wie die Brennkraftmaschine selbst - thermisch hoch belastet. Dies führt dazu, dass das Turbinengehäuse nach dem Stand der Technik aus temperaturfestem, häufig nickelhaltigen Material gefertigt wird oder mit einer Flüssigkeitskühlung auszustatten ist, um weniger temperaturfeste Werkstoffe verwenden zu können. Die EP 1 384 857 A2 und die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2008 011 257 A1 beschreiben flüssigkeitsgekühlte Turbinen bzw. Turbinengehäuse.The turbine of the at least one exhaust gas turbocharger is also - as the internal combustion engine itself - thermally highly loaded. As a result, the turbine housing according to the prior art is made of temperature-resistant, frequently nickel-containing material or has to be equipped with liquid cooling in order to be able to use less temperature-resistant materials. The EP 1 384 857 A2 and the German Offenlegungsschrift DE 10 2008 011 257 A1 describe liquid-cooled turbines or turbine housings.

Das heiße Abgas der aufgeladenen Brennkraftmaschine führt auch zu einer hohen thermischen Belastung des Lagergehäuses und folglich des Lagers der Laderwelle. Damit ist ein entsprechend hoher Wärmeeintrag in das dem Lager zwecks Schmierung zugeführte Öl verbunden. Das Lager ist aufgrund der hohen Drehzahl der Laderwelle in der Regel nicht als Wälzlager, sondern als Gleitlager ausgebildet. Infolge der Relativbewegung zwischen der Welle und dem Lagergehäuse bildet sich ein tragfähiger hydrodynamischer Schmierfilm zwischen Welle und Lagerbohrung aus.The hot exhaust gas of the supercharged internal combustion engine also leads to a high thermal load of the bearing housing and consequently the bearing of the supercharger shaft. This is a correspondingly high heat input in the bearing for lubrication oil supplied connected. Due to the high speed of the loader shaft, the bearing is usually not designed as a rolling bearing but as a slide bearing. Due to the relative movement between the shaft and the bearing housing, a viable hydrodynamic lubricant film is formed between the shaft and the bearing bore.

Das Öl sollte eine maximal zulässige Temperatur nicht übersteigen, da die Viskosität mit zunehmender Temperatur abnimmt und sich das Reibverhalten bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur verschlechtert. Eine zu hohe Öltemperatur beschleunigt zudem die Alterung des Öls, wobei sich auch die Schmiereigenschaften des Öls verschlechtern. Beides verkürzt die Wartungsintervalle für den Ölwechsel und kann die Funktionstüchtigkeit des Lagers gefährden, wobei sogar eine irreversible Zerstörung des Lagers und damit des Turboladers möglich ist.The oil should not exceed a maximum allowable temperature, since the viscosity decreases with increasing temperature and the friction behavior deteriorates when a certain temperature is exceeded. Too high an oil temperature also accelerates the aging of the oil, which also worsens the lubricating properties of the oil. Both shorten the maintenance intervals for the oil change and can endanger the proper functioning of the bearing, even irreversible destruction of the bearing and thus of the turbocharger is possible.

Aus den zuvor genannten Gründen wird das Lagergehäuse eines Turboladers einer Brennkraftmaschine der vorliegenden Art nach dem Stand der Technik mit einer Flüssigkeitskühlung ausgestattet. Dabei ist zu unterscheiden zwischen der Flüssigkeitskühlung des Lagergehäuses und der oben erwähnten Flüssigkeitskühlung des Turbinengehäuses. Nichtsdestotrotz können beide Flüssigkeitskühlungen - gegebenenfalls auch nur zeitweise - miteinander in Verbindung stehen, d. h. miteinander kommunizieren.For the reasons mentioned above, the bearing housing of a turbocharger of an internal combustion engine of the present type according to the prior art is equipped with a liquid cooling. It is to be distinguished between the liquid cooling of the bearing housing and the above-mentioned liquid cooling of the turbine housing. Nonetheless, both liquid coolers may be in communication with each other, possibly only intermittently; H. communicate with each other.

Im Gegensatz zur Motorkühlung bzw. Kühlung des Turbinengehäuses muß die Kühlung des Lagergehäuses auch bei abgestelltem Fahrzeug, d. h. abgeschalteter Brennkraftmaschine, zumindest für eine bestimmte Dauer nach Abschalten der Brennkraftmaschine aufrechterhalten werden, um irreversible Schäden durch thermische Überlastung sicher zu vermeiden.In contrast to the engine cooling or cooling of the turbine housing, the cooling of the bearing housing must also when the vehicle is parked, ie switched off internal combustion engine, be maintained at least for a certain period after switching off the internal combustion engine to avoid irreversible damage due to thermal overload safely.

Dies kann grundsätzlich durch eine zusätzliche, elektrisch betriebene Pumpe bewerkstelligt werden, welche beispielsweise von der Bordbatterie versorgt wird, bei abgeschalteter Brennkraftmaschine Kühlmittel via Verbindungsleitung durch das Lagergehäuse fördert und damit eine Kühlung des Lagergehäuses und des Lagers auch bei außer Betrieb befindlicher Brennkraftmaschine gewährleistet. Das Vorsehen einer zusätzlichen Pumpe ist aber eine vergleichsweise kostenintensive Maßnahme.This can be accomplished in principle by an additional, electrically operated pump, which is supplied for example by the on-board battery, promotes coolant via connecting line through the bearing housing when the engine is switched off and thus ensures cooling of the bearing housing and the bearing even when the internal combustion engine is out of operation. However, the provision of an additional pump is a relatively expensive measure.

Aus dem Stand der Technik sind auch Konzepte bekannt, die auf eine zusätzliche Pumpe verzichten. Dabei wird die Verbindungsleitung, die ausgehend vom Kühlkreislauf der Motorkühlung durch das Lagergehäuse des Abgasturboladers bis hin zum Entlüftungsbehälter führt, zumindest stromaufwärts des Lagergehäuses als Steigleitung ausgelegt. Die Förderung des Kühlmittels bei abgeschalteter Brennkraftmaschine erfolgt durch den sogenannten Thermosiphon-Effekt, welcher im Wesentlichen auf zwei Mechanismen basiert.From the prior art, concepts are also known which do without an additional pump. In this case, the connecting line, which leads starting from the cooling circuit of the engine cooling through the bearing housing of the exhaust gas turbocharger to the vent tank, designed at least upstream of the bearing housing as a riser. The promotion of the coolant when the internal combustion engine is switched off by the so-called thermosiphon effect, which is based essentially on two mechanisms.

Aufgrund des - auch bei abgeschalteter Brennkraftmaschine - fortdauernden Wärmeeintrags vom erhitzten Lagergehäuse in das in der Verbindungsleitung befindliche Kühlmittel erhöht sich die Temperatur des Kühlmittels, wodurch die Dichte des Kühlmittels abnimmt und das vom Kühlmittel beanspruchte Volumen zunimmt. Eine Überhitzung des Kühlmittels kann darüber hinaus zu einer teilweisen Verdampfung von Kühlmittel führen, so dass Kühlmittel in die Gasphase übergeht. In beiden Fällen dehnt sich das Kühlmittel aus und beansprucht ein größeres Volumen, wodurch schließlich weiteres Kühlmittel in Richtung Entlüftungsbehälter verdrängt, d. h. gefördert, wird. Durch den sich einstellenden Unterdruck wird Kühlmittel nachgeführt.Due to the - even with the internal combustion engine - continued heat input from the heated bearing housing in the coolant located in the connecting line, the temperature of the coolant increases, whereby the density of the coolant decreases and the volume consumed by the coolant increases. Overheating of the coolant may also result in partial vaporization of coolant, so that coolant passes into the gas phase. In both cases, the refrigerant expands and occupies a larger volume, eventually displacing further refrigerant toward the vent vessel, i. H. is promoted. Due to the self-adjusting vacuum coolant is tracked.

