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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Motorraum eines Kraftfahrzeuges
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Moderne
Verbrennungskraftmaschinen besitzen vielfach zur Verbesserung ihres
thermodynamischen Wirkungsgrades eine hohe Betriebstemperatur. Der
hohe thermodynamische Wirkungsgrad reduziert den Brennstoffverbrauch,
bereitet aber andererseits durch hohe Betriebstemperaturen des Motors
Schwierigkeiten beim Betreiben des Kraftfahrzeuges. Insbesondere
ein Auspufftopf, ein Motorblock oder ein Katalysator werden während des
Betriebs des Kraftfahrzeuges extrem heiß. Durch Strahlung und durch
Konvektion wird diese Hitze an die Umgebung abgegeben. Dies führt unter
Umständen zu
einer drastischen Erhöhung
der Temperatur im Motorraum, so dass eine Kühlung des Motorraumes erforderlich
ist, um die thermische Belastung angrenzender Bauteile auf erträglichem
Niveau zu halten und damit die Lebensdauer der unter thermischer
Belastung stehenden Fahrzeugteile zu verlängern.
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Aus
der
EP 0 413 236 A1 ist
ein Hitzeschild bekannt, welches in einem Motorraum mit einer Abgasanlage
und einem Motorblock angeordnet ist und welches ein Fahrzeugbauteil
gegen die von heißen Bauteilen,
wie der Abgasanlage oder dem Motorblock oder dergleichen ausgehende
Wärmebelastung
schützt.
Um einen besonders stabilen und wirksamen Hitzeschild zu schaffen,
wird vorgeschlagen, dasselbe aus einer Silizium enthaltenden Wärmeschutzmasse,
vorzugsweise Keramik, auszubilden. Silizium enthaltende Werkstoffe
besitzen eine hohe Wärmedämmung bei
gleichzeitig geringer Wärmespeicherkapazität und sind
auch in hohen Temperaturen einsatzfähig und formstabil.
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Aus
der
DE 102 10 127
A1 ist ein Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einem
Achsträger bekannt,
auf dem die Brennkraftmaschine gelagert ist. Um zu erreichen, dass
auch sehr leistungsstarke Motoren zum Einsatz gelangen können, ohne
dass die thermischen Belastungen der an den Motorraum angrenzenden
Bereiche des Fahrzeugs und der Außenwelt ungebührlich ansteigen,
wird vorgeschlagen, dass der Achsträger auf seiner Oberseite eine Schutzverkleidung
aufweist. Die Schutzverkleidung dämmt motornahe Geräusche, Abwärme und Schwingungen,
welche aus dem Motorbetrieb resultieren, umfassend und ohne erhebliche
bauraumeinschränkende
Konsequenzen für
den Motor, Nebenaggregate oder sonstige versorgungsrelevante Bauteile.
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Aus
der
DE 197 55 314
C2 ist ein wärmeabschirmendes
Bauteil für
ein zwischen einem Aggregateteil und einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges angeordnetes
Aggregatelager bekannt. Das wärmeabschirmende
Bauteil umgibt dabei die zu schützenden
Bereiche des Aggregatelagers in geringem Abstand und ist darüber hinaus
deformierbar ausgebildet, wozu es aus einem Gewebe, beispielsweise
aus einem textilen Glasfasergewebe, besteht.
