Chłodzenie do samochodów osobowych

Aby dotrzymać kroku stale rosnącym wymaganiom dotyczącym poprawy zużycia paliwa, emisji i komfortu pasażerów, chłodzenie silnika coraz bardziej przekształca się w złożone zadanie zarządzania ciepłem. MAHLE dysponuje wiedzą i doświadczeniem, aby opracowywać i wdrażać holistyczne rozwiązania układów chłodzenia dla silnika, powietrza doładowującego, klimatyzacji wewnętrznej i komponentów hybrydowych, takich jak silnik elektryczny, akumulator i elektronika mocy.

Chłodzenie silnika - elementy, moduły i systemy

Chłodzenie akumulatorów

Rosnąca elektryfikacja układu napędu jest jednym z najważniejszych trendów technologicznych w branży motoryzacyjnej. Aby zapewnić chłodzenie akumulatora litowo-jonowego i elementów elektronicznych pojazdów elektrycznych i hybrydowych, osiągnięte muszą zostać temperatury poniżej 40°C, co jest uzyskiwane poprzez podłączanie obwodów niskiej temperatury i obwodów chłodniczych. Powoduje to powstanie nowych, złożonych obwodów, które nakładają znacząco wyższe wymogi na indywidualne elementy i system kontrolny.

Chłodzenie powietrza doładowującego

Jednym z głównych środków wykorzystywanych do redukcji zużycia paliwa i co za tym idzie emisji CO2 jest zredukowanie pojemności skokowej, zwykle w połączeniu z turbodoładowaniem, w celu utrzymania lub poprawienia mocy wyjściowej i momentu obrotowego. W miarę jak zwiększa się stopień turbodoładowania, jednocześnie wzrasta konieczność chłodzenia sprężonego powietrza. Chłodzenie powietrza doładowującego zaczyna więc pełnić jeszcze ważniejszą rolę Ostatni etap rozwoju w MAHLE obejmuje pośrednie, kaskadowe chłodzenie powietrza doładowującego, zintegrowane z rurą wlotową, które zapewnia minimalną utratę ciśnienia i znaczące korzyści w zakresie wielkości. Zapewnia to temperatury powietrza doładowującego zbliżone do chłodziwa dzięki wykorzystaniu dwuetapowego procesu chłodzenia.


Chłodnice powietrza doładowującego
Istnieją dwie formy chłodzenia powietrza doładowującego: bezpośrednie chłodzenie za pomocą powietrza otoczenia i pośrednie chłodzenie za pomocą chłodziwa do powietrza otoczenia. Pośrednie chłodzenie powietrza doładowującego oferuje korzyści w zakresie wielkości opakowania i dynamicznego reagowania i będzie odgrywać w przyszłości coraz ważniejszą rolę. Obejmuje to umieszczenie chłodnicy powietrza doładowującego bardzo blisko silnika zamiast z przodu pojazdu. Dodatkowo radiator niskiej temperatury potrzebny w procesie pośredniego chłodzenia powietrza doładowującego jest integralną częścią modułu chłodzenia. Z powodu mniejszej głębokości instalacji radiatora niskiej temperatury w porównaniu z konwencjonalną chłodnicą powietrza doładowującego, z przodu pozostaje więcej dostępnego miejsca, które można wykorzystać na potrzeby różnych środków takich jak ochrona pieszych. Lokalizacja w pobliżu silnika umożliwia wykorzystanie krótszych linii powietrza doładowującego, zmniejszając utratę ciśnienia o około 50%. Większa gęstość schłodzonego powietrza doładowującego i mniejsze straty ciśnienia oznaczają, że dostępna jest większa ilość powietrza na potrzeby spalania w silniku. W wyniku tego uzyskujemy lepszą reaktywność silnika.

Pompa płynu chłodzącego

Szybsze osiągnięcie optymalnej temperatury operacyjnej silnika spalinowego jest jednym z pozostałych jeszcze sposobów dalszej redukcji emisji CO2 w pojazdach. Utrzymywanie przepływu chłodziwa podczas przestoju po rozruchu silnika na zimno wspiera efektywną fazę rozgrzewania, jaki że chłodziwo znajdujące się w silniku nie dokona natychmiastowego rozproszenia ciepła wygenerowanego przez silnik.

MAHLE opracowało kontrolowaną hydraulicznie pompę chłodzenia; system, który dzięki swojej prostej i wytrzymałej budowie ma niską wagę i może być dostosowany do istniejących obwodów chłodzenia silnika.

Moduły chłodzące

Moduły chłodzące zawierają liczne elementy chłodzenia silnika, jak również kondensator, stanowiący część obwodu klimatyzacji. W celu uzyskania maksymalnej efektywności, wszystkie elementy są optymalnie dopasowane. Moduły są montowane zgodnie z koncepcją projektu pojazdu, tym samym redukując koszty rozwoju, produkcji i logistyki.

