WO2005100759A1 - Kühlsystem einer brennmaschine und brennkraftmaschine - Google Patents

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Deere and Co
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a cooling system of an internal combustion engine, with a plurality of assemblies or parts to be cooled by coolant circulating in the cooling system, which has a plurality of cooling circuits associated with the respective assemblies or the respective component with areas in which an energy transfer from the assembly or the Component to the coolant and an internal combustion engine.
  • DE-A-199 55 302 shows an internal combustion engine with a coolant circuit which, in the flow direction behind a coolant pump, an engine cooling circuit through the internal combustion engine with a crankcase and a cylinder head, an exhaust gas circuit with an exhaust gas collector pipe and an exhaust gas turbocharger and a heat exchanger circuit with a charge air heat exchanger and a raw water - Has heat exchanger, which are arranged in parallel and which are brought together again before the coolant pump.
  • a cooling system of an internal combustion engine is made available, which is of particularly compact design, since the areas in which an energy transfer takes place from an assembly of the internal combustion engine to be cooled to a coolant circulating in the cooling system are arranged in a common unit. If at least two of the cooling circuits are arranged in parallel, they can have a common inlet or a common outlet and can be supplied with coolant by only one coolant flow. Such an embodiment is particularly space-saving and, moreover, has a lower flow resistance than an arrangement of another type, which, for example, reduces the risk of cavitation.
  • the coolant must be pumped against a lower differential pressure so that : * overall a lower drive power is required.
  • the common unit can be realized, for example, by an arrangement in a common housing. However, the areas as such preferably form a unit or are designed in the manner of a housing.
  • the unit can be arranged adjacent to the internal combustion engine or a cylinder head or an engine block of the internal combustion engine or can form part of the internal combustion engine, the cylinder head or the engine block.
  • the assembly or component can be, for example, the cylinder head and / or the engine block of the internal combustion engine and / or also a turbocharger, an exhaust gas energy recovery unit, an exhaust gas outlet or exhaust manifold and / or any other component or any other Act assembly of the internal combustion engine or any other component / group assigned to the internal combustion engine.
  • the assemblies / parts can be provided adjacent to one another in such a way that the region is arranged between them, so that it adjoins both the one assembly or one component and the other assembly or the other component, so that an energy transfer can take place.
  • the cooling system preferably includes at least one coolant pump and is connected to a 'such to the coolant in the cooling system or cooling circuits to enable circulation to the energy-containing and heated coolant from the field, transported and lower coolant-energy potential or replace cooler coolant.
  • the coolant can be fed to a heat exchanger, for example in the manner of an air-cooled or otherwise cooled cooling device, in order to make it ready for use again and to feed it to the area again.
  • an internal combustion engine has such a cooling system, it can be made particularly compact and thus saves installation space.
  • a reduced number of connections in the manner of lines, hoses or connection pieces, as well as assigned brackets, flanges etc. is necessary, which favors an inexpensive construction and reduces the number of possible leakage points and thus the Operational security is increased.
  • Such an internal combustion engine can be adapted to different fields of application, for example on land as well as on water.
  • Marine applications also point out often the peculiarity of the use of cooling by sea water.
  • Such an internal combustion engine can be used both in an at least substantially stationary use, for example in a generator or power plant, etc., or in a mobile manner, for example in a vehicle or ship, etc.
  • such an internal combustion engine is in cramped operating conditions, such as occur on ships, submarines or on construction or industrial machines or on agricultural machines, such as harvesting machines or agricultural tractors, due to the large number of additional units and the additional installation space required , beneficial.
  • An internal combustion engine according to the invention can be operated, for example, with liquid gas or any other suitable fuel; in particular, however, it is a diesel or gasoline engine.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a cooling system with a cooling circuit
  • Fig. 2 is a schematic representation of a second cooling system with separate cooling circuits
  • Fig. 3 shows another cooling system, adapted to cooling by raw water, for example in the manner of sea water.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a cooling system 10 of an internal combustion engine, which is represented in the present illustration by its components.
  • the internal combustion engine has an engine block 12, a cylinder head 14, an exhaust manifold or an exhaust gas outlet 16, a turbocharger 18, an exhaust gas recirculation 20 and a charge air supply 22.
  • the internal combustion engine can have additional components which, for reasons of simplicity, are not addressed in the present application, but are sufficiently known to the person skilled in the art, or one or more of the components mentioned can be omitted.
  • the internal combustion engine can also do so act as an uncharged internal combustion engine, which has no turbocharger.
