Устройство, в частности масляная ванна, для двигателя, поршневой машины или устройства передачи для транспортного средства промышленного назначения.
DEVICE, IN PARTICULAR AN OIL BATH, FOR AN ENGINE, A PISTON MACHINE OR A TRANSMISSION DEVICE FOR AN INDUSTRIAL VEHICLE

Изобретение касается устройства с корпусным элементом для рабочего средства, в частности, масла, с интегрированным теплообменником.
В случае, в частности, современных двигателей масло (моторное/смазочное масло) сильно нагружается чрезмерно высоким нагревом, что имеет место, в частности, для так называемых агрегатных двигателей, которые длительно работают с максимальной мощностью. Из экономических соображений масло охлаждается чаще всего посредством стандартного охладителя. Стандартные охладители, если они выполнены в обычных размерах, являются ограниченными относительно мощности охлаждения. Это означает, что температура масла может уменьшаться лишь ограниченно. Вследствие этого срок службы масла уменьшается. Второй стандартный охладитель или охладитель с высокой мощностью, как правило, является нежелательным по экономическим или конструктивным соображениям. Из DE 31 42 327 А1 уже известна масляная ванна для двигателя внутреннего сгорания с внутренней чашей и наружной чашей, между которыми протекает охлаждающее средство двигателя внутреннего сгорания.
Задачей изобретения является создание улучшенного и/или альтернативного, включающего в себя теплообменник устройства для приема рабочего средства.
Эта задача может быть решена признаками основного пункта формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования изобретения могут быть позаимствованы из зависимых пунктов формулы изобретения и последующего описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения.
Изобретение предоставляет устройство, в частности, масляную ванну, предпочтительно для двигателя (например, двигателя внутреннего сгорания или агрегатного двигателя), поршневую машину и/или устройство передачи. Устройство включает в себя корпусной элемент для образования боковой стеновой структуры и для приема рабочего средства (например, масла, в частности, моторного и/или смазочного масла) и нагружаемый темперирующим средством (например, водой), имеющий теплообменный элемент теплообменник для теплообмена с исполнительным средством.
Устройство характеризуется, в частности, тем, что теплообменный элемент целесообразным образом на верхней стороне образует, по меньшей мере, один пропускной канал для протекания по нему рабочего средства и целесообразным образом на нижней стороне образует по меньшей мере один пропускной канал для протекания по нему темперирующего средства. Вследствие этого теплообменный элемент целесообразным образом интегрирован в корпусной элемент, так что может обеспечиваться возможность благоприятного с точки зрения затрат и/или пространства дополнительного темперирования рабочего средства.
Возможно, что теплообменный элемент представляет собой часть корпусного элемента, предпочтительно, донную часть, так что, в частности, теплообменный элемент и корпусной элемент образуются из одной и той же конструктивной части. Вследствие этого, теплообменный элемент и корпусной элемент предпочтительным образом не смонтированы друг на друге, а образуют цельно-интегральную конструктивную часть. Таким образом, корпусной элемент целесообразно образует теплообменный элемент.
Возможно, что теплообменный элемент включает в себя несколько пропускных каналов для рабочего средства и/или несколько пропускных каналов для темперирующего средства.
Теплообменный элемент предпочтительным образом включает в себя волновую и/или «вверх-вниз» структуру, так что за счет этого с одной стороны - целесообразно в направлении к верхней стороне - образуется упомянутый по меньшей мере один пропускной канал для рабочего средства и/или с другой стороны - целесообразно в направлении нижней стороны - образуется упомянутый по меньшей мере один пропускной канал для темперирующего средства. «Вверх-вниз» структура может быть образована, например, волнообразно, целесообразным образом со скруглениями или по существу прямоугольно, трапецеидально, зигзагообразно и т.п. Возможно, что поперечное сечение упомянутого по меньшей мере одного пропускного канала для рабочего средства и/или поперечное сечение упомянутого по меньшей мере одного пропускного канала для темперирующего средства выполнено, например, по существу U-образно, по существу прямоугольно или по существу трапецеидально.
Пропускные каналы для рабочего средства проходят, предпочтительны образом, смежно и параллельно относительно пропускных каналов для темперирующего средства. В качестве альтернативы или дополнения пропускные каналы для рабочего средства и пропускные каналы для темперирующего средства могут перекрываться друг с другом целесообразным образом сбоку попеременно (например, с чередованием), так что, в частности, может образовываться множество структур типа «сэндвич» из пропускных каналов для рабочего средства и пропускных каналов для темперирующего средства.
Возможно, что внутри корпусного элемента образовано, по меньшей мере, одно целесообразно нижние отверстие, через которое рабочее средство может подаваться к упомянутому по меньшей мере одному пропускному каналу для рабочего средства. Предпочтительным образом это отверстие служит для того, чтобы подавать рабочее средство к нескольким пропускным каналам для рабочего средства.
