DE2935589A1

DE2935589A1 - Fahrzeugantrieb

Info

Publication number: DE2935589A1
Application number: DE19792935589
Authority: DE
Inventors: Friedemann Dr. 5205 St Augustin Albers; Dipl.-Ing. Paul 5060 Bergisch Gladbach Tholen
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1979-09-04
Filing date: 1979-09-04
Publication date: 1981-04-09
Also published as: FR2464168A1; JPS5639944A; GB2058911A; FR2464168B1; GB2058911B

Description

TuTO

Klöckner-Humboldt-Deutz AG MksiU si tests' SOOO Köln 30, der 29. Aug. 1979

Unser Zeichens D 79/49 AG-XPB Bü/BI

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Fahrzeug an trieb

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeugantrieb, bestehend aus zumindest einer Brennkraftmaschine und einer hydrodynamischen Bremse (Retarder) und einem Kühler zur Kühlung zumindest des Retarderöls.

Es ist bekannt, die beim Bremsbetrieb einer Brennkraftmaschine mit hydrodynamischer Bremse (Retarder) anfallende Wärme in einem Kühler zurückzukühlen« Untersuchungen verschiedener bestehender Rückkühlsysteme haben jedoch gezeigt, daß während des Retarderbetriebs die Brennräume der Brennkraftmaschine auskühlen.-

Daneben wurde festgestellt, daß ausreichende Retarderrückkühlleisturygen nur dann zu erreichen sind, wenn der Retarderölkühler unverhältnismäßig groß ausgelegt wird. Der dadurch erforderliche Einbaubedarf bei Kraftfahrzeugen ist aber nicht immer vorhanden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Fahrzeugantrieb der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß das Retarderöl zuverlässig herabgekühlt wird, ohne daß ein hoher Platzbedarf für den Retarderölkühler benötigt wird»

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest ein Teil der Retarderölwärme in- einem Kühler rückkühlbar ist und daß als Kühlmedium die Ansaugluft der Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, daß die Wärmemenge, die in dem bisherigen Retarderölkühler üblicher Baugröße nur unzureichend abgeführt werden kennte, in einem weiteren Kühler abge-

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führt werden kann, der im Ansaugluftstrom angeordnet ist. Dadurch wird gleichzeitig die Ansaugluft erwärmt, so daß ein Auskühlen der Brennräume der Brennkraftmaschine verhindert wird. Je nach der maximalen Retarderleistung und der maximal zulässigen Öltemperatur kann die Leistung dieses Kühlers 20 % bis 30 % der Retarderleistung betragen. Damit kann die Temperatur der Ansaugluft um ca. 90 C angehoben werden.

Da nur im Bremsbetrieb Wärme in dem Retarderölkühler anfällt und abgeführt werden muß, ist es sinnvoll, im normalen Fahrbetrieb die Ansaugluft nicht durch den Kühler zu leiten. Hierzu wird vorgeschlagen, in der Ansaugluftführung der Brennkraftmaschine einen Bypass vorzusehen, indem der Kühler angeordnet ist, und weiterhin ein Steuerelement in der Ansaugluftführung auf Hohe des Abzweigs zum Bypass anzuordnen.

Als Steuerelement kann eine Klappe vorgesehen werden, die wahlweise den Bypass oder die Ansaugluftführung in Strömungsrichtung hinter dem Abzweig zum Bypass verschließt. Diese einfache Anordnung gewährleistet eine ausreichende Ansaugluftzufuhr im jeweils geöffneten Ansaugluftführungsteil, wie auch die Möglichkeit des kontinuierlichen Öffnens und Schließens der Klappe. Diese wird in diesem Fall vorteilhafterweise in Abhängigkeit der Retarderöltemperatur gesteuert. Daneben ist es auch möglich, eine einfache Zweipunktsteuerung (ein, aus) gleichsinnig mit dem Ein- und Ausschalten der hydrodynamischen Bremse vorzusehen.

