DE102017008432A1

DE102017008432A1 - Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102017008432A1
Application number: DE102017008432.7A
Authority: DE
Inventors: Tobias Böcking; Bernd Baur; Jürgen Friedrich
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2017-09-07
Filing date: 2017-09-07
Publication date: 2019-03-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine (10), mit wenigstens einem Brennraum (14), welcher mit einem Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine und mit Verbrennungsluft versorgbar ist, mit wenigstens einem Einbringelement (22, 30), mittels welchem ein von dem Kraftstoff unterschiedliches Kühlmedium (46) zum Kühlen der Verbrennungsluft in diese einbringbar ist, mit wenigstens einem Reservoir (44) zum Aufnehmen des Kühlmediums (46), mit wenigstens einem von der Verbrennungsluft durchströmbaren Ansaugtrakt (16), mit wenigstens einem in dem Ansaugtrakt (16) angeordneten Verdichter (34), mittels welchem die den Ansaugtrakt (16) durchströmende und dem Brennraum (14) zuzuführende Verbrennungsluft zu verdichten ist, und mit einem in dem Ansaugtrakt (16) stromab des Verdichters (34) angeordneten Ladeluftkühler (64) zum Kühlen der verdichteten Verbrennungsluft, wobei der Ladeluftkühler (64) und das Reservoir (44) in einem Temperierkreislauf (52) angeordnet sind, welcher von einem von dem Kühlmedium (46) unterschiedlichen Temperiermedium (60) durchströmbar ist, mittels welchem unter Erwärmen des Temperiermediums (60) die verdichtete Verbrennungsluft über den Ladeluftkühler (64) zu kühlen und unter Kühlen des erwärmten Temperiermediums (60) das Kühlmedium (46) in dem Reservoir (44) erwärmbar ist

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Eine solche Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, ist beispielsweise bereits der DE 10 2015 008 668 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Verbrennungskraftmaschine weist wenigstens einen Brennraum auf, welcher mit einem insbesondere flüssigen Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine und mit Verbrennungsluft versorgbar ist. Außerdem umfasst die Verbrennungskraftmaschine wenigstens ein Einbringelement, mittels welchem ein von dem Kraftstoff unterschiedliches Kühlmedium zum Kühlen der Verbrennungsluft in diese einbringbar ist. Des Weiteren ist wenigstens ein Reservoir vorgesehen, in welchem das Kühlmedium aufnehmbar ist. Außerdem umfasst die Verbrennungskraftmaschine wenigstens einen von der Verbrennungsluft durchströmbaren Ansaugtrakt und wenigstens einen in dem Ansaugtrakt angeordneten Verdichter, mittels welchem die den Ansaugtrakt durchströmende und dem Brennraum zuzuführende Verbrennungsluft zu verdichten ist. Durch das Verdichten der Verbrennungsluft wird diese erwärmt. Dabei ist in dem Ansaugtragt stromab des Verdichters ein Ladeluftkühler angeordnet, mittels welchem die verdichtete und dadurch erwärmte Verbrennungsluft gekühlt werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhafter Betrieb realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um eine Verbrennungskraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhafter Betrieb realisierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Ladeluftkühler und das Reservoir in einem Temperierkreislauf angeordnet sind, welcher von einem von dem Kühlmedium unterschiedlichen Temperiermedium durchströmbar ist. Mittels des vorzugsweise flüssigen Temperiermediums ist unter Erwärmen des Temperiermediums die verdichtete Verbrennungsluft über den Ladeluftkühler zu kühlen. Mit anderen Worten kann mittels des Temperiermediums die verdichtete und dadurch erwärmte Verbrennungsluft derart gekühlt werden, dass ein Wärmeübergang von der verdichteten und dadurch erwärmten Verbrennungsluft über den Ladeluftkühler an das Temperiermedium erfolgt. Hierdurch wird die Ladeluft gekühlt, während das Temperiermedium erwärmt wird.
Außerdem ist mittels des Temperiermediums unter Kühlen des erwärmten Temperiermediums das Kühlmedium in dem Reservoir erwärmbar. Mit anderen Worten kann das in dem Reservoir aufgenommene Kühlmedium mittels des Temperiermediums, nachdem das Temperiermedium auf die beschriebene Weise erwärmt wurde, erwärmt werden, indem ein Wärmeübergang von dem erwärmten Temperiermedium an das in dem Reservoir aufgenommene Kühlmedium erfolgt. Hierdurch wird das Temperiermedium gekühlt, während das Kühlmedium erwärmt wird. Durch dieses Erwärmen des Kühlmediums kann beispielsweise ein Einfrieren des Kühlmediums verhindert werden, oder das bereits eingefrorene Kühlmedium kann erwärmt und dadurch aufgeschmolzen und somit verflüssigt werden. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Verfügbarkeit des Kühlmediums gewährleistet werden, sodass das vorzugsweise flüssige Kühlmedium auch bei geringen Umgebungstemperaturen in die Verbrennungsluft eingebracht werden kann. Bezüglich des Kühlmediums ist der Temperierkreislauf ein Heizkreislauf beziehungsweise eine Heizvorrichtung, mittels welchem beziehungsweise welcher das Kühlmedium beheizt werden kann.
Zur Erfindung gehört vorzugsweise auch ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen und umgekehrt.
Der Erfindung liegt dabei insbesondere die folgende Erkenntnis zugrunde: Bedingt durch den zunehmenden Trend des Downsizings zur Reduzierung der CO₂-Emissionen von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Kraftwagen wie beispielsweise Personenkraftwagen, mit verbrennungsmotorischem Antrieb steigen der spezifische Drehmomente und die spezifische Leistung von beispielsweise als Ottomotoren ausgebildeten Verbrennungskraftmaschinen immer weiter an. Ermöglicht wird dies unter anderem durch die Aufladung der beispielsweise mit einer Kraftstoffdirekteinspritzung ausgestatten und auch als Verbrennungsmotor oder Motor bezeichneten Verbrennungskraftmaschine, wobei die Aufladung beispielsweise mittels wenigstens eines Abgasturboladers erfolgen kann. Unter der Aufladung ist die zuvor beschriebene Versorgung des beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraums mit der verdichteten Verbrennungsluft zu verstehen.
