DE102014208545A1 - Device for cooling charge air - Google Patents

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Harald Schmitt
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Abstract

Die Erfindung betsrifft eine Vorrichtung zur Kühlung von Ladeluft eines mit einem Ladeluftverdichter betriebenen Verbrennungsmotors eines landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs.The invention concerns a device for cooling charge air of an internal combustion engine of an agricultural work vehicle which is operated with a charge air compressor.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung von Ladeluft eines mit einem Ladeluftverdichter betriebenen Verbrennungsmotors eines landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs.The invention relates to a device for cooling charge air of a run with a charge air compressor internal combustion engine of an agricultural work vehicle.

Landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen werden regelmäßig von aufgeladenen Verbrennungsmotoren, die fast ausschließlich nach dem Diesel-Prinzip selbstzündend arbeiten, angetrieben. Die Erwärmung der Ladeluft infolge der Verdichtung durch die Verdichterstufe eines Turboladers oder eines Kompressors, erfordert den Einsatz einer Ladeluftkühlung im Ansaugtrakt zwischen der Verdichterstufe und dem Einlassventil, um die Leistung und den Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors zu erhöhen. Eine Ladeluftkühlung kann über kühlmittelgekühlte oder luftgekühlte Wärmetauscher, durch die die zu kühlende Ladeluft hindurchgeführt wird, erreicht werden. Außerdem können in einer Ladeluftkühlung mehrere in Reihe angeordnete Wärmetauscher zur aufeinanderfolgenden Kühlung der Ladeluft vorgesehen sein.Agricultural machines are regularly driven by supercharged internal combustion engines, which work almost exclusively on the diesel principle, self-igniting. The heating of the charge air as a result of compression by the compressor stage of a turbocharger or a compressor, requires the use of a charge air cooling in the intake tract between the compressor stage and the intake valve to increase the performance and efficiency of the internal combustion engine. Charge air cooling can be achieved by means of coolant-cooled or air-cooled heat exchangers through which the charge air to be cooled is passed. In addition, in a charge air cooling a plurality of heat exchangers arranged in series can be provided for successive cooling of the charge air.

Die DE 10 2012 212 867 A1 zeigt eine Ausführung einer Ladeluftkühlung bei einem Verbrennungsmotor, wobei die Ladeluftkühlung eine erste kühlmittelbeaufschlagte Kühlvorrichtung, die baulich in ein Ansaugrohr des Verbrennungsmotors integriert ist, und eine zweite mittels Umgebungsluft beaufschlagte Kühlvorrichtung umfasst.The DE 10 2012 212 867 A1 shows an embodiment of a charge air cooling in an internal combustion engine, wherein the intercooler comprises a first coolant-loaded cooling device, which is structurally integrated into an intake pipe of the internal combustion engine, and a second ambient air-applied cooling device.

Bei einer Anordnung einer Ladeluftkühlung in einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine beispielsweise in Form eines Traktors sind bauraumbedingte Besonderheiten beziehungsweise Rahmenbedingungen zu berücksichtigen. Zunächst gilt es zu berücksichtigen, dass landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen regelmäßig bei hoher Leistungsabgabe der Verbrennungskraftmaschine mit einer langsamen Geschwindigkeit fahren. Diese Bedingungen stellen hohen Anforderungen an die Kühlsysteme, wobei es sich bei diesen um den eigentlichen Motorkühlkreislauf inklusive einer Ölkreislaufkühlung, den Kondensatorkühler einer Klimaanlage oder die Ladeluftkühlung handeln kann. Bei den jeweiligen Wärmetauschern der einzelnen Kühlkreisläufe kann es sich um luftbeaufschlagte Wärmetauscher handelt, wie dies fast grundsätzlich bei dem Motorkühlkreislauf der Fall ist.In an arrangement of intercooler in an agricultural machine, for example in the form of a tractor space-specific features or conditions must be considered. First of all, it has to be considered that agricultural machines regularly drive at high power output of the internal combustion engine at a slow speed. These conditions make high demands on the cooling systems, which may be the actual engine cooling circuit including oil circuit cooling, the condenser of an air conditioner or the intercooler. The respective heat exchangers of the individual cooling circuits may be air-cooled heat exchangers, as is almost always the case with the engine cooling circuit.

