DE19608109C2 - Vorrichtung zur Steuerung der Kühlluftzufuhr bei Kraftfahrzeugkühlern - Google Patents
Vorrichtung zur Steuerung der Kühlluftzufuhr bei KraftfahrzeugkühlernInfo
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- B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
- B60K11/08—Air inlets for cooling; Shutters or blinds therefor
- B60K11/085—Air inlets for cooling; Shutters or blinds therefor with adjustable shutters or blinds
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung der Kühlluft
zufuhr bei Kraftfahrzeugkühlern durch Verändern einer
Kühlluftdurchtrittsfläche mittels mindestens eines volumenveränderlichen, im
Bereich des Kühlers angeordneten, von einem Steuermedium
beaufschlagten Körpers, wobei das Steuermedium durch Abgreifen einer
anderweitig am Fahrzeug vorhandenen Über- oder Unterdruckquelle
bereitgestellt wird.
Mit einer solchen Vorrichtung sind grundsätzliche Vorteile verbunden. Diese
bestehen im wesentlichen aus: Luftwiderstandsabsenkung, schnellere
Erwärmung des Kühlwassers, Wirkungsgradverbesserung des Motors,
schnelleres Ansprechen der Heizung, Verbesserung der Schalldämmung
des Motors, kostengünstige Herstellung und im wesentlichen wartungsfreie
Betriebsweise.
Eine erste Kühlluftzufuhrsteuerung ist durch die US-Patentschrift 4,124,066
bekannt geworden. Als Steuermedium wird dabei die Kühlflüssigkeit,
Druckluft oder unter Druck stehendes Öl aus dem Schmiersystem des
Motors herangezogen.
Aus der US-PS 3,760,779 ist es bekannt, einen für vergleichbare Zwecke
herangezogenen elastischen, aufblasbaren Schlauch an eine Unter- und
Überdruckquelle anzuschließen. Als fahrzeugseitige Überdruckquellen
werden dabei genannt: Servolenkung, Motorschmiersystem, Automatikge
triebe. Als geeignete Unterdruckquelle wird vorrangig das Motor-
Ansaugsystem angesehen.
Eine Kühlluftzufuhrsteuerung der gattungsgemäßen Art ist schließlich
insbesondere durch die DE 34 01 021 C2 bekannt geworden, bei der ein von
Steuerluft beaufschlagter volumenveränderlicher Körper durch eine Anzahl
dehnbarer Schläuche gebildet wird. Diese stehen mit einer in Abhängigkeit
von der Kühlwassertemperatur umsteuerbaren Unter- und Überdruckquelle
in Verbindung.
Zwar wird es durch das vorstehend beschriebene Verwenden von ohnehin
am bzw. im Fahrzeug vorhandenen Unter- und Überdruckquellen entbehr
lich, zum Bereitstellen des Steuermediums separate Druckquellen
vorzusehen. Die im Stand der Technik vorgeschlagenen Lösungsvarianten
machen aber dennoch einen beträchtlichen baulichen Aufwand vonnöten
und erfordern überdies, daß auf die sonstigen funktionellen Gegebenheiten
von z. B. Servolenkung, Motor-Ansaugsystem, Motor-Schmiersystem usw.
Rücksicht genommen wird, d. h., deren ordnungsgemäße und
bestimmungsgemäße Funktionsweise darf nicht beeinträchtigt werden.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglich
keit aufzuzeigen, die es bei geringstmöglichem Aufwand erlaubt, ohne
separaten Unter- bzw. Überdruckerzeuger auszukommen.
Ausgehend von einer gattungsgemäßen Vorrichtung gemäß Oberbegriff des
Patentanspruches 1 ist die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe in den
weiteren Merkmalen nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches
1 zu sehen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen
beansprucht.
Die Anwendung der Erfindung ist selbstverständlich nicht ausschließlich auf
das unmittelbare bauliche Umfeld des Kraftfahrzeugkühlers beschränkt. Der
von der Steuerluft beaufschlagte volumenveränderliche Körper könnte
beispielsweise auch durch eine Anzahl dehnbarer Schläuche gebildet sein,
die die freien Zwischenräume zwischen den Lamellen eines Kühlergrilles
ausfüllen.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher
erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt in
Fig. 1 in schematisierter Darstellung ein Kraftfahrzeug mit der im Frontbe
reich angeordneten erfindungsgemäßen Vorrichtung und in
Fig. 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung, wiederum schematisiert, in per
spektivischer Darstellung.