Die Ausnutzung des Thermosiphon-Effekts zur Kühlung des Lagergehäuses bei abgeschalteter Brennkraftmaschine bereitet in der Praxis häufig Probleme. Aufgrund der beengten Platzverhältnisse im Motorraum eines Fahrzeuges ist es häufig nicht möglich, die Verbindungsleitung stromaufwärts des Lagergehäuses als Steigleitung auszubilden bzw. den für den Thermosiphon-Effekt erforderlichen Unterschied in der geodätischen Höhe zwischen Lagergehäuse und Entlüftungsbehälter zu realisieren. Die Gründe sind die Folgenden.The use of the thermosiphon effect for cooling the bearing housing with the internal combustion engine is often causing problems in practice. Due to the limited space in the engine compartment of a vehicle, it is often not possible to form the connecting line upstream of the bearing housing as a riser or to realize the required difference for the thermosiphon effect in the geodetic height between the bearing housing and vent. The reasons are the following.

Bei Einsatz eines Abgasturboladers ist man stets bemüht, die Turbine des mindestens einen Laders möglichst nahe am Auslaß der Brennkraftmaschine, d. h. den Auslaßöffnungen der Zylinder anzuordnen, um auf diese Weise die Enthalpie der heißen Abgase, die maßgeblich vom Abgasdruck und der Abgastemperatur bestimmt wird, optimal nutzen zu können und ein schnelles Ansprechverhalten des Turboladers zu gewährleisten. Aus den genannten Gründen wird die Turbine des mindestens einen Abgasturboladers in der Regel unmittelbar am Zylinderkopf angeordnet und damit in einer Position, die eine vergleichsweise große geodätische Höhe aufweist, d. h. ausgehend von einer Brennkraftmaschine in Einbauposition im Hinblick auf die übrigen Komponenten und Aggregate hoch gelegen ist.When using an exhaust gas turbocharger, efforts are always made, the turbine of the at least one supercharger as close to the outlet of the internal combustion engine, d. H. To arrange the outlet openings of the cylinder to optimally use in this way the enthalpy of the hot exhaust gases, which is largely determined by the exhaust pressure and the exhaust gas temperature and to ensure a fast response of the turbocharger. For these reasons, the turbine of the at least one exhaust gas turbocharger is usually arranged directly on the cylinder head and thus in a position having a comparatively large geodesic height, d. H. starting from an internal combustion engine in the installed position with respect to the other components and units is high.

Diese Einbauposition der Turbine bzw. des Lagergehäuses macht es schwierig, die Verbindungsleitung stromaufwärts des Lagergehäuses als Steigleitung auszubilden, bei der die geodätische Höhe kontinuierlich zunimmt. Denn der Entlüftungsbehälter kann nicht beliebig hoch über dem Lagergehäuse angeordnet werden. Insbesondere müssen die im Motorraum eingebauten Komponenten und Aggregate aus Gründen der Sicherheit, d. h. aufgrund von Anforderungen an das Crashverhaltens des Fahrzeuges, einen Mindestabstand zur Motorhaube einhalten. Die Einhaltung eines vorgeschriebenen Sicherheitsabstandes zur Motorhaube führt zwangsläufig zu einem nur geringen Höhenunterschied zwischen Lagergehäuse und Entlüftungsbehälter, dem Fehlen eines Höhenunterschieds oder im Einzelfall auch zu einem negativen Höhenunterschied, bei dem das Lagergehäuse im Vergleich zum Entlüftungsbehälter die größere geodätische Höhe aufweist.This installation position of the turbine or the bearing housing makes it difficult to form the connecting line upstream of the bearing housing as a riser, in which the geodesic height continuously increases. Because the vent tank can not be arranged arbitrarily high above the bearing housing. In particular, the components and units installed in the engine compartment must, for reasons of safety, d. H. due to requirements on the crash behavior of the vehicle, maintain a minimum distance to the engine hood. Compliance with a prescribed safety distance to the hood inevitably leads to only a slight difference in height between the bearing housing and vent tank, the lack of height difference or in individual cases to a negative height difference, in which the bearing housing compared to the vent tank has the greater geodetic height.

Die vorstehend beschriebenen Umstände erschweren die Förderung des Kühlmittels unter Ausnutzung des Thermosiphon-Effekts erheblich. Eine ungünstige Einbauposition des Entlüftungsbehälters erhöht den Widerstand gegen den das Kühlmittel ausgehend vom Lagergehäuse gefördert werden muß. Eine längere Verweildauer im Lagergehäuse ist die Folge, wobei das Kühlmittel stark überhitzen kann und der Druck - auch in der Verbindungsleitung stromaufwärts des Lagergehäuses - stark ansteigen kann.The circumstances described above make it difficult to promote the coolant by utilizing the thermosiphon effect considerably. An unfavorable installation position of the venting container increases the resistance against which the coolant must be conveyed starting from the bearing housing. A longer residence time in the bearing housing is the result, the coolant can overheat and the pressure - even in the connecting line upstream of the bearing housing - can rise sharply.

Infolgedessen gelangt auch stark überhitzter Kühlmitteldampf von höherem Druck, insbesondere Kühlmitteldampf, via Verbindungsleitung in den Entlüftungsbehälter. Zum einen kann dies zu einer thermischen Überlastung, einer Beschädigung bzw. Zerstörung des in der Regel aus Kunststoff gefertigten Behälters führen. Zum anderen kann der erhöhte Behälterdruck dazu führen, dass ein am Behälter angeordnetes Überdruckventil unkontrolliert öffnet und dampfförmiges Kühlmittel in die Umgebung entläßt. Dies kann eine unerwünschte Geräuschentwicklung, insbesondere ein Pfeifen, verursachen. In der Regel ist der Behälter mit einem Deckel ausgestattet, der eine Behälteröffnung, die dem Einfüllen von Kühlmittel dient, verschließt und häufig auch das Überdruckventil aufnimmt. Das stark überhitzte Kühlmittel kann auch den Deckel bzw. die Deckeldichtung angreifen und zu einem Verkleben des Deckels führen.As a result, even superheated refrigerant vapor of higher pressure, in particular coolant vapor, passes via connecting line into the venting container. On the one hand, this can lead to a thermal overload, damage or destruction of the usually made of plastic container. For another, the increased Tank pressure cause a pressure relief valve disposed on the container opens uncontrollably and releases vapor refrigerant into the environment. This can cause unwanted noise, especially whistling. In general, the container is equipped with a lid which closes a container opening, which serves for the filling of coolant, and often also receives the pressure relief valve. The highly superheated coolant can also attack the lid or the lid seal and lead to a sticking of the lid.

Die vorstehend beschriebenen Druck- und Temperaturverhältnisse können zu einer pulsierenden Kühlmittelförderung führen, bei der das Kühlmittel in Stößen via Verbindungsleitung in den Entlüftungsbehälter eingeleitet wird. Dies führt zu einer Verschäumung bzw. Anreicherung des Kühlmittels mit Luft. Dem eigentlichen Zweck des Entlüftungsbehälters, nämlich das Kühlmittel zu entgasen, d. h. zu entlüften, laufen diese Effekte zu wider.The pressure and temperature conditions described above can lead to a pulsating coolant delivery, in which the coolant is introduced in beats via connection line in the vent tank. This leads to a foaming or enrichment of the coolant with air. The actual purpose of the vent tank, namely to degas the coolant, d. H. to vent these effects are counteracted.

