DE2006708A1 - Arrangement of the cooling liquid circuit of an intercooler for cooling the filling air for blower internal combustion engines, in particular for motor vehicles - Google Patents

Description

Patentanwälte
Dlpl.-Ing. R. β E E T 2 sen.
-Dlpl-Ing. K. LAMPRECHT
Dr.-Ing. R. B E E T 2 Jr. 233-15·397P 13.2.1970Patent attorneys
Dlpl.-Ing. R. β EET 2 sen.
-Dlpl-Ing. K. LAMPRECHT
Dr.-Ing. R. BEET 2 Jr. 233-15 · 397P February 13, 1970

Ustav pro vyzkum motorovych vozidel, PRAG (Tschechoslowakei)Ustav pro vyzkum motorovych vozidel, PRAGUE (Czechoslovakia)

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Anordnung des Kühlflüssigkeitskreises eines Zwischenkühlere zur Kühlung der Fülluft für Gebläse-Verbrennungsmotoren, insbesondere für KraftfahrzeugeArrangement of the coolant circuit of a Intercoolers for cooling the filling air for blower internal combustion engines, in particular for automobiles

Die Erfindung betrifft die Anordnung des Kühlflüssigkeitskreises zur Kühlung der in einem Kompressor komprimierten Fülluft für Kolben-Gebläse-Verbrennungsmotoren, insbesondere für Kraftfahrzeuge, in einem Zwischenkühler.The invention relates to the arrangement of the coolant circuit for cooling the filling air compressed in a compressor for piston-blower internal combustion engines, especially for motor vehicles, in an intercooler.

Bisher verwendete Zwischenkühler der in einem Kompressor komprimierten Fülluft, die in diesen Zwischenkühlern durch eine Flüssigkeit gekühlt wird, sind mit verschiedenen Vorteilen verbunden. Ihre Anwendungsmöglichkeiten sind bekannt und werden häufig genutzt. Durch Kühlung der Fülluft wird die spezifische Masse der in den Arbeite- und Hubraum beförderten Luft der Verbrennungs-Previously used intercoolers for the charge air compressed in a compressor, which is cooled by a liquid in these intercoolers, are associated with various advantages. Your possible uses are known and are often used. By cooling the filling air is the specific mass of the air conveyed into the working and cubic capacity of the combustion

233-(S 6558-J 3525)-Tp-r (7)233- (S 6558-J 3525) -Tp-r (7)

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motoren vergrößert. Dadurch können größere Brennstoffmengen im Arbeitsraum des Motors -rerbrannt werden, die Motorleistung wird gesteigert und der spezifische Brennstoffverbrauch herabgesetzt.motors enlarged. This allows larger amounts of fuel to be burned in the engine's working space The engine output is increased and the specific fuel consumption is reduced.

Bei Anwendung eines Zwischenktihlers der Fülluft in einem Kraftfahrzeug-Gebläsemotor ist die Größe der möglichen Kühlung und dadurch auch die Kühlleistung der Füllluft durch die niedrigste Temperatur der Kühlluft gegeben und begrenzt, die im Motor normal zur Verfügung steht. Jm einfachsten Fall der üblichen Ausführung wird dieWhen using an intermediate cooler for the filling air in a motor vehicle fan motor is the size of the possible Cooling and thereby also the cooling capacity of the filling air is given by the lowest temperature of the cooling air and limited that is normally available in the engine. In the simplest case of the usual design, the

P Kühlflüssigkeit des Zwischenkühlers dem Hauptkühlsystem des Motors bei einer Temperatur von ca. 80 bis 90 C entnommen. Um z. B. die Leistung eines Kraftfahrzeugmotors um kO "fa zu steigern, erreichen die Temperaturen der Fülluft hinter dem Kompressor für die entsprechende Komprimierung und eine befriedigende Koepressorleistung Werte von 120° bis 130 ⁰C. Eine Kühlung der Fülluft in dieser bekannten Ausführung ist bloß auf 90° bis 105 °C möglich, was eine Verminderung von 30 bis 25 C bedeutet. Die Zufuhr eines beliebig kalten Kühlwassers im Zwischenkühler, z. B. vom installierten Wasserleitungsnetz, wie im Falle von stationären Motoren, oder die ZufuhrP The coolant of the intercooler is taken from the main cooling system of the engine at a temperature of approx. 80 to 90 C. To z. As to increase the power of an automotive engine to kO "fa, the temperatures of the inflation air to reach downstream of the compressor for the corresponding compression and a satisfactory Koepressorleistung values of 120 ° to 130 ⁰ C. Cooling of the inflation air in this known embodiment is merely to 90 ° to 105 ° C possible, which means a reduction of 30 to 25 C. The supply of any cold cooling water in the intercooler, e.g. from the installed water supply network, as in the case of stationary motors, or the supply

