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DE4106684A1 - Forced draught cooler for accessories of vehicle combustion engine - distributes external air through temp. monitored electrical accessories and exhaust manifold to e.g. exhaust gas afterburner - Google Patents

Forced draught cooler for accessories of vehicle combustion engine - distributes external air through temp. monitored electrical accessories and exhaust manifold to e.g. exhaust gas afterburner

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DE4106684A1
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Mercedes Benz AG
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Abstract

Atmos. air (3) is sucked e.g. by an exhaust sec. pump (1) into a pipe (2) which is divided downstream into e.g. three branches (4-6) serving the electric current generator (7), central electronic unit (8) and exhaust manifold (9). The flows are controlled individually by e.g. sliding valves (14-16) operated (18) from a control unit (17) governing the pump (1), in response to measurements of temp. (T) and pressure (P) in the exhaust manifold (9), and of temps. only of the other accessories (7,8) being cooled. ADVANTAGE - Common cooling air supply is distributed among various accessories in accordance with their individual operating conditions and needs.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gesteuerten Luft­ zufuhr zu mehreren einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs zugeordneten Baueinheiten nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.The invention relates to a device for controlled air supply to several of an internal combustion engine of a vehicle assigned units according to the preamble of the patent saying 1.

In der DE-OS 32 36 949 ist ein Kraftfahrzeug mit einer Brenn­ kraftmaschine beschrieben, bei welchem in einem Luftkanal ein Lüfter und mindestens eine durch den Luftstrom zu kühlende Bau­ einheit der Brennkraftmaschine, wie zum Beispiel der Wasserküh­ ler oder der Kältemittelkühler, angeordnet sind. Über eine oder mehrere im Luftkanal angeordnete Klappen kann der den Kühler durchströmende Luftstrom eingestellt werden. Mit dieser Vor­ richtung soll eine optimale Ausnutzung des Kühlers und eine Anpassung an die Umweltbedingungen und den Wärmeanfall der Brennkraftmaschine erreicht werden. Es ist auf diese Weise je­ doch nicht möglich, mehrere Baueinheiten mittels einer einzigen Luftfördereinrichtung mit einem ihrem jeweiligen Luftbedarf entsprechenden Luftstrom zu versorgen.In DE-OS 32 36 949 is a motor vehicle with a burner described engine, in which in an air duct Fan and at least one structure to be cooled by the air flow Unit of the internal combustion engine, such as the water cooling ler or the coolant cooler are arranged. About one or The radiator can have several flaps arranged in the air duct flowing air flow can be set. With this before Direction is an optimal use of the cooler and a Adaptation to the environmental conditions and the heat generation of the Internal combustion engine can be reached. It is ever that way but not possible, multiple units using a single Air conveying device with its respective air requirement to supply the appropriate air flow.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der be­ kannten Art so zu verbessern, daß einzelne Baueinheiten in Ab­ hängigkeit von an ihnen vorliegenden Betriebsbedingungen über eine gemeinsame Luftfördereinrichtung mit einem individuellen Luftstrom beaufschlagt werden. The object of the invention is therefore to be a device of the known kind to improve so that individual units in Ab dependency on the existing operating conditions a common air conveyor with an individual Air flow can be applied.  

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere Vorteile und Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen und der Be­ schreibung hervor.The object is achieved by the in the characteristic of Features specified claim 1 solved. Additional advantages and configurations go from the dependent claims and the Be spelling out.

Mehrere mit einem Luftstrom zu beaufschlagende, einer Brenn­ kraftmaschine eines Fahrzeugs zugeordnete, Baueinheiten sind über Luftkanäle mit einer gemeinsamen Luftfördereinrichtung verbunden. Jeder Baueinheit ist dabei wenigstens eine Ventil­ einrichtung in dem zu ihr führenden bzw. von ihr wegführenden Luftkanal zugeordnet, welche derart gesteuert ist, daß den ein­ zelnen Baueinheiten ein von an ihnen vorliegenden Betriebspara­ metern abhängiger individueller Luftstrom zugemessen wird.Several to be charged with an air stream, one burning Engine units assigned to a vehicle via air ducts with a common air conveyor connected. Each unit is at least one valve establishment in the one leading to or away from it Air duct assigned, which is controlled so that the one individual building units one of the operating pairs present on them meter-dependent individual air flow is metered.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown below the drawing. It shows

Fig. 1 eine Vorrichtung gemaß der Erfindung mit einzelnen parallel zueinander angeordneten Baueinheiten, Fig. 1 shows a device ACCORDANCE the invention with individual units arranged in parallel,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform nach der Erfindung mit in Serie hintereinander angeordneten Baueinheiten, Fig. 2 shows a second embodiment according to the invention one behind the other in series disposed units,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform mit in kombinierter Se­ rien-/Parallelschaltung angeordneten Baueinheiten. Fig. 3 shows another embodiment with arranged in combined Se series / parallel connection units.