Weiterhin ergibt sich bei einer hohen Leistungsanforderung an die Verbrennungskraftmaschine bei gleichzeitig niedriger Fahrgeschwindigkeit die Notwendigkeit eines zumindest fast permanent angetriebenen und einen Kühlluftstrom durch die Wärmetauscher erzeugenden Kühlventilators, da ein solcher Kühlluftstrom infolge der niedrigen Fahrgeschwindigkeit wenn überhaupt nur in einem unzureichenden Maße zustande kommen kann. Bei der Anordnung der Wärmetauscher der einzelnen Kühlkreisläufe in dem vorderen Bereich des Fahrzeugs ist also darauf zu achten, dass der durch den Kühlventilator erzeugte Kühlluftstrom jeden Wärmetauscher erreicht beziehungsweise durchströmt. Gleichzeitig muss der Kühlluftstrom nach dem Durchströmen eines Wärmetauschers immer noch ein ausreichend niedrigeres Temperaturniveau als das zu kühlende Medium haben, welches durch den in Luftstromrichtung betrachtet nachgeordneten Wärmetauscher fließt beziehungsweise strömt. Es ist also auf eine geeignete Anordnung der Wärmetauscher der einzelnen Kühlkreisläufe untereinander zu achten.Furthermore, at a high power requirement to the internal combustion engine at the same time low driving speed, the need for at least almost permanently driven and a cooling air flow through the heat exchanger generating cooling fan, since such a cooling air flow due to the low driving speed, if at all can come about to an insufficient extent. When arranging the heat exchangers of the individual cooling circuits in the front region of the vehicle, care must therefore be taken to ensure that the cooling air flow generated by the cooling fan reaches or flows through each heat exchanger. At the same time, after passing through a heat exchanger, the cooling air flow must still have a sufficiently lower temperature level than the medium to be cooled, which flows or flows through the downstream heat exchanger considered in the air flow direction. It is therefore important to ensure a suitable arrangement of the heat exchanger of the individual cooling circuits with each other.

Ausgehend hiervon besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung zur Kühlung von Ladeluft bereitzustellen, die eine effektive Ladeluftkühlung unter Berücksichtigung oben genannten Rahmenbedingungen ermöglicht.Proceeding from this, the object of the present invention is to provide a device for cooling charge air, which allows an effective intercooler under consideration of the above conditions.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Kühlung von Ladeluft eines mit einem Ladeluftverdichter betriebenen Verbrennungsmotors eines landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs, umfassend eine Hauptkühlstufe und eine bezogen auf die Ladeluft stromaufwärts der Hauptkühlstufe angeordnete Vorkühlstufe, die mit dem Abluftstrom eines Wärmetauschers eines Motorkühlkreislaufs beaufschlagt ist.The object is achieved by a device for cooling charge air of a run with a charge air compressor internal combustion engine of an agricultural work vehicle comprising a main cooling stage and with respect to the charge air upstream of the main cooling stage arranged Vorkühlstufe which is acted upon by the exhaust air flow of a heat exchanger of an engine cooling circuit.

