DE7818243U1

DE7818243U1 - Kraftfahrzeug mit luftgekühltem Kühler

Info

Publication number: DE7818243U1
Application number: DE7818243U
Authority: DE
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1977-07-01
Filing date: 1978-06-15
Publication date: 1979-02-15
Also published as: GB2000477A; US4181172A; CA1095476A; AU3713378A; DE2826697A1; DE2826697C2; AU522558B2

Description

β · r * ο · β

et ο α β ο ·

β ■» · · O β 9

Die Neuerung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug mit luftgekühlten Kühler und stromabwärts des Kühlers angeordnetem Lüfterrad mit radialen über den Umfang verteilten Schaufeln«

Infolge der Zunahme zusätzlicher Hilfsgeräte an Kraftfahrzeugen, Zugmaschinen und Bussen v/erden laufend höhere Kühlanforderungen gestellt, wodurch sich eine Geräusc: steigerung durch das Lüfterrad ergibt. Andererseits werden die behördlichen Anforderungen bezüglich der Geräuscharmut laufend erhöht. Es ist daher notwendig, den Geräuschpegel auf annehmbare Werte zu senken, ohne jedoch die Kühlkapazität des Kühlers zu beeinträchtigen.

Es ist allgemein bekannt, dass ein geringes Spiel zwischen den SChaufelspitzen eines Lüfterrades der Propellerbauart zu der es umgebenden Ummantelung einen besseren Wirkungsgrad des Lüfterrades bedingt und zugleich geringe Geräusche verursacht. Bedingt durch die Herstellungstoleranzen und die Relativbewegung zwischen Lüfterrad und Ummantelung in radialer Richtung sind jedoch im allgemeinen mittlere bis grosse Spiele üblich. Die dadurch bedingte Wirbelung ist Ursache für Geräusche, die einen wesentlichen Anteil am Gesamtgeräusch haben. Zur Schaffung eines wirtschaftlichen Aufbaues mit gutem Wirkungsgrad ist daher eine Bauart anzustreben, bei der der Rückstrom der Luft in stossfreier V/eise eriolgt, d.h. ohne Aufteilung des Luftstroms und ohne Turbulenzen und damit mit geringer Geräuschbildung.

-4-

~ 4

Es ist ferner "bekannt, dass durch Anordnung eines A"bschlußrings an den Spitzen der Schaufeln des Lüfterrades ein Spiel zu dem umgebenden Ummantelung vermieden werden kann und damit Geräusche infolge der "Verwirbelung der rückströmenden Luft zu vermeiden sind_e Ist der Abschlußring aber nicht genau geformt, so stört der Rückfluß der Luft den Zustrom der Luft zum Lüfterrad entweder durch unstetige Beeinflussung oder Trennung des Luftstroms am Einlassende des umlaufenden Rings ο Hierdurch werden Rotationsgeräusche gebildet«

Bei einer derartigen Ausgestaltung des. Rückfluss der Luft zu steuern, ist beispielsweise durch die US-PS 3 842 902 versucht worden, indem zwischen dem Abschlußring und der Ummantelung eine labyrinthähnliche Dichtung vorgesehen wirdo Versuche haben jedoch gezeigt, dass eine gewisse Unstetigkeit des Luftstroms und damit ein gewisses Rotationsgeräusch in Kauf genommen werden muss.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, sowohl Geräusche auf Grund der Wirbelung als auch Rotationsgeräusche wesentlich zu verringern,,

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäss dadurch gelöst, dass mit den Spitzen der Schaufeln des Lüfterrades ein Abschlußring verbunden ist, der einen Mantel und ein glockenförmiges Einlaßteil aufweist, um Geräusche auf Grund der Wirbelung und des Spitzenspiels der Schaufeln zu verhindern, und dass stromaufwärts des Einlaßteils ortsfeste Flächen am Kühler vorgesehen sind, die von dem Einlaßteil des Abschlußrings

— 5

einen Abstand haben, der kleiner als der Krümmungsradius des Einlaßteils ist, um einen Spalt zu bilden, der einen stoßfreiei Rückstrom der luft um den Abschlußring in den Fb'r der strom des Lüfterrads bedingt, wodurch eine Unstetigkeit des Stroms und dadurch bedingte Rotationsgeräusche im wesentlichen beseitigt werden_o

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Neuerung ergeben sich aus den Unteransprüehen»

Durch die neuerungsgemässe Ausbildung wird bei gutem Wirkungsgrad des Lüfterrades ein geräuscharmer Lauf erreicht.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Neuerung dargestellte In den Zeichnungen zeigen

Pig«, 1 eine perspektivische Darstellung eines Kühlers und eines Motors für ein Kraft« fahrzeug mit einem Lüfterrad nebst Ummantelung mit auseinander gezeichneten Teilen,

J¹Ig. 2 einen Teilschnitt durch Fig_e 1, Mg« 3 einen Teilschnitt durch eine abgewandelte Bauform und

Fig« 4 einen Teilschnitt durch eine weitere abgewandelte Bauform.