Die Fig. 1 zeigt in einer schematisierten Darstellung eine Vorrichtung zur gesteuerten Luftzufuhr zu mehreren einer Brenn­ kraftmaschine eines Fahrzeugs zugeordneten Baueinheiten gemäß der Erfindung. Mit 1 ist eine allen Baueinheiten gemeinsame Luftfördereinrichtung bezeichnet, welche Luft aus der Umgebung über eine Leitung 2 in Richtung des Pfeiles 3 ansaugt. Eine solche Luftfördereinrichtung kann beispielsweise die Sekundär­ luftpumpe sein, wie sie bei Brennkraftmaschinen mit Sekundärlufteinblasung in den Auspuffkrümmer zur Abgasnachver­ brennung eingesetzt wird. Die Luft gelangt von der Luftförder­ einrichtung 1 über Luftkanäle 4, 5, 6 zu einzelnen mit der Luft zu beaufschlagenden Baueinheiten, wie sie hier als Stromgenera­ tor 7, Zentralelektronikeinheit 8 und Auspuffkrümmer 9 darge­ stellt sind. Selbstverständlich ist die Aufzählung derartiger Baueinheiten, die alle mit Luft versorgt werden müssen, sei es zur Kühlung - wie bei der Zentralelektronikeinheit 8 beziehungs­ weise dem Stromgenerator 7 - oder zur Abgasnachverbrennung, nicht abschließend, sondern nur beispielhaft und kann durch weitere Baueinheiten ergänzt werden, wie dies in der Figur auch angedeutet ist. Nach Durchströmen der entsprechenden Baueinheit wird die Luft über von diesen Baueinheiten wegführende Luftka­ näle 10, 11, 12 in Pfeilrichtung 13 an die Umgebung bzw. im Falle der Abgasnachverbrennung in die Auspuffleitung abgegeben. In jedem zu einer Baueinheit 7, 8, 9 führenden Luftkanal 4, 5, 6 ist eine Ventileinrichtung 14, 15 bzw. 16 zur Steuerung des Luftstromes zu der dazugehörigen Baueinheit vorgesehen, welche Ventileinheit zum Beispiel aus Luftschiebern oder regelbaren Ventilen besteht und von einer Steuereinheit 17 - durch den Pfeil 18 angedeutet - auf nicht näher beschriebenem Wege ange­ steuert wird. Die Ansteuerung der einzelnen Ventileinrichtungen 14, 15 und 16 erfolgt in Abhängigkeit von an den zugehörigen Baueinheiten 7, 8 bzw. 9 erfaßten Betriebsparametern, vorteil­ hafterweise von der Temperatur T dieser Baueinheiten, welche der Steuereinheit 17, wie durch die Pfeile gezeigt, als Ein­ gangsinformation zugeführt werden. Ein anderer Betriebsparame­ ter ist auch mit dem Druck P gegeben, der in diesem Ausführungs­ beispiel am Auspuffkrümmer aufgenommen wird und ebenfalls der Steuereinheit 17 zugeführt wird. Auf diese Weise kann jeder Baueinheit von der gemeinsamen Luftfördereinrichtung ein indi­ vidueller Luftstrom durch eine gesteuerte Luftverteilung zuge­ führt werden. Insbesondere besteht auch noch die Möglichkeit, die Luftfördereinrichtung 1 selbst bzw. ihre Fördermenge durch die Steuereinheit 17 beeinflussen zu lassen. Fig. 1 shows a schematic representation of a device for controlled air supply to several an internal combustion engine of a vehicle assigned units according to the invention. 1 designates an air delivery device common to all structural units, which draws in air from the environment via a line 2 in the direction of arrow 3 . Such an air delivery device can be, for example, the secondary air pump as used in internal combustion engines with secondary air injection into the exhaust manifold for exhaust gas afterburning. The air passes from the air conveying device 1 via air channels 4 , 5 , 6 to individual units to be acted upon by air, as shown here as a current generator 7 , central electronics unit 8 and exhaust manifold 9 . Of course, the list of such units, all of which must be supplied with air, be it for cooling - as in the central electronics unit 8 or the power generator 7 - or for exhaust gas afterburning, is not exhaustive, but only as an example and can be supplemented by further units, such as this is also indicated in the figure. After flowing through the corresponding structural unit, the air is discharged via air ducts 10 , 11 , 12 leading away from these structural units in the direction of arrow 13 to the surroundings or, in the case of exhaust gas afterburning, into the exhaust line. In each air duct 4 , 5 , 6 leading to a structural unit 7 , 8 , 9 , a valve device 14 , 15 or 16 is provided for controlling the air flow to the associated structural unit, which valve unit consists for example of air slides or controllable valves and from a control unit 17 - indicated by the arrow 18 - is controlled in a manner not described in detail. The control of the individual valve devices 14 , 15 and 16 takes place depending on the operating parameters detected on the associated modules 7 , 8 and 9 , advantageously from the temperature T of these modules, which the control unit 17 , as shown by the arrows, as input information are fed. Another Betriebsparame ter is also given with the pressure P, which is included in this embodiment example on the exhaust manifold and is also supplied to the control unit 17 . In this way, an individual air flow through a controlled air distribution can be supplied to each unit from the common air delivery device. In particular, there is also the possibility of having the air delivery device 1 itself or its delivery rate influenced by the control unit 17 .

