DE2850579A1

DE2850579A1 - Kuehlanlage fuer eine brennkraftmaschine in einem fahrzeug

Info

Publication number: DE2850579A1
Application number: DE19782850579
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl Ing Hauser
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1978-11-22
Filing date: 1978-11-22
Publication date: 1980-05-29
Also published as: DE2850579B2; FR2442154B1; DE2850579C3; FR2442154A1

Description

PATENTANWÄLTE DIPL-ING. H. STEHMANN DIPL-PHYS. DR. K. SCHWEINZER DIPL-ING. DR. M. RAU

D-8500 NÜRNBERG ESSENWEINSTRASSE 4-6 TELEFON 0911 /203727 TELEX OS/23135

Nürnberg, 21. 11. 1978 17/53

Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr.Behr GmbH & Co.KG., Mauserstrasse 3, D-7000 Stuttgart 30

"Kühlanlage für eine Brennkraftmaschine in einem Fahrzeug"

Die Erfindung betrifft eine Kühlanlage für eine Brennkraftmaschine in einem Fahrzeug, mit einem Wärmetauscher, z. B. Frontkühler oder Ringkühler, und diesem zugeordneten Radiallüfter.

Es besteht die Forderung, den Geräuschpegel von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, gegenüber den heute zulässigen Werten um ca. 10 dB(A) zu senken. Um diese Forderung erfüllen zu können, müssen geräuschmindernde Maßnahmen an allen Komponenten des Fahrzeugantriebs, also auch an der Kühlanlage der Brennkraftmaschine getroffen werden.

Es ist bekannt, daß freilaufende Radiallüfter besonders geräuscharm arbeiten. Deshalb wurde bereits vorgeschlagen, solche Laufräder in Verbindung mit einem konventxonellen Frontkühler oder in Kombination mit einem Ringkühler einzusetzen (DE-OS 25 30 J42, DE-OS 26 57 840), wobei die Kühlanlage in üblicher Weise im Motorraum installiert werden soll.

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Bei Fahrzeugen mit derartigen Kühlanlagen hat es sich als nachteilig erwiesen, daß die radial (bzw. mit einer großen Radialkomponente) nach unten abströmende Kühlluft bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten vom Radiallüfter teilweise wieder angesaugt wird. Das Ansaugen der erwärmten Luft verringert die Kühlleistung erheblich. Ferner entsteht beim Auftreffen der Kühlluftströmung am Boden bei staubiger Fahrbahn eine starke Staubaufwirbelung, was neben der Belästigung der übrigen Verkehrsteilnehmer auch eine schnelle Verschmutzung der Kühlanlage zur Folge hat, da insbesondere bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten der Staub ebenfalls vom Radiallüfter angesaugt wird.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Kühlanlagen zu vermeiden und in einfacher Weise eine geräuscharme Kühlanlage zu schaffen, bei der die Kühlleistung zumindest erhalten bleibt. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß unterhalb des Radiallüfters bzw. des Ringkühlers und im Abstand von diesem ein Luftleitelement angeordnet ist, um die nach unten austretende Kühlluft entgegen der Fahrtrichtung abzulenken .

Die Strömungsumlenkung zur Brennkraftmaschine hin bewirkt gleichzeitig eine bessere Belüftung der Kurbelgehäusewanne, was sich auf die Kühlung günstig auswirkt.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung überdeckt- das Luftleitelement den größten Teil

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der axialen Erstreckung des Radiallüfters bzw. Ringkühlers. Dadurch dient das Luftleitelement gleichzeitig als Schutzvorrichtung für den Lüfter bzw. Kühler.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es zweckmäßig, daß das Luftleitelement länger ist als die axiale Erstreckung des Radiallüfters bzw. Ringkühlers.

Insbesondere zweckmäßig ist es, wenn die Erstreckung des Luftleitelementes quer zur Fahrtrichtung mindestens 50% des Lüfterdurchmessers beträgt.

Ein besonderes zweckmäßiges Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, daß das Luftleitelement an den Längsseiten nach oben abgebogen ist.

Nach einem abgewandelten Ausführungsbeispiel ist das Luftleitelement als oberflächenbelüfteter Wärmetauscher ausgebildet und kann beispielsweise als ölkühler dienen. In zweckmäßiger Ausführung ist bei diesem Ausführungsbeispiel der oberflächenbelüftete Wärmetauscher mit Kühlrippen versehen.

Zur Geräuschverminderung ist es, nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, vorteilhaft, wenn die dem Luftstrom zugekehrte Fläche des Luftleitelementes mit einem schallabsorbierenden Material beschichtet ist.