  • the cooling system 10 serves at least to cool the engine block 12, the cylinder head 14, the exhaust gas outlet 16, the turbocharger 18, the exhaust gas recirculation 20 and the charge air supply 22 of the internal combustion engine.
  • the cooling system 10 has a coolant pump 23, which circulates a coolant 24 in a cooling circuit 26, which contains the components, ie the engine block 12, the cylinder head 14, the exhaust gas outlet 16, the turbocharger 18, the exhaust gas recirculation 20 and the charge air supply 22 with the coolant 24 supplied to cool them, and the heated coolant 24 leads to a heat exchanger 28, in which the excess heat or energy dissipated by the coolant 24 from the components is removed or given off to another medium or the environment ,
  • lines, pipes, connecting and / or connecting pieces are provided which are suitable for guiding the coolant 24 from the coolant pump 22 to the components, further to the heat exchanger 28 and back to the coolant pump 23.
  • the heat exchanger 28 is designed in the manner of a known air-cooled heat exchanger, as is generally known and customary, for example, on vehicles.
  • the coolant 24 is conducted by the cooling circuit 26 through or past the respective components in such a way that energy or heat is transferred from the latter to the coolant 24 in order to remove excess or dissipated heat / energy from the component by means of the coolant 24.
  • the components have one or more region (s) 30 in which an energy transfer from the assembly or the component to the coolant 24 can take place.
  • This area 30 or these areas 30 can be made in a known manner, for example through a wall of a cooling channel that extends through or past the component / assembly, or also from partial areas of such a hole in a housing or in are otherwise formed, which is suitable for guiding the coolant 24 through a component / assembly or through two or more components / assemblies or along one or more component / s / assembly (s).
  • a common unit 32 At least two different areas 30 assigned to the named components or assemblies, in which an energy transfer from the assembly or the component to the coolant 24 can take place, are arranged in a common unit 32.
  • This unit 32 can be designed, for example, in the manner of a housing which, for example, is adjacent to the internal combustion engine or is also provided separately or independently or adjacent to the internal combustion engine.
  • the unit 32 can be formed by a unitary or multi-part cast body or cast part, in which / in which the regions 30 and / or the components, also in sections, are integrated.
  • the areas assigned to the exhaust gas outlet 16, the turbocharger 18 and the charge air supply 22 are combined in a common unit 32.
  • the exhaust gas outlet 16 and the turbocharger 18 are arranged such that at least in one of the areas 32 there is an energy / heat transfer from both the exhaust gas outlet 16 and the turbocharger 18 to the coolant 24 can be done.
  • the area can be designed, for example, in the manner of a common cooling channel or a cooling line adjacent to both components.
  • the exhaust gas outlet 12, the turbocharger 18 and the exhaust gas recirculation or the regions 30 thereof in the cooling circuit are arranged in parallel.
  • the cooling circuit 26 divides in front of the exhaust gas outlet 16 / the turbocharger 18 into two parallel lines 34, which unite again after the coolant 24 has flowed through the exhaust gas outlet 16 / the turbocharger 18 and the exhaust gas recirculation 20.
  • FIG. 2 a second exemplary embodiment of a cooling system according to the invention is shown.
  • This second cooling system 10 ? differs from the cooling system 10 shown in FIG. 1 in that it comprises a first cooling circuit 26a and a second cooling circuit 26b.
  • the remaining components or assemblies correspond to the components / assemblies of the first exemplary embodiment shown in FIG. 1, which is why the reference numbers of the first exemplary embodiment are used accordingly.
  • Such a design of the cooling system 10 'with independent cooling circuits 26a and 26b can be provided in particular if an increased cooling capacity is required for one or more of the components / assemblies.
  • the charge air supply 22 is cooled by means of the second coolant circuit 26b.
  • any other component / assembly or two or more components / assemblies could also be cooled by the second coolant circuit 26b.
  • the two cooling circuits 26a and 26b could be arranged in parallel such that the coolant through a common coolant pump 23 is circulated in the cooling circuits 26a and 26b.
  • the embodiment shown in FIG. 2 has two coolant pumps 23a and 23b, the coolant pump 23a being arranged in the first cooling circuit 26a and the coolant pump 23b in the second coolant circuit 26b.
  • a corresponding arrangement is also possible with reference to the heat exchanger 28, wherein according to the present embodiment a first heat exchanger 28a is provided in the first cooling circuit 26a and a second heat exchanger 28b is provided in the second cooling circuit J 26b. Both heat exchangers 28a and 28b are air-cooled in a conventional manner and can be arranged separately or in combination, for example, in a common housing or with a common fan, etc.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment.