Diese erfindungsgemäße Anordnung geht von der Erkenntnis aus, dass bei den oben beschriebenen Einsatzbedingungen des Verbrennungsmotors einerseits im Turboladeraustritt eine Ladelufttemperatur von bis zu 230°C und andererseits eine Abluftstromtemperatur nach dem Durchtritt des Kühlluftstrom durch den Wärmetauscher des Motorkühlkreislaufs von bis zu knapp über 100°C herrschen und diese Temperaturdifferenz dafür genutzt werden kann, mit dem Abluftstrom des Wärmetauschers des Motorkühlkreislaufs die erhitzte Ladeluft um einen signifikanten Temperaturbetrag abzukühlen. Letztlich ist diese Ausnutzung beziehungsweise die Aufheizung des Abluftstroms des Wärmetauschers des Motorkühlkreislaufs möglich, da dieser Abluftstrom bei bekannten Kühlsystemen ungenutzt in die Umgebung entlassen wird und keiner weiteren Verwendung zugeführt wird. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist von Vorteil, dass durch die Ausnutzung des ohnehin erzeugten Abluftstroms ein Effizienzgewinn erreicht wird, so dass die mechanische Antriebsleistung eines Zusatzlüfterantriebs der Hauptkühlstufe für die Ladeluft reduziert werden kann.This arrangement according to the invention is based on the finding that in the above-described conditions of use of the internal combustion engine on the one hand in the turbocharger outlet a charge air temperature of up to 230 ° C and on the other hand, a Abluftstromtemperatur after the passage of the cooling air flow through the heat exchanger of the engine cooling circuit of up to just over 100 ° C. prevail and this temperature difference can be used to cool the heated charge air by a significant amount of temperature with the exhaust air flow of the heat exchanger of the engine cooling circuit. Ultimately, this utilization or the heating of the exhaust air flow of the heat exchanger of the engine cooling circuit is possible, since this exhaust air stream is released in known cooling systems unused in the environment and no further use is supplied. In the arrangement according to the invention it is advantageous that an efficiency gain is achieved by the utilization of the already generated exhaust air flow, so that the mechanical drive power of an additional fan drive of the main cooling stage for the charge air can be reduced.

Bevorzugt sind die Hauptkühlstufe und die Vorkühlstufe bezogen auf eine Fahrzeuglängsrichtung auf entgegengesetzten Seiten des Wärmetauschers des Motorkühlkreislaufs angeordnet. Hierdurch ist gewährleistet, dass der Hauptkühlstufe ein Kühlluftstrom zur Verfügung steht, der noch nicht infolge eines Durchtritts durch den Wärmetauscher des Motorkühlkreislaufs deutlich erwärmt ist.The main cooling stage and the pre-cooling stage are preferably arranged with reference to a vehicle longitudinal direction on opposite sides of the heat exchanger of the engine cooling circuit. This ensures that the main cooling stage Cooling air flow is available, which is not yet significantly heated due to a passage through the heat exchanger of the engine cooling circuit.

Bevorzugt ist die Vorkühlstufe bezogen auf den Abluftstrom dem Wärmetauscher und einem Kühlventilator des Motorkühlkreislaufs nachgeordnet. Hierdurch wird gewährleistet, dass der Wärmetauscher und der Kühlventilator des Motorkühlkreislaufs als bauliche Einheit gestaltet werden können.The pre-cooling stage is preferably arranged downstream of the heat exchanger and a cooling fan of the engine cooling circuit relative to the exhaust air flow. This ensures that the heat exchanger and the cooling fan of the engine cooling circuit can be designed as a structural unit.

Bevorzugt umfasst der Motorkühlkreislauf eine dem Kühlventilator nachgeordnete Leitwerkanordnung zur Ablenkung des Abluftstroms in radialer Richtung, wobei die Vorkühlstufe in dem radial abgelenkten Abluftstrom angeordnet ist. Durch die Leitwerkanordnung ist es möglich, die Vorkühlstufe gezielt mit dem Abluftstrom zu beaufschlagen.Preferably, the engine cooling circuit comprises a downstream of the cooling fan tail assembly for deflecting the exhaust air flow in the radial direction, wherein the pre-cooling stage is arranged in the radially deflected exhaust air flow. Due to the tail assembly, it is possible to selectively apply the Vorkühlstufe with the exhaust air stream.

Bei einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Vorkühlstufe in dem Abluftstrom zwischen dem Wärmetauscher und dem Kühlventilator angeordnet ist. Dies kann Vorteile bieten, wenn aus Gründen des Bauraums Wärmetauscher und der Kühlventilator des Motorkühlkreislaufs nicht als bauliche Einheit vorgesehen werden.In an alternative embodiment it can be provided that the pre-cooling stage is arranged in the exhaust air flow between the heat exchanger and the cooling fan. This can offer advantages if, for reasons of installation space, the heat exchanger and the cooling fan of the engine cooling circuit are not provided as a structural unit.

Bevorzugt umfasst die Hauptkühlstufe einen elektrisch oder hydraulisch angetriebenen Zusatzkühlventilator.Preferably, the main cooling stage comprises an electrically or hydraulically driven auxiliary cooling fan.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kühlung von Ladeluft wird anhand der nachfolgenden Figur beschrieben.The inventive device for cooling charge air will be described with reference to the following figure.

