DE4311036C2 - Device for cooling combustion air for diesel engines - Google Patents

Device for cooling combustion air for diesel engines

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abkühlen von Verbrennungsluft für Dieselmotoren, insbe­ sondere aufgeladene Dieselmotoren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DE 32 00 683 A1).The invention relates to a device for Cooling combustion air for diesel engines, esp special supercharged diesel engines according to the preamble of claim 1 (DE 32 00 683 A1).

Bei aufgeladenen Dieselmotoren ist es erforderlich, die Leistung zu reduzieren, wenn sie mit hohen Ver­ brennungsluft-Temperaturen betrieben werden müssen. Diese Leistungsreduzierung verteuert Diesel-Kraft­ anlagen erheblich.In the case of supercharged diesel engines, it is necessary to: Reduce performance when using high ver combustion air temperatures must be operated. This power reduction makes diesel power more expensive investments significantly.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache, betriebs­ sichere und kostengünstige Vorrichtung zu schaffen, mit der die Abkühlung von Verbrennungsluft vor Eintritt in den Motor erfolgt. The object of the invention is a simple, operational to create safe and inexpensive device with which is the cooling of combustion air before entering the engine is done.  

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is inventively characterized by nenden features of claim 1 solved.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.Further advantageous embodiments of the invention are characterized the features of the subclaims.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, daß durch eine konstruktiv einfache Vorrichtung die Verbrennungsluft vor Eintritt in den Dieselmotor abgekühlt wird.The main advantages achieved with the invention consist of that by a structurally simple Device the combustion air before entering the Diesel engine is cooled.

Dieses erfolgt in der Weise, daß in der Luftzuführ­ leitung vor dem Motor der Wärmetauscher angeordnet ist, der mit einem Kühlmedium aus einer entsprechenden Einrichtung besprüht wird, wodurch das Kühlmedium im Wärmetauscher verdampft und hiermit der Umgebung - also der Verbrennungsluft - Wärme entzogen wird, wobei die Verbrennungsluft abgekühlt wird. Die Abführung der mit Kühlmediumdampf gesättigten Luft wird mit einem Ventilator durchgeführt.This is done in such a way that in the air supply line is arranged in front of the engine of the heat exchanger, that with a cooling medium from a corresponding Device is sprayed, causing the cooling medium in the Heat exchanger evaporates and with it the environment - so the combustion air heat is removed, the Combustion air is cooled. The removal of the with Coolant vapor saturated air is blown with a fan carried out.

Das versprühte Kühlmedium wird in einem Behälter aufgefangen und über eine Umwälzpumpe wieder der Sprüheinrichtung zugeführt.The sprayed cooling medium is in a container caught and again via a circulation pump Spray device supplied.

Vorteilhafterweise wird die gesamte Vorrichtung, be­ stehend aus Wärmetauscher, Sprüheinrichtung, Ventila­ tor, Auffangbehälter und Umwälzpumpe in einer kompakten Baueinheit integriert.Advantageously, the entire device, be standing from heat exchanger, spraying device, Ventila gate, collecting tank and circulation pump in one compact Integrated unit.

Diese Baueinheit kann sowohl vor oder hinter dem Abgasturbolader eingeordnet sein, wobei es vorteilhaft ist, eine Anordnung, in Strömungsrichtung betrachtet, vor dem Turbolader vorzusehen, damit Luft gekühlt dem Verdichter zugeführt wird. Auch kann vor und/oder nach der Abkühlvorrichtung ein Verbrennungsluftgebläse ein­ gesetzt werden, um die verbrennungsluftseitige Druck­ differenz in der Vorrichtung zu verringern und außerdem die Wirkung eines beispielsweise nachgeschalteten Abgasturboladers zu verbessern.This unit can be either in front of or behind the Exhaust gas turbocharger can be arranged, it being advantageous is an arrangement, viewed in the direction of flow, to be provided in front of the turbocharger so that the air is cooled  Compressor is fed. Also can be before and / or after the cooling device a combustion air fan be set to the combustion air side pressure to reduce the difference in the device and also the effect of a downstream, for example To improve the turbocharger.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.An embodiment of the invention is in the Drawing shown schematically.