In einer zweiten Ausführungsform zeigt die Fig. 2 eine erfin­ dungsgemäße Vorrichtung, bei der entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in der Fig. 1 versehen sind. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind hier die Baueinheiten nicht parallel zueinander, sondern in Strömungs­ richtung in Serie hintereinander angeordnet, so daß die jeweils nachfolgende Baueinheit ihre Luftzufuhr von der bereits durch­ strömten vorhergehenden Baueinheit erhält. Um die Luftzufuhr zu den jeweiligen Baueinheiten nach deren individuellen Bedürf­ nissen entsprechend dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel steuern zu können, sind zusätzlich zu den in den zuführenden Luftkanälen 4, 5 bzw. 6 angeordneten Ventileinrichtungen 14, 15 und 16 auch in den von den Baueinheiten 7, 8 und 9 wegführenden Luftkanälen 10, 11 und 12 entsprechende Ventileinrichtungen, hier mit 19, 20 und 21 bezeichnet, angeordnet. Durch diese Ven­ tileinrichtungen ist es auch bei der gezeigten Reihenanordnung der Baueinheiten 7, 8 und 9 möglich, durch eine alleinige Steue­ rung der Luftabfuhr von den Baueinheiten oder durch eine kombi­ nierte Steuerung der Luftzufuhr über die Ventileinrichtungen 14, 15, 16 und der Luftabfuhr über die Ventileinrichtungen 19, 20, 21 die Durchströmung zu variieren. Wie im ersten Ausfüh­ rungsbeispiel werden auch hier die Temperatur T und der Druck P als Betriebsparameter für die Steuerung der Luftfördereinrich­ tung 1 und der Luftverteilung mittels der Ventileinrichtungen 14, 15, 16, 19, 20 und 21 verwendet. Ebenfalls können, wie an­ gedeutet, noch weitere Baueinheiten in entsprechender Weise angeschlossen werden.In a second embodiment, FIG. 2 shows a device according to the invention, in which corresponding parts are provided with the same reference numerals as in FIG. 1. In contrast to the embodiment according to FIG. 1, the structural units are not arranged parallel to one another here, but rather in series in the flow direction, so that the subsequent structural unit receives its air supply from the previous structural unit that has already flowed through. In order to be able to control the air supply to the respective structural units according to their individual needs in accordance with the exemplary embodiment described above, in addition to the valve devices 14 , 15 and 16 arranged in the supply air ducts 4 , 5 and 6 , in the structural units 7 , 8 and 9 leading away air channels 10 , 11 and 12 corresponding valve devices, here designated 19, 20 and 21 , arranged. By these Ven til institutions it is also possible in the shown row arrangement of the units 7 , 8 and 9 , by a sole control of the air discharge from the units or by a combinable control of the air supply via the valve devices 14 , 15 , 16 and the air discharge the valve devices 19 , 20 , 21 to vary the flow. As in the first embodiment, the temperature T and the pressure P are also used as operating parameters for the control of the air conveying device 1 and the air distribution by means of the valve devices 14 , 15 , 16 , 19 , 20 and 21 . Also, as indicated on, other units can be connected in a corresponding manner.