Die Figur zeigt ein in Teilen nur schematisch dargestelltes landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug 12 mit einer in einem vorderen Bereich angeordneten Vorrichtung 10 zur Kühlung von Ladeluft. Das landwirtschaftliche Arbeitsfahrzeug umfasst eine Kabine 14, eine Vorderachse 16 und einen mittels eines Abgasturboladers 18 betriebenen Verbrennungsmotor 20 zum Antrieb einer Hinterachse 22. Ein Rahmen 24 dient als tragendes Element der einzelnen Komponenten des Arbeitsfahrzeugs 12.The figure shows a part only schematically illustrated agricultural work vehicle 12 with a device arranged in a front area 10 for cooling charge air. The agricultural work vehicle includes a cabin 14 , a front axle 16 and one by means of an exhaust gas turbocharger 18 operated internal combustion engine 20 for driving a rear axle 22 , A frame 24 serves as a supporting element of the individual components of the work vehicle 12 ,

Zum Abführen der während des Betriebs des Verbrennungsmotors 20 entwickelten Wärme ist eine Motorkühlkreislauf 26 vorgesehen, der einen kühlmitteldurchströmten und mit einem Kühlluftstrom beaufschlagten Wärmetauscher 28, einen mit dem Kühlluftstrom beaufschlagten Ölkühler 30 und einen den Kühlluftstrom erzeugenden Kühlventilator 32, der permanent oder über eine Viskokupplung bedarfsweise zuschaltbar von dem Verbrennungsmotor 20 angetrieben wird, umfassen kann. Der Kühlluftstrom ist in der Figur durch Pfeile schematisch dargestellt, wobei der Kühlluftstrom durch eine an der Front einer Aggregateraumabdeckung 34 des Arbeitsfahrzeugs 12 angebrachten Kühlermaske 36 in den Aggregateraum 38 einströmen kann. In dem Bereich verläuft die Richtung des Kühlluftstroms im Wesentlichen parallel zu einer Fahrzeuglängsachse, wobei im weiteren Verlauf der Kühlluftstrom in einer radialen Richtung abgelenkt werden kann, wie weiter unten beschrieben. Weiterhin kann ein Kondensatorkühler 40 einer Klimaanlage bezogen auf den Kühlluftstrom vor dem Wärmetauscher 28 angeordnet sein.For discharging during operation of the internal combustion engine 20 developed heat is an engine cooling circuit 26 provided, which is a coolant flowed through and acted upon by a cooling air flow heat exchanger 28 , An exposed to the cooling air flow oil cooler 30 and a cooling air flow generating cooling fan 32 , the permanent or via a viscous coupling, if necessary, switchable from the internal combustion engine 20 is driven may include. The cooling air flow is shown schematically in the figure by arrows, wherein the cooling air flow through a at the front of an aggregate space cover 34 of the work vehicle 12 attached radiator grille 36 in the aggregate room 38 can flow in. In the region, the direction of the cooling air flow is substantially parallel to a vehicle longitudinal axis, wherein in the further course of the cooling air flow can be deflected in a radial direction, as described below. Furthermore, a condenser 40 an air conditioner based on the cooling air flow in front of the heat exchanger 28 be arranged.