Eine in Fig„ 1 dargestellte Antriebsmaschine 1C für ein Kraftfahrzeug weist am vorderen Ende einen üblichen Riemenantrieb 12 auf, über den Hilfsgeräte angetrieben werden,

C · 0

zu denen auch ein Lüfterrad 14 gehört, das auf einer angetriebeen Welle 15 sitzt. Das Lüfterrad 14 kann vom Propellertyp pder axial durchströmt sein. Neben dem Lüfterrad 14 liegt ein Kühler 16„ mit dem eine Ummantelung 18 des Lüfterrads über Lappen 19 am rechteckigen Aussenumfang 20 der Ummantelung 18 verbunden ist. Ein Abschlußring 22 ist mit den Spitzen der Schaufeln 24 des Lüfterrads 14 verbunden und läuft mit diesem um_e

Wie Figo 2 zeigt, hat die Ummantelung 18 einen glockenförmigen Einlaß 26, der in einer kreisringförmigen Austrittskante 28 endet, die stromaufwärts der Schaufeln 24 liegt Der Abschlußring 22 besteht aus einem Mantel 29 und einem glokkenförmigen Einlaßteil 30, das einen Krümmungsradius R hat, abe auch andere Gestalt aufweisen kann, so dass sich ein vorgegebener Mindestanstand zwischen der Austrittskante 28 in dem Einlaßteil 30 in Form eines Spaltes C ergibt. Die Größe dieses Spalts <D ist aus den ■"•erstellungstoleranzen und der Relativebewegung der Lüfterradachse zur ortsfesten Ummantelung in radialer Richtung zu ermitteln,.

Die Kreisförmige Austrittskante 28 der Ummantelung hat einen Durchmesser D, der etwa dem Innendurchmesser des Abschlußringes 29 entspricht. Im allgemeinen werden die Rotationsgeräusche um so kleiner je grosser der Krümmungsradius R ist; die Größe des Radius R ist aber aus betrieblichen Gründen begrenzt. Bei einem Spalt 0 in der Grosse von 3,175 mm bei einem Lüfterrad kleinen Durchmessers wäre der Radius R am vor-

—7—

• ♦ I t I fill llllll I

« ι I I I ι i.i '

f 1 , 1 ( I .

teilhaftesten mit etwa 6,35 mm au wählen,, Bei einem Spalt O von 11,11 mm eines Lüfterrades für eine schwere Zugmaschine oder einen Bus kommt ein Radius R von 19,05 mm in Betracht.

Versuche hatten gezeigt, dass die Ummantelung den Rückfluss der Luft an der Wandung des Einlaßteils 30 hält, wenn dieser durch den Spalt G. tritt, so dass der Eintritt in den Pörderstrom des Lüfterrads 14 stoßfrei ohne Turbulenzbil-

dung oder Abtrennung des Stroms erfolgt, wodurch eine erhebliche Minderung der Rotationsgeräusche eintritt„ Dies ist besonders bei Bauarten der Fall, bei denen grosse Spitzenspiele an den Schaufelspitzen vorgesehen sind, wie bei Lüfterrädern für Zugmaschinen und Busse,,

Es wurden ferner Versuche in einem Windkanal

mit einer Bauart nach Fig. 2 gefahren, wobei ein Lüfterrad mit einem Durchmesser von 355 nim verwendet wurde, dessen Abschlußring ein Einlaßteil 30 mit einem Krümmungsradius R von 25,4 mm ζ aufwies, während die ortsfeste Ummantelung einen Krümmungsradius von 102 mm hatte» Es wurden verschieden grosse Spalte 0 eingestellt«

Zum ^Vergleieh wurde versuchsweise ein Lüfterrad

^; mit einer einfachen, ortsfesten Ummantelung untersucht und zwi·*

! sehen diesen ein unterschiedliches Spiel S eingestellt«, [ Diese Versuches hatten folgende Ergebnisse:

-8-

* t I » * I

I I I I

*-l 8 *~4

Gemessener Schalldruckpegel in Decibel "bei einer Drehzahl des Lüfterrades von 3 600 U/min