k kühleren Wassers aus der Umgebung eines Schiffes in der Anordnung von Schiffsmotoren ist bei Kraftfahrzeugmotoren unmöglich.k cooler water from around a ship in the Arrangement of marine engines is impossible with automobile engines.

Eine wesentlich größere Verminderung der Temperatur und Kühlung der Fülluft und also auch eine höhere Motorleistung bei einer niedrigeren Wäraebeanspruchung der einzelnen Motorteile werden durch die Anordnung des erfindungsgemäßen Kühlkreises eines Zwischenkühlers erzielt. A much greater reduction in the temperature and cooling of the filling air and therefore also a higher engine output at a lower thermal stress on the individual engine parts, the arrangement of the invention Achieved cooling circuit of an intercooler.

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Die Erfindung ist bei einer Kühlkreisanordnung des Zwischenkühlers eines Kraftfahrzeugmotors oder einer Maschine eines¹ anderen Typs, wo die freie Zufuhr einer beliebig kalten Flüssigkeit bzw. von Wasser in einer genügenden Menge unmöglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Fülluft im Zwischenkühler kühlende Flüssigkeit In einem besonderen, vom Hauptkühlsystem des Motors unabhängigen und einen eigenen Flüssigkeitskühler enthaltenden Kreis der Flüssigkeit gekühlt wird, wobei dieser unabhängige Kreis mit einer Zirkulationspumpe versehen 1st, die in Abhängigkeit von einer Änderung der Motordrehzahl oder einer Änderung der Größe des Fülldrukkes geregelt wird.The invention is characterized at a cooling circuit arrangement of the intercooler of a vehicle engine or an engine of a ¹ different type, where the free supply of any cold liquid or impossible of water in an amount sufficient that the inflation air cooled in the intermediate cooler liquid in a A special circuit of the liquid, independent of the main cooling system of the engine and containing its own liquid cooler, is cooled, this independent circuit being provided with a circulation pump which is regulated as a function of a change in the engine speed or a change in the size of the filling pressure.

In gänzlich unabhängigen Kühlkreis der Flüssigkeit des Zwischenkühlers befinden sich-der eigentliche Zwischenkühler des Systems Flüssigkeit-Luft, in dem auf einer Seite der Temperaturaustauschfläche die Kühlflüssigkeit aus dem selbständigen, die Flüssigkeit kühlenden Flüssigkeitskühler und auf der anderen Seite gekühlte Fülluft strömen, Verbindungsleitungen für die aus dem Zwischenkühler in den Flüssigkeitskühler und von dort wieder in den Zwischenkühler zurückströmende Flüssigkeit und eine Zirkulationspumpe, die in der zweiten Verbindungsleitung angeordnet ist, wobei der Flüssigkeitskühler selbständig und unabhängig neben dem Kühler des Motor-Kühl systems angeordnet ist. . In completely independent cooling circuit of the liquid of the intercooler are - the actual intercooler of the liquid-air system, in which on a Side of the temperature exchange surface the cooling liquid from the independent liquid cooler cooling the liquid and cooled on the other side Filling air flow, connecting lines for the out of the Intercooler into the liquid cooler and from there Liquid flowing back into the intercooler and a circulation pump operating in the second connection line is arranged, wherein the liquid cooler is arranged independently and independently next to the radiator of the engine cooling system. .

Die Erfindung soll nun mit Hilfe der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung, die den Kühlflüssigkeitakreis des Zwischenktihlers zeigt, näher erklärt werden. -.-.■"...■- : '"-■■·-..- -.'- .'_ .' The invention will now be explained in more detail with the aid of the drawing representing an exemplary embodiment, which shows the cooling liquid circuit of the intermediate cooler. -.-. ■ "... ■ -: '" - ■■ · -..- -.'- .'_ .'