Vor dem Hintergrund des oben Gesagten ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine aufgeladene flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, bei der die Kühlung des Lagergehäuses hinsichtlich der genannten Anforderungen, insbesondere hinsichtlich der thermischen Belastung des Entlüftungsbehälters, optimiert ist.Against the background of the above, it is the object of the present invention to provide a supercharged liquid-cooled internal combustion engine according to the preamble of claim 1, wherein the cooling of the bearing housing with respect to said requirements, in particular with regard to the thermal load of the venting container is optimized.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine aufgeladene flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit

  • mindestens einem Zylinderkopf, der an einer Montage-Stirnseite mit einem Zylinderblock verbindbar ist, wobei zur Ausbildung eines Kühlkreislaufs eine Pumpe zur Förderung des Kühlmittels, ein Wärmetauscher und ein Entlüftungsbehälter vorgesehen sind, und
  • mindestens einem Abgasturbolader, bei dem ein Verdichter und eine Turbine auf derselben Welle angeordnet sind, die drehbar in einem flüssigkeitsgekühlten Lagergehäuse gelagert ist, wobei zur Ausbildung der Flüssigkeitskühlung das Lagergehäuse mittels Verbindungsleitung in den Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine eingebunden und zwischen der Pumpe und dem Entlüftungsbehälter angeordnet ist,
die dadurch gekennzeichnet ist, dass
  • die Verbindungsleitung in den Entlüftungsbehälter, der neben einem Volumen an flüssigem Kühlmittel auch ein Gasvolumen umfaßt, an einer Stelle einmündet, die mit flüssigem Kühlmittel beaufschlagt ist.
This object is achieved by a charged liquid-cooled internal combustion engine with
  • at least one cylinder head, which is connectable to a cylinder block at a mounting end face, wherein for forming a cooling circuit, a pump for conveying the coolant, a heat exchanger and a vent tank are provided, and
  • at least one exhaust gas turbocharger in which a compressor and a turbine are arranged on the same shaft which is rotatably mounted in a liquid-cooled bearing housing, wherein the bearing housing is integrated by means of connecting line in the cooling circuit of the internal combustion engine and arranged between the pump and the venting container to form the liquid cooling .
which is characterized in that
  • the connecting line into the venting container, which in addition to a volume of liquid coolant also comprises a gas volume, opens at a point which is acted upon by liquid coolant.

Erfindungsgemäß mündet die Verbindungsleitung unterhalb des Oberflächenspiegels des flüssigen Kühlmittels in den Entlüftungsbehälter, d. h. das vom Lagergehäuse kommende, stark überhitzte und gegebenenfalls gasförmige Kühlmittel wird unter Ausnutzung des Thermosiphon-Effekts in das im Entlüftungsbehälter befindliche Volumen an flüssigem Kühlmittel hinein gefördert.According to the invention opens the connection line below the surface level of the liquid coolant in the venting container, d. H. coming from the bearing housing, greatly overheated and optionally gaseous coolant is promoted by utilizing the thermosyphon effect in the located in the venting container volume of liquid coolant inside.

Während ein Einleiten des überhitzten Kühlmittels oberhalb des Kühlmittelspiegels unmittelbar die Innenwand des Entlüftungsbehälters thermisch stark beanspruchen, gegebenenfalls schädigen würde, erfolgt bei Einspeisen des überhitzten Kühlmittels unterhalb des Oberflächenspiegels eine direkte Vermischung mit dem flüssigem, bereits im Behälter befindlichen Kühlmittel, wobei die sich einstellende Mischtemperatur deutlich unter der Temperatur des überhitzten Kühlmittels liegt. Folglich wird die thermische Belastung des Behälters durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Maßnahme, nämlich die Verbindungsleitung unterhalb des Oberflächenspiegels in die Kühlmittelflüssigkeit des Entlüftungsbehälters einmünden zu lassen, deutlich herabgesetzt.While an introduction of the superheated coolant above the coolant level directly thermally stress the inner wall of the vent tank, would possibly damage, is carried out when feeding the superheated refrigerant below the surface mirror direct mixing with the liquid, already in the container coolant, wherein the mixing temperature setting itself clearly is below the temperature of the superheated refrigerant. Consequently, the thermal load of the container by the proposed measure according to the invention, namely to let open the connecting line below the surface level in the coolant liquid of the venting container, significantly reduced.

Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine löst somit die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, nämlich eine aufgeladene flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine bereitzustellen, bei der die Kühlung des Lagergehäuses insbesondere hinsichtlich der thermischen Belastung des Entlüftungsbehälters optimiert ist.The internal combustion engine according to the invention thus solves the problem underlying the invention, namely to provide a charged liquid-cooled internal combustion engine, wherein the cooling of the bearing housing is optimized in particular with regard to the thermal load of the venting container.

Das Einleiten des überhitzten Kühlmittels via Verbindungsleitung in das flüssige Kühlmittel des Entlüftungsbehälters dämpft auch eine pulsierende Kühlmittelförderung, bei der das aus dem Lagergehäuse kommende Kühlmittel stoßweise in den Entlüftungsbehälter eingebracht wird. Insofern wird eine stark ausgeprägte Verschäumung bzw. Anreicherung des Kühlmittels mit Luft bei der Einleitung vermieden.The introduction of the superheated coolant via the connecting line into the liquid coolant of the venting container also dampens a pulsating coolant delivery, in which the coolant coming from the bearing housing is intermittently introduced into the venting container. In this respect, a pronounced foaming or accumulation of the coolant with air during the introduction is avoided.

Nicht nur die Behältertemperatur wird durch die erfindungsgemäße Einleitung des Kühlmittels unterhalb des Oberflächenspiegels gesenkt. Auch der Behälterdruck wird reduziert, so dass kein ungewolltes Öffnen eines am Behälter vorgesehenen Überdruckventils zu beobachten ist. Eine unerwünschte Geräuschentwicklung, beispielsweise ein Pfeifen, wird dadurch vermieden.Not only the tank temperature is lowered by the inventive introduction of the coolant below the surface level. The container pressure is reduced, so that no accidental opening of an overpressure valve provided on the container can be observed. An undesirable noise, such as whistling, is thereby avoided.

Da die Kühlmittelflüssigkeit im Behälter kein fester Körper, sondern vielmehr beweglich ist, hängt die Lage des Oberflächenspiegels von der Einbauposition bzw. momentanen Position des Behälters ab. Um einen festen eindeutigen Bezugspunkt zu gewährleisten, wird Bezug genommen auf ein ebenerdig abgestelltes Fahrzeug mit in Einbauposition befindlicher Brennkraftmaschine, d. h. mit in Einbauposition befindlichem Entlüftungsbehälter.Since the coolant liquid in the container is not a solid body but rather movable, the position of the surface mirror depends on the installation position or instantaneous position of the container. In order to ensure a fixed, unique reference point, reference is made to a vehicle parked at ground level with the internal combustion engine in the installed position, i. H. with the breather in the installed position.

Bei Brennkraftmaschinen mit mindestens zwei Zylindern sind Ausführungsformen vorteilhaft, bei denen

  • jeder Zylinder mindestens eine Auslaßöffnung zum Abführen der Abgase aus dem Zylinder aufweist und sich an jede Auslaßöffnung eine Abgasleitung anschließt, wobei die Abgasleitungen von mindestens zwei Zylindern unter Ausbildung mindestens eines integrierten Abgaskrümmers innerhalb des Zylinderkopfes zu mindestens einer Gesamtabgasleitung zusammenführen, welche in die Turbine des mindestens einen Abgasturboladers mündet.
In internal combustion engines having at least two cylinders, embodiments are advantageous in which
  • each cylinder has at least one outlet opening for discharging the exhaust gases from the cylinder and connects to each outlet opening an exhaust pipe, wherein the exhaust pipes of at least two cylinders merge to form at least one integrated exhaust manifold within the cylinder head to at least one total exhaust pipe, which in the turbine of at least an exhaust gas turbocharger opens.