  • reference numerals corresponding to the two exemplary embodiments described above are used in FIG.
  • FIG. 3 shows a cooling system 10 ′′ which, like the cooling system 10 ′ according to FIG. 2, has two cooling circuits 26c and 26d which are independent of one another.
  • the cooling system 10 ′′ shown here is moreover adapted to the fact that the second cooling circuit 26d is suitable for the fact that its coolant 24a is caused by raw water or in particular by sea or Sea water is formed and that the first cooling circuit 26c is cooled by the second cooling circuit 26d.
  • the second cooling circuit 26d has a coolant pump 23c, which is therefore designed in the manner of a sea or sea water pump, which draws raw water, for example sea or sea water, as is customary in particular from ships, directly from the environment and in the second Cooling circuit 26d circulates.
  • the first cooling circuit 26c has a heat exchanger 28c, which is designed such that it transfers heat or energy from the first cooling circuit 26c or from a coolant 24 circulating in the first cooling circuit 26c to the second cooling circuit or its coolant 24a and excess energy or heat can be removed by the coolant 24a of the second cooling circuit 26d.
  • areas 30 are provided in the first cooling circuit 26c, which enable energy or heat transfer from the first cooling circuit 26c or its coolant 24 to the second cooling circuit 26d or its coolant 24a.
  • These areas 30 can be formed, for example, by a wall of the cooling circuit 26c, the wall being common to the cooling circuits 26c and 26d, for example, or a first wall of the cooling circuit 26c being adjacent to a wall of the cooling circuit 26d such that energy or heat transfer takes place can.
  • the second cooling circuit 24d is designed in such a way that it has two strands 34a and 34b arranged in parallel, both of which are supplied with coolant 24a by the coolant pump 23c and whose coolant 24a, used coolant 24a of higher temperature or higher energy, is discharged together or in the present case is returned to the surrounding water via a common outlet.
  • the second line 34b supplies coolant 24a to a charge air supply 22 in order to cool it or to transfer energy or heat from the charge air to the coolant 24a in corresponding areas 30, which can be formed, for example, by a wall of the cooling line 30 enable.
  • the regions 30 assigned to the exhaust gas outlet 16, the turbocharger 18, the exhaust gas recirculation 20 and the charge air supply 22 are arranged in a common unit or they form one.

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Abstract

Bekannte Kühlsysteme für Brennkraftmaschinen weisen eine Mehrzahl parallel oder in Serie angeordneter Kühlkreisläufe auf, welche eine Vielzahl von Leitungen, Verbindungen sowie einen großen Bauraum erfordern. Es wird ein Kühlsystem (10, 10', 10'')einer Brennkraftmaschine, mit mehreren durch in dem Kühlsystem (10, 10', 10'') umlaufendes Kühlmittel (24, 24a) zu kühlenden Baugruppen bzw. -teilen, das mehrere der jeweiligen Baugruppen bzw. dem jeweiligen Bauteil zugeordnete Kühlkreisläufe (26, 26a, 26b, 26c, 26d) mit Bereichen (30) aufweist, in denen ein Energieübergang von der Baugruppe bzw. dem Bauteil an das Kühlmittel (24, 24a) erfolgt, vorgeschlagen, wobei wenigstens zwei unterschiedlichen Baugruppen bzw. Bauteilen zugeordnete Bereiche (30) in einer gemeinsamen Einheit (32) angeordnet sind. Darüber hinaus wird eine Brennkraftmaschine mit einem derartigen Kühlsystem (10, 10', 10'') vorgeschlagen

Description

KÜHLSYSTEM EINER BRENNKRAFTMASCHINE UND BRENNKRAFTMASCHINE
Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem einer Brennkraftmaschine, mit mehreren durch in dem Kühlsystem umlaufendes Kühlmittel zu kühlenden Baugruppen bzw. -teilen, das mehrere der jeweiligen Baugruppen bzw. dem jeweiligen Bauteil zugeordnete Kühlkreisläufe mit Bereichen aufweist, in denen ein Energieübergang von der Baugruppe bzw. dem Bauteil an das Kühlmittel erfolgt, sowie eine Brennkraftmaschine.
