DE3231881A1

DE3231881A1 - Brennkraftmaschine, insbesondere diesel-brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3231881A1
Application number: DE19823231881
Authority: DE
Inventors: Uwe 3180 Wolfsburg Brandt; Hans-Peter Dipl.-Ing. 3331 Frellstedt Jaekel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1982-08-27
Filing date: 1982-08-27
Publication date: 1984-03-01

Description

Brennkraftmaschine, insbesondere Oiesel-Brennkraftmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine, insbesondere auf eine Diesel-Brennkraftmaschine,gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Vor allem bei Diesel-Brennkraftmaschinen ist es bereits bekannt, durch Kühlung des zugeführten Kraftstoffes bei bestimmten Umgebungsbedingungen eine Verbesserung der Vollastleistung sowie eine Reduzierung der abgegebenen Schadstoffe zu erreichen. Dafür ist jedoch ein besonderer Wärmetauscher vorzusehen, der von einem Eühlmedium zu beaufschlagen ist. Außerdem wird eine Steuerung benötigt, um sicherzustellen, daß diese giihlung des Kraftstoffes nur dann erfolgt, wenn dies auch tatsächlich erforderlich ist. Insbesondere bei niedrigeren Außentemperaturen ist eine derartige Kühlung des Kraftstoffes nicht notwendig. Vielmehr könnten unter diesen Umständen sogar Schwierigkeiten, beispielsweise durch Paraffin abscheidung in dem iesel-Kraftstoff,entstehen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist daher darin zu sehen, eine Brennkraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art zu schaffen, bei der ohne besonderen Aufwand eine wirkungsvolle ICuhlung des Kraft stoffes nur in solchen Betriebszuständen vorgenommen wird, in denen eine derartige Kühlung vorteilhaft ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Erfindungsgemäß wird also ein zur Kühlung des Kraftstoffes benötigter Wärmetauscher in den gühlmittelkreislauf einer dem Yahrzeug zugeordneten Klimaanlage integriert, so daß immer dann, wenn die Klimaanlage zugeschaltet wird, auch eine Kühlung des Kraftstoffes erfolgt. Da jedoch eine Klimaanlage nur bei besonders hohen Außentemperaturen zugeschaltet wird, bei denen auch die Temperaturen des Kraftstoffes erhöht und somit die Leistung der Brennkraftmaschine reduziert werden würde, ist gerade dann auch eine Kühlung des graftstoffs sinnvoll und vorteilhaft.
Dabei ist es zweckmäßig, den Wärmetauscher im Bereich des gühlmittelkompressors der Klimaanlage anzuordnen, da dieser im allgemeinen von der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs angetrieben und somit auch im Motorraum des Fahrzeugs angeordnet ist. So kann der Wärmetauscher in Kühlmittelströmungsrichtung vor dem Kühlmittelkompressor eingeschaltet sein, indem beispielsweise eine vom Kraftstoff durchflossene Kraftstoffleitung auf einer vom Kühlmittel durchströmten saugseitigen Rohrleitung am Kühlmittelkompressor befestigt ist, wobei die beiden Arbeitsmittel den Wärmetauscher im Gegenstrom durchsetzen.
In der Zeichnung ist anhand eines schematischen Schaltbildes ein Ausfahrungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden näher erläutert wird. In der Zeichnung ist mit 1 eine Diesel-Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Personenkraftfahrzeugs angegeben, der eine den Dieselkraftßtoff fördernde und zuteilende Einspritzpumpe 2 zugeordnet ist. DieserBinspritzpumpe 2 wird Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter 3 über eine Eraftstoffleitung 4 zugeführt, während mit 6 eine zum Eraftstoffvorratsbehälter zurückführende Rücklaufleitung angegeben ist. 5 bezeichnen die von der Einspritzpumpe 2 zu den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine 1 führenden Einsprit zle itungen.
Weiter ist in der Zeichnung eine dem Fahrzeug zugeordnete Elimaanlage angedeutet, die einen Kühlmittelkompressor 8 aufweist, der über einen Riementrieb 11 von der Brennkraftmaschine 1 angetrieben und mittels einer beispielsweise elektrisch betätigbaren Kupplung 12 zuschaltbar ist. Der gühlmittelkompressor 8 fördert ein Kältemittel, das beispielsweise aus Frigen bestehen kann, über eine druckseitige Kühlmittelleitung 10 zu einem Eondensator 13 und von dort über eine Trockenflasche 14 und ein Expansionsventil 15 zu einem Verdampfer 16, in dem die zur Kühlung des Fahrzeuginnenraums erforderliche Kühlleistung abgegeben wird. Von dem Verdampfer 16 wird das Kühlmittel über eine Saugleitung 9 in gasförmigem Zustand wieder zum Kühlmittelkompressor 8 transportiert.
Mit 7 ist nun ein im Gegenstrom durchflossener Wärmetauscher zwischen dem Kühlmittel und dem Kraftstoff angedeutet, der beispielsweise durch Auflöten eines Teils der Kraftstoffleitung 4 auf die £5hlmittelsaugleitung 9, vorzugsweise am Eingang zum Eühlmittelkompressor 8, gebildet sein kann. Auf diese Weise wird immer dann, wenn die Klimaanlage durch Zuschalten des Kühlmittelkompressors 8 eingeschaltet ist, gleichzeitig auch in dem Wärmetauscher 7 eine bestimmte Abkühlung des zu der Einspritzpumpe 2 geförderten Eraftstoffes erreicht. Da jedoch die Klimaanlage von dem Fahrzeugführer nur bei solchen Umgebungsbedingungen zugeschaltet wird, bei denen auch mit erhöhten Kraftstofftemperaturen zu rechnen ist, ergibt sich automatisch eine wirkungsvolle Kühlung des Kraftstoffes, die zu einer Anhebung der Vollastleistung der Brennkraftmaschine 1 sowie zu einer Reduzierung der von ihr abgegebenen Schadstoffe durch Verbesserung der Verbrennung rührt. Durch Erhöhung der Zugkraft der Brennkraftmaschine können die Pahrleiatungen des Fahrzeugs wesentlich verbessert werden. Verbunden @ der Kraftstoffkühlung kann eine Absenkung der wichtigsten Moto eraturen wie Steg-, Kühlmittel- und Motoröltemperatur sow -iterhin eine Reduzierung der Getriebeöl- und, bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen, der Verdichter-Austrittstemperaturen erreicht werden.
Für die konstruktive Gestaltung des Wärmetauechers ergeben sich eine Reihe von Möglichkeiten. Am einfachsten dürfte es sein, ein Teil der vom Kraftstoff durchflossenen Leitung 4 direkt auf die zum Kühlmittelkompressoreinlaß führende Kühlmittelsaugleitung 9 aufzulöten, wobei die Querschnitte der miteinander zu verbindenden Leitungen entsprechend angepaßt werden. Wesentlich ist lediglich, daß die Verbindung der beiden Leitungen einen wärmeleitenden Kontakt herstellen und daß die Anordnung zweckmäßigerweise so getroffen wird, daß die beiden Arbeitsmittel im Gegenstrom zueinander den Wärmetauscher durchfließen.
Um die zu kühlende Kraftstoffmenge klein und das Temperaturniveau niedrig zu halten, kann, wie in der Zeichnung angedeutet ist, zwischen der zu dem Vorratsbehälter 3 führenden Rücklaufleitung 6 und der zu dem Wärmetauscher 7 führenden Kraftstoffleitung 4 eine den rückgeführten Kraftstoff direkt wieder in den Wärmetauscher leitende Verbindungsleitung 17 vorgesehen sein, die den Vorratsbehälter 3 umgeht.