Um im aufgeladenen Betrieb einen günstigen Wirkungsgrad - und damit einen niedrigen Kraftstoffverbrauch - erreichen zu können, sollte der Motor mit einer günstigen Verbrennungsschwerpunktlage betrieben werden. Dazu ist eine wirkungsvolle Kühlung der verdichteten und einfach auch als Luft bezeichneten Verbrennungsluft von besonderer Bedeutung, die bedingt durch das Streben, das Verdichtungsverhältnis mit dem Ziel einer weiteren Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs zu erhöhen, zunehmend an Bedeutung gewinnt. Darüber hinaus ist das darstellbare maximale Drehmoment - insbesondere bei höherer Motordrehzahl - durch bauteilspezifische Grenztemperaturen begrenzt. Hieraus ergibt sich neben der Möglichkeit, die Verbrennungsschwerpunktlage in Richtung früh zu verschieben - sofern dies möglich ist - ein Bedarf für zusätzliche Kühlmaßnahmen. Sowohl mit steigendem spezifischen Drehmoment und steigender spezifischer Leistung des Motors als auch durch eine Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses steigt der Kühlungsbedarf der verdichteten Luft und/oder des Brennraums weiter an.
Bei aktuellen, beispielsweise als Ottomotoren ausgebildeten Verbrennungskraftmaschinen erfolgt die Ladeluftkühlung mittels einer Ladeluftkühlers, welcher von der verdichteten Luft durchströmt wird und dieser damit Wärme entzieht. Letztere wird von dem beispielsweise als Wärmetauscher ausgebildeten Ladeluftkühler dann direkt an die Umgebung beziehungsweise bei der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine an das den Wärmetauscher durchströmende Temperiermedium abgegeben, welches beispielsweise eine Temperierkreislauf durchströmt. Mit anderen Worten ist beispielsweise der Temperierkreislauf als Niedertemperaturkreislauf ausgebildet. Es wird folglich zwischen der so genannten direkten und der indirekten Ladeluftkühlung unterscheiden.
Die Überschreitung von bauteilspezifischen Grenztemperaturen bei hohen Lasten wird heute durch eine Anreicherung des Kraftstoff-Luft-Gemisches verhindert. Der zu Kühlungszwecken zusätzlich eingespritzte Kraftstoff führt aufgrund des Sauerstoffmangels zu einem erhöhten Schadstoffausstoß, der insbesondere durch zukünftige Abgasgesetzgebungen, insbesondere im Hinblick auf Real-Driving-Emissions als kritisch zu bewerten ist. Eine heute bekannte Alternative stellt die Verwendung höherwertiger Werkstoffe und/oder der Einsatz optimierter Kühleinrichtungen auf der heißen Seite des Brennkraftmaschine dar, wobei beispielsweise ein gekühlter Abgaskrümmer und/oder ein gekühltes Abgasturbolader-Turbinengehäuse und/oder andere Maßnahmen zum Einsatz kommen.
Eine weitere, sehr effektive Möglichkeit zur Kühlung der Verbrennungsluft und zur Absenkung der Prozesstemperatur stellt die Einspritzung des genannten Kühlmediums in die verdichtete Verbrennungsluft dar. Durch diese, grundsätzlich bereits bekannte Maßnahme wird der Verbrennungsluft durch die hohe spezifische Wärmekapazität und die Verdampfung des Kühlmediums Wärme entzogen. Neben der Reduzierung des Risikos einer klopfenden Verbrennung kann darüber hinaus auf etwaige Vorentflammungen reagiert oder diesen vorgebeugt werden, wie es beispielsweise in der DE 10 2012 207 904 A1 beschreiben ist. Nach heutigem Stand der Technik und unter Berücksichtigung der genannten Offenlegungsschrift eignen sich als Kühlmedium insbesondere Wasser oder ein zumindest Wasser umfassendes Gemisch, welches auch als Wasser bezeichnet wird.
Große Herausforderungen bei der Verwendung von Wasser als das Kühlmedium stellen das Risiko für das Erstarren des Kühlmediums, die Frostsicherheit des Systems und die Frostbeständigkeit aller Systemkomponenten dar. So kann ein Einfrieren nicht unbedingt entsprechend ausgelegter Komponenten zu Schäden und in Folge dessen zu einem Ausfall des gesamten Systems zum Einbringen des Kühlmediums in die Verbrennungsluft führen.
Bei erstarrtem Kühlmedium ist dieses vor möglicher Verwendung zu verflüssigen, was üblicherweise mit einem entsprechenden Energieaufwand verbunden ist. Da Wasser eine sehr hohe spezifische Wärmekapazität aufweist und es insbesondere eines erheblichen Energieeintrags bedarf, um erstarrtes beziehungsweise eingefrorenes Wasser zu verflüssigen, insbesondere im Hinblick auf latente Wärme, muss durch eine etwaige Heizvorrichtung eine große Wärmemenge breitgestellt werden. Mit dem Wunsch, die Verflüssigung in entsprechend kurzer Zeit durchzuführen, steigt der Bedarf an Heizleitung. Bei aktuellen, in Großserie produzierten und beispielsweise als Ottomotoren ausgebildeten Verbrennungskraftmaschinen kommt derzeit zum Einsatz zur Wassereinspritzung zum Einsatz. Ein Einsatz solcher Systeme ist jedoch in naher Zukunft zu erwarten, da bereits Kleinserien mit entsprechenden Serien angeboten werden. Erste Termine für die Einführung einer Wassereinspritzung in Großserien-Personenkraftwagen sind bereits angekündigt.