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Aus
der
DE 40 36 261 C2 ist
ein Hitzeschild zur Abschirmung hitzeempfindlicher Bauteile in einem
Kraftfahrzeug gegenüber der
von einer Verbrennungskraftmaschine im Betrieb ausgehenden Wärmestrahlung
bekannt.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt
sich mit dem Problem, für
einen Motorraum eines Kraftfahrzeuges eingangs erwähnter Art
eine verbesserte Abschirmung anzugeben, welche die thermische Belastung
von temperaturempfindlichen Fahrzeugkomponenten reduziert.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, in einem Motorraum
eines Kraftfahrzeuges, in dem zumindest eine Abgasanlage und ein Motorblock
angeordnet sind, ein wärmeabschirmendes
Bauteil zum Schutz wenigstens eines Fahrzeugbauteils gegen die von
den heißen
Bauteilen, wie beispielsweise den motornahen und damit besonders heißen Teilen
der Abgasanlage ausgehenden Wärmebelastung
derart anzuordnen und auszugestalten, dass dadurch im gesamten Motorraum
eine überwiegend
horizontal verlaufende thermische Grenze geschaffen wird. Dabei
liegen zumindest die motornahen Teile der Abgasanlage oberhalb und
die zu schützenden
Fahrzeugbauteile, wie gummielastische Motorlager oder temperaturempfindliche
Fahrwerksbauteile, unterhalb des wärmeabschirmenden Bauteils.
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Die
erfindungsgemäße Lösung sieht
somit im ganzen Motorraum eine Trennung zwischen einem Bereich mit
heißer
Motorraumluft, welcher in unmittelbarer Nähe des Motorblocks oder der
Abgasanlage anzutreffen ist, und einem kühleren Bereich mit Motorlagern
sowie temperaturempfindlichen Fahrwerksbauteilen vor. Hierdurch
kann die Temperatur an den Fahrwerksbauteilen deutlich abgesenkt
werden, zumal diese mit Umgebungsluft, insbesondere mit Fahrtwind
während
der Bewegung des Fahrzeuges, gekühlt
werden. Zudem wird die Wärmeabstrahlung
der Abgasanlage bzw. des Motorblocks wesentlich besser abgeschirmt
als dies bei herkömmlichen Hitzeschilden
der Fall ist, da das wärmeabschirmende
Bauteil durch den gesamten Motorraum verläuft und somit die thermische
Abdichtung deutlich besser ist.
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Die
erfindungsgemäße Lösung eröffnet somit
ein völlig
neuartiges Kühlkonzept
und ermöglicht eine
bessere Abschirmung z. B. der temperaturempfindlichen Fahrwerksbauteile.
Die bisher der Wärmeabstrahlung
der Abgasanlage bzw. des Motorblocks nahezu ungeschützt ausgelieferten
Fahrwerkskomponenten können
durch das wärmeabschirmende Bauteil
wirksam geschützt
werden, wodurch deren Zuverlässigkeit
und Lebensdauer erhöht
werden kann.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Lösung ist
das wärmeabschirmende
Bauteil aus Blech ausgebildet. Blechbauteile lassen sich heutzutage
in nahezu beliebiger und dadurch optimal angepasster Form einfach
und kostengünstig
herstellen und unproblematisch in den Motorraum einbauen. Moderne
Stanz- und Formwerkzeuge ermöglichen
dabei, dass das wärmeabschirmende
Bauteil passgenau und damit montagefreundlich hergestellt werden
kann.
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Entsprechend
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das wärmeabschirmende Bauteil
eine flexible Dichtlippe, zum Beispiel aus Gummi oder elastomerem
Kunststoff, auf, welche eine thermische Abdichtung zum benachbarten
Fahrzeugteil ermöglicht.
Eine derartige Lippe dichtet Randbereiche des wärmeabschirmenden Bauteils hin
zur Karosserie oder anderen Fahrzeugkomponenten wirksam gegenüber thermischen
Belastungen ab und verhindert gleichzeitig ein klapperndes Geräusch wäh rend des
Betriebs des Fahrzeugs. Denkbar ist hierbei, dass die Lippe zu einem
weiteren Abschirmblech am Rohbau oder direkt zum Rohbau abdichtet.
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Entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Lippe dabei aus wärmebeständigem Kunststoff
ausgebildet. Ein derartiger Kunststoff kann beispielsweise ein EPDM-Kunststoff
sein, welcher thermisch sehr stabil ist und gleichzeitig kostengünstig herzustellen
und einfach zu verarbeiten ist.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus
den Zeichnungen und aus der zugehörigen Beschreibung.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert,
wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei
zeigen:
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1 einen
Längsschnitt
durch einen erfindungsgemäßen Motorraum,
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2 einen
Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Motorraum.