Claims

A N S P R Ü C H E 0 Brennkraftmaschine, inabesondere Diesel-Brennkraftmaschine, für Fahrzeuge mit einer Vorrichtung zur Kühlung des der Brennkraftmaschine zugeführten graftstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung durch einen in den Kühlmittelkreislauf einer dem Fahrzeug zugeordneten Klimaanlage (8, 13 --16) eingeschalteten Wärmetauscher (7) gebildet ist.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (7) im Bereich eines im Motorraum des Fahrzeugs angeordneten Kühlmittelkompressors (8) der Elimaanlage angeordnet ist.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (7) in Eithlmflttelströmungsnichtung vor dem Kühlmittelkompressor (8) eingeschaltet ist.
4. Brennkraftmaschine nach einem der Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (7) eine mit einer vom EEhlmittel durchflossenen Rohrleitung (9) im wärmeübertragenden Kontakt stehende Kraftstoffleitung (4) aufweist, die im Gegenstrom vom Kraftstoff durchflossen ist.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Anspräche 1 bis 4, wobei eine überschüssigen Kraftstoff in einen Vorratsbehälter zuriickführende Rücklaufleitung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Rücklaufleitung (6) mit der Eraftstoffleitung (4) vor dem WArmetauscher (7) verbundene, den Vorratsbehälter (3) umgehende Verbindungsleitung (17) vorgesehen ist.