Eine wirkungsvolle Maßnahme zum Schutz des Systems vor Beschädigungen in Folge eines Einfrierens des Kühlmediums stellt die Verwendung einer entsprechenden Emulsion dar, wie es beispielsweise im Bereich der Scheibenreinigungsanlage praktiziert wird. Die Emulsion wird dabei so ausgelegt, dass sie erst bei deutlich niedrigeren Temperaturen als 0 Grad Celsius erstarrt. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem Kühlmedium vorzugsweise um eine Emulsion, deren Gefrierpunkt deutlich geringer als 0 Grad Celsius ist. Bei der SCR-Technologie eines Kraftfahrzeugs mit dieselmotorischen Antrieb wird beispielsweise eine Emulsion genutzt, die erst bei Temperaturen von weniger als -11 Grad Celsius erstarrt. Um alle Komponenten bei niedrigeren Außentemperaturen vor Frostschäden zu schützen, wird die Emulsion durch eine rückwärtsfördernde Fördereinheit in den Tank, welcher frostsicher ausgelegt ist, zurückgefördert. Weiterhin ist die frostsicher Auslegung des Tanks zur Bevorratung des Kühlmediums als bekannt anzusehen.
Das Erstarren des Kühlmediums kann durch Verwendung von Isoliermaterial - insbesondere an einem Tank des Reservoirs und/oder anderen Komponenten - zeitlich verzögert werden, wobei das Kühlmedium in dem Tank aufnehmbar ist. Hierdurch kommt es je nach Auslegung und vorherrschender Umgebungsbedingungen in Abhängigkeit von der Zeit nicht zum insbesondere vollständigen Erstarren des Kühlmediums. Für die Wärmezufuhr bei erstarrtem Kühlmedium, insbesondere zum Fahrtantritt, zur Verflüssigung des Kühlmediums sind grundsätzlich zwei unterschiedliche Maßnahmen denkbar:

- elektrische Heizung: der Tank beziehungsweise das Reservoir und gegebenenfalls weitere Komponenten des Einspritzsystems zum Einbringen des Kühlmediums in die Verbrennungsluft werden mit Heizmatten und/oder anderen Heizelementen bestückt und ummantelt, um elektrische Energie in Wärme umzuwandeln und diese dem erstarrten Kühlmedium zuzuführen. Nachteilig ist diesbezüglich zu erwähnen, dass die benötigte Heizleistung im Falle eines erstarrten Kühlmediums sehr hoch ist und insbesondere mehrere Kilowatt betragen kann, sodass zum einen der Kraftstoffverbrauch enorm ansteigt und zum anderen die elektrischen Leitungen eines großen Mindestquerschnitts bedürfen, was zu hohem Gewicht und hohen Kosten führen kann
- Beheizung mittels Motorkühlwasser: der Tank sowie gegebenenfalls weitere Komponenten werden in entsprechenden Leitungen von Motorkühlwasser um- und/oder durchströmt. Dadurch gibt das Motorkühlwasser an das erstarrte Kühlmedium ab. Nachteilig ist diesbezüglich zu erwähnen, dass insbesondere beim Fahrzeugstart keine und im weiteren Verlauf nur wenig Wärme über das Motorkühlwasser bereitgestellt und dem Kühlmedium zugeführt werden kann. Zum einen ist das Kühlwasserthermostat während des Warmlaufs des Motors aus Emissions- und Verschleißgründen geschlossen, zum anderen hat nach Öffnung des Kühlwasserthermostats die Beheizung des Fahrgastraums aus Komfortgründen Vorrang. Erst nach entsprechender Fahrzeit von beispielsweise je nach Umgebungsbedingungen 15 Minuten und mehr steht ein Mindestmaß an Wärmeenergie zur Verfügung. Zur Integration eines solchen Systems bedarf es weiterer Schaltventile, damit eine Überhitzung des Kühlmediums verhindert werden kann, insbesondere nach entsprechender Aufheizungsphase hat das Motorkühlwasser eine Temperatur von circa 90 Grad Celsius.

Somit hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Temperiermedium ein von dem Kühlmedium, von dem Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine und von dem genannten Motorkühlwasser unterschiedliches, zusätzlich dazu vorgesehenes Medium, insbesondere Flüssigkeit, ist. Bei dem Motorkühlwasser handelt es sich um ein insbesondere flüssiges Kühlmittel zum Kühlen der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines den Brennraum bildenden Motorgehäuses der Verbrennungskraftmaschine.
Bei der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine kann ein System beziehungsweise eine Dosiervorrichtung zum Einbringen, insbesondere Einspritzen, des Kühlmediums in die Verbrennungsluft besonders vorteilhaft integriert werden. Fokus der Erfindung ist dabei die Nutzung von Synergieeffekten bei der Integration der Dosiervorrichtung zur Sicherstellung der Verfügbarkeit des flüssigen Kühlmediums bei niedrigen Außentemperaturen ohne sich nachteilig auf andere Bestandteile beziehungsweise Komponenten des Gesamtsystems auszuwirken.
Die der Erfindung zugrunde liegende Idee ist, in der verdichteten und dadurch erwärmten Verbrennungsluft enthaltende Wärme, welche herkömmlicher Weise ungenutzt verloren geht, zu nutzen, um das Temperiermedium und in der Folge das Kühlmedium zu erwärmen, sodass ein Erstarren beziehungsweise Einfrieren des Kühlmediums verhindert beziehungsweise das Kühlmedium wieder verflüssigt werden kann. Da hierzu ohnehin vorhandene Wärme genutzt wird, kann ein besonders effizienter und somit energieverbraucharmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine gewährleistet werden.
In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine ist im Temperierkreislauf eine Bypassleitung und eine Ventileinrichtung stromauf des Wärmetauschers vorgesehen, so dass der Wärmetauscher bypassierbar ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine.
Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Verbrennungskraftmaschine, welche beispielsweise Komponente eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens wie beispielsweise eines Personenkraftwagens, ist. Dabei ist das Kraftfahrzeug mittels der Verbrennungskraftmaschine 10 antreibbar. Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst beispielsweise ein als Zylindergehäuse ausgebildetes Motorgehäuse 12, durch welches eine Mehrzahl von Brennräumen in Form von Zylindern 14 gebildet ist. Der jeweilige Zylinder 14 ist mit Verbrennungsluft und einem insbesondere flüssigen Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 10 versorgbar, wobei es sich bei dem Kraftstoff um einen flüssigen Kraftstoff wie beispielsweise einen Ottokraftstoff oder einen Dieselkraftstoff handeln kann. Die Verbrennungsluft, welche einfach auch als Luft bezeichnet wird, und der Kraftstoff werden in den jeweiligen Zylinder 14 eingebracht und bilden in den Zylindern 14 ein jeweiliges Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches beispielsweise gezündet und dadurch verbrannt wird. Daraus resultiert Abgas der Verbrennungskraftmaschine 10. Die mit dem Kraftstoff im jeweiligen Zylinder 14 das jeweilige Kraftstoff-Luft-Gemisch bildende Verbrennungsluft, wird als Verbrennungsluft bezeichnet, da sie mit dem Kraftstoff verbrannt wird.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst dabei einen Ansaugtrakt 16, welcher zumindest von der Verbrennungsluft durchströmbar ist. Die Verbrennungskraftmaschine 10 saugt die Verbrennungsluft über den Ansaugtrakt 16 beispielsweise aus der Umgebung an, wobei die Verbrennungsluft mittels des Ansaugtrakts 16 zu den und insbesondere in die Zylinder 14 geleitet wird. Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst ferner einen von dem Abgas durchströmbaren Abgastrakt 18, mittels welchem das Abgas aus den Zylindern 14 abgeführt wird.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst außerdem eine Einspritzanlage 20, mittels welcher der Kraftstoff in die Zylinder 14 einbringbar, insbesondere direkt einspritzbar, ist. Somit ist die Verbrennungskraftmaschine 10 beispielsweise als direkteinspritzende Verbrennungskraftmaschine, insbesondere als direkteinspritzender Ottomotor, ausgebildet. Dem jeweiligen Zylinder 14 ist dabei wenigstens ein Injektor 22 zugeordnet, wobei der jeweilige Injektor 22 Bestandteil der Einspritzanlage 20 ist. Mittels des jeweiligen Injektors 22 kann zumindest der Kraftstoff direkt in den jeweils zugeordneten Zylinder 14 eingespritzt werden. Dabei umfasst die Einspritzanlage 20 ein den Injektoren 22 gemeinsames Kraftstoffverteilungselement 24, welches auch als Rail oder Kraftstoff-Rail bezeichnet wird.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst des Weiteren eine im Ganzen mit 26 bezeichnete Dosiereinrichtung, welche auch als System, Einspritzsystem oder Dosiervorrichtung bezeichnet wird. Mittels der Dosiereinrichtung 26 ist ein von dem Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 10 unterschiedliches und vorzugsweise flüssiges Kühlmedium 46 zum Kühlen der Verbrennungsluft in diese Einbringbar, insbesondere Einspritzbar. Hierzu umfasst die Dosiereinrichtung 26 beispielsweise die Injektoren 22, mittels welchen beispielsweise sowohl der Kraftstoff als auch das Kühlmedium 46 in die Verbrennungsluft einbringbar, insbesondere in die jeweiligen Zylinder 14 direkt einspritzbar, sind. Somit können beispielsweise die Injektoren 22 als Einbringelemente genutzt werden, mittels welchen das Kühlmedium 46 in die Verbrennungsluft einbringbar ist. Beispielsweise ist mittels des jeweiligen Injektors 22 ein Gemisch beziehungsweise eine Emulsion aus dem Kraftstoff und dem Kühlmedium 46 bildbar, und in die Verbrennungsluft einbringbar, insbesondere in den jeweils zugeordneten Zylinder 14 direkt einspritzbar. Hierzu umfasst die Dosiereinrichtung 26, welche auch als Einspritzanlage bezeichnet wird, beispielsweise ein optional vorgesehenes Dosierventil 28, mittels welchem das Kühlmedium 46 zu dem Kraftstoff beigemischt werden kann. Daraus entsteht ein Gemisch beziehungsweise die zuvor genannte Emulsion aus dem Kraftstoff und dem Kühlmedium 46, wobei dieses Gemisch beziehungsweise diese Emulsion mittels des jeweiligen Injektors 22 in die Verbrennungsluft einbringbar ist. Daher fungiert der jeweilige Injektor 22 beispielsweise als so genannter Gemischbildner.
Alternativ oder zusätzlich umfasst die Dosiereinrichtung 26 von den Injektoren 22 unterschiedliche, zusätzlich zu den Injektoren 22 vorgesehene Einbringelemente 30, welche auch als Gemischbildner bezeichnet werden. Insbesondere ist für jeden Zylinder 14 ein Einbringelement 30 vorgesehen. Mittels des jeweiligen Einbringelements 30 ist das Kühlmedium 46 in die Verbrennungsluft einbringbar, insbesondere einspritzbar. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Kühlmedium 46 mittels des jeweiligen Einbringelements 30 direkt in den jeweiligen Zylinder 14 einspritzbar oder aber an einer in Strömungsrichtung der Luft stromauf des jeweiligen Zylinders 14 angeordneten Stelle, insbesondere des Ansaugtrakts 16, in die Verbrennungsluft einbringbar, insbesondere einspritzbar, ist. Das Kühlmedium 46 ist vorzugsweise als Kühlfluid, insbesondere als Kühlflüssigkeit, ausgebildet, und umfasst zumindest Wasser. Ferner kann das Kühlmedium beispielsweise wenigstens ein von dem Wasser unterschiedliches Additiv umfassen. Insbesondere ist es denkbar, dass das Kühlmedium zumindest einen Alkohol aufweist.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 ist ferner als aufgeladene Verbrennungskraftmaschine ausgebildet. Hierzu umfasst die auch als Motor oder Verbrennungsmotor bezeichnete Verbrennungskraftmaschine 10 wenigstens einen Abgasturbolader 32, welcher wenigstens einen in dem Ansaugtrakt 16 angeordneten Verdichter 34 aufweist. Mittels des Verdichters 34 wird die den Ansaugtrakt 16 durchströmende und den Zylindern 14 zuzuführende Verbrennungsluft verdichtet. Hierzu umfasst der Verdichter 34 ein Verdichterrad 36 zum Verdichten der Verbrennungsluft. Das Versorgen der Zylinder 14 mit der verdichteten Verbrennungsluft wird auch als Aufladung oder Aufladen bezeichnet, wobei die verdichtete Luft auch als Ladeluft bezeichnet wird.