Внутри корпусного элемента предпочтительным образом расположен донный элемент, а именно, в частности, над теплообменным элементом. Донный элемент целесообразным образом расположен между боковой стеновой структурой и предпочтительным образом смонтирован или отлит на боковой стеновой структуре.
Возможно, что донный элемент, по меньшей мере, на отдельных участках перекрывает упомянутый, по меньшей мере, один пропускной канал для рабочего средства. При этом донный элемент может контактировать с теплообменным элементом или проходит на расстоянии от него. В качестве альтернативы или дополнения донный элемент может оставаться на расстоянии с торцевой стороны от корпусного элемента, в частности, боковой стеновой структуры, так что за счет этого образуется упомянутое, по меньшей мере, одно отверстие. Точно также упомянутое, по меньшей мере, одно отверстие может быть сформировано в донном элементе. Упомянутое, по меньшей мере, одно отверстие может быть выполнено, например, в виде пробивного отверстия, продолговатого паза, проточки и т.п.
Таким образом, донный элемент служит предпочтительно для имеющегося на отдельных участках отделения и имеющегося на отдельных участках образования проходов для рабочей среды между верхним участком корпусного элемента и теплообменным элементом.
Донный элемент может монтироваться внутри корпусного элемента, например, с возможностью перемещения, целесообразно с возможностью сдвига, так что в результате перемещения, целесообразно сдвига, донного элемента, по меньшей мере, одно отверстие может запираться и/или может образовываться байпасное отверстие, предпочтительно таким образом, что рабочая среда отводится в обход упомянутого, по меньшей мере, одного пропускного канала для рабочей среды, целесообразным образом из корпусного элемента или всего устройства. Если, вследствие этого, донный элемент перемещается, целесообразным образом сдвигается, то в результате, с одной стороны, может закрываться, по меньшей мере, одно отверстие, а с другой стороны одновременно может создаваться байпасное отверстие. Вследствие этого, зависящая от рабочего режима темперирующая мощность может обеспечиваться для двигателя, поршневой машины и/или не показанного устройства передачи. Если двигатель работает, например, в режиме частичной нагрузки, то можно было бы отказаться от дополнительной темперирующей мощности теплообменника и темперирующее средство могло бы отводиться через байпас, вследствие чего темперирующая мощность уменьшается.
Возможно, что теплообменник имеет донный замыкающий элемент и, предпочтительно, теплообменный элемент располагается между донным замыкающим элементом и донным элементом. Из этого следует, что теплообменник образуется из целесообразным образом, по меньшей мере, трех проходящих один над другим, предпочтительно ориентированных, по существу, горизонтально частей, а именно из донного элемента, теплообменного элемента и донного замыкающего элемента.
Следует упомянуть, что донный элемент и/или донный замыкающий элемент, предпочтительно, по существу, выполнен плоским и/или пластинчатым.
Возможно, что донный элемент целесообразно внутри и/или замыкающий донный элемент целесообразно снаружи отлит или смонтирован, например, приклеен, приварен и т.п., на корпусном элементе.
Корпусной элемент может быть, например, алюминиевым и/или литым корпусным элементом.
Корпусной элемент, предпочтительно, выполнен в виде ванны.
Темперирующее средство может использоваться для охлаждения или нагрева рабочего средства.
По меньшей мере, один пропускной канал для рабочего средства и/или, по меньшей мере, один пропускной канал для темперирующего средства проходит предпочтительно в виде трубы или желоба.
Изобретение включает в себя также двигатель, в частности, двигатель транспортного средства (например, автомобильный двигатель, судовой двигатель, двигатель автобуса или двигатель грузового автомобиля или т.п.) или агрегатный двигатель, устройство передачи или поршневую машину с устройством, как здесь раскрыто.
Также, изобретение включает в себя транспортное средство промышленно назначения, например, грузовой автомобиль или автобус, с двигателем, поршневой машиной и/или устройством передачи, которые снабжены устройством, как здесь раскрыто.
Описанные раньше предпочтительные варианты осуществления и признаки изобретения имеют возможность комбинирования друг с другом. Другие предпочтительные усовершенствования изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения или вытекают из нижеследующего описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения в соединении с прилагаемыми фигурами.
Фиг.1 показывает перспективный вид в разрезе устройства согласно одному варианту осуществления изобретения.
Фиг.2 показывает другой перспективный вид в разрезе устройства с фиг.1, и
Фиг.3 показывает вид в разрезе устройства с фиг.1 и 2, в частности, с пояснением его принципа действия.
Фиг.1 показывает перспективный вид в разрезе устройства V, а именно масляную ванну для не показанного двигателя, не показанной поршневой машины и/или не показанного устройства передачи.
Масляная ванна включает в себя корпусной элемент 1 для образования боковой стеновой структуры 1.1 и для приема рабочего средства, в частности масла, и теплообменник 2. Теплообменник 2 является нагружаемым темперирующим средством (например, водой) и включает в себя теплообменный элемент 1.2, посредством которого может осуществляться теплообмен между маслом и водой.