Wie aus der Zusammenschau der Fig. 1 und 2 hervorgeht, ist in
bekannter Weise innerhalb eines Motorraumes 1 eines Kraftfahrzeuges 2
ein Wärmetauscher angeordnet, der als Kühler 3 des Motor-Kühlsystemes
fungiert. Ihm ist ein im Querschnitt sich verengendes, der Luftführung der
durchströmenden Luft 11 dienendes Gehäuse 4 nachgeordnet, an dessen
Austrittsöffnung sich ein Ventilator 5 anschließt. Unmittelbar dahinter
befindet sich die Brennkraftmaschine 6.
Damit bei bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine 6, z. B.
bei niedrigen Außentemperaturen und/oder im Teillastbetrieb in einem ge
wissen Temperaturbereich von Kühlwasser und/oder Motoröl eine Steuerung
der Kühlluftzufuhr durch Verändern einer verfügbaren Kühlluft-Durchtrittsflä
che möglich ist, ist im Gehäuse 4 an geeigneter Stelle ein Faltenbalg 7 an
geordnet, dessen Unterseite 8 am Gehäuseboden verankert ist und der je
nach Beaufschlagung mit Steuerluft entweder nahezu gänzlich zusammen
gefaltet sein oder sich bis zur oberen Begrenzungswand 9 des Gehäuses 4
erstrecken kann. Alternativ denkbar wäre selbstverständlich auch eine
quergerichtete Entfaltungsbewegung des Faltenbalges 7. Des weiteren wäre
eine zweigeteilte Faltenbalgausbildung denkbar, wie dies beispielsweise in
der US-Patentschrift 2,660,946 gezeigt ist.
Zum Entfalten des Faltenbalges 7 und damit zum mehr oder weniger voll
ständigen Verschließen der Kühlluftdurchtrittsfläche im Gehäuse 4 ist an der
Unterseite 8 eine Versorgungsleitung 10 angeschlossen, die über ein
zwischengeschaltetes Ventil 12 in eine Luft-Eintrittsöffnung 13 an der
Fahrzeugfront im Bereich des vorderen Stoßfängers 14 mündet. Eine
weitere an der Faltenbalg-Unterseite 8 angeschlossene Versorgungsleitung
15 führt über ein Ventil 16 zu einem Unterdruckerzeuger 17, während eine
davon abzweigende weitere Versorgungsleitung 18 über ein wiederum
zwischengeschaltetes Ventil 19 zu einer Luft-Austrittsöffnung 20 im vorderen
Bereich des Fahrzeugbodens 22 hinführt.
Die beiden Öffnungen 13, 20 sind insbesondere dadurch gekennzeichnet,
daß dort bei in Fahrt sich befindendem Kraftfahrzeug unterschiedliche
Luftdrücke vorherrschen. Während im Bereich der Eintrittsöffnung 13 ein
Überdruck (Staudruck) herrscht, liegt im Bereich der Austrittsöffnung 20 ein
gewisser Unterdruck vor. Diese Drücke werden charakterisiert durch einen
(dimensionslosen) Druckbeiwert cp, der sich ergibt aus
Dabei ist:
p = Luftdruck an der Öffnung 13, 20
p∞ = Umgebungsluftdruck
ρ = Luftdichte
V∞ = Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges
p∞ = Umgebungsluftdruck
ρ = Luftdichte
V∞ = Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges
Bei einem Kraftfahrzeug 2 der in Fig. 1 dargestellten Art gilt für den Druck
beiwert im Bereich der Eintrittsöffnung 13 etwa cp ≧ 0,8, während im Bereich
der Austrittsöffnung 20 der Druckbeiwert etwa bei cp ≅ - 0,4 liegt. Da die
Fahrzeugkarosserie 21 einschließlich Fahrzeugboden 22 aufgrund der
Umströmung eine Reihe von mehr oder weniger stark ausgeprägten Unter-
und Überdruckgebieten aufweist, liegt es auf der Hand, daß die Öffnungen
13, 20 auch in anderen Bereichen der Fahrzeugoberfläche angeordnet sein
könnten.