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In der einzigen Figur bezeichnet 1 einen Gebläse-Brennkraftmotor mit einem Turbogebläse oder mit einem mechanisch oder anders angetriebenen Kompressor 2} 3 ist ein Zwischenkühler des Typs Flüssigkeit-Fülluft. An einer Seite dieses Zwischenkühlers 3 befindet sich eine Flüssigkeit und auf der anderen Seite Fülluft. Der Flüssigkeitskühler ist mit 4 bezeichnet, 5 ist ein Verbindungsrohr vom Zwischenkühler 3 in den Flüesigkeitskühler 4 und 6 ist ein Verbindungsrohr, das vom Flüssigkeit skühler 4 in den Zwischenkühler 3 zurückführt. Die in diesem Rohr wirkende, geregelte Zirkulationspumpe ist mit 7 bezeichnet. Der eigentliche Kühler des Motor-Kühlsys tents ist mit 8 bezeichnet«In the single figure, 1 denotes a fan internal combustion engine with a turbo blower or with a mechanically or otherwise driven compressor 2} 3 is an intercooler of the liquid-charge air type. At a On the side of this intercooler 3 there is a liquid and on the other side there is filling air. The liquid cooler is denoted by 4, 5 is a connecting pipe from the intercooler 3 to the liquid cooler 4 and 6 is a connecting pipe which leads back from the liquid cooler 4 to the intercooler 3. the The regulated circulation pump operating in this pipe is denoted by 7. The actual cooler of the engine cooling system tents is marked with 8 «

Das dargestellte Ausführungsbeispiel arbeitet folgendermaßen χThe illustrated embodiment works as follows χ

Das Kühlsystem mit dem Kühler 8 des Brennkraftmotors 1 ist gänzlich vom Kühlsystem des Zwischenkühlerβ 3 getrennt. Die die Fülluft kühlende Flttssigkeit fließt vom Zwischenkühler 3 im unabhängigen Kreis durch das Rohr 5 in den FlüssigkeitskÜhler 4, wo sie auf die möglichst niedrige Temperatur der umgebenden, von einem Ventilator durch den Kühler getriebenen Luft abgekühlt wird. Dann strömt die Flüssigkeit aus dem Kühler 4 durch die Zirkulationspumpe 7 und das Rohr 6 in den Zwischenkühler 3 zurück, wo sie der Fülluft wieder Wärme abnimmt. Der Kreis ist deshalb unabhängig und geschlossen. Die Zirkulationspumpe 7 ist mit einem Regelsystem zur Kontrolle der durch den Kühlkreis des Zwischenkühlers 3 strömenden Flüssigkeit versehen.The cooling system with the radiator 8 of the internal combustion engine 1 is entirely from the cooling system of the intercooler 3 separated. The liquid that cools the filling air flows off Intercooler 3 in an independent circuit through pipe 5 in the liquid cooler 4, where they are on the possible low temperature of the surrounding air driven through the cooler by a fan. then the liquid flows out of the cooler 4 through the circulation pump 7 and the pipe 6 back into the intercooler 3, where it again removes heat from the filling air. Of the The circle is therefore independent and closed. The circulation pump 7 has a control system for control the liquid flowing through the cooling circuit of the intercooler 3 is provided.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen An-A major advantage of the inventive approach