Теплообменный элемент 1.2 включает в себя несколько пропускных каналов В, через которые в процессе эксплуатации протекает масло, и несколько пропускных каналов Т, через которые в процессе эксплуатации протекает вода. В процессе эксплуатации, масло может всасываться, например, двигателем или масляным насосом.
Теплообменный элемент 1.2 образует (донную) часть корпусного элемента 1, так что теплообменный элемент 1.2 и корпусной элемент 1 образуются из одной и той же конструктивной части. Таким образом, масляная ванна и, в частности, корпусной элемент 1 снабжены интегрированным теплообменником 2.
Теплообменный элемент 1.2 включает в себя «вверх-вниз» структуру, в частности, волнообразной формы (например, округленная, прямоугольная, трапецеидальная и т.д.), так что за счет этого на его верхней стороне образуются пропускные каналы В для масла, а на его нижней стороне образуются пропускные каналы Т для воды. Посредством «вверх-вниз» структуры происходит увеличение поверхности, что значительно увеличивает эффективность теплообменника 2.
Пропускные каналы В для масла проходят параллельно пропускным каналам Т для воды и для этого расположены смежно друг с другом. Пропускные каналы Т для воды и пропускные каналы В для масла поочередно перекрывают друг друга, так что образуется множество структур типа «сэндвич».
Внутри корпусного элемента 1 выполнено целесообразным образом в виде продолговатого паза отверстие 1.3, через которое масло может подводиться к пропускным каналам В для масла.
Кроме того, внутри корпусного элемента 1 расположен пластинчатый донный элемент 3. Донный элемент 3 перекрывает пропускной канал В по направлению к верхней стороне и дистанцирован на торцевой стороне от корпусного элемента 1, так что за счет этого образуется отверстие 1.3. Донный элемент 3 может входить в контакт с маслом целесообразным образом с верхней стороны и с нижней стороны.
Теплообменник 2 включает в себя пластинчатый донный замыкающий элемент 4, так что теплообменный элемент 1.2 расположен между донным замыкающим элементом 4 и донным элементом 3. Таким образом, теплообменник 2 целесообразным образом образован из 3-х пластинчатой конструкции, а именно из донного элемента 3, волнообразного теплообменного элемента 1.2 и донного замыкающего элемента 4.
Донный элемент 3 и донный замыкающий элемент 4 целесообразным образом смонтированы на корпусном элементе 1.
Ссылочная позиция 5 обозначает водяной выпуск, через который вода может отводиться из устройства V, соответственно, теплообменника 2.
Фиг.2 показывает другой перспективный вид в разрезе устройства V с фиг.1
Здесь ссылочная позиция 6 указывает на водяной впуск, через который вода вводится в устройство V, соответственно, теплообменник 2, в то время как ссылочная позиция 7 показывает масляный выпуск, через который масло может отводиться из корпусного элемента 1, соответственно, из теплообменника 2.
Фиг.3 показывает вид в разрезе устройства V с фиг.1 и 2 с комментированием его принципа действия.
Из фиг.3 становится ясным, что масло транспортируется через пропускные каналы В, чтобы охладиться на фиг.3 справа налево, в то время как вода транспортируется через пропускные каналы Т, чтобы нагреться на фиг.3 слева направо.
Возможно, что донный элемент 3 внутри корпусного элемента 1 смонтирован с жесткой фиксацией. Но альтернативно возможно, что донный элемент 3 целесообразным образом расположен с возможностью сдвига по существу горизонтально в корпусном элементе 1. Если донный элемент 3 выполнен с возможностью сдвига, то в результате его сдвигания, с одной стороны, может закрываться отверстие 1.3 и одновременно, с другой стороны, образуется схематически обозначенное на фиг.3 байпасное отверстие 8, так что масло может отводиться в обход пропускных каналов В. В результате этого, мощность теплообменника уменьшаться. Вследствие этого, мощность охлаждения может адаптироваться в зависимости от режимов двигателя. Если двигатель работает, например, в режиме частичной нагрузки, то можно было бы отказаться от охлаждения теплообменника и вода могла бы отводиться через байпасное отверстие 8.
Изобретение не ограничено описанными выше вариантами осуществления. Наоборот, возможно множество вариантов и модификаций, которые также используют идею изобретения и поэтому подпадают под область защиты. Более этого, изобретение претендует также на защиту для предмета и признаков зависимых пунктов формулы изобретения вне зависимости от того, на какие признаки и пункты формулы изобретения они ссылаются.
Список ссылочных позиций
1 корпусной элемент
1.1 боковая стеновая структура
1.2 теплообменный элемент
1.3 по меньшей мере одно отверстие
2 теплообменник
3 донный элемент
4 донный замыкающий элемент
5 водяной выпуск
6 водяной впуск
7 масляный выпуск
8 байпасное отверстие
В пропускной канал для рабочего средства, в частности, масла
Т пропускной канал для темперирующего средства, в частности, воды