Bei dem in der Fig. 3 abgebildeten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich um eine Kombination der beiden oben beschriebenen Anordnungen, nämlich um eine kombinierte Serien-/Parallelschaltung der Baueinheiten 7, 8 und 9. Gleiche Teile weisen in dieser Figur wieder die gleichen Bezugszeichen auf. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ergibt sich von selbst, so daß sie hier nicht weiter beschrieben werden muß. Auch bei dieser Anordnung können noch weitere Baueinheiten außer den hier gezeigten mit einbezogen werden bzw. die Anordnung der Baueinheiten ihrem Luftbedarf entsprechend erfolgen. So können Baueinheiten mit größerem Kühlluftbedarf bzw. Baueinheiten, die ständig mit Kühlluft versorgt werden müssen, wie die Lichtma­ schine oder die in einer eigenen Box angeordnete Zentralelek­ tronik, in entsprechender Nähe der Luftfördereinrichtung 1 an­ geordnet werden und solche mit geringerem Kühlluftbedarf bzw. solche Baueinheiten, die nicht ständig mit Luft beaufschlagt werden müssen, wie zum Beispiel die Sekundärlufteinblasung in den Auspuffkrümmer, am stromabwärtigen Ende der Vorrichtung.The embodiment of the invention shown in FIG. 3 is a combination of the two arrangements described above, namely a combined series / parallel connection of the structural units 7 , 8 and 9 . The same parts again have the same reference numerals in this figure. The operation of this arrangement is self-explanatory, so that it need not be described further here. With this arrangement, too, other structural units apart from those shown here can be included, or the arrangement of the structural units can take place according to their air requirements. So units with a larger cooling air requirement or units that need to be constantly supplied with cooling air, such as the alternator or the electronics arranged in a separate box, can be arranged in the appropriate vicinity of the air conveying device 1 and those with lower cooling air requirement or such units that do not have to be constantly pressurized with air, such as secondary air injection into the exhaust manifold, at the downstream end of the device.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur gesteuerten Luftzufuhr zu mehreren einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs zugeordneten Baueinheiten über eine gemeinsame Luftfördereinrichtung, wobei der Luftstrom zu bzw. von den einzelnen Baueinheiten über in den Luftstrom führenden Luftkanälen liegende Ventileinrichtungen beeinflußt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Baueinheit (7, 8, 9) wenigstens eine in dem zu ihr führenden (4, 5, 6) bzw. von ihr wegführenden (10, 11, 12) Luft­ kanal angeordnete Ventileinrichtung (14, 15, 16 bzw. 19, 20, 21) zugeordnet ist und die Steuerung und Verteilung des Luft­ stromes (3) zu den einzelnen Baueinheiten (7, 8, 9) in Abhängig­ keit von an den einzelnen Baueinheiten (7, 8, 9) erfaßten Be­ triebsparametern erfolgt.1. Device for controlled air supply to several units assigned to an internal combustion engine of a vehicle via a common air delivery device, the air flow to or from the individual units being influenced by valve devices lying in the air flow, characterized in that each unit ( 7 , 8 , 9 ) at least one valve device ( 14 , 15 , 16 or 19 , 20 , 21 ) arranged in the air duct leading to it ( 4, 5, 6 ) or away from it ( 10, 11, 12 ) and the control and distribution of the air flow ( 3 ) to the individual units ( 7 , 8 , 9 ) in dependence on speed on the individual units ( 7 , 8 , 9 ) detected operating parameters Be carried out. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung und Verteilung in Abhängigkeit von der an den einzelnen Baueinheiten (7, 8, 9) erfaßten Temperatur (T) er­ folgt.2. Device according to claim 1, characterized in that the control and distribution depending on the on the individual units ( 7 , 8 , 9 ) detected temperature (T) it follows. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung und Verteilung in Abhängigkeit von dem an den einzelnen Baueinheiten (7, 8, 9) erfaßten Druck (P) erfolgt. 3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the control and distribution in dependence on the on the individual units ( 7 , 8 , 9 ) detected pressure (P). 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (7) der Stromgenerator der Brennkraftma­ schine ist.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the structural unit ( 7 ) is the current generator of the internal combustion engine. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (8) die Zentralelektronik des Fahrzeugs ist.5. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the structural unit ( 8 ) is the central electronics of the vehicle. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit der Auspuffkrümmer (9) der Brennkraftma­ schine ist.6. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the assembly of the exhaust manifold ( 9 ) of the internal combustion engine is. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftfördereinrichtung (1) die Sekundärluftpumpe der Brennkraftmaschine ist.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the air delivery device ( 1 ) is the secondary air pump of the internal combustion engine. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Baueinheiten (7, 8, 9) strömungsmäßig hin­ tereinander angeordnet sind.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the individual structural units ( 7 , 8 , 9 ) are arranged one behind the other in terms of flow. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Baueinheiten (7, 8, 9) strömungsmäßig paral­ lel zueinander angeordnet sind.9. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the individual structural units ( 7 , 8 , 9 ) are arranged in flow paral lel to each other. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheiten (7, 8, 9) in kombinierter Serien-/ Paral­ lelschaltung angeordnet sind.10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the structural units ( 7 , 8 , 9 ) are arranged in a combined series / parallel circuit.
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