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Entsprechend 1 sind
im Motorraum 1 eines im Übrigen nicht dargestellten
Kraftwagens ein Motorblock 3 eines Verbrennungsmotors und
die motornahen Teile einer Abgasanlage 2 angeordnet. Die motornahen
Teile der Abgasanlage 2 umfassen hier einen Auspuffkrümmer der
in eine Rohrleitung mit Katalysator übergeht, befinden sich unter
spiegelsymmetrischer Anordnung auf beiden Seiten des Motorblocks 3 und
bewirken bei laufendem Verbrennungsmotor einen entsprechend großen Wärmeeintrag
in den Motorraum 1.
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Um
unterhalb der Abgasanlage 2 liegende wärmeempfindliche Bauteile, wie
gummielastische Motor- und/oder Fahrschemellager, Fahrwerkssensoren
oder ähnliche
Bauteile, wirksam vor der Abwärme
der Abgasanlage 2 zu schützen, ist eine großformatige
Abschirmung der Abgasanlage 2 über eine Trennanordnung mittels
eines überwiegend
aus einem tiefgezogenen Blech bestehenden wärmeabschirmenden Bauteiles 4 vorgesehen.
Dabei bildet das Abschirmblech 4 eine überwiegend horizontal verlaufende
thermische Grenze durch den gesamten Motorraum 1.
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Der
in 1 dargestellte Motorraum 1 kann dabei
sowohl front- als auch heckseitig des Kraftwagens angeordnet sein.
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Besonders
im Fahrwerksbereich von Kraftfahrzeugen werden zur Verminderung
der Korrosion oftmals umhüllende
Gummiteile eingesetzt, welche beispielsweise Verbindungen zwischen
Fahrzeugrädern
und einer Fahrzeugachse umhüllen
und dadurch vor einer schädigenden
chlorideinwirkung, beispielsweise durch Streusalz, schützen. Um
die Schutzfunktion möglichst
lange zu erhalten, ist es erforderlich, dass die Gummiteile über lange
Zeit eine bestimmte Elastizität
aufweisen. Durch eine erhöhte Temperatur,
welche beispielsweise vom Motorblock 3 oder von der Abgasanlage 2 beim
Betrieb des Fahrzeuges abgestrahlt wird, altern diese Gummiteile überproportional
schnell. Einhergehend mit der Alterung der Gummiteile ist eine Versprödung derselben, wodurch
eine erhöhte
Rissneigung bei geringen Dehnungen hervorgerufen wird und woraus
folgend ein Verlust der Schutzwirkung resultiert.
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Um
den vorzeitigen Alterungsprozess zu verhindern, sieht die Erfindung
vor, insbesondere die temperaturempfindlichen Fahrwerksbauteile,
thermisch von den heißen
Bauteilen im Motorraum 1 zu trennen. Hierzu verläuft das
wärmeabschirmende Bauteil 4 im
wesentlichen horizontal durch den Motorraum 1, wobei zumindest
die Abgasanlage 2 und der Motorblock 3 bzw. andere
heiße
Bauteile auf der einen Seite, beispielsweise oberhalb, und die zu schützenden
Fahrzeugbauteile 5, hier insbesondere die temperaturempfindlichen
Fahrwerksbauteile, auf der anderen Seite, beispielsweise unterhalb,
des wärmeabschirmenden
Bauteils 4 liegen.
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Gemäß einer
Ausführungsvariante
ist dabei das wärmeabschirmende
Bauteil 4 aus Blech ausgebildet und weist eine Lippe 6,
zum Beispiel aus EPDM-Kunststoff, auf, welche eine thermische Abdichtung
zu benachbarten Fahrzeugteilen 7 (vgl. 2),
beispielsweise Fahrzeuglängsträger oder
anderen Karosseriebauteilen ermöglicht.