Die Vorrichtung 10 zur Kühlung der von dem Abgasturbolader 18 komprimierten Ladeluft umfasst eine Vorkühlstufe 50 und eine Hauptkühlstufe 52. Beide Kühlstufen 50, 52 sind als luftbeaufschlagte Wärmetauscher ausgeführt. Die Hauptkühlstufe 52 kann, wie vorliegend dargestellt, einen Zusatzkühlventilator 54 umfassen. Die Vorkühlstufe 50 ist über einen ersten Luftleitungsabschnitt 56 mit dem Luftauslass der Verdichterstufe des Abgasturboladers 18 verbunden und erhält hierüber die komprimierte Ladeluft. Die Hauptkühlstufe 52 ist mit der Vorkühlstufe 50 über einen zweiten Luftleitungsabschnitt 58 verbunden und erhält hierüber die vorgekühlte Ladeluft, nachdem diese die Vorkühlstufe 50 durchströmt hat. Nach Durchströmen der Hauptkühlstufe 52 wird die gekühlte Ladeluft über einen nur schematisch dargestellten dritten Luftleitungsabschnitt 60 zu einem nicht dargestellten Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors 20 zurückgeleitet.The device 10 for cooling the exhaust gas turbocharger 18 compressed charge air includes a pre-cooling stage 50 and a main cooling stage 52 , Both cooling stages 50 . 52 are designed as luftbeaufschlagte heat exchanger. The main cooling stage 52 can, as shown here, an additional cooling fan 54 include. The pre-cooling stage 50 is over a first air line section 56 with the air outlet of the compressor stage of the exhaust gas turbocharger 18 connected and receives over this the compressed charge air. The main cooling stage 52 is with the pre-cooling stage 50 via a second air line section 58 connected and receives over this the pre-cooled charge air, after this the Vorkühlstufe 50 flowed through. After flowing through the main cooling stage 52 is the cooled charge air via a third air duct section shown only schematically 60 to an intake, not shown, of the internal combustion engine 20 returned.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Vorkühlstufe 50 bezogen auf den Kühlluftstrom hinter dem Wärmetauscher 28 des Motorkühlkreislauf 26 angeordnet ist. Wie vorliegend dargestellt kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Vorkühlstufe 50 zwischen dem Wärmetauscher 28 und dem Verbrennungsmotor 28 angeordnet ist. Hierbei ist es insbesondere günstig, wenn die Vorkühlstufe 50 bezogen auf eine Drehachse 62 des Kühlventilators 32 radial nach oben versetzt angeordnet ist, so dass sich die Vorkühlstufe 50 im Wesentlichen knapp unterhalb der Aggregateraumabdeckung 34 befindet, um den hindurchgetretenen Kühlluftstrom durch Öffnungen in der Aggregateraumabdeckung 34 in die Umgebung zu entlassen.According to the invention, it is provided that the precooling stage 50 based on the cooling air flow behind the heat exchanger 28 the engine cooling circuit 26 is arranged. As shown in the present case can be provided in particular that the pre-cooling stage 50 between the heat exchanger 28 and the internal combustion engine 28 is arranged. It is particularly advantageous if the pre-cooling stage 50 related to a rotation axis 62 the cooling fan 32 is arranged offset radially upwards so that the pre-cooling stage 50 essentially just below the engine compartment cover 34 located to the passed cooling air flow through openings in the unit space cover 34 to fire in the area.

Außerdem kann in einer bevorzugten Ausführung vorgesehen sein, dass eine Leitwerkanordnung 64 bezogen auf den Kühlluftstrom vor dem Verbrennungsmotor 20 angeordnet ist, die im Wesentlichen dazu ausgebildet ist, den durch den Wärmetauscher 28, den Ölkühler 30 und den Kondensatorkühler 40 durchgeströmten Kühlluftstrom bezogen auf die Drehachse 62 in einer radialen Richtung abzulenken.In addition, it can be provided in a preferred embodiment that a tail assembly 64 based on the cooling air flow in front of the internal combustion engine 20 is arranged, which is formed substantially to that through the heat exchanger 28 , the oil cooler 30 and the condenser 40 flowed through cooling air flow relative to the axis of rotation 62 to deflect in a radial direction.