Der Abgasturbolader 32 umfasst ferner eine im Abgastrakt 18 angeordnete und von dem Abgas antreibbare Turbine 38, welche ein von dem Abgas antreibbares Turbinenrad 40 aufweist. Der Abgasturbolader 32 umfasst ferner eine Welle 42, mit welcher sowohl das Turbinenrad 40 als auch das Verdichterrad 36 drehfest verbunden sind. Hierdurch ist das Verdichterrad 36 über die Welle 42 von dem Turbinenrad 40 antreibbar, wodurch die Verbrennungsluft mittels des Verdichterrads 36 verdichtet wird. Da das Turbinenrad 40 von dem Abgas angetrieben wird, kann im Abgas enthaltene Energie zum Verdichten der Luft genutzt werden. Dadurch können der Kraftstoffverbrauch und somit insbesondere die CO₂-Emissionen der Verbrennungskraftmaschine 10 besonders gering gehalten werden.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst ferner wenigstens ein beispielsweise als Tank ausgebildetes Reservoir 44 zum Aufnehmen und somit zum zumindest vorrübergehenden Speichern des Kühlmediums 46. Das Reservoir 44 ist über wenigstens eine Leitung 48 fluidisch mit der Dosiereinrichtung 26 verbunden, sodass das in dem Reservoir 44 aufgenommene Kühlmedium 46 über die Leitung 48 zu der Dosiereinrichtung 26 und somit insbesondere zu dem Einbringelementen 30 und/oder insbesondere über das Dosierventil 28 zu den Injektoren 22 geführt werden kann. Dabei ist beispielsweise auch den Einbringelementen 30 ein den Einbringelementen 30 gemeinsames Verteilungselement 31 zugeordnet, welches auch als Rail bezeichnet wird. Beispielsweise kann das Kühlmedium 46 mittels der Leitung 48 zu dem und insbesondere in das Verteilungselement 31 eingeleitet werden, sodass das in das Verteilungselement 31 eingeleitete Kühlmedium 46 mittels der Verteilungselements 31 auf die Einbringelemente 30 verteilt beziehungsweise aufgeteilt wird. Somit sind die Einbringelemente 30 über das den Einbringelementen 30 gemeinsame Verteilungselement 31 mit dem Kühlmedium 46 versorgbar.
Beispielsweise ist in der Leitung 48 wenigstens eine Pumpe 50 zugeordnet, mittels welcher das Kühlmedium 46 von dem Reservoir 44 zu dem Verteilungselement 31 beziehungsweise zu den Einbringelementen 30 gefördert werden kann. Hierzu wird beispielsweise das Kühlmedium 46 aus dem Reservoir 44 in eine erste Förderrichtung mittels der Pumpe 50 durch die Leitung 48 gefördert. Die Pumpe 50 ist beispielsweise ferner dazu ausgebildet, das Kühlmedium 46 durch die Leitung 48 in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung zu fördern, wodurch beispielsweise das Kühlmedium 46 von dem Verteilungselement 31 und von den Einbringelementen 30 weg durch die Leitung 48 zu dem und insbesondere in das Reservoir 44 mittels der Pumpe 50 gefördert werden kann. Dadurch kann beispielsweise verhindert werden, dass eine übermäßige Menge des Kühlmediums 46 in der Leitung 48 und/oder in dem Verteilungselement 31 und/oder in den Einbringelementen 30 einfriert.
Aus der Fig. ist erkennbar, dass in dem Ansaugtrakt 16 auch wenigstens eine Drosselklappe 62 angeordnet ist, mittels welcher beispielsweise eine Menge der den Zylindern 14 zuzuführenden Verbrennungsluft einstellbar ist und/oder mittels welcher ein Druck in dem Ansaugtrakt 16 einstellbar ist. Ferner ist in dem Ansaugtrakt 16 ein Ladeluftkühler 64 angeordnet, welcher stromauf der Zylinder 14 und stromab des Verdichters 34 und dabei insbesondere stromauf der Drosselklappe 62 angeordnet ist. Der Ladeluftkühler 64 ist von der verdichteten und dadurch erwärmten Verbrennungsluft durchströmbar, sodass die verdichtete und dadurch erwärmte Verbrennungsluft mittels des Ladeluftkühlers 64 gekühlt wird. Ferner ist in dem Ansaugtrakt 16 ein Luftfilter 66 angeordnet, welcher stromauf des Verdichters 34 angeordnet ist. Mittels des Luftfilters 66 wird die den Ansaugtrakt 16 durchströmende Luft gefiltert. Im Abgastrakt 18 ist stromab der Turbine 38 wenigstens eine Abgasnachbehandlungseinrichtung 68 zum Nachbehandeln des Abgases angeordnet.
Die Verbrennungskraftmaschine 10, insbesondere das Motorgehäuse 12, ist beispielsweise durch eines von dem Kühlmedium 46 und von dem Kraftstoff unterschiedlichen Kühlmittel zu kühlen, wobei das Kühlmittel beispielsweise als Kühlfluid, insbesondere als Kühlflüssigkeit ausgebildet ist und auch als Kühlwasser oder Motorkühlwasser bezeichnet wird. Die Verbrennungskraftmaschine 10, insbesondere das Motorgehäuse 12 und somit beispielsweise die Zylinder 14, kann beziehungsweise können derart mittels des Kühlmittels gekühlt werden, dass ein Wärmeübergang von der Verbrennungskraftmaschine 10, insbesondere von dem Motorgehäuse 12, an das Kühlmittel erfolgt. Hierdurch wird die Verbrennungskraftmaschine 10 gekühlt, während das Kühlmittel erwärmt wird.
Um nun einen besonders vorteilhaften Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 realisieren und dabei gleichzeitig den Kraftstoffverbrauch und somit die CO₂-Emissionen besonders gering halten zu können, umfasst die Verbrennungskraftmaschine 10 einen Temperierkreislauf 52, welcher von einem Temperiermedium durchströmbar ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Temperiermedium um ein von dem Kühlmittel, von dem Kraftstoff und von dem Kühlmedium 46 unterschiedliches, zusätzlich dazu vorgesehenes Medium. Vorzugsweise ist das Temperiermedium ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit, wobei das Temperiermedium vorzugsweise wenigstens einen Alkohol aufweist.