Soferne die erforderliche Bauhöhe zur Verfügung steht, ist in noch weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Kombination eines durchbelüfteten Wärmetauschers mit

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dem Luftleitelement, derart, daß zwischen dem freilaufenden Radiallüfter und dem Luftleitelement der durchbelüftete Wärmetauscher angeordnet, ist, vorteilhaft.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Luftleitelement seitlich bis zum Fahrzeugrahmen hochgezogen ist, wodurch die Umlenkwirkung noch verbessert wird.

Das Luftleitelement bzw. der als Luftleitelement dienende Wärmetauscher kann waagrecht, aber auch geneigt angebracht sein. Ein relativ kleiner Abstand zum Lüfter bzw. Ringkühler genügt. Selbst bei einem Abstand von nur 10% des Lüfterdurchmessers entsteht keine nennenswerte IJrosseXung des Kühlluft— stromes, da ein Radiallüfter sehr drucfcstabil arbeitet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Xtift: leitelement als Frontspoiler und/oder als Unterfahrschutz ausgebildet sein.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt! "

Fig. 1 Strömungsverhältnisse bei einer Kombination zwischen einem Frontkühler und einem Radiallüfter,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kühlanlage,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie A-B der Fig. 2,

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Fig. 4 die Kombination eines. Luftleitelementes mit einem darüber angeordneten durchbelüfteten Wärmetauscherr

Fig. 5 ein ÄusführungsbeispieL mit einem Ringkühler/

Fig. 6 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, und

Fig. 7 ein kombiniertes Äusführungsbeispiel.

In den^ Zeichnungsfigurenist schematisch ein Fahrzeug 13_r beispielsweise ein Lastkraftwagen, dargestellt. In einem Motorraum 12 mit einer fnicht dargestellten} Brennkraftmaschine ist e.in Wärmetauscher_„ beispielsweise FrontkühLer S oder Ringkühler ti in Verbindung mit einem zugehörigen Radiallüfter T dargestellt.

Die Fig. 1 zeigt am Beispiel der Kombination eines Frontkühlers 5 mit einem Radiallüfter 1 die Strömungsverhältnisse ohne die erfindungsgemäße Luftleitvorrichtung. Nach Verlassen des Radiallaufrades 1 teilt sich der nach unten gerichtete Khlluftstrom bei niedriger Fahrgeschwindigkeit in Strömungen 2 und 3. Der Teilstrom 3 gelangt vornehmlich im Bereich einer Stoßstange 4 in den Frontkühler 5 und von dort wieder in den Lüfter 1. In der vom Warmluftstrom 3 beaufschlagten Kühlerfläche wird weitaus weniger Wärme abgeführt, als im übrigen Kühlerquaschnitt, so daß eine erhebliche Minderleistung entsteht. Die Verhältnisse sind im Standbetrieb bzw. bei geringer Fahrgeschwindigkeit mit Rückenwind besonders ungünstig.

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In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kühlanlage mit einem Frontkühler 5 und einem Radiallüfter ΐ dargestellt. Dabei ist unterhalb des Radiallüfters \ und im Abstand von diesem ein Luftleitelement 6 angeordnet. Dadurch wird die nach unten austretende Kühlluft 7 entgegen der Fahrtrichtung abgelenkt. Ein Wiederansaugen eines Teils der erwärmten Luft wird dadurch in vorteilhafter Weise mitSicherheit vermieden» Auch kann kein Staub oder Schmutz von der Fahrbahn hochgewirbelt werden und eventuell in den Kühler 5 eintreten.

Durch die in Fig. 2 dargestellte umlenkung des Kühlluftteilstromes 7 nach hinten wird bewirkt, daß die hohe kinetische Energie dieser Strömung eine Strahlumkehr auch bei stärkerem Rückenwind verhindert.

In Fig. 3 ist ein schematischer Querschnitt gemäß der Linie A-B in Fig. 2 dargestellt. Dabei ist eine spezielle Ausbildung des Luftleitelementes 6 dargestellt/ nämlich als wannenformige Abdeckung/ die sich mit seitlich hochgebogenen Rändern bis zu einem Fahrzeugrahmen 15 erstreckt. Als weitere Maßnahme ist die Beschichtung des Luftleitelementes 6 mit einer Schicht aus schallabsorbierenden Material 14 gezeigt.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß das Luftleitelement 6 in vorteilhafter Weise den größten Teil der axialen Erstreckung des Radiallüfters 1 überdeckt. Aus Fig. 3 hingegen ist ersichtlich, daß die Erstreckung des Luftleitelementes 6 quer zur Fahrtrichtung mindestens 50% des Lüfterdurchmessers beträgt.