Bei Brennkraftmaschinen mit Abgasturboaufladung wird - wie bereits ausgeführt - angestrebt, die mindestens eine Turbine möglichst nahe am Auslaß der Zylinder anzuordnen. Zielführend dabei ist, die Abgasleitungen gemäß der in Rede stehenden Ausführungsform unter Ausbildung mindestens eines integrierten Abgaskrümmers innerhalb des Zylinderkopfes zusammenzuführen. Die Länge der Abgasleitungen wird dadurch verringert. Das Leitungsvolumen, d. h. das Abgasvolumen der Abgasleitungen stromaufwärts der Turbine, wird verkleinert, so dass sich das Ansprechverhalten der Turbine verbessert. Die verkürzten Abgasleitungen führen auch zu einer geringeren thermischen Trägheit des Abgassystems stromaufwärts der Turbine, so dass sich die Temperatur der Abgase am Turbineneintritt erhöht, weshalb auch die Enthalpie der Abgase am Eintritt der Turbine höher ist. Die Zusammenführung der Abgasleitungen innerhalb des Zylinderkopfes gestattet darüber hinaus ein dichtes Packaging der Antriebseinheit. Des Weiteren wird auch der Weg der heißen Abgase zu den verschiedenen Abgasnachbehandlungssystemen verkürzt und den Abgasen wenig Zeit zur Abkühlung eingeräumt, wodurch die Abgasnachbehandlungssysteme schnell ihre Betriebstemperatur bzw. Anspringtemperatur erreichen, insbesondere nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine.In internal combustion engines with exhaust gas turbocharging - as already stated - sought to arrange the at least one turbine as close to the outlet of the cylinder. The goal is to merge the exhaust pipes according to the embodiment in question while forming at least one integrated exhaust manifold within the cylinder head. The length of the exhaust pipes is thereby reduced. The piping volume, ie the exhaust gas volume of the exhaust pipes upstream of the turbine, is reduced so that the response of the turbine improves. The shortened exhaust pipes also result in lower thermal inertia of the exhaust system upstream of the turbine, so that the temperature of the exhaust gases at the turbine inlet increases, which is why the enthalpy of the exhaust gases at the inlet of the turbine is higher. The merging of the exhaust pipes within the cylinder head also allows a dense packaging of the drive unit. Furthermore, the path of the hot exhaust gases to the various exhaust aftertreatment systems is shortened and the exhaust gases are given little time to cool down, whereby the exhaust aftertreatment systems quickly reach their operating temperature or light-off temperature, in particular after a cold start of the internal combustion engine.

Bei Brennkraftmaschinen mit drei und mehr Zylindern sind auch Ausführungsformen vorteilhaft, bei denen

  • mindestens drei Zylinder in der Art konfiguriert sind, dass sie zwei Gruppen mit jeweils mindestens einem Zylinder bilden, und
  • die Abgasleitungen der Zylinder jeder Zylindergruppe unter Ausbildung eines Abgaskrümmers jeweils zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen.
In internal combustion engines having three or more cylinders, embodiments are also advantageous in which
  • at least three cylinders are configured to form two groups each having at least one cylinder, and
  • the exhaust gas lines of the cylinder of each cylinder group merge to form an exhaust manifold to form an overall exhaust gas line.

Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere für den Einsatz einer zweiflutigen Turbine. Eine zweiflutige Turbine weist einen Eintrittsbereich mit zwei Eintrittskanälen auf, wobei die beiden Gesamtabgasleitungen mit der zweiflutigen Turbine in der Art verbunden werden, dass jeweils eine Gesamtabgasleitung in einen Eintrittskanal mündet. Die Zusammenführung der beiden in den Gesamtabgasleitungen geführten Abgasströmungen erfolgt gegebenenfalls stromabwärts der Turbine. Die Gruppierung der Zylinder bzw. Abgasleitungen bietet aber auch Vorteile beim Einsatz mehrerer Turbinen bzw. Abgasturbolader, wobei jeweils eine Gesamtabgasleitung mit einer Turbine verbunden wird.This embodiment is particularly suitable for the use of a twin-flow turbine. A double-flow turbine has an inlet region with two inlet channels, wherein the two total exhaust gas lines are connected to the twin-flow turbine in such a way that in each case an entire exhaust gas line opens into an inlet channel. The merging of the two exhaust gas flows guided in the total exhaust gas lines is optionally carried out downstream of the turbine. However, the grouping of the cylinders or exhaust pipes also offers advantages when using multiple turbines or exhaust gas turbocharger, wherein in each case an overall exhaust gas line is connected to a turbine.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der aufgeladenen flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine werden im Zusammenhang mit den Unteransprüchen erörtert.Further advantageous embodiments of the charged liquid-cooled internal combustion engine will be discussed in connection with the subclaims.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen in der Einbauposition der Brennkraftmaschine die Eintrittsöffnung der Verbindungsleitung in den Entlüftungsbehälter eine größere geodätische Höhe aufweist als die Austrittsöffnung des Lagergehäuses, an der die Verbindungsleitung anschließt.Embodiments of the internal combustion engine in which the inlet opening of the connecting line into the venting container has a greater geodetic height than the outlet opening of the bearing housing, to which the connecting line connects, are advantageous in the installation position of the internal combustion engine.

Ein positiver Höhenunterschied zwischen Lagergehäuse und Entlüftungsbehälter, bei dem die Eintrittsöffnung des Entlüftungsbehälters gegenüber der Austrittsöffnung des Lagergehäuses die größere geodätische Höhe aufweist, unterstützt die Förderung des Kühlmittels mittels Thermosiphon-Effekt.A positive height difference between the bearing housing and venting container, wherein the inlet opening of the venting container with respect to the outlet opening of the bearing housing has the greater geodetic height, supports the promotion of the coolant by means of thermosiphon effect.

Vorteilhaft sind besonders Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen die Verbindungsleitung als Steigleitung ausgebildet ist. Zur Nutzung bzw. Verbesserung des Thermosiphon-Effekts ist es vorteilhaft, die Verbindungsleitung zumindest stromaufwärts des Lagergehäuses als Steigleitung auszubilden, bei der die geodätische Höhe kontinuierlich zunimmt.Particularly advantageous embodiments of the internal combustion engine, in which the connecting line is designed as a riser. To use or improve the thermosiphon effect, it is advantageous to connect the connecting line at least upstream of the Form bearing housing as a riser, in which the geodesic height increases continuously.

Nichtsdestotrotz können auch Ausführungsformen der Brennkraftmaschine vorteilhaft sein, bei denen in der Einbauposition der Brennkraftmaschine die Eintrittsöffnung der Verbindungsleitung in den Entlüftungsbehälter eine geringere geodätische Höhe aufweist als die Austrittsöffnung des Lagergehäuses, an der die Verbindungsleitung anschließt.Nevertheless, embodiments of the internal combustion engine may be advantageous in which in the installation position of the internal combustion engine, the inlet opening of the connecting line in the venting container has a lower geodetic height than the outlet opening of the bearing housing, followed by the connecting line.

Anforderungen an das Packaging im Motorraum und/oder die Einhaltung eines ausreichend großen Sicherheitsabstandes zur Motorhaube können eine derartige Positionierung des Entlüftungsbehälters erforderlich machen, d. h. begründen.Requirements for the packaging in the engine compartment and / or compliance with a sufficiently large safety distance to the hood, such a positioning of the venting container may be required, d. H. justify.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen in der Verbindungsleitung zwischen der Pumpe und dem Lagergehäuse ein Kühler vorgesehen ist.Embodiments of the internal combustion engine in which a cooler is provided in the connecting line between the pump and the bearing housing are advantageous.

Der Kühler senkt die Kühlmitteltemperatur vor Eintritt in das Lagergehäuse und trägt so zu einer Vergrößerung der Verweildauer bei, die erforderlich ist, um das Kühlmittel im Lagergehäuse durch Wärmeeintrag zu überhitzen.The radiator lowers the coolant temperature before entering the bearing housing and thus contributes to an increase in the residence time, which is required to overheat the coolant in the bearing housing by heat input.

Vorteile ergeben sich insbesondere bei abgeschalteter Brennkraftmaschine, wenn die Motorkühlung außer Betrieb ist und daher das Lagergehäuse mittels anderer Maßnahmen bzw. Mechanismen kurze Zeit weiter gekühlt werden soll, um eine thermische Überhitzung zu vermeiden.Benefits arise in particular when the internal combustion engine is switched off, when the engine cooling is out of operation and therefore the bearing housing should be cooled by other measures or mechanisms for a short time on, in order to avoid thermal overheating.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen der Kühler ein auf dem Prinzip der Luftkühlung arbeitender Kühler ist.Embodiments of the internal combustion engine in which the cooler is a cooler operating on the principle of air cooling are advantageous.

Wie bereits im Zusammenhang mit der Motorkühlung ausgeführt wurde kann eine Kühlung grundsätzlich als Luftkühlung oder als Flüssigkeitskühlung ausgeführt werden. Da bei der Kühlung des Lagergehäuses vergleichsweise geringe Wärmemengen abzuführen sind, ist es kostengünstiger und ausreichend stromaufwärts des Lagergehäuses einen Luftkühler vorzusehen.As already stated in connection with engine cooling, cooling can basically be carried out as air cooling or as liquid cooling. Since comparatively small amounts of heat have to be dissipated when cooling the bearing housing, it is less expensive and sufficient to provide an air cooler upstream of the bearing housing.

