DE102008053803A1

DE102008053803A1 - Luftversorgungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE102008053803A1
Application number: DE102008053803A
Authority: DE
Inventors: Jiri Dipl.-Ing. Vlach
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2008-10-29
Publication date: 2009-06-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Luftversorgungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Verdichter zum Bereitstellen von verdichteter Ladeluft und mit einem einen Ladeluftkühler (12) umfassenden Ansaugtrakt (10), wobei dem Ladeluftkühler (12) ein Flüssigkeitssammelraum zugeordnet ist, aus welchem ein Medium (16) über eine Förderleitung (22) einem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine zuführbar ist, wobei die Förderleitung (22) von dem Ansaugtrakt (10) umschlossen innerhalb des Ansaugtrakts (10) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftversorgungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Verdichter zum Bereitstellen von verdichteter Ladeluft und mit einem einen Ladeluftkühler umfassenden Ansaugtrakt, wobei dem Ladeluftkühler ein Flüssigkeitssammelraum zugeordnet ist, aus welchem ein Medium über eine Förderleitung einem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine zuführbar ist.
Eine derartige Luftversorgungseinrichtung ist aus der DE 33 38 273 A1 bekannt, wobei eine Eintrittsöffnung der Förderleitung an den Flüssigkeitssammelraum angeschlossen ist, in welchem von dem Verdichter zusammen mit der verdichteten Ladeluft gefördertes, aus Schmierölverlusten stammendes Schmieröl abscheidbar ist. Eine Austrittsöffnung der Förderleitung ist stromabwärts einer Drosselklappe an den Ansaugtrakt angeschlossen, so dass beim Betreiben des Verdichters zwischen der Eintrittsöffnung der Förderleitung und der Austrittsöffnung eine Druckdifferenz vorliegt. Diese Druckdifferenz wird zum kontinuierlichen Fördern von Öl aus dem Flüssigkeitssammelraum hin zu dem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine genutzt.
Als nachteilig bei einer derartigen Luftversorgungseinrichtung ist der Umstand anzusehen, dass die an den Flüssigkeitssammelraum und an den Ansaugtrakt angeschlossene Förderleitung einen erhöhten baulichen Aufwand mit sich bringt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine baulich verbesserte Luftversorgungseinrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Luftversorgungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Bei der erfindungsgemäßen Luftversorgungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Verdichter zum Bereitstellen von verdichteter Ladeluft und mit einem einen Ladeluftkühler umfassenden Ansaugtrakt, wobei dem Ladeluftkühler ein Flüssigkeitssammelraum zugeordnet ist, aus welchem ein Medium über eine Förderleitung einem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine zuführbar ist, ist die Förderleitung von dem Ansaugtrakt umschlossen innerhalb des Ansaugtrakts angeordnet. Die Förderleitung ist somit besonders bauraumsparend und wenig störend in den Ansaugtrakt integriert. Dadurch ist eine baulich verbesserte Luftversorgungseinrichtung bereitgestellt.
Mittels der Förderleitung ist in vorteilhafter Weise vermeidbar, dass von dem Verdichter zusammen mit der Ladeluft gefördertes Öl, welches in dem Flüssigkeitssammelraum abscheidbar ist, zu einer Verschmutzung des Ladeluftkühlers führt. Dadurch ist ein dauerhaft hoher Wirkungsgrad des Ladeluftkühlers erreichbar.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Eintrittsöffnung der Förderleitung stromaufwärts einer Wärmetauscheranordnung des Ladeluftkühlers und eine Austrittsöffnung stromabwärts der Wärmetauscheranordnung des Ladeluftkühlers innerhalb des Ansaugtrakts angeordnet. Dadurch ist ein kontinuierliches, von einem Druckgefälle zwischen einem hohen Druck der Ladeluft stromaufwärts des Wärmetauscheranordnung und einem verringerten Druck stromabwärts des Wärmetauscheranordnung bewirktes Abführen des Mediums aus dem Flüssigkeitssammelraum ermöglicht.