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In Flg. 4 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem das Luftleitelement 6 mit einem darüber angeordneten durchbelüfteten Wärmetauscher kombiniert ist. Infolge der Stauwirkung des Wärmetauschers 8 wird ein Teilstrom 9 der Kühlluft bereits vor diesem entgegen der Fahrtrichtung umgelenkt, während ein zweiter Teilstrom TO durch das Leitblech 6nach hinten geführt wird. Der durchbelüftete Wärmetauscher 8 kann beispielsweise als ölkühler Verwendung finden.

Gemäß einem noch weiteren Ausführungsbeispiel,das in Fig„ 5 dargestellt ist, besteht die Kühlanlage aus einem Ringkühler 11 innerhalb dessen der ^Radiallüfter angeordnet ist. Unterhalb des :Ringkühlers ist das Luftleitelement 6 angeordnet und erstreckt sich praktisch über die gesamte axiale Lange des Ringkühlers 11. Hinsichtlich der Strömung der Kühlluft ergeben sich im wesentlichen dieselben Verhältnisse, wie bei den anderen beschriebenen Axisführungsbeispielen.

Nach einem noch weiteren Ausführungsbeispiel, der Erfindung . gemäß Fig. 6 ist das Luftleitelement . selbst als oberflächenbelüfteter Wärmetauscher 16 ausgebildet. Zweckmäßigerweise ist dieser oberflächenbelüftete Wärmetauscher 16 , der als Luftleitelement dient, mit Kühlrippen 17 .versehen.

In Fig. 7 ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt, bei dem das Luftleitelement als Spoiler bzw. Unterfahrzschutz 18 ausgebildet und vorzugsweise an der Stoßstange 4 oder einem anderen geeigneten Teil des Fahrzeugrahmens angeordnet ist.

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Die Erfindung ist somit nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen Abwandlungen und Weiterbildungen sowie Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale und Maßnahmen .

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Claims

PATENTANWÄLTE DIPL-ING. H. STEHMANN DIPL-PHYS. DR. K. SCHWEINZER DIPL-ING. DR. M. RAU D-8500 NDRNBERG ESSENWEINSTRASSE 4-6 TELEFON 0911/203727 TELEX 04/23135 Nürnberg, 21.11.1978 17/53 Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr.Behr GmbH & Co.KG. Mauserstrasse 3; D-7000 Stuttgart 30 Ansprüche

1. !Kühlanlage für eine Brennkraftmaschine in einem !fahrzeug, mit einem Wärmetauscher, zum Beispiel Frontkühler oder Ringkühler, und diesem zugeordneten Radiallüfter, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Radiallüfters (1) bzw. des Ringkühlers (11) und im Abstand von diesem ein Luftleitelement (6) angeordnet ist, um die nach unten austretende Kühlluft (7) entgegen der Fahrtrichtung abzulenken.

2. Kühlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftleitelement (6) den größten Teil der axialen Erstreckung des Radiallüfters (1) bzw. Ringkühlers (11) überdeckt.

3· Kühlanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftleitelement (6) langer ist als die axiale Erstreckung des Radiallüfters bzw. Ringkühlers.

4. Kühlanlage nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch

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gekennzeichnet, daß die Erstreckung des Luftleitelementes (6) quer zur Fahrtrichtung mindestens 50% des Lüfterdurchmessers beträgt.

5. Kühlanlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftleitelement (6) an den Längsseiten nach oben abgebogen ist.

6. Kühlanlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftleitelement (6) als oberflächenbelüfteter Wärmetauscher (16) ausgebildet ist.

7. Kühlanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet/, daß der oberflächenbelüftete Wärmetauscher (16) mit Kühlrippen (17) versehen ist.

8. Kühlanlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Luftstrom zugekehrte Fläche des Luftleitelementes (6) mit einem schallabsorbierenden Material (14) beschichtet ist.

9. Kühlanlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem freilaufenden Radiallüfter (1) und dem Luftieitelement (6) ein durchbelüfteter Wärmetauscher (8) angeordnet ist.

10. Kühlanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftleitelement (6) seitlich bis zum Fahrzeugrahmen (15) hochgezogen ist.

11. Kühlanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftleitelement (18) zugleich als Spoiler bzw. Unterfahrschutz ausgebildet und am Fahrzeugrahmen bzw. einer Stoßstange (4) befestigt ist.

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