Die DE-A-199 55 302 zeigt eine Brennkraftmaschine mit einem Kühlmittelkreislauf, der in Strömungsrichtung hinter einer Kühlmittelpumpe einen Motorkühlkreislauf durch die Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse und einem Zylinderkopf, einen Abgaskreis mit einem Abgassammeirohr und einem Abgasturbolader und einen Wärmetauscherkreis mit einem Ladeluftwärmetauscher und einem Rohwasser-Wärmetauscher aufweist, welche parallel angeordnet sind und welche vor der Kühlmittelpumpe wieder zusammengeführt werden.
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird darin gesehen, dass eine derartige Brennkraftmaschine bzw. ein Kühlsystem für eine derartige Brennkraftmaschine viele einzelne Baugruppen aufweist und daher aufwändig im Aufbau ist bzw. einen großen Bauraum erfordert.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Lehre der Patentansprüche 1 bzw. 10 gelöst, wobei in den weiteren Patentansprüchen Merkmale aufgeführt sind, die die Lösung in vorteilhafter Weise weiterentwickeln.
Auf diese Weise wird ein Kühlsystem einer Brennkraftmaschine zur Verfügung gestellt, welches besonders kompakt ausgeführt ist, da die Bereiche in denen ein Energieübergang von einer zu kühlenden Baugruppe der Brennkraftmaschine an ein in dem Kühlsystem zirkulierendes Kühlmittel erfolgt, in einer gemeinsamen Einheit angeordnet sind. Sind wenigstens zwei der Kühlkreisläufe parallel angeordnet, so können sie über einen gemeinsamen Zulauf bzw. einen gemeinsamen Ablauf verfügen und durch nur einen Kühlmittelstrom mit Kühlmittel versorgt werden. Eine derartige Ausführung ist besonders raumsparend und weist darüber hinaus einen geringeren Strömungswiderstand auf als eine andersartige Anordnung, wodurch beispielsweise die Kavitationsgefahr herabgesetzt wird. Das Kühlmittel muss gegen einen geringeren Differenzdruck gefördert werden, so dass :* insgesamt eine geringere Antriebsleistung erforderlich ist.
Werden wenigstens zwei der Kühlkreisläufe unabhängig voneinander mit Kühlmittel versorgt, so kann hierdurch eine stärkere oder unterschiedliche Kühlung von Baugruppen erzielt werden.
Die gemeinsame Einheit kann beispielsweise durch eine Anordnung in einem gemeinsamen Gehäuse realisiert werden. Vorzugsweise bilden aber die Bereiche als solche eine Einheit bzw. sind in der Art eines Gehäuses ausgebildet. Die Einheit kann an die Brennkraftmaschine bzw. einen Zylinderköpf bzw. einen Motorblock der Brennkraftmaschine angrenzend angeordnet sein oder aber einen Bestandteil der Brennkraftmaschine, des Zylinderkopfs bzw. des Motorblocks bilden.
Bei der Baugruppe bzw. dem Bauteil kann es sich beispielsweise um den Zylinderkopf und/oder den Motorblock der Brennkraftmaschine und/oder auch um einen Turbolader, eine Abgasenergie- rückgewinnungseinheit, einen Abgasauslass bzw. -krümmer und/oder jedes andere Bauteil bzw. jede andere Baugruppe der Brennkraftmaschine bzw. jede(s) andere der Brennkraftmaschine zugeordnete Bauteile/-gruppe handeln.
Ist wenigstens einer der Bereiche derart angeordnet, dass ein Energieübergang an das Kühlmittel in diesem Bereich von zwei Baugruppen/-teilen erfolgen kann, so trägt dies weiter zu einer kompakten Ausführung bei. Die Baugruppen/-teile können hierzu derart aneinander angrenzend vorgesehen sein, dass der Bereich zwischen ihnen angeordnet ist, so dass er sowohl an die eine Baugruppe bzw. den einen Bauteil als auch die andere Baugruppe bzw. den anderen Bauteil angrenzt, so dass ein Energieübergang stattfinden kann.
Das Kühlsystem weist vorzugsweise wenigstens eine Kühlmittelpumpe auf bzw. ist mit einer ' solchen verbunden, um das Kühlmittel in dem Kühlsystem bzw. den Kühlkreisläufen in Zirkulation zu versetzen, um das energiehaltige bzw. erwärmte Kühlmittel aus dem Bereich abzutransportieren und durch Kühlmittel niedrigeren Energiepotentials bzw. kälteres Kühlmittel zu ersetzen. Das Kühlmittel kann nach dem Abtransport einem Wärmetauscher, beispielsweise in der Art einer luft- oder anderweitig gekühlten Kühleinrichtung zugeführt werden, um es wieder einsatzbereit zu machen und es erneut dem Bereich zuzuführen.