Die Förderleitung kann zumindest bereichsweise in eine den Ladeluftkühler nach außen begrenzende Gehäusewand integriert sein. Ergänzend oder alternativ kann die Förderleitung zumindest bereichsweise innerhalb der zum Aufnehmen eines Kühlmediums ausgebildeten Wärmetauscheranordnung des Ladeluftkühlers angeordnet sein. Während ein Integrieren der Förderleitung in die Gehäusewand des Ladeluftkühlers dessen Durchströmungscharakteristik besonders wenig beeinflusst, ist eine innerhalb der Wärmetauscheranordnung des Ladeluftkühlers integrierte Förderleitung gegebenenfalls sogar nachträglich in den Ansaugtrakt einbringbar.
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn eine durchströmbare Querschnittsfläche einer Eintrittsöffnung der Förderleitung, insbesondere senkrecht, geneigt zu einer Strömungsrichtung der Ladeluft orientiert ist. Dadurch ist beim Durchströmen des Ansaugtrakts ein Staudruck an der Eintrittsöffnung der Förderleitung erhöht und so ein besonders wirksames Fördern des Mediums durch die Förderleitung gegeben.
Ergänzend oder alternativ kann eine durchströmbare Querschnittsfläche einer Austrittsöffnung der Förderleitung zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Strömungsrichtung der Ladeluft orientiert sein. Ein sich hierbei an der Austrittsöffnung einstellender Unterdruck trägt ebenfalls zum besonders effizienten Fördern des Mediums durch die Förderleitung bei.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Eintrittsbereich der Förderleitung ein Druckerhöhungsmittel, insbesondere einen Diffusor und/oder ein Austrittsbereich der Förderleitung ein Druckverminderungsmittel, insbesondere eine Düse, auf. Derartige Druckerhöhungsmittel bzw. Druckverminderungsmittel tragen ebenfalls zum effizienten Fördern des Mediums über die Förderleitung bei.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung.
Diese zeigt einen Ansaugtrakt einer Luftversorgungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, welche einen Ladeluftkühler aufweist, in welchem eine Förderleitung zum Fördern zum stromabwärts des Ladeluftkühlers abgeschiedener Flüssigkeit angeordnet ist.
Die Figur zeigt schematisch einen Ansaugtrakt 10 einer Luftversorgungseinrichtung, mittels welcher einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs verdichtete Ladeluft zuführbar ist. Hierfür weist die Luftversorgungseinrichtung einen vorliegend nicht dargestellten Verdichter auf, mittels welchem verdichtete Ladeluft bereitstellbar ist. Der Ansaugtrakt 10 umfasst des Weiteren einen Ladeluftkühler 12, wobei in einem Unterteil 14 des Ladeluftkühlers 12 ein Flüssigkeitssammelraum ausgebildet ist. In dem Flüssigkeitssammelraum ist Flüssigkeit 16 abscheidbar, welche dem Ladeluftkühler 12 gegebenenfalls über einen Einlass 18 zusammen mit der verdichteten Ladeluft zugeführt wird. Die Flüssigkeit 16 entstammt hierbei Schmierölverlusten des Verdichters.
Der Ladeluftkühler 12 weist eine Wärmetauscheranordnung 20 auf, welche zum Kühlen der Ladeluft von einem Kühlmedium, insbesondere von Kühlwasser, durchströmbar ist. Eine Förderleitung 22 ist vorliegend innerhalb der Wärmetauscheranordnung 20 des Ladeluftkühlers 12 angeordnet. Über die Förderleitung 22 ist einem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine die gegebenenfalls in dem Flüssigkeitssammelraum abgeschiedene Flüssigkeit 16 zuführbar.
Eine Eintrittsöffnung 24 der Förderleitung 22 ist stromaufwärts der Wärmetauscheranordnung 20 innerhalb des Ansaugtrakts 10 angeordnet. Eine Austrittsöffnung 26 der Förderleitung 22 ist demgegenüber stromabwärts der Wärmetauscheranordnung 20 innerhalb des Ansaugtrakts 10 angeordnet. Die Austrittsöffnung 26 befindet sich hierbei innerhalb eines Kopfteils 28 des Ladeluftkühlers 12.
Dadurch, dass in dem Ladeluftkühler 12 stromaufwärts der Wärmetauschanordnung 20 ein höherer Druck herrscht als stromabwärts der Wärmetauscheranordnung 20, ist mittels der Förderleitung 22 ein differenzdruckabhängiges, selbsttätiges und kontinuierliches Entleeren des Flüssigkeitssammelraums ermöglicht. Die Förderleitung 22 ist hierbei besonders bauraumsparend und wenig störend innerhalb des Ansaugtrakts 10 von diesem umschlossen angeordnet.