Die Ausbildung des wärmeabschirmenden
Bauteils 4 aus Blech bietet die Möglichkeit, dieses mittels eines
Stanz- und/oder Formwerkzeugs individuell und passgenau an spezifische
Anforderungen anzupassen und gleichzeitig kostengünstig herzustellen.
Die Lippe 6 verbindet das wärmeabschirmende Bauteil 4 mit
den benachbarten Fahrzeugteilen 7, ohne dass es aufgrund
von fahrzeugüblichen
Schwingungen zu Klappergeräuschen
kommt. Darüber
hinaus gewährt
die Lippe 6 dass auch im Grenzbereich zwischen dem wärmeabschirmenden
Bauteil 4 und den benachbarten Fahrzeugteilen 7 die
thermische Grenze erhalten bleibt und kein nennenswerter Wärmeübergang
stattfindet.
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Um
die einerseits des wärmeabschirmenden Bauteils 4 auftretenden
hohen Temperaturen langfristig zu ertragen, besteht die Lippe 6 vorzugsweise aus
wärmebeständigem Kunststoff.
Ein derartiger Kunststoff kann beispielsweise ein EPDM-Kunststoff (Ethylen-Propylen-Diene-Monomer)
sein.
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Es
ist denkbar, dass das wärmeabschirmende
Bauteil 4 entweder am Motorblock 3 oder an der Karosserie
befestigt ist. Eine Befestigung des wärmeabschirmenden Bauteils 4 am
Motorblock 3 bietet dabei den Vorteil, dass das wärmeabschirmende Bauteil 4 vor
der Fahrzeughochzeit am Motorblock 3 angeordnet und zusammen
mit diesem in die Karosserie eingebaut werden kann. Prinzipiell
wäre es
alternativ auch denkbar, ein rahmenartig ausgebildetes, wärmeabschirmendes
Außenblechteil
an der Karosserieumgebung des Verbrennungsmotors und ein entsprechend
kleineres Innenblechteil am Umfang des Motorblocks zu befestigen.
Der wegen der Relativbewegungen von Motor und Karosserie notwendige
Spalt zwischen dem Außenumfang
des Innenblechteils und dem Innenumfang des Außenblechteils müsste in
diesem Fall durch eine biegeelastische Dichtlippe überbrückt werden.
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Der
gemäß 1 gezeigte
Kühler 8,
welcher oberhalb des wärmeabschirmenden
Bauteils 4 angeordnet ist, ist mit einem Gebläse 9 zur
Erzeugung eines Kühlluftstroms
versehen. Das Gebläse 9 gewährleistet
dabei auch bei stehendem Kraftfahrzeug einen ausreichenden Luftdurchsatz
durch den Kühler 8 und
somit eine ausreichende Kühlung
des Motorblocks 3 bzw. anderer zu kühlender Bauteile im Motorraum 1.
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Das
wärmeabschirmende
Bauteil 4 bildet, wie eingangs erwähnt, eine thermische Grenze
im gesamten Motorraum 1, wobei die Kühlung von oberhalb des wärmeabschirmenden
Bauteils 4 gelegenen Fahrzeugkomponenten, beispielsweise
des Motorblocks 3 und/oder der Abgasanlage 2,
durch den vom Gebläse 9 erzeugten
Kühlluftstrom
erfolgt, während die
Kühlung
von unterhalb des wärmeabschirmenden
Bauteils 4 gelegenen Fahrzeugkomponenten, insbesondere
von Fahrwerksbauteilen, durch Umgebungsluft und/oder bei bewegtem
Kraftfahrzeug durch Fahrtwind erfolgt. Hierdurch ist gewährleistet, dass
die unterhalb des wärmeabschirmenden
Bauteils 4 gelegenen Fahrwerksbauteile einer deutlich reduzierten
Wärmebelastung
ausgesetzt sind.