Weist eine Brennkraftmaschine ein derartiges Kühlsystem auf, so kann sie besonders kompakt und somit bauraumsparend ausgeführt werden. Darüber hinaus ist aufgrund der Anordnung der Bereiche in einer gemeinsamen Einheit eine reduzierte Anzahl an Verbindungen in der Art von Leitungen, Schläuchen oder auch Anschlussstücken sowie zugeordneter Halterungen, Flansche etc. notwendig, wodurch ein kostengünstiger Aufbau begünstigt und die Anzahl möglicher Leckagestellen reduziert und somit die Betriebssicherheit erhöht wird.
Eine derartige Brennkraftmaschine kann an unterschiedliche Einsatzgebiete, beispielsweise zu Land als auch zu Wasser, angepasst sein. Insbesondere bei marinen Anwendungen ist es beispielsweise aufgrund von sicherheitstechnischen Aspekten wichtig, dass Abgasauslass bzw. -krümmer, Turbolader bzw. Gehäuse von Turboladerturbinen ausreichend gekühlt werden, da in diesen Bereichen bei Volllast sehr hohe Temperaturen erreicht werden. Marine Anwendungen weisen darüber hinaus häufig die Besonderheit der Verwendung einer Kühlung durch Seewasser auf.
Eine derartige Brennkraftmaschine kann sowohl in einem zumindest im Wesentlichen stationären Einsatz, beispielsweise in einem Generator oder Kraftwerk etc., oder mobil, beispielsweise in einem Fahrzeug oder Schiff etc., eingesetzt werden. Insbesondere ist eine solche Brennkraftmaschine bei beengten Einsatzbedingungen, wie sie zum Beispiel auf Schiffen, U-Booten oder auch an Bau- oder Industriemaschinen oder an landwirtschaftlichen Maschinen, wie Erntemaschinen oder Ackerschleppern, aufgrund der Vielzahl an Zusatzaggregaten und dem durch die benötigten zusätzlichen Bauraum, auftreten, vorteilhaft .
Eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine kann beispielsweise mit Flüssiggas oder jedem anderen geeigneten Kraftstoff betrieben werden; insbesondere handelt es sich aber um einen Diesel- bzw. Benzinmotor.
In der Zeichnung sind drei nachfolgend näher beschriebene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kühlsystems mit einem Kühlkreislauf,
• Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Kühlsystems mit separaten Kühlkreisläufen und
Fig. 3 ein weiteres Kühlsystem, angepasst an eine Kühlung durch Rohwasser, beispielsweise in der Art von Meerwasser.
Es wird zuerst auf Figur 1 Bezug genommen, welche eine schematische Darstellung eines Kühlsystems 10 einer Brennkraftmaschine, die in der vorliegenden Darstellung durch ihre Bauteile repräsentiert wird, zeigt. Die Brennkraftmaschine weist gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel einen Motorblock 12, einen Zylinderkopf 14, einen Auslasskrümmer bzw. einen Abgasauslass 16, einen Turbolader 18, eine Abgasrückführung 20 und eine Ladeluftzufuhr 22 auf. Die Brennkraftmaschine kann darüber hinaus zusätzliche Bauteile aufweisen, welche aus Gründen der Vereinfachung in der vorliegenden Anmeldung nicht angesprochen werden, dem Fachmann aber- "hinlänglich bekannt sind, oder es können einzelne oder mehrere der genannten Bauteile entfallen. Beispielsweise kann es sich bei der Brennkraftmaschine auch um eine nicht aufgeladene Brennkraftmaschine handeln, welche keinen Turbolader aufweist.
Das Kühlsystem 10 dient zumindest zur Kühlung des Motorblocks 12, des Zylinderkopfs 14, des Abgasauslasses 16, des Turboladers 18, der Abgasrückführung 20 und der Ladeluftzufuhr 22 der Brennkraftmaschine.