Die gezeigte Vorrichtung zum Abkühlen umfaßt im wesent­ lichen in einer Leitung 1 zur Führung von Verbrennungs­ luft 9 zum Motor einen Wärmetauscher 2, eine Wasser- Sprüheinrichtung 3, einen Ventilator 4, einen Wasser- Auffangbehälter 5 sowie eine Umwälzpumpe 6.The device shown for cooling comprises wesent union in a line 1 for guiding combustion air 9 to the engine, a heat exchanger 2 , a water spray device 3 , a fan 4 , a water collecting tank 5 and a circulation pump 6 .

Der Wärmetauscher 2 ist zwischen einem Luftfilter 7 und dem nicht näher dargestellten Motor angeordnet. Die Verbrennungsluft 9 strömt in Pfeilrichtung 8 durch die Leitung 1 und durchströmt den Wärmetauscher 2 zur Abkühlung, indem der Wärmetauscher 2 mit Wasser über .die Einrichtung 3 besprüht wird. Hierzu weist diese eine Leitung 10 mit einer Vielzahl von Düsen 11 auf, die dem Wärmetauscher 2 zugewandt sind. Zum Auffangen des Sprühwassers ist unterhalb des Wärmetauschers 2 der Auffangbehälter 5 vorgesehen und dieser ist über eine Leitung 12 mit der eigentlichen Leitung 10 der Sprüh­ einrichtung 3 verbunden. Zum Umpumpen des aufgefangenen Wassers im Behälter 5 dient die Umwälzpumpe 6.The heat exchanger 2 is arranged between an air filter 7 and the engine, not shown in detail. The combustion air 9 flows in the direction of the arrow 8 through the line 1 and flows through the heat exchanger 2 for cooling, in that the heat exchanger 2 is sprayed with water via the device 3 . For this purpose, this has a line 10 with a plurality of nozzles 11 which face the heat exchanger 2 . To collect the spray water, the collecting container 5 is provided below the heat exchanger 2 and this is connected via a line 12 to the actual line 10 of the spray device 3 . The circulating pump 6 serves to pump the collected water in the container 5 .

Zur Abführung der durch die Verdampfung entstehenden, mit Wasserdampf gesättigten Luft, dient der Ventilator 4, welcher entsprechend zum Wärmetauscher 2 oberhalb der Sprüheinrichtung 3 angeordnet ist. Der Ventilator 4 kann in saugender oder drückender Anwendung als Radial- oder Axialventilator ausgebildet sein.The fan 4 , which is arranged corresponding to the heat exchanger 2 above the spray device 3 , is used to discharge the air which is formed by the evaporation and is saturated with water vapor. The fan 4 can be designed as a radial or axial fan in suction or pressure application.

Die Abkühlvorrichtung mit Wärmetauscher 2 ist in bezug auf den Luftstrom 8 vorzugsweise hinter einem Abgas­ turbolader angeordnet. Es ist aber auch eine Anordnung vor dem Abgasturbolader denkbar.The cooling device with heat exchanger 2 is preferably arranged in relation to the air flow 8 behind an exhaust gas turbocharger. An arrangement in front of the exhaust gas turbocharger is also conceivable.

Ein Luftgebläse 13 ist vor oder hinter dem Wärme­ tauscher 2 vorgesehen, wie in der Zeichnung angedeutet ist.An air blower 13 is provided in front of or behind the heat exchanger 2 , as indicated in the drawing.

Der Wärmetauscher 2 wird vorteilhafterweise als Glatt­ rohr, Rippenrohr oder Plattenapparat ausgebildet und ist in der luftführenden Leitung 1 zum Motor einge­ setzt, um die relativ hohe Temperatur von ca. 50°C stromauf bis auf ca. 35°C stromab herunterzukühlen. Dies erfolgt in einem einfachen Verfahren, indem der Wärmetauscher 2 mit Wasser über die Einrichtung 3 flächig besprüht wird. Das Wasser verdampft in dem Wärmetauscher 2 und entzieht damit seiner Umgebung, also der Verbrennungsluft Wärme, wodurch diese dann abgekühlt wird. Die mit Wasserdampf gesättigte Luft wird mit dem Ventilator 4 abgeführt und das über­ schüssige Wasser wird im Behälter 5 abgefangen. Über eine Umwälzpumpe 6 ist eine erneute Zuführung zur Sprüheinrichtung 3 möglich.The heat exchanger 2 is advantageously formed as a smooth tube, finned tube or plate apparatus and is inserted in the air-carrying line 1 to the engine in order to cool the relatively high temperature from about 50 ° C. up to about 35 ° C. downstream. This is done in a simple process by spraying the heat exchanger 2 with water over the device 3 . The water evaporates in the heat exchanger 2 and thus extracts heat from its surroundings, that is to say the combustion air, which is then cooled. The air saturated with water vapor is discharged with the fan 4 and the excess water is caught in the container 5 . A recirculation to the spray device 3 is possible via a circulation pump 6 .