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Gemäß den 1 und 2 kann
zusätzlich
zum wärmeabschirmenden
Bauteil 4 ein weiteres, zweites wärmeabschirmendes Bauteil 10 vorgesehen
sein, welches im wesentlichen oberhalb der Abgasanlage 2 und
des Motorblocks 3 verläuft
und eine zweite, vorzugsweise ebenfalls im wesentlichen horizontale,
thermische Grenze im gesamten Motorraum 1 bildet. Hierdurch
werden insgesamt drei unterschiedliche Temperaturbereiche im Motorraum 1 erzeugt,
wobei die Temperatur im Bereich zwischen dem wärmeabschirmenden Bauteil 4 und
dem zweiten wärmeabschirmenden
Bauteil 10 deutlich höher ist
als außerhalb
dieses Bereiches. Das weitere wärmeabschirmende
Bauteil 10 verhindert eine unerwünschte Wärmeabstrahlung heißer Bauteile
nach oben, wodurch oberhalb des wärmeabschirmenden Bauteils 10 angeordnete
und temperaturempfindliche Fahrzeugkomponenten, vor einer übermäßigen Temperaturbelastung
abgeschirmt werden können.
Die zwischen den beiden wärmeabschirmenden
Bauteilen 4 und 10 vorhandene höhere Temperatur
kann dabei günstigerweise
einen Restwärmeeffekt
nach Abstellen des Motors 3 verstärken, wodurch eine Heizwirkung
des Kraftfahrzeugs verbessert werden kann.
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Zusammenfassend
lassen sich die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Lösung wie folgt
charakterisieren:
Die Erfindung sieht vor, in einem Motorraum 1 eines Kraftfahrzeuges,
in welchem zumindest eine Abgasanlage 2 und ein Motorblock 3 vorgesehen
sind, zusätzlich
wenigstens ein wärmeabschirmendes
Bauteil 4 anzuordnen, welches im wesentlichen eine horizontal
verlaufende thermische Grenze durch den gesamten Motorraum 1 bildet
und welches wenigstens ein Fahrzeugbauteil 5 vor erhöhter Wärmebelastung
durch heiße
Bauteile schützt.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass zumindest die Abgasanlage 2 und
der Motorblock 3 oberhalb und die zu schützenden
Fahrzeugbauteile 5 unterhalb des wärmeabschirmenden Bauteils 4 liegen.
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Um
darüber
hinaus Kostenvorteile zu reduzieren und einen Wärmeübergang zwischen den durch
das wärmeabschirmende
Bauteil 4 getrennten Bereichen zu minimieren, ist vorgesehen,
das wärmeabschirmende
Bauteil 4 aus Blech auszubilden und mit einer Lippe 6 zu
versehen.
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Zusätzlich zum
wärmeabschirmenden
Bauteil 4 kann noch ein weiteres wärmeabschirmendes Bauteil 10 vorgesehen
sein, welches oberhalb der Abgasanlage 2 angeordnet ist
und welches eine zweite thermische Grenze durch den gesamten Motorraum 1 bildet.
Dabei ist der zwischen den beiden wärmeabschirmenden Bauteilen 4 und 10 gelegene Bereich
vorzugsweise durch einen vom Gebläse 9 des Kühlers 8 erzeugten
Kühlluftstrom
gekühlt,
während
die angrenzenden Bereiche vorzugsweise von der Umgebungsluft bzw.
vom Fahrtwind gekühlt
werden. Oberhalb der wärmeabschirmenden
Abdeckung 10, die ähnlich
den erläuterten
Ausführungsformen der
Abdeckung 4 gestaltet sein kann, können im oberen Motorraumabschnitt
problemlos wärmeempfindliche
Bauteile wie z. B. ein elektronisches Steuergerät eine Transistorzündanlage
oder ähnliches
angeordnet werden.