Erfindungsgemäß wird demnach der nach Durchströmen des Wärmetauschers 28, des Ölkühlers 30 und des Kondensatorkühlers 40 bereits stark erwärmte Abluftstrom, welcher unter bestimmten Bedingungen bis zu knapp über 100°C erwärmt sein kann, für eine weitere Kühlung, nämlich der bis zu 230°C betragenden Ladeluft, genutzt. Dies ist möglich, da zwischen der Ladeluft unmittelbar nach dem Austritt aus der Verdichterstufe des Abgasturboladers 18 und dem Abluftstrom an dieser Stelle eine Temperaturdifferenz besteht, die für eine weitere Kühlung genutzt werden kann.According to the invention, therefore, after flowing through the heat exchanger 28 , the oil cooler 30 and the condenser 40 already strongly heated exhaust air flow, which under certain conditions may be heated to just over 100 ° C. can be used for further cooling, namely the charge air up to 230 ° C. This is possible because between the charge air immediately after exiting the compressor stage of the exhaust gas turbocharger 18 and the exhaust air flow at this point a temperature difference exists, which can be used for further cooling.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Kühlvorrichtung cooler
1212
landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug agricultural work vehicle
1414
Kabine cabin
1616
Vorderachse Front
1818
Abgasturbolader turbocharger
2020
Verbrennungsmotor internal combustion engine
2222
Hinterachse rear axle
2424
Rahmen frame
2626
Motorkühlkreislauf Engine cooling circuit
2828
Wärmetauscher heat exchangers
3030
Ölkühler oil cooler
3232
Kühlventilator cooling fan
3434
Aggregateraumabdeckung Aggregate compartment cover
3636
Kühlermaske radiator grille
3838
Aggregateraum assembly space
4040
Kondensatorkühler condenser
5050
Vorkühlstufe precooling
5252
Hauptkühlstufe Main cooling stage
5454
Zusatzkühlventilator Additional cooling fan
5656
Luftleitungsabschnitt Air duct section
5858
Luftleitungsabschnitt Air duct section
6060
Luftleitungsabschnitt Air duct section
6262
Drehachse axis of rotation
6464
Leitwerkanordnung tail arrangement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102012212867 A1 [0003] DE 102012212867 A1 [0003]

Claims (7)