Die Verwendung eines Luftkühlers hat weitere Vorteile. Kühlsysteme für moderne Kraftfahrzeugantriebe wie beispielsweise die Motorkühlung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine werden vorzugsweise mit leistungsstarken elektrisch betriebenen Lüftermotoren ausgestattet, die ein Lüfterrad antreiben und in Drehung versetzen, um den Wärmetauschern des Kühlsystems auch im Stillstand, d. h. bei stehendem Kraftfahrzeug, oder bei nur geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten einen ausreichend hohen Luftmassenstrom bereitzustellen. Häufig ist das Lüfterrad in unmittelbarer Nähe und beabstandet zum Wärmetauscher im Front-End-Bereich des Fahrzeuges angeordnet.The use of an air cooler has other advantages. Cooling systems for modern motor vehicle drives such as the engine cooling of the internal combustion engine according to the invention are preferably equipped with powerful electrically powered fan motors that drive a fan and set in rotation to the heat exchangers of the cooling system even at a standstill, d. H. provide a sufficiently high air mass flow when the vehicle is stationary, or at low vehicle speeds. Frequently, the fan is located in the immediate vicinity and spaced from the heat exchanger in the front-end area of the vehicle.

Ein stromaufwärts des Lagergehäuses vorgesehener Luftkühler kann in der Art im Motorraum angeordnet werden, dass der durch den Lüfter hindurchgeführte Luftstrom den Luftkühler umströmt und zum Wärmeabtransport an der Oberfläche infolge Konvektion beiträgt. Vorteile hat dies insbesondere nach Abschalten der Brennkraftmaschine, wenn der Lüfter kurze Zeit elektrisch weiter betrieben wird und die Aufrechterhaltung der Kühlung im Hinblick auf eine Überhitzung des Kühlmittels im Lagergehäuse besonders sinnvoll und notwendig ist.An air cooler provided upstream of the bearing housing may be arranged in the engine compartment in such a manner that the air flow passed through the fan flows around the air cooler and contributes to the heat dissipation at the surface due to convection. This has advantages in particular after switching off the internal combustion engine when the fan is electrically operated for a short time and the maintenance of the cooling in terms of overheating of the coolant in the bearing housing is particularly useful and necessary.

Aus den vorstehend genannten Gründen sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine vorteilhaft, bei denen der Kühler zwischen dem Zylinderblock und dem Wärmetauscher des Kühlkreislaufs angeordnet ist.For the above-mentioned reasons, embodiments of the internal combustion engine are advantageous in which the radiator is arranged between the cylinder block and the heat exchanger of the cooling circuit.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen in der Verbindungsleitung zwischen der Pumpe und dem Entlüftungsbehälter ein Drosselelement angeordnet ist, welches der Begrenzung des Kühlmitteldurchsatzes dient. Der Kühlmitteldurchsatz durch den Entlüftungsbehälter sollte möglichst gering sein, wie weiter unten noch erläutert wird.Advantageous embodiments of the internal combustion engine, in which in the connecting line between the pump and the vent container, a throttle element is arranged, which serves to limit the coolant flow rate. The coolant throughput through the vent tank should be as low as possible, as will be explained below.

Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen das Drosselelement stromabwärts des Lagergehäuses in der Verbindungsleitung angeordnet ist.Embodiments of the internal combustion engine in which the throttle element is arranged downstream of the bearing housing in the connecting line are advantageous.

Vorteilhaft sind aber insbesondere Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen das Drosselelement stromaufwärts des Lagergehäuses in der Verbindungsleitung angeordnet ist, da stromaufwärts des Lagergehäuses flüssiges Kühlmittel das Drosselelement passiert und gedrosselt wird, wohingegen stromabwärts des Lagergehäuses überhitztes und gegebenenfalls dampfförmiges Kühlmittel vorliegt und eine Drosselung die Förderung des Kühlmittels unter Ausnutzung des Thermosiphon-Effekts nachteilig beeinträchtigen kann, insbesondere einer pulsierenden Förderung Vorschub leisten könnte.However, in particular embodiments of the internal combustion engine in which the throttle element upstream of the bearing housing in the connecting line is arranged, since upstream of the bearing housing liquid coolant passes through the throttle element and is throttled, whereas downstream of the bearing housing superheated and optionally vaporous coolant is present and a throttling the promotion of Coolant under Exploitation of the thermosyphon effect may adversely affect, in particular, could promote a pulsating promotion.

Vorteilhaft sind auch Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen in der Verbindungsleitung zwischen der Pumpe und dem Entlüftungsbehälter ein in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur selbsttätig steuerndes Ventil angeordnet ist, welches der Steuerung des Kühlmitteldurchsatzes dient.Also advantageous are embodiments of the internal combustion engine, in which in the connecting line between the pump and the venting container a depending on the coolant temperature automatically controlling valve is arranged, which serves to control the coolant flow rate.

Das Ventil dient dazu, die Kühlmittelförderung durch das Lagergehäuse bei niedrigen Kühlmitteltemperaturen, insbesondere nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine und während der Warmlaufphase, zu unterbinden bzw. zu minimieren.The valve serves to prevent or minimize the coolant delivery through the bearing housing at low coolant temperatures, in particular after a cold start of the internal combustion engine and during the warm-up phase.

Eine Kühlung bzw. Kühlmittelförderung bei niedrigen Kühlmitteltemperaturen ist grundsätzlich nicht gewollt, da diese einer schnellen Erwärmung der Brennkraftmaschine und ihrer Aggregate entgegensteht.A cooling or coolant delivery at low coolant temperatures is basically not wanted, since this precludes a rapid heating of the internal combustion engine and their aggregates.

Zudem sollte der Kühlmitteldurchsatz durch den Entlüftungsbehälter insbesondere bei niedrigen Kühlmitteltemperaturen möglichst gering sein. Zum einen setzt die Entlüftung eine gewisse Verweildauer des Kühlmittels im Entlüftungsbehälter voraus, weshalb der Durchsatz grundsätzlich zu begrenzen ist. Zum anderen führt eine niedrige Temperatur des Kühlmittels bzw. die durch die niedrige Temperatur bedingte höhere Viskosität des Kühlmittels dazu, dass das Kühlmittel beim Ausströmen aus dem Entlüftungsbehälter - entgegen der eigentlichen Zielsetzung - wieder mit Luft angereichert wird.In addition, the coolant flow through the vent should be as low as possible, especially at low coolant temperatures. First, the vent requires a certain residence time of the coolant in the vent tank, which is why the throughput is to be limited in principle. On the other hand leads to a low temperature of the coolant or due to the low temperature higher viscosity of the coolant to the fact that the coolant when flowing out of the vent tank - contrary to the actual objective - is enriched with air again.

Das selbsttätig steuernde Ventil, das auch als Thermostat-Ventil bezeichnet werden kann, variiert in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur den Strömungsquerschnitt der Verbindungsleitung und steuert damit den Kühlmitteldurchsatz durch das Lagergehäuse in der Art, dass der Durchsatz mit steigender Kühlmitteltemperatur erhöht wird. Folglich wird bei der in Rede stehenden Ausführungsform nicht nur der ungewollten Kühlmittelförderung bei niedrigen Kühlmitteltemperaturen entgegengewirkt, sondern auch die Kühlmittelförderung und damit die Kühlung hin zu hohen Temperaturen durch Anhebung des Durchsatzes, d. h. durch Öffnen des Ventils, forciert, d. h. gesteigert. Daraus resultiert eine bedarfsgerechte Versorgung des Lagergehäuses mit Kühlmittel, wobei die Förderung des Kühlmittels nach wie vor auf dem Thermosiphon-Effekt beruht.The self-controlling valve, which may also be referred to as a thermostatic valve, varies depending on the coolant temperature, the flow cross-section of the connecting line and thus controls the coolant flow through the bearing housing in such a way that the throughput is increased with increasing coolant temperature. Consequently, not only the unwanted coolant delivery is counteracted at low coolant temperatures in the present embodiment, but also the coolant delivery and thus the cooling towards high temperatures by increasing the throughput, ie by opening the valve, forced, ie increased. This results in a need-based supply of the bearing housing with coolant, wherein the promotion of the coolant is still based on the thermosiphon effect.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen das Ventil stromaufwärts des Lagergehäuses in der Verbindungsleitung angeordnet ist.Advantageous embodiments of the internal combustion engine, in which the valve is arranged upstream of the bearing housing in the connecting line.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen das Ventil stromabwärts des Lagergehäuses in der Verbindungsleitung angeordnet ist.Advantageous embodiments of the internal combustion engine, in which the valve is arranged downstream of the bearing housing in the connecting line.