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Ordnung besteht in der Tatsache, daß im unabhängigen und gesonderten Kühlkreis des Zwischenkühlers 3 eine maximale Temperatur der Kühlflüssigkeit stabilisiert wird, die wesentlich niedriger als die Temperatur der Flüssigkeit im Kühlsystem des Motors ist. Eine bis zu k$ - 50 °C höhere Kühlwirkung auf die Fülluft wird für Temperaturen der Füllluft hinter dem Kompressor bei Werten von 120° bis 130 ⁰C erzielt· Dies stellt eine etwa zweimal höhere Wirkung im Vergleich mit der bisher üblichen Ausführung dar, in der der Kühlkreis des Zwischenkühlers mit dem normalen Kühlsystem des Motors verbunden ist. Die erfindungsgemäße Ein- J richtung kann leicht nach der üblichen Technologie hergestellt werden und bietet eine wesentliche Steigerung der Leistung von Gebläse-Brennkraftmotoren, die mit Druckluft aus einem Kompressor gespeist werden. Eine weitere Verminderung des Brennstoffverbrauchs und der Wärmebeanspruchung des Motors wird dabei ebenfalls erzielt. Order consists in the fact that a maximum temperature of the cooling liquid is stabilized in the independent and separate cooling circuit of the intercooler 3, which is significantly lower than the temperature of the liquid in the cooling system of the engine. An up to k $ - 50 ° C higher cooling effect on the inflation air is achieved for temperatures of the inflation air downstream of the compressor at values of 120 ° to 130 ⁰ C · This is an about twice higher effect in comparison with the usual design, in which the cooling circuit of the intercooler is connected to the normal cooling system of the engine. The device according to the invention can easily be manufactured according to the usual technology and offers a significant increase in the performance of internal combustion blower engines that are fed with compressed air from a compressor. A further reduction in fuel consumption and the thermal stress on the engine is also achieved.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung des Kühlkreises des Zwischenkühlers besteht darin, daß sie bei Brennkraftmotoren sowohl mit Wasserkühlung als auch mit Luftkühlung angewendet werden kann.Another advantage of the arrangement according to the invention of the cooling circuit of the intercooler is that they in internal combustion engines both with water cooling as can also be used with air cooling.

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Claims (3)

PatentansprücheClaims ί 1 .J Anordnung des Kühlflüssigkeitskreises zur Kühlung oer in einem Kompressor komprimierten Fülluft für Kolben-Gebläse-Verbrennungsmotoren, insbesondere für Kraftfahrzeuge, in einem Zwischenkühler, d a d u r ch gekennzeichnet, daß die die Fülluft im Zwischenkühler (3) kühlende Flüssigkeit in einem besonderen, vom Haupt-Kühlsystem des Motors (1) unabhängigen und einen eigenen Flüssigheitskühler (4) enthaltenden Kreis der Flüssigkeit gekühlt wird, wobei dieser unabhängige Kreiβ mit einer Zirkulationspumpe (7) versehen ist, die in Abhängigkeit von einer Änderung der Motordrehzahl oder einer Änderung der Größe des Fülldruckes geregelt wird.ί 1 .J Arrangement of the coolant circuit for cooling oer filling air compressed in a compressor for piston-blower internal combustion engines, in particular for Motor vehicles, in an intercooler, d a d u r ch marked that the filling air in the Intercooler (3) cooling liquid in a special, independent of the main cooling system of the engine (1) and containing its own liquid cooler (4) The liquid circuit is cooled, this independent circuit being provided with a circulation pump (7) is that as a function of a change in the engine speed or a change in the size of the filling pressure is regulated. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im gänzlich unabhängigen Kühlkreis der Flüssigkeit des Zwischenkühlers der eigentliche Zwischenkühler (3)» Verbindungsleitungen (5t *>)» die mit einer Regelung des Flüssigkeitsdurchflueses versehene Zirkulationspumpe (7) und der vorzugsweise von Umgebungsluft durchströmte Flüssigkeitskühler (4), der unabhängig vom Kühler (8) des Kühlsysteme des Motors (1) angeordnet ist, vorgesehen sind.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the liquid in the completely independent cooling circuit of the intercooler the actual intercooler (3) »connecting lines (5t *>)» those with a control circulation pump provided for the liquid flow (7) and the liquid cooler (4), which is preferably flowed through by ambient air, which is independent of the cooler (8) of the cooling systems of the engine (1) is arranged, are provided. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise von Umgebungsluft durchströmte Flüssigkeitskühler (h) des unabhängigen Kühlkreises der Flüssigkeit des Zwischenkühlers (3) unabhängig vom Eintritt und der Strömung der Kühlluft in bzw. durch das eigentliche Kühlsystem des Motors (i) angeordnet 1st.3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the liquid cooler (h), preferably through which ambient air flows, of the independent cooling circuit of the liquid of the intercooler (3) is independent of the entry and flow of the cooling air into or through the actual cooling system of the engine ( i) arranged 1st. 009836/U4O009836 / U4O