Hierfür weist das Kühlsystem 10 eine Kühlmittelpumpe 23, welche ein Kühlmittel 24 in einem Kühlkreislauf 26 zirkuliert, welcher die Bauteile, d.h. den Motorblock 12, den Zylinderkopf 14, den Abgasauslass 16, den Turbolader 18, die Abgasrückführung 20 und die Ladeluftzufuhr 22 mit dem Kühlmittel 24 versorgt, um diese zu kühlen, und das erwärmte Kühlmittel 24 zu einem Wärmetauscher 28 leitet, in welchem die durch das Kühlmittel 24 von den Bauteilen abgeführte bzw. überschüssige Wärme bzw. Energie entfernt bzw. an ein weiteres Medium bzw. die Umgebung abgegeben wird. Darüber hinaus sind Leitungen, Rohre, Verbindungs- und/oder Anschlussstücke vorgesehen, welche geeignet sind, das Kühlmittel 24 von der Kühlmittelpumpe 22 zu den Bauteilen, weiter zu dem Wärmetauscher 28 und zurück zu der Kühlmittelpumpe 23 zu leiten. Der Wärmetauscher 28 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in der Art eines bekannten luftgekühlten Wärmetauschers ausgebildet, wie er beispielsweise an Fahrzeugen allgemein bekannt und üblich ist. Das Kühlmittel 24 wird von dem Kühlkreislauf 26 derart durch bzw. an den jeweiligen Bauteilen vorbeigeleitet, dass ein Energie- bzw. Wärmeübergang von diesen an das Kühlmittel 24 erfolgt, um überschüssige bzw. abzuführende Wärme/Energie von dem Bauteil mittels des Kühlmittels 24 abzutransportieren. Die Bauteile weisen einen oder mehrere Bereich (e) 30 auf, in denen ein Energieübergang von der Baugruppe bzw. dem Bauteil an das Kühlmittel 24 erfolgen kann. Dieser Bereich 30 bzw. diese Bereiche 30 können in bekannter Weise beispielsweise durch eine Wandung eines Kühlkanals, die sich durch das Bauteil/die Baugruppe hindurch oder an ihm/ihr vorbei erstreckt, oder auch von Teilbereichen eines solchen, einer Bohrung in einem Gehäuse oder in sonstiger Weise gebildet werden, welche geeignet ist, das Kühlmittel 24 durch ein Bauteil/eine Baugruppe oder durch zwei oder mehrere Bauteile/Baugruppen oder an einer oder mehreren Bauteil/ (en) /Baugruppe (n) entlang zu leiten.
Erfindungsgemäß sind wenigstens zwei unterschiedliche der genannten Bauteile bzw. Baugruppen zugeordnete Bereiche 30, in denen ein Energieübergang von der Baugruppe bzw. dem Bauteil an das Kühlmittel 24 erfolgen kann, in einer gemeinsamen Einheit 32 angeordnet. Diese Einheit 32 kann beispielsweise in der Art eines Gehäuses ausgebildet sein, welches beispielsweise an die Brennkraftmaschine angrenzt oder auch separat bzw. unabhängig oder benachbart zu der Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Die Einheit 32 kann durch einen einheitlichen oder mehrteiligen Gusskörper bzw. Gussteil gebildet werden, in welchen/welchem die Bereiche 30 und/oder die Bauteile, auch abschnittsweise, integriert sind.
Gemäß dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die dem Abgasauslass 16, dem Turbolader 18 und der Ladeluftzufuhr 22 zugeordneten Bereiche in einer gemeinsamen Einheit 32 zusammengefasst . Darüber hinaus sind der Abgasauslass 16 und der Turbolader 18 derart angeordnet, dass wenigstens in einem der Bereiche 32 ein Energie-/Wärmeübergang sowohl von dem Abgasauslass 16 als auch dem Turbolader 18 an das Kühlmittel 24 erfolgen kann. Der Bereich kann hierzu beispielsweise in der Art eines gemeinsamen Kühlkanals oder einer an beide Bauteile angrenzenden Kühlleitung ausgebildet sein.
Weiter ist dem ersten Ausführungsbeispiel zu entnehmen, dass der Abgasauslass 12, der Turbolader 18 und die Abgasrückführung bzw. die Bereiche 30 derselben in dem Kühlkreislauf im Gegensatz zu den übrigen Bauteilen bzw. deren Bereichen 30, welche in dem Kühlkreislauf 26 in '-Serie angeordnet sind, parallel angeordnet sind. Hierzu teilt sich der Kühlkreislauf 26 vor dem Abgasauslass 16/dem Turbolader 18 in zwei parallele Stränge 34, welche sich wieder vereinigen nachdem das Kühlmittel 24 den Abgasauslass 16/den Turbolader 18 und die Abgasrückführung 20 durchflössen hat.
Es wird nun auf Figur 2 Bezug genommen, in der ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kühlsystems dargestellt wird. Dieses zweite Kühlsystem 10 ? unterscheidet sich von dem in Figur 1 dargestellten Kühlsystem 10 dadurch, dass es einen ersten Kühlkreislauf 26a und einen zweiten Kühlkreislauf 26b umfasst. Die übrigen Bauteile bzw. Baugruppen entsprechen den Bauteilen/Baugruppen des in Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel, weshalb die Referenznumern des ersten Ausführungsbeispiels entsprechend verwendet werden.