Wird - wie weiterhin vorgeschlagen ist - der Retarderkühler gleichzeitig zur Kühlung zumindest eines Teils des Getriebe- und/oder Motoröls ausgebildet, so kann in diesem Fall - da nunmehr immer eine abzutransportierende Ölwärme anfällt - die Ansaugluft auch während des Teillastbereichs erwärmt werden. Dadurch werden bessere

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Abgasemissionswerte, geringere Reibleistung und damit auch ein günstigerer spezifischer Brennstoffverbrauch erzielt. Da es bei hoher Motorlast unerwünscht ist, daß die Ansaugluft erwärmt zugeführt ist, wird bei einer derartigen Ausbildung das Steuerelement zusätzlich in Abhängigkeit der Motorlast gesteuert. Als Maß für die Höhe der Motorlast kann die Abgastemperatur ebenso wie - bei mit Einspritzpumpen ausgerüsteten Brennkraftmaschinen der Regelstangenweg dienen. Bei Brennkraftmaschinen mit hydraulisch geregeltem Kühlgebläse kann auch das Steuerelement in Abhängigkeit der Kühlgebläseregelung gesteuert werden. Diese zusätzliche Steuerung ist allerdings nur dann erforderlich, wenn der Kühler als mindestens Zwei-Medien-Kühler ausgelegt ist, d. h. der Motorölkreislauf ist getrennt vom Retarderölkreislauf. Wird in dem Kühle nur das Retarder— und Getriebeöl zurückgekühlt und sind diese zu einem einzigen Ölkreislauf zusammengefaßt, so ist die zusätzliche Lastregelung des Steuerelements nicht erforderlich. Es reicht dann, das Steuerelement in Abhängigkeit der Öltemperatur zu steuern»

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es stellen dar:

Fig. 1 eine Schemaskizze der Ansaugluftführung bei einer luftgekühlten Brennkraftmaschine;

Fig. 2 bis 4 bevorzugte Ausbildungen von Kühlern.

In Abbildung 1 ist schematisch eine luftgekühlte Brennkraftmaschine 1 mit ihrem Ansaugsystem 2 sowie einem Wärmetauscher 3 für das Retarderöl einer hier nicht abgebildeten hydrodyrtamsichen Bremse dargestellt. Obwohl die Brennkraftmaschine 1 in diesem Beispiel als luftgekühlte Brennkraftmaschine ausgeführt ist, kann je-

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doch die erfindungsgemäße Anordnung des Wärmetauschers 3 im Ansaugsystem 2 ohne weiteres an einer wassergekühlten Brennkraftmaschine angewendet werden.

Das Ansaugluftsystem 2 besteht aus einem Luftführungskanal 5, an dessen vorderer, der Umgebung zugewandten Ende ein Luftfilter 4 angeordnet ist. Hinter dem Luftfilter 4 zweigt von dem Luftführungskanal 5 ein Bypass 5.1 ab, in dem der Wärmetauscher 3 angeordnet ist. In Strömungsrichtung hinter dem Wärmetauscher 3 vereinigt sich der Bypass 5.1 wieder mit dem Luftführungskanal 5. Der Abzweig zum Bypass wird von einem als Klappe ausgebildeten Steuerelement 6 beherrscht. Dieses Steuerelement 6 ist so ausgebildet, daß bei Erreichen einer der beiden Endstellen des Steuerelementes die Ansaugluft durch den Wärmetauscher 3 strömt und bei Erreichen der anderen Endstellung im Luftführungskanal 5 um den Wärmetauscher 3 herumgeführt wird.

Der Wärmetauscher 3 ist vorteilhafterweise im Bypass 5.1 derart angeordnet, daß die als Kühlmedium wirkende Ansaugluft quer zur Strömungsrichtung des zu kühlenden Medium, hier des Retarderöls, strömt, welches durch die Leitung 7 zugeführt und durch die Leitung 8 abgeführt wird.

Der Wärmetauscher 3 ist im einfachsten Fall als Ein-Medien-Kühler ausgeführt (Fig. 2), d. h. es ist nur ein zu kühlendes Medium, in diesem Fall das Retarderöl, vorgesehen. Da das Retarderöl nur im Bremsbetrieb der Brennkraftmaschine erwärmt wird, ist es auch nur dann erforderlich, daß das Steuerelement 6 die Ansaugluft durch den Wärmetauscher 3 leitet. Dadurch wird die Ansaugluft im Bremsbetrieb erwärmt, womit verhindert wird, daß die Brennräume der Brennkraftmaschine auskühlen. Es wurde herausgefunden, daß auf diese Weise die Ansaugluft um ca. 90° C erwärmt werden kann. Das

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Steuerelement 6 wird deshalb vorzugsweise in Abhängigkeit der Retarderöltemperatur über an sich bekannte Steuereinrichtungen gesteuert.