Im Gegensatz zu der vorstehenden Ausführungsform wird das Thermostat-Ventil vorliegend mit im Lagergehäuse erwärmten Kühlmittel beaufschlagt. Dies ist vorteilhaft, da das Ventil nahezu verzögerungsfrei auf die Temperatur des Kühlmittels im Lagergehäuse reagieren kann und somit bei der Steuerung des Kühlmitteldurchsatzes unmittelbar auf den momentanen Wärmehaushalt im Lagergehäuse abstellt.In contrast to the above embodiment, the thermostat valve is acted upon in the present case with heated coolant in the bearing housing. This is advantageous because the valve can react almost instantaneously to the temperature of the coolant in the bearing housing and thus turns off in the control of the coolant flow rate directly on the current heat balance in the bearing housing.

Bei einem stromaufwärts des Lagergehäuses angeordneten Ventil ergibt sich zwangsläufig eine zeitliche Verzögerung, die dadurch bedingt ist, dass das zwischen Ventil und Lagergehäuse in der Verbindungsleitung befindliche Kühlmittel zunächst mittels Wärmeleitung erwärmt werden muß, bevor das Ventil auf die im Gehäuse vorliegende Temperaturen durch Öffnen reagieren kann.In a valve disposed upstream of the bearing housing inevitably results in a time delay, which is due to the fact that the coolant located between the valve and bearing housing in the connecting line must first be heated by heat conduction before the valve can respond to the temperatures present in the housing by opening ,

Nichtsdestotrotz sind - wie bereits erwähnt - auch Ausführungsformen vorteilhaft, bei denen das Ventil stromaufwärts des Lagergehäuses in der Verbindungsleitung angeordnet ist.Nevertheless, as already mentioned, embodiments in which the valve is arranged upstream of the bearing housing in the connecting line are also advantageous.

Das Ventil kann auch direkt in das Lagergehäuse integriert sein, was eine verzögerungsfreie Reaktion auf die Temperaturen im Lagergehäuse gestattet. Zudem können Teile des Ventils, beispielweise das Ventilgehäuse, durch das Lagergehäuse mit ausgebildet werden und die Kühlung des Lagergehäuses zur Kühlung des Ventils herangezogen werden. Daraus ergeben sich weitere Vorteile, insbesondere eine kompakte Bauweise und eine Gewichtsersparnis. Das Ventil kann auch in die Brennkraftmaschine integriert sein, wodurch sich die vorstehend genannten Vorteile in analoger Weise realisieren lassen.The valve can also be integrated directly into the bearing housing, allowing a delay-free response to the temperatures in the bearing housing. In addition, parts of the valve, for example the valve housing, can be formed by the bearing housing and the cooling of the bearing housing can be used to cool the valve. This results in further advantages, in particular a compact design and weight savings. The valve can also be integrated into the internal combustion engine, whereby the advantages mentioned above can be realized in an analogous manner.

Das Ventil kann stufenlos verstellbar oder zweistufig schaltbar ausgeführt sein. Ein stufenlos verstellbares Ventil ermöglicht eine bedarfsgerechte Versorgung des Lagergehäuses mit Kühlmittel in sämtlichen Betriebszuständen.The valve can be infinitely adjustable or two-stage switchable. A continuously variable valve allows demand-based supply of the bearing housing with coolant in all operating conditions.

Das Ventil kann in der Schließstellung einen Leckagestrom aufweisen. Dieser Leckagestrom verhindert zwar ein vollständiges Verschließen der Verbindungsleitung bei niedrigen Temperaturen, weshalb die Kühlmittelförderung nicht völlig unterbunden werden kann. Dennoch ist eine gewisse Leckage, d. h. Undichtigkeit, des Ventils vorteilhaft, um sicherzustellen, dass das im Ventil angeordnete Thermoelement, welches letztendlich den Öffnungsvorgang einleitet, ständig mit Kühlmittel beaufschlagt ist.The valve may have a leakage current in the closed position. Although this leakage current prevents complete closure of the connecting line at low temperatures, which is why the coolant delivery can not be completely prevented. Nevertheless, some leakage, d. H. Leakage, the valve advantageous to ensure that the valve disposed in the thermocouple, which ultimately initiates the opening process, is constantly acted upon by coolant.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen die Verbindungsleitung durch den Zylinderblock führt.Embodiments of the internal combustion engine in which the connecting line leads through the cylinder block are advantageous.

In der Einbauposition ist der Zylinderblock in der Regel tief im Motorraum angeordnet, d. h. auf einer im Vergleich zur Turbine niedrigen geodätischen Höhe. Wenn die Verbindungsleitung dann stromaufwärts der Turbine durch den Zylinderblock führt, ist dies insbesondere im Hinblick auf die Ausnutzung des Thermosiphon-Effekts und die Ausbildung der Verbindungsleitung als Steigleitung vorteilhaft. Bei dieser Konfiguration sind die Turbine und das zu kühlende Lagergehäuse geodätisch höher angeordnet als der Zylinderblock.In the installed position, the cylinder block is usually arranged deep in the engine compartment, d. H. on a low geodetic height compared to the turbine. If the connecting line then leads through the cylinder block upstream of the turbine, this is advantageous in particular with regard to the utilization of the thermosiphon effect and the formation of the connecting line as a riser line. In this configuration, the turbine and the bearing housing to be cooled are arranged geodetically higher than the cylinder block.

Vorteilhaft können aber auch Ausführungsformen der Brennkraftmaschine sein, bei denen die Verbindungsleitung durch den Zylinderkopf führt.But can also be advantageous embodiments of the internal combustion engine, in which the connecting line leads through the cylinder head.

Bei Brennkraftmaschinen, bei denen die Turbine oberhalb des Zylinderblocks, auf der dem Zylinderkopf zugewandten Seite der Montage-Stirnseite angeordnet ist, kann die Verbindungsleitung auch ausgehend vom Zylinderkopf zum Lagergehäuse der Turbine führen, ohne dass darauf verzichtet werden müßte, die Leitung als Steigleitung auszubilden.In internal combustion engines, in which the turbine is arranged above the cylinder block, on the cylinder head side facing the mounting end face, the connecting line can also lead starting from the cylinder head to the bearing housing of the turbine, without it would be necessary to form the line as a riser.

Die mindestens eine Turbine kann als Radialturbine ausgeführt sein, d. h. die Anströmung der Laufschaufeln erfolgt im Wesentlichen radial. Im Wesentlichen radial bedeutet dabei, dass die Geschwindigkeitskomponente in radialer Richtung größer ist als die axiale Geschwindigkeitskomponente. Der Geschwindigkeitsvektor der Strömung schneidet die Welle bzw. Achse der Turbine und zwar in einem rechten Winkel, falls die Anströmung exakt radial verläuft. Um die Laufschaufeln radial anströmen zu können, wird der Eintrittsbereich zur Zuführung des Abgases häufig als rundum verlaufendes Spiral- oder Schneckengehäuse ausgebildet, so dass die Zuströmung des Abgases zur Turbine im Wesentlichen radial erfolgt. Die mindestens eine Turbine kann aber auch als Axialturbine ausgeführt sein, bei der die Geschwindigkeitskomponente in axialer Richtung größer ist als die Geschwindigkeitskomponente in radialer Richtung.The at least one turbine can be designed as a radial turbine, ie, the flow of the blades takes place substantially radially. In this case, essentially radial means that the velocity component in the radial direction is greater than the axial velocity component. The velocity vector of the flow intersects the shaft of the turbine at a right angle if the flow is exactly radial. In order to be able to flow radially to the rotor blades, the inlet region for supplying the exhaust gas is frequently designed as a spiral or worm casing extending all around, so that the inflow of the exhaust gas to the turbine takes place essentially radially. However, the at least one turbine can also be designed as an axial turbine, in which the velocity component in the axial direction is greater than the velocity component in the radial direction.