Somit läßt sich im Ergebnis ein mehr oder weniger vollständiges Entfalten
bzw. Zusammenfalten des Faltenbalges 7 durch wechselseitiges und
aufeinander abgestimmtes Öffnen und Schließen der Ventile 12 und 19
erreichen. Der Unterdruckerzeuger 17 ist für den Fall vorgesehen, daß bei
sehr starkem Abbremsen des Kraftfahrzeuges 2 der Unterdruck in der
Versorgungsleitung 18 zu rasch abgebaut wird, so daß ein vollständiges
Zusammenfalten des Faltenbalges 7 ggf. nicht mehr gewährleistet werden
kann.
Hier könnte, wie auch im Stand der Technik bekannt, auf
unterdruckerzeugende Funktionseinheiten im Fahrzeug 2 zurückgegriffen
werden (z. B. Ansaugsystem der Brennkraftmaschine 6).
Die eigentliche Ansteuerung der Ventile 12, 19 (und ggf. des
Unterdruckerzeugers 17) geschieht mittels hier nicht gezeigter Steuereinheit
in einer im Stand der Technik bereits bekannten Abhängigkeit zu
verschiedenen Randbedingungen. Berücksichtigte Steuergrößen könnten
dabei sein: Außentemperatur, Kühlwassertemperatur, Brennkraftmaschinen-
Schmieröltemperatur, Fahrtgeschwindigkeit, Schaltzustand einer Fahrzeug-
Klimaanlage.
Claims (5)
1. Vorrichtung zur Steuerung der Kühlluftzufuhr bei Kraftfahrzeugkühlern
durch Verändern einer Kühlluftdurchtrittsfläche mittels mindestens eines
volumenveränderlichen, im Bereich des Kühlers angeordneten, von einem
Steuermedium beaufschlagten Körpers, wobei das Steuermedium durch
Abgreifen einer anderweitig am Fahrzeug vorhandenen Über- oder Unter
druckquelle bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bil
dung der Über- oder Unterdruckquelle ein bei der Umströmung der Fahr
zeugoberfläche (21, 22) sich einstellender Luftdruck (Druckbeiwert cp)
dient und daß der Körper (7) über Versorgungsleitungen (10, 18) damit
verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste
Versorgungsleitung (10) für den volumenveränderlichen Körper (7) in eine
Eintrittsöffnung (13) an der Fahrzeugfront im Bereich eines Stoßfängers
(14) mündet, während eine zweite Versorgungsleitung (18) zu einer
Austrittsöffnung (20) im vorderen Bereich des Fahrzeugbodens (22)
hinführt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte
Versorgungsleitung (15) mit einem weiteren Unterdruckerzeuger (17) in
Verbindung steht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Versorgungsleitungen (10, 15, 18) mit Ventilen (12, 16, 19) versehen sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet,
daß der volumenveränderliche Körper ein Faltenbalg (7) ist, der innerhalb
eines dem Kühler (3) nachgeschalteten Luftführungs-Gehäuses (4)
angeordnet ist.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19608109A DE19608109C2 (de) | 1996-03-02 | 1996-03-02 | Vorrichtung zur Steuerung der Kühlluftzufuhr bei Kraftfahrzeugkühlern |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19608109A DE19608109C2 (de) | 1996-03-02 | 1996-03-02 | Vorrichtung zur Steuerung der Kühlluftzufuhr bei Kraftfahrzeugkühlern |
Publications (2)
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---|---|
DE19608109A1 DE19608109A1 (de) | 1997-09-04 |
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Family
ID=7787055
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19608109A Expired - Lifetime DE19608109C2 (de) | 1996-03-02 | 1996-03-02 | Vorrichtung zur Steuerung der Kühlluftzufuhr bei Kraftfahrzeugkühlern |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE19608109C2 (de) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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- 1996-03-02 DE DE19608109A patent/DE19608109C2/de not_active Expired - Lifetime
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DE19608109A1 (de) | 1997-09-04 |
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