Aus der Fig. ist erkennbar, dass sowohl das Reservoir 44 als auch der Ladeluftkühler 64 in dem Temperierkreislauf 52 angeordnet sind. Dies bedeutet, dass der Ladeluftkühler 64 und das Reservoir 44 von dem Temperiermedium durchströmbar sind. Hierdurch wird mittels des Temperiermediums unter Erwärmen des Temperiermediums die verdichtete und dadurch erwärmte Verbrennungsluft über den Ladeluftkühler 64 gekühlt. Mit anderen Worten kann ein Wärmeübergang von der verdichteten und dadurch erwärmten und den Ladeluftkühler 64 durchströmenden Verbrennungsluft über den Ladeluftkühler 64 an das den Ladeluftfühler 64 durchströmende Temperiermedium erfolgen, wodurch die Ladeluft gekühlt und das Temperiermedium erwärmt wird.
Bezogen auf eine Strömungsrichtung des den Temperierkreislauf 52 durchströmenden Temperiermediums ist beispielsweise das Reservoir 44 stromab des Ladeluftkühlers angeordnet, sodass das Temperiermedium zunächst durch den Ladeluftkühler 64 strömt und dadurch erwärmt wird und danach durch das Reservoir 44 strömt. Dabei umfasst das Reservoir 44 beispielsweise wenigstens einen von dem Temperiermedium durchströmbaren und in dem Temperierkreislauf 52 angeordneten Wärmetauscher 54, über welchen das in dem Reservoir 44 aufgenommene Kühlmedium 46 mittels des Temperiermediums erwärmt werden kann. Mit anderen Worten, das zunächst den Ladeluftkühler durchströmende und dadurch erwärmte Temperiermedium strömt - nachdem es den Ladeluftkühler durchströmt hat und dadurch erwärmt wurde - durch das Reservoir 44, insbesondere durch den Wärmetauscher 54. Über den Wärmetauscher 54 kann ein Wärmeübergang von dem erwärmten Temperiermedium an das Kühlmedium 46 in dem Reservoir 44 erfolgen, wodurch das Kühlmedium 46 in dem Reservoir 44 erwärmt und das Temperiermedium gekühlt wird. Hierdurch kann das in dem Reservoir 4 aufgenommene Kühlmedium 46 energiegünstig erwärmt werden, sodass beispielsweise ein Erstarren beziehungsweise Einfrieren des Kühlmediums 46 verhindert werden kann. Ferner kann beispielsweise das zunächst gefrorene Kühlmedium 46 durch das beschriebene Erwärmen wieder aufgetaut und somit verflüssigt werden.
In Strömungsrichtung des den Temperierkreislauf 52 durchströmenden Temperiermediums ist stromab des Reservoirs 44, insbesondere stromab des Wärmetauschers 54 , ein von dem Reservoir 44 und somit von dem Wärmetauscher 54 und von dem Ladeluftkühler 64 unterschiedliches, als Wärmetauscher ausgebildete Temperierelement 56 angeordnet, mittels welchem das Temperiermedium temperiert, das heißt gekühlt und/oder erwärmt werden kann. Das Temperierelement 56 ist insbesondere stromab des Reservoirs 44 beziehungsweise des Wärmetauschers 54 und stromauf des Ladeluftkühlers 64 angeordnet. Beispielsweise ist das Temperierelement 56 von Luft, insbesondere von Umgebungsluft, umströmbar, sodass das das Temperierelement 56 durchströmende Temperiermedium mittels des Temperierelements 56 derart gekühlt werden kann, dass über das Temperierelement 56 ein Wärmeübergang von dem das Temperierelement 56 durchströmenden Temperiermedium an die das Temperierelement 56 umströmende Luft erfolgt. Das das Temperierelement 56 durchströmende Temperiermedium kann mittels des Temperierelements 56 beispielsweise derart erwärmt werden, dass über das Temperierelement 56 ein Wärmeübergang von der das Temperierelement 56 umströmenden Luft an das das Temperierelement 56 durchströmende Temperiermedium erfolgt. Außerdem ist beispielsweise ein insbesondere als Tank ausgebildetes Behältnis 58 zum Aufnehmen des Temperiermediums vorgesehen, welches in der Fig. mit 60 bezeichnet ist. Des Weiteren ist in dem Temperierkreislauf 52 eine Pumpe 70 angeordnet, mittels welcher das Temperiermedium durch den Temperierkreislauf 52 gefördert wird beziehungsweise gefördert werden kann. Das Behältnis 58 fungiert beispielsweise als Ausgleichsbehälter, um etwaige Volumenschwankungen des Temperiermediums ausgleichen zu können. Insbesondere umfasst der Temperierkreislauf 52 Leitungen 72, durch welche das Temperiermedium 60 strömen kann.
Bei dem Temperierkreislauf 52 handelt es sich vorzugsweise um einen Niedertemperaturkreislauf. Das als Ausgleichsbehälter fungierende Behältnis 58 und die als Förderpumpe fungierende Pumpe 70 sind Komponenten, welche in der Fig. beispielhaft gezeigt sind und in dem Temperierkreislauf 52 an beliebiger Stelle positioniert werden können. Der Ladeluftkühler 64 ist vorliegend als Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher ausgebildet, da die Luft mittels des Temperiermediums gekühlt wird. Der Wärmetauscher 54 ist ein Kühlmedium-Kühlmedium-Wärmetauscher, da über den Wärmetauscher 54 ein Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmedium und dem Temperiermedium erfolgt. Des Weiteren ist das Temperierelement 56 beispielsweise ein Flüssigkeits-Luft-Wärmetauscher, da über das Temperierelement 56 ein Wärmeaustausch zwischen der Luft und dem beispielsweise flüssigen Temperiermedium erfolgt.