Die mindestens eine Turbine kann mit einer variablen Turbinengeometrie ausgestattet werden, die eine weitergehende Anpassung an den jeweiligen Betriebspunkt einer Brennkraftmaschine durch Verstellen der Turbinengeometrie bzw. des wirksamen Turbinenquerschnittes gestattet. Dabei sind im Eintrittsbereich der Turbine verstellbare Leitschaufeln zur Beeinflussung der Strömungsrichtung angeordnet. Im Gegensatz zu den Laufschaufeln des umlaufenden Laufrades rotieren die Leitschaufeln nicht mit der Welle der Turbine.The at least one turbine can be equipped with a variable turbine geometry, which allows a further adaptation to the respective operating point of an internal combustion engine by adjusting the turbine geometry or the effective turbine cross section. In this case, adjustable guide vanes for influencing the flow direction are arranged in the inlet region of the turbine. Unlike the vanes of the rotating impeller, the vanes do not rotate with the shaft of the turbine.

Verfügt die Turbine über eine feste unveränderliche Geometrie, sind die Leitschaufeln nicht nur stationär, sondern zudem völlig unbeweglich im Eintrittsbereich angeordnet, d. h. starr fixiert. Bei einer variablen Geometrie hingegen sind die Leitschaufeln zwar stationär angeordnet, aber nicht völlig unbeweglich, sondern um ihre Achse drehbar, so dass auf die Anströmung der Laufschaufeln Einfluß genommen werden kann.If the turbine has a fixed invariable geometry, the vanes are not only stationary, but also completely immovable in the entry area, i. H. rigidly fixed. With a variable geometry, however, the guide vanes are indeed arranged stationary, but not completely immobile, but rotatable about its axis, so that the flow of the blades can be influenced.

Grundsätzlich können zur Verbesserung der Drehmomentcharakteristik der Brennkraftmaschine auch mehrere Turbolader eingesetzt werden, deren Turbinen bzw. Verdichter in Reihe bzw. parallel angeordnet sind.In principle, a plurality of turbochargers whose turbines or compressors are arranged in series or in parallel can also be used to improve the torque characteristic of the internal combustion engine.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles gemäß Figur 1 näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1
schematisch in der Seitenansicht eine erste Ausführungsform der aufgeladenen flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine.
In the following the invention is based on an embodiment according to FIG. 1 explained in more detail. Hereby shows:
Fig. 1
schematically in side view a first embodiment of the charged liquid-cooled internal combustion engine.

Figur 1 zeigt schematisch in der Seitenansicht eine erste Ausführungsform der aufgeladenen flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine 1. FIG. 1 schematically shows a side view of a first embodiment of the supercharged liquid-cooled internal combustion engine. 1

Die Brennkraftmaschine 1 umfaßt einen Zylinderkopf 1a, der an einer Montage-Stirnseite 1c mit einem Zylinderblock 1b verbunden ist.The internal combustion engine 1 comprises a cylinder head 1a, which is connected to a cylinder block 1b at a mounting end face 1c.

Zur Ausbildung der Motorkühlung 2 ist eine Pumpe 2a vorgesehen, mit der Kühlmittel durch einen Kühlkreislauf 2 gefördert wird. Die Pumpe 2a ist via Verbindungsleitung 5 mit einem Entlüftungsbehälter 2b verbunden, von dem aus das entgaste Kühlmittel wieder dem Kühlkreislauf 2 zugeführt wird, indem es stromaufwärts der Pumpe 2a in den Kühlkreislauf 2 eingespeist wird.To form the engine cooling 2, a pump 2a is provided, with which coolant is conveyed through a cooling circuit 2. The pump 2a is connected via connecting line 5 with a venting container 2b, from which the degassed coolant is returned to the cooling circuit 2 by being fed into the cooling circuit 2 upstream of the pump 2a.

Die Brennkraftmaschine 1 wird mittels Abgasturbolader 3 aufgeladen, der einen Verdichter und eine Turbine umfaßt, die auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind. Die Welle ist drehbar in einem flüssigkeitsgekühlten Lagergehäuse 4 gelagert.The internal combustion engine 1 is charged by means of exhaust gas turbocharger 3, which comprises a compressor and a turbine, which are arranged on a common shaft. The shaft is rotatably supported in a liquid-cooled bearing housing 4.

Zur Ausbildung der Kühlung wird das Lagergehäuse 4 mittels Verbindungsleitung 5 in den Kühlkreislauf 2 der Brennkraftmaschine 1 eingebunden und zwischen der Pumpe 2a und dem Entlüftungsbehälter 2b angeordnet. Der Zylinderblock 1b dient dabei als Entnahmestelle 7 für das Kühlmittel und ist mit einem Anschluß für die Verbindungsleitung 5 ausgestattet.To form the cooling, the bearing housing 4 is integrated by means of connecting line 5 in the cooling circuit 2 of the internal combustion engine 1 and arranged between the pump 2 a and the breather 2 b. The cylinder block 1b serves as a removal point 7 for the coolant and is equipped with a connection for the connecting line 5.

Stromaufwärts des Lagergehäuses 4 ist in der Verbindungsleitung 5 ein rohrförmiger Luftkühler 6 angeordnet, der die Temperatur des Kühlmittels vor Eintritt in das Lagergehäuse 4 absenkt.Upstream of the bearing housing 4, a tubular air cooler 6 is arranged in the connecting line 5, which lowers the temperature of the coolant before entering the bearing housing 4.

Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform weist die Eintrittsöffnung 2d der Verbindungsleitung 5 in den Entlüftungsbehälter 2b eine geringfügig größere geodätische Höhe auf als die Austrittsöffnung 4a des Lagergehäuses 4, an der die Verbindungsleitung 5 anschließt. Der positive Höhenunterschied zwischen dem Lagergehäuse 4 und dem Entlüftungsbehälter 2b unterstützt den Thermosiphon-Effekt, auch wenn die Verbindungsleitung 5 stromaufwärts des Lagergehäuses 4 vorliegend nicht als Steigleitung mit kontinuierlich zunehmender geodätischer Höhe ausgebildet ist.At the in FIG. 1 illustrated embodiment, the inlet opening 2d of the connecting line 5 in the breather 2b a slightly larger geodetic height than the outlet opening 4a of the bearing housing 4, to which the connecting line 5 connects. The positive height difference between the bearing housing 4 and the breather 2b supports the thermosiphon effect, even if the connecting line 5 upstream of the bearing housing 4 is not formed here as a riser with continuously increasing geodetic height.

Die Verbindungsleitung 5 mündet unterhalb des Kühlmittelspiegels 2c in den Entlüftungsbehälter 2b. Auf diese Weise wird das vom Lagergehäuse 4 kommende, stark überhitzte und gegebenenfalls gasförmige Kühlmittel in das im Entlüftungsbehälter 2b befindliche Volumen an flüssigem Kühlmittel 2e hinein gefördert.The connecting line 5 opens below the coolant level 2c in the breather 2b. In this way, the superheated and possibly gaseous coolant coming from the bearing housing 4 is conveyed into the volume of liquid coolant 2e present in the deaeration vessel 2b.

Das Einspeisen des überhitzten Kühlmittels unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 2c bringt eine direkte Vermischung mit dem flüssigem, bereits im Behälter 2b befindlichen Kühlmittel mit sich, wodurch die thermische Belastung des Behälters 2b deutlich gemindert wird.The feeding of the superheated coolant below the liquid level 2c brings a direct mixing with the liquid, already in the container 2b coolant with it, whereby the thermal load of the container 2b is significantly reduced.

Der Behälter 2b ist mit einem Deckel 2f ausgestattet, der eine Behälteröffnung, die dem Befüllen des Behälters 2b mit Kühlmittel dient, verschließt und auch ein Überdruckventil aufnimmt (nicht dargestellt).The container 2b is provided with a lid 2f, which closes a container opening, which serves to fill the container 2b with coolant, and also accommodates a pressure relief valve (not shown).