Die Vorrichtung zum Abkühlen, bestehend aus dem Wärme­ tauscher 2, der Sprüheinrichtung 3, dem Ventilator 4, dem Gebläse 13, dem Auffangbehälter 5 und der Umwälz­ pumpe 6 ist in einer Baueinheit B, wie in der Zeichnung schematisch dargestellt, zusammengefaßt.The device for cooling, consisting of the heat exchanger 2 , the spray device 3 , the fan 4 , the fan 13 , the collecting container 5 and the circulation pump 6 is summarized in a unit B, as shown schematically in the drawing.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Abkühlen von Verbrennungsluft für Dieselmotoren, insbesondere aufgeladene Diesel­ motoren, vor einem Eintritt in den Motor, wobei in einer Leitung (1) zur Luftzuführung zwischen einem Luftfilter (7) und dem Motor ein Wärmetauscher (2) angeordnet ist, der primärseitig von Verbrennungsluft (9) beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sekundärseitig ein, über eine Sprüheinrichtung (3) zugeführtes Kühlmedium mit einem luftabführenden Ventilator (4) vorgesehen 4 ist. 1. Device for cooling combustion air for diesel engines, in particular supercharged diesel engines, before entering the engine, a heat exchanger ( 2 ) being arranged in a line ( 1 ) for supplying air between an air filter ( 7 ) and the engine, the primary side Combustion air ( 9 ) is charged, characterized in that a cooling medium supplied via a spray device ( 3 ) is provided on the secondary side with an air-discharging fan ( 4 ). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprüheinrichtung (3) in einer Leitung (10) angeordnete Düsen (11) umfaßt, die dem Wärmetauscher (2) zugerichtet sind und eine verbindende weitere Leitung (12) mit einem Auffang­ behälter (5) verbunden ist, wobei in dieser Leitung (12) zwischen der Sprüheinrichtung (3) und dem Be­ hälter (5) eine Umwälzpumpe (6) angeordnet ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the spray device ( 3 ) in a line ( 10 ) arranged nozzles ( 11 ) which are directed towards the heat exchanger ( 2 ) and a connecting further line ( 12 ) with a collecting container ( 5 ) is connected, a circulation pump ( 6 ) being arranged in this line ( 12 ) between the spray device ( 3 ) and the loading container ( 5 ). 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (2) sowie die Sprüheinrichtung (3) mit Ventilator (4) und Auf­ fangbehälter (5) mit Umwälzpumpe (6) eine kompakte Baueinheit (B) bilden.3. Device according to claims 1 or 2, characterized in that the heat exchanger ( 2 ) and the spray device ( 3 ) with fan ( 4 ) and catch container ( 5 ) with circulation pump ( 6 ) form a compact unit (B). 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abkühlvorrichtung (2 bis 6) - in bezug auf den Luftstrom - hinter dem Abgasturbolader angeordnet ist.4. Device according to claims 1, 2 or 3, characterized in that the cooling device ( 2 to 6 ) - in relation to the air flow - is arranged behind the exhaust gas turbocharger. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbrennungsluftgebläse (13) vor und/oder nach der Abkühlvorrichtung (2) angeordnet ist.5. Device according to claims 1, 2, 3 or 4, characterized in that a combustion air blower ( 13 ) is arranged before and / or after the cooling device ( 2 ).
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3200683A1 (en) * 1982-01-13 1983-07-21 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Supercharged internal combustion engine

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