Das beispielsweise als Tank ausgebildete Reservoir 44 kann an beliebiger Stelle im Kraftwagen beziehungsweise Kraftfahrzeug positioniert sein und ist vorzugsweise so ausgeführt, dass bei niedrigen Außentemperaturen das Kühlmedium 46 in dem Tank erstarrt und dabei der Tank keinen Schaden nimmt. Der Wärmetauscher 54 ist vorzugsweise als Heizspirale ausgeführt und/oder stets frostsicher ausgelegt. Hierzu verfügt der Wärmetauscher 54 beispielsweise um eine möglichst große Oberfläche und reicht im Idealfall bis zum Boden des Reservoirs 44, um von bereits verflüssigtem Kühlmedium 46 umschlossen zu sein, mit dem Ziel, die Wärmezufuhr möglichst effizient zu gestalten.
Im Folgenden wir ein Betrieb der Förderpumpe (Pumpe 70) beschrieben. Der Betrieb der Förderpumpe erfolgt vorzugsweise bedarfsgerecht in Abhängigkeit von unterschiedlichen Kriterien. Eines dieser Kriterien ist beispielsweise die Temperatur der Verbrennungsluft. Sofern die Temperatur der Verbrennungsluft hinreichend niedrig ist, beispielsweise in einem saugmotorischen Betrieb, ergibt sich kein Bedarf zur Wärmeabfuhr, weshalb in diesem Zustand die Förderpumpe das Temperiermedium 60 nicht fördert. Ist die Temperatur der Verbrennungsluft beispielsweise größer als 15 Grad Celsius, wird das Temperiermedium 60 in dem beziehungsweise durch den Temperierkreislauf 52 mittels der Förderpumpe gefördert. Weitere Eingangsgrößen wie beispielsweise die Motorlast können die Zuschaltung der Förderpumpe innerhalb des ersten Kriteriums beeinflussen.
Ein zweites der Kriterien ist beispielsweise eine zweistufige Wärmezufuhr in das Temperiermedium 60 bei erstarrtem Kühlmedium 46. Ist das Kühlmedium 46 größtenteils erstarrt und dessen Temperatur niedriger als die Außentemperatur, wird die Förderpumpe zugeschaltet, sodass das Temperiermedium 60 dem Kühlmedium 46 auf niedrigem Temperaturniveau Wärme zuführt, die es nicht nur aus der Verbrennungsluft, sondern auch aus der Umgebung über das Temperierelement 56 bezogen hat.
Somit fungiert beispielsweise das Temperierelement 56 als Erwärmungselement beziehungsweise als Wärmetauscher, über welchen ein Wärmeübergang von der das Temperierelement 56 umströmenden Luft an das Temperiermedium erfolgt. Hierdurch wir das Temperiermedium erwärmt. Demnach erfolgt in diesem Betriebszustand eine zweistufige Wärmezufuhr an das Temperiermedium 60, da das Temperiermedium 60 mittels des Ladeluftkühlers 64 und mittels des Temperierelements 56 erwärmt wird. Ferner erfolgt eine einstufige Wärmeabfuhr an das Kühlmedium 46 über den Wärmetauscher 54. Das Temperiermedium 60 verlässt beispielsweise das als Wärmetauscher fungierende Temperierelement 56 zumindest annähernd bei Umgebungstemperatur, um im Ladeluftkühler 64 nach dem Verdichter 34 weiter erwärmt zu werden und gibt in dem Wärmetauscher 54 Wärme an das größtenteils erstarrte Kühlmedium 46 ab und verlässt den Wärmetauscher 54 unterhalb der Umgebungstemperatur. Die Feststellung des Aggregatzustands des Kühlmediums 46 kann beispielsweise mittels eines Modells erfolgen beziehungsweise berechnet werden.
Insbesondere ist es denkbar, mittels des Ladeluftkühlers 64 eine Kondensation von in der Verbrennungsluft enthaltenem Wasser zu bewirken und das kondensierte Wasser, insbesondere an einer stromab des Ladeluftkühlers 64 angeordneten Stelle, aufzufangen und dem Reservoir 44 zuzuführen beziehungsweise in das Reservoir 44 einzuleiten, sodass beispielsweise das kondensierte Wasser aus der Verbrennungsluft als das Kühlmedium 46 oder als Teil des Kühlmediums genutzt werden kann.
In einer Weiterbildung des Temperierkreislaufs 52 der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine 10 aus 1 ist eine Bypassleitung stromab des Ladeluftkühlers 64 und stromauf der Pumpe 70 vorgesehen, mittels welcher der Wärmetauscher 54 bypassierbar ist. Durch ein zusätzlich stromauf der Bypassleitung im Temperierkreislauf 52 vorgesehenes Schaltventil oder Regelventil ist dann in Abhängigkeit der aktuellen Betriebsparameter wählbar, ob oder zu welchem Anteil der Wärmetauscher 54 bypassiert wird. Durch die Anordnung gemäß dieser Weiterbildung der Erfindung kann das Temperiermedium 60 dann beispielsweise nach lang anhaltenden Hochlastbetrieben der Verbrennungskraftmaschine 10 ausgehend vom Ladeluftkühler 64 mittels der Pumpe 70 zum Temperierelement 56 gefördert werden, ohne dabei durch eine weitere Wärmezufuhr vom Wärmetauscher 54 erwärmt zu werden, sodass schlussendlich das Temperierelement 56 entlastet werden kann, was insbesondere bei höheren Außentemperaturen von mehr als in etwa 25 Grad Celsius von Vorteil ist.
Insgesamt ist erkennbar, dass bei der Integration der Dosiereinrichtung 26 in dem Fahrzeug Synergieeffekte genutzt werden können, um eine Verfügbarkeit einer hinreichenden Menge an flüssigem Kühlmedium 46 sicherzustellen, insbesondere auch bei niedrigen Außentemperaturen, ohne sich dabei nachteilig auf andere Bestandteile beziehungsweise Komponenten des Gesamtsystems auszuwirken. Die wesentlichen Vorteile der Verbrennungskraftmaschine 10 sind:

- Verflüssigung des Kühlmediums 46 ist verbrauchsneutral: Der Bezug der zuzuführenden Wärme an das erstarrte Kühlmedium 46 erfolgt aus der Verbrennungsluft und aus der Umgebung, sodass es weder zu einem Kraftstoffmehrverbrauch oder eine Steigerung der CO₂-Emissionen noch zu einer Minderung des Komforts im Fahrgastraum oder einer Erhöhung des Verschleißes der Brennkraftmaschine kommt.