Bezugszeichenreference numeral

11
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
1a1a
Zylinderkopfcylinder head
1b1b
Zylinderblockcylinder block
1c1c
Montage-StirnseiteMounting-end side
22
Kühlkreislauf, MotorkühlungCooling circuit, engine cooling
2a2a
Pumpepump
2b2 B
Entlüftungsbehälterbleed tank
2c2c
Flüssigkeitsspiegel, KühlmittelspiegelLiquid level, coolant level
2d2d
Einmündung, Eintrittsöffnung in den EntlüftungsbehälterMouth, inlet opening in the deaeration tank
2e2e
Volumen an flüssigem KühlmittelVolume of liquid coolant
2f2f
Deckelcover
33
Abgasturboladerturbocharger
44
Lagergehäusebearing housing
4a4a
Austrittsöffnung aus dem LagergehäuseOutlet opening from the bearing housing
55
Verbindungsleitungconnecting line
66
Kühlercooler
77
Anschluß, EntnahmestelleConnection, extraction point

Claims (15)

Aufgeladene flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine (1) mit - mindestens einem Zylinderkopf (1a), der an einer Montage-Stirnseite (1c) mit einem Zylinderblock (1b) verbindbar ist, wobei zur Ausbildung eines Kühlkreislaufs (2) eine Pumpe (2a) zur Förderung des Kühlmittels, ein Wärmetauscher und ein Entlüftungsbehälter (2b) vorgesehen sind, und - mindestens einem Abgasturbolader (3), bei dem ein Verdichter und eine Turbine auf derselben Welle angeordnet sind, die drehbar in einem flüssigkeitsgekühlten Lagergehäuse (4) gelagert ist, wobei zur Ausbildung der Flüssigkeitskühlung das Lagergehäuse (4) mittels Verbindungsleitung (5) in den Kühlkreislauf (2) der Brennkraftmaschine (1) eingebunden und zwischen der Pumpe (2a) und dem Entlüftungsbehälter (2b) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Verbindungsleitung (5) in den Entlüftungsbehälter (2b), der neben einem Volumen an flüssigem Kühlmittel (2e) auch ein Gasvolumen umfaßt, an einer Stelle (2d) einmündet, die mit flüssigem Kühlmittel beaufschlagt ist.
Charged liquid-cooled internal combustion engine (1) with at least one cylinder head (1a) which can be connected to a cylinder block (1b) on a mounting end face (1c), a pump (2a) for conveying the coolant, a heat exchanger and a deaeration tank (2) being formed to form a cooling circuit (2) 2b) are provided, and - At least one exhaust gas turbocharger (3) in which a compressor and a turbine are arranged on the same shaft which is rotatably mounted in a liquid-cooled bearing housing (4), wherein for forming the liquid cooling the bearing housing (4) by means of connecting line (5) in the Cooling circuit (2) of the internal combustion engine (1) is integrated and arranged between the pump (2a) and the venting container (2b),
characterized in that
- The connecting line (5) in the venting container (2b), which in addition to a volume of liquid coolant (2e) also comprises a gas volume, at a point (2d) opens, which is acted upon by liquid coolant.
Aufgeladene flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - in der Einbauposition der Brennkraftmaschine (1) - die Eintrittsöffnung (2d) der Verbindungsleitung (5) in den Entlüftungsbehälter (2b) eine größere geodätische Höhe aufweist als die Austrittsöffnung (4a) des Lagergehäuses (4), an der die Verbindungsleitung (5) anschließt.Charged liquid-cooled internal combustion engine (1) according to claim 1, characterized in that - in the installation position of the internal combustion engine (1) - the inlet opening (2d) of the connecting line (5) in the vent tank (2b) has a greater geodetic height than the outlet opening (4a ) of the bearing housing (4) to which connects the connecting line (5). Aufgeladene flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (5) als Steigleitung ausgebildet ist.Charged liquid-cooled internal combustion engine (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the connecting line (5) is designed as a riser. Aufgeladene flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - in der Einbauposition der Brennkraftmaschine (1) - die Eintrittsöffnung (2d) der Verbindungsleitung (5) in den Entlüftungsbehälter (2b) eine geringere geodätische Höhe aufweist als die Austrittsöffnung (4a) des Lagergehäuses (4), an der die Verbindungsleitung (5) anschließt.Charged liquid-cooled internal combustion engine (1) according to claim 1, characterized in that - in the installation position of the internal combustion engine (1) - the Inlet opening (2d) of the connecting line (5) in the venting container (2b) has a lower geodetic height than the outlet opening (4a) of the bearing housing (4), to which connects the connecting line (5). Aufgeladene flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungsleitung (5) zwischen der Pumpe (2a) und dem Lagergehäuse (4) ein Kühler (6) vorgesehen ist.Charged liquid-cooled internal combustion engine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that in the connecting line (5) between the pump (2a) and the bearing housing (4), a cooler (6) is provided. Aufgeladene flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler (6) ein auf dem Prinzip der Luftkühlung arbeitender Kühler ist.Charged liquid-cooled internal combustion engine (1) according to claim 5, characterized in that the cooler (6) is a working on the principle of air cooling radiator. Aufgeladene flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler (6) zwischen dem Zylinderblock (1b) und dem Wärmetauscher des Kühlkreislaufs (2) angeordnet ist.Charged liquid-cooled internal combustion engine (1) according to claim 5 or 6, characterized in that the cooler (6) between the cylinder block (1b) and the heat exchanger of the cooling circuit (2) is arranged. Aufgeladene flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungsleitung (5) zwischen der Pumpe (2a) und dem Entlüftungsbehälter (2b) ein Drosselelement angeordnet ist, welches der Begrenzung des Kühlmitteldurchsatzes dient.Charged liquid-cooled internal combustion engine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that in the connecting line (5) between the pump (2a) and the venting container (2b), a throttle element is arranged, which serves to limit the coolant flow rate. Aufgeladene flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselelement stromabwärts des Lagergehäuses (4) in der Verbindungsleitung (5) angeordnet ist.Charged liquid-cooled internal combustion engine (1) according to claim 8, characterized in that the throttle element is arranged downstream of the bearing housing (4) in the connecting line (5). Aufgeladene flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselelement stromaufwärts des Lagergehäuses (4) in der Verbindungsleitung (5) angeordnet ist.Charged liquid-cooled internal combustion engine (1) according to claim 8, characterized in that the throttle element upstream of the bearing housing (4) in the connecting line (5) is arranged. Aufgeladene flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungsleitung (5) zwischen der Pumpe (2a) und dem Entlüftungsbehälter (2b) ein in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur selbsttätig steuerndes Ventil angeordnet ist, welches der Steuerung des Kühlmitteldurchsatzes dient.Charged liquid-cooled internal combustion engine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that in the connecting line (5) between the pump (2a) and the venting container (2b) is arranged depending on the coolant temperature automatically controlling valve, which is the control of Coolant flow rate is used. Aufgeladene flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil stromaufwärts des Lagergehäuses (4) in der Verbindungsleitung (5) angeordnet ist.Charged liquid-cooled internal combustion engine (1) according to claim 11, characterized in that the valve upstream of the bearing housing (4) in the connecting line (5) is arranged. Aufgeladene flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil stromabwärts des Lagergehäuses (4) in der Verbindungsleitung (5) angeordnet ist.Charged liquid-cooled internal combustion engine (1) according to claim 11, characterized in that the valve downstream of the bearing housing (4) in the connecting line (5) is arranged. Aufgeladene flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (5) durch den Zylinderblock (1b) führt.Charged liquid-cooled internal combustion engine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting line (5) through the cylinder block (1b) leads. Aufgeladene flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (5) durch den Zylinderkopf (1a) führt.Charged liquid-cooled internal combustion engine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting line (5) through the cylinder head (1 a) leads.
EP11177050A 2011-08-10 2011-08-10 Liquid cooled internal combustion engine equipped with an exhaust gas turbo charger Withdrawn EP2557292A1 (en)

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