Chłodnice EGR

Nowe standardy emisji dla samochodów osobowych o pojazdów użytkowych z silnikami diesla nie mogą już zostać osiągnięte tylko za pomocą modyfikacji w silniku. Jednym ze sposobów na spełnienie nowych limitów emisji jest wykorzystanie recyrkulacji ochłodzonych spalin (EGR). Wymaga to oddzielenia części głównego przepływu spalin pomiędzy wyjściem silnika a turbiną, schłodzenie go w specjalnym wymienniku ciepła, a następnie wprowadzenie z powrotem do wlotu powietrza po wyjściowej stronie chłodnicy powietrza doładowującego. Temperatura spalania w silniku zostaje dzięki temu obniżona, tym samym redukując ilość wytwarzanych tlenków azotu (NOx). Technologia chłodzonych spalin jest dostępna w seryjnie produkowanych samochodach osobowych od 1999 roku. W silnikach benzynowych technologia chłodzonych spalin zostanie wdrożona w nadchodzących latach w celu zredukowania zużycia paliwa. Jedną z wyjątkowych cech spawanych laserowo wymienników ciepła spalin MAHLE jest ich doskonała odporność na korozję.

Oferujemy również przełączalne wymienniki ciepła spalin z sekcją obejścia zintegrowaną w obudowie chłodnicy. W celu utrzymania emisji zanieczyszczeń na stałym niskim poziomie, obejście wyłącza funkcję chłodzenia recyrkulowanych spalin w określonych sytuacjach, np. podczas fazy rozruchu zimnego silnika.

Radiatory niskotemperaturowe

W systemie pośredniego chłodzenia powietrza doładowującego, ciepło z chłodnicy powietrza doładowującego zamiast zostać uwolnione bezpośrednio do otaczającego powietrza najpierw przechodzi przez oddzielny obwód chłodzenia niską temperaturą (obwód chłodzenia LT) przed wyrzuceniem do otaczającego powietrza za pośrednictwem radiatora niskiej temperatury po stronie wyjściowej (radiator LT). Radiator LT systemu pośredniego chłodzenia powietrza doładowującego jest mocowany w module chłodzenia silnika i może mieć bardziej kompaktową konstrukcję niż bezpośrednia chłodnica powietrza doładowującego, bez szkody dla wydajności. Dzieje się tak, ponieważ ciepło jest przekazywane z powietrza do chłodziwa. Radiator LT może też być opcjonalnie wykorzystywany do zapewniania optymalnego zarządzania termicznego dla wrażliwego na temperaturę akumulatora litowo-jonowego, jego elementów elektronicznych, a wkrótce także kondensatora obwodu chłodniczego.

Olejowe systemy ogrzewania i chłodzenia

Wraz z postępującym zmniejszaniem silników, pracują one coraz bliżej limitu temperatury swoich materiałów. W konsekwencji, w przyszłości moduły ogrzewania i chłodzenia staną się jeszcze ważniejsze.

Wymienniki ciepła dla modułów grzewczych i chłodzących mają zazwyczaj konstrukcję płytkową i zapewniają możliwie zrównoważony cykl termiczny dla olejów smarowych w silniku i przekładni. Dzięki temu olej szybko się nagrzewa, co znacznie zmniejsza zużycie paliwa przy zimnym rozruchu. Przy wysokich temperaturach oleju, wymienniki ciepła zapobiegają przegrzaniu i przedwczesnemu starzeniu się oleju, umożliwiając wydłużenie okresów wymiany oleju.

Obecne moduły grzewcze i chłodzące MAHLE są obsługują również kierunek, regulację temperatury i filtrowanie przepływu chłodziwa. Zoptymalizowane prowadzenie i dystrybucja chłodziwa dostarcza je do wymienników ciepła silnika i przekładni, a także w razie potrzeby do układu paliwowego.

Wymienniki ciepła (radiator)

Najważniejszą częścią modułu chłodzenia jest radiator, składający się z rdzenia i plastikowych zbiorników, które będą wymagały elementów łączących i mocujących. Rdzeń radiatora jest zwykle wykonany z aluminium, zaś zbiorniki chłodziwa z aluminium - tak jak rdzeń - lub z poliamidu wzmacnianego włóknem szklanym.

Termostaty i zawory kontrolne

Zróżnicowane zadania związane z chłodzeniem silnika mogą zostać zrealizowane tylko poprzez inteligentne kontrolowanie przepływu energii. Rozmaite systemy i elementy silnika mogą zostać wyposażone w chłodzenie, zależnie od potrzeb. W nowoczesnych systemach ma to miejsce w przypadku różnych poziomów temperatury i oddzielnych obwodach chłodzących. Inteligentne systemy sterujące MAHLE, takie jak sterowane mapą termostaty obsługujące silnik, zapewniają uruchamianą zapotrzebowaniem i precyzyjną regulację temperatury i tym samym promują bardziej efektywne działanie, zredukowane zużycie paliwa i elementów oraz niższe emisje.

Silniki do elektrycznych pomp cieczy

W oparciu o modułową konstrukcję, MAHLE oferuje pompę 12 V o mocy do 450 watów i pompę 48 V o mocy do 1 kW.

Dzięki indywidualnie regulowanemu przepływowi chłodziwa przy niskich stratach mechanicznych, nasi klienci osiągają znaczne zmniejszenie zużycia paliwa i obniżenie emisji dwutlenku węgla do 5% (CO2).

Bezszczotkowy silnik elektryczny oraz koncepcja łożyska zapewniają bezobsługową pracę z wysoką niezawodnością. Poza tym bezpośrednio chłodzona elektronika pozwala na maksymalne wykorzystanie mocy.

Electric Coolant Pump