Strömung skoeffizo

0,0625

0,075

0,10

0,125
0,15
0,175
0,20

Spalt 0

1,14 mm 5,59 mm

91,5 89,5

88,0 86,5

81,5 84,0

79,0 82,5

79,0 82,0

80,0 81,0

81,0 80,0

Spiel S 9,91 mm 0,76 4,71

88,0
85,5
86,0
85,0
85,0
82,5
80,0

90,0 91,5 89,5 87,5 85,0 8ß,0 77,5

89,5 89,5 90,0 90,5 92,0 91,0 89,0

8,23

89,0 89,0 90,0 92,0 93,0 91,0

Mit wenigen Ausnahmen ist also die neuerungsgemässe Bauart geräuscharmer als die bekannte Ausführung mit einfacher Ummantelung„ Ferner ist der Betrieb um so geräuschärmer je kleiner der Spalt ist_o Die im Versuch gewählten Spalte von 1,14 mm und Spiele von 0,76 mm sind zwar für den praktischen Einsatz zu klein um eingesetzt zu werden; die ermittelten Werte zeigen aber den erwähnten Einfluss auf die Geräuschbildunge

Bei der Ausführungsform nach Fig„ 3 ist die ortsfeste Ummantelung 32 so ausgebildet dass sie sich vom Aussen-

j /

umfang 34 des Kühlers 16 imwesentliehen radial einwärts erstreckt und in einer kreisförmigen inneren K_ante 36 endet, die stromaufwärts vor dem glockenförmigen Einlaßteil 30 des Abschlußrings 29 liegt. Die Kante 36 hat einen Durchmesser D|

• I · 9 f u ι til Il

ι tii

111 11

der etwa dem Innendurchmesser des Abschlußrings 29 entspricht, Der Radius R' und der Spalt O¹ sind wie bei der Ausführungsform nach Figo 2 gewählt,, Diese Bauform ist besonders geeignet, wenn zwischen Kühler 16 und Lüfterrad nur ein "begrenzter Raum zur Verfugung steht„

Die Ausführungsform nach Figo 4 ist besonders
für Kleinwagen geeignet, bei denen Kühler und Motor nur wenig Platz für das Lüfterrad freilassen, wobei Lüfterrad und Kühler verhältnismässig kleine Abmessungen haben,. Die ortsfeste Ummantelung ist in diesem Falle fortgelassen und wird im gewissen Umfang durch die rückwärtige Wand des Kühlers 16 ersetzte Das glockenförmige Einlaßteil 30 des Abschlußrings 29 des Lüfterrads hat hier einen bestimmten Abstand C" von der
Rückwand des Kühlers 16, wobei der Krümmungsradius R" und der Spalt C" die gleiche G-röße haben wie bei der Ausführungsform nach Mg. 2,

Claims

OC · · I • * I ■ * α ι Neue SEiten 1 bis 3 Patents η wa/f f' K. Walther 23.11.78 G 78 18 General Motors Corp, Kraftfahrzeug mit luftgekühltem Kühler Schutzansprüche

1. Kraftfahrzeug mit luftgekühltem Kühler und stromabwärts des Kühlers angeordnetem Lüfterrad mit radialen über den Umfang verteilten Schaufeln, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Spitzen der Schaufeln (24) des Lüfterrades (14) ein Abschlussring (22) verbunden ist, der einen Mantel (29) und ein glockenförmiges Einlassteil (30) aufweist, und dass stromaufwärts des Einlassteils ortsfeste Flächen (18,26,28) ab Kühler (16) vorgesehen sind, die von dem Einlassteil des Abschlussrings einen Abstand haben, der kleiner als der Krümmungsradius (R) des Einlassteils ist, um einen Spalt (C,C, C") zu bilden, der einen stossfreien Rückstrom der Luft um den Abschlussring in den Förderstrom des L^fterrades bedingt.

2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ortsfesten Flächen (18,26,28) eine Umman-

! » lit«
I · ■

I I
I · ■

I I I

lilt Il

I · I *

-2-

telung bilden, deren Aussenrand (20) rait dem Kühler (l6) verbunden ist, und deren Innenrand (28) eine kreisringförmige Öffnung stromaufwärts des Einlassteils (50) des AbSchlussrings (22) begrenzt, die den Spalt (C) zwischen diesen Teilen bedingt.

3. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (32 im wesentlichen lotrecht und parallel zur rückwärtigen Fläche des Kühlers (16) angeordnet ist.

4. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die rückwärtige Fläche des Kühlers (16) selbst die ortsfeste Fläche der Ummantelung ist.

-O-