- Entlastung Kühlsystem dieses Temperaturkreislaufs: durch die zusätzliche Wärmeabfuhr aus dem Temperiermedium des Niedertemperaturkreislaufs an das Kühlmedium 46 wird unabhängig von dem Aggregatzustand des Kühlmediums 46 - also auch bei hohen Außentemperaturen - das als Wärmetauscher fungierende Temperierelement 56 zur Wärmeabfuhr an die Umgebung entlastet, sodass die Verbrennungskraftmaschine 10 besonders effizient betrieben werden kann.
- Verbesserung des Verdampfungsprozesses des Kühlmediums 46: durch die erhöhte Temperatur des Kühlmediums 46 wird der Verdampfungsprozess bei Einspritzung in die Verbrennungsluft verbessert, ohne die kühlende Wirkung signifikant zu beeinträchtigen, da die Verdampfungswärme wesentlich größer als die Wärmekapazität ist.
- Abstellen des Kraftfahrzeugs mit erhöhter Temperatur des Kühlmediums 46: durch die Wärmezufuhr an das Kühlmedium 46 liegt dessen Temperatur nach beenden der Fahrt weit über der Außentemperatur. Bei entsprechender Isolierung des Reservoirs 44 sinkt somit das Risiko eines Erstarrens des Kühlmediums 46 bei niedrigen Außentemperaturen erheblich.
- keine Biokontamination: durch die regelmäßige Erhitzung des Kühlmediums 46 wird einer Biokontamination vorgebeugt. Damit ist das Risiko für verschmutzende Filter oder ähnliches reduziert. Ein Sieden des Kühlmediums 46 ist aufgrund der begrenzten Maximaltemperatur des Temperiermediums ausgeschlossen.
- Wärmebezug aus der Umgebung: durch die zuvor beschriebene zweistufige Wärmezufuhr in das Temperiermedium kann Wärme zur Verflüssigung des Kühlmediums 46 aus der Umgebung nahezu verbrauchsneutral bezogen werden.
- kostengünstige Umsetzung. Keine kostenintensiven Systeme wie beispielsweise elektrische Heizung inklusive elektrischer Leitungen erforderlich. Vergleichsweise geringerer Aufwand bei Integration in bestehende Fahrzeugarchitekturen.
- kundenfreundlich: der Fahrer hat bei Verwendung der Dosiereinrichtung 26 weder einen Mehrverbrauch zu tragen noch Komforteinbußen oder Nachteile durch eine Beimischung von weiteren Medien als Frostschutz in Kauf zu nehmen.

Bezugszeichenliste

10: Verbrennungskraftmaschine
12: Motorgehäuse
14: Zylinder
16: Ansaugtrakt
18: Abgastrakt
20: Einspritzanlage
22: Injektor
24: Kraftstoffverteilungselement
26: Dosiereinrichtung
28: Dosierventil
30: Einbringelement
31: Verteilungselement
32: Abgasturbolader
34: Verdichter
36: Verdichterrad
38: Turbine
40: Turbinenrad
42: Welle
44: Reservoir
46: Kühlmedium
48: Leitung
50: Pumpe
52: Temperierkreislauf
54: Wärmetauscher
56: Temperierelement
58: Behältnis
60: Temperiermedium
62: Drosselklappe
64: Ladeluftkühler
66: Luftfilter
68: Abgasnachbehandlungseinrichtung
70: Pumpe
72: Leitung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102015008668 A1 [0002]
DE 102012207904 A1 [0012]

Claims

Verbrennungskraftmaschine (10), mit wenigstens einem Brennraum (14), welcher mit einem Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine und mit Verbrennungsluft versorgbar ist, mit wenigstens einem Einbringelement (22, 30), mittels welchem ein von dem Kraftstoff unterschiedliches Kühlmedium (46) zum Kühlen der Verbrennungsluft in diese einbringbar ist, mit wenigstens einem Reservoir (44) zum Aufnehmen des Kühlmediums (46), mit wenigstens einem von der Verbrennungsluft durchströmbaren Ansaugtrakt (16), mit wenigstens einem in dem Ansaugtrakt (16) angeordneten Verdichter (34), mittels welchem die den Ansaugtrakt (16) durchströmende und dem Brennraum (14) zuzuführende Verbrennungsluft zu verdichten ist, und mit einem in dem Ansaugtrakt (16) stromab des Verdichters (34) angeordneten Ladeluftkühler (64) zum Kühlen der verdichteten Verbrennungsluft, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladeluftkühler (64) und das Reservoir (44) in einem Temperierkreislauf (52) angeordnet sind, welcher von einem von dem Kühlmedium (46) unterschiedlichen Temperiermedium (60) durchströmbar ist, mittels welchem unter Erwärmen des Temperiermediums (60) die verdichtete Verbrennungsluft über den Ladeluftkühler (64) zu kühlen und unter Kühlen des erwärmten Temperiermediums (60) das Kühlmedium (46) in dem Reservoir (44) erwärmbar ist.
Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperiermedium (60) als Flüssigkeit ausgebildet ist.
Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperiermedium (60) zumindest einen Alkohol aufweist.
Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir (44) einen von dem Temperiermedium (60) durchströmbaren Wärmetauscher (54) aufweist, über welchen das Kühlmedium (46) in dem Reservoir (44) mittels des Temperiermediums (60) erwärmbar ist.
Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Temperierkreislauf (52) ein von dem Ladeluftkühler (64) und von dem Reservoir (44) unterschiedliches, von Luft umströmbares und als Wärmetauscher ausgebildetes Temperierelement (56) angeordnet ist, über welchen das Temperiermedium (60) mittels der das Temperierelement (56) umströmenden Luft zu temperieren ist.