Vorrichtung (10) zur Kühlung von Ladeluft eines mit einem Ladeluftverdichter (18) betriebenen Verbrennungsmotors (20) eines landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs (12), umfassend eine Hauptkühlstufe (52) und eine bezogen auf die Ladeluft stromaufwärts der Hauptkühlstufe (52) angeordnete Vorkühlstufe (50), die mit dem Abluftstrom eines Wärmetauschers (28) eines Motorkühlkreislaufs (26) beaufschlagt ist.Contraption ( 10 ) for cooling charge air one with a charge air compressor ( 18 ) operated internal combustion engine ( 20 ) of an agricultural work vehicle ( 12 ), comprising a main cooling stage ( 52 ) and one related to the charge air upstream of the main cooling stage ( 52 ) arranged pre-cooling stage ( 50 ) connected to the exhaust air flow of a heat exchanger ( 28 ) an engine cooling circuit ( 26 ) is acted upon. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptkühlstufe (52) und die Vorkühlstufe (50) bezogen auf eine Fahrzeuglängsrichtung auf entgegengesetzten Seiten des Wärmetauschers (28) des Motorkühlkreislaufs (26) angeordnet sind.Contraption ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the main cooling stage ( 52 ) and the pre-cooling stage ( 50 ) relative to a vehicle longitudinal direction on opposite sides of the heat exchanger ( 28 ) of the engine cooling circuit ( 26 ) are arranged. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorkühlkreislauf (26) einen Kühlventilator (32) umfasst, der die Vorkühlstufe (52) mit dem Abluftstrom des Wärmetauschers (28) des Motorkühlkreislaufs (26) beaufschlagt.Contraption ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the engine cooling circuit ( 26 ) a cooling fan ( 32 ), which controls the pre-cooling stage ( 52 ) with the exhaust air flow of the heat exchanger ( 28 ) of the engine cooling circuit ( 26 ). Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkühlstufe (52) bezogen auf den Abluftstrom dem Wärmetauscher (28) und dem Kühlventilator (32) nachgeordnet ist.Contraption ( 10 ) according to claim 3, characterized in that the pre-cooling stage ( 52 ) relative to the exhaust air flow to the heat exchanger ( 28 ) and the cooling fan ( 32 ) is subordinate. Vorrichtung (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorkühlkreislauf (26) eine dem Kühlventilator (32) nachgeordnete Leitwerkanordnung (64) zur Ablenkung des Abluftstroms in radialer Richtung umfasst, wobei die Vorkühlstufe (52) in dem radial abgelenkten Abluftstrom angeordnet ist.Contraption ( 10 ) according to claim 3 or 4, characterized in that the engine cooling circuit ( 26 ) a cooling fan ( 32 ) downstream tail assembly ( 64 ) for deflecting the exhaust air flow in the radial direction, wherein the pre-cooling stage ( 52 ) is arranged in the radially deflected exhaust air stream. Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkühlstufe (52) in dem Abluftstrom zwischen dem Wärmetauscher (28) und dem Kühlventilator (32) angeordnet ist.Contraption ( 10 ) according to claim 3, characterized in that the pre-cooling stage ( 52 ) in the exhaust air flow between the heat exchanger ( 28 ) and the cooling fan ( 32 ) is arranged. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptkühlstufe (50) einen elektrisch oder hydraulisch angetriebenen Zusatzkühlventilator (54) umfasst.Contraption ( 10 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the main cooling stage ( 50 ) an electrically or hydraulically driven auxiliary cooling fan ( 54 ).
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3287618A1 (en) * 2016-08-23 2018-02-28 CLAAS Tractor S.A.S. Agricultural machine with turbo-charger
US20190255916A1 (en) * 2018-02-22 2019-08-22 Cnh Industrial America Llc Hvac condenser assembly for a work vehicle
EP3693567A1 (en) * 2019-02-06 2020-08-12 CLAAS Selbstfahrende Erntemaschinen GmbH Agricultural machine
US20240295187A1 (en) * 2023-03-01 2024-09-05 Deere & Company Method for operating a vehicle cooling system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2655017A1 (en) * 1976-12-04 1978-06-08 Kloeckner Humboldt Deutz Ag COMBUSTION ENGINE WITH RECHARGE
DE2850579A1 (en) * 1978-11-22 1980-05-29 Sueddeutsche Kuehler Behr COOLING SYSTEM FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE IN A VEHICLE
EP0522288A1 (en) * 1991-07-11 1993-01-13 Mercedes-Benz Ag Cooler arrangement
DE19928193A1 (en) * 1998-07-09 2000-01-13 Behr Gmbh & Co Heat exchanger system for motor vehicle
US20050109483A1 (en) * 2003-11-26 2005-05-26 Kolb John A. Heat exchanger package with split charge air cooler
DE102012212867A1 (en) 2012-07-23 2014-01-23 Behr Gmbh & Co. Kg Charge air cooling system and associated method of providing charge air cooling for an internal combustion engine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2655017A1 (en) * 1976-12-04 1978-06-08 Kloeckner Humboldt Deutz Ag COMBUSTION ENGINE WITH RECHARGE
DE2850579A1 (en) * 1978-11-22 1980-05-29 Sueddeutsche Kuehler Behr COOLING SYSTEM FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE IN A VEHICLE
EP0522288A1 (en) * 1991-07-11 1993-01-13 Mercedes-Benz Ag Cooler arrangement
DE19928193A1 (en) * 1998-07-09 2000-01-13 Behr Gmbh & Co Heat exchanger system for motor vehicle
US20050109483A1 (en) * 2003-11-26 2005-05-26 Kolb John A. Heat exchanger package with split charge air cooler
US7290593B2 (en) * 2003-11-26 2007-11-06 Proliance International, Inc. Heat exchanger package with split charge air cooler
DE102012212867A1 (en) 2012-07-23 2014-01-23 Behr Gmbh & Co. Kg Charge air cooling system and associated method of providing charge air cooling for an internal combustion engine

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3287618A1 (en) * 2016-08-23 2018-02-28 CLAAS Tractor S.A.S. Agricultural machine with turbo-charger
US20190255916A1 (en) * 2018-02-22 2019-08-22 Cnh Industrial America Llc Hvac condenser assembly for a work vehicle
WO2019165047A1 (en) * 2018-02-22 2019-08-29 Cnh Industrial America Llc Hvac condenser assembly for a work vehicle
EP3693567A1 (en) * 2019-02-06 2020-08-12 CLAAS Selbstfahrende Erntemaschinen GmbH Agricultural machine
US20240295187A1 (en) * 2023-03-01 2024-09-05 Deere & Company Method for operating a vehicle cooling system
EP4438865A1 (en) * 2023-03-01 2024-10-02 Deere & Company Method for operating a vehicle cooling system
US12497915B2 (en) * 2023-03-01 2025-12-16 Deere & Company Method for operating a vehicle cooling system

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