Eine derartige Ausbildung des Kühlsystems 10' mit unabhängigen Kühlkreisläufen 26a und 26b kann insbesondere dann vorgesehen werden, wenn für einen oder mehrere der Bauteile/Baugruppen eine erhöhte Kühlleistung erforderlich ist.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt mittels des zweiten Kühlmittelkreislaufs 26b eine Kühlung der Ladeluftzufuhr 22. Es könnte aber auch jedes andere Bauteil/jede andere Baugruppe oder zwei oder mehrere Bauteile/Baugruppen durch den zweiten Kühlmittelkreislauf 26b gekühlt werden. Die beiden Kühlkreisläufe 26a und 26b könnten derart parallel angeordnet sein, dass das Kühlmittel durch eine gemeinsame Kühlmittelpumpe 23 in den Kühlkreislaufen 26a und 26b zirkuliert wird. Die in Figur 2 gezeigte Ausführungsform weist allerdings zwei Kühlmittelpumpen 23a und 23b auf, wobei die Kühlmittelpumpe 23a in den ersten Kühlkreislauf 26a und die Kühlmittelpumpe 23b in den zweiten Kühlmittelkreislauf 26b angeordnet ist. Eine entsprechende Anordnung ist auch mit Bezug auf den Wärmetauscher 28 möglich, wobei gemäß der vorliegenden Ausführungsform in dem ersten Kühlkreislauf 26a ein erster Wärmetauscher 28a und in dem zweiten Kühlkreislauf J 26b ein zweiter Wärmetauscher 28b vorgesehen ist. Beide Wärmetauscher 28a und 28b sind in konventioneller Art und Weise luftgekühlt und können getrennt oder auch kombiniert beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse bzw. mit einem gemeinsamen Lüfter etc. angeordnet sein.
Es wird nun auf Figur 3 Bezug genommen, welche ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt. Wie zuvor werden auch in Figur 3 den beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen entsprechende Bezugszeichen verwendet.
Figur 3 zeigt ein Kühlsystem 10'', welches wie auch das Kühlsystem 10 ' gemäß Figur 2 zwei voneinander unabhängige Kühlkreisläufe 26c und 26d aufweist. Das hier gezeigte Kühlsystem 10' ' ist darüber hinaus daran angepasst, dass der zweite Kühlkreislauf 26d dazu geeignet ist, dass sein Kühlmittel 24a durch Rohwasser bzw. insbesondere durch Meerbzw. Seewasser gebildet wird und dass der erste Kühlkreislauf 26c durch den zweiten Kühlkreislauf 26d gekühlt wird.
Der zweite Kühlkreislauf 26d weist eine Kühlmittelpumpe 23c auf, welche daher in der Art einer See- bzw. Meerwasserpumpe ausgebildet ist, welche Rohwasser beispielsweise Meer- bzw. Seewasser, wie dies insbesondere bei Schiffen üblich ist, direkt aus der Umgebung ansaugt und in dem zweiten Kühlkreislauf 26d zirkuliert. Der erste Kühlkreislauf 26c weist einen Wärmetauscher 28c auf, welcher derart ausgebildet ist, dass er einen Wärme- bzw. Energieübergang von dem ersten Kühlkreislauf 26c bzw. von einem in dem ersten Kühlkreislauf 26c zirkulierenden Kühlmittel 24 an den zweiten Kühlkreislauf bzw. dessen Kühlmittel 24a und eine Abtransport überschüssiger Energie bzw. Wärme durch das Kühlmittel 24a des zweiten Kühlkreislaufs 26d ermöglicht.
Hierzu sind in dem ersten Kühlkreislauf 26c Bereiche 30 vorgesehen, welche einen Energie- bzw. Wärmeübergang von dem ersten Kühlkreislauf 26c bzw. seinem Kühlmittel 24 an den zweiten Kühlkreislauf 26d bzw. dessen Kühlmittel 24a ermöglichen. Diese Bereiche 30 können beispielsweise durch eine Wandung des Kühlkreislaufs 26c gebildet werden, wobei die Wandung beispielsweise den Kühlkreisläufen 26c und 26d gemeinsam ist oder wobei eine erste Wandung des Kühlkreislaufs 26c an eine Wandung des Kühlkreislaufs 26d derart angrenzt, dass ein Energie- bzw. Wärmeübergang erfolgen kann.