Der Flüssigkeitssammelraum, welcher vorliegend innerhalb des Unterteils 14 des Ladeluftkühlers 12 ausgebildet ist, kann in einer alternativen Ausführungsform der Luftversorgungseinrichtung außerhalb einer den Ladeluftkühler 12 umgebenden Gehäusewand 30 angeordnet sein. In vorliegend nicht näher gezeigter Art und Weise kann des Weiteren der Förderleitung 22 ein Filterelement, beispielsweise ein Sieb, vorgeschaltet sein.
Im Bereich eines Auslasses 32 und im Bereich des Einlasses 18 des Ansaugtrakts 10 ist eine Strömungsrichtung der Ladeluft durch jeweils einen Strömungspfeil 34 veranschaulicht. In vorliegend nicht näher gezeigter Art und Weise kann eine durchströmbare Querschnittsfläche der Eintrittsöffnung 24 senkrecht zu der Strömungsrichtung der Ladeluft orientiert sein, um beim Fördern der Flüssigkeit 16 mittels der Förderleitung 22 einen besonders großen Staudruck der Ladeluft auszunutzen.
Ebenso kann eine durchströmbare Querschnittsfläche der Austrittsöffnung 26 parallel zu der Strömungsrichtung der Ladeluft orientiert sein, um durch den sich hierbei einstellenden Unterdruck einen Transport der Flüssigkeit 16 durch die Förderleitung 22 zu verbessern. Weitere Druckerhöhungsmittel im Eintrittsbereich der Förderleitung 22 sowie Druckverminderungsmittel im Austrittsbereich der Förderleitung 22 können ebenfalls vorhanden sein.

10: Ansaugtrakt
12: Ladeluftkühler
14: Unterteil
16: Öl
18: Einlass
20: Wärmetauscheranordnung
22: Förderleitung
24: Eintrittsöffnung
26: Austrittsöffnung
28: Kopfteil
30: Gehäusewand
32: Auslass
34: Strömungspfeil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3338273 A1 [0002]

Claims

Luftversorgungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Verdichter zum Bereitstellen von verdichteter Ladeluft und mit einem einen Ladeluftkühler (12) umfassenden Ansaugtrakt (10), wobei dem Ladeluftkühler (12) ein Flüssigkeitssammelraum zugeordnet ist, aus welchem ein Medium (16) über eine Förderleitung (22) einem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleitung (22) von dem Ansaugtrakt (10) umschlossen innerhalb des Ansaugtrakts (10) angeordnet ist.
Luftversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eintrittsöffnung (24) der Förderleitung (22) stromaufwärts einer Wärmetauscheranordnung (20) des Ladeluftkühlers (12) und eine Austrittsöffnung (26) stromabwärts der Wärmetauscheranordnung (20) innerhalb des Ansaugtrakts (10) angeordnet ist.
Luftversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleitung (22) zumindest bereichsweise in eine den Ladeluftkühler (12) nach außen begrenzende Gehäusewand (30) integriert ist.
Luftversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleitung (22) zumindest bereichsweise innerhalb einer zum Aufnehmen eines Kühlmediums ausgebildeten Wärmetauscheranordnung (20) des Ladeluftkühlers (12) angeordnet ist.
Luftversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine durchströmbare Querschnittsfläche einer Eintrittsöffnung (24) der Förderleitung (22), insbesondere senkrecht, geneigt zu einer Strömungsrichtung der Ladeluft orientiert ist.
Luftversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine durchströmbare Querschnittsfläche einer Austrittsöffnung (26) der Förderleitung (22) zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Strömungsrichtung der Ladeluft orientiert ist.
Luftversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eintrittsbereich der Förderleitung (22) ein Druckerhöhungsmittel, insbesondere einen Diffusor, und/oder ein Austrittsbereich der Förderleitung (22) ein Druckerverminderungsmittel, insbesondere eine Düse, aufweisen.
Luftversorgungseinrichtung nach einem der Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitssammelraum von einer Gehäusewand (30) umgeben angeordnet ist, welche den Ladeluftkühler (12) umgibt.
Luftversorgungseinrichtung nach einem der Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderleitung (22) ein Filterelement vorgeschaltet ist.