Anstelle des Ein-Medien-Wärmetauschers 3 nach Fig. 1 kann auch der in Fig. 3 dargestellte Zwei-Medien-Wärmetauscher 3.1 in den Bypass 5.1 angeordnet werden. Mit dem Wärmetauscher 3.1 ist es nunmehr möglich, zwei getrennt zu- und abgeführte Medien zu kühlen. Dies kann beispielsweise neben dem Retarderöl das Getriebeöl oder das Schmieröl der Brennkraftmaschine sein. In diesen Fällen, wo auch im normalen Fahrbetrieb ein zu kühlendes Medium den Wärmetauscher -3.1 durchströmt, ist es sinnvoll, die Ansaugluft auch im Teillastbereich der Brennkraftmaschine durch den Wärmetauscher 3.1 zu leiten. Da sie allerdings nicht im Vollastbereich durch den Wärmetauscher 3.1 geleitet werden soll,, muß das Steuerelement 6 dann zusätzlich noch in Abhängigkeit des vorliegenden Lastbereiches der Brennkraftmaschine gesteuert werden. Dazu eignet sich als Steuergröße entweder die Abgastemperatur der Brennkraftmaschine oder bei Vorhandensein einer Einspritzpumpe - der Regelstangenweg. Der Wärmetauscher 3.1 kann auch als weiteres zu kühlendes Medium mit in den Schmierölkretslauf der Brennkraftmaschine aufnehmen. Hierbei ist dann allerdings noch ein weiterer Wärmetauscher für das Schmieröl vorzusehen, welcher seine Kühlung bei Vollast der Brennkraftmaschine übernimmt.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Zwei-Medien-Wärmetauschers 3.1 mit einem lamellenartigen Aufbau. Die beiden zu kühlenden Medien werden dabei Wand an Wand in den Kanälen 9, 10, die Ansaugluft wird in den den Kanälen 9 und 10 angrenzenden Kanälen 11 geführt. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß - da im Retarderbetrieb nur das Retarderöl erwärmt wird - das zweite sich im Bremsbetrieb nicht erwärmende Öl zur Rückkühlung des Retarderöls mit herangezogen werden kann.

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Claims

KJöcknor+Jumboldt-DoutzAG Αϊ\ u \Lu""iiiuJ ilOOC Köln 30, don 29. Aug. 1979 Unser Zeichen: D 79/49 AG-XPB Bü/Bi Patentansprüche :

1. Fahrzeugantrieb, bestehend aus zumindest einer Brennkraftmaschine und einer hydrodynamischen Bremse (Retarder) und einem Kühler zur Kühlung zumindest des Retarderöls, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Retarderölwärme in einem Kühler rückkühlbar (3, 3.1) ist, dem als Kühlmedium die Ansaugluft der Brennkraftmaschine (l) zuführbar ist.

2. Fahrzeugantrieb nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß in der Ansaugluftführung (5) der Brennkraftmaschine (1) ein Bypass (5.1) vorgesehen ist, in dem der Kühler angeordnet ist, und daß weiterhin ein Steuerelement (6) In der Ansaugluftführung (5) auf Höhe des Abzweigs zum Bypass (5.1) angeordnet i"st.

3. Fahrzeugantrieb nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (6) aus einer Klappe besteht, die wahlweise den Bypass (5.1) oder die Ansaugluft— führung (5) in Strömungsrichtung hinter dem Abzweig zum Bypass (5.1) erschließt.

4. Fahrzeugantrieb nach Anspruch 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (6) in Abhängigkeit der Retarderöltemperatur steuerbar ist.

5. Fahrzeugantrieb nach Anspruch 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (6) gleichzeitig mit dem Bremsbetrieb betätigbar ist.

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ORIGINAL INSPECTED

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6. Fahrzeugantrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem zusätzlich ein Getriebe vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler (3, 3.1) gleichzeitig zur Kühlung des Getriebe- und/oder Motoröls ausgebildet ist und daß hierbei das Steuerelement (6) zusätzlich in Abhängigkeit der Last der Brennkraftmaschine steuerbar ist.

7. Fahrzeugantrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche ,

dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler ( 3.1) als Zwei-Medien-Kühler ausgelegt ist, wobei das Kühlmedium senkrecht zu den zu kühlenden Medien strömt und die zu kühlenden Medien im Gegenstrom zueinander strömen.

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