Der zweite Kühlkreislauf 24d ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel derart ausgebildet, dass er zwei parallel angeordnete Stränge 34a und 34b aufweist, welche beide von der Kühlmittelpumpe 23c mit Kühlmittel 24a versorgt werden und deren Kühlmittel 24a verbrauchtes Kühlmittel 24a höherer Temperatur bzw. höherer Energie gemeinsam abgeführt wird bzw. im vorliegenden Fall über einen gemeinsamen Ausgang in das Umgebungswasser zurückgeführt wird.
Nur der erste Strang 34a führt dem Wärmetauscher 28c Kühlmittel 24a zur Kühlung des bzw. zum Energieabtransport von dem ersten Kühlkreislauf 26c zu. Der zweite Strang 34b führt einer Ladeluftzufuhr 22 Kühlmittel 24a zu, um diese zu kühlen bzw. um in entsprechenden Bereichen 30, welche beispielsweise durch eine Wandung des Kühlstranges 30 gebildet werden können, einen Energie- bzw. Wärmeübergang von der Ladeluft an das Kühlmittel 24a zu ermöglichen. Gemäß dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiels sind sowohl die dem Abgassauslass 16, dem Turbolader 18, der Abgasrückführung 20 und der Ladeluftzufuhr 22 zugeordneten Bereiche 30 in einer gemeinsamen Einheit angeordnet bzw. sie bilden eine solche. Darüber hinaus ist auch der Wärmetauscher 28c und somit die einen Energieübergang von dem ersten Kühlkreislauf 26c an den zweiten Kühlkreislauf 26d bzw. deren jeweiliges Kühlmittel 24, 24c ermöglichenden Bereiche 30 wie auch die Kühlmittelpumpe 23c, welche das Kühlmittel 24c in Form von Rohwasser o.a. durch den zweiten Kühlkreislauf 24c leitet, in die Einheit 32 integriert.

Claims

Patentansprüche
1. Kühlsystem (10, 10', 10'') einer Brennkraftmaschine, mit mehreren durch in dem Kühlsystem (10, 10', 10' ') umlaufendes Kühlmittel (24, 24a) zu kühlenden Baugruppen bzw. -teilen, das mehrere der jeweiligen Baugruppen bzw. dem jeweiligen Bauteil zugeordnete Bereiche (30) aufweist, in denen ein Energieübergang von der Baugruppe bzw. dem Bauteil an das Kühlmittel (24, 24a) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei unterschiedlichen Baugruppen bzw. Bauteilen zugeordnete Bereiche (30) in einer gemeinsamen Einheit (32) angeordnet sind.
2. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Bereiche (30) parallel und/oder in Serie angeordnet sind.
3. Kühlsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Bereiche (30) voneinander unabhängig mit Kühlmittel (24, 24a) versorgt werden bzw. in voneinander unabhängigen Kühlkreisläufen (26, 26a, 26b, 26c, 26d) angeordnet sind.
4. Kühlsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Baugruppen durch einen der Kühl reislaufe (26, 26a, 26b, 26c, 26d) gebildet wird.
5. Kühlsystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (32) an die Brennkraftmaschine angrenzt bzw. einen Bestandteil derselben bildet.
6. Kühlsystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Baugruppen bzw. dem Bauteil, um einen Turbolader (18) und/oder eine Äbgasrückführung (20) und/oder einen Zylinderkopf (14) und/oder einen Motorblock (12) und/oder einen Abgasauslass (16) und/oder eine Ladeluftzufuhr (22) handelt.
7. Kühlsystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Bereiche (30) derart angeordnet ist, dass ein Energieübergang von zwei Baugruppen/-teilen erfolgen kann.
8. Kühlsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppen/-teile aneinander angrenzen.
9. Kühlsystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine Kühlmittelpumpe (23, 23a, 23b, 23c) , welche Kühlmittel (24, 24a) in dem Kühlsystem (10) bzw. einem oder mehreren der Kühlkreisläufe (26, 26a, 26b, 26c, 26d) zirkuliert.
10. Brennkraftmaschine mit einem Kühlsystem (10, 10', 10'') nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche.
11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, angepasst an eine Verwendung zumindest im Wesentlichen zu Land bzw. zu Wasser.
12. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Wesentlichen stationär oder mobil beispielsweise in einem Fahrzeug oder Schiff vorgesehen ist.
13. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Brennkraftmaschine um einen Diesel-, Gas- oder Benzinmotor handelt.
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